金属元素分析和半导体工艺中的污染物控制

半导体是现代电子产品的核心，应用于许多领域，如智能手机和汽车。随着半导体产业的发展，各种设备变得更小、更快、更可靠、更强大。

为了解决高成本问题，半导体生产过程中的产品良率是半导体制造商最关心的问题。影响产品良率的因素有很多，污染无疑是最重要的因素之一。业内人士估计，污染导致约 50% 产量损失。从上个世纪开始 70 时至今日，芯片工艺已经从“μm“经过纳米时代，时代已经发展成为当前的10个时代。纳米以下。随着元件缩小到单个纳米尺度，污染物和杂质的控制变得越来越重要，因为即使是超标污染物也会降低产量，降低产品可靠性和故障。从检测晶片、原材料和工艺化工品到最终产品质量保证，半导体和电子设备中的杂质分析必须贯穿整个制造过程的不同阶段。 / 质量控制。此外，在设备制造、传感器制造、控制器件制造过程等半导体全产业链的先进制造环节，真空控制也非常重要。

1、芯片制造产业链

2、半导体制造典型元素分析情景

–在蚀刻硅片过程中，对化工产品中使用的污染物进行监测清洗和蚀刻。

–监测晶圆 /IC 化工产品中使用的污染物在生产过程中

–对硅片衬底及用于硅的相关层及镀层中的金属污染进行评估

–金属纳米颗粒在化工产品、晶圆加工和清洗浴槽中。 (NP) 分析

–电子化学品在半导体供应链中电子化学品 / 特殊气体中的金属污染物

3、硅片中金属污染物自动化分析

金属污染可引入半导体器件，用于清洁和蚀刻氧化物生长和离子注入。痕迹污染物也可能来自石英岩(砂)和纯单晶硅锭，用于生产小块多晶硅和切割晶圆。石英岩中的主要污染元素是铁、铝、钙和钛，但它们正在将石英岩转化为 98% 其他元素可能会在纯硅碳热复原过程中引入。然后通过气相提纯和化学气相沉积去除大部分杂质，得到纯度约8个9的二氧化硅。

切割和抛光晶圆也可能引入痕迹元素，如化学机械平整(或抛光)浆体。最受关注的元素是过渡元素和偏碱元素，但它们可能不会均匀分布在晶圆中。铁可以通过硅块衬底扩展到表面氧化层，而钛杂质水平可能是由于单晶。 Si 在熔化和冷却过程中，锭缩松发生变化。

为了确保金属污染物不会对金属污染物造成伤害 IC 如果设备产生不利影响，必须测量晶圆表面的金属浓度。当暴露在大气中的氧气和水时，晶圆表面的裸硅层迅速氧化。 SiO2。这种天然氧化层的厚度约为0.25。 nm(一个假如SiO2分子)。 IC 如果需要绝缘膜的设计， O2 或者水蒸气存在时，将晶圆加热至水蒸气存在 900–1200 ° C，然后在晶圆表面形成更厚的氧化层。热氧化层的厚度可以达到100。 nm(0.1μm)。适用于自然和热氧化可以使用气相分解的SiO2 (VPD)与 ICP-在氧化物层中结合MS测量极低浓度的痕量金属。

8800和Agilent ICP-MS/MS集成来源 IAS Inc. 全自动制造 VPD-ICPMS 系统

来源：仪器信息网络