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德国耶拿
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自1947年晶体管发明以来，半导体技术已成为推动现代科技进步的核心力量，广泛应用于芯片制造、智能汽车、通信、医疗、航空航天等关键领域。然而，生产过程中存在的无机与有机污染物，直接影响半导体材料的性能和产品良率，尤其对高精度制程提出了严峻挑战。
挑战
半导体中杂质的存在使严格按周期性排列的原子所产生的周期性势场受到破坏，这对半导体材料的性质产生决定性的影响。因此，痕量水平半导体行业无机杂质和有机污染物的检测是操作过程中的一项重大挑战。
什么是无机杂质？
无机杂质：包括浅能级杂质（如硼、磷等）和深能级杂质（如铁、铜、镍等重金属）。它们影响半导体导电特性与载流子复合，降低器件性能。
什么是有机杂质?
有机污染物：可能导致晶圆表面疏水、粗糙度增加、外延生长异常，并影响后续工艺中的清洗与成膜效果。
颗粒污染：在蚀刻、沉积等环节引发阻塞、针孔或短路，是导致产品缺陷的主要原因之一。
解决方案
SEMI F57 是针对超纯水（UPW）和液态化学品输送系统（LCDS）中聚合物材料与组件的国际规范，确保其在半导体高端制程中的洁净度与可靠性。该标准覆盖管道、阀门、过滤器、传感器等组件，并对以下四项关键污染指标提出明确限值要求：
1.阴离子污染
2.金属离子污染（涵盖22种关键金属元素）
3.总有机碳（TOC）
4.表面粗糙度
SEMI F57标准规定了需要的检测项目有四类，分别为阴离子污染、金属离子污染、总有机碳TOC和表面粗糙度。
限值要求 :
针对金属离子污染，主要有22类，其分别的限制如下
TOC可以对半导体加工产生影响，包括硅氧化、蚀刻均匀性、清洗（包括晶片和掩模）、粘附、栅氧化层击穿电压、外延、原子层沉积（ALD）、氮化硅的CVD或其他薄膜沉积步骤。TOC限值要求如下：
（1）根据SEMI F40提取方法的要求进行冲洗和浸泡后，取5cmX5cm样品，浸泡4个样品，1个空白水样。分别在24h，72h，120h，168h进行测试。提取方法如下：
（2) 浸泡液可以是如下液体：超纯水，超纯硝酸、超纯盐酸和IPA要求， HF，H2O2等（冲洗用超纯水清洗）
（3) 取样量 4L/D≥10 (L-长度 D-直径）
1. 金属检测：PlasmaQuant MS 电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）
仪器特点：
无与伦比的高灵敏度，满足半导体追求极限低含量检测需求。
iCRC集成化碰撞反应池技术，高效、安全、快速、方便地消除干扰。
3D聚焦离子反射镜在提高灵敏度的同时无需维护降低背景。
全数字检测系统高达11个数量级的线性动态范围，使得高低浓度测量无需分别校正。
高解析四极杆提供更好的质量分离效果。
稳定强劲的等离子体，适合任何基体样品测试。
快速分析，冷开机5分钟即可达到工作状态。
低消耗，氩气消耗量仅为常规仪器的一半。
2. 总有机碳分析：multi N/C UV HS 总有机碳分析仪（TOC）
仪器特点：
超强氧化消解能力保证样品完全氧化，254nm和185nm双波长高能量紫外反应池。
全量程高聚焦NDIR检测器，0-10000ppm测量范围，无需量程转换。自动漂移校正、补偿， 无需任何稀释，免维护检测器，满足洁净及污染任何状态下样品分析。
极强的抗干扰能力，避免其他杂质共存干扰。
高灵敏度，高达20mL进样体积，灵活调节灵敏度，扩展应用范围。
免维护帕尔贴干燥单元，无需模式干燥器及化学干燥剂，节省成本，操作更为简便。
VITA流速管理系统，实时提供流速补偿消除波动，得到绝对可靠的分析结果，仪器长期稳定，一年内无需反复校正。
极强的耐盐能力，最高可允许85g/L含盐样品直接进样分析。
小结
根据标准SEMI F57：用于超纯水和液态化学品输送系统的聚合物材料及组件的规范文件要求，评价半导体输送管道的性能，鉴于浸泡液的成分多样性，需要仪器具有极强的抗干扰能力，同时对于洁净与污染的评估需求，需要仪器既具有高灵敏度，又具有宽范围的能力。
德国耶拿长期致力于金属离子及总有机碳分析全套解决方案，深耕元素分析领域，积累众多分析经验。德国品质，追求创新，德国耶拿PlasmaQuant MS电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）和multi N/C UV HS总有机碳分析仪完全满足SEMI F57标准中规定的22种金属离子和总有机碳参数的检测，助力半导体行业的发展！
END
上海恒奇仪器仪表有限公司，作为耶拿分析仪器的授权经销商，全心全意为您提供更多定制化的服务。
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