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半导体SEMI E180晶圆加工中关键腔体部件表面金属污染解决方案
随着半导体技术的发展，对晶圆加工过程中金属污染的控制要求越来越高。SEMI E180标准应运而生，旨在通过规范酸萃取方法，准确测量关键腔室部件表面的金属污染，保障半导体器件的性能和可靠性。
适用于半导体制造中关键腔室部件(包括但不限于陶瓷环、聚焦环、ESC、Window、内衬)的金属污染检测，通过酸萃取结合ICP-MS等分析手段，可对多种金属元素进行定量分析，为半导体生产过程中的质量控制提供重要依据。
2.1测试对象及预处理条件
|
测试对象 |
萃取液 |
溶液温度 |
萃取时长 |
|
Y₂O₃陶瓷、含钇陶瓷、ABS塑料（AG1000） |
0.5wt.% HNO₃ |
室温（约23℃） |
5min |
|
石英、硅、Al₂O₃、AlN、CVD-SiC块材和 CVD-SiC涂层 |
3wt.% HNO₃ |
室温（约23℃） |
5min |
|
等离子喷涂涂层：等离子喷涂含钇陶瓷涂层，等离子喷涂Al₂O₃涂层，等离子喷涂Si 涂层 |
0.25wt.% HNO₃ |
室温（约23℃） |
5min |
|
铝，不锈钢，钛，阳极氧化材料和化学镀镍材料 |
0.14wt.% HNO₃ |
室温（约23℃） |
5min |
2.2萃取方式及测试设备
|
萃取方式 |
测试设备 |
|
|
局部萃取 |
ICPMS/ICPMSMS |
使用微型移液器将1mL～3mL稀释的硝酸放在零部件表面进行萃取，萃取液体积取决于零部件尺寸和几何形状。 |
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全浸泡 |
ICPMS/ICPMSMS |
把零部件样品整体浸泡在稀释的硝酸中，萃取液体积取决于零部件的表面积。 |
测试背景：
验证关键腔体用SUS316L不锈钢部件表面金属污染情况
测试方法：SEMI E180
测试条件：0.14wt.% HNO₃
浸泡温度：23℃
浸泡时间：5min
浸泡方式：全浸泡
测试仪器：ICP-MS
测试结果：
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测试元素 |
方法检出限 |
测试结果 |
单位 |
|
铝（Al） |
10 |
159 |
1010 atoms/cm² |
|
钙（Ca） |
30 |
130 |
1010 atoms/cm² |
|
铬（Cr） |
10 |
119 |
1010 atoms/cm² |
|
铜（Cu） |
5 |
325 |
1010 atoms/cm² |
|
铁（Fe） |
5 |
25865 |
1010 atoms/cm² |
|
钾（K） |
5 |
30 |
1010 atoms/cm² |
|
镁（Mg） |
30 |
ND |
1010 atoms/cm² |
|
锰（Mn） |
10 |
565 |
1010 atoms/cm² |
|
钠（Na） |
10 |
1200 |
1010 atoms/cm² |
|
镍（Ni） |
5 |
901 |
1010 atoms/cm² |
|
铅（Pb） |
5 |
ND |
1010 atoms/cm² |
|
锡（Sn） |
5 |
ND |
1010atoms/cm² |
|
钛（Ti） |
5 |
52 |
1010atoms/cm² |
|
锌（Zn） |
5 |
ND |
1010 atoms/cm² |
实验室配置了AAS/GFAAS、GFAAS、ICP-AES、ICP-MS等多套精密检测设备。可以满足SEMI E180测试。
