湿电子化学品与相关材料测试报告

时间:2022-04-24 09:52点击:

湿电子化学品,又称超高纯试剂或工艺化学品,是指主题成分纯度大于99.99%,杂质离子和微粒数符合要求的化学试剂,是重要的晶圆制造材料之一。它作为“工业味精”处在上下产业链中间的微细加工制作过程中,主要功能是清洗和刻蚀,还可以用做光刻胶显影和去除,同时也是作为一种关键性的损耗品参与到产业链的上下游。

由于下游行业(半导体领域、光伏等领域)对工艺品控要求极高,对电子湿化学品的纯度、洁净度、精度等特性具有严苛的要求,一般要求控制杂质颗粒粒径低于0.5µm,金属杂质含量低于ppm级(10-6为ppm,10-9为ppb,10-12为ppt)。因此,与一般化学品不同,电子湿化学品具有高技术门槛、高附加值的特点。从湿电子化学品的角度来讲晶片的污染,主要有颗粒污染、薄膜污染、痕量分子或者原子污染。湿电子化学品溶液中的颗粒会吸附在晶圆表面,在膜层沉积时共生,成为掩埋缺陷如果颗粒尺寸超过器件***小特征尺寸的50%,就有导致器件失效的可能。溶液中的分子和离子粘附在晶圆片表面,在膜层中或在膜层内扩散很快,当它们由晶圆表面进入硅基材时,会导致器件性能降低。例如钠元素在二氧化硅中扩散快,氧化层中少量钠就会引起MOS场效应管开启电压的不稳定,也可能降低闸氧化层的击穿电压。因此湿电子化学品的质量监控尤为重要。

一、市场现状

原料:硫酸、盐酸、氢氟酸、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾,丙酮、乙醇,异丙醇、氮甲基吡咯烷酮等。

应用:集成电路制造的清洗、刻蚀、掺杂、显影、晶圆表面处理、去膜、去光刻胶等工序中。

上游:

1)基础化工原料,酸,碱,有机物

2)设备:刻蚀设备,清晰设备、显影设备、检测与测试设备等

中游:

1、通用化学品:

(1)酸类:氢氟酸、硝酸、盐酸、磷酸、乙酸等

(2)碱类:氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵

(3)有机溶剂类:甲醇、乙醇、异丙醇、氮甲基吡咯烷酮等

2、功能性化学品:复配类:显影液、剥离液、清洗液、刻蚀液、稀释液等。

下游:太阳能电池、平板显示、半导体

终端领域:家电、电脑、智能终端、芯片,太阳能、照明

湿电子化学品的三个主要应用场景对产品的等级要求有所不同,太阳能电池对洁净度要求相对较低,仅需达到G1等级。显示面板领域一般要达到G2、G3等级。半导体领域,分立器领域等级要就G2.集成电路用超净高纯试剂的纯度要求***高,中低端领域(8寸及以下晶圆制程)要求达到G3、G4水平,部分高端领域(大硅片、12英寸晶圆制程)要求达到G5等级(10ppt)。

二、 优势及解决方案

电子级化学品应用于晶圆的清洗,光阻剂的移除中,若有杂质残留在晶圆表面,会影响晶片的良导率,尤其是先进制样(20nm以下)影响较大。电子湿化学品对洁净水的电导率、离子含量、TOC、DO和颗粒物有着特别严格的要求,常用的超纯水标准有国标GB/T 1146.1-2003和美标ASTM-D5127-13。另外,硼元素是半导体生产中的P型杂质,过量会使N型硅发生反转,从而影响电子和空穴的浓度,因此硼元素的监控就显得尤为重要。

常规分析纯化学试剂和工业级样品检测,元素及离子、TOC等测试检出限一般在ppm级别,因此此类测试方法无法满足湿电子化学品的需求。湿电子化学品相关测试,对相关环境、检出限要求较高,一般要做到ppb甚***ppt级别。现有测试能力ICP-MS根据样品体系的不同可以做到ppb或ppt级别,且可以开展电子级有机试剂阴阳离子测试,检出限可低***ppm~ppb。颗粒计数器测试可做到0.1-0.5um。湿电子化学品及相关材料的检测需求具体如下:

电子级试剂:

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超纯水测试能力如下:

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材料类体、表金属的测试:

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湿电子化学品(硝酸、盐酸,氢氟酸、NMP、PMA、甲醇、间二甲苯等),超纯水,可通过ICP-MS(金属元素)、IC(阴阳离子)、TOC、色度、颗粒计数器等手段进行测试。检测精度可以达到ppb~ppt级别。硅基材料(硅料、硅片),碳化硅晶圆片、氮化镓、PE包装材料等样品的体、表金属元素及离子、TOC等相关测试,检测精度可以达到ppb~ppt级别。

三、微谱服务流程

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