Determination of ultratrace elements on silicon wafer surfaces using the Thermo Scientific iCAP TQs ICP-MS
Aplikace | 2018 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
S rychlým zmenšováním rozměrů polovodičových součástek roste požadavek na ultranízké hladiny kovových nečistot na povrchu křemíkových waferů. Přesné sledování stopových prvků v procesu výroby obvodů je klíčové pro zajištění vysoké výtěžnosti a spolehlivosti moderních čipů.
Cílem aplikace je ukázat schopnost systému Thermo Scientific iCAP TQs ICP-MS provádět reprodukovatelné stanovení kovových stop na úrovni ng·L⁻¹ v simulovaných VPD vzorcích. Studie demonstruje přepínání mezi různými provozními režimy (horké a studené plazma, jednonásobný a trojnásobný kvadrupól) za účelem potlačení rušení a dosažení velmi nízkých detekčních limitů.
Detekční limity se pohybovaly od 0,1 do 2,3 ng·L⁻¹ pro 26 prvků v křemíkové matrici. Obnovitelnost spike testů dosáhla 90–104 % a reprodukovatelnost byla lepší než 5 % RSD. Režim TQ-O₂ účinně odstraňoval polyatomové interference (např. SiF, Si₂O) u Ti a Ge buď posunem hmotnosti, nebo blokováním hmotnostní brány. Kalibrační křivky vykázaly vynikající linearitu i pro náročné analyty.
Další rozvoj reaktivních plynů a pokročilá softwarová automatizace mohou dále snižovat detekční limity. Integrace do výrobních linek a kombinace s předběžnými separačními metodami rozšíří aplikaci na komplexnější vzorky. Adaptace na nové polovodičové materiály a tenkovrstvé struktury představuje další směr vývoje.
Systém iCAP TQs ICP-MS prokázal schopnost citlivě a přesně stanovit ultrastopové kovové nečistoty v silikátové matrici na úrovni ng·L⁻¹. Kombinace jednonásobného a trojnásobného kvadrupólu se studenou plazmou nabízí vynikající detekční limity a vysokou spolehlivost analýzy, což je nezbytné pro kontrolu kvality v polovodičové výrobě.
Seznam literatury nebyl uveden.
ICP/MS, ICP/MS/MS
ZaměřeníPolovodiče
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
S rychlým zmenšováním rozměrů polovodičových součástek roste požadavek na ultranízké hladiny kovových nečistot na povrchu křemíkových waferů. Přesné sledování stopových prvků v procesu výroby obvodů je klíčové pro zajištění vysoké výtěžnosti a spolehlivosti moderních čipů.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem aplikace je ukázat schopnost systému Thermo Scientific iCAP TQs ICP-MS provádět reprodukovatelné stanovení kovových stop na úrovni ng·L⁻¹ v simulovaných VPD vzorcích. Studie demonstruje přepínání mezi různými provozními režimy (horké a studené plazma, jednonásobný a trojnásobný kvadrupól) za účelem potlačení rušení a dosažení velmi nízkých detekčních limitů.
Použitá instrumentace
- ICP-MS Thermo Scientific iCAP TQs
- Spráška dvouprůchodová PFA double pass spraychamber
- Samonasávací PFA mikrokoncentrický nebulizér 100 µL·min⁻¹
- Křemenná hořáková trubice s 2,0 mm i.d. odnímatelným safírovým injektorem
- Platinové kuželky a extrakční čočka pro studené plazma
Použitá metodika
- Vapor Phase Decomposition (VPD): leptání oxidových vrstev směsí HF a HNO₃
- Matice 200 mg·L⁻¹ Si připravená 10 g HF, 10 g HNO₃ a 65 g ultračisté vody
- Kalibrace na standardech 25–100 ng·L⁻¹ gravimetrickým přídavkem
- Měřicí režimy: SQ-KED, SQ-CP-NH₃, TQ-O₂
- Test obnovitelnosti pomocí spike 50 ng·L⁻¹
Hlavní výsledky a diskuse
Detekční limity se pohybovaly od 0,1 do 2,3 ng·L⁻¹ pro 26 prvků v křemíkové matrici. Obnovitelnost spike testů dosáhla 90–104 % a reprodukovatelnost byla lepší než 5 % RSD. Režim TQ-O₂ účinně odstraňoval polyatomové interference (např. SiF, Si₂O) u Ti a Ge buď posunem hmotnosti, nebo blokováním hmotnostní brány. Kalibrační křivky vykázaly vynikající linearitu i pro náročné analyty.
Přínosy a praktické využití metody
- Rutinní stanovení stopových kovů na waferech v poloprodukčním i výrobním prostředí
- Flexibilní přepínání režimů pro optimální potlačení rušení
- Vysoká odolnost vůči agresivní matrici s vysokou koncentrací Si a kyselin
- Podpora kontroly kvality v polovodičovém průmyslu
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj reaktivních plynů a pokročilá softwarová automatizace mohou dále snižovat detekční limity. Integrace do výrobních linek a kombinace s předběžnými separačními metodami rozšíří aplikaci na komplexnější vzorky. Adaptace na nové polovodičové materiály a tenkovrstvé struktury představuje další směr vývoje.
Závěr
Systém iCAP TQs ICP-MS prokázal schopnost citlivě a přesně stanovit ultrastopové kovové nečistoty v silikátové matrici na úrovni ng·L⁻¹. Kombinace jednonásobného a trojnásobného kvadrupólu se studenou plazmou nabízí vynikající detekční limity a vysokou spolehlivost analýzy, což je nezbytné pro kontrolu kvality v polovodičové výrobě.
Reference
Seznam literatury nebyl uveden.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
iCAP TQ ICP-MS Applications Compendium
2019|Thermo Fisher Scientific|Příručky
Table of Contents Introduction Environmental and Food Analysis Clinical and Biological Geological Metallurgical Pharma and Nutraceutical Semiconductor Advanced Applications Videos and Useful Links Customer Testimonials iCAP TQ ICP-MS Applications Compendium Table of Contents Introduction Environmental and Food Analysis Table of…
Klíčová slova
semiconductor, semiconductortestimonials, testimonialsultratrace, ultratracegeological, geologicalnutraceutical, nutraceuticalelements, elementsmetallurgical, metallurgicalicp, icpicap, icapked, kedvideos, videoslinks, linksenvironmental, environmentalpharma, pharmaautodilution
Determination of ultratrace elements in semiconductor grade Isopropyl Alcohol using the Thermo Scientific iCAP TQs ICP-MS
2018|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 44356 Determination of ultratrace elements in semiconductor grade Isopropyl Alcohol using the Thermo Scientific iCAP TQs ICP-MS Authors Introduction Tomoko Vincent, Product Specialist, Thermo Fisher Scientific Cold plasma, iCAP TQs, IPA, Semiconductor, Mass shift, Ultratrace Isopropyl alcohol (IPA)…
Klíčová slova
std, stdtqs, tqsicap, icapicp, icpultratrace, ultratracecold, coldmodes, modesbec, becmultielemental, multielementalked, kedscientific, scientificquadrupole, quadrupoleplasma, plasmathermo, thermocrc
Determination of ultratrace elements in photoresist solvents using the Thermo Scientific iCAP TQs ICP-MS
2018|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 43374 Determination of ultratrace elements in photoresist solvents using the Thermo Scientific iCAP TQs ICP-MS Authors Introduction Tomoko Vincent, Product Specialist, Thermo Fisher Scientific Propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA) and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) are the base organic solvents…
Klíčová slova
pgmea, pgmeanmp, nmptqs, tqsked, kedicap, icapicp, icpsolvents, solventsphotoresist, photoresistcold, coldquadrupole, quadrupolesemiconductor, semiconductoraso, asoscientific, scientificthermo, thermomultielemental
Determination of ultratrace elements in semiconductor grade nitric acid using the Thermo Scientific iCAP TQs ICP-MS
2018|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 44389 Determination of ultratrace elements in semiconductor grade nitric acid using the Thermo Scientific iCAP TQs ICP-MS Author Introduction Tomoko Vincent, Product Specialist, Thermo Fisher Scientific The continually growing demand for advanced electronic devices is driving the need…
Klíčová slova
ked, kedtqs, tqsicp, icpicap, icapsemiconductor, semiconductorquadrupole, quadrupolecold, coldultratrace, ultratracescientific, scientificsingle, singlenitric, nitricplasma, plasmathermo, thermomultielemental, multielementalused