上海勁孚產(chǎn)品樣冊(cè)【2025版勁孚樣冊(cè)】：上海勁孚化工科技--企業(yè)產(chǎn)品宣傳畫冊(cè)，帶您了解上海勁孚化工！
【上海勁孚展臺(tái)17館T105】4月15-18日中國(guó)國(guó)際橡塑展（CHINAPLAS 2025/深圳）：國(guó)內(nèi)外高分子科學(xué)與加工應(yīng)用
2025新春：上海勁孚開(kāi)工致辭-《奔跑奮進(jìn)，將造奇跡》！【2025年2月6日吉時(shí)上海勁孚化工開(kāi)工大吉！我們開(kāi)工啦】
上海勁孚化工參加2025俄羅斯國(guó)際橡塑展【2025年1月21-24日上海勁孚在俄羅斯莫斯科參加橡塑展會(huì)，展位號(hào)FOG65】
1月13日上海勁孚公司舉辦年會(huì)---“再創(chuàng)佳績(jī)，將造奇跡”為主題，年會(huì)氣氛非常熱烈！

新聞動(dòng)態(tài) News

首頁(yè) >> 行業(yè)動(dòng)態(tài) >> 半導(dǎo)體先進(jìn)制造"超凈高純"中金屬雜質(zhì)的控制及SEMI F57標(biāo)準(zhǔn)【金屬雜質(zhì)控制與F57化學(xué)品輸送系統(tǒng)的高純聚合物材料和組件規(guī)范】

地址：上海市松江區(qū)莘磚公路668號(hào)雙子樓A棟13層
客服QQ ：1356304191

聯(lián)系電話：021-57629631

電子郵箱：jinfu@shjinfu.com.cn

半導(dǎo)體先進(jìn)制造"超凈高純"中金屬雜質(zhì)的控制及SEMI F57標(biāo)準(zhǔn)【金屬雜質(zhì)控制與F57化學(xué)品輸送系統(tǒng)的高純聚合物材料和組件規(guī)范】

來(lái)源: | 作者:shjinfu | 發(fā)布時(shí)間: 2024-07-24 | 200 次瀏覽 | 分享到:

上海勁孚化工科技有限公司

yueqingwang.cn（上海勁孚化工科技 021-57629631）--亞太地區(qū)(氟)化工原料與特種新材料專業(yè)供應(yīng)商。

公司致力于氟樹(shù)脂工業(yè)與其他特種新材料產(chǎn)業(yè)的前沿技術(shù)與銷售，目前主要經(jīng)營(yíng)氟塑料（PTFE/FEP/PFA/ETFE/PVDF等）、色母、氟涂料、PEEK、芳綸、碳纖維、玻璃纖維、功能性化學(xué)品及其他特種新材料。

一：半導(dǎo)體制造中金屬雜質(zhì)的控制

-------上海勁孚化工 021--57629631-------

在半導(dǎo)體制造過(guò)程中，確保雜質(zhì)的精準(zhǔn)控制是至關(guān)重要的一環(huán)。雜質(zhì)的存在會(huì)對(duì)半導(dǎo)體的電導(dǎo)率產(chǎn)生負(fù)面影響，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體性能的下降或破壞。在半導(dǎo)體制造過(guò)程中，控制金屬雜質(zhì)含量是一項(xiàng)至關(guān)重要的任務(wù)，因?yàn)檫@些雜質(zhì)可以通過(guò)擴(kuò)散或電遷移的方式在芯片中快速擴(kuò)散，從而成為最主要的來(lái)源之一。

金屬雜質(zhì)的種類

金屬雜質(zhì)通常來(lái)自顯影等工藝，比如在顯影工藝中如果用KOH堿性溶液便會(huì)帶來(lái)K金屬污染。還有一種金屬雜質(zhì)的來(lái)源是一氧化碳等氣體作為改進(jìn)晶圓工藝的附加氣體，能與設(shè)備中不銹鋼中的鎳、墊圈、氣體傳輸系統(tǒng)中的其他部件起反應(yīng)生成諸如鎳的四羰基化合物并附著在晶圓表面，導(dǎo)致器件缺陷增加。

在半導(dǎo)體制造過(guò)程中常見(jiàn)的金屬雜質(zhì)元素分重金屬和堿金屬兩種：堿金屬有鈉Na、鉀K和鋰Li；重金屬有鐵Fe、銅Cu、鋁Al、鎢W和鈦Ti等。

金屬離子在半導(dǎo)體材料中是高度活性的，被稱為可動(dòng)離子沾污MIC。比如MIC進(jìn)入晶圓后遷移到柵結(jié)構(gòu)中的氧化硅界面，改變開(kāi)啟晶體管所需的閥值電壓，金屬離子可在電學(xué)測(cè)試和運(yùn)用很久后沿著器件移動(dòng)，引起器件在使用器件失效。

金屬雜質(zhì)的引入來(lái)源

環(huán)境

在半導(dǎo)體的制造過(guò)程中，人體是一種重要的堿性金屬雜質(zhì)來(lái)源，其主要途徑包括但不限于以下途徑:

1、汗液：人體所分泌的汗液中富含多種堿性金屬離子，如鈉、鉀等。這些離子是一種很容易被人體吸收的化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)身體需要時(shí)可從尿液中排出，但也有一些離子不能通過(guò)皮膚和呼吸道進(jìn)入體內(nèi)。當(dāng)工人在操作過(guò)程中與設(shè)備或硅片接觸時(shí)，可能會(huì)發(fā)生離子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，導(dǎo)致這些離子被轉(zhuǎn)移到硅片表面。

2、衣物：工人所穿著的衣物可能含有堿性金屬離子，這些離子可能會(huì)對(duì)其造成影響。盡管在潔凈室中從事工作的人員通常需要穿戴防靜電服，然而衣物表面仍可能殘留一些金屬雜質(zhì)。

3、工具和容器：工人所使用的器具和容器，若未經(jīng)過(guò)充分的清潔，可能會(huì)殘留著金屬雜質(zhì)。這些金屬在空氣中極易氧化，使其表面產(chǎn)生一層保護(hù)膜，影響使用效果。此外，若工具曾被汗水或其他液體浸濕，其可能會(huì)吸附更多的離子，從而增加其吸附能力。

4、皮膚屑和頭發(fā)：在皮膚和頭發(fā)中，也有可能存在含有堿性金屬離子的成分。盡管在潔凈室中，工人通常需要佩戴帽子和手套，但是這些防護(hù)措施并不能完全確保安全。通過(guò)環(huán)境和人體引入的風(fēng)險(xiǎn)需要嚴(yán)格控制。

工藝化學(xué)品

許多工藝化學(xué)品，包括酸、堿、溶劑、清洗劑、氧化劑等，盡管它們通常經(jīng)過(guò)精細(xì)的純化過(guò)程，但可能含有微量的金屬雜質(zhì)，這些雜質(zhì)可能對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和性能產(chǎn)生負(fù)面影響。如果這些產(chǎn)品中存在大量金屬雜質(zhì)，就有可能影響芯片生產(chǎn)的成品率和性能。為了規(guī)避這些金屬雜質(zhì)的影響，芯片制造商將實(shí)施一系列措施。在某些情況下，需要對(duì)這些產(chǎn)品進(jìn)行特殊處理，以便除去其中的一些有害元素或其它雜質(zhì)。為了減少雜質(zhì)的含量，他們會(huì)采用高度純凈的工藝化學(xué)品，這些化學(xué)品通常會(huì)經(jīng)過(guò)一系列嚴(yán)格的純化過(guò)程?；瘜W(xué)品的供應(yīng)商需要逐步提高純度級(jí)別，降低金屬雜質(zhì)的含量。

工藝制程

在半導(dǎo)體芯片的制造過(guò)程中，幾乎每一個(gè)步驟都可能涉及到金屬雜質(zhì)的引入，這是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。這些金屬離子進(jìn)入后將引起器件性能下降和成品率降低，甚至導(dǎo)致報(bào)廢。金屬離子可能會(huì)被引入到多種工藝中，包括但不限于清洗、刻蝕、沉積、退火和離子注入等，而其中離子注入工藝所導(dǎo)致的金屬雜質(zhì)污染是最為嚴(yán)重的。

金屬雜質(zhì)的影響

金屬雜質(zhì)的存在或許會(huì)對(duì)硅晶體的電導(dǎo)率產(chǎn)生影響。這些變化都將引起電學(xué)性質(zhì)的顯著變化。當(dāng)硅晶體中存在過(guò)多的雜質(zhì)時(shí)，它可能會(huì)經(jīng)歷從絕緣體到導(dǎo)體或半導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變。對(duì)于半導(dǎo)體設(shè)備而言，精準(zhǔn)掌控電導(dǎo)性是一項(xiàng)極為棘手的挑戰(zhàn)。

金屬雜質(zhì)的存在可能導(dǎo)致晶體缺陷的出現(xiàn)，例如點(diǎn)缺陷、位錯(cuò)等，這些缺陷可能會(huì)對(duì)晶體結(jié)構(gòu)造成影響。由于硅材料中存在著大量的空位，所以硅中也含有一些空位型缺陷。這些缺陷或許會(huì)對(duì)硅晶體的電學(xué)和機(jī)械性能造成負(fù)面影響，從而降低其性能和可靠性。

金屬雜質(zhì)的控制

在半導(dǎo)體制造過(guò)程中為了降低金屬雜質(zhì)影響，一方面提高制造環(huán)境潔凈度，一方面要嚴(yán)格控制制造過(guò)程中使用到的化學(xué)物品的金屬雜質(zhì)含量，降低引入風(fēng)險(xiǎn)。

二：SEMI F57介紹

-------上海勁孚化工 021--57629631-------

SEMI F57介紹及測(cè)試項(xiàng)目

SEMI F57 - Specification for Polymer Materials and Components Used in Ultrapure Water and Liquid Chemical Distribution Systems

SEMI F57：用于超純水和液態(tài)化學(xué)品輸送系統(tǒng)的聚合物材料及組件的規(guī)范文件。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在UPW分配系統(tǒng)中輸送超純水(UPW)的超高純度(UHP)聚合物材料和組件的最低性能要求。主要針對(duì)聚合物材料和組件的性能要求和驗(yàn)證。

國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)SEMI為半導(dǎo)體制程設(shè)備提供了一系列環(huán)境、安全和衛(wèi)生方面的準(zhǔn)則，適用于所有用于芯片制造、量測(cè)、組裝和測(cè)試的設(shè)備。半導(dǎo)體先進(jìn)制程工藝中使用的超純水，超純化學(xué)品的使用要求日益提高，材料的選擇在半導(dǎo)體濕法工藝中越發(fā)重要，對(duì)含氟聚合物的純度要求也越來(lái)越高。SEMI F57標(biāo)準(zhǔn)對(duì)UHP液態(tài)化學(xué)品輸送系統(tǒng)(LCDS)中高聚合物材料和組件的選擇、生產(chǎn)過(guò) 程、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等各方面均提出了要求和有效建議。

SEMI F57標(biāo)準(zhǔn)適用的主要產(chǎn)品類別有：

Ⅰ. 半導(dǎo)體超純水和液態(tài)化學(xué)品傳送系統(tǒng)中的聚合物材料、組件及過(guò)程設(shè)備；Ⅱ. 管道、配件、閥門、過(guò)濾殼體、壓力傳感器、流量計(jì)、計(jì)量器、校準(zhǔn)器；

二 SEMI F57 測(cè)試項(xiàng)目

1.SEMI F57 需要測(cè)試的4類參數(shù)：

? 陰離子污染? 金屬離子污染? 總有機(jī)碳 TOC? 表面粗糙度

2.SEMI F57的其他定性要求

? 機(jī)械性能? 物理性能? 耐化學(xué)性? 可靠性? 可追溯要求? 包裝要求

3.主要使用化學(xué)品

? UPW? 酸，堿和氧化劑? 鹽水溶液

4. 不同產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的測(cè)試項(xiàng)目

純度要求

1：陰離子污染：

總共8類，名稱和限值如下：

2. 金屬離子污染：

總共22類，名稱和限值如下

3. 總有機(jī)碳TOC：

TOC可以對(duì)半導(dǎo)體加工產(chǎn)生影響，包括硅氧化、蝕刻均勻性、清洗（包括晶片和掩模）、粘附、柵氧化層擊穿電壓、外延、原子層沉積（ALD）、氮化硅的CVD或其他薄膜沉積步驟。

? TOC要求如下：

4. 粗糙度：

? 對(duì)于不同工藝的產(chǎn)品表面粗糙度要求如下：

對(duì)聚合物材料及組件的通用要求

參考的標(biāo)準(zhǔn)

SEMI C69 — Test Method for the Determination of Surface Areas of Polymer Pellets

SEMI C90 — Test Methods and Specification for Testing Perfluoroalkoxy (PFA) Materials Used in Liquid Chemical Distribution Systems

SEMI E49 — Guide for High Purity and Ultrahigh Purity Piping Performance, Subassemblies, and Final Assemblies

SEMI F40 — Practice For Preparing Liquid Chemical Distribution Components for Chemical Testing

SEMI F61 — Guide to Design and Operation of a Semiconductor Ultrapure Water Systems

SEMI F63 — Guide for Ultrapure Water used in Semiconductor Processing

ASTM D4327 — Anions in Water by Chemically Suppressed Ion Chromatography

ASTM D4779 — Total, Organic, and Inorganic Carbon in High Purity Water by Ultraviolet (UV) or Persulfate Oxidation, or Both, and Infrared Detection

ASTM D5904 — Standard Test Method of Total Carbon, Inorganic Carbon, and Organic Carbon in Water by UV, Persulfate Oxidation and Membrane Conductivity Detection

ISO 4287 — Geometrical Product Specifications (GPS) – Surface Texture: Profile Method – Terms, Definitions and Surface Texture Parameters

SEMASPEC 92010936B-STD — Provisional Test Method for Determining Leachable Trace Inorganics in Ultra Pure Water Distribution System Components

三：半導(dǎo)體"超凈高純"的離子析出

-------上海勁孚化工 021--57629631-------

半導(dǎo)體濕電子化學(xué)品離子析出

氟塑料PFA/PTFE：在"超凈高純"的半導(dǎo)體先進(jìn)制造中的離子析出：

濕電子化學(xué)品的金屬雜質(zhì)含量越低、顆粒度越小，越是可以應(yīng)用于更為先進(jìn)的晶圓制程工藝。所以濕電子化學(xué)品的核心指標(biāo)就是“純凈度”，為了給濕電子化學(xué)品按照純凈度進(jìn)行劃分，我們會(huì)使用到SEMI標(biāo)準(zhǔn)對(duì)濕電子化學(xué)品進(jìn)行分級(jí)。SEMI標(biāo)準(zhǔn)是由國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備與材料產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(Semiconductor Equipment and Materials International)制定，其將濕電子化學(xué)品分為G1-G5五個(gè)等級(jí)。G1等級(jí)濕電子化學(xué)品適用制程為＞1.2μm、金屬雜質(zhì)≤1000μg/L、顆粒度≤1.0μm；而G5等級(jí)濕電子化學(xué)品適用制程＜0.09μm、金屬雜質(zhì)≤0.01μg/L、顆粒度更小。

半導(dǎo)體先進(jìn)制造中液體接觸的這些濕法工序中，所使用的清洗或蝕刻流體經(jīng)常被加熱以提高其效率。人們開(kāi)發(fā)了用于半導(dǎo)體制造的各種流體加熱器，并且這些加熱器通常使用含氟聚合物來(lái)構(gòu)造接觸液體的部件（即加熱器中實(shí)際與待加熱流體接觸的部分）。

這些應(yīng)用通常使用以下兩種特殊類型的含氟聚合物：聚四氟乙烯（PTFE）和可溶性四氟乙烯（PFA）

------END------

“一代材料，一代工業(yè)”---材料強(qiáng)，則工業(yè)強(qiáng)；工業(yè)強(qiáng)，則國(guó)強(qiáng)。上海勁孚化工科技有限公司，真誠(chéng)期待與天下人分享交流各種特種新材料。（識(shí)別下圖中二維碼，微信關(guān)注“上海勁孚化工科技有限公司”微信公眾號(hào)吧）

上一篇：高純PFA：3M原料......

下一篇：【含氟聚酰亞胺】氟取......