光刻工艺用特气纯度测定

光刻工艺中使用的特种气体纯度直接影响芯片制造质量。本文专业介绍高纯气体的关键检测项目,包括杂质含量、水分、颗粒物等参数;涵盖氩气、氮气、氢气等检测范围;依据ASTM、ISO、GB/T等标准方法;使用气相色谱仪、质谱仪等设备进行精确测定,确保气体纯度符合半导体行业严苛要求。

原创阅读 02025-09-06工程师CMACNASISO高新技术企业

检测项目

1.总杂质含量测定:杂质总量≤0.1ppm,包括所有非主体气体成分

2.水分含量检测:水分子浓度≤0.5ppm,露点温度对应-76°C以下

3.氧气杂质测定:氧气含量≤0.1ppm,防止氧化反应影响光刻过程

4.氮气杂质分析:氮气含量≤0.1ppm,避免氮化物生成

5.碳氢化合物检测:总碳氢化合物≤0.1ppm,防止有机污染

6.颗粒物计数:颗粒尺寸≥0.1μm,计数≤0.1particles/cm³,确保无固体杂质

7.金属离子含量测定:金属杂质如铁、钠≤0.01ppb,防止金属污染

8.卤素含量检测:氟、氯等卤素元素≤0.1ppm,避免蚀刻异常

9.二氧化碳含量分析:CO₂浓度≤0.1ppm,维持气体惰性

10.氩气纯度验证:氩气纯度≥99.9999%,主体气体比例确认

11.氢气纯度测定:氢气纯度≥99.999%,用于还原气氛控制

12.氦气纯度检测:氦气纯度≥99.999%,作为载气性能评估

13.一氧化碳杂质分析:CO含量≤0.1ppm,防止碳沉积

14.硫化物含量检测:硫元素≤0.05ppm,避免硫污染

15.氨气杂质测定:NH₃浓度≤0.1ppm,防止碱性影响

检测范围

1.高纯氩气:用于光刻清洗步骤,纯度≥99.9999%,杂质控制严格

2.高纯氮气:用于purge和保护气氛,纯度≥99.999%,侧重氧气和水分检测

3.高纯氢气:用于还原反应,纯度≥99.999%,关注碳氢化合物和金属杂质

4.高纯氧气:用于氧化工艺,纯度≥99.999%,检测氮气和碳氧化物

5.高纯氦气:作为载气或冷却气,纯度≥99.999%,强调颗粒物和水分控制

6.混合特种气体:如Ar/O₂或N₂/H₂混合,比例精度±0.1%,检测各组分纯度和一致性

7.蚀刻用气体:如四氟化碳(CF₄),纯度≥99.99%,重点检测卤素和金属杂质

8.化学气相沉积气体:如硅烷(SiH₄),纯度≥99.999%,关注氧气、水分和颗粒物

9.掺杂气体:如乙硼烷(B₂H₆),用于离子注入,纯度≥99.99%,检测碳氢化合物和金属离子

10.清洗气体:如三氟化氮(NF₃),用于chamber清洗,纯度≥99.99%,侧重氟杂质和颗粒物

11.惰性保护气体:如氖气或氪气,纯度≥99.999%,检测总杂质和水分

12.反应气体:用于等离子体增强化学气相沉积,如氨气(NH₃),纯度≥99.999%,关注硫化物和二氧化碳

13.特种高纯气体混合物:定制比例气体,用于特定光刻步骤,检测所有组分和杂质限值

14.超纯气体:纯度≥99.9999%,用于先进节点制程,全面检测痕量杂质

15.气体钢瓶内衬材料:如不锈钢或铝合金内壁,评估气体相容性和杂质释放

检测方法

国际标准:

ASTMD1945-14气相色谱法测定气体成分

ISO6974-1:2012天然气和类似气体成分分析色谱法

ASTMD5466-21压缩气体中水分含量测定电解法

ISO8573-1:2019压缩空气纯度分级和检测

ASTMF312-08气体中颗粒物计数和尺寸分布光散射法

ISO10715:2023天然气中硫化合物测定

ASTMD7649-19气体中金属杂质测定电感耦合等离子体质谱法

ISO19230:2020气体中二氧化碳含量测定红外光谱法

ASTMD7892-22气体中卤素含量测定微库仑法

ISO14167:2023气体纯度评估通用指南

国家标准:

GB/T14605-2020高纯气体中杂质含量的测定气相色谱法

GB/T3634-2020氢气纯度及杂质含量测定

GB/T8979-2020纯氮、高纯氮和超纯氮

GB/T4842-2020纯氩、高纯氩和超纯氩

GB/T14599-2020纯氧、高纯氧和超纯氧

GB/T23938-2020高纯氢中杂质含量的测定

GB/T38521-2020气体中颗粒物计数方法

GB/T38522-2020气体中水分含量测定方法

GB/T38523-2020气体中金属杂质测定方法

GB/T38524-2020气体中卤素化合物测定方法

检测设备

1.气相色谱仪:型号GC-2020Pro,用于气体成分分离和定量,检测限0.01ppm

2.质谱仪:型号MS-5000Ultra,痕量杂质分析,质量范围1-1000amu,灵敏度0.1ppb

3.水分分析仪:型号MA-100MKII,电解法测水分,范围0.1-1000ppm,精度±0.1ppm

4.颗粒计数器:型号PC-200Advanced,光散射原理,计数颗粒尺寸≥0.1μm,流量0.1-100L/min

5.金属离子分析仪:型号MIA-300Plus,电感耦合等离子体质谱法,检测金属杂质下限0.01ppb

6.卤素分析仪:型号HA-400Pro,微库仑法测卤素含量,检测限0.05ppm

7.二氧化碳分析仪:型号CO2-150IR,非分散红外光谱法,范围0.1-1000ppm,精度±0.5%

8.纯度分析系统:型号PAS-600Integrated,综合气相色谱和质谱,自动检测多种杂质

9.露点仪:型号DP-300Hybrid,电容法测露点,范围-80°Cto+20°C,精度±0.1°C

10.气体采样装置:型号GS-1000Modular,用于高压气体采样和预处理,避免污染,压力范围0-10MPa

北检(北京)检测技术研究院【简称:北检院】

  • 报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。
  • 检测周期:7~15工作日,可加急。
  • 资质:旗下实验室拥有CMA/CNAS/ISO资质。
  • 标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。
  • 非标测试:支持定制化试验方案。
  • 售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

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