背景介紹

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)備微型化和集成化程度不斷提高，對(duì)制造環(huán)境的要求也越來(lái)越高。特別是在先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)（如7nm、5nm及更小節(jié)點(diǎn)）中，高TOC（總有機(jī)碳）水平可能導(dǎo)致晶圓表面污染，從而引發(fā)缺陷，影響最終產(chǎn)品的性能和良品率。因此，加強(qiáng)TOC監(jiān)控已成為半導(dǎo)體制造過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。

在半導(dǎo)體制作工藝中,80%以上的工序要經(jīng)過(guò)化學(xué)處理，而每一道化學(xué)處理都離不開(kāi)超純水，用于半導(dǎo)體工藝的超純水，根據(jù)美國(guó)ASTM D5127-2013（2018）標(biāo)準(zhǔn)，一級(jí)電子級(jí)別水的TOC通常要求低于5ppb，GB/T 11446.1-2013要求一級(jí)電子級(jí)水低于20ppb。同時(shí)，生產(chǎn)工藝過(guò)程中電鍍液有機(jī)污染物的控制也很重要，不能超過(guò)一定的限值（3000-5000ppm）從而保證PCB（印制電路板）的品質(zhì)。

• 半導(dǎo)體行業(yè)TOC分析難點(diǎn)：

• 超純水中低TOC濃度的準(zhǔn)確測(cè)定

• 電鍍液中高TOC濃度高鹽樣品的準(zhǔn)確測(cè)定

• 不同數(shù)量級(jí)濃度樣品不能一次測(cè)定

• 維護(hù)成本高、耗材貴

德國(guó)耶拿解決方案

難點(diǎn)突破1：VITA流量管理系統(tǒng)

氧化過(guò)程中會(huì)引起氣體流速波動(dòng)，德國(guó)耶拿采用VITA流量控制系統(tǒng)，集成式高性能氣體控制盒確保穩(wěn)定的氣體流速，通過(guò)電子控制實(shí)時(shí)調(diào)整氣體流量計(jì)數(shù)，有效的補(bǔ)償流速波動(dòng)。可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)20ml的大體積進(jìn)樣，顯著提高痕量分析范圍內(nèi)測(cè)定結(jié)果的精密度和靈敏度，檢出限低至ppb級(jí)別。

案例一

超純水TOC測(cè)定

對(duì)超純水樣品進(jìn)行直接測(cè)定，SD為0.272 μg/L ,檢出限為3SD=0.816 μg/L，遠(yuǎn)低于國(guó)家對(duì)一級(jí)電子水的限值要求，可以滿(mǎn)足超純水中低TOC含量的準(zhǔn)確測(cè)定。

難點(diǎn)突破2：可靠高效的樣品消解系統(tǒng)+高聚焦NDIR檢測(cè)器

高能長(zhǎng)效紫外消解系統(tǒng)，采用高能雙波長(zhǎng)紫外氧化254+185nm波長(zhǎng)，更高能量，保證樣品消解為 CO2。德國(guó)耶拿的高聚焦NDIR檢測(cè)器，改變了傳統(tǒng)光源需要通過(guò)管壁折射后到達(dá)檢測(cè)器的設(shè)計(jì)，平行光源無(wú)機(jī)械移動(dòng)、能量無(wú)損失、量程寬，測(cè)量范圍0-30000mg/L，滿(mǎn)足高TOC濃度高鹽樣品等多種類(lèi)型樣品的測(cè)試需求。

案例二

電鍍液中TOC 測(cè)定

對(duì)3個(gè)電鍍液樣品進(jìn)行直接測(cè)定，同時(shí)電鍍液2#和電鍍液3#做100ppm和1000ppm的加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，結(jié)果重復(fù)性佳，電鍍液2#和電鍍液3的加標(biāo)回收率為103%和101%，說(shuō)明儀器對(duì)于高濃度的電鍍液能準(zhǔn)確測(cè)定，耐鹽性好。

難點(diǎn)突破3：一個(gè)測(cè)試方法同時(shí)連接3條標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)

為了解決不同梯度樣品只能連接一條曲線(xiàn)，或是需要對(duì)樣品進(jìn)行稀釋和富集的前處理繁瑣工作，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)試方法可以同時(shí)連接低中高濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的功能，儀器會(huì)自動(dòng)匹配合適的曲線(xiàn)，使測(cè)試結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠；同時(shí)，我們也提供同個(gè)樣品盤(pán)選擇不同方法的功能，滿(mǎn)足您測(cè)試的需求，大大減少前處理的時(shí)間。

難點(diǎn)突破4：少耗材+開(kāi)放性試劑

高能長(zhǎng)效紫外燈和高聚焦NDIR檢測(cè)器，壽命長(zhǎng)，低故障，低損耗，低維護(hù)。采用半導(dǎo)體物理制冷模塊去除水分，無(wú)耗材；電路和液體分開(kāi)，客戶(hù)可以放心自己更換耗材，無(wú)需專(zhuān)業(yè)工程師上門(mén)。測(cè)試用到的試劑均為開(kāi)放試劑，可以自行購(gòu)買(mǎi)，成本低，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

綜上，德國(guó)耶拿multi N/C 總有機(jī)碳分析儀是半導(dǎo)體行業(yè)品控好幫手，可以有效控制半導(dǎo)體生產(chǎn)過(guò)程中TOC水平，維持化學(xué)工藝的穩(wěn)定性，降低因缺陷造成的返工和材料浪費(fèi)，提高最終產(chǎn)品的性能和良品率。