晶圆厂痕量分析的方法有哪些？

什么是痕量分析？

在化学分析中，根据被测成分含量的多少，通常分为：

常量分析：含量 > 1%

微量分析：含量 0.01% - 1%

痕量分析：含量 < 0.01%（即 < 100 ppm）

超痕量分析：含量在 ppt (10^-12) 甚至更低量级。

痕量分析在半导体制造中的作用？

1. 极高纯度原材料的“入厂安检” (IQC)

半导体制造需要大量的化学试剂（酸、碱、溶剂、光刻胶）和特种气体。

先进工艺要求化学品达到 PPT  级别。痕量分析用于检测其中的金属离子（如 Na, K, Fe, Cu, Al）。

作用：防止劣质原材料进入供应系统，避免造成整条产线的交叉污染。

2. 晶圆表面污染的检测与溯源

晶圆在经过离子注入、刻蚀、灰化等高能量制程后，表面极易残留微量金属或有机物。

VPD-ICP-MS 监测：通过蒸气相分解（VPD）技术收集晶圆表面的杂质，再利用 ICP-MS 进行检测。

作用：如果发现铁超标，可能预示着某个机台的机械手臂发生了磨损；如果钠（Na）超标，可能暗示人员操作或手套存在破损。它能帮助工程师迅速定位故障源。

3. 评价清洗工艺的有效性

痕量分析是衡量清洗效率的唯一量化标准。

通过分析清洗后晶圆表面的残留物浓度，验证 SC1（去除颗粒/有机物）和 SC2（去除金属）是否达到了工艺指标。

清洗槽内的药液会随着洗涤次数增多而富集杂质。痕量分析可以帮助确定药液的最优更换周期，在保证良率的前提下降低成本。

痕量分析方式有哪些？

质谱分析法：ICP-MS（电感耦合等离子体质谱法），SIMS（二次离子质谱法）

光谱分析法：AAS（原子吸收光谱法），ICP-OES / ICP-AES（电感耦合等离子体发射光谱法），TXRF（全反射 X 射线荧光光谱法）

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