저항이 18MΩ-cm 이상인 초순수(UPW)는 여러 제조 단계에서 웨이퍼 표면과 직접 접촉하기 때문에 가장 중요한 반도체 공정 화학물질 중 하나라고 할 수 있습니다. 물에 들어 있는 불순물은 최종 전자 디바이스의 성능과 신뢰성에 영향을 미칠 수 있으므로 UPW에서 여러 원소를 ppt(1 x 10-9g/kg) 또는 ppt 미만 수준으로 모니터링해야 합니다.
UPW에 대한 ASTM 및 SEMI 표준 가이드는 붕소(B)를 제외한 많은 원소에 대해 0.5ppt 미만의 검출 한계(DL)와 1ppt 미만의 백그라운드 등가 농도(BEC)를 요구합니다. UPW에서 B 백그라운드 수준의 제어가 어렵다는 점을 반영하여 이들 표준에서는 각각 15ppt와 50ppt의 더 높은 한계를 설정하고 있습니다.
또한, 주변 환경에서의 높은 존재비, 억제된 이온화 효율, 메모리 이펙트 등으로 인해 ICP-MS로 B를 1ppt 미만까지 측정하기는 어렵습니다.
B 백그라운드는 수질에 크게 의존하기 때문에 Organo Puric ω Ⅱ UPW 생산 시스템에는 B 제거 필터가 장착되어 있습니다. 이 시스템의 효과성을 테스트하기 위해 Agilent 8900 반도체 구성 ICP-QQQ를 사용하여 UPW를 분석했습니다. 이 기기에는 석영 네뷸라이저(G1820-65138)가 장착되었고, 원활한 시료 주입을 위해 Agilent I-AS 자동 시료 주입기가 사용되었습니다.
그림 1은 I-AS 자동 시료 주입기에 연결된 Organo 흐름 헹굼 포트를 보여줍니다. 헹굼 포트는 Agilent ICP-MS 기기에만 사용할 수 있습니다.
UPW의 다중 원소 불순물 분석
Agilent ICP-MS MassHunter 소프트웨어는 병입 Puric ω II UPW 블랭크의 10회 반복에 대한 표준 편차의 3-시그마로 LOD와 BEC를 자동으로 계산했습니다(표 1).
B를 포함한 대부분 원소의 LOD와 BEC는 1ppq에서 0.63ppt까지 범위에 있었으며, 이는 ICP-MS/MS 분석법의 뛰어난 감도와 간섭 제거 능력을 잘 보여주는 결과입니다.
붕소 필터의 효과성 확인
붕소 필터가 없는 Organo Puric ω 시스템을 사용하여 생산된 UPW의 B 데이터를 얻는 데에도 8900 ICP-QQQ 분석법을 사용했습니다.
두 시스템을 사용하여 얻어진 LOD와 BEC를 비교한 결과(그림 2) 붕소 필터를 사용했을 때 두 결과 모두 약 50% 이상 향상되었음을 보여줍니다. Puric ω II의 필터는 B의 LOD를 0.51ppt에서 0.12ppt로 줄이고 BEC를 1.2ppt에서 0.63ppt로 낮추었습니다.
뛰어는 검출 능력을 발휘하는 8900 ICP-QQQ
질량이 낮고 이온화하기 어려우며 어디에나 존재하는 오염물질인 붕소는 가장 깨끗한 초순수에서조차 검출이 까다로울 수 있습니다. 8900의 초청정 시료 도입 시스템, 높은 감도 및 이온화 효율성과 붕소 필터가 추가된 Organo Puric ω 시스템의 결합으로 백그라운드 오염을 줄임으로써 8900 ICP-QQQ는 인상적인 검출 한계와 백그라운드 성능을 발휘합니다.
자세한 정보 확인하기:
ICP-MS를 이용한 저붕소 백그라운드의 초순수 내 초미량 불순물 분석