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同類(lèi)產(chǎn)品
國(guó)產(chǎn)化半導(dǎo)體光刻膠元素分析知多少
半導(dǎo)體光刻膠的研發(fā)和生產(chǎn)涉及到種類(lèi)眾多的原材料、復(fù)雜的配方和專(zhuān)用設(shè)備，這些技術(shù)因素共同構(gòu)筑了較高的技術(shù)壁壘，為國(guó)產(chǎn)化道路構(gòu)成了重重挑戰(zhàn)。特別是在上游原材料的開(kāi)發(fā)方面，諸如單體、樹(shù)脂和光敏劑等新材料仍存在顯著的國(guó)產(chǎn)化空缺，導(dǎo)致我們高度依賴(lài)進(jìn)口原材料。因此，眾多光刻膠企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始從上游原料端進(jìn)行研發(fā)，直至最終的光刻膠成品，形成了產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合的趨勢(shì)，旨在打造一個(gè)閉環(huán)的供應(yīng)鏈系統(tǒng)。
值得注意的是，半導(dǎo)體光刻膠的實(shí)際測(cè)試及分析驗(yàn)證手段是其國(guó)產(chǎn)研發(fā)及量產(chǎn)的有力保障。其中，雜質(zhì)元素含量分析一直被視為半導(dǎo)體光刻膠的重要質(zhì)量管控指標(biāo)，尤其是在當(dāng)前從原料到成品的全產(chǎn)業(yè)鏈追溯及分析管控中備受關(guān)注。
Step 1
? 國(guó)產(chǎn)化工原料的篩選與驗(yàn)證
針對(duì)合成研發(fā)的需求，需要制定具體的原料規(guī)格要求，以便篩選并驗(yàn)證國(guó)產(chǎn)化供應(yīng)商的原料性能，從源頭確保最終成品光刻膠的品質(zhì)。針對(duì)后續(xù)合成及純化過(guò)程中的工藝需求和難點(diǎn)，可以采用 ICP-OES 或 ICP-MS 分析技術(shù)檢測(cè)原料中關(guān)鍵金屬元素雜質(zhì)的含量，這種方法簡(jiǎn)單高效，能夠快速比對(duì)并篩選不同來(lái)源原料的差異。
Agilent 5800 ICP-OES軟件中的IntelliQuant Screening功能可以讓研發(fā)人員快速了解原物料中雜質(zhì)含量，為后續(xù)合成及純化提供有效參考。
Step 2
? 中間產(chǎn)物的研究、合成與驗(yàn)證
半導(dǎo)體光刻膠主要以成膜樹(shù)脂、光引發(fā)劑、溶劑為主要成分，并輔以抗氧化劑、均勻劑、增粘劑等。在研發(fā)過(guò)程中，所有這些組分原料的雜質(zhì)元素含量均需嚴(yán)格控制。特別是對(duì)于像 PGMEA 和 PGME 這樣的溶劑以及關(guān)鍵組分樹(shù)脂，還有分析起來(lái)較為復(fù)雜的 PAG，都需要采用合適且準(zhǔn)確的分析方法來(lái)測(cè)定其金屬雜質(zhì)濃度。Agilent ICP-MS 憑借全產(chǎn)業(yè)鏈的成熟分析方法，能夠同時(shí)分析多種半導(dǎo)體光刻膠原料及中間產(chǎn)物，無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的方法切換，這對(duì)于確保光刻膠質(zhì)量符合半導(dǎo)體制造要求具有至關(guān)重要的作用。
以分析難度較大的 PAG 樣品為例，其中通常含有三苯基硫或磺酸基團(tuán)等含S基體，S 元素會(huì)對(duì) Ti、Zn 等元素造成質(zhì)譜干擾。7900 ICP-MS 通過(guò)氦氣碰撞模式，即可有效消除S基體帶來(lái)的質(zhì)譜干擾，測(cè)試方法簡(jiǎn)單有效。如下圖所示，不同質(zhì)量數(shù)（66/68）的測(cè)試結(jié)果均表現(xiàn)出高度一致性。
Step 3
? 成品質(zhì)量分析與量產(chǎn)穩(wěn)定性驗(yàn)證
目前，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體光刻膠在金屬雜質(zhì)含量方面已與國(guó)際龍頭產(chǎn)品相近，但其批次間的穩(wěn)定性問(wèn)題仍然亟待解決。因此，在光刻膠量產(chǎn)階段，分析測(cè)試的穩(wěn)定性顯得尤為重要。而 Agilent 8900 ICP-MS/MS 憑借其超高的靈敏度和消除質(zhì)譜干擾的能力，為半導(dǎo)體光刻膠產(chǎn)線(xiàn)的嚴(yán)格質(zhì)量控制提供了有力保障。
另外，隨著對(duì)光刻膠中納米顆粒雜質(zhì)含量的日益關(guān)注，這一指標(biāo)逐漸成為了衡量國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品與進(jìn)口高端產(chǎn)品質(zhì)量差距的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。Agilent 8900 ICP-MS/MS 憑借其成熟的納米顆粒分析技術(shù)，為國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體光刻膠的分析提供了有效指導(dǎo)，如下圖所示，該圖展示了兩種不同來(lái)源的同類(lèi)型光刻膠中含 Fe 納米顆粒雜質(zhì)含量的快速剖析結(jié)果。
樣品 A
樣品 B
半導(dǎo)體光刻膠解決方案總結(jié)
國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商正積極布局光刻膠及其上游材料供應(yīng)鏈，力求打破關(guān)鍵技術(shù)的“卡脖子”瓶頸。安捷倫半導(dǎo)體光刻膠元素分析解決方案，覆蓋從原料到光刻膠成品的全產(chǎn)業(yè)鏈質(zhì)量管控，實(shí)現(xiàn)對(duì)原料和光刻膠成品關(guān)鍵參數(shù)全面而精確的評(píng)估與監(jiān)控，可為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體光刻膠廠(chǎng)商的研發(fā)及生產(chǎn)進(jìn)程提供持續(xù)助力。
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