btn-close
当前位置 : 首页 > 关于我们 > 最新资讯

联系我们 +

服务热线 0755-89260762
863检测 · 总部
电话:18025380270 邮箱:863test@sz863.com 地址:深圳市龙岗区坪地街道坪西社区龙岗大道(坪地段)1001号通产丽星科技产业园厂房一B201厂房二101、201

半导体制造中的316L不锈钢:基于SEMI F19的超净表面检测方案

发布日期: 2024.07.08

316L不锈钢由于其出色的耐腐蚀性和加工性能,在半导体装备制造中扮演着重要角色。这种材料被广泛应用于制造与半导体生产流程中气体、液体直接接触的部件,包括管阀件、超高纯产品、气体控制组件、IGS等。

颗粒与杂质的污染严重损害半导体材料的性能和制造流程,成为集成电路生产高良品率的大敌。超净的生产环境隔绝外界杂质污染,工艺原材料须满足纯度要求保证杂质含量达到制程规范,工艺设备同样要满足半导体行业洁净标准。因此,SEMI F19 严格规定了不锈钢湿表面质量及对应的检测执行标准,如下表所示:

图片



一、表面缺陷(SEMI F73)

图片

图1(左)316L表面缺陷SEM图   图2(右)缺陷种类


在SEMI F73要求的标尺/倍数下观察样品(二次电子像),判断其是否存在表面缺陷及其缺陷类型,并用透明的网格覆盖在SEM图上进行缺陷的分类和计数。

缺陷的定义和分类如图2所示,其中凹坑(也叫点坑,pits)最为常见。


二、表面污染(SEMI F73)

图片

图3(左)316L成分EDS能谱图   图4(右)863中心扫描电镜及能谱


利用扫描电镜的能谱EDS对缺陷(如夹杂物、污染物)进行元素分析,以准确判断缺陷的类型。同时,根据SEMI F19的要求,高纯品和超高纯品需要通过EDS确定样品表面是否存在污染,其结果只可出现316L本身的元素信息(Fe、Cr、Ni、Mo、Mn、Si)以及表面吸附元素(C、O)。


三、表面化学成分(SEMI F60、SEMI F72)
X射线光电子能谱仪(XPS)和俄歇电子能谱仪(AES)是纳米级的表面分析检测手段,其信号深度约为5nm(XPS)以及3nm(AES)。

图片

图5铬(左)、铁(右)精细谱图(计算Cr/Fe,Cr-O/Fe-O)


根据SEMI F60的要求,通过XPS全谱扫描再次确认316L的元素组成情况(以原子百分比表示)。再对铁元素、铬元素进行精细谱扫描,分峰拟合区分Cr单质态、Cr氧化态、Fe单质态、Fe氧化态,以计算Cr/Fe,Cr-Ox/Fe-Ox(SEMI F19超高纯品要求Cr/Fe>1.5,Cr-Ox/Fe-Ox>2.0)。

图片

图6(左)AES深度剖析曲线  图7(右)863中心XPS、AES设备图 


一般来说,行业内要求通过AES溅射深度剖析的方式,对氧化层成分及厚度进行分析。根据SEMI F72,通过C、O、Fe、Cr、Ni随深度的变化曲线,确定样品表面氧化层厚度、碳层厚度、铬富集层、最大铬铁比等参数。


四、表面粗糙度 (SEMI F37)
根据SEMI F37要求,通过探针型的仪器(如接触式轮廓仪)对样品表面的粗糙度进行测量,结果一般输出Ra、Ry。

图片

图8(左)863中心轮廓仪设备  图9(右)粗糙度曲线图


五、耐腐蚀性能(ASTM G150、SEMI F77)

图片

图10(左)CPT测试装置示意图  图11(右)CPT测试曲线


针对316L,一般采用临界点腐蚀温度CPT来评判耐腐蚀性能。参照ASTM G150进行试验,试验介质是1mol/L的NaCl溶液,施加700mV(相对于饱和甘汞电极)恒定点位,将溶液温度从25℃升温,测试样腐蚀电流密度随温度变化的关系。待电流密度达到100μA/c㎡并持续60s时,对应的温度即为CPT。CPT的限值由供需双方确定。基于SEMI F19,863中心提供半导体用316L湿表面质量的一站式检测服务,以及提供满足半导体行业洁净标准的整体测试方案,致力于提高行业内电抛光和钝化处理的工艺水平。欢迎各企业机构送检。

送检须知

1、切勿用砂轮切割机、线切割等无法保证样品洁净度的预制样方式。保证待测面的清洁,防止造成二次污染。

2、务必真空密封包装样品,并选用洁净的包装材料。

3、应清晰附上样品的测试位置图,尤其是结构复杂件。

4、样品中的焊缝、螺槽、交叉点和非金属部件不在测试之列。

©2022 深圳市八六三新材料技术有限责任公司 版权所有 
粤ICP备14026955号
技术支持: 百阿腾网络
0755-89260762

微信关注

微信关注