Analisis Kualitatif Kekotoran dalam Pelarut untuk Fabrikasi Semikonduktor menggunakan msFineAnalysis AI [Aplikasi GC-TOFMS]
MSTips No.434
Pengenalan
Kebolehpercayaan peranti semikonduktor ditentukan oleh tahap kebersihan wafer silikon. Oleh itu, adalah penting untuk mengelakkan pencemaran daripada kekotoran dalam larutan pembersihan. Untuk memproses sebarang penyelesaian pembersihan ke tahap ultra-tulen, adalah penting untuk mengenal pasti komponen kimia kekotoran yang akan dibuang. Untuk tujuan ini, kromatografi gas-spektrometer jisim (GC-MS) digunakan secara meluas.
Baru-baru ini, teknik yang digunakan untuk analisis kualitatif semakin canggih, termasuk analisis jisim tepat menggunakan spektrometer jisim resolusi tinggi GC (GC-HRMS), pangkalan data spektrum jisim pengionan elektron (EI) NIST dan analisis ion molekul menggunakan pengionan lembut (SI). Sementara itu, volum data yang diperoleh daripada analisis jisim tepat adalah sangat besar, memerlukan kepakaran dalam analisis data MS dan banyak masa untuk tafsiran.
Perisian analisis terbaru JEOL, msFineAnalysis AI, direka bentuk untuk menyediakan analisis pantas data GC-HRMS yang diperoleh oleh EI dan SI, menentukan formula kimia dan meramalkan struktur kimia. Dalam kerja ini, kami menggunakan msFineAnalysis AI untuk mengenal pasti kekotoran dalam 2-methoxy-1-methylethyl acetate (PGMEA), penyelesaian pembersihan untuk permukaan wafer.
Pengukuran
PGMEA komersial (≥99.5%) digunakan sebagai sampel. Sebagai lajur GC, Rtx-BAC PLUS1 telah digunakan kerana bendasing dijangka sangat kutub, sama seperti PGMEA. EI dan FI (Pengionan Medan) digunakan sebagai kaedah pengionan. msFineAnalysis AI kemudiannya digunakan untuk analisis data yang diperoleh. Jadual 1 menunjukkan keadaan pengukuran.
Keputusan dan perbincangan
Rajah 1 menunjukkan jumlah kromatogram arus ion (TICCs) EI dan FI. Selain udara dan PGMEA, sejumlah 12 komponen, yang dianggap sebagai kekotoran, telah dikesan. Komponen ini selain udara dan air telah disahkan dalam kedua-dua EI dan FI TICC. Bagi sesetengah komponen, formula mereka yang diramalkan daripada ion molekul tidak bersetuju dengan hasil carian pangkalan data NIST.
Walau bagaimanapun, msFineAnalysis AI mengandungi pangkalan data AI bagi spektrum jisim EI yang dianggarkan daripada struktur kimia sebagai tambahan kepada pangkalan data NIST. Komponen ini, apabila diperiksa terhadap pangkalan data AI, ternyata sebatian, yang sesuai dengan corak ion serpihan dan mempunyai formula kimia yang diramalkan oleh ion molekul.
Molekul air, yang boleh dicampur dengan mudah dengan PGMEA, serta 1-methoxypropan-2-ol[1], yang digunakan sebagai bahan mentah sintetik untuk PGMEA, dikenal pasti sebagai kekotoran.
2-methoxypropyl acetate, isomer struktur PGMEA, juga dikenal pasti sebagai kekotoran.
Jadual 1. Syarat pengukuran
Rajah 1. TICC EI dan FI PGMEA
Rajah 2. Spektrum jisim EI dan FI bagi komponen pada masa pengekalan 6.61 minit
Atas: EI, Bawah: FI
Rajah 2 dan 3 masing-masing menunjukkan spektrum jisim dan ramalan struktur kimia bagi puncak yang ditandakan dengan ▼ dalam Rajah 1, yang dikesan pada masa pengekalan 6.61 minit.
Tiada ion molekul dikesan dalam spektrum jisim EI dalam Rajah 2. Ion molekul komponen ini telah dikesan dalam spektrum jisim FI, menunjukkan kepentingan menggunakan pengionan lembut juga. Jisim tepat ion molekul yang dikesan mencadangkan C8H18O3 sebagai formula kimianya. Carian pangkalan data NIST untuk spektrum jisim EI tidak menghasilkan sebarang sebatian yang menunjukkan persamaan 750 atau lebih.
Walau bagaimanapun, analisis struktur AI dalam Rajah 3 menghasilkan 3-(3-hydroxybutan-2-yloxy)butan-2-ol, yang mempunyai formula kimia C8H18O3 dan juga menunjukkan persetujuan yang baik antara pola serpihan EI yang diukur dan AI yang diramalkan.
Rajah 3. EI dan spektrum jisim FI daripada komponen pada masa pengekalan 6.61 minit
Summery
Hasil kerja ini menunjukkan keberkesanan AI msFineAnalysis. Ia adalah alat yang berkuasa dan cekap untuk analisis kualitatif, menjimatkan masa dan tenaga kerja dalam penentuan formula kimia dan ramalan struktur kimia. Selain analisis kualitatif kekotoran dalam pelarut organik termasuk PGMEA, sistem GC-HRMS dengan msFineAnalysis dijangka berkesan untuk analisis kualitatif bahan cemar organik pada permukaan semikonduktor dengan memeriksa penyelesaian ujian ROSE sebelum dan selepas membersihkan peranti semikonduktor.
Rujukan
[1] Arif Hussain, Yus Donald Chaniago, Amjad Riaz, Moonyong Lee,. Ind. Eng. Kimia. Res. 2019, 58, 6, 2246−2257.
DOI: 10.1021/acs.iecr.8b04052
Rumusan berdasarkan bidang
Lebih Banyak Produk
Adakah anda seorang profesional perubatan atau kakitangan yang terlibat dalam penjagaan perubatan?
Tidak
Sila diingatkan bahawa halaman ini tidak bertujuan untuk memberikan maklumat tentang produk kepada orang ramai.