皖儀科技離子色譜法測(cè)定光刻膠中的陰陽離子

光刻膠屬于半導(dǎo)體八大核心材料之一，根據(jù)全球半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)（SEMI）最新數(shù)據(jù)，光刻膠在半導(dǎo)體晶圓制造材料價(jià)值占比5%，光刻膠輔助材料占比7%，二者合計(jì)占比12%，光刻膠及輔助材料是繼硅片、電子特氣和光掩模之后的第四大半導(dǎo)體材料。

光刻膠又稱抗刻蝕劑，是半導(dǎo)體行業(yè)的圖形轉(zhuǎn)移介質(zhì)，由感光劑、聚合物、溶劑和添加劑等四種基本成分組成。這些材料被稱為高純濕電子化學(xué)品，是集成電路行業(yè)應(yīng)用非常廣泛的一類化學(xué)試劑。半導(dǎo)體材料擁有獨(dú)特的電性能和物理性能，這些性能使得半導(dǎo)體器件和電路具有獨(dú)特的功能。

但半導(dǎo)體材料也容易被污染損害，細(xì)微的污染都可能改變半導(dǎo)體的性質(zhì)。通常光刻膠、顯影液和溶劑中無機(jī)非金屬離子和金屬雜質(zhì)的限量控制在ppb級(jí)別，控制和監(jiān)測(cè)光刻工藝中無機(jī)非金屬離子和金屬離子的含量，是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中非常重要的環(huán)節(jié)。國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備和材料產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)光刻膠、光刻工藝中使用的顯影劑、清洗劑、刻蝕劑和去膠劑等制定了嚴(yán)格的無機(jī)金屬離子和非金屬離子的限量要求和檢測(cè)方法。離子色譜是測(cè)定無機(jī)非金屬離子雜質(zhì)常用的方法。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1測(cè)試條件儀器

IC6600系列離子色譜儀配置陰、陽離子抑制器（陰陽離子雙通道同時(shí)分析）

色譜柱：陰離子分析柱：皖儀諾譜HS-5A-P2 4.6*250mm；

陽離子分析柱：MS-5C-P2 4.6*250mm；

柱溫：40℃；

流速：1ml/min；

進(jìn)樣量：50μL；

檢測(cè)器：電導(dǎo)檢測(cè)器

1.2實(shí)驗(yàn)試劑

淋洗液：陰離子通道：23mM KOH溶液

陽離子通道：30mM MSA

溶液標(biāo)樣：水中氯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)ρ（Cl-）=1000mg/L水中溴標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)ρ（Br-）=1000mg/L水中鈉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)ρ（Na+）=1000mg/L水中鉀標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)ρ（K+）=1000mg/L水中鎂標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)ρ（Mg2+）=1000mg/L水中鈣標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)ρ（Ca2+）=1000mg/L

樣品：客戶提供標(biāo)準(zhǔn)中間溶液：

氯離子標(biāo)準(zhǔn)中間溶液ρ（Cl-）=10mg/L

溴離子標(biāo)準(zhǔn)中間溶液ρ（Br-）=10mg/L

鈉離子標(biāo)準(zhǔn)中間溶液ρ（Na+）=10mg/L

鉀離子標(biāo)準(zhǔn)中間溶液ρ（K+）=10mg/L

鎂離子標(biāo)準(zhǔn)中間溶液ρ（Mg2+）=10mg/L

鈣離子標(biāo)準(zhǔn)中間溶液ρ（Ca2+）=100mg/L

1.3標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備

n  1.3.1陰離子標(biāo)準(zhǔn)曲線

配制分別精密移取0.5ml、1ml、1.5 ml、2ml、5ml氯離子標(biāo)準(zhǔn)中間溶液；0.05ml、0.1 ml、0.2 ml、0.5ml、1 ml溴離子標(biāo)準(zhǔn)中間溶液 ，置于5個(gè)100mL容量瓶中，加超純水定容至標(biāo)線，混勻，即得。標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度梯度表見表1；

n  1.3.2陽離子標(biāo)準(zhǔn)曲線

配制分別精密移取0.1ml、0.2ml、0.5ml、1ml、2ml鈉離子標(biāo)準(zhǔn)中間溶液；0.1ml、0.2ml、0.5ml、1ml、2ml鉀離子標(biāo)準(zhǔn)中間溶液和鎂離子標(biāo)準(zhǔn)中間溶液；0.05ml、0.1 ml、0.5 ml、1ml、2 ml鈣離子標(biāo)準(zhǔn)中間溶液 ，置于5個(gè)100mL容量瓶中，加超純水定容至標(biāo)線，混勻，即得。標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度梯度表見表2；

1.4樣品溶液配制

精密稱量樣品，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行前處理，樣品進(jìn)樣前需過0.45um微孔濾膜。

2 測(cè)試結(jié)果

2.1陰離子標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)試

陰離子標(biāo)準(zhǔn)曲線系列濃度見表3，按照1.1的測(cè)試條件進(jìn)行測(cè)試，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線譜圖多點(diǎn)重疊譜圖如圖1，2種陰離子在該色譜條件下標(biāo)準(zhǔn)曲線線性R均大于0.999，線性良好，各離子線性方程如下表3。

       圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線譜圖多點(diǎn)重疊色譜圖

2.2陽離子標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)試

陽離子標(biāo)準(zhǔn)曲線系列濃度見表4，按照1.1的測(cè)試條件進(jìn)行測(cè)試，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線譜圖多點(diǎn)重疊譜圖如圖2，4種陽離子在該色譜條件下標(biāo)準(zhǔn)曲線線性R均大于0.998，線性良好，各離子線性方程如下表4。

       圖2 標(biāo)準(zhǔn)曲線譜圖多點(diǎn)重疊色譜圖

2.3樣品測(cè)試
按照“1.1”項(xiàng)色譜條件，連續(xù)注入數(shù)針樣品溶液進(jìn)樣分析，測(cè)得陰離子圖譜見圖3、陽離子圖譜見圖4。

             圖3 陰離子測(cè)試圖譜

                                  圖4 陽離子測(cè)試圖譜

3 結(jié)論

本次建立的離子色譜法檢測(cè)光刻膠中陰陽離子的含量，分離度好，線性良好，完全滿足客戶的測(cè)試需求。