光刻膠是半導(dǎo)體制造和微電子制造中的關(guān)鍵材料之一，其研發(fā)和生產(chǎn)是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對于提升半導(dǎo)體制造工藝的精細(xì)度和效率具有重要意義。

光刻膠中金屬元素雜質(zhì)的存在會(huì)對其感光性能和成品質(zhì)量產(chǎn)生影響，如降低分辨率、增加膠層的不均勻性等。光刻膠主要成分是樹脂、光引發(fā)劑，單體等，主要成分都是有機(jī)物。在使用ICP-MS分析光刻膠中的金屬雜質(zhì)時(shí)，遇到的主要挑戰(zhàn)是儀器對有機(jī)試劑的耐受能力以及反應(yīng)池消除質(zhì)譜干擾的能力。為了避免前處理可能帶來的污染，通常采用有機(jī)溶劑稀釋后直接進(jìn)樣的方式測試。珀金埃爾默NexION系列ICP-MS采用34 MHz頻率，使等離子體具有更強(qiáng)的趨附效應(yīng)，中心通道更寬，有機(jī)類樣品在經(jīng)過等離子體時(shí)解離更完全，儀器測試有機(jī)樣品時(shí)具有更好的穩(wěn)定性。

同時(shí)，在進(jìn)行ICP-MS分析時(shí)，光刻膠中大量的碳、作為等離子體的氬等會(huì)帶來嚴(yán)重的質(zhì)譜干擾，如¹²C¹²C⁺對²⁴Mg⁺的干擾、¹²C¹⁵N⁺對²⁷Al⁺的干擾，⁴⁰Ar¹²C⁺對⁵²Cr⁺的干擾、⁴⁰Ar¹⁶O⁺對⁵⁶Fe⁺的干擾等，NexION系列ICP-MS具有化學(xué)分辨能力，其核心就是采用具有專利技術(shù)的配備軸向加速電壓的四極桿作為反應(yīng)池，配合使用反應(yīng)活性強(qiáng)的純氨氣作為反應(yīng)氣，在反應(yīng)模式下能夠徹底消除干擾，保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確度，達(dá)到精確評估光刻膠質(zhì)量的目的。

曝光動(dòng)力學(xué)研究對于光刻膠的研發(fā)異常關(guān)鍵，因?yàn)槠湫苤苯記Q定了制程良品率和生產(chǎn)效率。利用紫外光譜能夠監(jiān)測光刻膠在曝光過程中發(fā)生的光化學(xué)反應(yīng)，通過跟蹤特定化學(xué)鍵或官能團(tuán)的變化，研究人員可以評估光刻膠的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和光化學(xué)穩(wěn)定性。

為了更加準(zhǔn)確原位模擬光刻膠在不同紫外-可見波段下的曝光歷程，可采用差示掃描量熱分析儀（DSC）和紫外光源聯(lián)用進(jìn)行分析，兩者的聯(lián)用，適合用于研究光刻膠的固化動(dòng)力學(xué)過程，為研發(fā)更加穩(wěn)定可靠的新一代無機(jī)金屬氧化物復(fù)合光刻膠提供準(zhǔn)確熱力學(xué)數(shù)據(jù)支撐。

在光刻膠配方開發(fā)過程中，出色的分析手段將極大幫助研究人員獲取反饋信息。單獨(dú)的手段往往具有局限性，比如熱重（TG）沒有結(jié)構(gòu)定性能力，因此研究人員往往只能依靠個(gè)人的主觀經(jīng)驗(yàn)推測每個(gè)分解溫度區(qū)間所產(chǎn)生組分的化學(xué)結(jié)構(gòu)歸屬，這對于光刻膠配方逆向開發(fā)和性能優(yōu)化等領(lǐng)域的應(yīng)用存在較大的不確定性。而單獨(dú)的紅外（FTIR）或者氣質(zhì)（GC/MS）均存在單一溫度維度測試的局限性，無法有效的還原溫度維度或?qū)崿F(xiàn)原位檢測的要求。而采用分析技術(shù)的聯(lián)用，就可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的“協(xié)同效應(yīng)，揚(yáng)長避短”，比如熱重引入的溫度維度可以結(jié)合紅外或氣質(zhì)的定性能力，賦予實(shí)時(shí)分析光刻膠組分隨溫度的動(dòng)態(tài)逸出過程，做到原位監(jiān)測、還原真實(shí)的反應(yīng)/分解過程，應(yīng)用于光刻膠配方開發(fā)和環(huán)境顆粒物的相互作用研究。

前驅(qū)體是半導(dǎo)體薄膜沉積工藝的主要原材料，在薄膜、光刻、互連、摻雜等半導(dǎo)體制造過程中，前驅(qū)體主要應(yīng)用于氣相沉積(包括物理沉積PVD、化學(xué)氣相沉積CVD和原子氣相沉積ALD)，以形成符合半導(dǎo)體制造要求的各類薄膜層。此外，前驅(qū)體也可用于半導(dǎo)體外延生長、刻蝕、離子注入摻雜和清洗等，是半導(dǎo)體制造的核心材料之一。

用ICP-MS對前驅(qū)體樣品中金屬雜質(zhì)分析時(shí)，由于樣品中的金屬元素雜質(zhì)含量低，稀釋倍數(shù)受到限制，導(dǎo)致前處理后的溶液樣品中總固體溶解含量（TDS）較高，對ICP-MS耐鹽能力提出了很高的要求。珀金埃爾默NexION系列ICP-MS采用獨(dú)特的大錐孔三錐設(shè)計(jì)（TCI）和90度四極桿離子偏轉(zhuǎn)技術(shù)(QID)，配合全基體進(jìn)樣系統(tǒng)（AMS），具有更加優(yōu)異的基體耐受能力，以及更加優(yōu)異的長期穩(wěn)定性。

前驅(qū)體中高基體的硅（Si）或金屬（如Ti）也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的質(zhì)譜干擾，比如高硅會(huì)對磷（P）、鈦（Ti）、鎳（Ni）等。利用NexION 系列ICP-MS的化學(xué)分辨能力，可以很好的實(shí)現(xiàn)前驅(qū)體中痕量雜質(zhì)分析。

半導(dǎo)體硅基材料的研發(fā)是半導(dǎo)體集成電路發(fā)展的核心，集成電路制造技術(shù)已進(jìn)入了后摩爾時(shí)代，傳統(tǒng)硅基材料在尺寸微縮極限下遇到的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，是造成集成電路工藝復(fù)雜性和系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度顯著提升的重要因素。發(fā)展新材料（如三代半導(dǎo)體SiC等），探索與硅基技術(shù)兼容的新材料、新結(jié)構(gòu)器件集成制造技術(shù)，是未來集成電路的重要發(fā)展趨勢，也是后摩爾時(shí)代集成電路發(fā)展的主要技術(shù)路線之一。

利用晶圓表面分解技術(shù)(VPD)與NexION 系列ICP-MS結(jié)合，不僅可以對晶圓表面金屬雜質(zhì)分析，也可以對晶圓進(jìn)行剖面分析。得益于NexION系列ICP-MS出色的性能，每平方原子數(shù)檢出能力可達(dá)10⁵。

配備 MappIR 晶圓分析系統(tǒng)的珀金埃爾默Spectrum 3，不僅可以快速和簡易的實(shí)現(xiàn)硅基材料中的碳和氧的雜質(zhì)分析，還可以對涂層、電介質(zhì)以及外延膜進(jìn)行測量。

電子化學(xué)品是半導(dǎo)體生產(chǎn)過程一類重要的輔原料，品種很多，包括氫氟酸、硝酸、硫酸、鹽酸、氨水、雙氧水等超純無機(jī)試劑和異丙醇（IPA）、丙酮、四甲基氫氧化銨（TMAH）、N-甲基丙絡(luò)烷酮（NMP）、丙二醇甲基醚乙酯(PGMEA)等超純有機(jī)試劑。電子化學(xué)品生產(chǎn)工藝和應(yīng)用研發(fā)是科研工作者的重要目標(biāo)，其內(nèi)容包括高純度原料的選擇與預(yù)處理、提純技術(shù)、復(fù)配技術(shù)以及各類功能性電子化學(xué)品的開發(fā)與應(yīng)用等方面。

ICP-MS作為電子化學(xué)品無機(jī)雜質(zhì)分析的最重要手段，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子化學(xué)品開發(fā)與生產(chǎn)質(zhì)量控制中。珀金埃爾默擁有全套的電子化學(xué)品ICP-MS分析標(biāo)準(zhǔn)操作方法，將極大的減少分析方法的開發(fā)，提升工作效率，加速研發(fā)過程。