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半导体SEMI F48高分子材料中痕量金属解决方案
随着半导体制造技术向更小制程节点（如3nm、2nm及以下）的演进，对材料的纯度要求日益严苛。高分子材料（如PFA、POM、PEEK、PTFE等）作为半导体制造工艺中的关键辅助材料，其痕量金属杂质（如Na、K、Fe、Cu、Al、Ni等）的存在可能对器件性能产生显著负面影响。随着微电子行业对材料微污染管控越来越严格，产业链上下游越来越意识到：在选择聚合物材料时必须对材料的微量污染物进行充分的量化研究。
SEMI F48标准适用的主要产品类别有：
聚全氟烷氧基（PFA）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚醚醚酮（PEEK）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚甲醛树脂（POM）、聚氯乙烯（PVC）、全氟甲基醚基全氟烷氧基（MFA）和聚四氟乙烯（PTFE）等聚合物材料。
1.测试项目
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铝（Al） |
镁（Mg） |
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钡（Ba） |
锰（Mn） |
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钙（Ca） |
镍（Ni） |
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铬（Cr） |
钾（K） |
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钴（Co） |
钠（Na） |
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铜（Cu） |
锶（Sr） |
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铁（Fe） |
锡（Sn） |
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铅（Pb） |
钛（Ti） |
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锂（Li） |
锌（Zn） |
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钼（Mo） |
锆（Zr） |
2.处理方法的选择
DCV：封闭容器消解
DDA：干法灰化消解（铂金坩埚或石英坩埚）
3.测试设备的选择
AAS/GFAAS：原子吸收光谱/石墨炉原子吸收光谱
GFAAS：石墨炉原子吸收光谱
ICP-AES：电感耦合等离子体发射光谱
ICP-MS：电感耦合等离子体质谱
1.试样取样
试样需具有代表性，目视无嵌入颗粒或表面污染。每种材料按SEMI F40制备两份样品，平行测试。可增加取样量。
注：样品可以按照SEMI F40清洗后称重
2.干法灰化消解（DDA）
2.1将样品放入清洁坩埚，至少两份样品添加回收率加标。用喷灯小心灼烧坩埚外部至内部聚合物完全碳化，避免过度加热（如铂坩埚不可烧至红热）。同步制备至少三个空白
2.2将碳化坩埚和空白坩埚放入马弗炉，加盖后在500–650°C灰化至无碳残留（通常6–18小时）。若18小时后仍呈黑色（可能为SnO₂等氧化物）。
2.3冷却坩埚。
2.4向每只坩埚加入1–2 mL超纯浓盐酸消解后再加入0.5 mL浓硝酸。转移至容量瓶。用超纯水定容（通常20 mL）或按重量法稀释，待分析。
3.密闭容器消解（DCV）
3.1将样品放入容器，至少两份样品加标。加入消解试剂。同步制备至少三个空白：仅加试剂不加样品，处理方法与样品一致。若初始反应剧烈（如易氧化聚合物释放CO₂），可先开盖预消解，必要时加热促进安全反应。
3.2将容器放入消解系统并连接温压传感器。
3.3按制造商推荐参数设置消解程序。若消解液含颗粒物（可能堵塞雾化器），需离心（2000–3000 rpm，10分钟）、静置或过滤。
3.4冷却后转移至容量瓶。用超纯水定容（通常20 mL）或按重量法稀释，待分析。
4.仪器分析
4.1采用AAS/GFAAS、GFAAS、ICP-AES、ICP-MS进行分析，优先选择ICP-MS
4.2方法的检出限需满足0.1mgkg(PPM)
4.3典型的回收率对于碱金属、碱土金属和大多数过渡金属需满足70-110%。
04、检测案例
测试背景：验证PFA高分子材料中痕量金属杂质情况
测试方法：SEMI F48 密闭容器消解（DCV）
测试仪器：ICP-MS
测试结果：
|
测试元素 |
方法检出限 （mg/kg） |
测试结果 （mg/kg） |
客户限值 （mg/kg） |
单项判定 |
|
铝（Al） |
0.1 |
N.D |
＜1.0 |
符合 |
|
钡（Ba） |
0.1 |
N.D |
＜1.0 |
符合 |
|
钙（Ca） |
0.1 |
0.20 |
＜1.0 |
符合 |
|
铬（Cr） |
0.1 |
N.D |
＜1.0 |
符合 |
|
钴（Co） |
0.1 |
N.D |
＜1.0 |
符合 |
|
铜（Cu） |
0.1 |
N.D |
＜1.0 |
符合 |
|
铁（Fe） |
0.1 |
N.D |
＜1.0 |
符合 |
|
铅（Pb） |
0.1 |
N.D |
＜1.0 |
符合 |
|
锂（Li） |
0.1 |
N.D |
＜1.0 |
符合 |
|
钼（Mo） |
0.1 |
N.D |
＜1.0 |
符合 |
|
镁（Mg） |
0.1 |
N.D |
＜1.0 |
符合 |
|
锰（Mn） |
0.1 |
N.D |
＜1.0 |
符合 |
|
镍（Ni） |
0.1 |
N.D |
＜1.0 |
符合 |
|
钾（K） |
0.1 |
0.20 |
＜1.0 |
符合 |
|
钠（Na） |
0.1 |
0.55 |
＜1.0 |
符合 |
|
锶（Sr） |
0.1 |
N.D |
＜1.0 |
符合 |
|
锡（Sn） |
0.1 |
N.D |
＜1.0 |
符合 |
|
钛（Ti） |
0.1 |
N.D |
＜1.0 |
符合 |
|
锌（Zn） |
0.1 |
0.12 |
＜1.0 |
符合 |
|
锆（Zr） |
0.1 |
N.D |
＜1.0 |
符合 |
实验室配置了AAS/GFAAS、GFAAS、ICP-AES、ICP-MS等多套精密检测设备，可以满足SEMI F48测试。
863检测具备丰富的F48测试经验，协助半导体聚合物及相关组件供应商，以及化学品输送生产设计企业满足SEMI标准要求，尤其在元素分析、阴离子分析等方面有先进前处理方法，确保结果的准确性。863检测拥有专业的技术团队和丰富的半导体测试经验、完善的服务内容和服务网络，能为企业提供专业的咨询和测试服务。
