Fraunhofer IPMS: VPD-ICP-MS für Waferkontamination

Spektroskopie ICP-MS-Analyse sorgt für verbesserte Wafer

05.03.2026 Quelle: Pressemitteilung 1 min Lesedauer

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Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS erweitert seine Analysefähigkeiten im Bereich der Waferkontamination. In einem dedizierten Labor wird dazu die Methode der Dampfphasenzersetzung in Kombination mit der Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (VPD-ICP-MS) eingesetzt.

Scanröhrchen mit mitgeführtem Tropfen bei gleichzeitig drehendem Wafer für Oberflächenanalyse.(Bild: Fraunhofer IPMS) — Scanröhrchen mit mitgeführtem Tropfen bei gleichzeitig drehendem Wafer für Oberflächenanalyse.
(Bild: Fraunhofer IPMS)

Wafer sind dünne, kreisförmige Scheiben aus Halbleitermaterial, die als Grundlage für die Herstellung von Mikrochips und anderen elektronischen Bauteilen dienen. Die Qualität und Reinheit der Waferoberfläche sind entscheidend für die Funktionalität und Leistungsfähigkeit der Endprodukte. Um Kontaminationen zu erkennen und zu quantifizieren, werden verschiedene Charakterisierungsverfahren angewandt. Diese wurden nun am Fraunhofer IPMS um die Ultraspurenelementanalyse erweitert. Dabei wird nach dem Ätzen von 200- oder 300-mm-Wafern mit HF-Dampf (Flusssäure) ein Tropfen auf die Waferoberfläche aufgebracht und über diese bewegt. Der Tropfen sammelt die auf der Oberfläche vorhandenen, löslichen Rückstände ein und wird dann auf ein Volumen von 1 ml aufgefüllt. Mittels Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS) werden die gelösten Elemente anschließend analysiert. So liefert das Verfahren genaue quantitative Informationen über die gelösten Elemente auf der Waferoberfläche.

Die Ultraspurenelementanalyse bietet umfassende Möglichkeiten: So werden Oberflächen- und Bevel-Scans durchgeführt, um 39 Elemente mit HF-Scanlösung zu analysieren, was eine detaillierte Charakterisierung der Waferoberfläche ermöglicht. Für spezielle Anwendungen kann darüber hinaus Königswasser als Scanlösung für fünf Edelmetalle verwendet werden.

Laborausstattung am Fraunhofer IPMS

Das Labor ist mit modernem Equipment ausgestattet, darunter die VPD-Anlage Wafer Surface Preparation System WSPS2 von PVA Tepla und das Massenspektrometer Icap RQ von Thermo Scientific. Diese Technologien ermöglichen eine genaue Charakterisierung und Qualitätssicherung in der Halbleiterindustrie.

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Stand: 08.12.2025

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