在半导体先进制程中，超高纯度液体化学品及超纯水的使用，贯通着从晶圆清洗到刻蚀沉积的每一道湿制程。这代表着超高纯度液体化学品及超纯水的纯度，与晶圆与芯片的良率紧紧相关。而SEMI F57，正是守护这些 “工业血液” 从储罐到机台全程洁净的重要标准，是先进制程量产阶段关键合规参考依据。
PART 01
伴随着先进制程的不断发展，制程节点从28nm一路升级到14nm、7nm，芯片内部结构越来越小巧精密，对洁净度的要求也更加苛刻。仅对液体化学品本身的纯度进行管控，已不足以满足目前的洁净度管控需求，故而现在更多的厂家和工程师开始关注输送管道、阀门、过滤器等运输过程中的“隐形污染源”。
在没有行业统一标准的过去，配件品质参差不齐，杂质析出问题频发，为了解决这一行业痛点，国际半导体产业协会制定出台SEMI F57行业标准，统一规范药液输送所用管材、配件的材质等级与洁净要求，成为半导体行业通用的洁净生产硬性依据。
测试对象
SEMI F57的测试对象聚焦超高纯度（UHP）聚合物材料及核心组件，覆盖高纯液体化学品与超纯水（UPW）输送全场景，包括：
材质：PFA、PVDF等半导体专用高纯聚合物；
组件：管道、弯头、阀门、过滤器壳体、流量计、传感器、接头等流体接触部件；
场景：厂务化学品输送、机台化学液分配、超纯水循环系统；
不同产品对应的测试项目可见下表：
|
样品 类型 |
离子 污染物 |
金属 污染物 |
总有机碳（TOC） |
表面 粗糙度 |
|
小球 |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
|
气动阀 |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
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电动阀 |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
|
手动阀 |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
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截止阀 |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
|
流量计： 无运动部件 |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
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流量计： 有运动部件 |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
|
流量控制器 |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
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气动调节器 |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
|
手动调节器 |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
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管路 |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
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过滤器外壳 |
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✓ |
✓ |
✓ |
|
除气模块 |
✓ |
✓ |
✓ |
- |
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量具保护 |
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✓ |
✓ |
- |
|
连接件 |
✓ |
✓ |
✓ |
- |
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管道 |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
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储罐、容器、桶 |
- |
- |
- |
SEMI F40 未包括 |
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传感器： 有移动部件 |
✓ |
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✓ |
- |
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传感器： 无移动部件 |
✓ |
✓ |
✓ |
- |
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泵 |
✓ |
✓ |
✓ |
✓ |
PART 03
测试目的
核心目的是验证聚合物材料及组件在高温高纯流体环境下的析出安全性，确保输送过程不向液体化学品释放金属、阴离子、有机物、颗粒等污染物，最终实现：
保证药液纯度：避免管路析出和颗粒脱落污染高纯化学品，保障终端药液品质稳定；
降低制程风险：减少晶圆表面缺陷（颗粒、金属残留、有机杂质），提升芯片良率；
统一行业基准：为组件厂商与芯片厂提供统一的质量判定依据。
PART 04
测试方案
SEMI F57测试方案大致步骤如下：
样品准备：用超纯水冲洗去除样品表面吸附的污染物；
浸泡提取：用提取液（常规为超纯水）在85℃条件下浸泡7天；
分析测试：完成提取后，使用IC、ICP-MSMS等仪器，对浸泡液中的污染物浓度进行定量分析。
PART 05
限值要求
SEMI F57（现行版 SEMI F57-0622）采用85℃超纯水浸泡的加速老化测试，要求极其严苛：
|
离子污染限值 |
|
|
离子污染物 |
限值μg/m² |
|
NH4+ |
100 |
|
Br- |
100 |
|
Cl- |
100 |
|
F- |
20000 |
|
NO3- |
100 |
|
NO2- |
100 |
|
PO43- |
100 |
|
SO42- |
100 |
|
金属离子污染限值 |
|||
|
污染物 |
限值μg/m² |
污染物 |
限值μg/m² |
|
Al |
≤5 |
Li |
≤2 |
|
As |
≤2 |
Mg |
≤2 |
|
Sb |
≤2 |
Mn |
≤5 |
|
Ba |
≤15 |
Ni |
≤1 |
|
B |
≤30 |
K |
≤10 |
|
Cd |
≤2 |
Na |
≤10 |
|
Ca |
≤ 10 |
Sr |
≤0.5 |
|
Cr |
≤1 |
Ti |
≤2 |
|
Cu |
≤10 |
Sn |
≤2 |
|
Fe |
≤5 |
V |
≤2 |
|
Pb |
≤1 |
Zn |
≤5 |
|
总有机碳（TOC）限值 |
|
|
污染物 |
限值μg/m² |
|
TOC |
≤40000 |
|
表面粗糙度要求 |
|
|
样件类型 |
限值（Ra最大值） μm（μin） |
|
挤压件 （外径＜250 mm） |
≤0.25 (≤10) |
|
挤压件 （250 mm ≤ 外径 ≤ 315 mm） |
≤0.45 (≤18) |
|
注塑件 （外径＜250 mm） |
≤0.35 (≤14) |
|
注塑件 （250 mm ≤ 外径 ≤ 315 mm） |
≤0.50 (≤20) |
|
机加工件 （外径＜250 mm） |
≤0.60 (≤24) |
|
机加工件 （250 mm ≤ 外径 ≤ 315 mm） |
≤1.00 (≤40) |
PART 06
微谱的优势
仪器名称：ICS 6000 离子色谱仪；
标准品/样品双通道进样系统、阴/阳离子测试双系统；
高效ICS-6000 DC检测器/色谱分析区；
可全程惰性气体保护；
加标回收率：80~120%；
对于超纯水体系常规阴阳离子≤10ppt；
-
仪器名称：ICP-MSMS8900 电感耦合等离子体串联质谱仪；
MS/MS 三重四级杆串联质谱；
四通道反应池气体控制；
惰性PFA/石英雾化器、铂/镍锥、S透镜；
加标回收率：90~110%；
对于超纯水体系全部金属元素≤0.1ppt；
仪器名称：岛津TOC- L 总有机碳分析仪；
测量范围覆盖：总碳（TC）4 μg/L至30,000 mg/L；
测量范围覆盖：无机碳（IC）4 μg/L至35,000 mg/L；
检测下限可达4 μg/L；
仪器进样量为10-2000μL，单个样品的检测时间约为15分钟；
仪器名称：AFM 原子力显微镜；
成像模式：形貌成像、电学成像、力学成像、磁场力成像、压电力成像；
XY 方向闭环噪声：＜0.15 nm(RMS)，Z方向闭环噪声：<0.035nm(RMS)；
光学辅助观察系统：285-1285倍放大，1.5µm分辨率；
最快当日安排前处理，并在前处理结束当天输出检测结果和报告；
我们拥有一支深耕半导体高纯检测领域的资深技术团队，熟悉SEMI F57国际标准，熟练掌握半导体超纯水、高纯化学品输送系统全系列聚合物组件检测规范，涵盖金属离子、阴离子、TOC总有机碳、表面粗糙度等核心检测项目。团队熟悉管控要求，可精确落地SEMI F57全套合规检测，可提供稳定技术支撑。
微谱半导体事业部，依托于微谱完善的仪器平台及强大的专家团队，为客户提供洁净度测试、材料分析、失效分析、可靠性验证、微纳加工及在线量检测服务，用“芯”守护半导体的质量。
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