检测并量化有机与无机污染物

保障光刻工艺完整性

随着设计尺寸不断缩小，可能影响半导体设备、工艺及器件的空气分子污染物（AMC）数量正呈指数级增长【参考：IRDS 2020】。其中大部分关键 AMC 属于挥发性有机化合物（VOC），例如：乙酸、丙酮、异丙醇、丙二醇甲醚（PGME）、丙二醇甲醚乙酸酯（PGMEA）、D3 硅氧烷、D6 硅氧烷、六甲基二硅氧烷（HMDSO）、三甲基硅醇（TMS）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）等。

VOC 化学反应会对光刻工艺造成严重影响。例如，氨与酸反应生成雾状盐，导致掩模版缺陷和扫描仪光学部件污染；而如 NMP 等强碱性物质可通过中毒光刻胶引发 T-top 缺陷。

硅氧烷在 DUV 光源照射下会生成二氧化硅，造成昂贵的扫描仪光学部件不可修复的损伤。因此，晶圆厂不仅需针对化合物类别进行监测，还需针对单一化合物种类进行监测，以便制定有针对性的控制策略。

需要监测和控制的 VOC 浓度通常处于十亿分之一（ppb）甚至万亿分之一（ppt）级别。然而，在晶圆厂环境下进行如此低浓度检测极具挑战性。现有低浓度检测技术（如 PTR-MS）通常存在检测速度慢、成本高、操作复杂等问题。

其他技术（如气相色谱）则需要繁琐的样品前处理，检测响应时间较慢。

Picarro 推出的 SLiM 100 系统是一款创新型光刻工艺监测解决方案，能够高选择性、高灵敏度定量检测极低浓度 VOC。其核心为实时激光分析仪，采用新型宽带腔衰荡光谱技术（BB-CRDS），实现出色的检测性能。

该监测系统具备多项优势，非常适用于生产环境中的 VOC 测量：

• 无需校准，即可实现 ppb 级超低浓度测量
• 全天候 24/7 连续运行，无需人工干预
• 耗材用量极低