精准检测并量化有机与无机污染物

严格保障光刻工艺的完整性

        随着半导体设计尺寸不断缩小，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】。这些新增的关键 AMC 大多为挥发性有机化合物（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。

        晶圆厂中的挥发性有机物（VOC）化学性质可能导致光刻工艺中出现严重的问题。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；而强碱性物质（如NMP）则可可能通过毒化光刻胶，引起 T 型顶部缺陷。

        在深紫外光（DUV）环境下，硅氧烷会形成二氧化硅，对昂贵的扫描仪光学元件造成无法修复的损伤。因此，晶圆厂不仅需要监测各类化合物对光刻工艺工具的潜在影响，还必须对特定物质进行单独监测，以便实施有针对性的管控策略。

        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。大多数低浓度检测技术（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过程，还存在检测响应时间较慢的局限性。

        Picarro 推出的 SLiM 100 系统是一款创新型光刻工艺监测解决方案，它能在极低的检测限内实现挥发性有机物的精确量化，并具有良好的化学选择性。该系统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