背景：
晶圓是芯片制造的核心物理載體，其表面及內(nèi)部是幾乎所有電路結構的逐層構建空間。在晶圓生產(chǎn)流程中，晶錠經(jīng)切割加工得到的薄片被稱為 “裸片(bare wafer)”，即未經(jīng)后續(xù)處理的 “原料晶圓”。由于裸片表面存在凹凸不平的瑕疵，無法直接用于印制電路圖形，因此需經(jīng)過研磨與化學刻蝕工藝去除表面缺陷，再通過拋光形成光潔表面，最后經(jīng)清洗去除殘留污染物，最終得到表面潔凈的成品晶圓。
晶圓載具是半導體制造中用于晶圓存儲、轉(zhuǎn)運及加工的關鍵設備，在整個生產(chǎn)流程中不可或缺。鑒于晶圓在芯片制造中的核心地位，加之其尺寸持續(xù)增大的趨勢，對晶圓載具的性能要求與市場需求也隨之不斷提升。
晶圓和晶圓載具圖示
晶圓表面和晶圓載具中的揮發(fā)性有機物(VOCs)和半揮發(fā)性有機物(SVOCs)殘留對芯片制造質(zhì)量和工藝穩(wěn)定性具有顯著影響。這可能主要表現(xiàn)在這些物質(zhì)形成的污染膜會導致表面電荷分布不均，影響器件的開關特性、載流子遷移率等關鍵電學參數(shù)從而影響了晶圓的性能；同時也可能對生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響；并且這些有機物可能會對環(huán)境與人員健康存在潛在風險。
? 晶圓樣品分析 ?
采用賽默飛 ISQ7610 GC-MS氣質(zhì)聯(lián)用儀結合 Markes TD 100-xr熱脫附微池采樣器對晶圓樣品中VOCs與SVOCs進行定性分析。TD 100-xr特有的Sample Stack樣品疊加功能，可以將多根吸附管吸附的樣品疊加到聚焦冷阱上富集后一次進樣，結合高靈敏度的ISQ7610 GC-MS，實現(xiàn)靈敏度數(shù)量級般的飛躍。實驗共檢出晶圓樣品中包括二硫化碳在內(nèi)的超過三十種揮發(fā)和半揮發(fā)性有機物。
1. ExtractaBrite™離子源超強靈敏度，有效實現(xiàn)痕量組分的檢測
2. 免工具維護的進樣口設計，使得儀器日常維護簡單化
3. Chromeleon™軟件直接控制Markes TD 100-xr，更好的整合與兼容性，簡化操作流程
4. Chromeleon™軟件方便快捷的定性分析流程，結合NIST譜庫快速對未知組分定性分析
5. 獨有的Sample Stack樣品疊加功能可有效提高方法檢出限
熱脫附-氣相色譜質(zhì)譜儀聯(lián)用儀
變色龍軟件控制Markes TD-100 Xr
(點擊查看大圖)
TD-100 Xr Sample Stack 樣品疊加功能
(點擊查看大圖)
對晶圓樣品檢出化合物的定性結果
注：表中☆表示樣品檢出含量遠高于空白含量。
(點擊查看大圖)
? 晶圓載具樣品分析 ?
同時采用賽默飛ISQ 7610 GC-MS系統(tǒng)結合Markes TD100 xr同時對兩份晶圓載具樣品開展了定性與定量分析。載具原料 A#、B# 經(jīng)采樣分析后的空白與樣品總離子流圖，顯示空白中無樣品殘留，不會對樣品測定造成干擾。得益于 GCMS 的高靈敏度，各化合物均呈現(xiàn)出良好的峰型與較高豐度，這為實現(xiàn)精準定性與準確定量提供了可靠基礎。
1. ISQ 7610 GC-MS 采用XLXR 檢測器，超寬的線性范圍，一針進樣完成不同濃度范圍樣品的定量分析
2. Chromeleon™軟件可同時進行定性定量分析，有效提升數(shù)據(jù)分析效率
3. Chromeleon™軟件智能報告模板，讓報告輸出方式多樣化
4. 獨有的TVOC方法包，針對22種常見VOCs定量的同時，對未知組分快速半定量分析，并對總TVOCs結果智能判讀
5. Markes TD 100-xr樣品再回收功能，可對樣品進行二次或多次分析
晶圓載具原料A#和B#樣品和空白TIC圖
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22種VOCs的TIC圖(點擊查看大圖)
所有化合物校正曲線(點擊查看大圖)
TVOC 方法包軟件界面(點擊查看大圖)
22種VOCs和其他VOCs定性定量結果
注：表格中化合物值單位為“ng”，其他VOCs數(shù)值由甲苯響應系數(shù)計算所得。(點擊查看大圖)
結 論
ISQ 7610 GC-MS單四極桿氣質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)憑借獨特的設計有效保障了數(shù)據(jù)質(zhì)量，結合NeverVent™技術支持免卸真空更換色譜柱、維護離子源，提高了樣品通量，并始終保持一致的結果品質(zhì)。搭配 Markes TD 100-xr熱脫附儀，可對晶圓及晶圓載具中VOCs 和 SVOCs 進行高效的定性定量分析。
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