隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展，芯片集成度越來(lái)越高，特征線(xiàn)寬不斷縮小至納米級(jí)別，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的潔凈度要求也達(dá)到了前所未有的高度。在這樣的背景下，除了傳統(tǒng)的塵埃顆粒物控制，氣態(tài)分子污染物(Airborne Molecular Contaminants，AMC) 的監(jiān)控與去除已成為影響產(chǎn)品良率和可靠性的關(guān)鍵因素。

本文將深入解析潔凈室中AMC的特性、危害及其檢測(cè)技術(shù)，并介紹季豐電子CA實(shí)驗(yàn)室在此領(lǐng)域提供的專(zhuān)業(yè)解決方案。

什么是氣態(tài)分子污染物(AMC)?

AMC以氣體或蒸汽形態(tài)存在于空氣中， 即使?jié)舛群艿?，也足以?duì)敏感工藝或產(chǎn)品表面產(chǎn)生不良影響的化學(xué)物質(zhì)。與顆粒污染物不同，AMC的尺寸要小得多，傳統(tǒng)的高效過(guò)濾器(HEPA)或超高效過(guò)濾器 (ULPA) 對(duì)其去除效果有限。

由于芯片線(xiàn)寬的不斷縮減，對(duì)AMC的控制已成為影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展和良品率的主要因素之一。AMC對(duì)制成的污染包括晶圓表面污染與缺陷、化學(xué)腐蝕、非受控?fù)诫s、設(shè)備性能退化等等，即使是痕量(ppb級(jí)甚至ppt級(jí)) 的AMC也可能導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。

季豐電子CA實(shí)驗(yàn)室AMC檢測(cè)技術(shù)

檢測(cè)技術(shù)通常涉及現(xiàn)場(chǎng)采集樣品，然后送至潔凈實(shí)驗(yàn)室（百級(jí)）并使用大型精密儀器進(jìn)行分析。這種方法可以對(duì)樣品提供精確的定性和定量結(jié)果。

例如：空氣樣品的采集主要使用吸收液采樣和吸附管采樣。

吸收液采樣：

通過(guò)將空氣樣品鼓泡通過(guò)特定吸收液， 使目標(biāo)AMC中無(wú)機(jī)污染物溶解在液體中，然后使用大型儀器分析吸收液。沖擊瓶采用PFA材質(zhì)的吸收管，采樣前連接流量校準(zhǔn)器測(cè)試流量保證采樣流量的準(zhǔn)確性，采樣泵前串連冷凝緩沖瓶和除濕吸附管保護(hù)大氣采樣器，我們采樣美國(guó)進(jìn)口的220-5000TC-S的大氣采樣器，保證了采樣過(guò)程的穩(wěn)定性且保證采樣系統(tǒng)本身不會(huì)污染樣品。

樣品采集后，采用離子色譜法(IC) 分析陰陽(yáng)離子。

陰離子：如F-，Cl-，Br-，NO3-，SO42-，PO4-等酸根離子。

陽(yáng)離子：如NH4+及有機(jī)胺類(lèi)，檢出限能達(dá)到10ppt級(jí)別的能力。

通過(guò)電感耦合等離子體質(zhì)譜法或發(fā)射光譜法(ICP-MS/MS，ICP-OES)， 如Agilent ICP-MS 8900和 ICP-OES 5100， 也可對(duì)潔凈室空氣中的Li，Na，Mg，Al，K，Cr，Mn，F(xiàn)e，Ni，Cu，Zn等多種金屬元素進(jìn)行痕量分析，其中實(shí)驗(yàn)室使用的Agilent ICP-MS 8900采用串聯(lián)四極桿質(zhì)量過(guò)濾器，使檢出限能到達(dá)1ppt甚至更低級(jí)別的檢測(cè)能力。

吸附管采樣 ：

空氣樣品通過(guò)填充有特定吸附劑(如活性炭、硅膠、Tenax等)的吸附管，同樣采用美國(guó)進(jìn)口的220-5000TC-S的大氣采樣器直接連接吸附管進(jìn)行采集，使得AMC中有機(jī)污染物被吸附劑捕獲。需要注意的是采樣前需核查吸附管的氣流方向，防止裝反，并通過(guò)流量校準(zhǔn)器進(jìn)行校準(zhǔn)。

樣品采集后，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)分析有機(jī)物， 如NMP、 PGMEA、IPA、苯系物、等常見(jiàn)有機(jī)溶劑和逸出物殘留，配合熱脫附裝置，可對(duì)FAB潔凈環(huán)境樣品中的VOC含量進(jìn)行精確分析。

建立環(huán)境基線(xiàn)：通過(guò)在正常生產(chǎn)條件下定期監(jiān)測(cè)，建立AMC背景數(shù)據(jù)庫(kù)，為FAB廠(chǎng)發(fā)生的異常事件提供參考。

CA實(shí)驗(yàn)室定制化解決方案：根據(jù)客戶(hù)的具體需求(如潔凈室等級(jí)、生產(chǎn)工藝、疑似污染源等)，提供定制化的AMC檢測(cè)方案和污染控制建議。

上圖為實(shí)驗(yàn)室對(duì)某潔凈廠(chǎng)房空氣中金屬元素總量實(shí)際模擬結(jié)果，實(shí)驗(yàn)室可以對(duì)如圖例1中客戶(hù)對(duì)指定的區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，而在不明確污染源的情況下，實(shí)驗(yàn)室也會(huì)編制方案如圖例2中那樣使用梅花點(diǎn)布局進(jìn)行檢測(cè)。為了客戶(hù)能夠?qū)z測(cè)結(jié)果有更直觀的認(rèn)識(shí)，實(shí)驗(yàn)室會(huì)對(duì)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的情況標(biāo)準(zhǔn)紅、綠、藍(lán)圓點(diǎn)圖對(duì)該點(diǎn)位存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行標(biāo)注。

潔凈室中的氣態(tài)分子污染物(AMC) 是影響現(xiàn)代半導(dǎo)體制造良率和可靠性的隱形殺手。隨著技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)AMC的認(rèn)知、檢測(cè)和控制已成為行業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。

季豐電子CA實(shí)驗(yàn)室憑借其在痕量分析領(lǐng)域的深厚實(shí)力和對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)的深刻理解，愿與廣大客戶(hù)攜手，共同應(yīng)對(duì)AMC帶來(lái)的挑戰(zhàn)，為您的潔凈生產(chǎn)環(huán)境保駕護(hù)航，助力中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

季豐電子

季豐電子成立于2008年，是一家聚焦半導(dǎo)體領(lǐng)域，深耕集成電路檢測(cè)相關(guān)的軟硬件研發(fā)及技術(shù)服務(wù)的賦能型平臺(tái)科技公司。公司業(yè)務(wù)分為四大板塊，分別為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、軟硬件開(kāi)發(fā)、測(cè)試封裝和儀器設(shè)備，可為芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測(cè)試、材料裝備等半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈和新能源領(lǐng)域公司提供一站式的檢測(cè)分析解決方案。

季豐電子通過(guò)國(guó)家級(jí)專(zhuān)精特新“小巨人”、國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)、上海市“科技小巨人”、上海市企業(yè)技術(shù)中心、研發(fā)機(jī)構(gòu)、公共服務(wù)平臺(tái)等企業(yè)資質(zhì)認(rèn)定，通過(guò)了ISO9001、 ISO/IEC17025、CMA、CNAS、IATF16949、ISO/IEC27001、ISO14001、ISO45001、ANSI/ESD S20.20等認(rèn)證。公司員工超1000人，總部位于上海，在浙江、北京、深圳、成都等地設(shè)有子公司。