背景：

晶圓是芯片制造的核心物理載體，其表面及內部是幾乎所有電路結構的逐層構建空間。在晶圓生產流程中，晶錠經切割加工得到的薄片被稱為 “裸片（bare wafer）”，即未經后續處理的 “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、轉運及加工的關鍵設備，在整個生產流程中不可或缺。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性有機物（VOCs）和半揮發性有機物（SVOCs）殘留對芯片制造質量和工藝穩定性具有顯著影響。這可能主要表現在這些物質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從而影響了晶圓的性能；同時也可能對生產工藝的穩定性產生一定影響；并且這些有機物可能會對環境與人員健康存在潛在風險。

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 晶圓樣品分析 

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采用賽默飛 ISQ7610 GC-MS氣質聯用儀結合 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，實現靈敏度數量級般的飛躍。實驗共檢出晶圓樣品中包括二硫化碳在內的超過三十種揮發和半揮發性有機物。

1. ExtractaBrite™離子源超強靈敏度，有效實現痕量組分的檢測

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-氣相色譜質譜儀聯用儀

變色龍軟件控制Markes TD-100 Xr

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TD-100 Xr Sample Stack 樣品疊加功能

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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。

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 晶圓載具樣品分析 

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同時采用賽默飛ISQ 7610 GC-MS系統結合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，各化合物均呈現出良好的峰型與較高豐度，這為實現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，有效提升數據分析效率

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數值由甲苯響應系數計算所得。（點擊查看大圖）

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結 論

ISQ 7610 GC-MS單四極桿氣質聯用系統憑借獨特的設計有效保障了數據質量，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。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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