1. 腔室清潔終點(diǎn)精確控制的重要性與挑戰(zhàn)
精確控制清潔終點(diǎn)至關(guān)重要：
清潔不足：殘留沉積物會(huì)形成顆粒污染，導(dǎo)致產(chǎn)品良率下降
過度清潔：增加NF?消耗、延長設(shè)備停機(jī)時(shí)間并縮短腔室壽命。
傳統(tǒng)方法依賴經(jīng)驗(yàn)時(shí)間控制清潔終點(diǎn)，但最佳清潔時(shí)間受多變量影響（如沉積厚度、溫度、壓力、氣體流量及材料化學(xué)組成），且這些參數(shù)可能隨時(shí)間漂移。因此，多數(shù)工藝會(huì)延長清潔時(shí)間以確保徹底清潔，但這也造成了資源浪費(fèi)。
2. 腔室清潔終點(diǎn)副產(chǎn)物氣體檢測方法的基本理論
初始階段：SiF?分壓急劇上升；
清潔完成：分壓回落至基線水平。
Johnson等（2004）提出通過質(zhì)譜儀實(shí)時(shí)監(jiān)測SiF?分壓來確定清潔終點(diǎn)。由于氣體排出存在滯后，終點(diǎn)定義為SiF?濃度曲線后沿漸近線與基線水平線的交點(diǎn)（圖1）。近年來，紅外氣體傳感器因其實(shí)時(shí)性和可靠性，已成為主流檢測手段。
圖1 用于確定清潔終點(diǎn)時(shí)間的SiF?濃度曲線（Johnson et al. 2004）
3. 腔室清潔終點(diǎn)檢測設(shè)備的國產(chǎn)化替代需求
2025年3月5日，國務(wù)院總理李強(qiáng)在《政府工作報(bào)告》中強(qiáng)調(diào)“以科技創(chuàng)新推動(dòng)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控”，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)被列為國家戰(zhàn)略支柱。然而，半導(dǎo)體設(shè)備關(guān)鍵部件長期依賴歐美日廠商，紅外氣體傳感器等核心零部件面臨斷供風(fēng)險(xiǎn)。國產(chǎn)化替代不僅是技術(shù)自主的必然要求，更是保障產(chǎn)業(yè)鏈安全的關(guān)鍵舉措。
4. 解決方案
四方儀器作為國際領(lǐng)先的紅外氣體傳感器制造商，針對(duì)薄膜沉積設(shè)備清潔終點(diǎn)檢測需求，推出Gasboard-2060 SiF?紅外氣體傳感器。
4.1 技術(shù)優(yōu)勢
環(huán)境適應(yīng)性：通過參考通道補(bǔ)償溫度、濕度及交叉氣體干擾，確保測量穩(wěn)定性；
高精度：量程0~200 mTorr，準(zhǔn)確度≤±1.0% F.S.，響應(yīng)時(shí)間T90≤2秒。
圖3 Gasboard-2060 SiF?紅外氣體傳感器光學(xué)結(jié)構(gòu)
4.2 產(chǎn)品性能（表1）
實(shí)驗(yàn)室測試顯示，傳感器的線性準(zhǔn)確度（圖4）、響應(yīng)時(shí)間（圖4）、重復(fù)性和檢出限等均滿足CVD腔室清潔的實(shí)時(shí)監(jiān)測需求。
表1 Gasboard-2060 SiF?紅外氣體傳感器的技術(shù)參數(shù)
圖4 Gasboard-2060 SiF?紅外氣體傳感器的線性檢查與響應(yīng)時(shí)間檢查
4.3 應(yīng)用案例
實(shí)際測試中，Gasboard-2060在重復(fù)清潔過程中表現(xiàn)出極高的穩(wěn)定性（圖6）?？蛻舴答伷湫阅芤堰_(dá)到或超越進(jìn)口產(chǎn)品，成功實(shí)現(xiàn)清潔終點(diǎn)的精準(zhǔn)控制，助力CVD設(shè)備技術(shù)升級(jí)。
圖5 CVD腔室結(jié)構(gòu)及紅外傳感器測量點(diǎn)
圖6 CVD設(shè)備2次重復(fù)腔室清潔試驗(yàn)的Gasboard-2060 SiF?實(shí)測數(shù)據(jù)曲線
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