随着芯片节点尺寸不断缩小，对洁净室环境的监控成为晶圆代工厂的主要关注点。超低浓度的分子级气态化学污染物成为影响产业发展和产量的主要因素。因此需要以极高的灵敏度实时监控 AMC 以防止晶圆缺陷。

气态化学污染物，是指空气中以气体或蒸气形式存在的分子级污染物，在微电子洁净室环境中，因此气态化学污染物也称为气态分子污染物（Airborne Molecular Continent，AMC）。

当AMC（其尺寸0.2~3.0 nm）存在时，会污染硅晶圆表面，腐蚀连接线，从而危及产品质量。例如，有机胺和氨，即使在十亿分之几 (ppb) 的浓度下，也会改变 DUV 光刻胶的化学性质。晶片表面上有机物质的凝结会导致栅极形成的恶化或光学雾化。光刻光学也可以由空气中的有机物再冷凝到表面上引起。幸运的是，化学过滤器和其他技术可以帮助解决这些问题。关于具体解决方案，请参照之前的一篇技术文章：

微电子洁净室分子污染物监控 | AMC实时监测系统+FFU风机过滤单元提升良品率

因此，微电子洁净室的AMC控制对于保证产品良率非常重要。环境控制的基础是确定目标污染物的状态，如污染物的种类、浓度和来源。只有确定了目标污染物的类型、状态和来源，才能采取相应的措施控制微电子洁净室的AMC，从而保证产品质量。

AMC污染物分类

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洁净室环境中的 AMC 污染水平主要是由内部来源造成的，例如溶剂、乙酸的溢出或泄漏、废气的重新夹带、环境空气和回风中的芳香族化合物以及材料脱气甚至 FOUP用于晶圆运输。目前，AMC在行业标准中分为四类：

酸类（MA），如SO2，酸性污染物，如NO2和H2S：
碱类污染物（MB），如NH3和胺类；
冷凝水（MC），在民用建筑中被称为气态有机污染物（TVOC），会在产品表面产生冷凝水，如甲苯、苯等有机物；
掺杂状态（MD），如磷、硼等污染物。

AMC实时监测程序

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AMC 的最佳控制包括三个步骤：评估设施内外的空气质量，以确定目标污染物以及可能影响 AMC 控制系统性能的污染物；AMC控制策略的选择和鉴定；持续监控受控环境和 AMC 控制系统的性能——实时监测程序可评估 AMC 控制是否成功，以建立长期的空气质量趋势。

可以通过源头控制和源头监控以及空气处理系统和工具级别的过滤解决方案来实现。对 AMC 水平的永久监测有助于识别来源、稳定生产并防止过滤装置的使用寿命意外缩短。AMC 监控解决方案，灵敏度从 ppb（十亿分之一）到 ppt（万亿分之一）级别，专门用于领先的半导体制造工厂，以下是归纳的好处：

高通用性和灵敏度允许同时在线监测不同类别的 AMC。实现酸、碱、冷凝物的近距离测量，并针对整个晶圆厂目标位置周围的 AMC 进行广泛的 VOC 检测，并即时结果报告；
当与多端口采样器结合使用时，一台监视器可以覆盖大面积或指定区域；
紧凑的设计和灵活的入口配置，适用于 FOUP、移动和固定 AMC 测量；
提供更高的分辨率和对分子酸、碱和可冷凝物的出色检测；
用于定量各种 AMC 的试剂离子之间的自动快速切换；
软件能够自动校准、零空气测量和数据报告；
AMC 在线监控解决方案中，下图显示了在采样点中捕获的光谱，其中一些分子示例了检测：

AMC检测的常用设备

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使用离子迁移谱仪 (IMS) 监测 AMC 有助于降低或消除与这种污染相关的成本。这包括在连续运行的气体分析仪中监测酸、碱、氨和有机化合物。IMS能够检测和量化所需 ppb 浓度水平的此类物质。在高灵敏度 IMS 技术之前结合气相色谱预分离提供了分析性能，其中可以在几分钟的循环时间内以出色的灵敏度和可重复性测量和量化 AMC 等化合物。

过程气相色谱仪分析来自工业或大气应用样品的各种气体浓度。收集的数据报告检测到的气体类型和样品中的气体量。该设备通常用于质量控制和质量保证、环境监测、产品包装和其他应用。

离子分子反应质谱仪可以对多种污染物 (7-519 amu)进行实时在线监测。它可用于靶向气体基质中的单个分子，或分析所有可能的 AMC 范围内的基质成分，为 AMC 监控、工具级组成和晶圆转移期间前开式通用吊舱 (FOUP) 中除气产品的控制提供专业、高效的解决方案。

火焰离子化检测器 (FID) 用于大多数碳氢化合物，光电离检测器 (PID) 用于挥发性有机物，热导检测器 (TCD) 用于一般用途，并且还提供其他专业检测器。由于其简单可靠的设计，过程 GC 通常使用 FID、PID 或 TCD。

使用基线碳氢化合物分析仪持续监测过程或环境空气监测中的总碳氢化合物或非甲烷碳氢化合物。这些可机架安装的连续碳氢化合物分析仪准确、可靠且线性。

作为最广泛使用的气体检测技术之一，OEM 光电离检测器 (PID) 通常应用于便携式和固定式仪器中，用于检测环境空气中的各种有机化合物和一些无机气体。