1. 执行摘要
在半导体制造与光刻等高真空应用中,RGA(Residual Gas Analyzer)被广泛用于监控 水分(H₂O)与有机污染(泵油裂解、溶剂残留、碳氢碎片等)。 但 RGA 的“绝对响应”会受电子能量、离子源状态、四极杆调谐、探测器老化等影响, 因而需要标准化的校准源将“峰值响应”关联到“已知放气量/漏率”。
C12(正十二烷)作为“有机校准黄金点”,适合量产 Fab 的周期性校准与跨工具比对(预抽时间短、信号强度适中)。fileciteturn0file0
H₂O用于水污染监测与腔体干燥能力评估(首次预抽时间更长,适合建立基线与抽气动力学验证)。fileciteturn0file0
DMC用于溶剂类残留或极性有机物的工艺评估场景;C14/C16更偏“低蒸汽压背景级有机”模拟,通常用于更低放气量条件下的验证。fileciteturn0file0
2. 行业背景:为什么需要液态介质标准漏孔做 RGA 校准
2.1 RGA 的“可比性”挑战
不同机台、不同离子源状态导致同一气体峰值的响应差异;
抽气速度、管路流阻、安装位置会改变到达 RGA 的分压;
有机污染物往往以“碎片峰簇”形式出现,单一气体标定无法代表真实污染谱。
2.2 为什么选“液态介质”而不是只用瓶装混气
液态介质(如正十二烷、DMC、水)可提供更接近真实工艺的分子族(碳氢/溶剂/水)。fileciteturn0file0
液态介质在微通道毛细管结构中,以接近恒定的方式释放至真空端,便于建立稳定平台与重复测量。fileciteturn0file0
3. 产品概述:PSOZV™/RGA 标准漏孔架构与关键参数
3.1 结构与接口
集成漏孔一体化设计,包含储液室、阀门与出口接头;
出口为 1/4" VCR,可按需求提供 CF/KF 转接;fileciteturn0file0
PSOZV™ 常闭气动阀:气源 0.4–0.6 MPa(4mm/6mm 气管)。fileciteturn0file0
3.2 典型技术参数(摘录)
| 介质 | 典型漏率(@23℃) | 温度系数(指数变化) | 出口压力要求 | 首次预抽建议 |
|---|---|---|---|---|
| DMC(碳酸二甲酯) | 2.0×10-5 mbar·L/s | ~9%/℃ | 真空(<0.1 Pa) | ~24 h |
| C12(正十二烷 C12H26) | 3.0×10-6 Pa·m³/s | ~12%/℃ | 真空(<0.1 Pa) | ~2 h |
| C14(正十四烷 C14H30) | 1.0×10-7 Pa·m³/s | ~12%/℃ | 真空(<0.01 Pa) | ~2 h |
| C16(正十六烷 C16H34) | 1.0×10-7 Pa·m³/s | ~12%/℃ | 真空(<0.01 Pa) | ~2 h |
| H₂O(水) | 1.5×10-6 Pa·m³/s | ~9.5%/℃ | 真空(<0.1 Pa) | ~24 h |
注:漏率可定制;不同介质的预抽时间与温度敏感性不同。fileciteturn0file0
4. 介质选择策略:DMC / C12 / C14 / C16 / H₂O 的应用边界
4.1 C12:半导体有机污染校准的“黄金点”
校准效率:首次预抽建议约 2h,正常使用下约 10min 即可进入校准工作状态。fileciteturn0file0
谱段覆盖:可形成碳氢碎片峰簇,适合作为泵油裂解/有机残留的代表性校准物。
工程可控:出口压力要求为 <0.1 Pa,覆盖多数 RGA 校准系统可达条件。fileciteturn0file0
C14/C16 属于更低蒸汽压有机物,典型漏率更低(10-7 Pa·m³/s 级),更适合做低放气量/背景级验证;fileciteturn0file0
在量产环境中,过低的放气量会拉长统计时间、放大噪声与系统差异,不利于高频校准的可重复性。
4.2 H₂O:水污染监测与干燥能力评价
适用于评估腔体烘烤/干燥策略、泵系统水负载与回吸效应;
首次预抽时间更长(约 24h),更适合建立稳定基线与方法学验证。fileciteturn0file0
4.3 DMC:溶剂类/极性有机残留的过程评估
可用于光刻/清洗/涂胶相关溶剂残留评估(DMC 作为典型溶剂代表);
温度系数较低于 C12(~9%/℃),但首次预抽建议更长(~24h)。fileciteturn0file0
5. 工作原理:微通道毛细管 + 饱和蒸汽压驱动的可重复放气
PSOZV™/RGA 标准漏孔采用微通道毛细管工艺,通过液态介质在储液室的饱和蒸汽压与 真空端的压差,在稳定温度条件下形成可重复的放气通量。fileciteturn0file0
温度稳定性直接影响漏率:环境温度建议稳定在 <1℃/h,并尽量贴近 23℃标定温度;温度变化 1℃ 可能引起约 8–12% 的指数变化(与介质相关)。fileciteturn0file0
流阻控制:对 C12/C14/C16 等低饱和蒸汽压介质,应缩短连接管路并尽量增大通径,以降低流阻对校准准确度的影响。fileciteturn0file0
6. RGA 校准方法学:连接、预抽、定标、判定与记录
6.1 安装与连接(推荐拓扑)
漏孔出口 1/4" VCR 接入待校准真空系统或质谱系统;fileciteturn0file0
确保系统真空度满足介质要求(典型 <0.1 Pa 或 <0.01 Pa);fileciteturn0file0
PSOZV™ 连接 0.4–0.6 MPa 压缩空气。fileciteturn0file0
6.2 预抽与进入工作态(SOP 摘要)
1) 检查阀门关闭状态,竖直安放静置 1–2h; 2) VCR 接入真空系统;钳住气动阀方形部分安装,避免拧动其他接头; 3) 接上气源并粗抽;真空度 <0.1 Pa 后,打开上方气动阀; 4) 待系统稳定后,打开下方气动阀; 5) 正常情况下,精抽约 10 min 可进入工作状态; 6) 关闭时:先关下方阀门,5 min 后关上方阀门。
以上流程与注意事项来自产品说明书的“使用方法/注意事项”章节。fileciteturn0file0
6.3 RGA 定标建议流程(方法学模板)
输出:校准系数(或相对响应因子)、稳定性指标、漂移阈值。
建立基线:阀门关闭,记录背景谱(至少 3 次重复)。
打开漏孔并稳定:按 SOP 打开阀门,等待谱图进入平台期(推荐 ≥10 min)。fileciteturn0file0
选择关键质量数:
H₂O:以 m/z=18(及 17、16)为主;
C12:选择 2–3 个代表性峰 + 峰簇积分(更能反映有机污染)。
记录与计算:记录温度、系统压力、泵状态、阀门状态、RGA 设置(电子能量、倍增器电压、扫描范围/步进)。
判定:同条件重复 3 次,若峰值(或积分)RSD 在既定阈值内(例如 ≤5%)则通过;否则检查温度漂移、流阻、真空度、阀门操作顺序与污染记忆效应。
7. 典型场景:半导体 / 光刻 / 真空系统与设备端的落地用法
7.1 Fab 量产线:例行校准与跨机台一致性(推荐介质:C12)
适用对象:Pump line / abatement 前段、Load lock、transfer chamber、干泵/罗茨/分子泵系统等;
目标:把“有机峰簇响应”归一化,形成跨机台可比较的趋势指标;
优势:C12 进入工作态快(首次预抽建议 ~2h,正常使用 ~10min)。fileciteturn0file0
7.2 光刻/涂胶显影:溶剂残留与有机污染验证(推荐介质:DMC + C12)
DMC 可代表溶剂类残留;C12 代表碳氢类有机污染背景;fileciteturn0file0
方法:分别建立“DMC 指标峰/积分”和“C12 峰簇积分”两个 KPI,结合工艺窗口做 SPC 管控。
7.3 真空系统开发/验收:水负载与干燥能力(推荐介质:H₂O)
评估烘烤/干燥策略与抽气动力学;
注意 H₂O 首次预抽更长(~24h),适合实验室/验证阶段方法学建立。fileciteturn0file0
7.4 低放气量验证:背景级有机模拟(可选介质:C14/C16)
更低漏率(10-7 Pa·m³/s 级)更接近背景级别;fileciteturn0file0
建议用于:低放气材料对比、极限噪声与稳定性测试、方法学下限验证。
8. Fab 审核常见 Q&A(可直接用于审厂资料)
Q1:为什么校准要强调 23℃?
产品以 23℃标定,且漏率对温度呈指数敏感;温度变化 1℃ 可能带来约 8–12% 的变化, 因此建议控制温度波动 <1℃/h,并尽量接近 23℃。fileciteturn0file0
Q2:为什么低蒸汽压的 C12/C14/C16 要强调“短管路、大通径”?
对低饱和蒸汽压介质,连接管路的流阻会显著改变到达被校准系统的有效通量,导致校准偏差; 因此建议缩短距离并尽量增大通径。fileciteturn0file0
Q3:为什么量产校准更推荐 C12,而不是 C14/C16?
C12 具备较好的工程平衡:预抽时间短、工作态建立快、信号强度适中; C14/C16 的典型漏率更低(10-7 Pa·m³/s 级),更适合背景级验证而非高频校准。fileciteturn0file0
Q4:双阀的意义是什么?为什么关阀要“先下后上”还要等 5 分钟?
双阀用于降低误操作对系统的冲击并提升可重复性;关阀按“先下阀、5min 后上阀”可减小下次开启对系统的冲击。 该顺序为说明书明确要求。fileciteturn0file0
9. 运输储存与风险控制
运输过程中确保阀门关闭,避免倾倒,并对出口进行防护;fileciteturn0file0
储存于阴凉干燥处,远离火源与氧化剂,保持通风;fileciteturn0file0
使用结束后需确认阀门关闭后方可破真空;否则可能需要重新预抽(2h–24h,视介质而定)。fileciteturn0file0
10. 附录:参数表、SOP 模板、验收建议
10.1 参数与验收(建议模板)
| 项目 | 建议验收方法 | 推荐记录项 |
|---|---|---|
| 稳定性(短期) | 工作态平台期 ≥10 min,记录关键峰/积分的漂移 | 温度、系统压力、泵状态、扫描参数 |
| 重复性 | 同条件重复 3 次,计算 RSD | 阀门开关时间戳、平台开始时间 |
| 方法学一致性 | 跨机台采用同一 SOP + 同一连接拓扑 | 管径、管长、安装位置示意 |
10.2 SOP(可复制到设备厂文件)
环境确认:温度稳定 <1℃/h,尽量靠近 23℃。fileciteturn0file0
连接确认:VCR 连接完成;低蒸汽压介质采用短管路/大通径。fileciteturn0file0
抽气与开阀:按说明书开阀顺序执行;稳定后采集谱图。fileciteturn0file0
关阀与破真空:先关下阀,5min 后关上阀;确认关闭后方可破真空。fileciteturn0file0
异常处理:若漏孔进入空气,按介质重新预抽(2h–24h)。fileciteturn0file0
10.3 联系与支持(对外版建议写法)
如需接口规格/阀门规格定制、漏率定制或第三方认证服务,请联系睿米官方技术支持(详见产品说明书)。fileciteturn0file0



