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芯片制造的 “守护者”:TOC 检测到底有多重要?

更新时间:2026-02-27      点击次数:16

手机、电脑、新能源汽车······我们身边所有带“智能"标签的设备,核心都藏着一颗小小的芯片。而一颗指甲盖大小的芯片,要经过上千道复杂工序才能诞生,而在这漫长的制造过程中,有一项检测贯穿始终,它直接决定了芯片能不能用、好不好用——这就是总有机碳(TOC)检测


总有机碳(TOC)检测的是什么?

简单来说,TOC检测的核心的是「检测各类样品中的有机污染物总量」——这里的样品,包括半导体制造中用到的超纯水、光刻胶、刻蚀液,还有清洗晶圆后的废水。

有机污染物肉眼不可见但危害极大,TOC检测能精准捕捉到ppb级(十亿分之一)、ppt级(万亿分之一)的微量污染,核心作用就是提前清除这些破坏芯片的“隐形敌人"。

总有机碳(TOC)检测场景


有机污染物会吸附晶圆表面、与制程化学品反应,导致芯片短路、漏电,最终造成芯片报废、良率下降。半导体工厂良率每降1%就会有巨额损失,TOC检测正是避免损失的关键手段。

01
超纯水制备


半导体制造中,晶圆清洗、刻蚀、显影等关键工序,需要用到超纯水。而超纯水中的微量有机物,是影响芯片质量的“头号杀手"。根据SEMI F63《半导体加工用超纯水指南》,半导体超纯水的TOC含量,必须控制在≤5ppb的严苛标准内,部分制程甚至要求控制在1ppb以内。

02
制程化学品检测


光刻胶、显影液、刻蚀液,这些是芯片制造的“核心原材料",相当于我们画画用的颜料。如果这些“颜料"里含有有机杂质,画出来的“芯片图案"自然会出问题。

03
清洗工艺验证


晶圆在每道工序后,都要进行清洗,目的是去除表面的光刻胶残留、有机清洗剂、工艺副产物。通过监测清洗废水的TOC浓度变化,就能判断晶圆表面的污染物有没有洗干净。如果废水里的TOC浓度降到很低,说明清洗合格;如果浓度偏高,就需要重新清洗,避免不合格的晶圆进入下一道工序。


04
设备清洁度监控


半导体生产设备的管路、腔体,相当于“芯片制造车间",如果这些“车间"里有有机残留,在高温、高压的生产环境中,残留的有机物会释放出来,污染晶圆和超纯水,造成二次污染。

总有机碳(TOC)对生产的影响


如果半导体制造中,省略TOC检测,或者检测不到位,后果会直接影响整个生产线,甚至导致“全军覆没":

  • 芯片良率暴跌:大量晶圆因表面缺陷、电路短路报废,生产成本飙升,企业面临巨额损失;
  • 芯片性能变差:即使芯片勉强合格,也会出现漏电、阈值电压漂移等问题,使用寿命大幅缩短——比如我们手机里的芯片,如果有污染,可能会频繁卡顿、发热,甚至突然死机;
  • 生产停滞:有机污染物会污染制程设备和化学品,导致生产线停机维护,延误生产交付,影响企业竞争力;
  • 二次污染:设备中的有机残留会反复污染超纯水和晶圆,形成“污染循环",后续清理成本。


总有机碳(TOC)检测仪表



图片
总有机碳(TOC)分析仪PROCON2000

戈普PROCON2000总有机碳分析仪,搭载 UV-VIS 吸收光谱法测量原理,通过精准监测液体颜色变化实现 TOC 高效检测;一机适配市政污水、工业废水、海水、饮用水、地表水全场景水质监测,凭借全维度适配性与高精准度,成为各类水质监测场景的优选解决方案。

产品特点:

  • 进口器件及创新的分析流路设计,不受污泥的交叉干扰

  • 测量过程瞬间完成(<5s),测定过程及结果满足国际相关标准

  • 全自动运行,无需人员值守:调零、校准、测量、清洗、维护、保护、恢复智能化

  • 监测方式多样化:人工随时测量、自动定时测量、自动周期性测量

  • 无需化学试剂,不产生二次污染

  • 维护量低(光源寿命>10年,无消耗品)

  • 免维护设计的水样预处理装置,确保维护周期超半年

  • 参数灵活配置,可监测色度、总磷、总氮、TOC、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、氨氮、叶绿素A、化学需氧量、生化需氧量



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