ULVAC Qulee RGM2 系列反应型残余气体分析仪技术架构、性能参数及半导体腐蚀真空工艺应用研究
针对刻蚀、CVD、ALD 等含腐蚀性活性气体真空工艺常规质谱设备耐腐蚀差、压力适配窄、响应滞后等短板,本文系统研究 ULVAC 爱发科 Qulee RGM2 一体化差动式工艺气体监测仪。阐述其四极质谱检测、磁屏蔽封闭式抗腐蚀离子源、集成差动排气系统核心技术,梳理 RGM2-202/RGM2-302 全系列硬件规格、检测性能,对比 CGM2 紧凑型 RGA 适用场景差异,分工艺给出选型方案与在线质控逻辑,为半导体、精细真空化工设备配套提供标准化技术参考。
一、核心检测与抗腐蚀技术原理
RGM2 采用四极质量分离架构,待测工艺气体经 VCR1/2 标准接口进入差动缓冲腔体,经梯度降压后送入 磁封闭离子源;70eV 标准电离电压完成离子化,磁场约束离子束降低腐蚀性气体与电极吸附,软电离结构抑制副产物热分解。离子束经四极杆完成质荷比筛选,由 FC/SEM 双检测器采集离子电流,同步输出分压数值、全质谱图谱、工艺总压力,实现组分定性、微量杂质定量、工艺终点同步监测。内置差动真空机组构建梯度压力缓冲,隔离工艺高压与分析管超高真空区间,从结构上保护传感单元不受腐蚀介质冲击。
二、全系列标准化技术参数
质量范围:RGM2-202(1~200amu)、RGM2-302(1~300amu);分辨率 M/ΔM=1M(10% 峰高标准)
检测单元:法拉第杯 + SEM 双检测器,灵敏度 1×10⁻³A/Pa,最小检出分压 1×10⁻¹⁰Pa
离子源:带永磁闭环式,Ir/Y₂O₃耐腐蚀 V 型灯丝,电离电压 20~70eV 可调
差动排气系统:集成 UTM70B 分子泵 + 前置泵,适配工艺压力 0.5~500Pa
操作与通讯:独立触控显示屏,无 PC 本地运行;以太网通讯,单软件最多联动 32 台;传感器最高 120℃在线烘烤
合规标准:CE 安全与电磁兼容认证,适配 Class1 无尘车间
三、与 CGM2 紧凑型 RGA 核心场景区分
CGM2 无差动泵组,最高耐受 2Pa,仅适配溅射、蒸镀等洁净无腐蚀低真空腔体,侧重基础检漏与水汽管控;RGM2 标配完整差动排气,抗腐蚀离子源,支持 500Pa 高压腐蚀工艺,主打刻蚀、CVD、ALD 反应过程实时监控、终点判定,面向先进半导体量产产线。
四、真空化工与半导体工程化应用
干法刻蚀制程:实时监测卤素反应气体、刻蚀副产物浓度,自动识别刻蚀终点,减少晶圆过刻损耗;
CVD/ALD 薄膜沉积:监控金属有机前驱体残留、腔体微量渗漏,稳定薄膜均匀度与电学性能;
真空腔体维护:批量生产中持续检测水汽、润滑油碳氢杂质,预判密封圈腐蚀失效,规划预防性维护;
科研腐蚀真空反应釜:精细化工气相沉积、特种材料腐蚀工艺长期组分溯源分析。
RGM2 一体化集成设计减少现场管路搭建,降低二次泄漏风险;内置设备维护追溯系统,自动记录灯丝、倍增管运行时长,精准推送保养周期,大幅降低 产线运维成本,是腐蚀性真空工艺在线气相分析的标准化精密仪器。