VOC（挥发性有机化合物）传感器在半导体行业的应用主要集中于生产环境监测、制程控制和产品质量保障。由于半导体制造对环境洁净度要求极高，即使微量 VOC 污染也可能导致良率下降或产品失效。以下是其具体应用场景和价值：

一、洁净室环境监测

生产区域实时监控

监测光刻、蚀刻、CVD（化学气相沉积）等关键制程区域的VOC浓度，确保低于工艺要求（通常< 10 ppb）。

典型污染物：光刻胶溶剂（如PGMEA）、显影剂、有机硅化合物等。

新风系统与过滤器效能评估

通过VOC传感器反馈，优化HEPA/ULPA过滤器更换周期，确保洁净室持续达标（如ISO 1级～5级标准）。

二、制程气体纯度控制

特种气体杂质检测

监测光刻气（如ArF、KrF）、载气（N₂、Ar）中的VOC杂质，防止对晶圆表面造成污染。

检测精度要求：通常需达到ppt级（万亿分之一）。

真空系统泄漏检测

检测真空泵油挥发产生的VOC（如硅油），及时发现真空管路或腔体泄漏，避免影响薄膜沉积质量。

三、光刻工艺保护

光刻机微环境控制

在光刻机内部（尤其是曝光系统）部署超灵敏VOC传感器，防止有机污染物在镜片或掩膜版上沉积，影响光刻分辨率。

光刻胶烘烤过程监测

监测光刻胶烘烤过程中释放的VOC（如苯系物），优化烘烤参数，确保胶膜质量均匀。

四、晶圆表面污染预警

前道工艺（FEOL）污染检测

在晶圆清洗、氧化、掺杂等工序后，检测表面残留的有机污染物（如清洗剂残留），避免影响器件性能。

后道工艺（BEOL）封装保护

监测封装材料（如环氧树脂）在固化过程中释放的VOC，防止污染键合区域或影响芯片可靠性。

五、废气处理系统优化

制程废气排放合规性监测

实时监测刻蚀、清洗等工艺废气中的VOC浓度，确保排放符合当地环保标准（如台湾半导体业VOC排放标准< 50 ppm）。

RTO（蓄热式焚烧炉）效率评估

通过对比RTO进出口VOC浓度，评估焚烧效率，优化能源消耗与处理效果。

六、人员健康保障

有机试剂储存区监控

监测丙酮、异丙醇（IPA）等有机溶剂储存区域的VOC泄漏，预防火灾、爆炸风险。

职业暴露风险评估

实时监测操作人员工作环境中的VOC浓度，确保符合职业标准（如OSHA规定的8小时TWA值）。

七、半导体设备维护

化学机械抛光（CMP）过程监控

检测CMP抛光液中的有机添加剂挥发情况，优化抛光参数，减少表面缺陷。

设备老化预警

通过监测设备内部润滑油、密封材料等老化产生的VOC，预测潜在故障，实现预防性维护。

技术挑战与解决方案

挑战：

超痕量检测需求：需采用PID（光离子化）、QCM（石英晶体微天平）等高精度传感器，检测下限达ppt级。

复杂气体环境干扰：半导体工艺中存在多种腐蚀性气体（如HF、HCl），需传感器具备抗干扰能力。

实时响应与长期稳定性：需解决传感器漂移问题，定期校准以保证数据可靠性。

解决方案：

采用多级过滤与预处理系统，去除颗粒物和腐蚀性气体。

结合机器学习算法，对传感器数据进行交叉验证与漂移补偿。

部署分布式传感器网络，实现多点实时监测与数据融合。

美国baseline是一家专业生产光离子传感器的厂商。已经广泛应用于化工厂voc气体泄漏，苯，甲苯类voc气体的泄露。

2024年baseline推出全新的nxt系列传感器。有专门为4ppm低浓度设计的043-114型号传感器。检测下限可以达到0.5ppb。灵敏度达到545mv每ppm。有很好的线性和一致性。可以用于高湿环境。