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半導(dǎo)體行業(yè)的溫度控制解決方案 (三):用于等離子體刻蝕系統(tǒng)的精準(zhǔn)溫控

閱讀:701      發(fā)布時間:2025-4-27
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半導(dǎo)體工業(yè)的溫度控制解決方案 

系列三:等離子體刻蝕系統(tǒng)的精準(zhǔn)溫控




等離子體刻蝕(干法刻蝕)

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在半導(dǎo)體生產(chǎn)中,尤其在生產(chǎn)電子設(shè)備所需的復(fù)雜電路時,等離子體刻蝕是所需的基本工藝。

等離子體刻蝕又稱干法刻蝕,在此工藝過程中,晶圓暴露在真空刻蝕室的等離子體中,受到等離子體中離子的轟擊,從而可以去除表面未被光刻膠保護(hù)的材料。

由于等離子體的溫度會影響刻蝕過程的速度和效率。在半導(dǎo)體生產(chǎn)中,對等離子體進(jìn)行高精度的溫度控制非常重要。

晶圓的加工級別在微米級和納米級之間,即使溫度只是發(fā)生了微小的變化,也會導(dǎo)致蝕刻結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀發(fā)生顯著變化。




刻蝕系統(tǒng)的溫度控制

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LAUDA 為等離子體刻蝕這一敏感工藝,提供專門設(shè)計的 Semistat 系列。

基于久經(jīng)考驗的珀爾帖導(dǎo)熱原理,LAUDA Semistat 工藝恒溫器可對等離子體刻蝕進(jìn)行可重復(fù)的溫度控制。Semistat 可以對靜電晶圓吸盤(ESC)進(jìn)行動態(tài)溫度控制,是適用于各種等離子體刻蝕工藝的通用 TCU。Semistat 節(jié)能、省空間、溫度控制穩(wěn)定。




Lauda semistat 工藝恒溫器

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開創(chuàng)性的珀爾帖恒溫器:為要求苛刻的工藝,提供快速精準(zhǔn)的溫度控制。


用于半導(dǎo)體行業(yè)的,?20 到 90 °C 的熱電工藝恒溫器:

• 制冷功率, 從 1.2 到 4.4 kW

• 加熱功率, 從 3 到 12 kW


技術(shù)參數(shù):


_

S 1200

溫度穩(wěn)定性

0.1 ℃

制冷功率(20℃)

1.2 kW

最大排放壓力

2.8 Bar

最大流量

22 L/min

最大填充體積

1 L

設(shè)備尺寸

116*232*500


_

S 2400

溫度穩(wěn)定性

0.1 ℃

制冷功率(20℃)

2.45 kW

最大排放壓力

2.8 Bar

最大流量

24 L/min

最大填充體積

1.25 L

設(shè)備尺寸

116*300*560


_

S 4400

溫度穩(wěn)定性

0.1 ℃

制冷功率(20℃)

4.4 kW

最大排放壓力

2.8 Bar

最大流量

27 L/min

最大填充體積

2.8 L

設(shè)備尺寸

194*300*560


產(chǎn)品優(yōu)勢:

•     無需制冷劑

•     體積小,節(jié)省寶貴的潔凈室空間

•     導(dǎo)熱液體的消耗量少

•     無需經(jīng)常維護(hù)

•     大幅減少導(dǎo)熱液體的使用量,節(jié)省成本




針對應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化的

高能效的恒溫設(shè)備


基于珀爾帖原理的 LAUDA Semistat ,用于控制等離子刻蝕應(yīng)用的溫度,在運行過程中會及其節(jié)能。


熱電式恒溫器和壓縮機式恒溫器相比較,有以下優(yōu)勢:


壓縮機式

熱電式

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需要填充較多的導(dǎo)熱液體:

  • 20 - 30 L

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只需要填充少量的導(dǎo)熱液體:

  • < 3 L

和被控溫設(shè)備之間,需使用長管連接:

  • 長至 20 m

和被控溫設(shè)備之間,只需使用短管連接:

  • 2 - 4 m

靜態(tài)溫度控制

•     大體積的導(dǎo)熱液體

•     遠(yuǎn)離應(yīng)用

•     加熱/冷卻速度慢


動態(tài)溫度控制

•     小體積的導(dǎo)熱液體

•     靠近應(yīng)用

•     快速加熱/ 冷卻


有溫度漂移和晶圓間一致性的問題

靜電吸盤溫度均勻


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由上述可見,這些優(yōu)勢提高了等離子刻蝕工藝中熱電恒溫設(shè)備的效率,并顯著降低了能耗。


基于實際客戶應(yīng)用,我們對 LAUDA Semistat S 2400 恒溫器和競爭對手的恒溫器進(jìn)行了比較測量。


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我們根據(jù)測量出的耗電量,確定了各自的成本,并計算出了所節(jié)省的電量。

相比之下,LAUDA Semistat S 2400 可節(jié)省 90%的電量。


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同時,根據(jù)測量的加熱和冷卻速率,確定了升降溫時間,并計算出了所節(jié)省的時間。熱電型設(shè)備的冷卻和加熱時間(斜率下降和斜率上升時間)也明顯少于用壓縮機型恒溫設(shè)備。

相比之下,LAUDA Semistat S 2400 可節(jié)省高達(dá) 67% 的冷卻時間,和 81% 的加熱時間。




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