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技術文章

高精度冷卻系統(tǒng)在光刻機冷卻中的技術解析

閱讀:43          發(fā)布時間:2025-6-9

 光刻機作為半導體制造中的核心設備,對溫度波動敏感。高精度冷卻系統(tǒng)不僅承擔著為光學組件、激光源、曝光平臺等關鍵模塊散熱的任務,更是保障其工藝穩(wěn)定性的核心。

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  一、光刻設備對冷卻系統(tǒng)的核心要求

  1、高溫控精度:

  通常要求在±0.1℃以內(nèi),有些核心光學組件甚至要求達到±0.05℃。

  2、溫度響應速度快:

  控溫系統(tǒng)在設備啟動、工藝切換等狀態(tài)快速反應,防止溫度滯后。

  3、無油設計:

  系統(tǒng)需采用無油壓縮機或外置油分離器,避免對潔凈室環(huán)境造成干擾。

  二、關鍵組成與控制技術

  1、高精度溫控器:采用PID閉環(huán)控制配合高分辨率傳感器,實時調(diào)整冷媒流量或制冷功率;

  2、微流控結(jié)構(gòu)冷卻板:部分光刻設備冷卻系統(tǒng)采用定制微通道液冷板,實現(xiàn)局部導熱;

  3、分區(qū)控溫系統(tǒng):在不同模塊(如激光器、鏡筒、平臺)分別設立獨立控溫回路,以實現(xiàn)局部差異化調(diào)控。

  三、案例分析:EUV光刻機冷卻解決方案

  以紫外光(EUV)光刻設備為例,典型系統(tǒng)包含三個獨立冷卻通道:

  1、激光等離子體發(fā)生器區(qū):高熱負載、強冷需求

  2、鏡頭與成像系統(tǒng)區(qū):高潔凈度、溫穩(wěn)性要求

  3、硬件電控區(qū):常溫冷卻,需電磁干擾隔離

  四、安裝調(diào)試注意事項

  制冷管路應采用減振處理,避免傳導振動至核心光學組件;

  系統(tǒng)初始運行應進行24小時溫度數(shù)據(jù)記錄,以檢驗控溫穩(wěn)定性;

  冷卻液選型方面使用純水或?qū)嵝院玫姆菍щ娏黧w,防止短路風險。

在制造不斷發(fā)展的趨勢下,高精度冷卻系統(tǒng)成為光刻機運行可靠性和精度保障的技術基石。制冷廠商應不斷提升技術儲備和系統(tǒng)集成能力,滿足未來芯片制造對溫控的挑戰(zhàn)。


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