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半導體行業的溫度控制解決方案 (三):用于等離子體刻蝕系統的精準溫控

更新時間:2025-04-27
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半導體工業的溫度控制解決方案 

系列三:等離子體刻蝕系統的精準溫控




等離子體刻蝕(干法刻蝕)

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在半導體生產中,尤其在生產電子設備所需的復雜電路時,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。在半導體生產中,對等離子體進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,即使溫度只是發生了微小的變化,也會導致蝕刻結構的尺寸和形狀發生顯著變化。




刻蝕系統的溫度控制

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

基于久經考驗的珀爾帖導熱原理,LAUDA Semistat 工藝恒溫器可對等離子體刻蝕進行可重復的溫度控制。Semistat 可以對靜電晶圓吸盤(ESC)進行動態溫度控制,是適用于各種等離子體刻蝕工藝的通用 TCU。Semistat 節能、省空間、溫度控制穩定。




Lauda semistat 工藝恒溫器

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開創性的珀爾帖恒溫器:為要求苛刻的工藝,提供快速精準的溫度控制。


用于半導體行業的,?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


技術參數:


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S 1200

溫度穩定性

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

設備尺寸

116*232*500


_

S 2400

溫度穩定性

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

設備尺寸

116*300*560


_

S 4400

溫度穩定性

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

設備尺寸

194*300*560


產品優勢:

•     無需制冷劑

•     體積小,節省寶貴的潔凈室空間

•     導熱液體的消耗量少

•     無需經常維護

•     大幅減少導熱液體的使用量,節省成本




針對應用進行了優化的

高能效的恒溫設備


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


熱電式恒溫器和壓縮機式恒溫器相比較,有以下優勢:


壓縮機式

熱電式

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需要填充較多的導熱液體:

  • 20 - 30 L

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只需要填充少量的導熱液體:

  • < 3 L

和被控溫設備之間,需使用長管連接:

  • 長至 20 m

和被控溫設備之間,只需使用短管連接:

  • 2 - 4 m

靜態溫度控制

•     大體積的導熱液體

•     遠離應用

•     加熱/冷卻速度慢


動態溫度控制

•     小體積的導熱液體

•     靠近應用

•     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,這些優勢提高了等離子刻蝕工藝中熱電恒溫設備的效率,并顯著降低了能耗。


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


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我們根據測量出的耗電量,確定了各自的成本,并計算出了所節省的電量。

相比之下,LAUDA Semistat S 2400 可節省 90%的電量。


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同時,根據測量的加熱和冷卻速率,確定了升降溫時間,并計算出了所節省的時間。熱電型設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備。

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




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前道工藝

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后道工藝

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