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半导体光刻工艺用刻蚀水冷机Etch Chiller从温控原理到光刻应用的可靠性设计

 更新时间:2025-06-23 点击量:78

    刻蚀水冷机etchchiller作为半导体光刻工艺的关键温控设备之一,其技术架构围绕高精度温度控制需求设计。设备采用全密闭循环系统,通过磁力驱动泵实现导热介质的循环流动,配合微通道或板式换热器完成热量交换。

    一、设备技术架构与温控原理

    设备的温控核心在于多算法协同控制。PLC可编程控制器结合PID、前馈PID及无模型自建树算法,实时调节电子膨胀阀开度与压缩机频率,实现系统快速响应。系统还具备温度曲线记录功能,通过触摸屏导出数据,便于工艺追溯与优化。

    二、核心技术参数与工艺适配性

    1、温度控制范围与精度

    刻蚀水冷机的温度范围覆盖广泛,以满足不同光刻工艺需求。这种宽温域控制能力,适配于光刻胶固化、刻蚀腔体冷却等多环节工艺。

    2、流量与压力控制技术

    设备采用变频泵实现流量准确调节,流量传感器实时反馈信号,通过变频器自动调节转速,确保在不同负载下导热介质流量稳定。

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    三、光刻工艺中的温控应用场景

    1、光刻胶固化温控

    在光刻胶涂覆后的固化环节,需通过刻蚀水冷机维持加热板温度均匀性。设备采用快速温变控温卡盘,满足不同胶系的固化需求。卡盘表面电镀镍或黄金处理,防止介质腐蚀,确保长期使用精度。

    2、刻蚀腔体温度稳定

    刻蚀过程中,腔体温度波动会影响等离子体密度与刻蚀速率均匀性。刻蚀水冷机通过液冷分配单元为腔体冷板提供恒温冷却液,确保腔体温度稳定在设定值范围内。全密闭系统设计避免导热介质挥发,防止污染腔体内部环境。

    3、光学系统温控保护

    光刻机投影物镜等光学元件对温度要求高,需通过低温制冷维持性能。同时,系统具备防凝露控制,避免低温环境下光学表面结露影响成像精度。

    四、设备可靠性设计与验证

    1、维护便捷性设计

    设备采用模块化设计,只需一台备用机组即可完成维护。接口标配快接装置,流道双向截止,现场可直接插拔维护,减少停机时间。控制系统支持远程监控,通过接口实现故障预警与参数调整,提升运维效率。

    2、安全保护机制

    设备集成多重保护功能:相序断相保护、压缩机过载保护、高压压力开关等,设备配备压力传感器与热保护装置,同时,膨胀罐稳压设计降低漏液风险,管路材质选用不锈钢与陶瓷等耐腐蚀材料,提升系统使用周期。

    刻蚀水冷机etchchiller通过成熟的温控技术与可靠性设计,为半导体光刻工艺提供稳定的温度环境,其技术参数与工艺适配性直接影响光刻线宽精度与制程良率。在设备选型与应用中,需根据具体工艺需求匹配温度范围、控温精度及流量参数,同时通过规范化维护确保设备长期稳定运行。