等離子刻蝕冷卻Chiller原理優(yōu)勢與應(yīng)用

在半導(dǎo)體制造工藝中，等離子刻蝕冷卻Chiller作為關(guān)鍵溫控設(shè)備，通過制冷技術(shù)和智能控制系統(tǒng)，為工藝穩(wěn)定性提供保障。

一、等離子刻蝕工藝的溫控挑戰(zhàn)

等離子刻蝕過程中，反應(yīng)腔室內(nèi)的高頻電場將氣體電離為等離子體，這些高能粒子轟擊硅片表面完成刻蝕。然而，等離子體釋放的巨大熱量會使腔室溫度急劇上升。若溫度失控，可能引發(fā)以下問題。

1、刻蝕速率波動：溫度變化影響化學(xué)反應(yīng)速率，導(dǎo)致刻蝕深淺不一致；

2、材料熱應(yīng)力損傷：局部過熱可能使硅片或掩膜層產(chǎn)生裂紋；

3、副產(chǎn)物沉積：高溫加速反應(yīng)副產(chǎn)物在腔室壁的附著，降低工藝穩(wěn)定性。

因此，等離子刻蝕冷卻Chiller需在短時間內(nèi)將腔室溫度控制在很小的精度內(nèi)，同時適應(yīng)-100℃至150℃的寬溫域需求。

二、Chiller的核心工作原理

等離子刻蝕冷卻Chiller通過閉環(huán)制冷系統(tǒng)實現(xiàn)溫控，其核心流程包括，

1、制冷劑循環(huán)

壓縮機將氣態(tài)制冷劑壓縮為高溫高壓氣體；氣體經(jīng)風(fēng)冷或水冷式冷凝器液化，釋放熱量；電子膨脹閥調(diào)節(jié)液態(tài)制冷劑壓力，使其低溫蒸發(fā)；制冷劑在蒸發(fā)器中吸收反應(yīng)腔室的熱量，完成降溫。

2、全密閉循環(huán)設(shè)計

系統(tǒng)采用不銹鋼SUS304管路和E密封材料，杜絕水分和雜質(zhì)侵入，確保導(dǎo)熱介質(zhì)純凈度。

3、雙變頻技術(shù)

循環(huán)泵和壓縮機均采用變頻調(diào)節(jié)，根據(jù)實時負(fù)載自動調(diào)整功率，在保證制冷效率。

三、技術(shù)特點與創(chuàng)新優(yōu)勢

1、精度控溫

采用PID算法和PLC控制器，實現(xiàn)控溫精度；支持多段溫度曲線編程，適應(yīng)刻蝕工藝的復(fù)雜溫控需求（如快速升降溫）。

2、寬溫域與制冷

低溫復(fù)疊制冷系列支持寬溫域，滿足深紫外刻蝕的低溫需求；直冷型Chiller通過制冷劑直接蒸發(fā)換熱，效率較傳統(tǒng)液冷提升30%以上。

等離子刻蝕冷卻Chiller憑借其溫控、制冷和可靠的特性，已成為半導(dǎo)體制造鏈條中配套使用的設(shè)備。隨著芯片工藝對溫控精度的要求越來越高，等離子刻蝕冷卻Chiller也將持繼續(xù)前進。