制藥網
技術文章
等離子刻蝕冷卻Chiller原理優勢與應用
發布時間：2025-3-17在半導體制造工藝中，等離子刻蝕冷卻Chiller作為關鍵溫控設備，通過制冷技術和智能控制系統，為工藝穩定性提供保障。
一、等離子刻蝕工藝的溫控挑戰
等離子刻蝕過程中，反應腔室內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，可能引發以下問題。
1、刻蝕速率波動：溫度變化影響化學反應速率，導致刻蝕深淺不一致；
2、材料熱應力損傷：局部過熱可能使硅片或掩膜層產生裂紋；
3、副產物沉積：高溫加速反應副產物在腔室壁的附著，降低工藝穩定性。
因此，等離子刻蝕冷卻Chiller需在短時間內將腔室溫度控制在很小的精度內，同時適應-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通過閉環制冷系統實現溫控，其核心流程包括，
1、制冷劑循環
壓縮機將氣態制冷劑壓縮為高溫高壓氣體；氣體經風冷或水冷式冷凝器液化，釋放熱量；電子膨脹閥調節液態制冷劑壓力，使其低溫蒸發；制冷劑在蒸發器中吸收反應腔室的熱量，完成降溫。
2、全密閉循環設計
系統采用不銹鋼SUS304管路和E密封材料，杜絕水分和雜質侵入，確保導熱介質純凈度。
3、雙變頻技術
循環泵和壓縮機均采用變頻調節，根據實時負載自動調整功率，在保證制冷效率。
三、技術特點與創新優勢
1、精度控溫
采用PID算法和PLC控制器，實現控溫精度；支持多段溫度曲線編程，適應刻蝕工藝的復雜溫控需求（如快速升降溫）。
2、寬溫域與制冷
低溫復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換熱，效率較傳統液冷提升30%以上。
等離子刻蝕冷卻Chiller憑借其溫控、制冷和可靠的特性，已成為半導體制造鏈條中配套使用的設備。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也將持繼續前進。