半导体行业的温度控制解决方案（三）：用于等离子体刻蚀系统的精准温控

2025年04月27日 13:17 来源：LAUDA 劳达贸易（上海）有限公司

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半导体工业的温度控制解决方案

系列三：等离子体刻蚀系统的精准温控

等离子体刻蚀（干法刻蚀）

在半导体生产中，尤其在生产电子设备所需的复杂电路时，等离子体刻蚀是所需的基本工艺。

等离子体刻蚀又称干法刻蚀，在此工艺过程中，晶圆暴露在真空刻蚀室的等离子体中，受到等离子体中离子的轰击，从而可以去除表面未被光刻胶保护的材料。

由于等离子体的温度会影响刻蚀过程的速度和效率。在半导体生产中，对等离子体进行高精度的温度控制非常重要。

晶圆的加工级别在微米级和纳米级之间，即使温度只是发生了微小的变化，也会导致蚀刻结构的尺寸和形状发生显著变化。

刻蚀系统的温度控制

LAUDA 为等离子体刻蚀这一敏感工艺，提供专门设计的 Semistat 系列。

基于久经考验的珀尔帖导热原理，LAUDA Semistat 工艺恒温器可对等离子体刻蚀进行可重复的温度控制。Semistat 可以对静电晶圆吸盘（ESC）进行动态温度控制，是适用于各种等离子体刻蚀工艺的通用 TCU。Semistat 节能、省空间、温度控制稳定。

Lauda semistat 工艺恒温器

开创性的珀尔帖恒温器：为要求苛刻的工艺，提供快速精准的温度控制。

用于半导体行业的，−20 到 90 °C 的热电工艺恒温器：

• 制冷功率，从 1.2 到 4.4 kW

• 加热功率，从 3 到 12 kW

技术参数：

产品优势：

• 无需制冷剂

• 体积小，节省宝贵的洁净室空间

• 导热液体的消耗量少

• 无需经常维护

• 大幅减少导热液体的使用量，节省成本

针对应用进行了优化的

高能效的恒温设备

基于珀尔帖原理的 LAUDA Semistat ，用于控制等离子刻蚀应用的温度，在运行过程中会及其节能。

热电式恒温器和压缩机式恒温器相比较，有以下优势：

压缩机式	热电式
需要填充较多的导热液体： 20 - 30 L	只需要填充少量的导热液体： < 3 L
和被控温设备之间，需使用长管连接：长至 20 m	和被控温设备之间，只需使用短管连接： 2 - 4 m
静态温度控制 • 大体积的导热液体 • 远离应用 • 加热/冷却速度慢	动态温度控制 • 小体积的导热液体 • 靠近应用 • 快速加热/ 冷却
有温度漂移和晶圆间一致性的问题	静电吸盘温度均匀

由上述可见，这些优势提高了等离子刻蚀工艺中热电恒温设备的效率，并显著降低了能耗。

基于实际客户应用，我们对 LAUDA Semistat S 2400 恒温器和竞争对手的恒温器进行了比较测量。

我们根据测量出的耗电量，确定了各自的成本，并计算出了所节省的电量。

相比之下，LAUDA Semistat S 2400 可节省 90%的电量。

同时，根据测量的加热和冷却速率，确定了升降温时间，并计算出了所节省的时间。热电型设备的冷却和加热时间（斜率下降和斜率上升时间）也明显少于用压缩机型恒温设备。

相比之下，LAUDA Semistat S 2400 可节省高达 67% 的冷却时间，和 81% 的加热时间。

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