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Solution

解决方案

刻蚀机温度控制升级方案

利用温度控制技术,实现多分
区同步升温,优化刻蚀精度

  • 半导体
  • 加工
  • FA自动化设备

设备概况

刻蚀机由主控、辅控、温控三大部分组成。温控系统由负责加热的四分区热盘和负责冷却的Chiller构成,共同作用实现反应腔的温度控制。
反应腔内的气体通过电容耦合,形成等离子体;离子在射频作用下,撞击晶圆,实现物理刻蚀,保证刻蚀的深度;中性粒子需要在温度作用下保持活性,实现化学刻蚀,保证刻蚀的宽度。
刻蚀深宽比是衡量刻蚀效果的重要参数之一。温度控制是保证刻蚀效果以及刻蚀效率的关键因素。

课题

1. 如何实现多分区热盘1.5℃/s的快速同步升温?

2. 如何抑制射频启辉阶段的温度波动在±2℃内?

解决方案

采用多分区快速同步升温FB,保证四分区热盘的升温同步性;采用模糊PID控制技术,实现多种升温间隔,以一套PID参数实现控温;采用动态前馈补偿算法,实现启辉阶段,温度抗干扰能力强,受射频能量波动影响小。

系统配置

实现价值

1. 升温速度达2℃/s,超调小于1℃,稳态精度小于±0.15℃;启辉后温度波动小于±1.5℃。刻蚀效率提升15%以上。

2. 自适应性强:一套PID参数实现多种升温,比如小温差间隔0→20℃,大温差间隔0→100℃的控温曲线,在保证控温效果的同时,便于客现场工程师的调试维护。

3. 抗干扰能力强:动态前馈补偿算法实现高功率RF射频能量开启/关闭后,温度波动小于±2℃,稳态温度小于±0.15℃。

【经营层】

■ 协同客户推进设备开发与技术攻关,支持本土供应链能力建设需求。

【业务层】

■ 优化温控精度与效率关键指标,支持客户制程能力进阶行业基准水平。

【现场层】

■ 多路温控方案,提升温度同步性,控制效果满足技术要求。

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