在晶圓加工過程中,溫度環(huán)境的細(xì)微波動都可能導(dǎo)致器件性能偏差甚至失效。面板水冷機作為核心溫控設(shè)備之一,通過準(zhǔn)確的溫度調(diào)節(jié)與穩(wěn)定的系統(tǒng)運行,為晶圓制造全過程提供可靠的熱環(huán)境保障,成為影響加工良率的關(guān)鍵因素。
面板水冷機的溫控精度主要體現(xiàn)在溫度控制范圍、調(diào)節(jié)精度及均勻性三個維度。這類設(shè)備的溫度控制范圍寬泛,且控制精度高,可滿足不同工藝階段對溫度的嚴(yán)苛要求。在單一介質(zhì)控溫技術(shù)支持下,設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)溫度調(diào)節(jié),無需中途更換導(dǎo)熱介質(zhì),避免了因介質(zhì)更換導(dǎo)致的溫度波動。對于晶圓加工中的測試環(huán)節(jié),確保晶圓表面各區(qū)域溫度一致性。
設(shè)備采用多種技術(shù)手段保障溫控精度的實現(xiàn)。制冷循環(huán)系統(tǒng)采用全密閉設(shè)計,配備磁力驅(qū)動泵,結(jié)合氦檢測與連續(xù)運行拷機測試,避免了因系統(tǒng)泄漏或部件疲勞導(dǎo)致的溫度漂移。在控制算法上,結(jié)合PID、前饋PID及無模型自建樹等多種算法,通過PLC可編程控制器實現(xiàn)溫度的快速響應(yīng)與準(zhǔn)確調(diào)控,確保在負(fù)載變化時仍能維持設(shè)定溫度。電子膨脹閥的應(yīng)用則實現(xiàn)了制冷劑流量的準(zhǔn)確調(diào)節(jié),進一步提升溫度控制的靈敏度。
運行穩(wěn)定性是面板水冷機保障晶圓加工良率的另一要素。設(shè)備在結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用模塊化理念,單獨的制冷循環(huán)風(fēng)機組可連續(xù)長時間工作,自動除霜功能確保除霜過程不影響庫溫穩(wěn)定。冗余變頻設(shè)計實現(xiàn)故障自切換,當(dāng)雙泵同時運行時,可通過超頻提升換熱量,避免單點故障導(dǎo)致的工藝中斷。密閉循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計使低溫環(huán)境下不吸收空氣中水份,不揮發(fā)導(dǎo)熱介質(zhì),同時具備低溫自動補充導(dǎo)熱介質(zhì)功能,維持系統(tǒng)參數(shù)穩(wěn)定。
在關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性保障方面,面板水冷機通過控溫精度,為晶圓測試提供寬泛的溫度環(huán)境,其升溫與降溫速率根據(jù)工藝需求可快速切換,且全過程溫度波動控制在允許范圍內(nèi)。
面板水冷機的智能化監(jiān)控系統(tǒng)為運行穩(wěn)定性提供了技術(shù)支撐。設(shè)備配備多種傳感器,對排吸氣溫度、冷凝溫度、冷卻水溫度、進出液體溫度、用電功率及各部件電流電壓等參數(shù)進行實時監(jiān)測。彩色觸摸屏可顯示溫度曲線、壓力變化及警告信息,支持Excel數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能,便于操作追溯溫度變化趨勢。
針對不同晶圓加工場景,面板水冷機機形成了多元化的穩(wěn)定性解決方案。直冷型制冷機組通過將制冷劑直接通入目標(biāo)控制元件換熱,換熱效率大幅提升,特別適用于換熱面積小但換熱量大的工藝加工場景;大型制冷分配單元采用防凝露控制、漏液檢測及加強抗干擾設(shè)計,在高功率密度晶圓測試中維持穩(wěn)定的散熱的能力;而循環(huán)風(fēng)控溫裝置通過模塊化設(shè)計實現(xiàn)備用機快速替換,確保長時間連續(xù)生產(chǎn)中的溫度穩(wěn)定。在維護保障體系方面,設(shè)備出廠前均經(jīng)過帶負(fù)載測試,確保交付狀態(tài)的穩(wěn)定性。
面板水冷機通過高精度的溫度控制與穩(wěn)定的運行表現(xiàn),為晶圓加工提供了可靠的熱環(huán)境保障。其在溫度調(diào)節(jié)精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性、智能化監(jiān)控及維護服務(wù)等方面的技術(shù)特性,直接減少了因溫度波動導(dǎo)致的晶圓問題。隨著晶圓制造技術(shù)的不斷發(fā)展,溫控設(shè)備的精度與穩(wěn)定性將進一步提升,持續(xù)助力半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。