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谈谈刻蚀系统多模块协同的完整刻蚀流程原理

更新时间:2025-10-14      点击次数:5
  与单一的刻蚀设备不同,刻蚀系统是一套集工艺执行、参数控制、环境保障于一体的集成化解决方案,其核心原理并非单一环节的运作,而是通过多模块协同联动,实现从“工件上料”到“刻蚀完成”的全流程自动化、高精度控制,广泛应用于大规模集成电路量产、MEMS器件制造等对稳定性和一致性要求高的场景。
  从系统原理的核心架构来看,刻蚀系统主要由“真空系统、工艺气体供给系统、射频功率系统、温控系统、自动化传输系统、测控与控制系统”六大模块组成,各模块既各司其职,又通过中央控制系统实现实时联动,共同保障刻蚀过程的稳定与精准。
  首先是真空系统与工艺气体供给系统的协同原理。刻蚀系统的反应腔体需维持10⁻³~10⁻⁵Pa的高真空环境,这一环境由分子泵、机械泵组成的真空系统实现——真空环境不仅能避免空气中的杂质与工艺气体反应,还能保证气体分子的自由程,确保等离子体均匀生成。同时,工艺气体供给系统通过高精度质量流量控制器,按预设比例向腔体输送多种工艺气体,例如在深硅刻蚀中,通过交替通入SF₆与C₄F₈,实现“刻蚀-钝化”循环,形成高深宽比结构;两大模块的协同,为刻蚀提供了纯净、可控的基础环境。
 

刻蚀系统

 

  其次是射频功率系统与温控系统的联动原理。射频功率系统是等离子体生成的核心,通过向腔体施加高频电场,激发工艺气体电离;系统可实时调节功率大小,控制等离子体的密度与活性——功率过高会导致材料刻蚀损伤,功率过低则刻蚀速率不足,因此系统需根据工艺需求动态适配。同时,温控系统通过水冷或加热模块,将待刻蚀工件的温度控制在±1℃的范围内:温度过高会导致光刻胶软化变形,温度过低则会降低化学反应速率,二者的联动可确保刻蚀速率与图形精度的稳定性,例如在金属刻蚀中,通过低温控制,可减少横向腐蚀,提升图形保真度。
  最后是自动化传输系统与测控控制系统的整合原理。在量产场景中,自动化传输系统通过机械臂实现工件在“上料台-预处理腔-刻蚀腔-下料台”之间的无人化传输,避免人工操作带来的污染与误差;而测控控制系统作为“系统大脑”,实时采集各模块的参数,通过闭环控制算法调整设备状态,同时记录每一步工艺数据,实现“可追溯、可复现”——例如在集成电路量产中,系统可通过分析历史数据,自动补偿工艺漂移,确保每片晶圆的刻蚀效果一致。
  我们的刻蚀系统通过对各模块原理的深度优化与集成,实现了“高效、稳定、智能”的刻蚀流程,可根据不同行业的工艺需求定制模块组合,为客户提供从研发到量产的全场景解决方案,助力产业升级。