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MULTI-ZONE ESC THERMAL CONTROL

多区 ESC 控温解决方案

面向上游刻蚀与薄膜沉积工艺的静电卡盘温度控制,在整片均一性与微区补偿之间取得平衡,并支持配方切换后的快速稳态恢复。

OVERVIEW

分区独立调控 + 全局协同补偿

面向上游刻蚀与薄膜沉积工艺的静电卡盘温度控制,在整片均一性与微区补偿之间取得平衡,并支持配方切换后的快速稳态恢复。

分区独立 + 全局协同

多输入多输出(MIMO)闭环控制,分区独立调控的同时做整片协同补偿。

前馈解耦 + 自适应学习

前馈解耦结合 PID / MPC 与自适应学习,按工况实时优化控制策略。

均一性高、补偿范围大

整片温度分布均匀,边缘与局部区域具备充足的补偿余量。

SPECIFICATIONS

关键参数

以下为标称指标,实际交付以技术协议与随货规格书为准。

多区 ESC 控温系统参数

20℃ 至 60℃ 温升响应时间<200 ms
20℃ 至 60℃ 温升稳定时间<10 s
校准后 Range<0.8℃(±0.4℃)
校准后 3-Sigma0.4 - 0.6
微区支持控温区数Up to 400

ESC 测试 / 校准腔体参数

适用 ESC 型号885 / 887 / 054 / 19074 等
晶圆尺寸12 寸
分子泵700 L/s
前级泵干泵
真空度<10 mtorr
气路数量4 路
压力控制UPC
工艺控压20 torr / 30 torr / 40 torr
气体量程0 - 100 sccm
ESC 控温-20 - 120 ℃
腔壁控温室温 20 - 80 ℃
工艺腔内衬有
控制系统全自动控制:日志记录、数据记录与异常报警
静电吸附±10 kV
交互界面触摸屏
校准前的卡盘温度分布

校准前

Range

1.574(2.623%)

3-Sigma

1.04(1.729%)

校准后的卡盘温度分布

校准后

Range

0.796(1.327%)

3-Sigma

0.52(0.860%)

同一台 ESC 在相同工况下的校准前后对比(单位:℃,括号内为相对偏差)。

01

控制架构

系统由主控单元、功率输出单元、传感回路与上位机软件构成。主控按分区下发功率指令,同时依据整片温度场做协同补偿,避免分区之间相互拉扯。

算法层提供前馈解耦与自适应学习,配方切换后依据历史工况快速给出初值,缩短稳态恢复时间。

  • 分区独立 PID 参数
  • 整片温度场协同补偿
  • 配方切换前馈初值下发
多区 ESC 控温系统控制柜内部接线

02

校准与验收

校准在自研 ESC 测试/校准腔体内完成,腔体可模拟真实机台的真空、气路与负载条件,确保校准结果可迁移到产线。

验收同时看台架指标与工艺结果:台架关注响应时间与稳态偏差,工艺侧关注整片均一性与批次一致性。

ESC 测试/校准腔体内部结构

LET'S TALK

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