產(chǎn)品詳情
郵：zhaoyuanyuan@maipt.ltd
支持非標(biāo)定制，免費(fèi)提供技術(shù)規(guī)格書、方案。
聯(lián)系：①⑧①零⑧①②⑨零⑧②
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芯片摻雜用高低溫一體機(jī)（MPTD 系列）產(chǎn)品簡介
一、產(chǎn)品定位與核心用途
專為半導(dǎo)體芯片摻雜工藝（如離子注入后退火摻雜、熱擴(kuò)散摻雜、外延層摻雜）全流程溫控需求研發(fā)設(shè)計(jì)，屬于邁浦特 MPTD 系列 - 45℃~300℃高低溫一體機(jī)范疇，核心用于解決摻雜過程中溫度波動導(dǎo)致的摻雜濃度不均、結(jié)深偏差、載流子遷移率下降及芯片性能離散等問題。通過硅油循環(huán)構(gòu)建 - 45℃~300℃寬域可控溫度環(huán)境，適配摻雜預(yù)處理、恒溫?fù)诫s、梯度退火、降溫穩(wěn)定等關(guān)鍵場景，為提升芯片摻雜合格率（目標(biāo)≥99.8%）、優(yōu)化電性能參數(shù)、保障工藝重復(fù)性提供核心溫控支撐。
適配半導(dǎo)體晶圓制造廠、芯片研發(fā)機(jī)構(gòu)、半導(dǎo)體材料企業(yè)等場景，可在 0-40℃環(huán)境溫度、50%-80% 相對濕度、±4℃/h 溫差工況下每周 7 天、每天 24 小時連續(xù)運(yùn)行，契合半導(dǎo)體行業(yè)對 “超高精度溫控、高潔凈性、強(qiáng)抗干擾” 的嚴(yán)苛要求，同時滿足 SEMI（半導(dǎo)體設(shè)備與材料國際協(xié)會）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保障芯片摻雜工藝合規(guī)、高效開展。
二、核心性能特點(diǎn)
1. 精準(zhǔn)控溫適配，覆蓋全摻雜流程
控溫范圍覆蓋 - 45℃~300℃，溫控精度達(dá) PID±0.1℃，采用邁浦特 PLC 控溫系統(tǒng)（內(nèi)置 9 組獨(dú)立 PID 溫區(qū)段控制邏輯），搭配 PT100 鉑電阻測溫體（臺灣銘揚(yáng)，測溫響應(yīng)≤0.1 秒，誤差≤±0.05℃），可精準(zhǔn)匹配芯片不同摻雜工藝的溫度需求：
- 摻雜預(yù)處理：-45℃~0℃±0.1℃（晶圓低溫清潔預(yù)處理，去除表面水汽與雜質(zhì)，避免影響摻雜均勻性）；
- 熱擴(kuò)散摻雜：150℃~300℃±0.1℃（促進(jìn)摻雜原子擴(kuò)散形成穩(wěn)定結(jié)區(qū)，如硅片硼、磷擴(kuò)散摻雜）；
- 離子注入后退火：80℃~200℃±0.1℃（修復(fù)離子注入造成的晶格損傷，激活摻雜原子，如 CMOS 芯片源漏區(qū)摻雜）；
- 梯度退火摻雜：50℃~250℃±0.1℃（0.2℃/min~1℃/min 可調(diào)斜率）（優(yōu)化摻雜原子分布，減少熱應(yīng)力，如功率芯片摻雜）；
- 降溫穩(wěn)定：20℃~80℃±0.1℃（摻雜后緩慢降溫，穩(wěn)定晶格結(jié)構(gòu)，避免結(jié)區(qū)偏移）。
系統(tǒng)支持進(jìn)出口溫度相互切換、物料溫度與本機(jī)溫度雙向切換，加熱冷卻雙 PID 協(xié)同控制，能快速響應(yīng)摻雜負(fù)荷突變、晶圓批次更換帶來的熱負(fù)荷沖擊，確保溫控區(qū)域（摻雜爐、晶圓承載臺）溫度波動≤±0.5℃，避免因溫度偏差導(dǎo)致芯片電性能偏差（如擊穿電壓波動、漏電流超標(biāo)）。
支持 100 組可編工藝程序，每組含 100 條步驟，可預(yù)設(shè) “預(yù)處理→恒溫?fù)诫s→梯度退火→降溫穩(wěn)定” 全流程溫控曲線（如 “-20℃恒溫 1h（晶圓預(yù)處理）→180℃升溫（0.6℃/min，摻雜準(zhǔn)備）→180℃恒溫 3h（熱擴(kuò)散摻雜）→100℃降溫（0.4℃/min，退火修復(fù)）→25℃降溫（0.3℃/min，穩(wěn)定收尾）”），一鍵調(diào)用自動執(zhí)行，減少人工操作誤差。配備 7 寸邁浦特定制觸摸顯示屏，實(shí)時顯示設(shè)定溫度、實(shí)際溫度及動態(tài)溫度曲線；支持 USB 數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，可按 1 分鐘～24 小時周期導(dǎo)出 24 個月內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)與告警記錄，滿足半導(dǎo)體行業(yè)工藝追溯需求；通訊方式標(biāo)配 Modbus RS485，可與芯片生產(chǎn)線 MES 系統(tǒng)、PLC 控制系統(tǒng)聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)溫控參數(shù)與工藝數(shù)據(jù)（摻雜濃度、結(jié)深、晶圓良率）同步采集。
2. 高效潔凈循環(huán)，保障工藝穩(wěn)定性
- 高效循環(huán)控溫設(shè)計(jì)：采用直接加熱（直接冷卻）方式，加熱功率 5.5~25kW 可按需適配（實(shí)驗(yàn)室研發(fā)選 5.5~10kW，量產(chǎn)生產(chǎn)線選 15~25kW）。加熱管選用 SUS316L 不銹鋼材質(zhì)，法蘭型連接搭配陶瓷絕熱設(shè)計(jì)，耐半導(dǎo)體工藝環(huán)境中輕微腐蝕性氣體、粉塵影響，熱效率達(dá) 95% 以上，減少熱量損耗；全密閉管道式設(shè)計(jì)結(jié)合高效板式熱交換器，降低硅油需求量的同時提升熱量利用率，快速響應(yīng)溫度調(diào)節(jié)需求，縮短工藝準(zhǔn)備時間（如從常溫升至 180℃僅需 30 分鐘，降至 - 20℃僅需 40 分鐘）。
配備邁浦特定制磁力油泵（耐溫 - 110℃~350℃，軸承日本 NSK 軸封），揚(yáng)程 28~100M、流量 6.5~250m3/h，確保硅油在摻雜爐換熱夾層、晶圓承載臺流道內(nèi)均勻流動，使晶圓表面溫度偏差≤±0.3℃，避免局部溫差異致?lián)诫s不均（如同一晶圓不同區(qū)域摻雜濃度偏差超 5%）。主管路系統(tǒng)為不銹鋼材質(zhì)，經(jīng)無縫氬弧焊接工藝處理，內(nèi)壁光滑無殘留，符合半導(dǎo)體潔凈要求（可耐受高純氮?dú)獯祾摺惐记鍧崳?；搭配高?Y 型過濾器（邁浦特定制，過濾精度≥5μm），過濾硅油中雜質(zhì)，防止污染晶圓或堵塞微小流道；硅油選用高純度、低揮發(fā)型號（揮發(fā)量≤0.1%/100h@150℃），無顆粒釋放、無有害物質(zhì)揮發(fā)，與半導(dǎo)體材料（硅、氮化鎵、碳化硅）無兼容性風(fēng)險，無需頻繁更換，降低生產(chǎn)中斷頻率。
- 低干擾設(shè)計(jì)：設(shè)備運(yùn)行噪音≤70dB、振動≤0.2mm/s，不會干擾半導(dǎo)體車間精密檢測儀器（如探針臺、光刻機(jī)）運(yùn)行；膨脹箱內(nèi)硅油不參與循環(huán)，溫度維持在常溫～60℃，減少氧化與揮發(fā)，避免揮發(fā)物附著在晶圓表面影響工藝；整機(jī)采用電磁屏蔽處理，適配半導(dǎo)體車間強(qiáng)電磁環(huán)境，防止干擾摻雜設(shè)備的射頻、激光信號傳輸。
3. 多重安全保護(hù)，規(guī)避高價值工藝風(fēng)險
具備 10 重全面安全保護(hù)裝置，針對芯片摻雜 “高設(shè)備價值、高工藝成本” 特性定制安全邏輯：
- 溫度與介質(zhì)保護(hù)：循環(huán)硅油超摻雜安全溫度上限（如 320℃，防止晶圓碳化、晶格損傷）或低于下限（如 - 45℃，避免管路凍裂）時，自動切斷電源并聲光報警，同時聯(lián)動摻雜設(shè)備停止運(yùn)行；液位開關(guān)實(shí)時監(jiān)測油位，缺油時立即停機(jī)，避免油泵空轉(zhuǎn)損壞，防止溫控中斷導(dǎo)致高價晶圓報廢。
- 動力與壓力保護(hù)：瑞士 CARLO DPA51CM44 逆相保護(hù)器檢測電源相位，防止泵浦反轉(zhuǎn)；德國西門子 3RU6116 熱繼電器保護(hù)泵浦與壓縮機(jī)超載，報警提示；系統(tǒng)壓力異常（高壓≥2.8MPa、低壓≤0.2MPa）時，自動停止加熱并啟動 BY-PASS 泄壓回路，避免管路爆裂引發(fā)安全事故；管路阻塞時，泄壓回路保護(hù)泵浦，保障循環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，避免摻雜中途中斷。
- 應(yīng)急與操作保護(hù)：配備雙重緊急停止按鈕（本地 + 遠(yuǎn)程），設(shè)備異常（如溫度驟升、泄漏）時可快速切斷運(yùn)行，適配無人值守的長周期摻雜場景；短路（超溫）保護(hù)采用韓國 LS 空氣開關(guān)，快速切斷故障電路，避免引發(fā)電氣火花，契合半導(dǎo)體車間防爆要求；支持手動 / 自動排氣功能，快速排出系統(tǒng)內(nèi)空氣，確保溫控精度，預(yù)防氣阻致局部溫度偏差。
4. 定制化適配，貼合半導(dǎo)體生產(chǎn)場景
- 接口與布局定制：熱媒體進(jìn) / 出口管徑可根據(jù)摻雜爐、晶圓承載臺接口規(guī)格定制，支持 DN10~DN50 多種尺寸，無需改造現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備，降低安裝成本；可根據(jù)半導(dǎo)體潔凈車間空間（如緊湊研發(fā)實(shí)驗(yàn)室、大型晶圓生產(chǎn)線）定制機(jī)架尺寸，底部加裝抗震靜音萬向輪（帶剎車），便于設(shè)備移動與定位，減少空間占用；針對多晶圓并行摻雜，可定制多出口管路與多點(diǎn)溫控功能，分別控制不同摻雜工位溫度，提升生產(chǎn)效率。
- 功能擴(kuò)展定制：針對高精度芯片摻雜（如先進(jìn)制程 7nm 以下），可選購 ±0.05℃超高精度控溫模塊，進(jìn)一步提升溫控穩(wěn)定性；針對遠(yuǎn)程運(yùn)維需求，可選配 PROFINET、PROFIBUS 以太網(wǎng)通訊功能，實(shí)現(xiàn)與半導(dǎo)體生產(chǎn)監(jiān)控中心聯(lián)動，遠(yuǎn)程查看溫控?cái)?shù)據(jù)、調(diào)整工藝參數(shù)，適配多車間協(xié)同生產(chǎn)；針對數(shù)據(jù)完整性需求，可擴(kuò)展審計(jì)追蹤功能，記錄每批次摻雜的操作人員、參數(shù)修改、告警信息，滿足半導(dǎo)體行業(yè)合規(guī)要求；針對寬禁帶半導(dǎo)體（如氮化鎵）摻雜，可定制耐高溫管路與強(qiáng)化換熱模塊，提升高溫工況下的穩(wěn)定性。
三、關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)（典型機(jī)型）
| 參數(shù)類別 | 具體參數(shù) |
|---|---|
| 電源規(guī)格 | 3N-380V-50Hz（允許電壓波動 ±10%，相間電壓差 ±2%） |
| 總電功率 | 9.5~37kW（380V 3N） |
| 熱媒體 | 高純度低揮發(fā)硅油（耐 - 45℃~300℃，揮發(fā)量≤0.1%/100h@150℃，與半導(dǎo)體材料兼容） |
| 控溫范圍 | -45℃~300℃（核心摻雜區(qū)間 - 45℃~250℃） |
| 控溫精度 | PID±0.1℃（可選 ±0.05℃超高精度） |
| 控溫方式 | 邁浦特 PLC 系統(tǒng)，9 組獨(dú)立 PID 分段控溫，加熱冷卻雙 PID 控制，溫度切換功能 |
| 加熱功率 | 5.5~25kW（可選購，適配不同晶圓尺寸） |
| 制冷量 | -40℃：0.9~4.7kW；-20℃：2.9~16kW；80℃/180℃/250℃：5.5~25kW（可選購） |
| 循環(huán)泵 | 邁浦特定制磁力油泵，耐溫 - 110℃~350℃，日本 NSK 軸封（揚(yáng)程 28~100M，流量 6.5~250m3/h） |
| 主管路材質(zhì) | 不銹鋼（SUS316L），無縫氬弧焊接工藝，內(nèi)壁拋光處理 |
| 節(jié)流方式 | 電子膨脹閥或毛細(xì)管 |
| 壓縮機(jī) | 美國谷輪 / 卡萊爾全封閉渦旋式壓縮機(jī)（運(yùn)行穩(wěn)定，噪音≤65dB） |
| 安全保護(hù) | 溫度異常、電源逆相、泵浦超載、缺油、壓力異常、管路阻塞等 10 重保護(hù) |
| 數(shù)據(jù)功能 | 7 寸觸摸顯示屏（實(shí)時溫度 + 曲線），USB 導(dǎo)出 24 個月數(shù)據(jù)，Modbus RS485 通訊 |
| 工作環(huán)境 | 溫度 0-40℃，相對濕度 50%-80%，無強(qiáng)腐蝕性氣體、低粉塵（符合半導(dǎo)體潔凈要求） |
四、安裝與環(huán)境適配要求
1. 安裝規(guī)范
- 電源配置：需使用三相 380V 50Hz + 地線，建議采用 3xmm2+1xmm2 銅芯電纜線（由需方自備），電纜規(guī)格根據(jù)設(shè)備總功率匹配（如 9.5kW 機(jī)型選 3x4mm2+1x2.5mm2），確保電源輸出穩(wěn)定，避免電壓波動影響溫控精度；做好接地處理（接地電阻≤4Ω），防止電磁干擾影響 MES 系統(tǒng)、摻雜設(shè)備的信號傳輸。
- 管路連接：熱媒體出入口建議采用不銹鋼硬管連接，需跨越潔凈區(qū)域時可配備耐高溫不銹鋼軟管（長度≤3 米，由需方自備）并加裝保溫管（厚度≥20mm），減少熱損耗；水冷機(jī)型需接入高純冷卻水（溫度≤20℃，壓力 0.15-0.3MPa），冷卻水需為高純水（電導(dǎo)率≤5μS/cm），防止換熱器結(jié)垢影響換熱效率，避免水垢雜質(zhì)污染循環(huán)系統(tǒng)或晶圓。
- 調(diào)試條件：在硅油、電供應(yīng)正常且與摻雜設(shè)備連接完成后調(diào)試，先空載試運(yùn)行 24 小時，驗(yàn)證控溫精度、循環(huán)穩(wěn)定性及安全保護(hù)功能正常；再帶載調(diào)試（用標(biāo)準(zhǔn)硅片模擬熱負(fù)荷），確保溫控區(qū)域溫場均勻性達(dá)標(biāo)（各點(diǎn)溫差≤±0.3℃）、摻雜關(guān)鍵參數(shù)（結(jié)深、摻雜濃度）符合要求后，方可投入正式生產(chǎn)。
2. 環(huán)境適配
設(shè)備機(jī)架采用 2mm 厚碳鋼噴塑處理，防腐蝕、易清潔，可耐受半導(dǎo)體潔凈車間常規(guī)清潔（如高純氮?dú)獯祾摺⒅行郧鍧崉┎潦茫?；運(yùn)行適配 0-40℃的常規(guī)潔凈車間溫度范圍，無需額外恒溫改造，降低車間建設(shè)成本；設(shè)備整體設(shè)計(jì)緊湊，可靈活擺放于摻雜設(shè)備旁、車間角落或?qū)Ｓ脵C(jī)房，不占用晶圓轉(zhuǎn)運(yùn)、檢測的核心空間，契合半導(dǎo)體車間 “高密度、高效率、高潔凈” 的布局需求。
芯片摻雜用高低溫一體機(jī)（MPTD 系列）產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格書示例
