一、國產光刻設備的熱控技術挑戰
上海宇量昇科技有限公司作為國資控股的新型高科技企業,自 2022 年成立以來便專注于光刻設備及其核心系統的研發制造,是國家半導體設備國產化戰略的重要力量。公司匯聚了行業頂尖人才,研發人員占比超過 90%,碩士博士比例達 60% 以上,在深紫外 (DUV) 和極紫外 (EUV) 光刻技術領域持續攻堅,致力于突破國外技術,打造自主可控的半導體制造核心裝備。
在光刻設備的研發與制造過程中,精密熱控技術是決定設備性能與工藝精度的關鍵因素之一。納米級的曝光精度要求設備內部溫度波動必須控制在 ±0.1℃甚至更低的范圍內,任何微小的溫度變化都可能導致光學組件變形、工件臺位移、光刻膠固化不均等問題,最終影響芯片的良率與性能。特別是對于 EUV 光刻設備而言,其光源系統產生的巨大熱量以及對光學組件潔凈度的要求,更是對熱控技術提出了的挑戰。
二、坂口電熱在光刻設備領域的技術優勢
日本坂口電熱 (SAKAGUCHI DENNETSU) 創立于 1923 年,是工業加熱與熱控解決方案提供商,擁有百年電熱技術積淀。公司在半導體設備熱控領域深耕多年,憑借其在材料科學、熱工設計和精密控制方面的核心技術,為全球多家半導體設備廠商提供定制化的熱控解決方案,產品廣泛應用于晶圓熱處理、光刻膠固化、設備腔體恒溫等關鍵工藝環節。
納米級溫控精度:搭配自研 SCR-SHQ-A 溫控器,實現 10ms 高速采樣,控溫精度可達 ±0.1℃,滿足光刻工藝對溫度穩定性的嚴苛要求
高潔凈度設計:采用全無機材質,高溫運行無有機物析出,符合 Class 10 潔凈室標準,杜絕光學元件污染與晶圓雜質殘留
超薄柔性設計:聚酰亞胺加熱膜厚度可低至 0.1mm,能夠貼合各種異形表面,適應光刻設備緊湊的內部空間
快速響應能力:單端鹵素燈加熱器可實現毫秒級升溫與降溫,熱慣性極小,適合脈沖加熱與瞬時加熱場景
全定制化服務:支持非標尺寸、電壓、引線長度及封裝形式定制,能夠快速響應客戶的特殊需求
三、坂口電熱產品在宇量昇光刻設備中的潛在應用場景
近期,坂口電熱與上海宇量昇科技有限公司就光刻設備熱控技術進行了多輪深入的技術交流,雙方圍繞宇量昇在研設備的具體工況與熱控需求,探討了坂口電熱產品在多個關鍵環節的應用可能性。
1. 高精度工件臺與晶圓傳輸系統恒溫控制
光刻設備的工件臺承載著晶圓進行高速、高精度的運動,其溫度穩定性直接影響曝光精度。坂口電熱超薄型聚酰亞胺加熱膜可貼合于工件臺內部,配合 T35 高精度熱電偶形成閉環控溫系統,將工件臺溫度精準穩定在 ±0.5℃以內,有效消除溫度波動導致的微位移,保障納米級曝光精度。
同時,柔性加熱膜還可應用于晶圓傳輸機械手及傳輸軌道的曲面保溫,對晶圓進行全程預熱保溫,防止晶圓因環境溫度差產生熱應力變形,確保晶圓傳輸過程中的位置精度,提升高產率光刻工藝的連續性。
2. 投影物鏡與光學組件溫度補償
投影物鏡是光刻設備的 "眼睛",由數十片精密光學鏡片組成,溫度的微小變化會導致鏡片折射率改變和熱變形,進而影響成像質量。坂口電熱微型陶瓷加熱元件體積小、功率密度高、熱響應快,可安裝在光學鏡筒的關鍵位置,對不同鏡片進行獨立的溫度補償,抵消環境溫度變化和設備自身發熱帶來的影響,保持光學系統的穩定性。
此外,坂口電熱的低應力加熱設計能夠避免因局部過熱導致的光學組件應力集中,延長光學元件的使用壽命,降低設備維護成本。
3. 工藝腔室精密加熱與光刻膠固化
光刻工藝中的軟烘、后烘等工序對加熱均勻性要求,溫度不均會導致光刻膠固化程度不一致,進而影響線條寬度和圖形精度。坂口電熱高均勻性陶瓷加熱板采用精密嵌入式燒結工藝,發熱體均勻埋入陶瓷內層,面狀均勻發熱,無局部熱點,全域溫差可控制在 ±2℃以內。
該加熱板可實現階梯式升溫和恒溫穩壓控制,能夠根據不同光刻膠的特性精確調整加熱曲線,有效提升微納圖形成型精度,適配先進制程的精細工藝要求。
4. EUV 光源系統關鍵部件熱管理
EUV 光刻設備的 LPP (激光產生等離子體) 光源系統工作時會產生的熱量,同時對系統的潔凈度和穩定性有著嚴格要求。坂口電熱的高純度氮化鋁和碳化硅陶瓷加熱器具有優異的耐高溫性能和導熱性能,可長期穩定工作在 1000℃以上的高溫環境中,且耐腐蝕性強、無雜質揮發,非常適合用于 EUV 光源系統中收集器、靶材輸送裝置等關鍵部件的熱管理。
此外,坂口電熱的單端鹵素燈加熱器升溫速度快、功率密度高,可用于靶材的快速加熱與熔化,提高光源的轉換效率和穩定性。
5. SiC 陶瓷精密部件熱處理工藝
宇量昇在光刻設備精密部件的研發中大量使用了 SiC 陶瓷材料,這種材料具有高硬度、高耐磨性、高導熱性和優異的高溫力學性能,但其加工和熱處理工藝難度極大。坂口電熱的超導熱加熱空洞爐采用 SiC 陶瓷作為爐腔材料,耐溫可達 800~1000℃,熱導率為 80~120W/(m?K),能夠為 SiC 陶瓷部件提供均勻、穩定的熱處理環境。
該加熱爐采用雙層一體燒結結構,無拼接、無泄漏、抗熱震,內壁鏡面拋光,潔凈無粉塵,能夠有效提升 SiC 陶瓷部件的致密度和力學性能,滿足光刻設備對精密部件的嚴苛要求。
四、技術交流與未來展望
通過多輪技術交流,坂口電熱與上海宇量昇科技有限公司在光刻設備熱控技術領域達成了廣泛的共識。雙方一致認為,精密熱控技術是國產光刻設備實現性能突破的重要支撐,坂口電熱在加熱元件設計、制造和熱控系統集成方面的豐富經驗,能夠為宇量昇的設備研發提供有力的技術支持。
未來,雙方將繼續深化技術交流,針對宇量昇在研設備的具體需求,開展定制化熱控解決方案的聯合研究與測試。坂口電熱將充分發揮其在半導體熱控領域的技術優勢,為宇量昇提供高品質、高可靠性的加熱產品和專業的技術服務,助力國產光刻設備早日實現產業化突破,為中國半導體產業的自主可控發展貢獻力量。
在全球半導體產業競爭日益激烈的背景下,國產半導體設備的突破離不開產業鏈上下游的協同創新。上海宇量昇科技有限公司作為國產光刻設備領域的新銳力量,正以堅定的決心和扎實的技術實力,向著光刻技術的高峰不斷攀登。坂口電熱作為熱控解決方案提供商,將持續深耕半導體熱控技術,與中國半導體企業攜手合作,共同推動中國半導體產業的高質量發展。
我司深圳電商商業股份有限公司,是坂口電熱品牌在中國區域的正規授權代理商。企業長期專注精密加熱元器件供應鏈服務,熟悉半導體、精密制造等多領域工藝應用場景,積累了豐富的產品配套經驗。
我們可供應文中產品以及品牌旗下全部系列加熱相關器件,采用原廠直采供貨模式。同時可為客戶提供專業選型匹配、專屬規格定制開發服務,交易全程配備的技術對接、使用指導等配套支持。所有出庫產品均為原裝正品,相關單據與貨品信息完整留存,支持溯源核查,品質穩定可靠。
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