半导体低温冷水机应用场景及工艺作用

半导体制造全流程对温度稳定性要求极高，温度波动会直接造成晶圆良率下降、工艺参数漂移、设备部件热变形。低温冷水机主要为半导体设备提供恒定低温循环冷媒，带走工艺产热，控温精度普遍 ±0.1℃~±0.5℃，温度区间覆盖-80℃~+25℃，分为普通水冷、中低温、复叠极低温机型，介质常用去离子水、乙二醇水溶液、导热油等。

一、半导体低温冷水机应用场景与工艺作用

1. 刻蚀工艺（干法刻蚀、ICP/RIE 刻蚀）

应用点位：刻蚀腔腔体、射频电源、匹配器、静电卡盘 ESC、线圈冷却

温度范围：-20℃ ~ +20℃

工艺作用 

带走射频放电产生的大量焦耳热，抑制腔体温度漂移；

静电卡盘精准控温，控制晶圆表面温度均匀性，保证刻蚀速率、刻蚀侧壁形貌一致；

避免聚合物副产物异常沉积在腔体内壁，减少腔体维护频次；

保护射频电源、匹配器，防止过热损坏。

2. PVD / CVD 薄膜沉积

应用点位：溅射靶材、反应腔体、磁控线圈、真空泵组、冷阱

温度范围：-40℃ ~ +15℃

工艺作用 

冷却溅射靶材，靶材受热会变形、晶粒变化，直接影响薄膜厚度均匀度；

腔体控温稳定，保障薄膜成膜速率、应力、膜层致密性；

冷阱低温冷凝工艺废气内的有机物、硅化物，降低真空泵负载，保护真空机组。

3. 离子注入

应用点位：离子源、加速电极、扫描磁铁、晶圆夹具

温度范围：-10℃ ~ +25℃

工艺作用 

离子束轰击晶圆产生大量热，低温冷却夹具，防止晶圆翘曲变形；

稳定离子源工作温度，保证束流稳定，掺杂浓度均匀可控；

避免电极高温老化，延长核心部件寿命。

4. 光刻工艺

应用点位：光刻机光源（EUV/DUV）、投影镜头、工件台、显影单元

温度范围：+10℃ ~ +23℃（高精度恒温，部分子系统低温）

工艺作用 

镜头热胀冷缩会直接造成成像畸变，冷水机维持镜头极小温度波动，保障套刻精度；

光源模组散热，保证输出光功率稳定；

工件台控温，抑制晶圆热形变，降低光刻图形偏移。

光刻对控温精度要求高，多采用高精度恒温冷水机，不一定极低温度，但温度稳定性要求高。

5. 晶圆测试、探针台

应用点位：探针台温控卡盘、测试机功率模块

温度范围：-60℃ ~ +150℃（高低温循环）

工艺作用 

模拟芯片低温工作环境，做可靠性、失效分析测试；

卡盘控温，保证探针接触电阻稳定，测试数据一致性；

带走测试大功率芯片产生的热量。

6. 真空系统、冷阱、分子泵

应用点位：高真空冷阱、分子泵、干泵

温度范围：-40℃ ~-80℃（复叠低温冷水机）

工艺作用 

超低温冷阱冷凝水汽、油蒸气、工艺挥发物，提升腔体真空度；

降低进入分子泵的污染物，减少泵的维护，延长真空设备寿命。

7. 半导体封装

应用点位：键合机、固晶机、塑封、高低温可靠性测试

温度范围：-40℃ ~ +20℃

工艺作用 

冷却超声键合头，控制键合温度，防止焊盘过热损伤；

IC 成品高低温环境可靠性验证。

二、温度-场景简表

总结

半导体低温冷水机不只是简单散热设备，属于工艺核心辅助设备：

高温端：带走设备与晶圆产热，避免热变形；

低温端：实现腔体、卡盘、冷阱的低温环境，控制化学反应速率、薄膜沉积、刻蚀行为；

精度端：极小温度波动，直接决定晶圆良率，是先进制程产线不可缺少的一环。

江苏康士捷工业控温设备 产品规格汇总

一、全系列温度机型覆盖

高温型：5℃～35℃

中温型：-5℃～-40℃

低温型：-40℃～-80℃

极低温型：-150℃～-80℃

冷热两用型：-150℃～+300℃

二、设备定制及功能配置

制冷量规格齐全，可适配不同工况负荷

可选特殊机型：防爆型、防腐型、撬装式、变频型

支持非标定制，按需适配现场安装及工艺要求

控温精度可选：温度稳定精度 ±0.1℃等

江苏康士捷机械设备有限公司

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