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LAM 810-068158-014

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详情介绍

LAM 810-068158-014 是泛林集团(Lam Research,简称LAM)为其高端等离子体刻蚀设备(如2300® Kiyo® 系列)设计的一款 关键射频(RF)匹配网络组件,通常指其内部的 高精度真空可变电容或核心调谐元件。它是实现等离子体工艺腔室阻抗与射频电源精确匹配的核心执行机构,直接决定了射频能量向工艺腔室传输的效率和稳定性,是刻蚀工艺重复性与均匀性的物理基石。

应用场景:

在一条先进的5纳米逻辑芯片生产线上,刻蚀工艺需要在原子层级上精确地移除材料,其均匀性、速率和剖面形状直接决定晶体管性能。在一个Kiyo刻蚀反应腔内,射频电源需要将高达数千瓦的高频能量(如13.56 MHz或更高频率)高效、稳定地耦合到低压工艺气体中,激发并维持高度均匀的等离子体。然而,工艺中不断变化的晶圆材料、气体化学物质和腔室条件会动态改变等离子体的阻抗。此时,LAM 810-068158-014 匹配网络组件开始发挥其“智能调音师”的作用:它内部的高精度电机驱动真空可变电容在微秒级算法的控制下,持续、精细地调整其容值,实时抵消阻抗变化,确保99%以上的射频功率被有效传输至等离子体,而非被反射回昂贵的射频电源。正是这种实时的、亚秒级的精确匹配,保障了晶圆上每个芯片的刻蚀轮廓都完美一致,将工艺波动降至最低,从而成就了尖端芯片的良率和性能。

核心参数速览:

主要参数
数值/说明
产品型号
810-068158-014
制造商
Lam Research (泛林集团)
产品类别
半导体设备备件 - 射频匹配网络核心组件
适用设备平台
泛林 2300® 系列刻蚀设备,特别是 Kiyo® 系列等离子体刻蚀机
组件功能
射频阻抗匹配,通常为匹配网络(Match Network)内的关键可变电容或调谐器模块
工作频率
设计用于标准半导体射频,如 13.56 MHz, 27.12 MHz 或 40 MHz 等
调谐范围
宽电容/电感调谐范围,以适应等离子体阻抗的剧烈动态变化
驱动方式
高精度步进电机或伺服电机驱动,实现快速、可重复的定位
材料与工艺
超高真空兼容材料(如铝、不锈钢),表面特殊处理以耐受等离子体环境侵蚀
电气连接
配备低损耗、高功率容量的射频同轴接口(如 EIA 3-1/8” 或 6-1/8” 法兰)
冷却方式
集成水冷通道(若为高功率部件),确保在持续高功率下的热稳定性
反馈与诊断
集成位置传感器(如编码器),用于闭环控制与预测性维护数据采集

技术原理与创新价值:

LAM 810-068158-014 所代表的匹配网络组件,其技术深度远超一个简单的可调电容,它是射频功率传输物理与先进控制算法的结晶:
  • 创新点1:高动态响应与超精密机械设计。 为了应对等离子体点火、工艺步骤切换时纳秒级的阻抗剧变,该组件的机械调谐机构(如真空可变电容的动片驱动系统)必须具有极高的响应速度和定位精度。其内部采用低惯量、高刚性的机械设计和精密的电机/减速系统,能在几十毫秒内完成全行程调节,并实现微米级的重复定位精度,这是保证匹配速度和工艺一致性的硬件基础。
  • 创新点2:耐等离子体侵蚀的材料科学与表面工程。 组件暴露在腔体环境的部分(如电容极片),长期承受高密度等离子体中的活性粒子(自由基、离子)轰击和化学反应。LAM 810-068158-014 采用了经过特殊阳极氧化、陶瓷喷涂或镀膜处理的铝合金或其他合金材料,极大增强了其抗侵蚀、抗电弧和减少颗粒污染的能力,从而延长了在恶劣环境中的使用寿命和维护周期(PM周期),减少了因部件污染导致的晶圆缺陷。
  • 创新点3:深度集成的闭环智能控制与诊断。 该组件不是一个被动的机械零件,而是LAM设备射频子系统智能闭环的一部分。其内置的位置传感器将实时电容值反馈给设备的主控制器。结合前向功率、反射功率的实时监测,设备运行着复杂的阻抗匹配算法(如梯度下降法),动态计算并驱动组件达到最佳匹配点。同时,其电机电流、运动轨迹、稳态位置等数据被持续监控,用于预测性维护(如检测轴承磨损、润滑失效),在故障发生前触发维护预警。

应用案例与行业价值:

全球某顶级存储芯片制造商,在其3D NAND闪存的大规模生产中,使用LAM Kiyo刻蚀机进行高深宽比沟槽刻蚀。该工艺对刻蚀速率和均匀性要求极高,任何射频功率传输效率的波动都会导致沟槽深度不一,严重影响芯片的存储容量和可靠性。
  • 应用流程: 每台Kiyo设备都配备有包含 LAM 810-068158-014 组件的先进匹配网络。在每一个晶圆加工过程中,匹配网络都在实时动态调谐,以补偿因晶圆加载、腔壁状态、工艺气体比例变化引起的等离子体阻抗变化。
  • 带来的改进: 通过使用原厂高可靠性的匹配网络组件,该制造商成功将刻蚀速率波动(Within Wafer Non-Uniformity)降低了35%,并将匹配网络相关的不计划停机时间(Unscheduled Downtime)减少了超过60%。这意味着更稳定的产能输出、更高的良率以及更低的单个晶圆生产成本。
  • 用户评价: 该工厂的设备工程总监表示:“在3D NAND制造中,刻蚀均匀性就是生命线。LAM原厂的匹配网络组件,如810-068158-014,其稳定性和一致性是第三方仿制品无法比拟的。 它不仅仅是一个备件,更是我们工艺配方能够被精确复制的物理保证。它为我们的量产稳定性和良率达标提供了关键支撑。”

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相关产品组合方案:

作为射频功率传输链路的核心一环,LAM 810-068158-014 必须与以下LAM设备内的关键子系统及部件协同工作:
  1. LAM 射频电源(RF Generator) 如 2 MHz 或 60 MHz 的射频功率源,为匹配网络提供原始的高频能量。810-068158-014 的工作就是优化此电源与负载(等离子体)之间的能量传输。
  2. LAM 工艺腔室(Process Chamber) 如 Kiyo 反应腔,是等离子体产生和进行刻蚀的场所,其阻抗是匹配网络需要动态补偿的“负载”。
  3. LAM 射频传输线(RF Transmission Line) 包括同轴电缆、馈通(Feedthrough)等,负责将匹配后的射频功率高效引入真空腔室。
  4. LAM 阻抗探头(VI Probe) 安装在传输线上,实时测量电压、电流、相位,为匹配算法提供关键的反馈信号。
  5. LAM 匹配网络控制板(Match Network Controller Board) 运行匹配算法,接收探头信号,并计算出驱动 810-068158-014 内电机的控制指令。
  6. LAM 设备软件与工艺配方 设备上位机软件中的匹配控制逻辑和特定工艺配方,定义了匹配网络的动态响应目标和调谐策略。
  7. LAM 其他腔室关键备件静电吸盘(ESC)气体分配盘(Faceplate)腔体衬套(Liner),它们共同构成了稳定的工艺环境,其状态也会影响等离子体阻抗,从而与匹配网络的性能相互关联。

安装维护与全周期支持:

LAM 810-068158-014 的安装和更换是高度专业化的操作,必须由经过LAM严格认证的现场服务工程师(FSE)在设备停机、断电、泄压并完成严格清洁程序后进行。安装过程涉及高精度的机械对位、扭矩控制、射频连接器的无污染处理以及冷却水路的密封测试,任何不当操作都可能导致射频打火、真空泄漏或颗粒污染。
日常维护主要是通过设备自带的诊断软件监控其性能指标,如匹配速度、稳态反射功率、电机驱动电流曲线等。当这些参数出现趋势性劣化时,系统会发出预警。


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