Vacuum Chuck na Batay sa Silicon Carbide (SiC) para sa mga Kapaligiran na Mataas ang Temperatura at Plasma
Ang SiC-based ceramic chuck ng St.Cera ay gawa mula sa high-purity silicon carbide (batch S1111, SiC 99.72%, free Si 0.05%). Nagbibigay ito ng nasukat na flexural strength na 449 MPa, fracture toughness na 3.12 MPa·m¹/², at elastic modulus na 457 GPa. Ang karaniwang thermal conductivity ng materyal (120–150 W/m·K) at mababang thermal expansion (4.0–4.5×10⁻⁶/℃) ay nagbibigay-daan sa mabilis na pagtaas ng temperatura at kaunting wafer warpage habang nasa thermal cycling. Ang chuck ay maaaring i-configure bilang isang porous vacuum chuck (uniform gas flow) o isang grooved standard chuck. Dahil sa maximum use temperature na 1600–1700°C (walang load) at pambihirang plasma erosion resistance, ang chuck na ito ay mainam para sa high-temperature wafer processing (annealing, RTP) at mga agresibong etch chamber kung saan nabubulok ang mga alumina chuck.
Mga detalye(batay sa ibinigay na ulat ng pagsubok ng SiC S1111 at mga karaniwang halaga)):
| Ari-arian | Halaga |
| Materyal | SiC (99.72% SiC, 0.05% Libreng Si) |
| Densidad | 3.10–3.15 g/cm³ |
| Pagsipsip ng Tubig | 0% |
| Lakas ng Pagbaluktot | 449 MPa |
| Katigasan ng Bali | 3.12 MPa·m¹/² |
| Elastikong Modulus | 457 GPa |
| Katigasan ng Vickers | 25–28 GPa |
| Konduktibidad ng Termal | 120–150 W/m·K |
| CTE (25–1000°C) | 4.0–4.5×10⁻⁶/℃ |
| Pinakamataas na Temperatura ng Paggamit (walang karga) | 1600–1700°C |
| Pagkapatas (mahigit sa 300mm) | ≤5 µm |
| Tapos na Ibabaw | Ra ≤0.4 μm (na-lapped) |
Mga Aplikasyon:
● Pag-chuck gamit ang mataas na temperatura (annealing, RTP, epitaxial growth)
● Plasma etch chuck na may mataas na resistensya sa fluorine
● Manipis na wafer na may pare-parehong pag-init/paglamig
● Porous chuck para sa non-contact wafer support
Paggawa:
SiC sintering → katumpakan ng paggiling ng patag at profile ng ibabaw → opsyonal na pagbuo ng porous na istraktura (para sa vacuum chuck) → lapping → ultrasonic cleaning. Ang bawat chuck ay 100% siniyasat para sa patag (laser interferometer) at vacuum uniformity (flow test).
Kontrol sa Kalidad:
● Pagsusuri sa dimensyon ng CMM (diametro, kapal, posisyon ng butas)
● Pagsukat ng pagkapatag ayon sa ASTM
● Pagsubok sa tagas ng helium (para sa mga vacuum chuck)
● Pag-verify ng lakas ng pagbaluktot bawat batch (ref. ulat ng pagsubok)
Mga Kalamangan kumpara sa Alumina Chucks:
● Mas mataas na thermal conductivity (120–150 vs 32 W/m·K para sa alumina) – 4× mas mabilis na paglipat ng init
● Mas mababang CTE (4.0 vs 7.2×10⁻⁶/℃) – binabawasan ang thermal stress ng wafer
● Superior na resistensya sa plasma – 10× na mas mahabang buhay sa fluorine etch
● Mas mataas na temperatura ng pinakamataas na paggamit (1600°C vs 800°C para sa alumina)
Pagpapasadya:
● May butas-butas o ukit na ibabaw
● Diyametro 100–450 mm, bilog o parisukat
● Singsing na pang-seal sa gilid o mga partisyon ng vacuum sa sona
● Opsyon sa metal na sapin para sa mataas na tigas na pagkakabit
Ang lahat ng mekanikal na datos sa itaas ay nagmula sa ibinigay na ulat ng pagsubok (batch S1111). Ang mga halaga ng thermal at katigasan ay tipikal para sa gradong SiC na ito. Ang mga porous SiC chuck ay nangangailangan ng karagdagang pagproseso; mangyaring magtanong para sa tiyak na porosity at pore size na makukuha.
