หัวจับสุญญากาศ SiC แบบมีรูพรุนเสริมด้วยโลหะ สำหรับการจัดการเวเฟอร์ที่บิดเบี้ยวและบาง
หัวจับสุญญากาศเซรามิกแบบฐานโลหะของ St.Cera ผสมผสานชั้นเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ที่มีรูพรุนเข้ากับฐานโลหะที่ผ่านการกลึงอย่างแม่นยำ (อะลูมิเนียมหรือสแตนเลส) วัสดุ SiC ที่มีรูพรุน (สีน้ำเงินดำ ความพรุน 35–40% ขนาดรูพรุน 20–30 μm การซึมผ่าน 60 ml/cm²·min) ให้การกระจายสุญญากาศที่สม่ำเสมอและอ่อนโยนทั่วทั้งพื้นผิวเวเฟอร์ ขจัดรอยขอบและช่วยให้สามารถรองรับเวเฟอร์บาง (≤100 μm) หรือเวเฟอร์ที่บิดเบี้ยวได้โดยไม่ต้องสัมผัส ชั้น SiC มีการขยายตัวทางความร้อนต่ำ (3.5×10⁻⁶/℃) เสถียรภาพทางความร้อนสูงถึง 1000°C และความแข็งแรงดัดงอปานกลาง (32–35 MPa) ฐานโลหะเพิ่มความแข็งแกร่งของโครงสร้าง ติดตั้งง่ายผ่านรูเกลียว และป้องกันการแตกหักแบบเปราะ หัวจับนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเจียรด้านหลัง การตัด และการประมวลผลเวเฟอร์ที่อุณหภูมิสูง ซึ่งสุญญากาศที่สม่ำเสมอและความเข้ากันได้ทางความร้อนมีความสำคัญอย่างยิ่ง
ข้อมูลจำเพาะ (อ้างอิงจากข้อมูล SiC พรุนที่ให้มา):
| คุณสมบัติ | ค่า |
| วัสดุเซรามิก | ซิลิคอนคาร์ไบด์พรุน (SiC ≥80%) |
| สี | สีน้ำเงินดำ |
| ความพรุน | 35–40% |
| ขนาดรูขุมขน | 20–30 ไมโครเมตร |
| ความหนาแน่น | 2.1–2.3 กรัม/ซม³ |
| การซึมผ่าน | 60 มล./ซม.²·นาที |
| ความแข็งแรงดัดงอ | 32–35 MPa |
| สัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (25-1000°C) | 3.5×10⁻⁶/℃ |
| อุณหภูมิใช้งานสูงสุด | 1000°C |
| ความต้านทานไฟฟ้า | 10⁻¹⁰ โอห์ม/ซม. (ตามข้อมูลที่ให้มา ซึ่งเป็นค่าทั่วไปสำหรับ SiC ที่มีรูพรุน) |
| วัสดุฐานโลหะ | อะลูมิเนียม 6061 หรือ สแตนเลสสตีล 304 (เลือกได้) |
| ความหนาของฐานโลหะ | 10–30 มม. (สั่งทำพิเศษ) |
หมายเหตุ: ความแข็งแรงดัดงอต่ำกว่า SiC ที่มีความหนาแน่นสูงเนื่องจากมีรูพรุน คุณสมบัติของโลหะพื้นฐานไม่ได้มาจากตารางเซรามิก
การใช้งาน:
- • การเจียรด้านหลังของแผ่นเวเฟอร์บาง (≤100 μm)
- • การติดตั้งเวเฟอร์ที่บิดเบี้ยวสำหรับการหั่น
- • การยึดแผ่นเวเฟอร์ด้วยอุณหภูมิสูง (สูงสุด 1000°C)
- • การยึดชิ้นงานด้วยระบบสุญญากาศสำหรับวัสดุที่มีรูพรุนหรือเปราะบาง
การผลิต:
แผ่น SiC พรุน (ขึ้นรูปด้วยสารก่อรูพรุนและเผาผนึก) → ขัดให้เรียบ ≤10 μm → ฐานโลหะกลึงขึ้นรูปพร้อมช่องสุญญากาศและส่วนยึด → ยึดด้วยอีพ็อกซีหรือแคลมป์เชิงกล → ทดสอบการรั่วไหลของฮีเลียม
การควบคุมคุณภาพ:
- • ตรวจสอบความพรุนและขนาดรูพรุนด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน (SEM)
- • การทดสอบการซึมผ่าน (การไหลของอากาศ)
- • วัดความเรียบด้วยเครื่องวัดความเรียบด้วยเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรเมตร
- • อัตราการรั่วไหลของฮีเลียม <1×10⁻⁹ Pa·m³/s
ข้อดีเหนือกว่าหัวจับเซรามิกแบบมีร่องหรือแบบแน่น:
- • ไม่มีรอยบนแผ่นเวเฟอร์ – สุญญากาศสม่ำเสมอโดยไม่มีรูพรุน
- • รูขุมขนทำความสะอาดตัวเอง – ลดการอุดตัน
- • สามารถจัดการกับเวเฟอร์ที่บิดเบี้ยวได้ (โค้งงอได้ถึง 500 ไมโครเมตร)
- • ฐานโลหะช่วยป้องกันการแตกหักง่ายและทำให้การติดตั้งง่ายขึ้น
ข้อจำกัด:
- • ความแข็งแรงดัดงอต่ำกว่า (32–35 MPa) – ควรหลีกเลี่ยงการรับแรงกระแทก
- • อุณหภูมิใช้งานจำกัดที่ 1000°C (SiC แบบมีรูพรุน) แต่การยึดติดด้วยอีพ็อกซี่ฐานโลหะมีขีดจำกัดที่ ≤200°C เว้นแต่จะมีการยึดด้วยกลไก
- • ไม่เหมาะสำหรับระบบสุญญากาศแรงดันสูง (โครงสร้างที่มีรูพรุนจำกัดความแตกต่างของแรงดันสุญญากาศสูงสุด)
การปรับแต่ง:
- • ฐานโลหะ: อลูมิเนียม (น้ำหนักเบา), สแตนเลส (ทนต่อการกัดกร่อน), อินวาร์ (การขยายตัวต่ำ)
- • การยึดติด: อีพ็อกซี่ (≤200°C) หรือแคลมป์เชิงกล (สูงสุด 500°C)
- • วงแหวนซีลขอบสำหรับควบคุมสุญญากาศเฉพาะจุด
โปรดทราบ: ค่าความแข็งแรงดัดงอที่ระบุไว้ (32–35 MPa) นั้นต่ำกว่าเซรามิกที่มีความหนาแน่นสูงอย่างมากเนื่องจากมีรูพรุน โปรดใช้ความระมัดระวังในการจับเพื่อหลีกเลี่ยงการบิ่นที่ขอบ
