หัวจับสุญญากาศที่ทำจากซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) สำหรับสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูงและพลาสมา
หัวจับเซรามิก SiC ของ St.Cera ผลิตจากซิลิคอนคาร์ไบด์บริสุทธิ์สูง (รุ่น S1111, SiC 99.72%, Si อิสระ 0.05%) มีค่าความแข็งแรงดัดงอที่วัดได้ 449 MPa, ความเหนียวแตกหัก 3.12 MPa·m¹/² และโมดูลัสยืดหยุ่น 457 GPa ค่าการนำความร้อนโดยทั่วไปของวัสดุ (120–150 W/m·K) และการขยายตัวทางความร้อนต่ำ (4.0–4.5×10⁻⁶/℃) ช่วยให้สามารถเพิ่มอุณหภูมิได้อย่างรวดเร็วและลดการบิดเบี้ยวของเวเฟอร์ให้น้อยที่สุดระหว่างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ หัวจับสามารถกำหนดค่าได้ทั้งแบบหัวจับสุญญากาศแบบมีรูพรุน (การไหลของก๊าซสม่ำเสมอ) หรือหัวจับมาตรฐานแบบมีร่อง ด้วยอุณหภูมิใช้งานสูงสุด 1600–1700°C (ขณะไม่มีโหลด) และความทนทานต่อการกัดกร่อนจากพลาสมาเป็นพิเศษ หัวจับชิ้นงานนี้จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับกระบวนการผลิตเวเฟอร์ที่อุณหภูมิสูง (การอบอ่อน, RTP) และห้องกัดเซาะที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง ซึ่งหัวจับชิ้นงานอะลูมินาอาจเสื่อมสภาพได้
ข้อกำหนด(อ้างอิงจากรายงานการทดสอบ SiC S1111 และค่าทั่วไปที่ให้มา)):
| คุณสมบัติ | ค่า |
| วัสดุ | ซิลิคอนคาร์ไบด์ (99.72% ซิลิคอนคาร์ไบด์, 0.05% ซิลิคอนอิสระ) |
| ความหนาแน่น | 3.10–3.15 กรัม/ซม³ |
| การดูดซับน้ำ | 0% |
| ความแข็งแรงดัดงอ | 449 เมกะปาสคาล |
| ความทนทานต่อการแตกหัก | 3.12 MPa·m¹/² |
| โมดูลัสความยืดหยุ่น | 457 จีพีเอ |
| ความแข็งวิคเกอร์ส | 25–28 GPa |
| การนำความร้อน | 120–150 วัตต์/เมตร·เคลวิน |
| ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (CTE) (25–1000°C) | 4.0–4.5×10⁻⁶/℃ |
| อุณหภูมิใช้งานสูงสุด (ขณะไม่มีโหลด) | 1600–1700°C |
| ความเรียบ (มากกว่า 300 มม.) | ≤5 ไมโครเมตร |
| การตกแต่งพื้นผิว | Ra ≤0.4 μm (ขัดเงา) |
การใช้งาน:
● การขึ้นรูปด้วยอุณหภูมิสูง (การอบอ่อน, RTP, การเจริญเติบโตแบบเอพิเท็กเซียล)
● หัวจับชิ้นงานสำหรับกัดด้วยพลาสมาที่มีความทนทานต่อฟลูออรีนสูง
● การจัดการเวเฟอร์บางด้วยการให้ความร้อน/ความเย็นอย่างสม่ำเสมอ
● หัวจับแบบมีรูพรุนสำหรับรองรับเวเฟอร์แบบไม่สัมผัส
การผลิต:
การเผาผนึก SiC → การเจียรละเอียดเพื่อความเรียบและรูปทรงของพื้นผิว → การสร้างโครงสร้างรูพรุน (สำหรับหัวจับสุญญากาศ) (ไม่จำเป็น) → การขัดเงา → การทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิค หัวจับแต่ละชิ้นจะได้รับการตรวจสอบความเรียบ (ด้วยเครื่องวัดการรบกวนของแสงเลเซอร์) และความสม่ำเสมอของสุญญากาศ (การทดสอบการไหล) 100%
การควบคุมคุณภาพ:
● การตรวจสอบขนาดด้วยเครื่อง CMM (เส้นผ่านศูนย์กลาง ความหนา ตำแหน่งรู)
● การวัดความเรียบตามมาตรฐาน ASTM
● การทดสอบการรั่วไหลของฮีเลียม (สำหรับหัวจับสุญญากาศ)
● การตรวจสอบความแข็งแรงดัดงอต่อชุดการผลิต (อ้างอิงจากรายงานการทดสอบ)
ข้อดีเหนือกว่าหัวจับอลูมินา:
● ค่าการนำความร้อนสูงกว่า (120–150 เทียบกับ 32 วัตต์/เมตร·เคลวิน สำหรับอะลูมินา) – ถ่ายเทความร้อนได้เร็วกว่าถึง 4 เท่า
● ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำกว่า (4.0 เทียบกับ 7.2×10⁻⁶/℃) – ช่วยลดความเครียดจากความร้อนของเวเฟอร์
● ทนทานต่อพลาสมาได้ดีเยี่ยม – อายุการใช้งานยาวนานขึ้น 10 เท่าในการกัดด้วยฟลูออรีน
● อุณหภูมิใช้งานสูงสุดสูงกว่า (1600°C เทียบกับ 800°C สำหรับอะลูมินา)
การปรับแต่ง:
● พื้นผิวที่มีรูพรุนหรือเป็นร่อง
● เส้นผ่านศูนย์กลาง 100–450 มม. ทรงกลมหรือทรงสี่เหลี่ยม
● วงแหวนปิดผนึกขอบหรือพาร์ติชั่นสุญญากาศเฉพาะจุด
● ตัวเลือกแผ่นรองหลังโลหะเพื่อการติดตั้งที่แข็งแรงทนทานยิ่งขึ้น
ข้อมูลทางกลทั้งหมดข้างต้นมาจากรายงานการทดสอบที่ให้มา (ชุด S1111) ค่าความพรุนและความแข็งเป็นค่าทั่วไปสำหรับเกรด SiC นี้ หัวจับ SiC แบบมีรูพรุนต้องผ่านกระบวนการเพิ่มเติม โปรดสอบถามเกี่ยวกับความพรุนและขนาดรูพรุนที่เฉพาะเจาะจง
