Metallgestützter poröser SiC-Vakuumspannfutter für die Handhabung verzogener und dünner Wafer
Der metallbasierte Keramik-Vakuumspannfutter von St.Cera kombiniert eine poröse Siliziumkarbid-Keramikschicht (SiC) mit einem präzisionsgefertigten Metallsockel (Aluminium oder Edelstahl). Das poröse SiC-Material (blauschwarz, Porosität 35–40 %, Porengröße 20–30 μm, Permeabilität 60 ml/cm²·min) sorgt für eine gleichmäßige und schonende Vakuumverteilung über die gesamte Waferoberfläche. Dadurch werden Kantenmarkierungen vermieden und eine berührungslose Lagerung dünner (≤ 100 μm) oder gewölbter Wafer ermöglicht. Die SiC-Schicht zeichnet sich durch eine geringe Wärmeausdehnung (3,5 × 10⁻⁶/°C), thermische Stabilität bis 1000 °C und eine moderate Biegefestigkeit (32–35 MPa) aus. Der Metallsockel erhöht die strukturelle Steifigkeit, ermöglicht eine einfache Montage über Gewindebohrungen und schützt vor Sprödbruch. Dieses Spannfutter ist ideal für das Rückseitenschleifen, das Vereinzeln und die Hochtemperatur-Waferbearbeitung, bei denen ein gleichmäßiges Vakuum und eine gute thermische Kompatibilität entscheidend sind.
Spezifikationen (basierend auf den bereitgestellten Daten zu porösem SiC):
| Eigentum | Wert |
| Keramisches Material | Poröses Siliciumcarbid (SiC ≥80%) |
| Farbe | Blauschwarz |
| Porosität | 35–40 % |
| Porengröße | 20–30 μm |
| Dichte | 2,1–2,3 g/cm³ |
| Permeabilität | 60 ml/cm²·min |
| Biegefestigkeit | 32–35 MPa |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (25-1000°C) | 3,5×10⁻⁶/℃ |
| Maximale Betriebstemperatur | 1000°C |
| Elektrischer Widerstand | 10⁻¹⁰ Ω/cm (gemäß den mitgelieferten Daten, typisch für poröses SiC) |
| Metallbasismaterial | Aluminium 6061 oder Edelstahl 304 (optional) |
| Dicke der Metallbasis | 10–30 mm (kundenspezifisch) |
Hinweis: Die Biegefestigkeit ist aufgrund der Porosität geringer als bei dichtem SiC. Die Eigenschaften des Metallsubstrats stammen nicht aus Keramiktabellen.
Anwendungsbereiche:
- • Rückseitenschleifen dünner Wafer (≤100 μm)
- • Verzogene Waferhalterung zum Vereinzeln
- • Hochtemperatur-Wafer-Chucking (bis zu 1000°C)
- • Vakuumvorrichtung für poröse oder empfindliche Substrate
Herstellung:
Poröse SiC-Platte (mit Porenbildnern geformt, gesintert) → geläppt auf Planheit ≤10 μm → Metallbasis bearbeitet mit Vakuumanschlüssen und Befestigungselementen → Epoxidklebung oder mechanische Klemmung → Helium-Lecktest.
Qualitätskontrolle:
- • Porosität und Porengröße wurden mittels SEM verifiziert.
- • Durchlässigkeitsprüfung (Luftdurchfluss)
- • Ebenheit gemessen mit Laserinterferometer
- • Heliumleckrate <1×10⁻⁹ Pa·m³/s
Vorteile gegenüber gerillten oder dichten Keramikspannfuttern:
- • Keine Wafermarkierung – gleichmäßiges Vakuum ohne einzelne Löcher
- • Selbstreinigende Poren – weniger Verstopfungen
- • Geeignet für verzogene Wafer (bis zu 500 μm Krümmung)
- • Die Metallbasis verhindert Sprödbrüche und vereinfacht die Integration.
Einschränkungen:
- • Geringere Biegefestigkeit (32–35 MPa) – Stoßbelastung vermeiden
- • Die Betriebstemperatur ist auf 1000 °C (poröses SiC) begrenzt, die Haftung von Epoxidharz auf Metallbasis jedoch auf ≤200 °C, sofern keine mechanische Klemmung erfolgt.
- • Nicht für Hochdruckvakuum geeignet (poröse Struktur begrenzt die maximale Vakuumdifferenz)
Anpassung:
- • Metallgestell: Aluminium (leicht), Edelstahl (korrosionsbeständig), Invar (geringe Wärmeausdehnung)
- • Verklebung: Epoxidharz (≤200°C) oder mechanische Klemmung (bis zu 500°C)
- • Randdichtungsring zur Zonenvakuumsteuerung
Bitte beachten Sie: Die angegebene Biegefestigkeit (32–35 MPa) ist aufgrund der Porosität deutlich geringer als bei dichter Keramik. Gehen Sie vorsichtig damit um, um Absplitterungen an den Kanten zu vermeiden.
