Vakuumspannfutter aus Siliziumkarbid (SiC) für Hochtemperatur- und Plasmaumgebungen
Der SiC-basierte Keramik-Chuck von St.Cera wird aus hochreinem Siliciumcarbid (Charge S1111, SiC 99,72 %, freies Si 0,05 %) gefertigt. Er weist eine Biegefestigkeit von 449 MPa, eine Bruchzähigkeit von 3,12 MPa·m¹/² und einen Elastizitätsmodul von 457 GPa auf. Die typische Wärmeleitfähigkeit (120–150 W/m·K) und die geringe Wärmeausdehnung (4,0–4,5 × 10⁻⁶/℃) des Materials ermöglichen schnelle Temperaturänderungen und minimale Waferverformung während der Temperaturzyklen. Der Chuck kann als poröser Vakuum-Chuck (gleichmäßiger Gasfluss) oder als gerillter Standard-Chuck konfiguriert werden. Mit einer maximalen Einsatztemperatur von 1600–1700°C (Leerlauf) und außergewöhnlicher Beständigkeit gegen Plasmaerosion ist dieses Chuck ideal für die Hochtemperatur-Waferbearbeitung (Glühen, RTP) und aggressive Ätzkammern, in denen Aluminiumoxid-Chucks verschleißen.
Spezifikationen(basierend auf dem mitgelieferten SiC S1111-Prüfbericht und typischen Werten)):
| Eigentum | Wert |
| Material | SiC (99,72 % SiC, 0,05 % freies Si) |
| Dichte | 3,10–3,15 g/cm³ |
| Wasseraufnahme | 0% |
| Biegefestigkeit | 449 MPa |
| Bruchzähigkeit | 3,12 MPa·m¹/² |
| Elastizitätsmodul | 457 GPa |
| Vickers-Härte | 25–28 GPa |
| Wärmeleitfähigkeit | 120–150 W/m·K |
| CTE (25–1000°C) | 4,0–4,5×10⁻⁶/℃ |
| Maximale Betriebstemperatur (ohne Last) | 1600–1700 °C |
| Ebenheit (über 300 mm) | ≤5 μm |
| Oberflächenbeschaffenheit | Ra ≤0,4 μm (geläppt) |
Anwendungsbereiche:
● Hochtemperatur-Spannvorrichtung (Glühen, RTP, epitaktisches Wachstum)
● Plasmaätz-Chuck mit hoher Fluorbeständigkeit
● Handhabung dünner Wafer mit gleichmäßiger Erwärmung/Abkühlung
● Poröser Chuck für berührungslose Wafer-Unterstützung
Herstellung:
SiC-Sintern → Präzisionsschleifen für Ebenheit und Oberflächenprofil → optionale Porenstrukturierung (für Vakuumspannfutter) → Läppen → Ultraschallreinigung. Jedes Spannfutter wird zu 100 % auf Ebenheit (Laserinterferometer) und Vakuumhomogenität (Durchflusstest) geprüft.
Qualitätskontrolle:
● Maßprüfung mit Koordinatenmessgerät (Durchmesser, Dicke, Lochpositionen)
● Ebenheitsmessung nach ASTM
● Helium-Lecktest (für Vakuumspannfutter)
● Überprüfung der Biegefestigkeit pro Charge (siehe Prüfbericht)
Vorteile gegenüber Aluminiumoxid-Spannfuttern:
● Höhere Wärmeleitfähigkeit (120–150 gegenüber 32 W/m·K bei Aluminiumoxid) – 4-mal schnellere Wärmeübertragung
● Niedrigerer Wärmeausdehnungskoeffizient (4,0 vs. 7,2 × 10⁻⁶/℃) – reduziert die thermische Belastung des Wafers
● Überlegene Plasmabeständigkeit – 10-fach längere Lebensdauer beim Fluorätzen
● Höhere maximale Einsatztemperatur (1600 °C gegenüber 800 °C bei Aluminiumoxid)
Anpassung:
● Poröse oder gerillte Oberfläche
● Durchmesser 100–450 mm, rund oder quadratisch
● Randdichtungsring oder Zonenvakuumtrennwände
● Optionale Metallrückseite für hochsteife Montage
Alle oben genannten mechanischen Daten stammen aus dem beigefügten Prüfbericht (Charge S1111). Die Werte für Wärmebehandlung und Härte sind typisch für diese SiC-Sorte. Poröse SiC-Spannfutter erfordern eine zusätzliche Bearbeitung; bitte erfragen Sie die Verfügbarkeit von spezifischen Porositäten und Porengrößen.
