Metallstödd porös SiC-vakuumchuck för hantering av skeva och tunna skivor
St.Ceras metallbaserade keramiska vakuumchuck kombinerar ett poröst keramiskt lager av kiselkarbid (SiC) med en precisionsbearbetad metallbas (aluminium eller rostfritt stål). Det porösa SiC-materialet (blåsvart, porositet 35–40 %, porstorlek 20–30 μm, permeabilitet 60 ml/cm²·min) ger en jämn och skonsam vakuumfördelning över hela waferytan, vilket eliminerar kantmärkning och möjliggör beröringsfritt stöd för tunna (≤100 μm) eller skeva wafers. SiC-lagret erbjuder låg värmeutvidgning (3,5×10⁻⁶/℃), termisk stabilitet upp till 1000 °C och måttlig böjhållfasthet (32–35 MPa). Metallbasen ger strukturell styvhet, enkel montering via gängade hål och skydd mot sprödbrott. Denna chuck är idealisk för baksideslipning, tärning och högtemperaturbearbetning av wafers där jämn vakuum- och termisk kompatibilitet är avgörande.
Specifikationer (baserat på levererade porösa SiC-data):
| Egendom | Värde |
| Keramiskt material | Porös kiselkarbid (SiC ≥80%) |
| Färg | Blåsvart |
| Porositet | 35–40 % |
| Porstorlek | 20–30 μm |
| Densitet | 2,1–2,3 g/cm³ |
| Permeabilitet | 60 ml/cm²·min |
| Böjhållfasthet | 32–35 MPa |
| Termisk expansionskoefficient (25–1000 °C) | 3,5×10⁻⁶/℃ |
| Max driftstemperatur | 1000°C |
| Elektrisk resistans | 10⁻¹⁰ Ω/cm (enligt angivna data, typiskt för porös SiC) |
| Metallbasmaterial | Aluminium 6061 eller rostfritt stål 304 (valfritt) |
| Metallbasens tjocklek | 10–30 mm (anpassad) |
Obs: Böjhållfastheten är lägre än den täta SiC på grund av porositet. Metallbasegenskaperna är inte från keramiska bord.
Användningsområden:
- · Baksideslipning av tunna skivor (≤100 μm)
- · Skev wafermontering för tärning
- · Högtemperatur waferchuckning (upp till 1000 °C)
- · Vakuumfixering för porösa eller ömtåliga underlag
Tillverkning:
Porös SiC-platta (formad med porbildare, sintrad) → överlappad till planhet ≤10 μm → metallbas bearbetad med vakuumportar och monteringsfunktioner → epoxibindning eller mekanisk fastspänning → heliumläckagetest.
Kvalitetskontroll:
- · Porositet och porstorlek verifierad med SEM
- · Permeabilitetstest (luftflöde)
- · Planhet mätt med laserinterferometer
- · Heliumläckage <1×10⁻⁹ Pa·m³/s
Fördelar jämfört med spårade eller täta keramiska chuckar:
- · Ingen wafermärkning – jämnt vakuum utan diskreta hål
- · Självrengörande porer – minskad igensättning
- · Hanterar skeva wafers (upp till 500 μm böjning)
- · Metallbas förhindrar spröda brott och förenklar integrationen
Begränsningar:
- · Lägre böjhållfasthet (32–35 MPa) – undvik stötbelastning
- · Driftstemperatur begränsad till 1000 °C (porös SiC), men metallbaserad epoxibindning begränsas till ≤200 °C om den inte är mekaniskt fastklämd
- · Ej för högtrycksvakuum (porös struktur begränsar maximal vakuumskillnad)
Anpassning:
- · Metallbas: aluminium (lätt), rostfritt stål (korrosionsbeständigt), Invar (låg expansion)
- · Limning: epoxi (≤200 °C) eller mekanisk klämma (upp till 500 °C)
- · Kanttätningsring för zonvakuumkontroll
Observera: Den medföljande böjhållfastheten (32–35 MPa) är betydligt lägre än för tät keramik på grund av porositet. Hantera försiktigt för att undvika kantflisning.
