SiC-Keramik-End-Effektor für die Wafer-Behandlung

SiC-keramischer Endeffektor für die Waferbehandlung

Der Silicon Carbide (SiC) Ceramic End Effector ist ein leistungsfähiges Wafer-Handling-Tool für die Halbleiterherstellung, die Photovoltaikproduktion und die Montage fortschrittlicher Elektronik.Nutzung der außergewöhnlichen Eigenschaften von SiC, einschließlich hoher SteifigkeitDieser End-Effektor sorgt für eine ultra-saubere, stabile und präzise Waferübertragung in Vakuum-, Hochtemperatur- und ätzenden Umgebungen.

Im Vergleich zu herkömmlichen Materialien (z. B. Aluminium oder Quarz) bieten SiC-Keramik-Endeffektoren:
- Null Partikelkontamination (kritisch für die EUV-Lithographie).
- hohe Steifigkeit (Young-Modul > 400 GPa), wodurch die durch Vibrationen verursachte Fehlausrichtung der Wafer minimiert wird.
- Korrosionsbeständigkeit gegenüber Säuren, Plasmen und reaktiven Gasen (z. B. in CVD/PVD-Kammern).
- thermische Stabilität (Betriebsbereich: -200°C bis 1.600°C), ideal für extreme Prozesse.

Eigenschaften des SiC-keramischen Endeffektors für die Waferbehandlung

1. Ultra-hohe Härte und Verschleißfestigkeit
- eine Vickers-Härte von 2800 HV, nahe dem Diamant (3000 HV) und deutlich über Quarz (820 HV) und Aluminiumoxid (1500 HV),die eine langfristige Verwendung ermöglicht, ohne dass Verschleißabfälle entstehen, die die Oberfläche der Wafer zerkratzen könnten.
- Die Feinkörnchenstruktur (4-10 μm) sorgt für eine glatte Oberfläche (Ra < 0,2 μm), die den ultra-sauberen Prozessanforderungen für die EUV-Lithographie entspricht.

2Außergewöhnliche mechanische Festigkeit
- Die Biegefestigkeit von 450 MPa und die Druckfestigkeit von 3900 MPa ermöglichen es, 300 mm Wafer (mit einem Gewicht von ~128 g) ohne Biegeverformung zu tragen, wodurch eine Fehlausrichtung oder Bruch der Wafer verhindert wird.
 

3. hervorragende thermische Stabilität
- Widerstandsfähigkeit bei Temperaturen bis zu 1600 °C in oxidativen Atmosphären und bis zu 1950 °C in inerten Gasen, die die Grenzwerte von Metallendwirkstoffen weit übersteigen (typischerweise < 500 °C).

4. Chemische Trägheit
- Widerstandsfähig gegen alle Säuren (außer HF/HNO3-Mischungen) und Alkalien, so dass es ideal für Nassreinigungsstationen und korrosive Prozessumgebungen wie CVD-Kammern (SiH4, NH3) geeignet ist.
 

5. Kontaminationsfreie Leistung

- Partikelgenerierung < 0,1/cm2 (pro SEMI-Standard F57), 100 mal niedriger als bei Aluminium-End-Effektoren.

- eine Dichte von 3,14 g/cm3 (gegenüber 2,7 g/cm3 für Aluminium), wodurch eine schnelle robotische Handhabung ohne Beeinträchtigung der Steifigkeit möglich ist.

6. Anpassungsmöglichkeiten
- Geometrie: Flach, mit Kerbe ausgerichtet oder mit Kantengriff für 150 mm-450 mm Wafer.
- Beschichtungen: Optional antireflektierende oder hydrophobe Schichten für spezielle Anwendungen.

Spezifikationen

Anwendungen von SiC-Keramik-Endeffektor

1. Halbleiterherstellung
✔ EUV-Lithographie
- Partikelfreie Waferbehandlung SiC ′s glatte Oberfläche (Ra < 0,02 μm) verhindert Defekte in der extremen ultravioletten Lithographie (EUV).
- Kompatibel mit Vakuum-Umgebungen ­ Keine Abgasung, so dass saubere Transfers bei der hochwertigen Chipfertigung gewährleistet werden.

✔ Prozesse bei hoher Temperatur
- Diffusionsöfen und Glühen
- Ionenimplantation - Strahlungsbeständig, die strukturelle Integrität bei Ionenbombardierung bewahrt.

✔ Nasse und trockene Ätzung
- Widerstandsfähig gegen Säuren (HF, HNO3) und Plasma
- Keine Metallkontamination Kritisch für FinFET und 3D NAND-Produktion.

2. Leistungselektronik (SiC/GaN-Waferverarbeitung)
✔ SiC-Epitaxie
- Die thermische Ausdehnung (CTE = 4.3×10−6/K) verhindert die Waferverzerrung in MOCVD-Reaktoren mit einer Temperatur von mehr als 1.500 °C.
- nicht reagierend auf Prozessgase (SiH4, NH3, HCl).

✔ Geräte mit GaN-on-SiC
- Hohe Steifheit (420 GPa) minimiert die durch Vibrationen verursachte Fehlausrichtung.
- Elektrisch isolierend (106 ‰ 108 Ω·cm) für HF- und Leistungseinrichtungen.

3. Photovoltaik und LED-Produktion
✔ Dünnschicht-Solarzellen
- Korrosionsbeständig in CdTe- und CIGS-Ablagerungsumgebungen.
- Die geringe thermische Ausdehnung sorgt für Stabilität bei der schnellen thermischen Verarbeitung (RTP).

✔ Mini-/Mikro-LED-Transfer
- sanfte Handhabung von zerbrechlichen Wafern Verhindert Mikrokrecks in < 50 μm dicken Epi-Wafern.
- Kompatibel mit Reinräumen (SEMI F57)

4. MEMS und Advanced Packaging
✔ Integration von 3D-IC
- Präzise Platzierung von Chiplets mit einer Ausrichtungsgenauigkeit von < 1 μm.
- Nicht-magnetisch Sicher für magnetempfindliche MEMS-Geräte.

✔ Verpackung auf Waferebene
- Widerstandsfähig gegen Fluss- und Lötdämpfe

5Industrie und Forschungsanwendungen

• ### **✔ Vakuum-Roboter (AMHS) **

- Ersetzt Aluminium in "Automated Material Handling Systems" (AMHS) für 300mm-Fabriken.
- **Leichtes Gewicht (3,21 g/cm3) ** aber steif, so daß schnelle Übertragungen möglich sind.

### **✔ Quantenrechenforschung**
- **Kryogene Kompatibilität** (~ 200°C) für die Handhabung supraleitender Qubits.
- **Nichtleitende Varianten** verhindern Störungen an empfindlicher Elektronik.

Häufig gestellte Fragen

F1: Warum wählen Sie SiC gegenüber Aluminium- oder Quarz-End-Effektoren?
- Aluminium erzeugt Partikel und oxidiert in rauen Umgebungen.- Quarz: Bruchbar und thermisch instabil im Vergleich zu SiC.

F2: Können SiC-End-Effektors 450mm-Wafer verarbeiten?
Ja, mit individuellen Designs

F3:Anpassungsmöglichkeiten?

- Geometrie: Flach, mit Kerben ausgerichtet oder an den Kanten greifend.
- Beschichtungen: Antireflexive (AR) oder hydrophobe Schichten.