Polykristallines Siliziumkarbid
Polykristallines Siliziumkarbid
Polykristallines Siliziumkarbid (polykristallines SiC) spielt als repräsentative Hochleistungs-Strukturkeramik und Schlüsselmaterial für Halbleiterausrüstung aufgrund seiner außergewöhnlichen Härte, hohen Wärmeleitfähigkeit, hervorragenden chemischen Stabilität und Verschleißfestigkeit eine entscheidende Rolle in optischen Fenstern, Halbleiterausrüstungskomponenten, Vakuumkammern und Hochenergie-Lasersystemen. Seine polykristalline Struktur vermeidet wirksam die Anisotropie von Einkristallen und sorgt so für eine hohe Thermoschockstabilität bei gleichzeitig hoher Festigkeit und Steifigkeit. Allerdings stellen die hohe Härte und Sprödigkeit von polykristallinem SiC erhebliche Herausforderungen für die Präzisionsbearbeitung dar, insbesondere bei optischen und Halbleiteranwendungen, die eine Oberflächenbeschaffenheit im Nanomaßstab und eine Formgenauigkeit im Sub{4}}-Mikrometerbereich erfordern. Die Qualität der Oberflächenbearbeitung bestimmt direkt die Leistung und Lebensdauer der Komponenten.
Die Hemei Company verfügt über umfassende Erfahrung und technische Kompetenz im Bereich der Präzisionsbearbeitung ultraharter Materialien und Keramik. Mit Blick auf die Materialeigenschaften von polykristallinem SiC hat Hemei eine Polier- und Planarisierungslösung entwickelt, die eine hocheffiziente Materialentfernung mit einer ultrapräzisen Oberflächenbildung in Einklang bringt. Dieses Prozesssystem deckt den gesamten Arbeitsablauf von der Rohlingsformung bis zur endgültigen Oberfläche in optischer Qualität ab und stellt sicher, dass es die strengen Anforderungen an hohe Ebenheit, geringe Rauheit und beschädigungsfreie Untergrundoberflächen erfüllt, die von optischen Systemen, Halbleitergeräten und fortschrittlichen Detektoren gefordert werden.
Bewerbungsvoraussetzungen
Zu den Zielen beim Polieren und Oberflächenbehandeln von polykristallinen SiC-Materialien gehören:
Reduzierung der Oberflächenrauheit (Ra) auf< 1 nm to decrease optical scattering loss and enhance optical performance.
Erreichen einer Dickengleichmäßigkeit (TTV) von weniger als oder gleich 2 μm, um die Qualität der optischen Abbildung und die Genauigkeit der Systemintegration sicherzustellen.
Erzielung einer Oberfläche frei von Absplitterungen, Rissen und Schadensschichten unterhalb der Oberfläche, um Zuverlässigkeit unter hoher Belastung und langfristiger Nutzung zu gewährleisten.
Das Verfahren eignet sich für polykristallines SiC mit unterschiedlichen Korngrößen und Sinterdichten und unterstützt planare Bauteile mit Dicken im Millimeter- bis Zentimeterbereich und Größen von 50 mm bis 200 mm.
Um diese Ziele zu erreichen, nutzt der Prozess von Hemei maßgeschneiderte Bindungssysteme und mehrstufige Polierverfahren, um geometrische Genauigkeit und Oberflächenintegrität während der Verarbeitung sicherzustellen.
Systemspezifikationen
Das modulare Poliersystem von Hemei unterstützt die Bearbeitung von polykristallinem SiC verschiedener Größen und Formen. Zu den Kernsystemen gehören:
HSM-Läppausrüstung der L/LP-Serie: Für den anfänglichen Materialabtrag und die Dickenkontrolle.
HSM-Chemisch-mechanisches Poliersystem (CMP) der CMP-Serie: Für die Erzielung ultra-glatter, beschädigungsfreier-Oberflächen.
Zu den wichtigsten Subsystemen gehören:
Wafer-/Kristall-spezifische Bonding Unit (WB)
Präzisionspoliervorrichtungen der SJ/ASJ-Serie
C-ASJ-Antriebskopf-Hochgeschwindigkeits-Poliersystem
Verarbeitungsablauf
Verklebung und Montage: Das polykristalline SiC wird mit der WB-Einheit vorübergehend auf eine Trägerplatte geklebt und dann auf der Poliervorrichtung montiert.
Grob- und Zwischenpolieren: Auf der HSM-L-Anlage wird ein kontrolliertes Schleifen durchgeführt, um die Bearbeitungsschadensschicht zu entfernen.
Feinpolieren: Das HSM-CMP-System führt die Endpolitur durch. Parameter wie Druck, Rotationsgeschwindigkeit und Schlammfluss werden in Echtzeit angepasst, um eine Oberflächenglätte im Nanometerbereich zu erreichen.
Typische Ergebnisse
Oberflächenrauheit Ra< 0.8 nm (measured by white light interferometer).
Gesamtdickenschwankung (TTV) Kleiner oder gleich 1,5 μm.
Die Materialabtragsrate kann beim Grobschleifen 5–15 μm/min erreichen und wird beim Feinpolieren auf 0,2–1 μm/min geregelt.
Kann polykristalline SiC-Platten und Fensterbauteile mit einem maximalen Durchmesser von 200 mm und einer Dicke von maximal 30 mm verarbeiten.
Zusammenfassung
Hemei Company bietet eine effiziente und kontrollierbare Ultrapräzisions-Polier- und Planarisierungslösung für polykristallines Siliziumkarbid.
Diese Lösung liefert stabil eine Oberflächenqualität im Nanomaßstab und eine hervorragende Formgenauigkeit und unterstützt zuverlässig die zuverlässige Anwendung und Leistungssteigerung von polykristallinem SiC in hochwertigen optischen Systemen, Halbleiterprozessgeräten, Weltraumnutzlasten, Hochleistungslasergeräten und anderen Bereichen.
