탄화규소
탄화규소 세라믹 SiC
탄화규소 세라믹은 높은 강도, 경도, 탄성률과 같은 우수한 기계적 특성을 지니고 있으며, 높은 열전도율, 낮은 열팽창 계수, 우수한 비강성 및 광학 가공 특성과 같은 탁월한 고온 안정성을 보여 특히 포토리소그래피 장비 및 기타 집적 회로 장비의 정밀 세라믹 구조 부품 제작에 적합합니다. 포토리소그래피 장비의 정밀 이동 공작물 테이블, 골격, 흡착판, 수냉판, 정밀 측정 거울, 회절 격자 등의 세라믹 구조 부품에 사용되는 탄화규소 세라믹에 대해, 파운틸(Fountyl)은 수년간의 기술 연구를 통해 대형, 박벽, 중공 등 복잡한 구조의 탄화규소 구조 부품의 정밀 가공 및 제작 문제를 해결하고, 이러한 정밀 탄화규소 구조 부품 제작 기술의 병목 현상을 극복했습니다. 이는 집적 회로 제조 장비에 사용되는 핵심 구조 부품의 국산화를 크게 촉진했습니다.
● 탄화규소 세라믹은 주로 무가압 소결 탄화규소(SSiC), 반응 소결 탄화규소(RBSC), 화학 기상 증착 탄화규소(CVD-SiC)를 포함합니다.
● 탄화규소는 매우 단단하고 내마모성이 뛰어나며 열전도율과 기계적 강도가 높고 열팽창 계수가 낮으며 열 안정성이 우수하고 밀도가 낮으며 비강성이 높고 비자성인 등 다양한 우수한 특성을 가지고 있습니다.
● 현재 탄화규소 세라믹은 항공, 우주, 원자력 산업 등 다양한 산업 분야에서 고성능 장비용 세라믹 부품, 탄화규소 세라믹 반사판, IC 집적 회로 제조, 열교환기, 극한 환경용 방탄 소재 등에 적용되고 있습니다.
집적회로 제조 장비용 정밀 세라믹 구조 부품의 특징:
① 초경량: 동작 관성을 줄이고, 모터 부하를 낮추고, 동작 효율, 위치 정확도 및 안정성을 향상시키기 위해 구조 부품은 일반적으로 경량 구조 설계를 사용하며, 경량화율은 60~80%에서 최대 90%에 이릅니다.
② 높은 형상 및 위치 정밀도: 고정밀 이동 및 위치 지정을 구현하기 위해서는 구조 부품의 형상 및 위치 정밀도가 매우 높아야 하며, 평탄도, 평행도 및 직각도는 1μm 미만, 형상 및 위치 정밀도는 5μm 미만이어야 합니다.
③ 높은 치수 안정성: 고정밀의 움직임과 위치 지정을 구현하기 위해서는 구조 부품이 매우 높은 치수 안정성을 가져야 하며, 변형이 발생하지 않아야 하고, 높은 열전도율과 낮은 열팽창 계수를 가져야 하며, 큰 치수 변형이 쉽게 발생하지 않아야 합니다.
④ 깨끗하고 오염이 없습니다. 구조 부품은 마찰 계수가 매우 낮아야 하고, 이동 중 운동 에너지 손실이 적어야 하며, 연삭 입자로 인한 오염이 없어야 합니다. 탄화규소 소재는 탄성 계수, 열전도율이 매우 높고 열팽창 계수가 낮아 굽힘 응력 변형 및 열 변형이 쉽게 발생하지 않으며, 연마성이 뛰어나 우수한 거울면으로 가공할 수 있습니다. 따라서 탄화규소는 포토리소그래피 장비와 같은 집적 회로 핵심 장비의 정밀 구조 재료로 사용하기에 매우 유리합니다. 탄화규소는 화학적 안정성이 우수하고 기계적 강도가 높으며 열전도율이 높고 열팽창 계수가 낮아 고온, 고압, 부식 및 방사선과 같은 극한 환경에서도 적용할 수 있습니다.
탄화규소는 화학적 안정성이 우수하고 기계적 강도가 높으며 열전도율이 높고 열팽창 계수가 낮아 고온, 고압, 부식 및 방사선과 같은 극한 환경에 적용될 수 있다는 장점을 가지고 있습니다.
집적 회로의 핵심 장비는 경량성, 고강도, 높은 열전도율, 낮은 열팽창 계수 등의 특성을 지닌 부품 재료를 필요로 하며, 결함 없이 밀도가 높고 균일해야 합니다. 또한, 장비의 초정밀 동작 및 제어를 위해 부품은 매우 높은 치수 정확도와 치수 안정성을 갖춰야 합니다. 탄화규소 세라믹은 높은 탄성 계수와 비강성을 지니고 있어 변형이 쉽지 않으며, 높은 열전도율과 낮은 열팽창 계수, 높은 열 안정성을 가지고 있어 우수한 구조 재료입니다. 현재 탄화규소 세라믹은 집적 회로 제조의 핵심 장비에 널리 사용되고 있으며, 예를 들어 탄화규소 작업대, 가이드 레일, 반사판, 세라믹 척, 세라믹 엔드 이펙터 등이 있습니다.
Fountyl은 집적 회로 제조의 핵심 장비 중 하나인 포토리소그래피 장비에 필요한 대형, 중공 박벽, 복잡한 구조의 정밀 실리콘 카바이드 구조 부품(예: 실리콘 카바이드 진공 척, 가이드 레일, 반사판, 작업대 및 포토리소그래피 장비용 정밀 실리콘 카바이드 구조 부품 시리즈)을 제작할 수 있습니다.
| 속성 | 분수 | ||
| 밀도(g/cm³) | 2.98-3.02 | ||
| 영률(GPa) | 368 | ||
| 굽힘 강도(MPa) | 334 | ||
| 와이블 | 8.35 | ||
| 열팽창계수(×10⁻⁶/℃) | 100℃ | 2.8×10⁻⁶ | |
| 400℃ | 3.6×10⁻⁶ | ||
| 800℃ | 4.2×10⁻⁶ | ||
| 1000℃ | 4.6×10⁻⁶ | ||
| 열전도율(W/m·k) (20 ºC) | 160-180 | ||
| 푸아송 비 | 0.187 | ||
| 전단 탄성 계수(GPa) | 155 | ||