Piikarbidipohjainen (SiC) tyhjiöistukka korkeisiin lämpötiloihin ja plasmaympäristöihin
St.Ceran piikarbidipohjainen keraaminen istukka on valmistettu erittäin puhtaasta piikarbidista (erä S1111, piikarbidi 99,72 %, vapaata piitä 0,05 %). Sen mitattu taivutuslujuus on 449 MPa, murtumissitkeys 3,12 MPa·m¹/² ja kimmomoduuli 457 GPa. Materiaalin tyypillinen lämmönjohtavuus (120–150 W/m·K) ja alhainen lämpölaajeneminen (4,0–4,5×10⁻⁶/℃) mahdollistavat nopean lämpötilan nousun ja minimaalisen kiekkojen vääntymisen lämpösyklien aikana. Istukka voidaan konfiguroida huokoiseksi tyhjiöistukaksi (tasainen kaasun virtaus) tai uritetuksi vakioistukaksi. Sen enimmäiskäyttölämpötila on 1600–1700 °C (ei kuormitusta) ja sillä on erinomainen plasmaeroosiokestävyyden kestävyys, joten tämä istukka sopii erinomaisesti korkean lämpötilan kiekkojen käsittelyyn (hehkutus, RTP) ja aggressiivisiin etsauskammioihin, joissa alumiinioksidiistukat hajoavat.
Tekniset tiedot(perustuu toimitettuun SiC S1111 -testausraporttiin ja tyypillisiin arvoihin):
| Kiinteistö | Arvo |
| Materiaali | Piikarbidi (99,72 % piikarbidia, 0,05 % vapaata piitä) |
| Tiheys | 3,10–3,15 g/cm³ |
| Veden imeytyminen | 0% |
| Taivutuslujuus | 449 MPa |
| Murtumissitkeys | 3,12 MPa·m¹/² |
| Kimmomoduuli | 457 GPa |
| Vickersin kovuus | 25–28 GPa |
| Lämmönjohtavuus | 120–150 W/m·K |
| Lämpötila-arvo (25–1000 °C) | 4,0–4,5 × 10⁻⁶/℃ |
| Maksimikäyttölämpötila (ilman kuormaa) | 1600–1700 °C |
| Tasaisuus (yli 300 mm) | ≤5 μm |
| Pinnan viimeistely | Ra ≤0,4 μm (limattu) |
Sovellukset:
● Korkean lämpötilan puristus (hehkutus, RTP, epitaksiaalinen kasvu)
● Plasmaetsausistukka, jolla on korkea fluorinkestävyys
● Ohuiden kiekkojen käsittely tasaisella lämmityksellä/jäähdytyksellä
● Huokoinen istukka kosketuksettomalle kiekkojen tuelle
Valmistus:
SiC-sintraus → tasaisuuden ja pintaprofiilin tarkkuushionta → valinnainen huokoisen rakenteen muodostus (alipaineistukkaa varten) → hionta → ultraäänipuhdistus. Jokainen istukka tarkastetaan 100 %:sti tasaisuuden (laserinterferometri) ja alipaineen tasaisuuden (virtauskoe) osalta.
Laadunvalvonta:
● KMK:n mittatarkistus (halkaisija, paksuus, reikien sijainnit)
● Tasaisuuden mittaus ASTM-standardin mukaisesti
● Heliumin vuototesti (alipaineistukoille)
● Taivutuslujuuden varmennus eräkohtaisesti (viite testiraporttiin)
Edut alumiinioksidipuristimiin verrattuna:
● Korkeampi lämmönjohtavuus (120–150 vs. 32 W/m·K alumiinioksidilla) – 4 × nopeampi lämmönsiirto
● Alhaisempi CTE (4,0 vs. 7,2 × 10⁻⁶/℃) – vähentää kiekon lämpöjännitystä
● Erinomainen plasmankestävyys – 10 kertaa pidempi käyttöikä fluori-etsauksessa
● Korkeampi enimmäiskäyttölämpötila (1600 °C vs. alumiinioksidin 800 °C)
Mukauttaminen:
● Huokoinen tai uritettu pinta
● Halkaisija 100–450 mm, pyöreä tai neliönmuotoinen
● Reunatiivisterengas tai vyöhykevakuumiväliseinät
● Metallinen taustavaihtoehto erittäin jäykkää asennusta varten
Kaikki yllä olevat mekaaniset tiedot ovat peräisin toimitetusta testiraportista (erä S1111). Lämpö- ja kovuusarvot ovat tyypillisiä tälle piikarbidilaadulle. Huokoiset piikarbidi-istukat vaativat lisäkäsittelyä; tiedustele saatavuutta tietyillä huokoisuus- ja huokoskokoarvoilla.
