一种刻蚀机反应腔的石英窗的加工方法与流程

1.本发明涉及刻蚀机领域。具体涉及一种刻蚀机反应腔的石英窗的加工方法。


背景技术：

2.在当今芯片生产环节中，刻蚀机是不可或缺的主要设备。icp刻蚀机就是其中的一种，其主要由预真空室、反应腔、供气系统和真空系统四部分组成。而反应腔中，石英窗是其重要组成部分。
3.现有的石英窗，其中心孔为台阶孔，用以承载喷嘴并需要进行边缘区域的密封。中心孔位置区域台阶面一般进行火抛光处理，但火抛光由于加工特点，台阶面表面会因为高温产生波纹，台阶面与中心孔侧壁的棱边会因为高温产生凸起、卷边，严重影响台阶面的密封性，无法满足密封要求，导致良品率降低，另外，石英窗底面需要一定的粗糙度，现有的石英窗底面通过机械加工实现增加石英窗底面的粗糙度，石英窗底面会产生细小的破碎层，破碎层会由于反应腔里的气体冲击而剥落，使反应腔里掺入较多杂质，进而影响反应腔里的洁净度。


技术实现要素：

4.本发明针对上述问题，提出了一种刻蚀机反应腔的石英窗的加工方法。
5.本发明采取的技术方案如下：一种刻蚀机反应腔的石英窗的加工方法，用于对石英窗中间料进行加工，所述石英窗中间料的上表面具有贯穿石英窗中间料的台阶孔，所述台阶孔具有台阶面，所述石英窗中间料的下表面为光滑的平直面，其特征在于，刻蚀机反应腔的石英窗的加工工艺包括对所述台阶面进行加工的台阶面加工步骤以及对所述平直面进行加工的平直面加工步骤；
6.所述台阶面加工步骤包括：
7.对台阶孔的孔壁进行火抛光；
8.通过金属刀具对台阶面进行加工，铣平所述台阶面；
9.将研磨液填充于台阶孔，使研磨液没过所述台阶面；以及
10.通过高密度纤维对所述台阶面进行抛光；
11.所述平直面加工步骤包括：
12.通过喷砂的方式对平直面进行加工，增加平直面的粗糙度；以及
13.将平直面浸泡到氟化氢溶液中，通过氟化氢溶液去除平直面上因喷砂形成的破碎层。
14.对台阶孔进行火抛光，初步对台阶面以及台阶面与侧壁的棱边进行抛光，然后通过金属刀具磨平台阶面，再采用高密度纤维毡片对台阶面进行打磨，打磨到台阶面的边缘时，消除台阶面与侧壁的棱边的凸起，打磨过程加入研磨液，研磨液起到润滑和缓冲的作用；打磨结束后，通过对石英窗的下底面喷砂，达到实现增加下底面粗糙度的目的；喷砂结束后，通过氟化氢溶液将喷砂对石英窗底面造成的破碎层腐蚀掉；最后将加工完成的石英
窗清洗干净。
15.作为优选，对台阶孔的孔壁进行火抛光的操作方式为：将火焰抛光枪开启后靠近台阶孔，通过火焰加热台阶孔的孔壁。
16.火焰的外焰的温度最高，使用外焰进行抛光，有效提升抛光效率，同时节约能源。
17.作为优选，所述火焰的外焰在所述台阶面上以及贯穿台阶孔的侧壁上以1cm/s的速度来回移动，所述火抛光的时长为1到2min。
18.操作火焰抛光枪缓慢移动，保障台阶孔受热均匀；合适的火抛光时长保障台阶面处的石英微微融化，重新凝结后形成相对光滑表面。
19.作为优选，铣平所述台阶面的操作方式为：通过面铣刀对台阶面进磨平。
20.通过面铣刀对台阶面进行初步磨平，操作方便，打磨效率高。
21.作为优选，将研磨液填充于台阶孔，使研磨液没过所述台阶面的操作方式为：将所述石英窗中间料放置到打磨台上，所述打磨台的上表面平整，所述台阶孔的下表面与所述打磨台的上表面紧密贴合后将所述研磨液注入所述台阶孔中。
22.实际使用时，石英窗的下表面与打磨台的上表面紧密贴合，石英窗的台阶孔与打磨台的上表面形成一端密封的空腔，实现向空腔内注入研磨液。
23.作为优选，通过高密度纤维对所述台阶面进行抛光的操作方式为：将石英窗中间料放置到打磨台上，将所述高密度纤维材料连接在打磨头上，所述打磨头与加工主轴相连，所述打磨头的直径小于所述台阶孔的直径，通过所述打磨头对所述台阶面进一步磨平。
24.实际打磨时，将打磨头伸入台阶孔对台阶面进行打磨。
25.作为优选，所述高密度纤维毡片为羊毛毡，所述羊毛毡裁剪为与所述打磨头形状一致。
26.高密度纤维毡片选用羊毛毡，材料易于获取，成本低廉。
27.作为优选，将遮挡件套在所述石英窗中间料上，所述遮挡件具有穿孔，所述遮挡件遮盖所述石英窗中间料下表面的边缘区域，所述石英窗石英窗的下表面通过所述穿孔暴露，所述遮挡件由硅胶制成。
28.所述硅胶材质柔软，易于套在石英窗上。
29.作为优选，采用金刚砂或石英砂对所述石英窗中间料的下表面通过所述穿孔暴露的区域进行喷砂。
30.通过喷砂，使工件的表面获的一定粗糙度，同时工件表面的机械性能得到改善，也提高了工件的抗疲劳性。
31.作为优选，所述氟化氢溶液的浓度为5％，所述石英窗中间料喷砂完成后，所述石英窗中间料的下表面在所述氟化氢溶液中浸泡12h，最后使用清水对所述石英窗中间料进行冲刷清洗。
32.氟化氢溶液对石英的腐蚀效果好，达到节约成本的目的。
33.本发明的有益效果是：通过对台阶孔的孔壁进行火抛光；实现台阶面处的石英微微融化，重新凝结后形成相对光滑表面；通过采用高密度纤维毡片对台阶面打磨，实现对台阶面的细腻打磨；通过喷砂，使工件的表面获的一定粗糙度，同时工件表面的机械性能得到改善，也提高了工件的抗疲劳性。
附图说明：
34.图1是石英窗的示意图；
35.图2是石英窗的另一角度示意图；
36.图3是遮挡件的示意图。
37.图中各附图标记为：
38.1、石英窗；2、台阶孔；3、台阶面；4、平直面；5、遮挡件。
具体实施方式：
39.下面结合各附图，对本发明做详细描述。
40.如图1和图2所示，一种刻蚀机反应腔的石英窗1的加工工艺，用于对石英窗1中间料进行加工，石英窗1中间料的上表面具有贯穿石英窗1 中间料的台阶孔2，台阶孔2具有台阶面3，石英窗1中间料的下表面为光滑的平直面4，其特征在于，刻蚀机反应腔的石英窗1的加工工艺包括对台阶面3进行加工的台阶面3加工步骤以及对平直面4进行加工的平直面4加工步骤；
41.台阶面3加工步骤包括：
42.对台阶孔2的孔壁进行火抛光；
43.通过金属刀具对台阶面3进行加工，铣平台阶面3；
44.将研磨液填充于台阶孔2，使研磨液没过台阶面3；以及
45.通过高密度纤维对台阶面3进行抛光；
46.平直面4加工步骤包括：
47.通过喷砂的方式对平直面4进行加工，增加平直面4的粗糙度；以及
48.将平直面4浸泡到氟化氢溶液中，通过氟化氢溶液去除平直面4上因喷砂形成的破碎层。
49.对台阶孔2进行火抛光，初步对台阶面3以及台阶面3与侧壁的棱边进行抛光，然后通过金属刀具磨平台阶面3，再采用高密度纤维毡片对台阶面3进行打磨，打磨到台阶面3的边缘时，消除台阶面3与侧壁的棱边的凸起，打磨过程加入研磨液，研磨液起到润滑和缓冲的作用；打磨结束后，通过对石英窗1的下底面喷砂，达到实现增加下底面粗糙度的目的；喷砂结束后，通过氟化氢溶液将喷砂对石英窗1底面造成的破碎层腐蚀掉；最后将加工完成的石英窗1清洗干净。
50.对台阶孔2的孔壁进行火抛光的操作方式为：将火焰抛光枪开启后靠近台阶孔2，通过火焰加热台阶孔2的孔壁。
51.火焰的外焰的温度最高，使用外焰进行抛光，有效提升抛光效率，同时节约能源。
52.火焰的外焰在台阶面3上以及贯穿台阶孔2的侧壁上以1cm/s的速度来回移动，火抛光的时长为1到2min。
53.操作火焰抛光枪缓慢移动，保障台阶孔2受热均匀；合适的火抛光时长保障台阶面3处的石英微微融化，重新凝结后形成相对光滑表面。
54.铣平台阶面3的操作方式为：通过面铣刀对台阶面3进磨平。
55.通过面铣刀对台阶面3进行初步磨平，操作方便，打磨效率高。
56.将研磨液填充于台阶孔2，使研磨液没过台阶面3的操作方式为：将石英窗1中间料
放置到打磨台上，打磨台的上表面平整，台阶孔2的下表面与打磨台的上表面紧密贴合后将研磨液注入台阶孔2中。
57.实际使用时，石英窗1的下表面与打磨台的上表面紧密贴合，石英窗 1的台阶孔2与打磨台的上表面形成一端密封的空腔，实现向空腔内注入研磨液。
58.通过高密度纤维对台阶面3进行抛光的操作方式为：将石英窗1中间料放置到打磨台上，将高密度纤维材料连接在打磨头上，打磨头与加工主轴相连，打磨头的直径小于台阶孔2的直径，通过打磨头对台阶面3进一步磨平。
59.实际打磨时，将打磨头伸入台阶孔2对台阶面3进行打磨。
60.高密度纤维毡片为羊毛毡，羊毛毡裁剪为与打磨头形状一致。
61.高密度纤维毡片选用羊毛毡，材料易于获取，成本低廉。
62.如图3所示，将遮挡件5套在石英窗1中间料上，遮挡件5具有穿孔，遮挡件5遮盖石英窗1中间料下表面的边缘区域，石英窗1石英窗1的下表面通过穿孔暴露，遮挡件5由硅胶制成。
63.硅胶材质柔软，易于套在石英窗1上。
64.采用金刚砂或石英砂对石英窗1中间料的下表面通过穿孔暴露的区域进行喷砂。
65.通过喷砂，使工件的表面获的一定粗糙度，同时工件表面的机械性能得到改善，也提高了工件的抗疲劳性。
66.氟化氢溶液的浓度为5％，石英窗1中间料喷砂完成后，石英窗1中间料的下表面在氟化氢溶液中浸泡12h，最后使用清水对石英窗1中间料进行冲刷清洗。
67.氟化氢溶液对石英的腐蚀效果好，达到节约成本的目的。
68.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。