CN108179261A - 一种薄壁气体分配器的热校平工艺 - Google Patents

一种薄壁气体分配器的热校平工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种薄壁气体分配器的热校平工艺，包括以下步骤：步骤一、薄壁气体分配器的加工和处理；步骤二、薄壁气体分配器与工装固定；步骤三、热处理；步骤四、检测；采用了新的工艺，结合工装夹具的配合，使得薄壁气体分配器在热处理时，处于固定状态，不但能够消除内应力，达到了校平的目的，而且保证了薄壁气体分配器的强度，保护了薄壁气体分配器的表面，保证了半导体工艺件沉积膜厚均匀。

Description

一种薄壁气体分配器的热校平工艺
技术领域
本发明涉及半导体工艺件处理反应器的气体分布装置中的气体分配器技术领域，具体而言，涉及一种用于向半导体工艺件传送气相化学物质，以便通过化学气相沉积原子层沉积或类似方法，在半导体工艺件表面沉积均匀的薄膜或薄层的薄壁气体分配器的热校平工艺。
背景技术
化学气相沉积原子层沉积是半导体工艺中制备薄膜器件的关键步骤，传统的化学气相沉积设备均包含一个化学物质气体分配器，参与反应的化学物质从气体分配器中溢出，最终进入反应区域沉积在半导体工艺件上；组分均匀、厚度均匀、界面陡峭是薄膜生长的基本要求，提高薄膜生长的均匀性是持续改进化学气相沉积设备的核心任务，改进气体分配器的加工工艺是提高均匀性的主要方法；气体分配器的结构中通常含有数百乃至数千个等直径的小孔，加工中各孔径的微小差异及零件的平面度平行度对沉积层厚度均匀性构成直接影响，有些差异甚至无法从尺寸度量上以区分；当今最新的测量技术采用气压差分比较法加以控制孔间差距，虽然从检测方面能对产品进行控制，但仍未解决生产环节中的难题，比如机械校平技术存在的缺陷，有压痕以及局部变形，平面度和平行度差导致的半导体工艺件沉积膜厚不均匀。
发明内容
本发明目的是提供一种薄壁气体分配器的热校平工艺，解决了以上技术问题。
为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本发明所采用的技术方案是：一种薄壁气体分配器的热校平工艺，其特征是：包括以下步骤：
步骤一、薄壁气体分配器的加工和处理；
步骤二、薄壁气体分配器与工装固定；
步骤三、热处理；
步骤四、检测。
作为优选的技术方案：所述的步骤一：所述的加工，按图纸要求对薄壁气体分配器进行机械加工，确保薄壁气体分配器的平面度和平行度都≤0.10mm，以及小孔的孔径均匀；所述的处理，对加工后的薄壁气体分配器进行打磨和清洗，去除机加工痕迹。
作为优选的技术方案：所述的步骤二：工装包括下底板和上盖板；所述的下底板和上盖板之间的通过螺栓连接。
作为优选的技术方案：所述的下底板的上表面与薄壁气体分配器的下表面贴合；所述的上盖板的下表面与薄壁气体分配器的上表面贴合。
作为优选的技术方案：所述的下底板的上表面和上盖板的下表面打磨成乱纹，去除机加工痕迹。
作为优选的技术方案：所述的步骤三：在热处理炉内，按每分钟5度的速度从室温升至330度，保温2小时后随炉冷却至室温。
作为优选的技术方案：所述的步骤四：将下底板和上盖板拆除，使用三坐标检测薄壁气体分配器的平面度和平行度是否都≤0.10mm。
本发明的有益效果是：一种薄壁气体分配器的热校平工艺，与传统工艺相比：采用了新的工艺，结合工装夹具的配合，使得薄壁气体分配器在热处理时，处于固定状态，不但能够消除内应力，达到了校平的目的，而且保证了薄壁气体分配器的强度，保护了薄壁气体分配器的表面，保证了半导体工艺件沉积膜厚均匀。
附图说明
图1为本发明三维爆炸示意图；
图2为本发明三维组装图；
在图中：1.薄壁气体分配器、2.小孔、3.下底板、4.上盖板、5.螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步描述；
在附图中：
一种薄壁气体分配器的热校平工艺，包括以下步骤：
步骤一、薄壁气体分配器1的加工和处理；所述的加工，按图纸要求对薄壁气体分配器1进行机械加工，确保薄壁气体分配器1的平面度和平行度都≤0.10mm，以及小孔2的孔径均匀；所述的处理，对加工后的薄壁气体分配器1进行打磨和清洗，去除机加工痕迹，保护了薄壁气体分配器的表面；
步骤二、薄壁气体分配器1与工装固定；工装包括下底板3和上盖板4；所述的下底板3和上盖板4之间的通过热溶胶和螺栓5连接；所述的下底板3的上表面与薄壁气体分配器1的下表面贴合；所述的上盖板4的下表面与薄壁气体分配器1的上表面贴合；所述的下底板3的上表面和上盖板4的下表面打磨成乱纹，去除机加工痕迹，保护了薄壁气体分配器的表面；
步骤三、热处理；在热处理炉内，按每分钟5度的速度从室温升至330度，保温2小时后随炉冷却至室温；
步骤四、检测；将下底板3和上盖板4拆除，使用三坐标检测薄壁气体分配器1的平面度和平行度是否都≤0.10mm。
薄壁气体分配器1为铝合金材料，淬火后内部存在很大的内应力，机械加工时残余应力会导致薄壁气体分配器1变形扭曲，采用了新的工艺，结合工装夹具的配合，加工时保证了薄壁气体分配器1处于固定状态，使用不锈钢工装将薄壁气体分配器1锁紧后加热到铝合金再结晶退火温度，可以达到去应力和校平的目的，同时也能保证薄壁气体分配器1的强度，而且不会损伤薄壁气体分配器1的表面，热校平的薄壁气体分配器1表面质量明显好于机械校平的表面质量。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的描述，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种薄壁气体分配器的热校平工艺，其特征是：包括以下步骤：
步骤一、薄壁气体分配器（1）的加工和处理；
步骤二、薄壁气体分配器（1）与工装固定；
步骤三、热处理；
步骤四、检测。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁气体分配器的热校平工艺，其特征是：所述的步骤一：所述的加工，按图纸要求对薄壁气体分配器（1）进行机械加工，确保薄壁气体分配器（1）的平面度和平行度都≤0.10mm，以及小孔（2）的孔径均匀；所述的处理，对加工后的薄壁气体分配器（1）进行打磨和清洗，去除机加工痕迹。
3.根据权利要求1所述的一种薄壁气体分配器的热校平工艺，其特征是：所述的步骤二：工装包括下底板（3）和上盖板（4）；所述的下底板（3）和上盖板（4）之间的通过螺栓（5）连接。
4.根据权利要求3所述的一种薄壁气体分配器的热校平工艺，其特征是：所述的下底板（3）的上表面与薄壁气体分配器（1）的下表面贴合；所述的上盖板（4）的下表面与薄壁气体分配器（1）的上表面贴合。
5.根据权利要求3所述的一种薄壁气体分配器的热校平工艺，其特征是：所述的下底板（3）的上表面和上盖板（4）的下表面打磨成乱纹，去除机加工痕迹。
6.根据权利要求1所述的一种薄壁气体分配器的热校平工艺，其特征是：所述的步骤三：在热处理炉内，按每分钟5度的速度从室温升至330度，保温2小时后随炉冷却至室温。
7.根据权利要求1所述的一种薄壁气体分配器的热校平工艺，其特征是：所述的步骤四：将下底板（3）和上盖板（4）拆除，使用三坐标检测薄壁气体分配器（1）的平面度和平行度是否都≤0.10mm。
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