一種等離子體反應(yīng)腔室用帶磁鐵環(huán)的直冷陰極襯套的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體工藝處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種等離子體反應(yīng)腔室用帶磁鐵環(huán)的直冷陰極襯套。
【背景技術(shù)】
[0002]等離子反應(yīng)腔室是半導(dǎo)體芯片加工的關(guān)鍵設(shè)備，用于處理半導(dǎo)體晶圓以制造集成電路，通常通過(guò)施加射頻場(chǎng)將反應(yīng)腔室內(nèi)的蝕刻氣體或沉積氣體激勵(lì)成等離子體狀態(tài)來(lái)使用真空處理室蝕刻和將材料化學(xué)氣相沉積在襯底上。在等離子刻蝕過(guò)程中，會(huì)生成大量的Cl基、F基等活性自由基，在對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行刻蝕時(shí)，也會(huì)對(duì)鋁和鋁合金制造的等離子反應(yīng)腔室的內(nèi)表面產(chǎn)生腐蝕作用，這種強(qiáng)烈的侵蝕產(chǎn)生了大量的顆粒，導(dǎo)致需要頻繁的維護(hù)生產(chǎn)設(shè)備。因此在生產(chǎn)過(guò)程中就需要保證等離子體最小的環(huán)境腐蝕性和最小化顆粒污染，需要一種能夠約束等離子體的裝置，防護(hù)等離子侵蝕，減少等離子體對(duì)反應(yīng)腔室的腐蝕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的要解決上述技術(shù)問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種等離子體反應(yīng)腔室用帶磁鐵環(huán)的直冷陰極襯套，包括襯套主體，其特征在于:所述的襯套主體為四段階梯軸結(jié)構(gòu)，階梯軸的軸心設(shè)置有通孔，襯套主體的左端第一段軸為大端，第一段軸左端面設(shè)置有數(shù)個(gè)繞圓周均布的水道接頭安裝槽，每個(gè)水道接頭安裝槽旁均設(shè)置有與襯套主體內(nèi)壁相通的冷卻水道，每個(gè)水道接頭安裝槽均連接有水道接頭，第一段軸右端面設(shè)置有密封圈安裝槽A，密封圈安裝槽A內(nèi)安裝有密封圈；襯套主體的大端向右依次設(shè)置有的第二段軸、第三段軸、第四段軸，其中第四段軸為小端，第二段軸與第四段軸外徑相同，第三段軸的外徑大于第二段軸的外徑且小于第一段軸的外徑，第三段軸的中部外圈設(shè)置有溝槽，溝槽中部設(shè)置有鋁圈，鋁圈的中部設(shè)置有凸臺(tái)，凸臺(tái)兩側(cè)與溝槽之間均設(shè)置有數(shù)個(gè)繞圓周均布的釹鐵硼永久磁鐵，凸臺(tái)及兩側(cè)釹鐵硼永久磁鐵的外圈設(shè)置有蓋板，蓋板由蓋板A和蓋板B拼合而成；所述的蓋板外徑等于襯套主體的第三段軸外徑；所述的水道接頭包括接頭主體，接頭主體為兩段階梯軸結(jié)構(gòu)，階梯軸的軸心設(shè)置有螺紋孔，螺紋孔內(nèi)固定有冷卻水管；接頭主體的左端為小端，接頭主體的左端面上設(shè)置有密封圈安裝槽B，密封圈安裝槽B內(nèi)安裝有密封圈。
[0005]所述的襯套主體采用高純度鋁合金的材質(zhì)，包括以下制作步驟，
(a)、使用直徑600mm的6061鋁合金切割；
(b)、擠壓成直徑300mm；
(C)、切割到最終尺寸；
(d)、熱處理；
(e)、微觀(guān)結(jié)構(gòu)檢測(cè)均勻度；
(f)、加工成型。
[0006]所述的釹鐵硼永久磁鐵包括以下制作步驟， (a)、釹鐵硼永久磁鐵通過(guò)電子束焊接，密封在溝槽內(nèi)，能有效防止生產(chǎn)過(guò)程中的腐蝕；
(b)、鋁圈凸臺(tái)的兩側(cè)與溝槽之間均設(shè)置有36個(gè)繞圓周均布的釹鐵硼永久磁鐵，釹鐵硼永久磁鐵在圓周方向?yàn)镹極和S極交替分布，鋁圈凸臺(tái)兩側(cè)的釹鐵硼永久磁鐵沿襯套主體軸向以相同極性排列；
(C)、釹鐵硼永久磁鐵的表面磁場(chǎng)約為5400 Gauss。
[0007]所述的冷卻水道包括以下制作步驟，
(a)、冷卻水道在襯套主體內(nèi)部，采用由深孔鉆加工，直徑為6_；
(b)、冷卻水道沿襯套主體徑向設(shè)置四條孔道首尾相接，用來(lái)冷卻襯套主體，使釹鐵硼永久磁鐵不因溫度升高而磁性降低；
(c )、冷卻水道的進(jìn)出水口使用電子束焊接。
[0008]所述的襯套主體、釹鐵硼永久磁鐵、蓋板安裝成直冷陰極襯套后，包括以下制作步驟，
(a )、直冷陰極襯套上所有工作表面進(jìn)行硬質(zhì)陽(yáng)極氧化處理；
(b)、直冷陰極襯套的內(nèi)壁噴涂Y203涂層，增強(qiáng)抗腐蝕能力。
[0009]本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，能有效地約束等離子體，減少了等離子體對(duì)反應(yīng)腔室的腐蝕，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，降低了設(shè)備的維護(hù)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是圖1的俯視圖。
[0012]圖3是圖2的A-A剖視圖。
[0013]圖4是本發(fā)明的襯套主體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖5是圖4的俯視圖。
[0015]圖6是圖5的B-B剖視圖。
[0016]圖7是本發(fā)明的鋁圈與釹鐵硼永久磁鐵安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖8是圖7的俯視圖。
[0018]圖9是圖8的C-C剖視圖。
[0019]圖10是本發(fā)明的蓋板安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖11是本發(fā)明的水道接頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖12是圖11的俯視圖。
[0022]圖13是圖12的D-D剖視圖。
[0023]圖中:1.襯套主體；2.釹鐵硼永久磁鐵；3.蓋板；4.水道接頭；101.冷卻水道；102.溝槽；103.密封圈安裝槽A ；104.水道接頭安裝槽；201.鋁圈；301.蓋板A ；302.蓋板B ；401.接頭主體；402.密封圈安裝槽B;403.螺紋孔。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限制:
一種等離子體反應(yīng)腔室用帶磁鐵環(huán)的直冷陰極襯套，包括襯套主體1，所述的襯套主體I為四段階梯軸結(jié)構(gòu)，階梯軸的軸心設(shè)置有通孔，襯套主體I的左端第一段軸為大端，第一段軸左端面設(shè)置有數(shù)個(gè)繞圓周均布的水道接頭安裝槽104，每個(gè)水道接頭安裝槽104旁均設(shè)置有與襯套主體I內(nèi)壁相通的冷卻水道101，每個(gè)水道接頭安裝槽104均連接有水道接頭4，第一段軸右端面設(shè)置有密封圈安裝槽A103，密封圈安裝槽A103內(nèi)安裝有密封圈；襯套主體I的大端向右依次設(shè)置有的第二段軸、第三段軸、第四段軸，其中第四段軸為小端，第二段軸與第四段軸外徑相同，第三段軸的外徑大于第二段軸的外徑且小于第一段軸的外徑，第三段軸的中部外圈設(shè)置有溝槽102，溝槽102中部設(shè)置有鋁圈201，鋁圈201的中部設(shè)置有凸臺(tái)，凸臺(tái)兩側(cè)與溝槽102之間均設(shè)置有數(shù)個(gè)繞圓周均布的釹鐵硼永久磁鐵2，凸臺(tái)及兩側(cè)釹鐵硼永久磁鐵2的外圈設(shè)置有蓋板3，蓋板3由蓋板A301和蓋板B302拼合而成；所述的蓋板3外徑等于襯套主體I的第三段軸外徑；所述的水道接頭4包括接頭主體401，接頭主體401為兩段階梯軸結(jié)構(gòu)，階梯軸的軸心設(shè)置有螺紋孔403，螺紋孔403內(nèi)固定有冷卻水管；接頭主體401的左端為小端，接頭主體401的左端面上設(shè)置有密封圈安裝槽B402，密封圈安裝槽B402內(nèi)安裝有密封圈；所述的襯套主體I采用高純度鋁合金的材質(zhì)，包括以下制作步驟，