一种带氧化钇涂层的高耐腐蚀性气体分配器的生产工艺

摘要

一种带氧化钇涂层的高耐腐蚀性气体分配器的生产工艺，加工步骤如下：a.留余量多次精加工来保证零件形位公差；b.通过可调节的膨胀销来定位，以保证小孔位置精度；c.通过随机钻孔来保证1009个气孔均匀性；d.机加工序与表面处理工序的合理安排，减少加工及表面处理难度；e.定制非标刀具来加工特定槽；f.出气面喷砂处理，粗糙度达到Ra5-7；g.零件整体覆盖氧化铝，膜厚0.05-0.07mm；h.出气面喷涂氧化钇，粗糙度达到Ra6-8。本发明解决了铝合金材质的气体分配器因阳极氧化处理孔位置度,均匀性难以保证的加工等难题。确保了加工后的产品具有很高的化学稳定性和较高的硬度，防腐、耐磨、绝缘等性能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于硅片化学气相沉积工艺中气体分布装置里的核心部件——气体分配器的生产工艺。

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，其主要原理是，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。

 

发明内容

针对上述问题提出一种带氧化钇涂层的高耐腐蚀性气体分配器的生产工艺，以解决铝合金材质的气体分配器因阳极氧化处理孔位置度,均匀性难以保证的加工等难题。

一种带氧化钇涂层的高耐腐蚀性气体分配器的生产工艺，其特征在于：对需加工的零件，根据设计图纸，加工步骤如下：

a.留余量多次精加工来保证零件形位公差；

b.通过可调节的膨胀销来定位，以保证小孔位置精度；

c.通过随机钻孔来保证1009个气孔均匀性；

d.机加工序与表面处理工序的合理安排，减少加工及表面处理难度；

e.定制非标刀具来加工特定槽；

f.出气面喷砂处理，粗糙度达到Ra5-7；

g.零件整体覆盖氧化铝，膜厚0.05-0.07mm；

h.出气面喷涂氧化钇，粗糙度达到Ra6-8;

所述的步骤a.根据零件本身特征，制定多步骤开粗工艺；先将厚度尺寸留量加工，平行度、平面度达到0.05mm以内；然后将厚度方向两个面的凹槽留余量开粗，最后将零件厚度再次进行精加工，确保平面度、平行度达到0.02以内；

所述的步骤b.此零件有1009个气孔，因台阶状，分两次加工来满足，为保证精度，采用膨胀式定位销来定位；

所述的步骤c.零件上1009个气孔，采用随机性的加工，保证零件局部区域内的气流通过率无限接近；

所述的步骤d.外表面需要在喷砂后进行氧化处理；先将零件外轮廓留量加工出，待零件整体加工后，将氧化层使用机加工的方法去除，以减少表面处理工序；

所述的步骤e.由于O-ring槽需要绝佳的密封性，而且有其特殊的燕尾状结构,根据其使用要求及特殊结构设计出专用刀具, 保证底面的粗糙度，以达到零件的密封要求；

所述的步骤f.喷砂前将零件脱脂处理，保持干燥，不需要喷砂的区域进行保护措施，喷砂时用压缩空气需要进行脱脂和除水，选用#42白钢玉砂，将空气压力调至恰当的压力值，打开空气泵，将喷砂面向上放入喷砂室，喷嘴与零件表面呈45°角进行喷射，粗糙度达到Ra5-7； 

所述的步骤g.零件整体氧化前脱脂清洗，吹干，对非氧化区域进行保护；然后挂装，确保挂具连接牢靠；根据电镀单调配好电源及溶液浓度，然后将零件放入电镀槽内进行化学浸蚀，氧化膜厚度达到0.05-0.07mm；

所述的步骤h.出气面喷涂氧化钇前进行脱脂清洗，保护，挂装，喷嘴呈45°斜角对零件进行喷涂，直至粗糙度达到Ra6-8。

 

本发明解决了铝合金材质的气体分配器因阳极氧化处理孔位置度,均匀性难以保证的加工等难题。确保了加工后的产品具有很高的化学稳定性和较高的硬度，防腐、耐磨、绝缘等性能。

附图说明

图1是本发明加工零件结构示意图；

图2是图1A-A方向剖视图；

图3是图2B处放大图；

图4是图3C处放大图，燕尾状结构；

图5是图2D处放大图，1009个气孔；

1.  、2、3、4.为出气面，

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明；

一种带氧化钇涂层的高耐腐蚀性气体分配器的生产工艺，其特征在于：对需加工的零件，根据设计图纸，加工步骤如下：

a.留余量多次精加工来保证零件形位公差；

b.通过可调节的膨胀销来定位，以保证小孔位置精度；

c.通过随机钻孔来保证1009个气孔均匀性；

d.机加工序与表面处理工序的合理安排，减少加工及表面处理难度；

e.使用定制非标刀具来加工特定特征，如O-ring槽；

f.出气面喷砂处理，粗糙度达到Ra5-7；

g.零件整体覆盖氧化铝，膜厚0.05-0.07mm；

h.出气面喷涂氧化钇，粗糙度达到Ra6-8;

所述步骤a.根据零件本身特征，制定多步骤开粗工艺；先将厚度尺寸留量加工出，平行度、平面度达到0.05mm以内；然后将厚度方向两个面的凹槽特征留余量开粗，此步骤将零件本身内应力及加工应力全部体现出来，最后将零件厚度再次进行精加工，平面度、平行度达到0.02以内；

所述步骤b.此零件1009个气孔，见图2及图5D处视图，因其为台阶状，需要分两次加工来满足，所以需要定位准确，但由于紧配合虽利于保证精度，可是不利于拆卸及装夹，因此使用此种膨胀式定位销来保证；

所述步骤c.零件上1009个气孔按顺序加工，由于钻头的磨损导致气孔孔径由大到小密集性的集中，导致气体分布不均匀，因此将加工顺序打乱，随机性的加工，保证零件局部区域内的气流通过率无限接近；

所述步骤d.外表面需要在喷砂后进行氧化处理，因此先将零件外轮廓留量加工出，待零件整体加工后，将氧化层使用机加工的方法去除，以减少表面处理工序；

所述步骤e.由于O-ring槽需要绝佳的密封性，而且有其特殊的燕尾状结构,根据其使用要求及特殊结构设计出专用刀具, 保证了底面的粗糙度，以达到零件的密封要求；

所述步骤f.出气面为标记①②③④处，喷砂前将零件脱脂处理，保持干燥，不需要喷砂的区域进行保护措施，喷砂时用压缩空气需要进行脱脂和除水，选用#42白钢玉砂，将空气压力调至恰当的压力值，打开空气泵，将喷砂面向上放入喷砂室，喷嘴与零件表面呈45°角进行喷射，粗糙度达到Ra5-7； 

所述步骤g.零件整体氧化前脱脂清洗，吹干，对非氧化区域进行保护；然后挂装，确保挂具连接牢靠；根据电镀单调配好电源及溶液浓度，然后将零件放入电镀槽内进行化学浸蚀，氧化膜厚度达到0.05-0.07mm；此氧化膜具有很高的化学稳定性和较高的硬度，防腐、耐磨、绝缘；

所述步骤h.出气面喷涂氧化钇前进行脱脂清洗，保护，挂装，喷嘴呈45°斜角对零件进行喷涂，直至粗糙度达到Ra6-8；该涂层可获得更高的耐磨性、防腐性及绝缘性。