:半导体蚀刻工艺中使用的石英喷淋环(Shower Ring)直接暴露于等离子体中,由于晶圆尺寸不断增大以及电路线宽向20nm及以下微细化发展,对高精度、大尺寸石英部件的需求急剧增加。
突破大尺寸石英玻璃的高精度表面加工、孔加工、扩散焊接及表面高强化等核心技术。
大尺寸石英精密加工优化:
优化了毛坯表面粗糙度及内外径、台阶等机械加工(MCT)的进给率(Feed rate)等参数,表面조도(粗糙度)提升至 0.068um以下。
通过优化CNC车床及研磨时间,将表面平坦度控制在 0.004mm(优于目标值 le 0.01mm)。
改进了微孔(hole)加工刀具及路径,有效抑制了毛刺(chipping)现象,孔截面粗糙度显著改善。
石英/石英扩散焊接技术开发:
开发了不使用熔加剂、利用热量和压力的独家扩散焊接技术。
成功设计并制造了各向同性石墨焊接夹具及C/C(碳/碳复合材料)螺栓/螺母,解决了传统模具易破损的问题。
针对φ560mm大尺寸喷淋环,确立了最佳扩散焊接工艺:真空气氛、工艺温度1180℃、压力70kg·cm、保温时间50小时,使得接合界面蚀刻速率与石英母材相当,性能优于国外先进产品。
创新设计了分体式石英母材导向结构,成功抑制了扩散焊接过程中石墨杂质向接合界面内部渗透及热膨胀系数差异导致的裂纹。
残余应力与表面高强化:
围绕石英玻璃的退火点(约1150℃~1200℃)优化了热处理工艺,有效去除了加工与焊接产生的残余应力。