[发明专利]一种带磁铁环的直冷阴极衬套的焊接工艺

说明书

一种带磁铁环的直冷阴极衬套的焊接工艺，包括以下步骤：高纯度铝合金材质衬套主体和盖板的制造——永久磁铁圈的制造与安装——衬套主体与盖板之间的焊接；盖板套紧在衬套主体的端头上，衬套主体与盖板组装后焊缝齐平，并进行两次摩擦焊接,代替原先的电子束焊接,有效的提高的产品的焊接合格率,大大降低了成本,同时摩擦焊工艺焊接的直冷阴极衬套焊接效果好,使用寿命长,有效防止等离子体对磁铁环的侵蚀,减少等离子体对反应腔室的腐蚀,保证了半导体芯片生产的长期稳定。

技术领域

本发明涉及半导体工艺处理设备技术领域，特别涉及一种带磁铁环的直冷阴极衬套的焊接工艺。

背景技术

等离子反应腔室是半导体芯片加工的关键设备，用于处理半导体晶圆以制造集成电路，通常通过施加射频场将反应腔室内的蚀刻气体或沉积气体激励成等离子体状态来使用真空处理室蚀刻和将材料化学气相沉积在衬底上。在等离子刻蚀过程中，会生成大量的C1 基、F 基等活性自由基，在对半导体器件进行刻蚀时，也会对铝和铝合金制造的等离子反应腔室的内表面产生腐蚀作用，这种强烈的侵蚀产生了大量的颗粒，导致需要频繁的维护生产设备。因此在生产过程中就需要用带磁铁环的直冷阴极衬套约束等离子体，防护等离子侵蚀，减少等离子体对反应腔室的腐蚀,并且要保证磁铁环密封,与等离子体隔绝,目前的焊接方式容易受磁场影响,且焊接需要填焊片,合格率低,焊接成本高,直冷阴极衬套的使用寿命较短。

发明内容

本发明目的是提供一种带磁铁环的直冷阴极衬套的焊接工艺，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：一种带磁铁环的直冷阴极衬套的焊接工艺，其特征在于：包括以下步骤：高纯度铝合金材质衬套主体和盖板的制造——永久磁铁圈的制造与安装——衬套主体与盖板之间的焊接。

优选的：所述衬套主体的制造包括如下步骤，

（a）使用直径600mm的6061铝合金切割；

（b）挤压成直径300mm；

（c）切割到最终尺寸；

（d）热处理；

（e）微观结构检测均匀度；

（f）加工成型：所述衬套主体包括衬套基体；所述衬套基体的左端设置有法兰凸台；所述法兰凸台的右侧、在衬套基体的外圆上设置有卡紧凸台；所述卡紧凸台上从上往下依次设置有第一阶梯轴面和第二阶梯轴面；

所述盖板的制造包括如下步骤，

（a）所述盖板使用6061铝合金材料作为原料；

（b）加工成型：所述盖板包括从内向外设置的盖体基筒体和盖体密封筒体；所述盖体基筒体的内孔壁面与卡紧凸台右侧衬套基体的外圆壁面之间过盈配合；所述盖体密封筒体的左端面与第一阶梯轴面相配合。

优选的：所述永久磁铁圈的制造，所述永久磁铁圈包括“T”型截面的圆形固定金属圈；所述固定金属圈的内孔壁面与第二阶梯轴面的外壁面之间过盈配合；所述固定金属圈的两侧对称设置有长方形钕铁硼永久磁铁块；所述固定金属圈的单侧均匀设置有36个钕铁硼永久磁铁块；

所述永久磁铁圈的安装，所述永久磁铁圈通过固定金属圈套设在卡紧凸台的第二阶梯轴面上。

优选的：所述衬套主体与盖板之间的焊接步骤如下，

（a）盖板套紧在衬套主体右端头的外圆面上，确保盖体基筒体的右端面与衬套主体的右端面相互齐平，同时确保盖体密封筒体的上端面与卡紧凸台的上端面相互齐平；

（b）使用侧焊工装对衬套主体的侧面圆周进行摩擦焊，具体包括使用侧焊工装将组装好的直冷阴极衬套固定在数控分度头上、编写侧面圆周焊接程序、从指定位置开始进行焊接；