[发明专利]一种超高真空腔体的研磨工艺

说明书

本发明公开了一种超高真空腔体的研磨工艺，包括预清洗、一次电解抛光、二次电解抛光、二次高压清洗、中和处理和三次高压清洗，为了进一步提高超高真空腔体的表面美观效果，还包括后续的对腔体密封面的精细研磨工序、四次高压清洗和干燥，经处理后的超高真空腔体结构面粗糙度能达到Ra 0.8～1.5的范围，有效减少表面波纹，且纹理朝向和线条粗细均一致，杂质释放气体量少，提高了超高真空腔体构件的表面质量，有效保证了超高真空腔体构件结构面的密封性。

技术领域

本发明涉及真空腔体表面处理工艺技术领域，具体涉及一种超高真空腔体的研磨工艺。

背景技术

在半导体系统设备中，为满足半导体制造工艺所需要的特定压强条件，该系统必须满足良好的密封性。其中，超高真空腔体是半导体系统设备中一个很重要的部件，它的密封性良好与否对系统是否满足所需条件起关键性作用。超高真空腔体结构面的粗糙度、洁净度是影响超高真空腔体密封性能的关键指标，而超高真空腔体的表面研磨工艺与超高真空腔体结构面的密封性能直接相关。

对超高真空腔体结构面密封性能的控制和优化旨在满足超高真空腔体对超高真空度的严格要求，其中对超高真空腔体结构面进行研磨工艺的优化，以减少超高真空腔体表面杂质的残留，是实现超高真空腔体结构面密封性能的主要技术手段，因为在高真空环境下，杂质及污垢会气化为气体分子，从而会一定程度的降低真空腔体的真空度，所以超高真空腔体结构面的光洁度越高，超高真空腔体的真空度越好。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种超高真空腔体的研磨工艺，经处理后超高真空腔体的粗糙度能达到Ra 0.8~1.5的范围，有效减少了腔体密封面的表面波纹，且纹理朝向和线条粗细均一致，杂质释放气体量少，提高了超高真空腔体构件的表面质量，有效保证了超高真空腔体构件结构面的密封性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种超高真空腔体的研磨工艺，超高真空腔体所用材质为SUS304不锈钢，包括如下操作步骤：

S1：预清洗，首先采用水溶性碱性清洁剂对真空腔体的密封面进行擦洗，然后采用一定压力的自来水对真空腔体的密封面进行一次高压清洗，并干燥；

S2：一次电解抛光，一次电解抛光工序中采用硫酸和磷酸的混合液作为一次电解液，电解温度为50~80 ℃，电解时间为0.5~2 min，其中硫酸的密度为1.80 g/mL、磷酸的密度为1.84 g/mL，硫酸和磷酸的体积比为1∶2~2.5；

S3：二次电解抛光，二次电解抛光工序中采用硝酸、硫酸和磷酸的混合液作为二次电解液，电解温度为60~90 ℃，电解时间为1~5 min，其中硝酸的密度为1.50 g/mL、硫酸的密度为1.80 g/mL、磷酸的密度为1.84 g/mL，硝酸、硫酸和磷酸的体积比为0.8~1.0∶1∶2~2.5；

S4：二次高压清洗，采用一定压力的自来水对真空腔体的密封面进行二次高压清洗；

S5：中和处理，采用一定质量分数的碳酸钠水溶液对真空腔体的密封面进行中和处理；

S6：三次高压清洗和干燥，采用一定压力的纯水对真空腔体的密封面进行三次高压清洗，并干燥。

本发明研磨工艺首先对超高真空腔体结构面表面采用碱性清洁剂进行清洗，有效去除了腔体表面的油性污渍，保证了后续一次电解抛光工序的工作效率和电解液的使用寿命；一次电解抛光工序对超高真空腔体结构面进行初步抛光，去除了超高真空腔体结构面的焊接飞溅渣滓、夹渣、表面氧化膜，二次电解抛光工序对超高真空腔体结构面进一步抛光，有效减少了真空腔体结构面的表面波纹，同时保证了超高真空腔体结构面的光洁度，提高了超高真空腔体结构面的密封性；中和处理工序有效消除了两次电解抛光工序残留至超高真空腔体结构面的电解液对超高真空腔体结构面的腐蚀作用；三次高压清洗采用纯水，有效清洗掉超高真空腔体结构面残留的碳酸钠溶液，保证了超高真空腔体结构面的洁净度；干燥工序保证了超高真空腔体成品的干燥性能。