[发明专利]一种等离子刻蚀机用陶瓷介质窗加工方法

说明书

本发明公开了一种等离子刻蚀机用陶瓷介质窗加工方法，旨在解决陶瓷介质窗的加工效率低，生产成本高，烧结过程易变形的不足。该发明包括以下步骤：a、将陶瓷粉料装入冷等精压成型模具中；b、将装满陶瓷粉料的冷等精压成型模具放入冷等精压容器中，采用冷等静压缸对冷等静压成型模具加压，并保压；c、取出冷等精压成型模具，并脱模取出陶瓷介质窗生坯；d、对陶瓷介质窗生坯外轮廓进行磨削加工；e、将完成外轮廓磨削的陶瓷介质窗生坯放入烧结炉内进行烧结，烧结炉内设置支撑台，支撑台上设置若干支撑凸环，陶瓷介质窗生坯开口朝上支撑在支撑凸环上，烧结炉内装入烧结砂；f、烧结完成后取出烧结后的陶瓷介质窗。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷加工领域，更具体地说，它涉及一种等离子刻蚀机用陶瓷介质窗加工方法。

背景技术

目前，等离子刻蚀机设备主要包括预真空室、刻蚀腔、供气系统和真空系统四部分。刻蚀腔的主要组成部分有：等离子体耦合线圈、陶瓷介质窗、ICP射频单元、RF射频单元、下电极系统、温控系统等组成。其中陶瓷介质窗位于腔室和等离子体耦合线圈之间，既能密封真空又不影响等离子体穿过进入腔体。

半导体行业有着复杂的产业链，从上游到下游，有材料和设备、芯片设计、芯片制造、芯片产品封测等行业。在芯片的实际制造过程中，会因为不同的材料和工艺而有所差异，于是就需要用到光刻机和刻蚀机。其中，刻蚀作为半导体制造工艺，是微电子IC制造工艺以及微纳制造工艺中的一种相当重要的步骤，是与光刻相联系的图形化处理的一种主要工艺。刻蚀机是除光刻机以外最关键的设备。单价在200万美元左右，一个晶圆厂需要40-50台刻蚀机。因此，陶瓷介质窗在半导体行业市场上都有着巨大的需求。

陶瓷介质窗大多呈大尺寸半球形，传统制造工艺采用先烧结留有较多余量的陶瓷生胚材料，待材料烧结完成后精加工陶瓷介质窗尺寸特征，采用此种加工方法生产成本较高，生产效率低。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供了一种等离子刻蚀机用陶瓷介质窗加工方法，它能提高陶瓷介质窗的加工效率，降低生产成本，烧结过程不易变形。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种等离子刻蚀机用陶瓷介质窗加工方法，包括以下步骤：a、将陶瓷粉料装入冷等精压成型模具中；b、将装满陶瓷粉料的冷等精压成型模具放入冷等精压容器中，采用冷等静压缸对冷等静压成型模具加压，并保压；c、取出冷等精压成型模具，并脱模取出陶瓷介质窗生坯；d、对陶瓷介质窗生坯外轮廓进行磨削加工；e、将完成外轮廓磨削的陶瓷介质窗生坯放入烧结炉内进行烧结，烧结炉内设置支撑台，支撑台上设置若干支撑凸环，陶瓷介质窗生坯开口朝上支撑在支撑凸环上，烧结炉内装入烧结砂；f、烧结完成后取出烧结后的陶瓷介质窗。

采用冷等静压成型方式加工出陶瓷介质窗生坯，陶瓷介质窗生坯内轮廓直接成型到位，而对陶瓷介质窗生坯的外轮廓采用磨削加工。有利于提高加工效率。陶瓷介质窗生坯装入烧结炉进行烧结时，通过支撑台进行支撑，支撑凸环给陶瓷介质窗生坯提供支撑点，再加上烧结砂对陶瓷介质窗生坯的支撑，使陶瓷介质窗生坯烧结过程中不易发生大幅变形的现象。这种等离子刻蚀机用陶瓷介质窗加工方法能提高陶瓷介质窗的加工效率，降低生产成本，烧结过程不易变形。

作为优选，陶瓷介质窗呈半球壳状结构，陶瓷介质窗顶部设有凸环，步骤e中凸环支撑在烧结炉底部。

作为优选，支撑凸环上表面呈弧形曲面结构且与陶瓷介质窗外表面相适配，支撑台上设有和凸环适配的通孔，凸环置于通孔中，支撑台上相邻支撑凸环之间形成蓄热环槽。通孔方便了凸环的支撑，蓄热环腔便于烧结过程中的均匀受热。

作为优选，烧结炉包括台板、设置在台板上的一圈烧结壁，支撑台放置在台板上。烧结炉结构简单，烧结效果好。