半导体真空腔体静态密封和检漏的研究.pdf

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1、第３期（总第１９６期）机械工程与自动化Ｎｏ．３２０１６年６月ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＪｕｎ．文章编号：１６７２-６４１３（２０１６）０３-０１５５-０３半导体真空腔体静态密封和检漏的研究陈妙娟（中微半导体设备（上海）有限公司，上海２０１４０４）摘要：针对半导体真空腔体静态密封中存在的泄漏及高温时密封圈受损等密封性问题，重新对密封圈的选择和密封槽的设计计算进行了完善，并对完善后的真空腔体的密封性进行了一系列的检漏测试及探讨，从而证明了改善方案的可行性。关键词：半导体；真空腔体；静态密封；检漏中图分类号：ＴＢ７７４

2、文献标识码：Ｂ0引言所示。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，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，针对此，本文对如何获得真空腔体良好的静态密封性进行了一些研究。1半导体设备中真空腔体的密封１．１真空腔体材料的选择半导体设备中，真空腔体的材料通常选用图１矩形密封槽中密封圈的放置位置ＡＬ６０６１-Ｔ６，即经过Ｔ６热处理后的６０６１的铝合金材１．２．１密封圈的选择料。Ｔ６是通过固溶处理＋人工时效的一种热处理工原则上密封圈的选择应尽量选用

3、大尺寸，具体应艺过程，该工艺是解决材料的强度、塑性合理搭配和抗根据设备所能提供的空间决定。如在同一平面上同时腐蚀性能的关键，并能消除应力的产生。存在有两个或两个以上的密封圈时，应尽量选用同一真空腔体加工完成后密封面的粗糙度须保证在尺寸的密封圈，这样可以保证它们之间的压缩量一样，０．４μｍ以下才能获得良好的密封性。半导体制作过可使设计计算变得更简单些。密封圈除了通过尺寸确程中会使用多种对真空腔体存在腐蚀性的气体，为保定外，还应考虑它的材料、硬度、使用温度及耐腐蚀性护真空腔体不被工艺气体侵蚀，一般会在真空腔体的和使用时距离等离子体的远近及价格等。２-ｘｘ

4、ｘ系列真空密封区及所有的密封槽表面进行阳极化表面处Ｏ形圈结构如图２所示，密封圈尺寸见表１。理。经过阳极化表面处理后，其硬度、耐蚀性、耐磨性、绝缘性、耐热性等均有大幅度提高。实验证明经过阳极化表面处理的密封面在打磨成０．４μｍ的粗糙度后具有良好的密封性。图２２-ｘｘｘ系列Ｏ形圈结构１．２密封圈的选择及密封槽的设计１．２．２密封槽的设计密封圈与密封槽尺寸的合理匹配是延长密封圈寿密封槽的种类有多种，真空腔体上常用的有矩形命及实现无泄漏良好密封的必要保证。选择密封圈及槽和燕尾槽，燕尾槽分为单燕尾槽和双燕尾槽两种。设计密封槽时应注意大气侧及真空侧的具体位置，须

5、在密封槽上需留有拆卸密封圈的工具入口。保证密封圈放置于靠近真空侧的位置，以避免其受压对矩形槽来说，成本较低，制造加工较容易且计算变形而损坏。矩形密封槽中密封圈的放置位置如图１也相对简单，此密封槽设计时按密封圈不受拉伸来计收稿日期：２０１５-０９-１７；修订日期：２０１６-０４-２９作者简介：陈妙娟（１９７５-），女，海南文昌人，工程师，本科，主要从事机械设计工作。・１５６・机械工程与自动化２０１６年第３期算，故不需要考虑计算拉伸率，但密封圈只能安装于上考压缩率为２５％～３０％，A和B的值是由压缩率为方面位置，不适用于反向倒安装。矩形密封槽的结构２８％

6、和填充率为９０％的推荐值计算得出），其中，d为示意图如图３所示。其中，A＝１．２d，B＝０．７２d（参密封圈截面尺寸。表１密封圈的规格及尺寸型号内径截面直径内径截面直内径截面直径系列内径d１截面直径d２系列内径d１截面直径d２系列内径d１截面直径d２公差公差公差径公差公差公差编号ｍｍｍｍ编号ｍｍｍｍ编号ｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍ２-００１０．７４１．０２２－０１８１８．７７２－０３５５６．８７２-００２１．０７±０．１１．２７２－０１９２０．３５２－０３６６０．０５±０．４６±０．２３２-００３１．４２１．５２２－０２０２１．９５２－０３７６３

7、．２２２-００４１．７８２－０２１２３．５２２－０３８６６．４０２-００５２．５７２－０２２２５．１２２－０３９６９．５７±０．５１２-００６２．９０２－０２３２６．７０±０．２５２－０４０７２．７５２-００７３．６８２－０２４２８．３０２－０４１７５．９２２-００８４．４７２－０２５２９．８７２－０４２８２．２７±０．６１１．７８±０．０７６２２-００９５．２８±０．１３２－０２６３１．４７±０．２８１．７８±０．０７６２２－０４３８８．６２２-０１０６．０７２－０２７３３．０５２－０４４９４．９７１．７８±０．０７６２±０．６９２-０１１７．６５

8、２－０２８３４．６５２－０４５１０１．３２２-０１２９．２５２－０２９３７．８２±０．３３２－０４６１０７．