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無(wú)油機(jī)械真空泵又稱干泵, 這種泵無(wú)任何工作液。因此能保證被抽空間清潔, 對(duì)周?chē)h(huán)境沒(méi)有污染, 有人稱之為“綠色” 真空泵。使用它可以提高產(chǎn)品質(zhì)量。例如, 顯像管內(nèi)無(wú)油污染能保證陰極發(fā)射穩(wěn)定, 圖像清晰, 使用壽命長(zhǎng);鍍膜室內(nèi)無(wú)油, 能提高膜層性能, 增加膜層牢固度等。因此無(wú)油機(jī)械真空泵適用于真空電子行業(yè)。本文所介紹的無(wú)油機(jī)械真空泵均指直排大氣的泵。所謂無(wú)油是指在泵腔內(nèi)不使用油類(lèi)和液體, 而傳動(dòng)的齒輪和軸承還需要油類(lèi)潤(rùn)滑, 只是油蒸氣不允許進(jìn)入泵的吸氣口。
無(wú)油機(jī)械真空泵的種類(lèi)，無(wú)油機(jī)械真空泵的種類(lèi)很多, 按泵的結(jié)構(gòu), 可分成接觸式和非接觸式兩大類(lèi)。接觸式是指泵的運(yùn)動(dòng)件與靜止件之間有接觸、摩擦, 如旋片泵、活塞泵等,其zui大壓縮比隨壓力大小無(wú)大幅度變化, 在接近大氣壓時(shí)比非接觸式壓縮比大。非接觸式是指泵的兩運(yùn)動(dòng)件之間或運(yùn)動(dòng)件與靜止件之間沒(méi)有任何接觸,轉(zhuǎn)子需要高速旋轉(zhuǎn), 如羅茨泵、爪型泵、螺旋型泵等,其zui大壓縮比隨壓力變化而變化, 接近大氣壓狀態(tài)時(shí), 壓縮比很小, 因此需要多級(jí)組合抽氣。比較科學(xué)的方法應(yīng)該是按泵的工作原理劃分泵的種類(lèi), 通?？煞殖扇莘e型和動(dòng)量傳輸型兩大類(lèi), 每一類(lèi)里還包括幾種不同形式的泵。
螺旋型無(wú)油機(jī)械真空泵，螺旋型無(wú)油機(jī)械真空泵比螺桿泵的轉(zhuǎn)子型線簡(jiǎn)單, 一般為單頭矩形螺旋線, 可采用等螺距或變螺距的轉(zhuǎn)子。這種泵有立式和臥式兩種結(jié)構(gòu), 抽氣原理是相同的。被抽氣體從泵口進(jìn)入泵腔, 在泵腔內(nèi)被高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子壓縮, 矩形斷面的轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與泵腔之間形成螺旋密封, 間隙小, 泄漏少, 可得到較高的壓縮比。由于它的螺旋圈數(shù)多, 比螺桿型無(wú)油泵壓縮比高, 可從大氣壓抽到0.1 Pa 。其抽速與轉(zhuǎn)子直徑、螺旋倒角和轉(zhuǎn)速有關(guān), 一般比螺桿泵抽速小。干蝕刻工藝中的應(yīng)用，蝕刻工藝可分為鋁質(zhì)金屬蝕刻、多晶矽類(lèi)的蝕刻、氧化膜的蝕刻等, 金屬類(lèi)的蝕刻會(huì)產(chǎn)生大量反應(yīng)副產(chǎn)物, 對(duì)真空泵的負(fù)荷會(huì)很大。多晶矽膜、氧化矽膜等的蝕刻使用CF4 , HBr ,SF6 等氣體, 反應(yīng)副產(chǎn)物較少, 升華溫度較低, 可以氣態(tài)形式排出泵外。鋁質(zhì)金屬的蝕刻則使用三氯化硼等氯化氣體, 會(huì)產(chǎn)生大量的四氯化鋁, 升華溫度高, 很容易附著在溫度低的部位, 未發(fā)生反應(yīng)的氣體又多半屬于腐蝕性較強(qiáng)的。在鈦的蝕刻中常使用氟化系氣體, 其特性類(lèi)似于氯化系氣體。干蝕刻生產(chǎn)中多用到氟、氯、溴化物系等腐蝕性較強(qiáng)的氣體, 這些氣體與水結(jié)合變成強(qiáng)酸, 有強(qiáng)烈腐蝕性。因此, 要求泵和管道材料具有高度耐腐蝕性能。
CVD工藝中的應(yīng)用，利用LPCVD 工藝制備絕緣膜或半導(dǎo)體膜時(shí), 有機(jī)矽烷系統(tǒng)(TEOS)原料呈液體狀態(tài), TEOS 與反應(yīng)副產(chǎn)物混合, 形成凝膠狀而堵塞真空泵排氣口, 這時(shí)在排氣口應(yīng)加冷阱。利用PECVD 工藝制備絕緣膜時(shí), TEOS 的反應(yīng)副產(chǎn)物以白色粉末狀通過(guò)真空泵, 因此應(yīng)選用非接觸型真空泵。清洗氣體使用NF3 ,C2F6 , ClF3 等與上述反應(yīng)副產(chǎn)物結(jié)合, 再形成另一種副產(chǎn)物, 對(duì)真空泵有不良影響, 此時(shí)可利用降低真空泵溫度的方法解決。
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