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無油機械真空泵又稱干泵, 這種泵無任何工作液。因此能保證被抽空間清潔, 對周圍環(huán)境沒有污染, 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)無油污染能保證陰極發(fā)射穩(wěn)定, 圖像清晰, 使用壽命長;鍍膜室內(nèi)無油, 能提高膜層性能, 增加膜層牢固度等。因此無油機械真空泵適用于真空電子行業(yè)。本文所介紹的無油機械真空泵均指直排大氣的泵。所謂無油是指在泵腔內(nèi)不使用油類和液體, 而傳動的齒輪和軸承還需要油類潤滑, 只是油蒸氣不允許進入泵的吸氣口。
無油機械真空泵的種類，無油機械真空泵的種類很多, 按泵的結(jié)構(gòu), 可分成接觸式和非接觸式兩大類。接觸式是指泵的運動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大幅度變化, 在接近大氣壓時比非接觸式壓縮比大。非接觸式是指泵的兩運動件之間或運動件與靜止件之間沒有任何接觸,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, 壓縮比很小, 因此需要多級組合抽氣。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, 通常可分成容積型和動量傳輸型兩大類, 每一類里還包括幾種不同形式的泵。
螺旋型無油機械真空泵，螺旋型無油機械真空泵比螺桿泵的轉(zhuǎn)子型線簡單, 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、多晶矽類的蝕刻、氧化膜的蝕刻等, 金屬類的蝕刻會產(chǎn)生大量反應(yīng)副產(chǎn)物, 對真空泵的負荷會很大。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的。在鈦的蝕刻中常使用氟化系氣體, 其特性類似于氯化系氣體。干蝕刻生產(chǎn)中多用到氟、氯、溴化物系等腐蝕性較強的氣體, 這些氣體與水結(jié)合變成強酸, 有強烈腐蝕性。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, 有機矽烷系統(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, 這時在排氣口應(yīng)加冷阱。利用PECVD 工藝制備絕緣膜時, TEOS 的反應(yīng)副產(chǎn)物以白色粉末狀通過真空泵, 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, 對真空泵有不良影響, 此時可利用降低真空泵溫度的方法解決。
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