Панфилов Ю.В. и др. - Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы (1053470), страница 28
Текст из файла (страница 28)
В корпусе насоса !4 размещена крнопанель !О, изготовленная из меди н являющаяся откачивающим элементом насоса. Криопанель 10 имеет хороший тепловой контакт со второй ступенью машины. Для снижения теплопрнтока крнопанели 1О со стороны теплых стенок насоса и откачиваемого объема предусмотрен жалюзяйный экран 8, который имеет хороший тепловой контакт с 133 Таолнца 6.3 Начальное вли вы- пусквав дввввввв рв»ч, П Быстрота действия З Ю», мЧ» в Прел»львов дввлвввв р', Пв дввпввов рвач»эх двьчввий7р, Пв р' ввд и марка в»сочв 20...40 3!Π— в 5 10 »...5.!Π— в 15...300 00 Диффузионные паромасляиые Н-О,!5С, Н-1С-2 Н-27-3 Н-40Т Турбомолекулярные ТМН 100-5000, ТВН 200-1 500 Адсорбционные насосы н агрегаты ЦВН-0,1-2, ЦВН-1,5-3, ЦВА-1-2 Сублимационные и геттерпоионные АВТО-2М, ГИН0,5М1, ГИН-5 Магниторазрядные НМД-01, НМД-1, НОРД 10-250 Криогенные !Π— в...10 !00...0,05 10 100...5000 500 10 20 10 1Π— тв 450...
10 000 6...1-00 500... 40 000 1О в...10 5 10 ! 10-т» 1 !0-»...5 1О 10 -».,!0 — тв 134 135 Рнс. 6.5. Конденсационпый насос со встроенным криогенератором первой ступенью машины 15, Температура экрана 8 поддерживается на уровне — 73 ... — 183'С (90 .. !00 К). В картере 3 размещены компрессорный поршень 6 и шатуны привода, насаженные на эксцентрнковые втулки 2 и 4 вала 1 встроенного электродвигателя 17. Картер 3 криогенератора через клапан 5 заполняется газообразным гелием под давлением около 20 !Оь Па. Крногенератар работает следующим образом.
Газ, сжатый компрессорным поршнем 6 до давления около 40 10' Па, поступает в водяной холодильник 16, где отводится теплота сжатия. Затем газ по каналу 7 проходит через сет. чатый генератор 13, расположенный в вытесннтеле. Часть газа поступает в па. лость расширения 12 первой ступени, а другая часть, пройдя генератор !1, поступает в полость расширения 9 второй ступени. П рн движении вытеснителя вниз происходит расширение газа в обеих ступенях и его охлаждение.
В описываемой конструкции хладопронзводительность первой ступени составляет примерно !О Вт при значении темпе ат" р ры — 173'С (! 00 К), а во второй ступени примерна 4 Вт при — 248'С (25 К). При площади криопанели 0,05 м' насос обладает быстротой действия около 1,1 мв/с при давлении !0 — ' Па. Конденсацнонные насосы нашли применение а установках для нанесения тонких пленок в вакуумных печах отжнга. Одним нэ главных недостатков этих насосов, использующих встроенные криогенераторы, является пока еще малый срок непрерывной работы, составляющий около 1000 ч.
В табл. 6.3 приведены характеристики основных типов высоковак умных у насосов, применяемых в оборудовании для производства ИС. 6.2. ЭЛЕМЕНТЫ ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ Вакуумное оборудование для производства ИС включает в себя элементы систем получения вакуума и элементы рабочих, технологических каыер. Для управления процессом получении и поддержания вакуума предназначена запарка-регулирующая аппаратура: затворы, клапаны, натекатели.
Чтобы улучшить состав остаточной среды в рабочих камерах, используются вакуумные ловушки. Для выполнения многих ацераций технологического процесса изготовления ИС предназначены такие элементы вакуумных систем, как вводы движения н электрические вводы, наблюдение за ходом, например, ионного трав- С е в ленин илн осаждения тонких пленок осуществляется через вакуумные о н .
к а. уществует много различных типов, конструктивных модификаций элементов вакуумных систем. Развитие их происходит с повышением требований к герметичности, надежности, эстетике и т. д. Предпосылками появления новых элементов вакуумных систем являются создание новых конструкционных и, в чйстнастн, уплотнительных материалов, принципиальна яовых конструктивных решений, новых методов обработки материалов и т. д.
П ос р леднм на примере устройств ввода движения в вакуум процесс развития одного из наиболее ответственных элементов вакуумных систем. Ввод движения в вакуум — это специальные устройства, предназначенные для передачи движения в вакуумные камеры технологичсскнх установок, С нх помощью передается вращение каруселям и барабанам, несущим обрабатывае- мые подложки, возвратно-поступательное перемещение каретками н координатным столам, качательное двяженне мишеням н заслонкам и т.
д. От вводов движения зависит чистота технологической среды, плавность н точность переМегценнй внутрнкамерных устройств н механизмов, производительность технологического оборудовании. К вводам движении предъявляется ряд требований, многие нз которых противоречат друг другу, например, требование высокой герметичности часто вызывает повышение усилий сопротивления н уменьшение надежности. Существующие конструкции вводов движения в вакуум различаются по способу передачи движения, виду герметнзирующнх элементов, применяемым материалам н т. д.
На рис. 6.6. показана диалектическая спираль развития вводов движения в вакуум. Простейшие вводы движения пришли в вакуумную технику нз гидравлики н сформнровалнсь в виде вводов с пластичны)чн набивками и упругими уплотнениями сальниковаго типа, обильно смазываемымн вакуумными масламн (рнс.
6.6,а). Такие вводы имеют простую конструкцию н могут передавать практически любые усилия, зависящие лишь от прочности вала илн штока 1. Онн очень широко используются в технологическом оборудовании. Однако зтн вводы ие допускают болыпнх скоростей скольжения нз-за недостаточной термостойкостн резиновых уплогннтельных элементов 2. Кроме того, необходимость в герметнзнрующей н охлаждающей сыазке, накопленной в сальнике 3, не отвечает требованиям вакуумного оборудования по безмасляностн вакуума. Естественным желанием разработчиков вакуумного оборудования было избежать непосредственного контакта уплотннтельного элемента с валом нлн штоком.
Так, сначала появнлнсь вводы с вч33дкостным уплотнением (рнс. 6.6,б), капнллярного, снфонного, струйного типов, а затем вводы с газообразным уплотнением (рнс. 6.6,в). В качестве уплотннтельного эле)кента в жидкостных вводах применили ртуть нлн жидкий металл в виде сплава галлия, индия н олова, сохраняющего жидкое состояние при значении температуры 5'С (278 К) н более.
Сушественныд недостатком таких вводов, сузнвшим область нх применения, является необходимость вертикального расположения вала, связанная с возможностью вытекання жидкого уплотннтельного элемента 4. Заманчива было вообще отказаться от уплотннтельных элементов, даже в виде жидкой среды. Так появнлнсь передачи движения в вакуум с газообразным уплотнением (рнс.
6.6,в) эжекторнога, днффузнонно-щелевого, молекулярного типов. Герметизация зазоров 5 в ннх осуществляется за счет создания небольшого перепада давлений на этих зазорах благодаря откачке полостей в корпусе ввода через штуцеры 6, соединенные с вакуумными насосамн. Такие вводы позволяют передавать практически любые скорости н усилия, прн нескольких ступенях герметизации с давлениями р3, рь ,р„ вводы могут передавать движение в высокий вакуум, Ограничивает применение таких вводов требование высокой точности изготовления н сборки деталей, необходимость в средствах откачки для каждой из его полостей, что создает неудобства при зксплуатацнн.
Прн прекращении откачки полостей происходит мгновенная разгермепизацня вакуумного объема. М ь и 33 и Ф м Ч3 М О3 ы Ф о о Ф Ф и и 33 3Ь 3Ь и Е3 О Параллельно с совершенствованием вводов движения в вакуум с контактиым, жидкостным и газообразным уплотнением появились конструкции цельно!четаллических вводов: с сильфониой герметизацией (рис.
6.6,г) и электрамагяитиых (рис. 6.6,д). Податливость стального сильфона 7 позволила создать вводм вращательного и ограниченного поступательного и качательиого движений. Выдерживать перепад атмосферного давления позволили прочностные свойства сильфоиа; для всех газов, за исключением водорода, стенка сильфоиа оказалась абсолютно непроницаемой. Движение в сильфоииом вводе передается за счет колебательного, прецессионного перемещения промежуточной втулки, посаженной на входной и выходной валы и герметично соединенной с сильфояом 7. Привлекательна по своей простоте конструкция электромагнитного ввода (рис.
6.6,д), который по существу представляет собой электродвигатель с ротором 8 и статором 10, разделенными тонкостенным герметичиыч стаканом 9, выполненным из немагнитиого материала. Довольно долгое время представленные типы вводов движения удовлетворяли все потребности вакуумного оборудования в передачах движения.
Происходило иакоплеиие разнообразных конструкций внутри этих типов механизмов. Это создало предпосылки для появления «старых» типов вводов в новом качестве, т. е. выхода иа следующий виток спирали развития механизмов данного класса (штриховые линии иа рис. 6.6 означают такие качественные переходы). Требования авто)гатизации вакуумного технологического оборудования заставили искать более надежные конструкции вводов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
