ПУТО

Основным недостатком очистки пластин в смеси Каро является то, что данный технологический раствор не обеспечивает требуемого уровня чистоты поверхности по механическим загрязнениям. Поэтому для снижения количества светящихся точек, появляющихся на поверхности пластин, при обработке их в смеси Каро, данный технологический процесс интенсифицируется обычно введением барботажа в ванне с технологическим раствором, промывки пластин с помощью водяного душа и т. д.

К чистой поверхности кремниевых пластин предъявляются требования по минимальному содержанию различных загрязнений: органических, примесей металлов, механических частиц.

Основной целью является полное удаление органических и механических загрязнений, примесей с поверхности кремниевой пластины и сокращение времени обработки пластин.

11

3 ДВУХРОТОРНЫЕ НАСОСЫ РУУТСА

Для работы с большой быстротой действия при малых степенях сжатия удобны двухроторные вакуумные насосы с обкатываемыми профилями. Вращение роторов обеспечивается синхронизирующей передачей. Профили роторов в этих насосах таковы, что при взаимной обкатке они не соприкасаются. Они не нуждаются в смазке и обеспечивают безмасляную откачку. Двухроторные насосы имеют при тех же габаритах значительно большие быстроты действия, чем однороторные, так как из-за отсутствия трения между ротором и статором можно значительно увеличить их частоту вращения.

По способу сжатия газа двухроторные насосы можно разделить на насосы с внешним, частичным внутренним и внутренним сжатием. В насосах с внешним сжатием газ сжимается только в процессе нагнетания. К таким насосам относятся насосы Рутса, имеющие роторы с леминискатными профилями (рис. 3). За один оборот каждый из роторов дважды перебрасывает заштрихованный объем газа из области высокого вакуума в область предварительного разрежения. Роторы вращаются в разные стороны. Синхронность их вращения обеспечивается зубчатой передачей с передаточным числом, равным единице (обозначена на рисунке пунктиром).

Объем рабочей камеры насоса

Рис. 3 Схема двухроторного насоса (насос Рутса)

– площадь впадин в площади круга, описанного вокруг ротора. Умножая объем рабочей камеры насоса Vк на частоту вращения роторов n, можно определить геометрическую быстроту откачки насоса Sr .

Обратный поток газа в этих насосах определяется технологическими зазорами в роторном механизме:

12

Uз – проводимость зазоров в роторном механизме.

Значение коэффициента компрессии зависит от проводимости зазоров, возрастающей с повышением давления. В высоком вакууме для одной ступени К 50, а при атмосферном давлении 1,5. В многоступенчатом варианте они обеспечивают выхлоп газа на атмосферу. Для увеличения коэффициента компрессии роторы в насосах Рутса могут выполняться с тремя и более зубьями. При большом количестве зубьев насос Рутса превращается в шестеренчатый насос.

Зависимость быстроты действия от входного давления для двухроторного насоса, представленная на рис. 3.1 имеет характерный спад в области высоких давлений. Предельное давление этих насосов при наличии насоса предварительного разрежения равно 10-2 Па. При работе с ловушкой предельное давление составляет 10-3 Па. Наибольшее выпускное давление одноступенчатых насосов от 102 до 103 Па. Быстрота действия двухроторных насосов лежит в пределах от 5 до 5000 л/с.

Рис.3.1 Зависимость быстроты откачки двухроторного насоса от входного давления: 1-одноступенчатый, 2 - двухступенчатый, 3 - двухступенчатый с ловушкой

Удельные характеристики насоса 0,5..3 кг/(л/с) и 6..30 Вт/(л/с), причем меньшие значения удельной мощности имеют насосы с большой быстротой действия [1].

Работа объемных вакуумных насосов может сопровождаться проникновением паров рабочих жидкостей из насоса в откачиваемый объект; загрязнением насоса откачиваемыми веществами с высоким давлением насыщенных паров; потерей рабочей жидкости через выхлопной патрубок. Для ограничения этих явлений служит специальное сервисное оборудование, которым в случае необходимости снабжаются объемные насосы: ловушки, влагопоглотители, натекатели, конденсаторы, фильтры.

При высоких давлениях (более 100 Па) обратный поток паров рабочей жидкости задерживается встречным потоком откачиваемого газа и в применении защитных устройств не возникает необходимости. При более низких давлениях, когда длина свободного пути молекул газа становится

13

больше диаметра входного патрубка насоса, пары рабочей жидкости могут двигаться навстречу основному

потоку и проникать в откачиваемый объект. Для защиты откачиваемого объекта от паров рабочей жидкости используются ловушки - устройства для парциальной откачки паров рабочих жидкостей.

При откачке вакуумных систем с высокими значениями давления насыщенного пара при комнатной температуре возникает опасность загрязнения насоса откачиваемыми веществами. В этом случае насосы снабжаются газобалластным устройством, позволяющим снизить коэффициент компрессии откачиваемого пара в насосе и предотвратить его конденсацию в рабочей камере насоса. В пластинчатых насосах используется в качестве газобалластного устройства натекатель для подачи атмосферного воздуха в рабочую камеру

В корпусе насоса со стороны торцевой части ротора делается отверстие C в атмосферу, расположенное таким образом, что при вращении ротора оно открывается только во время сжатия в камере насоса. При всасывании торцевая часть ротора закрывает отверстие, предохраняя камеру от заполнения атмосферным воздухом. Для регулирования количества напускаемого балластного газа отверстие C соединяется с атмосферой через натекатель. Если натекатель закрыт, то насос работает в обычном режиме. Использование газобалластного устройства ухудшает предельное давление насоса из-за увеличения перетечек газа из камеры сжатия в камеру разрежения.

Для защиты от пылевых частиц на входе в насос можно устанавливать впускной фильтр из шерстяной ткани, который задерживает пылевые частицы размером более 10 мкм. Потеря рабочей жидкости через выхлопной патрубок уменьшается брызгоуловителями, устанавливаемыми в насосе. При откачке больших газовых потоков они могут оказаться неэффективными. В этом случае устанавливают фильтры для конденсации масляного тумана.

При откачке кислорода необходимо пользоваться негорючими маслами или другими невоспламеняющимися жидкостями, например фосфатными эфирами. Для радиационноопасных помещений разработаны масла, стойкие к радиации. Для откачки ценных и радиоактивных газов требуются насосы с герметичным уплотнением всех элементов на выходе из насоса. В таких конструкциях вакуумные уплотнения установлены в маслоналивном патрубке, сливных пробках, смотровом стекле, и корпус насоса проверяется на герметичность.

14

CПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

[1]Вакуумная техника: учебник для вузов / Л.Н. Розанов. 3-е издание, перераб. и доп. – М.: Высшая шк., 2007 – 391 с.

[2]Кластерные комплексы химической обработки пластин [Электронный ресурс]. – Электронные данные. Режим доступа: http://vniipm.ru/images/download_pdf/klaster-him-gp2.pdf

15