Исследование и разработка комплекса безмасляных средств форвакуумной откачки для оборудования высоких вакуумных технологий электронной техники

• Автор: Ануфриева, Ирина Викторовна
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 166 с. : ил.

Введение
Глава 1. Формирование остаточной газовой среды в современном оборудовании высоких вакуумных технологий И
1.1.Технологические требования к составу остаточной газовой среды базовых технологических процессов электронной техники И
1.2. Методы создания оптимальных вакуумных систем оборудования базовых технологий электронной техники
1.3. Пути развития безмасляных форвакуумных насосов в отечественной и мировой практике
Выводы
Глава 2. Создание безмасляных форвакуумных насосов на основе высокочувствительных сварных сильфонов и мембран
2.1. Опыт использования сильфонов в качестве герметичной рабочей полости переменного объема
2.2. Анализ функциональных схем двухступенчатых безмасляных форвакуумных насосов на основе высокочувствительных мембран и сильфонов

2.2.1. Мембранные форвакуумные насосы

2.2.2. Сильфоннопоршневые двух и трехступенчатые насосы

2.2.3. Сильфонные насосы линейной и коаксиальной структуры
2.3. Анализ конструкций сильфоннопоршневых и сильфонных двухступенчатых безмасляных форвакуумных насосов
2.3.1. Сильфоннопоршневые двухступенчатые насосы
2.3.2. Двухступенчатые сильфонные форвакуумные насосы линейной и коаксиальной стоуктуоы
2.4. Особенности расчета быстроты действия сильфоннопоршневых и силыЬонных лвухкамеоных насосов
Выводы
Глава 3. Метод расчета проводимости элементов вакуумной системы произвольной формы
3.1. Общие положения
3.2. Алгоритм метода пробной частицы
3.3. Исследования процессов столкновения молекул между собой и с поверхностями элементов вакуумной системы
3.4. Расчет проводимости канала сложной формы с изменяющимися геометрическими размерами
Выводы
Глава 4. Теоретические исследования откачных характеристик двухступенчатых форвакуумных насосов на основе сварных высокочувствительных складывающихся сильфонов
4.1. Анализ геометрических параметров сильфонов, образующих рабочую полость переменного объема форвакуумных насосов
4.2. Анализ геометрических параметров второй ступени сильфоннопоршневых насосов
4.3. Исследования откачных характеристик параметрического ряда двухступенчатых сильфоннопоршневых и сильфонных двухкамерных форвакуумных насосов
Выводы
Глава 5. Экспериментальные исследования основных эксплуатационных характеристик безмасляных форвакуумных насосов на основе сварных высокочувствительных складывающихся сильфонов и перспективы развития
5.1. Цели и задачи экспериментальных исследований
5.2. Экспериментальное исследование откачных характеристик сильфоннопоршневых и сильфонных форвакуумных насосов
5.2.1. Методика экспериментальных исследований
5.3. Экспериментальное исследование структуры покрытия и характера износа контактной поверхности поршня второй ступени сильфоннопоршневого насоса методом сканирующей зондовой микроскопии
5.3.1. Обоснование метода исследований
5.4. Экспериментальная оценка ресурса сильфонных камер форвакуумных насосов с использованием метода рентгеновской дифрактометрии
5.4.1. Экспериментальная установка
5.4.2. Методика экспериментальных исследований
5.4.3. Расчет ресурса с использованием метода оценки остаточных напряжений
5.5. Перспективные разработки сильфоннопоршневых и сильфонных двухступенчатых форвакуумных насосов с охранным вакуумом
Выводы
Заключение
Литература


Показано, что разработанные конструкции насосов позволяют получить разрежение порядка Па, а при условии создания во второй ступени разрежения не хуже Па можно получить в Iй ступени насоса ЮПа. Рассмотрены перспективы дальнейшего развития предложенных конструкций в направлении разгрузки сильфонов от воздействия на сильфонную рабочую камеру насосов перепада давления, равного 0,1 МПа и снижения связанного с этим энергопотребления. В заключении диссертации сформулированы основные результаты работы. Диссертация изложена на 6 страницах машинописного текста, содержит рисунок, 7 таблиц и список литературы из 4 наименований. Глава 1. Использование вакуума в технологических целях известно с момента создания первых электровакуумных приборов электрических ламп накаливания и радиоламп и относится к началу XX в. В связи с появлением твердотельной электроники дальнейшее развитие вакуумных технологий относится к середине XX в. Без преувеличения можно утверждать, что именно становление электроники привело в промышленноразвитых странах к появлению высоких вакуумных технологий, используемых в наиболее ответственных процессах производства электронной техники и при выполнении научных исследований, а также предопределило возможность перехода к решению проблем нанотехнологии 8. Характерным для базовых вакуумных технологий микроэлектронного производства является использование в технологических целях принципиально новых прецизионных методов обработки, основанных на физических явлениях взаимодействия высокоэнергетических электронных, ионных, оптических, рентгеновских лучей и газоразрядной плазмы с поверхностью твердого тела и остаточной газовой средой. Перечисленные методы используются в технологиях электронной, ионной и рентгеновской литографии, нанесении тонких пленок, молекулярнолучевой эпитаксии, ионного легирования, вакуумноплазменного травления и др. Основным видом газовой нагрузки, например, в технологических комплексах синхротронной литографии, является газовыделение, стимулированное синхротронным излучением. При этом накладываемые на вакуумные системы оборудования этого класса количественные ограничения к допустимой концентрации остаточной газовой среды Нг, СН4, СО и СОг определяют время жизни пучка . Известна роль степени разрежения и состава остаточной газовой среды в процессе формирования тонких пленок в вакууме, получаемых методами термического испарения, плазменнодугового и магнетронного распыления . И хотя перечисленные методы нанесения покрытий в вакууме осуществляются с помощью плазмы инертного газа при давлении 2 Па, предварительное разрежение до напуска газа в рабочих камерах должно быть не хуже, чем 1 Г4 Па. Как показал опыт эксплуатации оборудования данного класса, такая возможность может быть достигнута только в том случае, когда обеспечено строгое постоянство компонентов газовой смеси в течение цикла и полностью исключено появление в рабочей камере даже небольшого количества паров воды и кислородосодержащих газов. А наличие в камере реактора тяжелых углеводородов, например, в виде паров рабочих жидкостей механических и диффузионных вакуумных насосов делает процесс травления невоспроизводимым. Кроме того, необходимость строгого постоянства газовой смеси в реакторе исключает применение вакуумных насосов, обладающих селективностью откачки. Существенное влияние на процессы электронноионных технологий, таких как ионное легирование, электроннолучевая литография и др. При условии взаимодействия ионов с молекулами остаточных газов в установках ионной имплантации интенсивность и однородность пучка, например, может быть снижена в результате перезарядки ионов . Строго регламентированный состав остаточной газовой среды должен поддерживаться в рабочих камерах оборудования молекулярнолучевой эпитаксии при давлении 7 9 Па . Это требование обусловлено недопустимостью обратной сорбции остаточных газов. В конечном счете, время покрытия выращенной пленки мономолекулярным слоем остаточного газа определяется уровнем концентрации остаточных молекул в вакуумной камере.