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離子刻蝕的真空設(shè)計需要考慮哪些問題
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2020-08-27  閱讀

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  【康沃真空網(wǎng)】離子刻蝕的源頭可以追溯到早期文明??v觀地球文明歷史,一些有機(jī)化學(xué)物質(zhì)(如檸檬酸和乳酸)經(jīng)常被用來蝕刻金屬。而現(xiàn)代大多數(shù)化學(xué)蝕刻方法都涉及堿性蝕刻劑的使用。到了1782年,約翰·塞內(nèi)比爾( John Senebier) 發(fā)現(xiàn)了在暴露于光線時某些樹脂會硬化,且會失去對松節(jié)油等化學(xué)物質(zhì)的溶解性,促進(jìn)了光化學(xué)研磨的發(fā)展。

  離子束刻蝕的必備環(huán)境無疑就是真空了,真空系統(tǒng)性能如何,將直接影響設(shè)備的工作性能。獲得良好的真空環(huán)境的前提要求是要有合理的真空系統(tǒng)理論設(shè)計以及準(zhǔn)確計算。通過真空設(shè)計的計算可解決兩個問題:

  其一是根據(jù)該設(shè)備極限真空、抽氣時間、工作壓力與產(chǎn)生氣體量,進(jìn)行主類型的選擇、管道確定及真空元件的選擇;其二是計算系統(tǒng)抽氣時間。

  1、配泵計算

  原則上,要求選配前級泵需要在具備做到主泵工作所需要的預(yù)真空環(huán)境,以及在主泵允許的最大排氣壓力的情況之下,可及時排走主泵所排出氣體。

  2、壓力與型號

  通過的工作壓力要求及不同需求,進(jìn)行主泵型號的選擇。通常主泵為油擴(kuò)散泵,而為防止返油污染真空容器,在真空容器和擴(kuò)散泵間需安裝水冷障板。水冷障板的比流導(dǎo)為4.8L/s·cm,配置手電兩用真空插板閥。

  3、有效抽速

  確定真空室中保持工作壓力P為1.5x10Pa所需要的有效抽速S=Q/P=415[L/s](Q為氣體量),但為了更加可靠,常適當(dāng)增大有效抽速,根據(jù)具體情況增大的情況不同,如果按增大25%進(jìn)行計算,則設(shè)備實(shí)際要求的有效抽速是518.75L/s。

  4、產(chǎn)生氣體量

  設(shè)備的氣體量確定主要考慮它的三個來源:真空室表面出氣量、系統(tǒng)的漏氣量以及工作過程中放氣量。其中,工作過程中放氣量是一大主要因素。

  此外,離子刻蝕的真空系統(tǒng)還設(shè)有儲氣罐于擴(kuò)散泵出口與三通閥之間,具備縮短工作周期的作用,將擴(kuò)散泵排出的氣體儲存起來。因?yàn)樵O(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,工件的更換需要在不關(guān)閉擴(kuò)散泵加熱器的條件下,在真空室通入大氣換取工件,裝好工件后,對真空室進(jìn)行粗抽(預(yù)抽)。這段時間內(nèi)擴(kuò)散泵的維持工作將通過儲氣罐來完成。