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半导体设备
时间:2023-11-30 17:00:14 点击次数:

对各种真空泵的性能,都有规定的测试方法来检验其性能的优劣,真空泵的主要性能有:

极限压力

将真空泵与检测容器相连,放入待测气体后,进行长时间连续的抽气,当容器内的气体压力不再下降,而维持某一定值时,此压力即为泵的极限压力,其单位为Pa;

流量

在真空泵的吸气口处,单位时间内流过的气体量称为泵的流量,流量的单位用压力乘以体积/时间来表示,即用Pa.m3/s或Pa.m3/h表示,通常泵要给出流量与入口压力的关系曲线;

抽气速率

在真空泵的吸气口处,单位时间内流过的气体的体积称为泵的抽气速率,即气体A的抽气速率sA(m3/s)为流量QA (Pa.m3/s)除以测试罩内气体A的分压力pA而得:sA=QA /pA;

半导体设备(图1)

若真空容器所有的内表面上无气体的吸附和脱附现象发生,这种抽气过程称作为理想状态的抽气过程:

设被抽容积为V(m3),泵的抽气速率为s(m3/s),在这种理想状态的抽气过程中,容器内压力p(Pa)的变化:乐动LD

V(dp/dt)=−sp 1-1

当时间t=0时,压力为p0,压力p与时间t的关系为:

p=p0exp(−st/V) 1-2

由上式可以看出,当t不断增加时,压力p则不断下降,达到了抽真空的目的,若极限压力pu对p和p0的影响不容忽略时,上式则变为如下形式:

半导体设备

(p−pu)=(p0−pu)exp(−st/V) 1-3

上式仅适用于大气压力到10-1Pa范围内,当压力再低时,抽气时间要大大延长,因为当压力低于10-1Pa时,容器的内表面上大量放气。

半导体设备(图3)

若抽气时间内,容器内气不断有源产生,这种抽气过程称作为实际状态的抽气过程:

若单位时间内,容器内气源产生的气体量为∑Q(Pa.m3/s),则式(1-1)变为:

V(dp/dt)=−sp+∑Q 1-4

式中∑Q包括如下各项:

∑Q=Q1+Qd+Qp+Qb+Qr 1-5

式中 Q1——容器漏气量:

Qd——容器内表面吸附气体的脱附量;

Qp——容器内部的扩散或渗透的放气量;

Qb——泵向真空容器的反流气体量;乐动LDSportsapp

Qr ——真空容器内装配的机构的放气量;

半导体设备(图4)

在对数坐标上,压力p与时间t呈直线关系,如图1-1所示:

半导体设备(图5)

从图上可以看出式(1-2)的有效范围,压力呈直线减少,这个过程称作为容积抽气,超过这个范围,压力下降有所偏移,最后与横轴平行;

这时式(1-4)的∑Q起作用了,在真空系统中Qd和Qr占大部分,因此这段为表面放气排气过程,通常称表面排气:


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