最新微细加工-10-真空PPT课件.ppt
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1、微细加工微细加工-10-10-真空真空 10.1 气体动力学理论气体动力学理论 气体分子热运动速度的大小的平均值气体分子热运动速度的大小的平均值 气体分子热运动速度在三个方向上的分量的大小的平均值气体分子热运动速度在三个方向上的分量的大小的平均值 气体分子热运动速度的均方值气体分子热运动速度的均方值 例如氮气分子在室温下的例如氮气分子在室温下的 约为约为 240 m/s。集成电路制造中使用的高真空泵可分为两大类:一类是转集成电路制造中使用的高真空泵可分为两大类:一类是转移动量给气体分子而抽吸气体,如扩散泵和涡轮分子泵,主要移动量给气体分子而抽吸气体,如扩散泵和涡轮分子泵,主要用于抽吸腐蚀性气体
2、和有毒气体,或抽吸大流量气体用于抽吸腐蚀性气体和有毒气体,或抽吸大流量气体。另一类另一类是俘获气体分子,如吸附泵、钛升华泵和溅射离子泵,主要用是俘获气体分子,如吸附泵、钛升华泵和溅射离子泵,主要用于抽吸小流量气体,或在需要极高洁净度的场合。于抽吸小流量气体,或在需要极高洁净度的场合。所有的高真空泵都需要低真空泵作为预真空泵。所有的高真空泵都需要低真空泵作为预真空泵。10.4 真空密封和压力测量真空密封和压力测量 在初真空和中真空段,通常采用在初真空和中真空段,通常采用“O”形橡胶圈来进行真空形橡胶圈来进行真空腔体的密封。在高真空和超高真空段,则必须采用金属对金属腔体的密封。在高真空和超高真空段
3、,则必须采用金属对金属的密封。早期采用类似的密封。早期采用类似“O”形橡胶圈的黄金圈。现在一般采用形橡胶圈的黄金圈。现在一般采用 Conflat 法兰,这是一种夹在两个刀口之间的扁平柔软法兰,这是一种夹在两个刀口之间的扁平柔软 2 mm厚厚的金属环,通常用铜或铜银合金制成。的金属环,通常用铜或铜银合金制成。测量初真空可以使用电容压力计,测量初真空和中真空可测量初真空可以使用电容压力计,测量初真空和中真空可使用热偶真空计,而测量高真空和超高真空,就必须使用电离使用热偶真空计,而测量高真空和超高真空,就必须使用电离真空计。真空计。等离子体是等离子体是部分电离的气体部分电离的气体部分电离的气体部分电
4、离的气体。等离子体中的气体分子受到等离子体中的气体分子受到电子碰撞后电子碰撞后会发生会发生激发和离化,等离子体中除了含有带电的自激发和离化,等离子体中除了含有带电的自由电子和离子外,还含有大量处于激发态的、不稳定的、化学由电子和离子外,还含有大量处于激发态的、不稳定的、化学性质十分活泼的中性分子或原子,称为性质十分活泼的中性分子或原子,称为 游离基游离基游离基游离基(或(或 自由基自由基自由基自由基)。)。当原子被中等能量的电子碰撞后,其内层电子将被激发到高能当原子被中等能量的电子碰撞后,其内层电子将被激发到高能状态而成为游离基。游离基的寿命极短,当电子返回基态时,状态而成为游离基。游离基的寿
5、命极短,当电子返回基态时,将发射出可见光,这就是将发射出可见光,这就是 辉光放电辉光放电辉光放电辉光放电。10.5 直流辉光放电直流辉光放电 当原子被大于约当原子被大于约 15 eV 能量的电子碰撞时,发生的将是电能量的电子碰撞时,发生的将是电离而不是激发,这时就不会产生辉光放电。离而不是激发,这时就不会产生辉光放电。典型条件:气压典型条件:气压 1 Torr,电极间距电极间距 10 cm 时电压约时电压约 800V,电极间距电极间距 5 cm 时电压约时电压约 500V。工作气体工作气体真空室真空室泵泵直流直流电源电源 当电压足够高,使真空室内的电场高于气体电离所需的电当电压足够高,使真空室
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