真空泵知识大全

Principle Diagram
The Turbo Pump Protection
The damage factors
外物：高速旋转的rotor若有外物掉入，会严重毁坏
rotor ，因此在入口处均有一金属网防止异物。 突然vent：运转时突然有大量的气体进入，会撞击轴承 会造成Turbo Pump的寿命缩短，一般Turbo Pump ，可承 受30至50 次此情况。同时， Turbo Pump还有UPS蓄电 池保护。 Turbo Pump不能即停，会影响rotor和叶片，影响Pump寿命。
入口處擋片吸附水泡，裏面的特殊氣體吸附（成液態狀）。
CRYO pump 需要接一个compressor通压缩的He。
Principle Diagram
The Function Description
Compressor 将he气压缩至约230psi ，并将因气体压缩而产生的高温由
.
Vacuum Pump Introduction
Vacuum Pump Classifies
Dry Pump---------------------- Oil Pump ---------------------- CRYO Pump------------------ Turbo Pump------------------- Diffusion Pump--------------- The Comparison of Pump--
易造成蒸气回流
The Comparison of Pumps
Classifies Pump Name
Root’S Pump
Principle
压缩、扩散 压缩、扩散 压缩、扩散
Range 可达10-3torr 可达10-3torr 可达10-5torr 可达10-5torr 可达10-8torr
3 7
9
14 17 20
Dry Pump
The Principle
Dry Pump是最基本的真空pump，它是利用螺杆原理來工作的，它
主要的特点是可以从大气压下直接开始抽气,所以可以单独使用。 一般真空度要求不高（E-3torr以下），如CVD及furnace仅使用dry pump即可。
The Characteristic
Roughing
Close N2 valve Open valve (if blow 50mtorr)
Chilling Down
通入He进行chilling ， until T=10± 5k (利用冷冻原理，用compressor进行chilling ，循环使用)
Turbo Pump
Diffusion Pump
The Working Principle
真空油被加热之后，获得极高的热能 分子由喷嘴处向下喷射，且与周围气体分子碰
撞，由动量转移
通过外接低真空pump将聚集在出口处的气体 分子带走 由此导致入口处与出口处因气体分子数浓度不 同而产生扩散现象
Principle Diagram
机械 Pump
Oil Pump Turbo Pump Diffusion Pump
非机械 Pump
用油做介质 冷却、扩散
用冷媒做介质 冷却、吸附
CRYO Pump
The Working Principle
由多級葉片組成，高速馬達驅動着Rotor，当气体分子因为扩散进
入pump，将会受到rotor撞击而向后极加速前进。 The characteristic of the Turbo pump
间隙很小，很容易堵塞
间隙不一样长，从上注下， 间隙逐渐变小
rotor
Regeneration Procedure
Purge
Vacuum controller: AUTO 切 MANUAL Turn off ion gauge Turn off power 通入热的N2
After 4 hours to roughing
Regeneration Procedure
Ppracticality Diagram
Oil Pump
The Characteristic
Oil temperature controlled有很長的lifetime Oil pump中oil的品質對pump有很大影響，油品好， pump抽气能力強，使用時間長。
The Oil Function
The Function Description
Cold Head能防止油蒸气回流至Chamber
Fore line管路中的Buffer防止油蒸气被Pump抽走 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ油挡板和冷凝井使用都是为了进一步防止油蒸气 回流至真空系统 加Pump油时，最好由前级口灌入，也可由进气
口添加，须避免最顶部之喷嘴罩杯被油沾湿，否则
The Function Description
Dry pump用在chamber由大氣壓下直接抽真空，可以維持進出口 壓差105倍。 Dry pump有電源（電源使馬達帶動螺杆式轉子轉動)。
N2 purge(稀釋防止particle沉積在間隙内），而 且N2形成气帘防止
rotor润滑油进入，产生污染。 N2可以调整Ballast来选择性调整N2流量。 Cooling water(防止溫度過高使pump無法運轉)。
80° Karray用以吸附H2O、碳氢化合物等易凝结的气体， 15° Karray则 用以吸附N2、O2、Ar、CO2、CO等气体。至于需要更低温度才凝结的
气体，如H2、He、Ne等则使用活性碳（active charcoal）吸附。
当array吸附太多气体后其效率会明显降低，此时须做REGEN。
cooling water 冷却，冷却后的高压he由管路送至PUMP ，在cylinder
中膨胀，气体膨胀时会降温，因此丛周围吸收大量热量，使 80° Karray及15° K分别降温至80° K及15° K （-193° C,-258° C）。膨胀后的 he压力约80psi ，再经管路回至compressor中。 当气体分子撞击此低温的array时，会凝结于array上，而达到减少空 间中气体分子数量。事实上气体分子并未离开chamber ，只是被保留 在PUMP上。
潤滑
降溫 密封
The Pumping Procedure
1 吸入
3 过压
2 压缩
4 排气
CRYO Pump
The Working Principle
CRYO Pump為高真空pump，應該和低真空pump配合使用， 工作前真空度應該達到10-2mbar ，否則無法工作。 當吸附氣體飽和后，要做regeneration ，即將高溫N2通入使凝結 的氣體釋放而排出pump。
Fewer moving parts Higher Reliability Less complexity High speed
The Working Principle
氣體從中間進入的優點：


1.縮短了氣體通過pump的路徑，減少了particle的沉積
2.減少了進口与出口壓差對軸的影響，減小徑向扭矩