[发明专利]用于高效抽除小分子量气体的真空系统

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制备过程、LED制备过程中的真空系统，具体地说是一种用于高效抽除小分子量气体的真空系统。

背景技术

在半导体制备过程、LED制备过程中，个别工艺过程(如MOCVD、PECVD)需要大量氢气(氢气为小分子量气体)作为伴随气体，随着工艺主体设备的大型化，其氢气使用量也逐步加大，以100L工艺主体设备为例，其伴随气体氢气的使用量在100slm，如果扩展到主流生产型工艺主体设备，其伴随气体氢气的使用量要求在200slm以上，同时要求真空压力维持在100torr以下。氢气的分子量小，气体易返流，如果要有效抽除大量氢气，所需真空泵的抽速要远大于抽除同样总量的氮气或其他气体的真空泵的抽速，如果泵不做特殊设计，所需真空泵的体积也会远大于抽除同样总量的氮气或其他气体的真空泵的体积。以上情况使对应于MOCVD、PECVD工艺的真空系统存在体积大，有效抽速低的问题。同时，由于工艺需要长时间在100torr左右的真空下持续，对泵的稳定性也提出了高的要求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种用于高效抽除小分子量气体的真空系统。该真空系统在单位时间内可携带更多的小分子量气体，减少小分子量气体的返流，从而高效抽除小分子量气体。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于高效抽除小分子量气体的真空系统，包括控制器、一级真空泵和二级真空泵，其中一级真空泵和二级真空泵连接、并一级真空泵和二级真空泵均与控制器连接，所述一级真空泵与工艺真空腔体连接。

所述二级真空泵为多个，多个二级真空泵并联后与一级真空泵连接。所述一级真空泵为罗茨真空泵，所述二级真空泵为多级干式真空泵。所述多级干式真空泵为由罗茨和爪式转子组合的多级泵。所述每个多级干式真空泵的转速均在3000rpm以上，且抽速一致。所述多级干式真空泵的总抽速与罗茨真空泵的抽速比大于1：5。所述的罗茨真空泵与各多级干式真空泵间用柔性连接件连接。

所述一级真空泵的进气口安装有真空计，所述真空计与控制器连接。所述一级真空泵的转速在0～6000rpm范围内调节。

本发明的优点及有益效果是：

1.本发明提高二级泵与一级泵的抽速配比，配备高转速的一级泵和二级泵，从而提高真空系统对小分子量气体的有效抽速，能够在较小的体积下，提高真空系统对小分子量气体的有效抽速。

2.本发明可以控制真空系统的进气口压力在指定压力。

3.本发明智能控制真空系统的转速，提高泵的可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中小分子量气体流向示意图。

其中：1为真空计，2为一级真空泵，3为二级真空泵，4为柔性连接件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图1所示，本发明包括控制器、一级真空泵2和二级真空泵3，其中二级真空泵3为多个，多个二级真空泵3并联后与一级真空泵2连接。一级真空泵2和各二级真空泵3均与控制器连接，所述一级真空泵2与工艺真空腔体连接。

所述一级真空泵2为罗茨真空泵，所述二级真空泵3为多级干式真空泵，所述多级干式真空泵为罗茨和爪式转子组合的多级泵，可直接将气体排放至泵外，其特殊结构设计可使其在3000rpm(转/分)以上的转速下稳定工作，高转速可提高对小分子量气体的携带能力，在同样体积、抽速下，泵对小分子量气体的有效抽速可大大提高。所述每个多级干式真空泵的转速均在3000rpm以上，且抽速一致。所述多级干式真空泵的总抽速与罗茨真空泵的抽速比大于1：5。所述的罗茨真空泵与各多级干式真空泵间用柔性连接件4连接，如通过波纹管连接。

所述一级真空泵2的进气口安装有真空计1，所述真空计1与控制器连接，所述一级真空泵2的转速在0～6000rpm范围内调节。本发明真空系统的主泵为二级真空泵3，在工艺过程中主要抽除工艺气体，本发明的一级真空泵，在非工艺过程中起主要作用。在运转过程中，通过真空计1的压力反馈，控制器控制一级罗茨真空泵的转速，从而使真空系统的进气口压力维持在设定压力。二级多级干式真空泵具有恒定的高转速，此种真空系统在单位时间内可携带更多的小分子量气体，减少小分子量气体的返流，从而高效抽除小分子量气体。