日本愛(ài)發科ULVAC LR3601-R多級(jí)羅茨型幹(gān)式真空泵(bèng)技(jì)術介(jiè)紹

日(rì)本愛發科ULVAC LR3601-R多級羅(luó)茨型幹(gān)式真空泵技(jì)術(shù)介紹(shào)

日(rì)本(běn)愛發(fā)科(kē)ULVAC LR3601-R多(duō)級羅茨(cí)型幹式(shì)真空(kōng)泵技(jì)術(shù)介紹：低溫均熱(rè)化原理(lǐ)與PVD/Load Lock高(gāo)負荷(hé)真(zhēn)空應用

在(zài)半導體製(zhì)造
，FPD（平(píng)板(bǎn)顯示器）生(shēng)產(chǎn)及真(zhēn)空鍍膜等前(qián)沿(yán)工(gōng)業(yè)領域(yù)，裝卸腔室（Load Lock Chamber）和PVD（物理(lǐ)氣(qì)相沉(chén)積(jī)）工藝(yì)對(duì)真空(kōng)係(xì)統(tǒng)的要(yào)求(qiú)日益嚴(yán)苛(kē)——不僅(jǐn)需要(yào)快速(sù)排(pái)氣(qì)
，高(gāo)頻(pín)啟停，還對潔(jié)淨度和能(néng)效(xiào)提出(chū)了更(gēng)高的(dí)標準。傳統真空泵在應(yīng)對快速(sù)循環(huán)任務時(shí)常(cháng)麵(miàn)臨發熱量(liáng)大(dà)
，功(gōng)耗(hào)高
，排氣(qì)效(xiào)率(shuài)不足等瓶(píng)頸。愛發(fā)科(kē)（ULVAC）LR係列多級羅(luó)茨型(xíng)幹式(shì)真空(kōng)泵(bèng)正(zhèng)是針對(duì)這一工況(kuàng)而(ér)研發(fā)的(dí)專用解決方案(àn)，其(qí)中(zhōng)LR3601-R作為(wéi)該(gāi)係列麵向大(dà)抽(chōu)速需(xū)求(qiú)的旗艦型號之一(yī)，依(yī)托多(duō)級羅茨(cí)無油容積式(shì)壓縮(suō)與低溫區(qū)域均熱(rè)化(huà)兩大核心技術(shù)，以(yǐ)3600m³/h最(zuì)大抽(chōu)速(sù)
，10⁻¹Pa極限壓(yā)力
，適配PVD與Load Lock工藝等特性(xìng)，成為麵向高負荷(hé)快(kuài)速(sù)排氣應用(yòng)的可(kě)靠選(xuǎn)擇。

一
，工作原(yuán)理(lǐ)：多級(jí)羅茨轉子串聯(lián)壓縮(suō)與(yǔ)低(dī)溫(wēn)均(jūn)熱(rè)化

LR3601-R的核心(xīn)工(gōng)作(zuò)原理建立在多(duō)級羅茨(cí)轉(zhuǎn)子(zǐ)串聯(lián)無油容積(jī)式壓縮與(yǔ)低溫區域均熱(rè)化(huà)兩(liǎng)大技術之上。

多級羅(luó)茨轉子(zǐ)串聯無(wú)油容(róng)積(jī)式壓縮

LR3601-R屬於(yú)多(duō)級(jí)羅(luó)茨型幹式(shì)真空泵（Multi-Stage Roots Type Dry Vacuum Pump）。與傳(chuán)統油封(fēng)式真(zhēn)空泵不同，多(duō)級羅(luó)茨(cí)幹(gān)泵在真(zhēn)空室內(nèi)不使(shǐ)用油或液體，采(cǎi)用(yòng)多個(gè)羅茨(cí)轉子(zǐ)級串聯(lián)壓縮氣(qì)體，實(shí)現無油接(jiē)觸(chù)的幹式(shì)排氣(qì)。

泵的核心(xīn)運(yùn)動部(bù)件(jiàn)由多(duō)組精(jīng)密(mì)齧合(hé)的(dí)三(sān)葉羅茨轉子組(zǔ)成。兩(liǎng)個轉子在同步齒(chǐ)輪(lún)的(dí)驅動下以(yǐ)高(gāo)速反向(xiàng)旋(xuán)轉，彼此之(zhī)間以及轉子與(yǔ)泵(bèng)殼之間始終保持(chí)微米級的微(wēi)小間隙(xì)。在一根軸上連(lián)接有(yǒu)多個轉子，可以(yǐ)壓縮並排出空(kōng)氣直至大(dà)氣壓(yā)。

氣(qì)體由進(jìn)氣口(kǒu)吸入後(hòu)，依次經(jīng)過(guò)每(měi)一(yī)級(jí)羅茨(cí)轉(zhuǎn)子(zǐ)的(dí)壓(yā)縮(suō)——每(měi)一(yī)級(jí)轉子將(jiāng)氣(qì)體(tǐ)推(tuī)入下一級，腔(qiāng)體容(róng)積沿輸送方(fāng)向(xiàng)逐級(jí)縮小(xiǎo)，氣(qì)體(tǐ)被逐步壓(yā)縮(suō)至大氣(qì)壓以上，最(zuì)終(zhōng)從(cóng)排氣口(kǒu)排出。這(zhè)一多(duō)級串(chuàn)聯(lián)結(jié)構將巨大(dà)的壓縮(suō)比(bǐ)合(hé)理(lǐ)分(fēn)配至多個(gè)壓縮階段(duàn)，使每(měi)一(yī)級均在(zài)高效區(qū)間(jiān)工(gōng)作。

這種(zhǒng)結(jié)構從(cóng)根(gēn)本(běn)上(shàng)杜絕(jué)了(liǎo)油(yóu)蒸(zhēng)氣返(fǎn)流對被抽腔室的(dí)汙染，在(zài)FPD
，電(diàn)子和半導體(tǐ)行業(yè)等需要(yào)更高清潔(jié)真空的(dí)環境(jìng)中具有不(bù)可替(tì)代(dài)的地位(wèi)。

低溫(wēn)區域均熱(rè)化(huà)

LR係列的核(hé)心技術(shù)特(tè)征在(zài)於(yú)低溫(wēn)區域均(jūn)熱化。愛(ài)發科利(lì)用(yòng)幹(gān)式(shì)真(zhēn)空(kōng)泵內(nèi)部壓縮過(guò)程中產生(shēng)的熱(rè)量(liáng)，通(tōng)過(guò)獨特的泵體設(shè)計使熱量在(zài)泵體內部均匀(yún)分布。

這一設(shè)計的背(bèi)景(jǐng)在(zài)於：裝卸腔(qiāng)室和PVD工(gōng)藝所排出(chū)的(dí)氣(qì)體主要是空(kōng)氣
，氮(dàn)氣(qì)
，氬(yà)氣等(děng)惰性氣體(tǐ)，不(bù)含腐(fǔ)蝕性(xìng)或反應性氣體。傳統(tǒng)設計在(zài)這一應用場景(jǐng)中常存在發熱量大
，停(tíng)機(jī)時(shí)間長等痛點。LR係列通過(guò)低溫(wēn)均熱化技(jì)術，在(zài)保證高(gāo)抽(chōu)速輸出的同(tóng)時(shí)有(yǒu)效控製(zhì)泵體溫升，為(wéi)頻繁啟停的(dí)快速排氣應用(yòng)提(tí)供了兼(jiān)顧效(xiào)率與可(kě)靠(kào)性的真空(kōng)獲取(qǔ)方案(àn)。

二(èr)
，核心(xīn)技術特(tè)點

1. 3600m³/h超大抽(chōu)速，適配(pèi)高吞吐量(liáng)產(chǎn)綫(xiàn)

LR3601-R作(zuò)為LR係列(liè)麵向大(dà)抽速需求的(dí)旗艦(jiàn)型(xíng)號(hào)，采(cǎi)用機械(xiè)增壓泵兩級串聯設計(jì)，在裝卸(xiè)腔室快速排(pái)氣
，縮(suō)短生(shēng)產節拍方麵(miàn)具(jù)有(yǒu)顯著優勢。在裝卸腔(qiāng)室——作(zuò)為晶圓(yuán)從(cóng)大氣(qì)環(huán)境進(jìn)入(rù)工藝腔(qiāng)室(shì)的中轉站——需(xū)要在(zài)高頻(pín)次(cì)的(dí)裝載和(hé)卸載(zǎi)操作(zuò)中快速完成抽氣(qì)和破(pò)空循(xún)環。縮短裝卸腔(qiāng)室(shì)的(dí)排氣時(shí)間，直(zhí)接等同於(yú)縮(suō)短(duǎn)生產節拍(pāi)
，提升設備(bèi)綜(zōng)合利用(yòng)率（OEE）。LR3601-R的3600m³/h超(chāo)大(dà)抽速使這(zhè)一目(mù)標成(chéng)為現實。

2. 10⁻¹Pa極限壓(yā)力

LR3601-R的(dí)到達(dá)壓力（極(jí)限(xiàn)壓力(lì)）可達10⁻¹Pa量(liáng)級(jí)。這一壓力(lì)水(shuǐ)平(píng)可滿(mǎn)足(zú)PVD工(gōng)藝
，Load Lock腔(qiāng)室排(pái)氣等(děng)應用對基礎(chǔ)真空度的要求。配合其多級(jí)羅(luó)茨串(chuàn)聯(lián)結構和低(dī)溫均(jūn)熱化設(shè)計(jì)，在頻(pín)繁(fán)啟(qǐ)停的(dí)高負荷工況下(xià)仍(réng)能保持穩(wěn)定(dìng)的(dí)真空性(xìng)能。

3. 低溫均熱化，專為惰性氣體工(gōng)藝(yì)優(yōu)化(huà)

ULVAC圍(wéi)繞多級羅茨(cí)型幹泵(bèng)構(gòu)建(jiàn)了(liǎo)LR
，HR
，UR三大係列，分(fēn)別應對不同工(gōng)藝(yì)溫度(dù)和(hé)氣體成分(fēn)的(dí)場景：

數據來源(yuán)：愛發(fā)科(kē)產品技術(shù)資料(liào)

LR3601-R屬(shǔ)於LR係列(liè)，其低(dī)溫均熱(rè)化(huà)設計專為處理空氣
，氮氣
，氬(yà)氣(qì)等惰性(xìng)氣體的PVD和(hé)Load Lock工藝(yì)優化。

4. ECO-SHOCK節能(néng)技術，功耗降低(dī)高(gāo)達(dá)80%

LR3601-R可與(yǔ)愛發科ECO-SHOCK節能附(fù)件組合使(shǐ)用(yòng)。ECO-SHOCK是(shì)愛發科的(dí)一(yī)項(xiàng)突破性創新——作為可搭載在(zài)現(xiàn)有(yǒu)幹泵上的(dí)省(shěng)電部件，它能(néng)將幹(gān)泵的耗(hào)電(diàn)量最(zuì)大減(jiǎn)少(shǎo)80%（與愛(ài)發科以往(wǎng)產品(pǐn)相比(bǐ)），同(tóng)時還有抑(yì)製幹(gān)泵(bèng)發熱的(dí)作(zuò)用(yòng)，可降(jiàng)低空(kōng)調設備的電力消耗。在(zài)需要(yào)長(cháng)期(qī)連續(xù)運行(háng)的大規模產綫(xiàn)中(zhōng)，這(zhè)一(yī)節能特性可顯(xiǎn)著(zhù)降(jiàng)低電力成本和(hé)綜(zōng)合運(yùn)營支(zhī)出。

5. 無(wú)油(yóu)潔(jié)淨運行(háng)，杜(dù)絕(jué)碳(tàn)氫化合物(wù)汙(wū)染

LR3601-R的(dí)排氣室(shì)內不使用任何油類介質，轉(zhuǎn)子和(hé)氣缸為(wéi)非接觸(chù)運轉，可長時(shí)間穩(wěn)定(dìng)運行。齒(chǐ)輪(lún)和(hé)軸承(chéng)的潤(rùn)滑(huá)采用(yòng)油，但(dàn)與(yǔ)氣體(tǐ)通道嚴(yán)格隔(gé)離。從(cóng)根(gēn)源上杜絕了油(yóu)蒸氣(qì)和油霧的產(chǎn)生(shēng)與返(fǎn)流，避(bì)免(miǎn)了(liǎo)油汙(wū)染(rǎn)對晶圓
，光學基(jī)板等精密產(chǎn)品的(dí)風險。

6. 高(gāo)耐久(jiǔ)性(xìng)與(yǔ)可靠性

LR係列基於愛發(fā)科(kē)數十年真空(kōng)技(jì)術積(jī)累，在結構強度(dù)
，熱管(guǎn)理(lǐ)與耐(nài)磨性能(néng)上(shàng)均(jūn)做了工業(yè)級強化(huà)設計(jì)。在大抽速應用(yòng)中展(zhǎn)現出的(dí)工(gōng)藝(yì)適應性，使其可(kě)滿(mǎn)足7×24小時(shí)連續穩定運行的需求。

三
，性能參(cān)數一(yī)覽（LR係(xì)列參(cān)考）

數(shù)據(jù)來(lái)源(yuán)：愛(ài)發科產(chǎn)品技術資料(liào)

四
，典(diǎn)型應(yīng)用場(cháng)景(jǐng)

Load Lock腔(qiāng)室(shì)（裝卸腔室） ：在(zài)半導體(tǐ)和(hé)FPD製造產綫(xiàn)中(zhōng)，裝(zhuāng)卸腔(qiāng)室(shì)是(shì)晶圓從(cóng)大(dà)氣環(huán)境(jìng)進(jìn)入(rù)工藝(yì)腔(qiāng)室的中轉(zhuǎn)站(zhàn)，需要在高頻(pín)次的(dí)裝(zhuāng)載(zǎi)和卸(xiè)載(zǎi)操(cāo)作(zuò)中快速(sù)完(wán)成抽(chōu)氣和(hé)破空(kōng)循(xún)環(huán)。LR3601-R的3600m³/h超大抽(chōu)速和低溫均熱化設(shè)計，使其(qí)在(zài)這一(yī)高負荷快(kuài)速排氣(qì)場(cháng)景中(zhōng)表(biǎo)現突出。

PVD物理氣相沉積：用於濺射(shè)
，蒸鍍(dù)等(děng)PVD工(gōng)藝(yì)的真(zhēn)空係統(tǒng)。LR3601-R排(pái)出(chū)的(dí)氣(qì)體主要是空(kōng)氣
，氮氣
，氬(yà)氣等惰(duò)性氣(qì)體。低溫(wēn)均熱化設計(jì)在保(bǎo)證高抽速輸出的同時(shí)有(yǒu)效(xiào)控製泵體溫(wēn)升(shēng)，避免(miǎn)對(duì)沉積(jī)工(gōng)藝的(dí)溫度幹擾。

平板顯示(shì)製(zhì)造(zào)：用於FPD產綫(xiàn)的(dí)大麵(miàn)積真空(kōng)腔(qiāng)體(tǐ)快速排氣。

真(zhēn)空(kōng)鍍膜：用於(yú)光學(xué)鍍膜(mó)
，裝(zhuāng)飾鍍(dù)膜等需要快(kuài)速建立真空環境的(dí)鍍膜工藝(yì)。

一般工業真(zhēn)空：適(shì)用於各(gè)類(lèi)需要高抽速
，高(gāo)頻啟停(tíng)的(dí)潔淨真空(kōng)應(yīng)用(yòng)場景(jǐng)。

五(wǔ)
，總結(jié)

LR3601-R是愛(ài)發科在低溫均(jūn)熱化(huà)多(duō)級羅茨(cí)型幹式(shì)真(zhēn)空泵(bèng)領(lǐng)域(yù)的(dí)一(yī)款(kuǎn)旗(qí)艦(jiàn)產(chǎn)品。通(tōng)過(guò)多級(jí)羅茨轉(zhuǎn)子串(chuàn)聯無油(yóu)容積(jī)式壓縮機(jī)製與(yǔ)低溫(wēn)區(qū)域均(jūn)熱化(huà)技(jì)術的配合，在實現3600m³/h超大(dà)抽速和10⁻¹Pa極限(xiàn)壓(yā)力(lì)的(dí)同時(shí)，專(zhuān)為處理(lǐ)惰(duò)性(xìng)氣體(tǐ)的(dí)PVD和Load Lock工藝優(yōu)化(huà)了(liǎo)泵體(tǐ)溫度控製(zhì)。其ECO-SHOCK節(jié)能(néng)技術可將(jiāng)功耗(hào)降(jiàng)低(dī)高達80%，無(wú)油(yóu)潔(jié)淨運行杜絕了(liǎo)碳氫(qīng)化合物汙染(rǎn)風險。LR3601-R憑借其高抽速(sù)
，低溫(wēn)均熱化(huà)
，高(gāo)能效等(děng)綜(zōng)合特性(xìng)，使其成(chéng)為(wéi)半(bàn)導體Load Lock腔室
，PVD工藝及(jí)FPD製造(zào)等(děng)需(xū)要(yào)高(gāo)負(fù)荷(hé)快(kuài)速(sù)排氣(qì)
，高(gāo)頻啟(qǐ)停及(jí)潔淨(jìng)真空的(dí)應(yīng)用場景中可靠的真空獲(huò)取方案(àn)。

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