Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Принципы и технология проектирования упруго-управляемых устройств вакуумного оборудования для производства полупроводниковых материалов и приборов электронной техники Васин Владимир Анатольевич

Принципы и технология проектирования упруго-управляемых устройств вакуумного оборудования для производства полупроводниковых материалов и приборов электронной техники
<
Принципы и технология проектирования упруго-управляемых устройств вакуумного оборудования для производства полупроводниковых материалов и приборов электронной техники Принципы и технология проектирования упруго-управляемых устройств вакуумного оборудования для производства полупроводниковых материалов и приборов электронной техники Принципы и технология проектирования упруго-управляемых устройств вакуумного оборудования для производства полупроводниковых материалов и приборов электронной техники Принципы и технология проектирования упруго-управляемых устройств вакуумного оборудования для производства полупроводниковых материалов и приборов электронной техники Принципы и технология проектирования упруго-управляемых устройств вакуумного оборудования для производства полупроводниковых материалов и приборов электронной техники Принципы и технология проектирования упруго-управляемых устройств вакуумного оборудования для производства полупроводниковых материалов и приборов электронной техники Принципы и технология проектирования упруго-управляемых устройств вакуумного оборудования для производства полупроводниковых материалов и приборов электронной техники Принципы и технология проектирования упруго-управляемых устройств вакуумного оборудования для производства полупроводниковых материалов и приборов электронной техники Принципы и технология проектирования упруго-управляемых устройств вакуумного оборудования для производства полупроводниковых материалов и приборов электронной техники Принципы и технология проектирования упруго-управляемых устройств вакуумного оборудования для производства полупроводниковых материалов и приборов электронной техники Принципы и технология проектирования упруго-управляемых устройств вакуумного оборудования для производства полупроводниковых материалов и приборов электронной техники Принципы и технология проектирования упруго-управляемых устройств вакуумного оборудования для производства полупроводниковых материалов и приборов электронной техники
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Васин Владимир Анатольевич. Принципы и технология проектирования упруго-управляемых устройств вакуумного оборудования для производства полупроводниковых материалов и приборов электронной техники: диссертация ... доктора технических наук: 05.27.06 / Васин Владимир Анатольевич;[Место защиты: ФГБОУ ВПО «МАТИ - Российский Государственный Технологический Университет имени К.Э. Циолковского»].- Москва, 2013.- 385 с.

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Проблема построения упруго–управляемых исполнительных устройств оборудования электронной техники 20

1.1. Состояние теории по расчёту основных параметров упруго– управляемых исполнительных устройств 20

1.2. Упруго–управляемые исполнительные устройства сверхточного перемещения (на основе электроуправляемой деформации) 41

1.3. Применение упруго–управляемых исполнительных устройств в оборудовании электронной техники 46

1.4. Системный подход к вопросу моделирования упруго–управляе мых исполнительных устройств 71

1.5. Выводы и постановка задачи исследований 71

ГЛАВА 2. Теоретические основы создания бескорпусной вакуумной коммутационной аппаратуры на принципе упруго-управляемой деформации 75

2.1. Анализ и исследование структур и кинематических моделей бескорпусных вакуумных клапанов и затворов 75

2.2. Клапан с произвольной ориентацией пассивного элемента. Теоретические исследования структуры 85

2.3. Математическая модель быстродействия вакуумной коммутацонной аппаратуры на базе приводов управляемой упругой деформации 89

2.4. Математическая модель герметичного вакуумного уплотнения при молекулярном режиме течения газа 100

Выводы к главе 2 109

ГЛАВА 3. Экспериментальные исследования герметичности уплотнений 111

3.1. Цели и задачи экспериментальных исследований 111

3.2. Высоковакуумная экспериментальная установка 112

3.3. Схема методики проведения эксперимента 117

3.4. Оценка погрешности экспериментального оборудования 121

Выводы к главе 3 130

ГЛАВА 4. Основы построения и создания бескорпусной вакуумной коммутационной аппаратуры на принципе управля емой упругой деформации 131

4.1. Классификация и особенности построения бескорпусной вакуумной коммутационной аппаратуры 131

4.2. Клапан на базе привода незамкнутого контура 133

4.3. Щелевые бескорпусные вакуумные затворы 136

4.4. Перспективные разработки бескорпусных высоковакуумных затворов 140

4.5. Перспективные разработки внутрикамерных функциональных систем и устройств 160

4.6. Уточнение классификации бескорпусных клапанов и затворов и их приводов на принципе управляемой упругой деформации 168

Выводы к главЕ 4 176

ГЛАВА 5. Математическая модель виброзащитной системы оборудования электронной техники на основе упругоуправ ляемых исполнительных устройств построенная по многокоординатной схеме 177

5.1. Математическая модель модуля виброзащиты с шестью

степенями свободы для ростового оборудования 178

5.2. Расчеты многостепенных виброзащитных модулей на ЭВМ 180

5.3. Обобщённый критерий оценки качества виброзащитного уст ройства 191

5.4. Трёхуровневая система виброзащиты оборудования электронной техники 198

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5 201

ГЛАВА 6. Построение упруго-управляемых пьезомеханических исполнительных устройств 202

6.1. Теоретический подход к решению задачи построения электро управляемых устройств упругой деформации 202

6.2. Методы выбора оптимальных элементов электроуправляемых исполнительных устройств упругой деформации 206

6.2.1. Блочно-иерархический подход к проектированию пьезо привода 206

6.2.2. Обобщённый критерий оценки качества пьезоприводов 211

6.3. Компьютерные исследования пьезомеханических устройств 212

6.4. Синтез механизмов поиска решений пьезомеханических исполнительных устройств 217

6.4.1. Расчёт пьезомодуля для нанотехнологии 217

6.4.2. Выбор оптимального профиля пьезомодуля 220

6.4.3. Синтез алгоритмов поиска технических решений пьезо модуля 223

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 6 227

ГЛАВА 7. Реализация разработанной концепции построения исполнительных устройств электронной техники на принципе управляемой упругой деформации 229

7.1. Источники газа для пневмопривода 229

7.1.1. Сплавы накопители водорода, как обратимые пневмо-источники 229

7.1.2. Внешние пневмоисточники 234

7.1.3. Интегрированные пневмоисточники 237

7.2. Приводы перемещения 240

7.2.1. Приводы перемещения на основе трубчатых элементов 240

7.2.2. Сильфонные приводы перемещения 242

7.3. Линии перемещения и транспортные системы 244

7.4. Вакуумные клапаны и затворы 245

7.4.1. Вакуумные клапаны и затворы на элементах управляемой упругой деформации 245

7.4.2. Вакуумные клапаны и затворы на элементах упругой деформации с прощёлкиванием 248

7.4.3. Миниатюрные вакуумные клапаны 263

7.4.4. Дозирующие вакуумные клапаны 268

7.5. Вакуумные насосы 272

7.5.1. Вакуумные насосы с жесткой мембраной 272

7.5.2. Вакуумные насосы с мягкой мембраной 275

7.5.3. Сильфонные и сильфонно-поршневые вакуумные насосы 276

7.5.4. Вытеснительные вакуумные насосы на основе сплавов

накопителей водорода 283

7.6. Виброзащитные устройства 284

7.6.1. Виброзащитное устройство упругой деформации не имеющее режима настройки 284

7.6.2. Программируемые и регулируемые виброзащитные устройства 2 86

7.6.3. Виброзащитные устройства предварительного гашения колебаний 292

7.7. Математическая модель сложных перемещений многоко-ординатного исполнительного устройства в оборудовании тонкоплёночных технологий 296

7.8. Сервисно-измерительные устройства 297

7.8.1. Датчики-реле температуры 297

7.8.2. Заглушки 299

7.8.3. Координатный столик 301

7.9. Философия построения комплексной системы исполнительного вакуумного оборудования 306

7.9.1. Направления построения комплексной системы исполнительного вакуумного оборудования 306

7.9.2. Практика построения комплексной системы исполнительного вакуумного оборудования 306

7.9.3. Особенности производства и эксплуатации элементов исполнительного вакуумного оборудования 307

7.9.4. Создание философии построения комплексной системы исполнительного вакуумного оборудования 307 7.9.5. Дополнительные работы по построению комплексной системы исполнительного вакуумного оборудования 316

Заключение 319

Литература

Применение упруго–управляемых исполнительных устройств в оборудовании электронной техники

В работах [35 37] приведена основанная на векторном анализе методика кинематического расчета сложных пространственных систем на основе приводов управляемой упругой деформации.

Работа [38] посвящена решению задачи статики высокочувствительных трубчатых элементов в сварном исполнении, проведено исследование их напряженно-деформированного состояния, найдены оптимальные геометрические параметры сечения.

Работа [39] посвящена проблемам создания упругодефорируемых приводов незамкнутого контура имеющих изменяющийся радиус кривизны центральной оси с целью выбора необходимой траектории перемещения свободного конца по направлению и протяженности. Это важный аспект проектирования устройств направленного перемещения.

В работе [19] проведены исследования повышения точности позиционирования исполнительных органов функциональных устройств построенных на базе приводов незамкнутого контура, в том числе включающих пассивные преобразующие элементы.

В частности показано, что регулированием логарифмического декремента затухания системы приводов при использовании различных энергоносителей может производиться управление продолжительностью и точностью позиционирования.

На базе приводов незамкнутого контура разработан комплекс исполнительных устройств, структура которых употреблялась при формировалась бескорпусных вакуумных затворов.

Например, элементарные устройства экранирования (рис. 1.2,а,б), или измерения характеристик электронно-ионных пучков (рис. 1.2,в,г), состоящие из упругоуправляемого привода и рычага, в основе своей являются ана логом привода перемещения уплотнительного узла клапана.

Многовитковый привод 4-х позиционного манипулятора перегрузчика (рис. 1.3) может применяться в клапанах и затворах с совмещением функций перемещения уплотнительного узла и создания усилия уплотнения [40].

Различие заключается в том, что в роботе-манипуляторе приведённого типа привод применяется только в качестве как кинематического элемента, а в затворе он одновременно исполняет силовые функции, которые являются наиболее ответственными. Наличие рычага, несущего уплотнительный элемент, соответственно окажет влияние на величину усилия уплотнения, создаваемого приводом. В рассмотренных устройствах расчеты и исследования для данного направления не проводились, поскольку преодоление усилий, возникающих в плоскости деформации привода, в этом случае не было востребовано.

Применение приводов замкнутого контура в создании устройств и систем прямолинейного перемещения, включая манипуляторы координатные столы, транспортные системы, и т.п. вызвало необходимость развития методов их формирования с учетом возможностей существующей технологии и конструирования сложных систем и методов расчета создаваемых перемещений и усилий.

Эти задачи были решены Андреевой А.Ю. в трудах [41, 42]. Для решения поставленной задачи предложена расчетная схема, приведенная на рис. 1.4. Общий случай перемещения упругогодеформируемого элемента привода по контуру S для замкнутого привода выражается интегралом: ) - момент изгиба для произвольного сечения полого упругогодеформируемого элемента при действии единичной силы, по направлению искомого перемещения. Рис. 1.4. Расчетная схема привода замкнутого контура Развернутое решение задачи определения перемещения элемента в заданной точке свободной дуги дало возможность найти искомую величину с помощью следующей зависимости:

На рис. 1.5 и 1.6 приведены некоторые характеристики, свидетельствующие об эксплуатационных возможностях упругодеформируемых приводов замкнутого контура.

Рассмотрим четырехпозиционное устройство подъема полупроводниковых пластин в зону дальнейшего манипулирования, изображенное на рис. 1.7,а,б, в качестве примера использования приводов замкнутого контура в реальных конструкциях. Модуль транспортной системы, для реализации дискретного (рис. 1.8,а) и непрерывного (рис. 1.8,б) режимов транспортировки изделия (в случае перекрытия импульсов движения) изображен на рис. 1.9. При этом для первого случая применяется принцип «взял - перенес - опустил», для второго — «взял - перенес» на требуемую дистанцию.

Система (рис. 1.8,в) содержит одну неподвижную направляющую 1 и две подвижные направляющие 2 и 3, действующие от независимых, но согласованных в соответствии с алгоритмом управления приводов. Вертикальное перемещение направляющих 2 и 3 осуществляется приводами 7, горизонтальное - приводами 9ч-12. Расстояние между приводами устанавливается из конструктивных соображений.

Математическая модель быстродействия вакуумной коммутацонной аппаратуры на базе приводов управляемой упругой деформации

Отраженные в главах 2и 3 теоретические и экспериментальные исследования, подтвердили необходимость создания бескорпусных вакуумных затворов для применения в высоковакуумных камерах при малых перепадах давлений на уровне 102103 [93, 95-97].

Классификационная схема вакуумной коммутационной аппаратуры показана на рис. 4.1, при разработке которой целесообразно использовать приводы линейного типа, приводы замкнутого контура и приводы незамкнутого контура (одновитковые и многовитковые) [98-100].

При проектировании приводов незамкнутого контура с целью перемещения узла уплотнения требуется: 1) Предусмотреть возможность ограничения положения уплотнительного узла в крайних исходном и конечном положениях; 2) Учесть величину ограничения перемещения вызванного возникающей при создании вакуума в камере разности давлений 0,1 МПа; 3) Гарантировать в положении герметизации точное позиционирование. Это условие обеспечивается рассчетом траектории перемещения узла уплотнения с учетом динамики эксплуатации привода при ограничении хода [101, 102].

В замкнутоконтурных приводах, траектория которых определена симметрией конструктива следует учесть влияние разности давлений в 0,1 МПа

Вакуумная коммутационная аппаратура на основе упругой деформации " Устройства дозированиягазовых потоков(натекатели и др.) Вакуумные клапаны Вакуумные затворы Шлюзовые итранспортныесистемы

Л А На основе приводов незамкнутого контура J %, J л На основе приводов замкнутого контура J г %, s На основе плоских приводов г і/ s На основе сильфонных приводов классической формы 4 %, г s На основе сильфонных приводов новой формы " г Л A На основе неуправляемых упругодеформируемых элементов Tin І\І ЖЛІ\Ж П -і паїпплітппііо iinmjL п- immTrnnf J- » - J г На основе электроуправляемых упругоде элементов (пьезо- и магнитострикционн ых приводов) Ч, Рис. 4.1. Классификация основанной на приводах управляемой упругой деформации вакуумной коммутационной аппаратуры в предварительный период создания наружного (для привода) вакуума и влияние факторов динамики, которые значительно но ниже, чем для незамкнутого контура.

Значимым для бескорпусных затворов является использование встро 132 енных в конструкцию затворов автономных термосорбционных мини-компрессоров. Это избавляет от необходимости использования централизованных пневматических магистралей, характеризующихся непостоянством давления и требующих использования устройств стабилизации [103106].

Конструкция бескорпусного прямопролетного вакуумного клапана представлена на рис. 4.2. Клапан строится на базе привода незамкнутого контура, у которого параметры взяты из метрологических параметрических рядов, расчет которых выполнен с использованием работы [107]. Клапан включает в себя привод перемещения 3 узла уплотнения 5, систему подачи энергоносителя и фланец 1 для установки клапана в вакуумной камере.

Питание энергоносителем привода перемещения 3 производится через патрубок 2, герметично присоединенный к фланцу 1.

Подвод энергоносителя к узлу уплотнения выполняется системой, состоящей из трубки 8, также герметично присоединенной к фланцу и оснащенной компенсационным спиральным участком 4 и трубкой 7.

Узел уплотнения состоит из двух герметичных сильфонов, которые при давлении сжатого воздуха 0,5 МПа обеспечивают формирование усилия, требующегося для герметизации.

Действие с двух сторон привода 5 требуется снятия изгибающего момента. Для этого нижний диск узла уплотнения взаимодействует с симметричным относительно уплотняемой поверхности ограничителем. Эта поверхность служит упором при герметизации отверстия.

В случае потребности осуществить двухстороннее уплотнение, оба фланца идентичны и оснащены кольцевым уплотнителем.

При функционировании данного клапана необходимо соблюдение определенной последовательности действия, осуществляемой программой подачи энергоносителя.

Последовательность действий состоит в том, что подача энергоносителя в узел уплотнения должна происходить после его перемещения в зону герметизируемого отверстия.

Эффективный метод обеспечения требуемой точности позиционирования – использование ограничителей, например расположенных на корпусе камеры упоров, в зоне герметизации (на рисунке не показаны).

Однако может возникать отскок с определённой амплитудой, которая, как известно, зависит от собственного декремента затухания колебаний системы и скорости подачи сжатого воздуха в привод 3.

Циклограмма действия клапана, показывающая полный цикл его работы, дана на рис. 4.3. Здесь: 0 - 1 –перемещение узла уплотнения; 1 - 2 – покой; 2 - 3 – деформация уплотнителя и герметизация; 3 - 4 – технологическое время; разгерметизация отверстия; 5 - 6 - покой; 6 - 7 - перемещение узла уплотнения, затем происходит повторение цикла.

Перемещение узла уплотнения в вакуумных клапанах данного типа определяется на основе расчетной схемы, показанной на рис. 4.4.

Из расчетной схемы видно, что перемещение уплотнительного узла А1В1 = Д2 определяется из треугольника А1СВ1, в котором сторона А1С = Л1, сторона В1С находится из равнобедренного треугольника В1 ВС со сторонами ВВ1 = ВС = L, тогда

Клапан на базе привода незамкнутого контура

Рассмотрим водородные пневмоисточники для большой и малой магистрали [184]. Для большой магистрали можно использовать источники, разработанные для химической промышленности и для автотранспорта, работающего на водороде. Данные конструкции получили достаточно широкое распространение и не нуждаются в описании.

Для питания пневмоприводов на одной-двух установках был разработан компактный пневмоисточник с жидкостным охлаждением, показанный на рис. 7.2 [185,186].

Нагревательный элемент 1 присоединен к корпусу 4 с помощью изолирующего и герметизирующего вещества (резина, стекло и т.п.). Полость корпуса 4 заполнена элементом 2 – порошком сплава-накопителя водорода.

Схема термосорбционного компрессора на основе сплавов накопителей водорода с использованием эффекта Пельтье [187]: 1 – нагревательный элемент; 2 – сплав - накопителем водорода; 3 – изолирующее покрытие нагревательного элемента; 4 – корпус; 5 – изолирующее покрытие корпуса; 6 – гайка; 7 – уплотнитель; 8 – сетчатый фильтр; 9 – изолятор-герметик; 10 – вывод газа

В корпусе 4 размещен нагревательный элемент 1 - электронагревательная трубка с изолирующим покрытием 5, соединенная с источником охлаждающей жидкости. Устройство закрывается и герметизируется с помощью уп-лотнительной шайбы (уплотнителя 7) и гайки 6. Сетка 8 предотвращает попадание рабочего порошка в выводы 10. Работает предлагаемый источник газа следующим образом.

Давление водорода создается путем поглощения его СНВ при охлаждении СНВ и выделением водорода при его нагреве, что обеспечивает замкнутый цикл работы пневмоисточника.

В источнике газа по нагревательному элементу 1 непрерывно подается охлаждающая жидкость, обеспечивающая охлаждение порошка 2 СНВ и поглощение водорода. При подаче напряжения на нагревательный элемент происходит нагрев СНВ и выделение водорода, поступающего в пневмопривод по выводу 10. По мере наполнения пневмопривода происходит постепенное повышение давления водорода. Сетка 8 препятствует попаданию порошка СНВ в вывод 10 и элементы привода. При прекращении нагревания происходит охлаждение нагревательного элемента 1 и порошка 2, как следствие происходит поглощение водорода СНВ. Изоляторы 7, 9, 5 препятствуют короткому замыканию через корпус прибора, а изолятор 3 препятствует замыканию через порошок и спеканию порошка.

Такие устройства предназначены для питания пневмоприводов в замкнутом цикле использования рабочего тела и требуют закрытой пневмомаги-страли. Схема устройства подачи и поглощения газа приведена на рис. 7.3 [188, 189].

При незначительных утечках водорода в приводе и источнике работоспособность источника достигается путем подачи дополнительного водорода в систему привод-источник в режиме работы привода на поглощение водорода.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Источник водорода 5 подвергается нагреву и работает на выделение водорода. Запорный орган 1, ведущий ко входу 7 пневмосистемы, открыт, а орган 2, ведущий к выходу 8 пневмосистемы, закрыт. Источник 6 подвергается охлаждению и работает на поглощение водорода. Запорный орган 3, ведущий ко входу 7 пневмосистемы, закрыт, а запорный орган 4, ведущий к выходу 8 пневмосистемы, открыт. При иссякании источника 5 или наполнении источника 6 производится перекрывание всех запорных органов. Источник 6 подвергается нагреву, а источник 5 - охлаждению. Открываются рабочие органы 2 и 3.

Конструктивная схема простейшего компактного малоинерционного термосорбционного компрессора (рис. 7.4) [190, 191] состоит из герметичного корпуса 4 и расположенной внутри него полупроводниковой пластины 1(или пакета пластин) с активированным покрытием порошком сплава-накопителя водорода. К пластине (или к пакету пластин) подается ток. При пропускании тока в одном направлении пластины нагреваются и из покрытия выделяется (десорбируется) водород, при обратном направлении тока пластины охлаждаются и водород поглощается (сорбируется). Нагрев и охлаждение пластин при изменении направления проходящего через них тока основан на эффекте Пельтье.

Данный пневмоисточник может быть подключён и к отдельному пневмоприводу, что значительно упрощает использование и управление пневмопривода.

Для термосорбционных компрессоров, формирующих рабочее давление 0,5-0,6 МПа, наиболее подходят два вида сплавов на основе TiFe и LaNi5, которые по совокупности свойств наиболее полно соответствуют задаче создания эффективных пневмоисточников для приводов управляемой упругой

Сильфонный пневмопривод работает следующим образом. Во внутренней полости сильфона 4 размещён термоэлектрический элемент 1 покрытый изолятором 3. На его поверхности нанесён сплав накопитель водорода 2, который может быть связан полимером или защищён от рассыпания мелкой металлической сеткой или стеклотканью. Корпус сильфона герметично соединён с основанием 5, через отверстие которого выходят электроконтакты 7 и 8 герметизируемые герметиком 6 и подсоединённые к термоэлектрическому элементу 1.

При подаче напряжения на термоэлектрический элемент происходит его нагрев и соответственно нагрев сплава накопителя водорода. Происходит десорбция и создаётся необходимое давление. Привод срабатывает. При смене полярности напряжения термоэлектрический элемент начинает работать на охлаждение. Происходит адсорбция водорода и привод возвращается в исходное положение.

Обобщённый критерий оценки качества виброзащитного уст ройства

Рассмотрев вопросы обеспечения надёжности вакуумного технологического и аналитического оборудования (например [261]), автор пришел к постановке вопроса о повышении надёжности внутрикамерных систем сверхвысоковакуумного оборудования (например [262]) и к необходимости замены узлов внешнего трения устройствами с упругодеформируемыми элементами и устройствами с бесконтактным магнитным взаимодействием (например [263]) в конструкциях исполнительных механизмов [264].

Проведя анализ привносимой дефектности [69, 1] автор пришел к выводу о необходимости развития новых направлений в проектировании вакуумного оборудования высоких технологий [265, 266], и не только внутрика-мерног или работающего в технологической чистой среде [267], но и коммутационного атмосфера вакуум и средств создания вакуума и средств создания давления для пневмоприводов.

Практика построения комплексной системы исполнительного вакуумного оборудования, в том числе технология проектирования и производства устройств и элементов, исключающих трение движения и принципы компоновки системы рассмотрены автором в публикациях [268, 269]. Работа по созданию комплексной системы исполнительного вакуумного оборудования выдвигалась на премию Правительства РФ в области науки в 2007 г. Отдельные конструкции нашли достаточно широкое применение в промышленности

Автором, в коллективе, был проанализирован опыт создания, внедрения в промышленность и последующей эксплуатации функциональных устройств вакуумной механики без узлов трения. Расчётные и экспериментальные параметры надёжности устройств были полностью подтверждены. Был рассмотрен и обобщён опыт создания и внедрения в промышленность полных комплексных систем вакуумного оборудования на базе данных устройств и показана эффективность именно комплексных систем [270, 271].

Вопросы и технология производства элементов упругой деформации систематизированы автором и отражены в гл. 18 [69].

Анализ тенденций развития современной электронной техники в отечественной и зарубежной практике свидетельствует о непрерывном расширении масштабов применения высоких технологий и специального вакуумного технологического и аналитического оборудования для их реализации.

Одним из важнейших факторов, определяющих уровень и надёжность оборудования этого класса, является снижение загрязнений привносимых при транспортировке изделий между функциональными устройствами оборудования, проводящими разные операции технологического процесса. Решение этой проблемы имеет следующие наиболее распространённые варианта: Создание “чистых комнат”. Этот вариант при достигнутой величине топологических размеров наиболее современных микросхем и сложности технологического цикла перестаёт себя оправдывать в связи с постоянным ростом чистых объёмов и повышением класса чистоты. Выполнение технологического цикла без выхода изделий на атмосферу, достигаемое тремя разными способами:

1). Создание вакуумной линии с интегрированными в неё установками технологического процесса. Сейчас в линии и кластерные системы обычно объединены по несколько установок. Многие ведущие производители заявляют о создании проекта линий полного технологического цикла без выхода на атмосферу (с устройствами транспортирования и хранения изделий), но авторам не известны такие полностью реализованные действующие проекты. 2). Создание линии с контролируемой газовой средой соединяющей установки технологического процесса. В линии создаётся давление газовой среды, незначительно превышающее атмосферное. Данное решение нашло широкое применение и является одним из перспективных в ближайшем будущем. 3). Создание стандартных механических интерфейсов (герметизированных контейнеров с поддерживаемым или неподдерживаемым вакуумом или контролируемой газовой средой для транспортирования и хранения изделий) Данное решение нашло широкое применение и является одним из перспективных с учётом возможности модернизации под него устаревшего оборудования и невысокой по сравнению с другими стоимостью реализации [272]. Эти решения обычно комбинируются в разных вариантах и кроме линий с контролируемой газовой средой не представлены нигде в чистом виде.

Другим важнейшим фактором является не только способность оборудования формировать необходимые для соответствующих технологических процессов вакуумные условия, но и сохранять их стабильными в течении технологического цикла.

Сохранение «чистого» вакуума в процессе работы высоковакуумного автоматического оборудования с размещением в рабочих объёмах вакуумных камер различных функциональных систем и устройств для ориентации и перемещения изделий относительно источников технологического воздействия, их транспортирования и межкамерного шлюзования в многомодульных системах и т.д. является достаточно сложной комплексной задачей (рис.7.41) [272].

Похожие диссертации на Принципы и технология проектирования упруго-управляемых устройств вакуумного оборудования для производства полупроводниковых материалов и приборов электронной техники