技術(shù)文章
真空規(guī)管有真空規(guī)和相對真空規(guī),電容薄膜真空規(guī)為真空規(guī),不管什么氣體對真空值都沒有影響。此規(guī)管用于刻蝕、CVD、PVD、ALD等半導體制造設(shè)備;數(shù)據(jù)貯存和顯示制造設(shè)備;工業(yè)真空設(shè)備;一般高精度壓強測量。
根據(jù)彈性薄膜在壓差作用下產(chǎn)生應(yīng)變而引起電容變化的原理制成的真空計稱為電容式薄膜真空計,它由電容式薄膜規(guī)管(又稱為電容式壓力傳感器)和測量儀器兩部分組成。根據(jù)測量電容的不同方法,儀器結(jié)構(gòu)有偏位法和零位法兩種。零位法是一種補償法,具有較高的測量精度。目前在計量部門作為低真空副標準真空計的就是采用零位法結(jié)構(gòu)。
圖示零位法薄膜真空計的結(jié)構(gòu)原理圖由1、薄膜真空規(guī),2、直流補償電源,3、低頻放大器,4、相敏檢波器,5、輸出表,6、低頻振蕩器,7、閥門組成。 電容式薄膜規(guī)管的中間裝著一張金屬彈簧膜片,在膜片的一側(cè)裝有一個固定電極,當膜片兩側(cè)的壓差為零時,固定電極與膜片形成一個靜態(tài)電容Co,它與電容C1串聯(lián)后作為測量電橋的一條橋臂,電容C2、C3和C4與C5的串聯(lián)電容組成其它三條橋臂。 金屬彈性膜片將薄膜真空規(guī)管隔離成兩個室,分別為接被測真空系統(tǒng)的測量室和接高真空系統(tǒng)(Pb<10-3Pa)的參考壓力室。在這兩個室的連通管道上設(shè)置一個高真空閥門7。測量時,先將閥門7打開,用高真空抽氣系統(tǒng)將規(guī)管內(nèi)膜片兩側(cè)的空間抽至參考壓力Pb。同時調(diào)節(jié)測量電橋電路,使之平衡,即指示儀表指零。然后,關(guān)閉閥門7,測量室接通被測真空系統(tǒng)。當被測壓力P1>Pb時,由于規(guī)管中的壓力差P1—Pb,膜片發(fā)生應(yīng)變引起電容Co改變,破壞了測量電橋電路的平衡,指示儀表上亦有相應(yīng)的指示。調(diào)節(jié)直流補償電源電壓對電容Co充電,使其靜電力與壓力相等,此時,電橋電路重新達到平衡,指示儀表又重新指零。根據(jù)補償電壓的大小,就能得出被測壓力P1,故有 P1—Pb=KU2(12) 式中P1——被測壓力 Pb——參考壓力 U——補償壓力 K——規(guī)管常數(shù),其值K=Co/do,Co和do分別為固定電極與膜片在平衡狀態(tài)下的靜態(tài)電容和間距。 當P1>>PO時,測量結(jié)果就是壓力,即 P1=KU2(13) 電容式薄膜真空計測量范圍為10-1~101Pa,其規(guī)管常數(shù)K可通過校準得到。 近年來,電容式薄膜真空計取得了重大進展,新型的雙電容式薄膜真空計的問世,提高了該類真空計的精度,擴展了測量范圍,使其測量下限可達10-3Pa。 單側(cè)雙電容薄膜真空計具有靈敏度高、氣體的介電常數(shù)不變、壓力讀數(shù)*不受氣體成分影響、反應(yīng)速度快等特點。如將其規(guī)管參考室內(nèi)加置消氣劑并抽至≤10-5Pa,就可測量≥10-3Pa的壓力。 INFICON公司有以下幾款電容膜片真空規(guī):CDG020D;CDG025D,CDG025D-S;CDG025D-X3;CDG045D;CDG100D;CDG160D,CDG200D;CDG025-C和CDG160A-C/CGD160A-CS。