日本爱发科ULVAC HR90多级罗茨型干式真空泵技术介绍

更新时间：2026-07-16

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日本爱发科ULVAC HR90多级罗茨型干式真空泵技术介绍

爱发科HR90多级罗茨型干式真空泵技术介绍：高温区域均热化原理与半导体CVD/刻蚀工艺应用

在半导体CVD（化学气相沉积）、干法刻蚀及灰化（Ashing）等工艺中，反应气体常含有氯化物、氟化物等腐蚀性成分，工艺过程中还会生成大量升华性副产物。这些副产物在低温环境下容易冷凝沉积，附着于泵腔内壁和转子表面，导致部件腐蚀、转子卡滞乃至设备停机。爱发科（ULVAC）HR系列高温区域均热化干式真空泵针对这一行业痛点开发，其中HR90作为该系列的中等抽速型号，依托多级罗茨无油容积式压缩与高温区域均热化两大核心技术，为CVD、刻蚀等硬工艺场景提供了可靠的真空解决方案。

一、工作原理：多级罗茨无油容积式压缩与高温均热化

HR90的核心工作原理建立在多级罗茨无油容积式压缩与高温区域均热化两大技术之上。

多级罗茨无油容积式压缩

HR90本质上是一种干式容积真空泵——通过多组精密啮合的三叶罗茨转子同步反向旋转，周期性地改变转子与泵壳之间形成的封闭腔体容积，实现气体的吸入、压缩与排出。

泵的核心运动部件由多组精密罗茨转子组成。在同步齿轮驱动下，多组转子以相反方向高速旋转，转子之间以及转子与泵壳之间始终保持微米级的微小间隙，无需任何润滑油作为密封介质。气体由进气口吸入后，依次经过每一级罗茨转子的压缩——每一级转子将气体推入下一级，腔体容积沿输送方向逐级缩小，气体被逐步压缩至大气压以上，最终从排气口排出。

多级结构的优势在于将巨大的压缩比（从数帕至大气压）合理分配至多个压缩阶段，使每一级均在高效区间工作。轴承和齿轮等旋转部件的润滑油通过精密轴封严格隔离，确保气体接触区域不接触任何油类介质。

高温区域均热化

HR90的核心技术特征在于对泵体内部实施高温区域均热化处理。爱发科利用干式真空泵内部压缩过程中产生的热量，通过独特的铝制泵体设计，使热量在整个泵体内部均匀分布。泵体被加热至较高温度区间，使CVD、刻蚀等工艺中产生的升华性副产物在到达泵腔之前即保持气态并被排出。

这一设计的实际价值在于：有效防止副产物在泵内壁和转子表面的冷凝沉积，避免腐蚀性物质对泵体金属材料的化学侵蚀，从而减少因副产物堆积导致的转子卡滞和性能衰减。

二、核心技术特点

1. 高温区域均热化，应对CVD/刻蚀硬工艺

HR90专为CVD、刻蚀等硬工艺设计。通过高温区域均热化技术，泵体在运行中维持均匀的高温分布，使工艺中产生的升华性排气物质以气体状态排出。对比UR系列（可实现更高的泵体温度），HR90在满足CVD和刻蚀工艺温度要求的同时，提供了更具性价比的解决方案。

2. 112m³/h抽速，适配批量生产节奏

HR90在50Hz电源条件下的最大排气速度达112m³/h（约1860L/min），60Hz条件下达126m³/h（约2100L/min）。这一抽速区间适用于中型CVD设备、刻蚀机及批量生产型真空系统，可在较短时间内完成腔体抽空，满足产线节拍要求。

3. 0.67Pa极限压力

HR90的到达压力（极限压力）为0.67Pa，明显优于HR60的5Pa。这一性能可满足CVD、刻蚀等工艺对基础真空度的要求。配合高温均热化设计，在含腐蚀性气体的工艺环境中仍能保持稳定的真空性能。

4. 耐腐蚀性提升

HR90对气体接触的核心部件进行了表面硬度强化和耐腐蚀处理。当泵体暴露于腐蚀性气体时，经过特殊处理的内部部件可有效防止磨损和化学侵蚀，延长了设备在含氟、含氯等腐蚀性工艺环境中的使用寿命。

5. 氦气密封与安全设计

HR90搭载屏蔽电动机（Canned Motor），形成密闭结构。这一设计实现了优异的氦气密封性能，同时提升了设备的安全性和维护便利性。

6. 瞬停对策与通信功能

HR90具备瞬停对策功能，可承受最长1000毫秒的电源中断。在工厂电力出现短暂波动时，泵不会立即停机，避免了因瞬时断电导致的工艺中断和设备重启。设备还搭载通信功能，可将包括警告和报警在内的泵运行数据导出，支持远程泵控制。

7. 水冷散热与N2吹扫

HR90采用水冷方式散热，冷却水流量需大于5.0L/min，冷却水一次压力范围为0.1～0.3MPa，出入口压差需大于0.1MPa。设备配备N2吹扫系统——轴封N2吹扫流量为5SLM，气镇N2吹扫流量为0～45SLM（可调）。N2吹扫可有效防止腐蚀性气体侵入轴承和齿轮区域，同时稀释和排出可凝性气体。

8. ECO-SHOCK节能适配

HR90可与爱发科ECO-SHOCK节能适配器配合使用。在轻工艺（如抽空气或氮气）期间，ECO-SHOCK可将功耗降低约70%～88%。同时，所有型号均支持CE认证（可选）。

三、性能参数一览

参数	HR90
最大排气速度（50Hz）	112 m³/h（约1860 L/min）
最大排气速度（60Hz）	126 m³/h（约2100 L/min）
到达压力	0.67 Pa
最大排气压力（吸入压力）	大气压
吸气口径（CE规格）	VG80（KF50）
排气口径	KF40
冷却方式	水冷
冷却水流量	>5.0 L/min
冷却水一次压力	0.1～0.3 MPa
冷却水出入口压差	>0.1 MPa
轴封N2吹扫流量	5 SLM
气镇N2吹扫流量	0～45 SLM
电源	三相 200V（50/60Hz）、220V（60Hz）
稳定时电流（200V）	11.2 A
最大值电流（200V）	11.8 A
质量	245 kg

数据来源：爱发科产品规格表

四、典型应用场景

半导体CVD设备：在化学气相沉积工艺中，HR90的高温区域均热化设计可有效防止反应副产物在泵腔内冷凝沉积，保障工艺的连续稳定运行。

干法刻蚀设备：用于等离子刻蚀设备的真空排气，处理含氟、含氯等腐蚀性工艺气体。

灰化设备：适用于光刻胶灰化（Ashing）工艺的真空系统。

ALD原子层沉积：用于原子层沉积（ALD）及原子层热处理（ALH）等先进工艺。

粉末生成工艺排气：适用于硅单晶生长炉等产生粉末副产物的工艺排气。

辅助排气：作为涡轮分子泵或机械增压泵的前级或辅助排气泵。

五、总结

HR90是爱发科在高温工艺多级罗茨干式真空泵领域的一款代表性产品。通过多级罗茨无油容积式压缩机制与高温区域均热化技术的配合，在实现112m³/h（50Hz）最大抽速和0.67Pa极限压力的同时，有效解决了CVD、刻蚀等工艺中副产物冷凝沉积的行业痛点。其耐腐蚀处理、氦气密封、1000毫秒瞬停对策、N2吹扫及ECO-SHOCK节能适配等特性，使其成为半导体CVD、干法刻蚀、灰化及ALD等含腐蚀性气体硬工艺场景中可靠的真空获取方案。

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