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半導(dǎo)體行業(yè)中干式泵抽除顆粒物的措施與方法
在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)為主要應(yīng)用對象的干式泵會因許多工藝過程的抽氣而出現(xiàn)一些顆粒物, 以前用PFPE油的油封式機械泵, 有油封作用, 因此成了顆粒物的捕集器, 混在油里的顆粒物過濾除掉, 造成維護工作量加大, 運行成本也提高了。
在半導(dǎo)體工業(yè)中使用的氣體和反應(yīng)生成物都要通過泵中, 這些物質(zhì)與空氣和濕氣混合,能形成氧化物, 有些能自燃引起爆炸,因此在半導(dǎo)體工藝中使用的真空泵要經(jīng)過這些惡劣環(huán)境的考驗。一般來說, 在真空泵中出現(xiàn)顆粒物有三種情況。
① 有時泵內(nèi)壓力增高,而引起氣固變tai過程的發(fā)生；
② 在泵內(nèi)氣體成分的反應(yīng)生成物；
③ 抽氣過程混入的顆粒物。
清潔、耐用、低噪等都是干式真空泵的實用標(biāo)簽。但在實際的干式真空泵應(yīng)用中，干式真空泵也分接觸型與非接觸型。因此在處理一些含顆粒物氣體過程中，并不是所有的干式真空泵都如螺桿真空泵、羅茨真空泵等非接觸型泵種一樣對顆粒氣體有良好耐受性，而是需要通過過濾設(shè)備來予以解決。此外即使是對顆粒性氣體有良好耐受性的非接觸性干式真空泵，我們?yōu)榉乐挂馔?，也需要盡量避免介質(zhì)在真空泵泵內(nèi)由于化反或氣固變相形成顆粒物。對此，除常規(guī)的過濾裝置外，專家對此總結(jié)的做法包括：
1、適當(dāng)提高泵溫
物質(zhì)的升華、凝固是壓力與溫度的函數(shù)，隨物質(zhì)不同各有變化。因此提高泵內(nèi)溫度可以避免一些介質(zhì)在泵內(nèi)壓縮過程中發(fā)生氣固變相而形成顆粒物。如Al在刻蝕過程中生產(chǎn)的氯化鋁，在對應(yīng)壓力下，其在80℃就會開始?xì)饣?，因此在將泵?nèi)溫度保持在80℃就可有效避免氯化鋁的固化沉積。
2、降低會反應(yīng)氣體的濃度
單位時間內(nèi)氣體反應(yīng)生成顆粒數(shù)量與氣體濃度相關(guān)，所以在干式真空泵抽取這類氣體的工藝中可以通過充入惰性氣體，減少反應(yīng)氣體濃度來降低顆粒物的形成。這個方法也會用于泵內(nèi)溫度冷卻，防止介質(zhì)降解、聚合形成腐蝕性物質(zhì)等，也可以防止介質(zhì)達到著火極限等可能，如CVD工藝中可能的爆炸。
3、增加抽氣通道中的氣流速度
為防止處于懸浮狀態(tài)的固體顆粒物沉積，使氣體的流動速度大于顆粒物沉積的臨界速度，就可保證顆粒物隨氣流輸送排出，防止沉積。具體的方法與第2點一樣，在不影響真空泵的極限壓力的前提下，就是充入適量氣體。