被抽危險氣體的種類

      目前在很多工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，采用油封式機械泵（旋片泵和滑閥泵）真空系統(tǒng)抽除大量的含有化學(xué)活性、腐蝕性及磨蝕性的氣體，其中以微電子及半導(dǎo)體工業(yè)較多。在半導(dǎo)體晶片加工工藝中需要抽除的氣體可能是腐蝕性的、易燃的、磨蝕性的、有毒的、或與普通真空泵油不相容的，要求真空泵在運轉(zhuǎn)中振動噪音小并具有高度的可靠性。

     表4 中所列為一些典型的被抽除的危險氣體，腐蝕性氣體和反應(yīng)生成物，當(dāng)它們達到一定濃度時是危險的，在處理和抽除時必須特別小心。

機械真空泵油的選擇

       機械真空泵和真空泵油（工作介質(zhì)）必須能耐得住半導(dǎo)體工業(yè)生產(chǎn)中的活性氣體，這些氣體一般常為氯或氟基，能生成氯化氫和氟化氫酸，這種酸能降低礦物油的性能并對泵產(chǎn)生腐蝕。此外，被氯化的化合物能夠促進烴油的迅速聚合，這種烴油與被抽氣體中的懸浮粒子和腐蝕性有機物殘渣相結(jié)合可對機械真空泵造成很大的危害。

       用于半導(dǎo)體工業(yè)的機械真空泵（例如，旋片泵和滑閥泵），在泵的工作循環(huán)和被抽蒸汽被壓縮的過程中，被抽氣體中的磨蝕性粒子可能被擠進泵轉(zhuǎn)子與泵體或泵體與旋片、旋片與轉(zhuǎn)子之間的間隙中，并使被抽蒸汽在泵腔內(nèi)冷凝與油混合。一旦蒸汽與油混合就難以清洗，將導(dǎo)致一定程度的化學(xué)破壞作用。

      采用普通機械真空泵油與任何腐蝕性廢氣發(fā)生反應(yīng)，油必須不斷地過濾和清洗，或是經(jīng)過一定使用時間即廢棄不用，這是降低真空泵腐蝕的一種慎重的方法。但是更換泵油和過濾器的成本是很高昂的。

      抽除如氧等某些有易爆危險的氣體時，最好使用惰性真空泵油。常用的惰性真空泵油有過氟聚醚（Fomblin）和三氟化氯乙烯的聚合物（Halocarbon）等。

      由于惰性的泵工作液的成本高，所以希望泵的注油量要盡量地小。這與對普通機械真空泵油的要求相反，普通機械真空泵油的較大注油量意味著工作液的不常更換。如果具有從泵底部附近進行供油的方便條件，就能滿足上述兩種要求。

真空泵油的處理

     泵在腐蝕環(huán)境中抽除腐蝕蒸汽時必須除掉腐蝕蒸汽與惰性工作液形成的乳化酸，否則當(dāng)泵空轉(zhuǎn)的時候，這種酸能浮在惰性工作液的上面，從而腐蝕機械泵，造成重新起動的困難，或者可能卡住泵的旋片。要除掉乳化酸，則必須對真空泵油進行有效的過濾。當(dāng)泵油能滿足泵的正常運轉(zhuǎn)時，必須不斷地過濾以使污染降到最小。為了油封機械真空泵中得到最好的工作條件，最好過濾除去被抽氣體中的磨蝕性粒子。因為在多數(shù)場合，在腐蝕性氣氛下引起真空泵工作困難的是泵油裂解和污染的結(jié)果，因此在半導(dǎo)體工藝中除了過濾被抽氣體中的粒子以外，還必須除去酸和裂解油。

      當(dāng)使用普通機械真空泵油抽除腐蝕性氣體時，泵應(yīng)該采用大油箱，以便增加換油周期，這樣也必須采用大容量的過濾器。對像二氧化硅這樣的微粒，可用額定2～0.5 μ 的過濾器。當(dāng)出現(xiàn)大量的溶劑和酸時，就要求使用活性碳過濾器。活性碳可以清除酸和由裂解油生成的油渣等微粒物質(zhì)。當(dāng)使用惰性真空泵油時，為了減少過濾器的頻繁更換和附帶的泵油損失，要求采用大容量的小型物理過濾器。實際應(yīng)用表明，纖維素過濾介質(zhì)在減少酸性污染方面是有效的，而且大部分工作液易于回收。還可以采用活性碳過濾器從惰性真空泵油中清除腐蝕性酸。

用惰性氣體清洗

      對于HCl、HF、BF3 和SiF4 等工藝反應(yīng)放出的氣體，當(dāng)它們與空氣和水混合后，能夠生成低蒸汽壓的酸，或生成微粒物質(zhì)。在這種抽氣過程中所使用的真空泵應(yīng)該經(jīng)常采用氮氣清洗系統(tǒng)，將有毒的或危險的氣體稀釋到較安全的濃度，就能獲得較好的抽氣效果。在某些過程中，由于被抽蒸汽的流量較大必須直接把氮氣導(dǎo)入到抽氣管路中，但是此時要求真空泵的抽氣量足夠大，能夠及時處理放進去的氮氣，使真空室達到一個滿意的壓力才可操作。當(dāng)真空處理室要求高真空時，可使用以旋片泵作為前級泵的羅茨泵抽氣系統(tǒng)，把氮充進兩泵之間。在許多過程中，要求的充氮量較小，把氮導(dǎo)入泵的氣鎮(zhèn)裝置中以處理放出的氣體。然而用氮氣鎮(zhèn)泵處理蒸汽的量在很大程度上取決于泵的溫度，水冷真空泵采用恒溫控制水閥控制泵溫，風(fēng)冷真空泵用改變空氣流量的辦法來控制泵的溫度。

       也可在真空泵的進氣口采用冷阱或吸附阱來冷凝或過濾被抽氣體，在吸附阱中常采用活性碳、氧化鋁、13X型分子篩等吸附劑。活性碳的特殊優(yōu)點以及它抽除大量水蒸汽時較高的吸附能力，使它成為用于這種型式冷阱的最合適的材料。