半导体级高真空球阀 半导体级高真空活套法兰球阀 半导体级高真空快接球阀 真空球阀

之前介绍JIS日标不锈钢截止阀标准，现在介绍半导体级高真空球阀半导体行业对清洁度的要求基于实际应用, 介绍了半导体设备真空结构和真空室常用部件, 讲述了He 质谱检漏仪的使用方法。总结了真空检漏的经验, 阐述了微漏难检的现状。分析了磁控溅射台和ICP 真空故障, 采用静压检漏法和He 质谱检漏仪检漏法, 给出了零部件微漏导致这些设备抽不上高真空的结论。指出今后的发展方向是真空部件小型化, 以及根据设备特点来提高真空部件的可靠性。结果表明, 先排除干扰因素, 再细心检漏, 可大大提高检漏效率, 使设备尽快恢复正常。

半导体级高真空球阀引言
许多半导体设备要求高真空, 比如磁控溅射台、电子束蒸发台、ICP、PECVD 等设备。在高真空环境下, 洁净度高、水蒸气很少。一些半导体设备要用到有毒或有腐蚀性的特殊气体, 在低漏率真空条件下, 这些气体不易外泄, 设备能及时抽走未反应气体和气态反应产物, 保证工艺人员的安全。但是随着生产设备数量的增加, 以及新工艺对设备要求的提高, 真空故障随之增加。

清洁度表示零部件或产品在清洗后在其表面上残留的污物的量。一般来说，污物的量包括种类、形状、尺寸、数量、重量等衡量指标；具体用何种指标取决于不同污物对产品质量的影响程度和清洁度控制精度的要求。产品是由零部件经过设备加工装配而成，所以清洁度分为零部件清洁度和产品清洁度。产品的清洁度与零部件的清洁度有直接的关系，同时还与生产工艺过程、车间环境、生产设备及人员有密切关系。因此，清洗和特别包装零部件来确保工艺保持洁净尤为重要。

这类设备有PECVD, RIE, ICP 等。常涉及到特殊气体和特殊反应物, 其真空室比较小, 常使用分子泵抽高真空。现以某ICP 为例进行说明, 真空结构如图2, 图2 真空室约30 L。出现故障后, 做3 min静压检漏, 真空室压强上升率超过允许值1.3 × 10- 1 Pa/ min, 达到10 Pa/min。用He 检漏仪进行检漏, 发现真空室顶针下方的叠片可伸缩波纹管漏, 拆下该波纹管, 维修后装回, 检漏发现该处已恢复正常。但是启动设备进行静压检漏时发现真空室压强上升率为1 Pa/ min, 仍然大于允许值。继续检漏, 停了分子泵, 没有停干泵, 发现门封漏率达1.4 × 10- 8 Pa.m3/ s。停了干泵, 真空室压强由6.5 Pa很快上升到30 Pa, 显然有气体通过真空管道漏到真空室。打开粗抽阀与干泵相连的端口进行检漏, 漏率为2 × 10- 8 Pa.m3/ s, 因此维修了该阀, 但是再检漏没有通过, 只能更换该阀门。将与分子泵相连的清洗阀拆下, 喷He 检门阀1, 发现门阀1 漏率为5 × 10- 8 Pa.m3/ s。将清洗阀装回, 拆下门阀修理后装回, 门阀恢复正常。然后, 在维修模式下用干泵抽真空室和分子泵腔室, 在保证门阀两侧压差<1 × 103 Pa的情况下打开门阀1, 使真空室和分子泵腔室连通, 检测分子泵上的管道和阀门, 没有发现新的问题。

半导体设备真空与检漏 - ICP真空结构高真空（压力）球阀是应用在真空系统中（又能适用一定的压力下）开启或切断气流的高真空球阀。本阀门结构紧凑，美观，密封座补偿设计。有自动补偿密封座磨损功能，启闭力矩小，寿命长等优点。适用的工作介质为带酸、碱性的各类气体或液体。
真空球阀实物图

真空球阀产品应用：
真空球适用的介质为空气及弱腐蚀性气体。是乳品、酒业、生物工程、食品、制药、饮料、化工、化妆品等领域的常选阀门。并已广泛应用于新能源、真空铸造、真空镀膜行业及半导体产业。 

真空球阀性能特点：
●密封结构设计*，漏率可达到＜1×10-10Pa.M3/S,改变了球阀不能满足高真空、超高真空的现状； 
●开关扭矩小，配置气动执行器小，工作稳定、可靠； 
●结构紧凑，重量轻，外形简洁、美观； 
●该阀既能适用高真空，又能适用一定的正压力下使用； 
由于球阀全通导，又能达到超高真空要求，所以也能适用于加速器真空系统。

图2 ICP 真空结构

上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀zui后维修门封处的漏点。换门封密封圈, 漏率未见好转。仔细检查门封处的结构, 发现上盖有一个螺钉向下突出, 导致门封密封不好。但是将螺钉拆下比较困难, 因为这需松开上盖。上盖连有水冷管道, 限制了上盖移动范围; 上盖右侧通过转轴与真空室上平面相连, 同时上盖与真空室下方用弹力大的弹力杆顶着, 导致拆卸安装困难, 详情见图3。后来发现打开上盖, 弹力杆的弹力变得很小,这时方便拆装弹力杆; 松开两块档板后露出两个螺钉, 松开它们就可以松开转轴。就这样松开了上盖, 将下坠的螺钉向上拧紧, 再将上盖装好, 门封恢复正常。启动设备确认故障已修好。

半导体设备真空与检漏 - ICP真空结构

图3 ICP 真空室

6、结语
半导体设备真空部分有许多部件, 如果一个部件漏率较大, 很容易导致高真空抽不上去。半导体设备的真空疑难故障大多是微漏导致高真空抽不上。真空检漏的难点是要重视操作的细节部分, 要有耐心。此外, 选择国产高真空计时要留有余地,否则将无法显示期望的高真空度。与本文相关的产品有不锈钢波纹管密封安全阀