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半導體級高真空球閥 半導體級高真空活套法蘭球閥 半導體級高真空快接球閥 真空球閥

之前介紹JIS日標不銹鋼截止閥標準，現在介紹半導體級高真空球閥半導體行業對清潔度的要求基于實際應用, 介紹了半導體設備真空結構和真空室常用部件, 講述了He 質譜檢漏儀的使用方法。總結了真空檢漏的經驗, 闡述了微漏難檢的現狀。分析了磁控濺射臺和ICP 真空故障, 采用靜壓檢漏法和He 質譜檢漏儀檢漏法, 給出了零部件微漏導致這些設備抽不上高真空的結論。指出今后的發展方向是真空部件小型化, 以及根據設備特點來提高真空部件的可靠性。結果表明, 先排除干擾因素, 再細心檢漏, 可大大提高檢漏效率, 使設備盡快恢復正常。

半導體級高真空球閥引言
許多半導體設備要求高真空, 比如磁控濺射臺、電子束蒸發臺、ICP、PECVD 等設備。在高真空環境下, 潔凈度高、水蒸氣很少。一些半導體設備要用到有毒或有腐蝕性的特殊氣體, 在低漏率真空條件下, 這些氣體不易外泄, 設備能及時抽走未反應氣體和氣態反應產物, 保證工藝人員的安全。但是隨著生產設備數量的增加, 以及新工藝對設備要求的提高, 真空故障隨之增加。

清潔度表示零部件或產品在清洗后在其表面上殘留的污物的量。一般來說，污物的量包括種類、形狀、尺寸、數量、重量等衡量指標；具體用何種指標取決于不同污物對產品質量的影響程度和清潔度控制精度的要求。產品是由零部件經過設備加工裝配而成，所以清潔度分為零部件清潔度和產品清潔度。產品的清潔度與零部件的清潔度有直接的關系，同時還與生產工藝過程、車間環境、生產設備及人員有密切關系。因此，清洗和特別包裝零部件來確保工藝保持潔凈尤為重要。

這類設備有PECVD, RIE, ICP 等。常涉及到特殊氣體和特殊反應物, 其真空室比較小, 常使用分子泵抽高真空。現以某ICP 為例進行說明, 真空結構如圖2, 圖2 真空室約30 L。出現故障后, 做3 min靜壓檢漏, 真空室壓強上升率超過允許值1.3 × 10- 1 Pa/ min, 達到10 Pa/min。用He 檢漏儀進行檢漏, 發現真空室頂針下方的疊片可伸縮波紋管漏, 拆下該波紋管, 維修后裝回, 檢漏發現該處已恢復正常。但是啟動設備進行靜壓檢漏時發現真空室壓強上升率為1 Pa/ min, 仍然大于允許值。繼續檢漏, 停了分子泵, 沒有停干泵, 發現門封漏率達1.4 × 10- 8 Pa.m3/ s。停了干泵, 真空室壓強由6.5 Pa很快上升到30 Pa, 顯然有氣體通過真空管道漏到真空室。打開粗抽閥與干泵相連的端口進行檢漏, 漏率為2 × 10- 8 Pa.m3/ s, 因此維修了該閥, 但是再檢漏沒有通過, 只能更換該閥門。將與分子泵相連的清洗閥拆下, 噴He 檢門閥1, 發現門閥1 漏率為5 × 10- 8 Pa.m3/ s。將清洗閥裝回, 拆下門閥修理后裝回, 門閥恢復正常。然后, 在維修模式下用干泵抽真空室和分子泵腔室, 在保證門閥兩側壓差<1 × 103 Pa的情況下打開門閥1, 使真空室和分子泵腔室連通, 檢測分子泵上的管道和閥門, 沒有發現新的問題。

半導體設備真空與檢漏 - ICP真空結構高真空（壓力）球閥是應用在真空系統中（又能適用一定的壓力下）開啟或切斷氣流的高真空球閥。本閥門結構緊湊，美觀，密封座補償設計。有自動補償密封座磨損功能，啟閉力矩小，壽命長等優點。適用的工作介質為帶酸、堿性的各類氣體或液體。
真空球閥實物圖

真空球閥產品應用：
真空球適用的介質為空氣及弱腐蝕性氣體。是乳品、酒業、生物工程、食品、制藥、飲料、化工、化妝品等領域的常選閥門。并已廣泛應用于新能源、真空鑄造、真空鍍膜行業及半導體產業。 

真空球閥性能特點：
●密封結構設計*，漏率可達到＜1×10-10Pa.M3/S,改變了球閥不能滿足高真空、超高真空的現狀； 
●開關扭矩小，配置氣動執行器小，工作穩定、可靠； 
●結構緊湊，重量輕，外形簡潔、美觀； 
●該閥既能適用高真空，又能適用一定的正壓力下使用； 
由于球閥全通導，又能達到超高真空要求，所以也能適用于加速器真空系統。

圖2 ICP 真空結構

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥zui后維修門封處的漏點。換門封密封圈, 漏率未見好轉。仔細檢查門封處的結構, 發現上蓋有一個螺釘向下突出, 導致門封密封不好。但是將螺釘拆下比較困難, 因為這需松開上蓋。上蓋連有水冷管道, 限制了上蓋移動范圍; 上蓋右側通過轉軸與真空室上平面相連, 同時上蓋與真空室下方用彈力大的彈力桿頂著, 導致拆卸安裝困難, 詳情見圖3。后來發現打開上蓋, 彈力桿的彈力變得很小,這時方便拆裝彈力桿; 松開兩塊檔板后露出兩個螺釘, 松開它們就可以松開轉軸。就這樣松開了上蓋, 將下墜的螺釘向上擰緊, 再將上蓋裝好, 門封恢復正常。啟動設備確認故障已修好。

半導體設備真空與檢漏 - ICP真空結構

圖3 ICP 真空室

6、結語
半導體設備真空部分有許多部件, 如果一個部件漏率較大, 很容易導致高真空抽不上去。半導體設備的真空疑難故障大多是微漏導致高真空抽不上。真空檢漏的難點是要重視操作的細節部分, 要有耐心。此外, 選擇國產高真空計時要留有余地,否則將無法顯示期望的高真空度。與本文相關的產品有不銹鋼波紋管密封安全閥