被抽危險氣體的種類

      目前在很多工業應用領域，采用油封式機械泵（旋片泵和滑閥泵）真空系統抽除大量的含有化學活性、腐蝕性及磨蝕性的氣體，其中以微電子及半導體工業較多。在半導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，腐蝕性氣體和反應生成物，當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）必須能耐得住半導體工業生產中的活性氣體，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合可對機械真空泵造成很大的危害。

       用于半導體工業的機械真空泵（例如，旋片泵和滑閥泵），在泵的工作循環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子與泵體或泵體與旋片、旋片與轉子之間的間隙中，并使被抽蒸汽在泵腔內冷凝與油混合。一旦蒸汽與油混合就難以清洗，將導致一定程度的化學破壞作用。

      采用普通機械真空泵油與任何腐蝕性廢氣發生反應，油必須不斷地過濾和清洗，或是經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，否則當泵空轉的時候，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。當泵油能滿足泵的正常運轉時，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果，因此在半導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。

      當使用普通機械真空泵油抽除腐蝕性氣體時，泵應該采用大油箱，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。當出現大量的溶劑和酸時，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。當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。實際應用表明，纖維素過濾介質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 等工藝反應放出的氣體，當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。在這種抽氣過程中所使用的真空泵應該經常采用氮氣清洗系統，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，把氮充進兩泵之間。在許多過程中，要求的充氮量較小，把氮導入泵的氣鎮裝置中以處理放出的氣體。然而用氮氣鎮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。