半导体工业真空泵油的处理与再造利用

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)杜邦中国集团有限公司北京办事处 作者:许蔓秋

1、概述

  半导体工业在硅片加工过程中,必须使用真空泵。真空泵油通常有两种: 碳氢化合物油(Hydrocarbon)与全氟聚醚油(PFPE)。碳氢化合物油极易燃烧,化学结构不稳定,容易降解,使得润滑性能容易降低,从而导致真空泵出现故障。尤其因频繁地更换真空泵油,包括停机维修时间的增加,而影响生产效率。而且,碳氢化合物油的可燃性也导致安全隐患,频繁更换真空泵油,存在大量的废弃物,对于环保方面是非常不利的。总之,许多方面均会导致运行成本的上升。

  全氟聚醚油( PFPE ) 分子链饱和,不含氢元素,化学性能特别稳定,抗强氧化剂,与氧相容,不可燃,耐强酸、强碱等化学物质,高温性能稳定,并具有极低的蒸发速率和良好的润滑性能。不仅安全, 且使用寿命长。半导体工业在芯片加工过程中必须使用一些特殊的气体与某些具有毒性的强氧化剂,因而要求在工艺加工过程中广泛使用的真空泵具有非常优越的适应性,PFPE 因其优异性能而得到广泛使用。尤其在消除火灾或爆炸的危险隐患等方面更是性能卓越。世界著名的真空泵制造商, 如莱宝(LeyBold), 爱德华(Edwards)均使用PFPE 油作为其真空泵的介质,以保证其真空设备在特殊环境中继续保持优良的性能。

  因此,PFPE 是半导体工业真空泵油的最佳选择,能够完全满足半导体工业中安全性、可靠性以及环保等要求。

2、PFPE 油— KRYTOX b

  美国杜邦公司KRYTOXb 系列产品最初的研发是起源于航天计划,比如阿波罗登月计划的导航系统用的润滑剂,并首获成功。随后应全世界半导体工业的需求,杜邦公司KRYTOXbVPF 系列产品得到所有主要真空泵制造商如L e y B o l d ,Edwards,Ebara 等的认可,均符合或超过所有主要泵制造商有关品质担保的要求。

  杜邦KRYTOX b 具体性能如下:

  ◆ 化学稳定性:KRYTOXbVPF 化学性能非常稳定,耐强酸,包括极强的路易氏酸,耐强碱。性能非常稳定, 与接触的任何特种气体如氟气,SiH4 等,强腐蚀性物质,强氧化剂,还原剂等均不发生反应;

  ◆ 不燃烧性:KRYTOX b 分子结构中不含氢元素,耐氧化,不会燃烧, 无闪点,无燃点,可避免任何火灾的隐患,达到半导体行业安全性的要求;

  ◆ 热稳定性:极低的蒸发率和降解率,能够避免任何残留物的形成而影响半导体工业中反应室的纯净度及高真空度的维持;

  ◆ 卓越的润滑性能:尤其在比较宽的操作温度范围,在高负载,高压强的情况下,KRYTOXb均具有良好的润滑性能,能够减少磨耗,尤其对于真空泵及压缩机等设备维持优良的运行性能等等非常重要;

  ◆ 粘度和蒸气指标稳定可靠: 能够保持极低的回流率,从而能够持续地保证系统的高真空度。

  综上所述,杜邦全氟聚醚产品-KRYTOXb VPF真空泵油完全能够满足半导体工业的要求,尤其是针对半导体芯片加工过程中如刻蚀剂和沉淀过程中所面临的特殊气体,强腐蚀性化学物质,均能保证其操作的安全与可靠。

3、杜邦PFPE 的再造利用方案

  全世界对环境保护的要求越来越高。如何处理在真空泵的维修和使用过程中所产生的废油是摆在所有公司面前的一大难题。传统的处理方式是将回收的废油送至当地废油处理厂焚烧。但PFPE是无法燃烧的。也就是说,简单处理使用过的PFPE油会造成永久的环境污染。

  杜邦公司全氟聚醚废油再造利用的所有环节和生产程序,都是建立在杜邦公司作为原始PFPE真空泵油制造商的技能和经验基础之上。所有再造工作均在美国新泽西州的Deepwater制造工厂完成。基于真空技术网(www.chvacuum.com)多年的专业经验,杜邦公司PFPE真空泵油的再造生产过程,包括中和,过滤,脱气,精馏,氟化再造以及精制等步骤,其中氟化再造是关键性的步骤,并辅以完善的分析测试手段包括气相色谱,红外色谱,原子吸收光谱等方法来实时跟踪,分析并监控有关酸度,粘度,蒸气压等关键性的指标,以确保再造生产的PFPE再造油性能指标与新生产的PFPE油完全一致,并且保证在实际操作过程中性能完全等同,工艺工程的最优化及完全闭式循环等的特点, 使得再造收率达95~98%。

  杜邦公司是一家能够做到上述高效、高质,再造利用PFPE油的唯一制造商。除此以外,上述再造工程中,所有过滤,精制等程序所产生的废弃物均严格按照美国相应的法规来处理,并严格按照相关的程序,以利于环境保护。再造利用方案,对于客户有如下显著优点:

  (1)为客户收集废油无偿提供包装桶;

  (2)节省了处置废油的费用和时间;

  (3)由于再生油的重新使用,节省了操作运行成本费用;

  (4)由于废油的安全和合法处置,实现了环保目的;

  (5)确保再生利用的油达到原产品的标准;

  (6)杜邦公司将在整个操作过程中提供技术支持。

  鉴于此,国外几乎所有的真空泵制造商和半导体芯片制造厂均采纳此方案。收集所有用过的PFPE油,得到当地杜邦公司和其经销商的支持和服务。再生利用,实现环保,并降低成本。

  中国半导体工业发展迅速,环保要求不断提高。半导体业废油处理的环保问题已引起芯片制造厂及相关者的高度重视。目前,杜邦中国公司及其授权的经销商已在中国成功地建立了此项目的完善服务体系。一方面,把收集的PFPE 废油100% 送至美国杜邦公司新泽西工厂进行再造利用,使中国国内相关企业同样得此再造利用方案的六大好处;另一方面,为中国的环保事业作出贡献。

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