溅射离子泵抽气系统的操作工艺及操作注意事项

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)东北大学 作者:张以忱

  下图为典型的小型溅射离子泵无油超高真空抽气系统

典型小型溅射离子泵超高真空系统

1.溅射离子泵 2.钛升华泵 3.高真空 4.真空室 5.粗抽阀 6.分子筛吸附泵 7.管道阀

图 典型小型溅射离子泵超高真空系统

  系统的操作工艺如下:启动(冷却)吸附泵;如果粗抽是用两级分子筛吸附泵,则先冷却启动第一级吸附泵,同时给钛升华泵通冷却水。用第一级泵将系统粗抽到1000 Pa 左右,然后快速关闭将第一级吸附泵与粗抽管路隔断,再用第二级泵将系统抽到0.4 到0.2 Pa。如果采用三级吸附泵粗抽时,则可用第一级泵抽到3000 到5000 Pa的压力,用第二级泵抽到15 Pa 压力,第三级泵抽到0.1 Pa。分级抽气可捕集在粘滞流状态下进入第一级中的惰性气体,同时也可减少最后一级抽除的气体量。这两者的效果都是降低系统的极限压力。

  如果系统中有钛升华泵,则在真空室压力约为0.5 Pa 时就可以启动升华泵,开始连续升华,打开高真空阀门对真空室抽气,当真空室压力达到0.1~0.05 Pa 时便可启动溅射离子泵,然后关闭粗抽阀门,将粗抽管道与系统隔开。当系统压力低于10-5 Pa 时,则可让钛升华泵间断工作,随着系统压力的下降,蒸钛的间隔时间可以一次比一次加长。可使用定时电路来控制钛升华时间和升华的间隔时间。

  如果在系统运行前,溅射离子泵曾暴露过大气,则系统的操作顺序是先冷却吸附泵,并接通钛升华泵的冷却水,同时打开高真空阀和粗抽阀,按前面介绍过的顺序,用吸附泵和钛升华泵对系统进行粗抽。当接通溅射离子泵电源时,由于泵内电极的出气,系统的压力将会升高,所以此时仍需用吸附泵和钛升华泵进行抽气,直到把放出的气体负荷抽完为止。当系统压力稳定在0.1 Pa 左右时,即可关闭粗抽管路阀门,进而按正常方式连续工作。

  离子泵系统停机前,先将高真空阀关闭,再把离子泵电源关掉,整个系统可保持在真空状态下,直到下次再用。

操作注意事项

  (1) 溅射离子泵应在低于10-4 Pa 的压力下稳态运转。

  (2) 不要在系统压力高于10-1 Pa 时启动溅射离子泵。

  (3)不要让离子泵在较高压力下抽除大量氦气。

  (4)真空室放大气时,应用阀门将溅射离子泵隔断。

  (5)应按正确顺序操作吸附泵。

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