Магниторазрядный вакуумный насос НОРД-25

Рабочим элементом насоса (см рис.) является электронный блок, состоя­щий из охлаждаемого медного анода 4 и двух титановых катодов 2, установ­ленных на высоковольтных изоляторах 5, и конденсатора 6. На корпусе насо­са 1 располагаются магниты 8 и магнитопровод 9. Охлаждающая жидкость к заземленному аноду подводится через трубопровод 3. Напряжение на катоды подается через герметичный токоввод 7. Обезгаживание насоса проводится нагревом снаружи до температуры 400.. 450°С (673... 723 К) при снятых маг­нитах. Охлажденные насосы легко запускаются с давления 5... 10 Па и дли­тельное время могут работать при максимальном рабочем давлении 8Х10^-2 Па. Для повышения быстроты откачки анод имеет ячеистую структуру. Наличие.отверстий в катодах обеспечивает повышенную быстроту откачки инертных газов, что особенно важно в связи с присущим насосам данного типа эффектом «аргонной нестабильности». В результате выбивания из катода адсорбирован­ного аргона резко повышается давление в насосе, через некоторое время дав­ление вновь стабилизируется, но «выплески» аргона периодически повторяются.

В магниторазрядных насосах осуществляется принцип авторегулировки ско­рости распыления титана. При малом давлении откачиваемого газа количество ионов уменьшается, а следовательно, уменьшается ионный ток и скорость рас­пыления титана. Это увеличивает ресурс работы насосов. При повышениидав­ления ионный ток и скорость испарения автоматически увеличиваются. Это свойство насосов позволяет широко использовать их в технологическом обору­довании.

Когда в производстве ИС требуется особо высокая чистота технологиче­ской среды, наиболее перспективно использование криогенных насосов. Они применяются прежде всего для создания сверхвысокого вакуума, для этого их включают в работу обычно только после того, как с помощью других насосов (диффузионных, сорбционных) получено достаточно низкое давление. Однако крионасосы как безмасляные средства получения вакуума могут быть при­менены в оборудовании со средним вакуумом, например в технологическом процессе нанесения тонких пленок методом ионного распыления, который осу­ществляется в диапазоне давлений 10... 10^-2 Па и сопровождается длитель­ным интенсивным напуском рабочих газов Ar и N₂. При этом очень важно обеспечить в рабочей камере отсутствие тяжелых углеводородов и предельно низкие парциальные давления химически активных составляющих, таких как 0₂, СО, пары H₂O и др. Действие криогенных насосов заключается в адсорбировании и конденса­ции газов и паров на поверхности с температурой ниже —243°С (30 К), т. е. с температурой, соответствующей жидкому гелию и водороду. При этом эф­фективно откачиваются как пары, так и большинство газов, находящихся в вакуумном объеме, за исключением водорода и гелия.

Скорость откачки криогенным насосом определяется площадью поверхности конденсации и зависит от разности между количеством молекул адсорбиро­ванных и десорбированных единицей площади в единицу времени. Величины скоростей откачки криогенными насосами могут достигать нескольких десятков кубических метров в секунду. Предельное давление, создаваемое криогенным насосом, зависит главным образом от давления паров при температуре крио­генной поверхности. Для более эффективного поглощения неконденсирующихся газов (Н₂, Не) криопанели и экраны покрывают слоем сорбента.

Конструкции насосов могут быть двух типов: заливные и с криогенератором. Заливные криогенные насосы имеют существенный недостаток, связан­ный с необходимостью периодической заливки и контроля уровня жидкого ге­лия и азота. Это снижает возможности автоматизации процесса откачки.

В насосах с газовыми холодильными машинами сводятся к минимуму не­производительные потери холода, так как место получения холода максималь­но приближено к месту его потребления.