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    • システムの「ベークアウト」を行う際に考慮すべき3つの要素

    一般的な真空システムを大気圧から数時間かけて排気すると、「平衡圧力」が達成されます。

    この圧力(~10-4~10-5 Pa)は、チャンバーの大きさ、材質、シール、前処理、排気手順、気密性、使用する真空ポンプのタイプによって異なります。

    希望する圧力を達成するには?

    システムはそれぞれ異なりますが、一般的にアウトガスによるガス負荷が排気速度に一致したときに平衡圧力が達成されます。

    高真空では、真空材料に優先的に結合する水蒸気が負荷に大きく寄与します

    より低い(UHVおよびXHV)圧力を達成するためには、システムを(通常、150℃から250℃で)24時間から48時間ほど意図的に加熱します。

    ベーキング中、システム圧力は10-3 Paの範囲に上昇します。ベーキングは、システム圧力が大幅に低下するまで続けます。最高ベークアウト温度は、システムの各コンポーネントが許容する温度を超えてはいけません。

    ターボ分子ポンプシステムの粗引きをする際に考慮すべき要素

    1. 最高運転温度

    一般的に、ターボ分子ポンプの最高運転温度は、フランジ部で100~120℃です。

    そのため、フランジとポンプ外周には特別なベークアウトバンドが使用されます。ブレードを加熱しないと、水蒸気が表面に吸着してしまいます。これらのバンドは、最大許容温度を超えないように温度制御する必要があります。さらに、ターボ分子ポンプインレットの直線上に放射熱源がないように注意する必要があります。

    300 L/sのターボ分子ポンプで排気する総表面積2 m2のまでの「典型的な」200Lまでのシステムを考慮すると、3x10-3 Paのベークアウト圧力でのガス負荷は~1 Pa l/sとなります。これは~0.6sccmまたは0.03g/時間に相当する。

    この負荷は、例えばスクロールポンプやオイルシール式ロータリーベーンポンプのような、適合する容量のバックポンプを使用する場合には重要ではありません。しかし、負荷の性質(水蒸気)を考慮する必要があります。

    Edwards nEXT turbomolecular pump with ‘bake-out’ band

    ベークアウトバンドを付けたnEXTターボ分子ポンプ

     

    2. 水の吸着

    水の吸着を抑えるために、ターボ分子ポンプの下部ブレードスタックに不活性ガスパージを~10~20sccmで使用することができます。さらに、凝縮を防ぐために、バックポンプをガスで運転する必要がある。

    このような低い運転流量であっても、バラストがなければ、バックポンプの容積は比較的早く~100パーセントの水で構成されるようになり、バッキング圧力が制限されるようになります。UHVの専門家の中には、ベーキングシーケンス中に定期的にバラストを作動させる人もいます。

    Graphic degassing by baking

    Degassing by baking

     

    3. その他のガス負荷

    これまで水が主な焦点でしたが、ベークアウト中に発生する可能性のあるその他の特定ガス負荷についても考慮する必要があります。

    ベークアウト中は水素の割合が増加し、ベークアウト後は通常水素が主な残留ガスとなります。他の可燃性ガスと同様、低流量であっても水素を使用した安全運転を確実にするために、注意しながら実行する必要があります。

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    Edwards employee s standing in corridor smiling