獲得清潔的超高真空的先決條件是能夠烘烤真空室，使放氣減到最少。無油超高真空系統(tǒng)主泵的選用可有多種的考慮。近來，渦輪分子泵和低溫泵已經成為經濟可行的選擇泵種，使得用戶在真空獲得手段的選擇方面有了更大的回旋余地。由氦氣深冷致冷機冷卻的低溫泵，其工作原理是將可冷凝的各種氣體凍結在一系列的冷板上，并將剩余的氣體低溫吸附在活性碳吸氣表面上。低溫泵可獲得大抽速、無污染的真空環(huán)境，但其主要缺點是不耐烘烤，因為致冷機的冷卻容量限制了低溫板上可承受的輻射熱負載，典型的冷卻容量為1~40 W。為解決這個問題，可采用液氮或水冷擋板，也可將連接管加長或做成直角，對低溫泵進行熱隔離。這樣一來，勢必會降低連接管通導，增加真空室的不烘烤表面積，結果失掉了低溫泵抽速大的優(yōu)點。

　　考慮到超高真空系統(tǒng)烘烤期間低溫泵的熱負載問題，應該盡量采用一種在系統(tǒng)正常工作期間既不影響低溫泵的高抽速又允許超高真空系統(tǒng)烘烤到200℃的簡單易行的方法。

　　圖1 所示為一套分子束沉積超高真空系統(tǒng)，由于該系統(tǒng)需要有大抽速無污染的抽氣手段，所以選用CT18 低溫泵（英國VG 公司生產）作為主泵進行抽氣。該泵對水、氫、空氣和氬的標稱抽速分別為4000、2000、1500 和1200 L/s。在系統(tǒng)中，沉積準備室的低溫泵（泵B）被屏蔽在一個擋板下，在烘烤期間該擋板用水冷卻，在正常工作期間用液氮冷卻。系統(tǒng)烘烤時，圖1 所示的三個閥全部打開，雖然上述擋板能使系統(tǒng)烘烤而不影響低溫泵B 的工作，但是由于擋板會使準備室的抽速降低1/2～2/3，因此還需附加一個冷阱，從而消耗了大量的液氮。

　　如果泵A 直接安裝在起隔離作用的Φ200 mm口徑的閘閥A 上(如圖45 所示)，從烘烤區(qū)域頂部到低溫泵的安裝法蘭之間的距離為100 mm，當烘烤溫度為180℃時，低溫泵法蘭可被加熱到80℃。此時，泵第二級低溫抽氣板溫度也隨著烘烤溫度的增加而增加。在180℃烘烤下，測得系統(tǒng)壓強為2×10^{- 5} mbar，并在繼續(xù)上升。關閉閘閥A，在15 s 內壓強降到10^{- 6} mbar 以下，顯然，這表明低溫泵A 已將氣體釋放進系統(tǒng)，而且此時低溫板上的熱輻射負載超過了致冷機的冷卻容量。

圖1 超高真空系統(tǒng)示意圖（虛線表示烤烘區(qū)域范圍）

　　可采用如下方法來解決烘烤期間低溫泵熱負載的問題：在烘烤期間用水冷卻緊靠閘閥下方的系統(tǒng)壁(見圖1)，并且在低溫泵與閘閥之間加一直徑Φ200，長150 mm 的過渡管路。然后，采用6.2 節(jié)（2）中的方法，在上述的150 mm 長過渡管的中間安裝一個輻射擋板，其結構如圖2所示。擋板包括兩個平行安裝在同一轉軸上并相隔6 mm 的不銹鋼薄板。在烘烤期間，轉動擋板，將間隔過渡管的橫截面積減少約75%，如圖2 所示，在系統(tǒng)正常工作期間，將擋板旋轉90°，基本上不影響抽速。間隔過渡管和處于“開”位置的可轉動擋板的存在，對沉積生長室抽速僅減少10%~20%。這與準備室低溫泵B 上的擋板會降低抽速1/2~2/3 相比較是有利的，與上述其他熱隔離方法相比較也是有利的。

　　該擋板的每一塊板都有一個拋光表面和一個不拋光表面，把兩個板的相同表面朝同一方向安裝。不管擋板的光亮面還是無光澤面朝向烘烤區(qū)，當烘烤溫度上升到200℃時，氫蒸汽壓溫度計上顯示出第二級低溫板的溫度都沒有上升。用光亮表面朝向烘烤區(qū)，產生輻射熱的反射。用無光澤表面朝向烘烤區(qū)，雖然該板將吸收更多熱量，還有一小部分熱量輻射到低溫泵上。因此，擋板的表面光潔度是不重要的。在最大可達215℃烘烤溫度處，觀察到低溫泵第二級低溫板的溫度稍有上升。在200℃烘烤后的冷卻系統(tǒng)中，兩真空室相互隔離并打開可轉動擋板，沉積生長室很容易獲得1×10^{- 8} Pa 的壓強，而不用開動輔助的鈦升華泵進行二次抽空或者內屏蔽液氮冷卻。若加輔助抽氣，兩個容器內的壓力都可達到5×10^{- 9} Pa。

1.低擋板2.轉動裝置3.頂擋板

　　圖2 露出烘烤部位中可轉動擋板的150 mm 長，直徑Φ200 mm過渡管的剖視圖。擋板由安裝在同一轉軸上的兩個平行板組成。在系統(tǒng)正常工作期間，擋板整個旋轉90°。