кладок, з'являється можливість повної автоматизації установок на основі мікропроцесорних систем управління.
Завдяки новітнім досягненням в області вакуумної техніки і техніки отримання плівок проблема відтворюваності та виробництва порівнянних за якістю тонкоплівкових зразків у різних лабораторіях не є вже настільки серйозною. Методи дослідження тонких плівок виникли порівняно недавно, але дозволили сильно просунутися в розумінні властивостей тонких плівок. Справді, тепер тонкоплівкові зразки використовують для дослідження взаємодій між різними компонентами, специфічних для тонких плівок, і при цьому отримують іноді результати, неможливі в масивних зразках.
1. Устаткування для нанесення тонких плівок
Для вакуумного осадження тонких плівок з контрольованими параметрами необхідно таке робоче обладнання, яке якнайменше впливало б на процес формування плівки. З метою отримання глибокого вакууму для мінімізації взаємодії залишкових газів і нарощуваних плівок було зроблено безліч досліджень і розробок. В результаті до теперішнього часу є великий набір вакуумних установок і деталей, а також матеріалів і методів монтажу.
Основним елементом вакуумних систем є насоси, які призначені для створення необхідного вакууму в камерах установок, а також для підтримки робочого тиску при проведенні технологічного процесу. В установках для виготовлення тонкоплівкових структур ІМС застосовуються механічні форвакуумним і двохроторні насоси, пароструминні дифузійні, а також криогенні і турбомолекулярні насоси.
При виробництві ІМС в технології нанесення тонких плівок потрібно створювати тиску в межах від 10 5 Па (атмосферний) до 10? 5 Па і нижче.
Жоден із зазначених насосів не може самостійно забезпечити відкачку від атмосферного тиску до високого вакууму з наступних причин. По-перше, при такому широкому діапазоні тисків істотно відрізняються умови відкачування і, по-друге, кожен насос має вибірковість по відношенню до газів, що входять до складу повітря.
Для створення технологічного вакууму 10? 5 Па включають каскадно кілька насосів різних типів. Крім того, для кожного інтервалу тисків і для різних газів існують свої методи відкачування, що не оптимальні для інших умов.
Основні параметри вакуумних насосів - граничне залишковий тиск, швидкість дії, найбільші тиску запуску і випускний тиск, які зазвичай наводяться в паспортних даних.
Граничне залишковий тиск - це найменший тиск, який може бути створено даними насосом при закритому вхідному патрубку. При цьому мається на увазі, що відсутня натікання в насос ззовні, з боку його вхідного патрубка. Цей параметр обумовлює неможливість побудови насоса, який сам не був навіть дуже слабким постачальником газів у вакуумну систему.
Швидкість дії - це обсяг газу, що відкачується в одиницю часу при даному тиску на вході в насос (у перетині вхідного патрубка). Найбільш поширеними одиницями виміру швидкості дії є м 3/год і л/с.
За постійності швидкості дії при зміні тиску можна судити про якість насоса, яке тим вище, чим менше змінюється швидкість дії при зменшенні тиску у вхідному патрубку.
Найбільший тиск запуску - це найбільший тиск у вхідному патрубку, при якому насос починає нормально працювати, т. е. відкачувати приєднану вакуумну камеру.
Вакуумні насоси можна за цим параметром розділити на дві групи. До першої належать насоси, найбільший тиск запуску яких дорівнює атмосферному (механічні форвакуумним). У другу входять насоси, що вимагають для роботи попереднього розрідження, яке зазвичай створюється додатковим насосом, званим насосом попереднього розрідження, або попереднього вакууму (механічним форвакуумним). Насос попереднього вакууму приєднують впускним патрубком до випускного патрубка насоса, що потребує попередньому розрідженні.
Найбільше випускний тиск - це найбільший тиск у вихідному патрубку, при якому насос ще може виконувати відкачку (т. е. при перевищенні якого відкачка припиняється). Для механічних форвакуумних насосів воно перевищує атмосферний, а для насосів, що вимагають попереднього розрідження, приблизно дорівнює найбільшому тиску запуску.
1.1 Вакуумні установки. Основні відомості
Вакуумні установки для нанесення тонких плівок різноманітні за конструкцією, однак мають ряд спільних елементів (рис. 1).
Рис. 1. Конструктивно-технологічна схема установок для нанесення тонких плівок
Промисловістю випускаються вакуумні установки різних моделей, що відрізняються пристроєм внутрішньокамерної оснащення, ступенем автоматизації і оснащеністю апара...
