Comment réguler la pression partielle des gaz
Comment réguler la pression partielle des gaz
Certains procédés, tels que les procédés de pulvérisation réactive, nécessitent des taux d'incidence aussi constants que possible pour les molécules de gaz réagissant sur le substrat à revêtir.
Le « taux d'incidence » est le même que le « taux d'impaction » évoqué sur la page dédiée au dégazage ; il est directement proportionnel à la pression partielle. La tentative la plus simple pour maintenir la pression partielle d'un composant gazeux constante est de réguler le débit à l'aide d'un contrôleur de débit ; l'inconvénient est que le contrôleur ne peut pas déterminer si, quand et où la consommation de gaz ou la composition du gaz dans la chambre à vide change. L'option la plus avancée et la plus efficace est le contrôle de la pression partielle à l'aide d'un spectromètre de masse via des vannes d'entrée de gaz. Dans ce cas, les pics significatifs des gaz pris en compte sont affectés aux canaux du spectromètre de masse. Des régulateurs adaptés comparent les signaux de sortie analogiques de ces canaux aux valeurs de consigne et déduisent de la différence entre les valeurs cibles et les valeurs réelles pour chaque canal le signal d'actionnement approprié pour la vanne d'entrée de gaz du canal. Une configuration de ce type a été réalisée pour contrôler six canaux dans le QUADREX PPC. Des vannes d'entrée de gaz adaptées à l'appareil peuvent également être fournies.
Le gaz utilisé pour mesurer le taux d'impaction (pression partielle) doit naturellement être prélevé en un point représentatif dans la chambre à vide. Lors de l'évaluation de la constante de temps d'un circuit de régulation de ce type, il est important de prendre en compte tous les aspects temporels et pas seulement la propagation du signal électrique et le traitement dans le spectromètre de masse, mais aussi les constantes de temps et les vitesses d'écoulement de la technologie du vide, comme illustré sur la figure 4.17. Les convertisseurs de pression ou les conduites d'entrée de gaz mal installées reliant la soupape de commande et le réservoir de vide contribueront de manière particulièrement importante à la constante de temps globale. Il est généralement préférable d'établir un rapport S/N favorable avec un signal important (c'est-à-dire à travers un diaphragme d'entrée avec une grande ouverture) plutôt qu'avec de longues périodes d'intégration au niveau des canaux individuels. Les effets de l'augmentation de la pression et de l'allongement du temps d'intégration sur la détectabilité du signal sont présentés en contraste sur la figure 4.18. Dans les représentations a, b et c, seule la période d'intégration a été augmentée, de 0,1 à 1,0 et 10 secondes (soit par un facteur global de 100), respectivement. En comparaison, dans la séquence a-d-e-f, à temps d'intégration constant, la pression totale a été augmentée en trois étapes, de 7,2 · 10-6 mbar à 7,2 · 10-5 mbar (ou par un facteur de seulement 10 au total).
Fig. 4.17 Partages partiels pour les contraintes de temps globales
Fig. 4.18 Amélioration du rapport signal/bruit en augmentant la pression ou en prolongeant le temps d'intégration
Entretien
Durée de vie de la cathode
La durée de vie de la cathode dépend largement de la nature de la charge. L'expérience a montré que le produit de la durée de fonctionnement multiplié par la pression de fonctionnement peut servir de mesure de la charge. Les pressions de fonctionnement plus élevées (de l'ordre de 1 · 10-4 à 1 · 10-3 mbar) ont un effet particulièrement néfaste sur la durée de vie, de même que certaines influences chimiques comme les réfrigérants, par exemple. Le remplacement de la cathode est assez facile, grâce à la conception simple du capteur. Il est toutefois conseillé de profiter de cette occasion pour remplacer ou au moins nettoyer l'ensemble de la source d'ions.
Equilibrage du capteur
L'équilibrage du capteur sur l'axe de masse (souvent appelé à tort étalonnage) est aujourd'hui effectué très facilement avec un logiciel (par exemple SQX, Transpector-Ware) et peut être observé directement à l'écran. Naturellement, ce n'est pas seulement la disposition le long de l'axe de masse qui sera déterminée ici, mais aussi la forme des lignes, c'est-à-dire la résolution et la sensibilité (consultez la page dédiée aux spécifications de la spectrométrie de masse).
Nettoyage de la source d'ions et du système de tiges
Il ne sera nécessaire de nettoyer le capteur que dans des cas exceptionnels où il est très sale. Il suffit généralement de nettoyer la source d'ions, qui peut être facilement démontée et nettoyée. Une fois retiré de la configuration, le système de tiges peut être nettoyé dans un bain à ultrasons. Si le démontage du système est inévitable en raison d'une saleté particulièrement tenace, les tiges devront ensuite être réglées en usine.
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Symboles du vide
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Glossaire des symboles couramment utilisés dans les schémas en technologie du vide pour représenter visuellement les différents systèmes de pompage, leurs types de pompes et les pièces qui les composent
Glossaire des unités
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Aperçu des unités de mesure et des symboles utilisés en technologie du vide, ainsi que des équivalents modernes des unités historiques
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