Come regolare la pressione parziale dei gas
Come regolare la pressione parziale dei gas
Alcuni processi, come quelli di sputtering reattivo, richiedono tassi di incidenza più costanti possibile per le molecole di gas che reagiscono sul substrato da rivestire.
Il "tasso di incidenza" è lo stesso del "tasso di collisione" descritto nella pagina sul Degasaggio ed è direttamente proporzionale alla pressione parziale. Il tentativo più semplice di mantenere costante la pressione parziale di una componente gassosa passa attraverso la regolazione con un regolatore di flusso; lo svantaggio è che il regolatore non è in grado di determinare se, quando e dove il consumo di gas o la composizione del gas nella camera da vuoto varieranno. L'opzione di gran lunga superiore ed efficace è il controllo parziale della pressione mediante uno spettrometro di massa tramite valvole di ingresso del gas. Qui i picchi significativi dei gas da considerare vengono assegnati ai canali nello spettrometro di massa. I regolatori idonei confrontano i segnali di uscita analogici per questi canali con i valori di riferimento e dalla differenza tra i valori target e quelli effettivi per ciascun canale ricavano il segnale di attivazione appropriato per la valvola di ingresso del gas per il canale in questione. Nel PPC QUADREX, è stata realizzata una configurazione di questo tipo per controllare sei canali. Sono inoltre disponibili valvole di ingresso del gas adatte all'unità.
Il gas utilizzato per misurare il tasso di collisione (pressione parziale) deve naturalmente essere aspirato da un punto rappresentativo nella camera per vuoto. Quando si calcola la costante di tempo per un circuito di regolazione di questo tipo, è importante tenere conto di tutti gli aspetti temporali e non solo della propagazione del segnale elettrico e dell'elaborazione nello spettrometro di massa, ma anche delle costanti di tempo della tecnologia del vuoto e delle velocità del flusso, come illustrato nella Figura 4.17. I convertitori di pressione o linee di ingresso del gas installate in modo non corretto che uniscono la valvola di controllo e il serbatoio del vuoto apportano un contributo particolarmente importante alla costante di tempo complessiva. In genere, è meglio stabilire un rapporto S/N favorevole con un segnale ampio (ossia attraverso un diaframma di ingresso con un'apertura ampia), piuttosto che con lunghi periodi di integrazione nei singoli canali. Nella Figura 4.18 sono messi a confronto gli effetti dell'aumento della pressione e dell'allungamento del tempo di integrazione sulla rilevabilità del segnale. Nelle illustrazioni a, b e c è stato aumentato solo il periodo di integrazione, rispettivamente da 0,1 a 1,0 e 10 secondi (quindi di un fattore complessivo di 100). In confronto, nella sequenza a-d-e-f, a tempo di integrazione costante, la pressione totale è stata aumentata in tre fasi, da 7,2 · 10-6 mbar a 7,2 · 10-5 mbar (o di un fattore complessivo di appena 10).
Fig. 4.17 Frazioni parziale per le constanti di tempo complessive
Fig 4.18 Miglioramento del rapporto segnale/rumore aumentando la pressione o prolungando il tempo di integrazione
Manutenzione
Vita di esercizio del catodo
La vita di esercizio del catodo dipende in larga misura dalla natura del carico. L'esperienza ha dimostrato che il prodotto del periodo di esercizio moltiplicato per la pressione di esercizio può servire da misura per il carico. Pressioni di esercizio più elevate (nell'intervallo da 1 · 10-4 a 1 · 10-3 mbar) hanno un effetto particolarmente deleterio sulla vita di esercizio, così come alcune sostanze chimiche come i refrigeranti. La sostituzione del catodo è piuttosto semplice, grazie al design semplice del sensore. Si consiglia, tuttavia, di cogliere l'occasione per sostituire o almeno pulire l'intera sorgente di ionizzazione.
Bilanciamento del sensore
Il bilanciamento del sensore sull'asse di massa (spesso definito erroneamente come calibrazione) viene eseguito oggi in modo molto semplice con il software (ad es. SQX, Transpector-Ware) e può essere visualizzato direttamente sullo schermo. Naturalmente, in questo caso, non sarà determinata solo la disposizione lungo l'asse di massa, ma anche la forma delle linee, ovvero risoluzione e sensibilità (vedere la pagina Caratteristiche della spettrometria di massa).
Pulizia della sorgente di ionizzazione e del sistema a barre
Sarà necessario pulire il sensore solo nei casi eccezionali in cui sia molto sporco. Di solito, è più che sufficiente pulire la sorgente di ionizzazione, che può essere facilmente smontata e pulita. Il sistema di barre può essere pulito in un bagno a ultrasuoni una volta rimosso dalla configurazione. Se lo smontaggio del sistema è inevitabile a causa di una sporcizia particolarmente ostinata, la regolazione delle barre che si renderà necessaria successivamente, dovrà essere eseguita in fabbrica.
Fondamenti della tecnologia del vuoto
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Riferimenti
- Simboli del vuoto
- Glossario delle unità
- Riferimenti e fonti
Simboli del vuoto
Glossario dei simboli comunemente utilizzati negli schemi della tecnologia del vuoto come rappresentazione visiva dei tipi di pompe e delle parti dei sistemi di pompaggio
Glossario delle unità
Panoramica delle unità di misura utilizzate nella tecnologia del vuoto e dell'importanza dei simboli, nonché degli equivalenti moderni delle unità storiche
Riferimenti e fonti
Riferimenti, fonti e ulteriori letture riguardanti la i fondamenti della tecnologia del vuoto
