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ガス部分圧力を調節する方法

反応性スパッタプロセスなどの一部のプロセスでは、コーティングされている基質上の反応ガス分子の発生率をできるだけ一定にする必要があります。

「発生率」は、ガス放出に関するページで説明した「衝突率」と同じで、部分圧力に正比例します。ガス成分の部分圧力を一定に維持する最も簡単な試みは、フローコントローラーで調整することによるスループットです。これは、真空チャンバー内のガス消費量またはガスの成分が変化するかどうか、いつ、どこで変化するかを、レギュレーターが判断できないという欠点があります。はるかに優れた効果的なオプションは、ガス入口バルブを介した質量分析計を使用した部分圧力制御です。ここでは、検討されるガスの著しいピークが質量分析計のチャネルに割り当てられます。適切なレギュレーターは、これらのチャネルのアナログ出力信号を設定値と比較し、チャネルごとの目標値と実際値の差から、チャネルのガス入口バルブの適切な作動信号を得ます。QUADREX PPCの6つのチャネルを制御するために、この種の構造が実現されました。ユニットに一致するガス入口バルブも供給できます。

衝突率（部分圧力）の測定に使用するガスは、真空チャンバーの代表的なポイントから自然に吸引する必要があります。このタイプの制御回路の時定数を評価するときは、電気信号の伝達と質量分析計の処理だけでなく、図4.17に示すように、真空技術の時定数やフロー速度など、すべての時間的側面を考慮することが重要です。圧力コンバーター、または制御バルブと真空容器を結合する不適切に設置されたガス入口ラインは、全体の時定数に特に大きな影響を与えます。一般的には、個々のチャネルでの応答時間が長いのではなく、大きな信号（開口部が大きい入口ダイヤフラムを介して）で良好なS/N比を確立することが適切です。図4.18では、昇圧と応答時間の長さが信号の検出性に与える影響を対比しています。a、bおよびcの図では、応答時間のみが、それぞれ0.1秒から1.0秒および10秒（つまり、全体の係数100）に増加しました。一方、a-d-e-fのシーケンスでは、一定の応答時間において、7.2 · 10^-6 mbarから7.2 · 10^-5 mbarまで3段階で全圧を上げています（または全体の10倍）。

図4.17 全体的な時間的制約のための部分共有化

図4.18 圧力の増加や応答時間の延長によるS/N比の改善

メンテナンス

陰極のサービス期間

陰極のサービス期間は、負荷の性質によって大きく異なります。これまでの経験から、運転期間に運転圧力を乗じた積が負荷の尺度として機能することが示されています。高い動作圧力（1 · 10^-4～1 · 10^-3 mbarの範囲内）は、冷媒などの化学的影響をと同様にサービス期間に特に大きな影響を与えます。陰極の交換は、センサーのシンプルな設計により、非常に簡単です。ただし、この機会にイオン源全体を交換するか、少なくともクリーニングすることをお勧めします。

センサーバランス

質量軸でのセンサーのバランス調整（多くの場合、較正と呼ばれます）は、今日のソフトウェア（SQX、Transpector-Wareなど）で非常に簡単に行われ、画面で直接観察できます。ここでは、質量軸に沿った配置だけでなく、線の形状（分解能と感度）も決定します（質量分析の仕様のページを参照）。

イオン源とロッドシステムの洗浄

汚れがひどい場合にのみ、センサーを洗浄する必要があります。イオン源は、簡単に分解して洗浄できますので、通常はこれで十分です。ロッドシステムは、構造から取り外した後、超音波バスで洗浄することができます。特に頑固な汚れが原因で分解が避けられない場合は、後で必要となるロッドの調整を工場で実施する必要があります。

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