De partiële gasdruk regelen
De partiële gasdruk regelen
Sommige processen, zoals reactieve sputterprocessen, vereisen een zo constant mogelijke incidentie van de reactiegasmoleculen op het te coaten substraat.
De 'incidentiesnelheid' is dezelfde als de 'inslagsnelheid' die op de pagina over ontgassing wordt besproken; deze is rechtstreeks evenredig met de partiële druk. De eenvoudigste poging om de partiële druk voor een gascomponent constant te houden, wordt uitgevoerd door te regelen met een debietregelaar; dit heeft wel het nadeel dat de regelaar niet kan bepalen of, wanneer en waar het gasverbruik of de samenstelling van het gas in de vacuümkamer verandert. De veel betere en effectievere optie is de gedeeltelijke drukregeling met een massaspectrometer via gasinlaatkleppen . Hierbij worden de significante pieken van de in aanmerking genomen gassen toegewezen aan kanalen in de massaspectrometer. Geschikte regelaars vergelijken de analoge uitgangssignalen van deze kanalen met streefwaarden en leiden uit het verschil tussen de streef- en werkelijke waarden voor elk kanaal het passende aansturingssignaal voor de gasinlaatklep voor het kanaal af. Een dergelijke configuratie is gerealiseerd voor de regeling van zes kanalen in de QUADREX PPC. Bijpassende gasinlaatkleppen kunnen ook worden geleverd.
Het gas dat wordt gebruikt om de inslagsnelheid (deeldruk) te meten, moet natuurlijk worden afgenomen van een representatief punt in de vacuümkamer. Bij het evalueren van de tijdconstante voor een dergelijk regelcircuit is het belangrijk om rekening te houden met alle tijdsaspecten en niet alleen met de elektrische signaalverspreiding en de verwerking in de massaspectrometer, maar ook met de tijdconstanten en stroomsnelheden van de vacuümtechnologie, zoals weergegeven in Figuur 4,17. Drukomvormers of ongunstig geïnstalleerde gasinlaatleidingen die de regelklep en het vacuümvat verbinden, zullen een bijzonder grote bijdrage leveren aan de totale tijdconstante. Over het algemeen is het beter om een gunstige S/N-verhouding te verkrijgen met een groot signaal (d.w.z. via een inlaatmembraan met een grote opening) dan met lange integratieperioden bij de afzonderlijke kanalen. Afbeelding 4,18 contrasteert met de effecten van een drukverhoging en een langere integratietijd op de signaaldetecteerbaarheid. In de afbeeldingen a, b en c werd alleen de integratieperiode verhoogd van respectievelijk 0,1 tot 1,0 en 1,0 seconden (dus met een totale factor van 100). Ter vergelijking: in de volgorde a-d-e-f werd bij een constante integratietijd de totale druk in drie stappen verhoogd, van 7,2 · 10 -6 mbar tot 7,2 · 10 -5 mbar (of met een factor van slechts 10 in totaal).
Afb. 4,17 Gedeeltelijke delen voor algemene tijdsbeperkingen
Fig. 4,18 De signaal-ruisverhouding verbeteren door de druk te verhogen of de integratietijd te verlengen
Onderhoud
Levensduur kathode
De levensduur van de kathode hangt sterk af van de aard van de belasting. De ervaring heeft aangetoond dat het product van de bedrijfsperiode vermenigvuldigd met de bedrijfsdruk kan dienen als maat voor de belasting. Hogere bedrijfsdrukken (in het bereik van 1 · 10 -4 tot 1 · 10 -3 mbar) hebben een bijzonder schadelijk effect op de levensduur, net als bepaalde chemische invloeden zoals bijvoorbeeld koudemiddelen. Het vervangen van de kathode is vrij eenvoudig dankzij het eenvoudige ontwerp van de sensor. Het is echter raadzaam om van deze gelegenheid gebruik te maken om de hele ionenbron te vervangen of op zijn minst te reinigen.
Sensorkalibratie
Het balanceren van de sensor op de massa-as (vaak ten onrechte kalibratie genoemd) gebeurt tegenwoordig heel eenvoudig met de software (bijv. SQX, Transpector-Ware) en kan rechtstreeks op het scherm worden geobserveerd. Natuurlijk wordt hier niet alleen de opstelling langs de massa-as bepaald, maar ook de vorm van de lijnen, d.w.z. de resolutie en gevoeligheid ( zie pagina over Specificaties in massaspectrometrie ).
De ionenbron en het staafsysteem reinigen
De sensor moet alleen in uitzonderlijke gevallen worden gereinigd als deze sterk vervuild is. Gewoonlijk volstaat het om de ionenbron te reinigen, die eenvoudig kan worden gedemonteerd en gereinigd. Het staafsysteem kan na verwijdering uit de configuratie in een ultrasoonbad worden gereinigd. Als demontage van het systeem onvermijdelijk is vanwege bijzonder hardnekkig vuil, moeten de stangen die daarna nodig zijn, in de fabriek worden afgesteld.
Grondbeginselen van vacuümtechnologie
Download ons eBook 'Grondbeginselen van vacuümtechnologie' om de basisprincipes en processen van vacuümpompen te ontdekken.
Referenties
- Vacuümsymbolen
- Verklarende woordenlijst
- Referenties en bronnen
Vacuümsymbolen
Vacuümsymbolen
Een woordenlijst van symbolen die vaak worden gebruikt in vacuümtechnologieschema's als visuele weergave van pomptypen en onderdelen in pompsystemen
Verklarende woordenlijst
Verklarende woordenlijst
Een overzicht van de meeteenheden die in vacuümtechnologie worden gebruikt en wat de symbolen betekenen, evenals de moderne equivalenten van historische eenheden
Referenties en bronnen
Referenties en bronnen
Referenties, bronnen en verdere lectuur met betrekking tot de fundamentele kennis van vacuümtechnologie
Vacuümsymbolen
Een woordenlijst van symbolen die vaak worden gebruikt in vacuümtechnologieschema's als visuele weergave van pomptypen en onderdelen in pompsystemen
Verklarende woordenlijst
Een overzicht van de meeteenheden die in vacuümtechnologie worden gebruikt en wat de symbolen betekenen, evenals de moderne equivalenten van historische eenheden
Referenties en bronnen
Referenties, bronnen en verdere lectuur met betrekking tot de fundamentele kennis van vacuümtechnologie