Кондиционирование вакуумных поверхностей

Один тип очистки in situ иногда называется «кондиционированием» и используется для удаления повторного загрязнения на поверхностях, которое возникло после очистки exsitu или после того, как система была открыта на окружающую среду. Этими загрязняющими компонентами главным образом является водяной пар и пары углеводородов. Кондиционирование поверхности вакуумной системы может состоять из одной или комбинации процедур в соответствии с нижеследующим.

Десорбция

Десорбция — это немеханическое удаление компонентов с поверхности. В термической десорбции процесс происходит в силу нагревания. Когда система вакуумируется, водяной пар начинает десорбировать с вакуумных поверхностей. Скорость десорбции зависит от площади поверхности, состояния поверхности, температуры и количества воды на поверхностях. Водяной пар — это самое распространенное паровое загрязнение в вакуумной системе. На рис. 7 показано удаление воды из вакуумных систем, одна из которых вначале имела влажную поверхность, а другая — сухую. Обратите внимание, насколько больше времени требуется, чтобы удалить большую часть водяного пара из системы, в особенности если она запускается во влажном состоянии.

Один из способов увеличения скорости термической десорбции заключается в том, чтобы продуть системы горячим сухим газом [108]. Другой способ — нагреть систему («термическая обработка»), желательно до температуры выше 400 °С [ 109—111 ]. Термическая обработка для видов применения сверхвысокого вакуума может занимать несколько дней или недель. При использовании процедуры термической обработки не должно быть никаких «холодных пятен» для конденсации находящихся в летучем состоянии загрязняющих веществ.

Эффективный способ десорбции компонентов с поверхности заключается в использовании «соскабливания ионов», при котором используются ионы с низкой энергией, ускоренные через оболочку плазменной стенки для усиления десорбции так, как показано на рис. 4. Плазма создается благодаря наличию отрицательного электрода высокого напряжения («элемент накаливания») в вакуумной системе и давлению инертного или реактивного газа 0,01—0,1 мм рт. ст. Формируется газовый разряд постоянного тока, и все поверхности в контакте с плазмой достигают отрицательного потенциала по отношению к плазме по «ионной оболочке». Бомбардировка ионами, ускоренными через ионную оболочку, усиливает десорбцию адсорбированных со стенки загрязняющих веществ. Для того, чтобы получить наиболее однородную бомбардировку, элемент накаливания должен простираться через весь вакуумный сосуд. Поскольку пропускная способность газа системы является низкой во время многих видов плазменной очистки, часто используется цикл кондиционирования «откачка - очистка плазмой - откачка» для удаления десорбированного загрязнения из системы.

Десорбция может стимулироваться посредством поглощения радиации короткой длины волны. Этот процесс называется фотодесорбция и стимулируется посредством радиации короткой длины волны от кварцевой ультрафиолетовой лампы [112, 113) или плазмы в вакуумной системе.

Реакция и волатилизация

Соскабливание ионов с помощью реактивного газа, в частности такого, как кислород или водород, приводит к окислению или н а водорож иванию загрязняющих веществ [76, 114, 115). Если продукты реакции являются летучими веществами, они откачиваются и удаляются. За очисткой можно вести наблюдение посредством анализа остаточного газа, в частности такого, как СО и С02 в кислородной плазме и СХНУ в водородной плазме. Если продукты реакции не являются летучими, они будут оставаться в виде осадка на поверхности.

Замечание: вакуумную систему, в которой используется насос компрессионного типа с углеводородным маслом, не следует использовать для откачки чистого кислорода, так как может произойти взрыв - вместо этого используйте воздух (21% 02) в качестве газа плазмы.

Очистка UV/03 (ультрафиолетовая очистка с озоном) (см. подраздел 4.9.2.3) может использоваться для внутренней очистки. Эта процедура требует парциального давления кислорода и источника ультрафиолета в вакуумной камере.

Вместо кислородных или водородных плазм для реактивной очистки плазмой может использоваться более химически реактивный материал, в частности хлор и фтор [57, 107). Хлор или фтор реагируете загрязняющими веществами или материалом поверхности и образует летучее фторидное или хлоридное соединение. Этот процесс плазменной очистки обычно генерирует много частиц в системе. Например, хлор из ВС13 используется для травления алюминия, а хлор из ССЦ и фтор из CF4 - для травления кремния. Фтор из NF3 используется для травления стекла, керамики, в частности той, которая наносится посредством обработки PECVD [ 116).

Очистка распылением

Поверхности камеры вакуумной системы могут подвергаться распылению с помощью элемента накаливания в качестве положительного электрода высокого напряжения и вакуумных поверхностей в качестве отрицательного заземления |117]. На рис. 8 показан цикл кондиционирования
камеры из коррозионностойкой стали с помощью распыления молибдена.

Группа РОСВАКУУМ

Адрес: 107023 Россия, г. Москва, Электрозаводская улица, 21

Часы работы офиса: с 9:00 до 18:00 по Москве.

 

Телефон: +7 (495) 664-22-07

E-mail: baza@vacuumpro.ru

 

Чтобы заказать бесплатный подбор оборудования, отправить заявку, запрос или получить консультацию инженеров - свяжитесь с нами по телефону или E-mail.

В базе 310 производителей и поставщиков вакуумного оборудования и техники (РФ, СНГ и зарубежные компании). Цены, наличие на складах и технические характеристики оборудования и техники уточняйте только по электронной почте E-mail.