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      如何獲得高真空

      如果不從氫氣的放電中排走氫氣的話,就會使濺射速率降低,并使氫氣摻入到薄膜中去。在濺射時采用具有選擇性抽氣的睜態模式中迸行放電或讓大量氫氣流過真空室,可以保持濺射放電時氫氣或其它惰性氣體的清潔度。當真空室的輔助泵有選擇地抽除了其它氣體后,將真空室抽空并再充入一定工作壓強的氫氣,以維持靜態放電。但問題是沒有理想的輔助泵。最接近于理想的升華泵,會產生一些甲烷且無法油除的惰性氣體雜質。由于這些原因,濺射時不常采用靜態放電。這里,就象使用反應性氣體的等離子體工藝那樣,排除雜質的一種可靠技術是粘滯流的沖洗。粘滯流的沖洗只能在當氣流是通過活性濺射區和真空室,而且從氣源中來的雜質的到達速率要比真空室壁上解吸率低得多的情況下使用。拉蒙特(Lamont)曾指出,僅僅川大流覽還不能保證沖洗充分,還必須使清洗區域中的氣流速度很快。采用大流量可以減少真空室內所產生的污染。在大流量極限時,所能達到的最低污染程度就取決于氣體源中的污染程度。在要求很嚴的應用中,是讓氣體通過一臺欽升華泵來進行凈化。因此,用所能獲得的最純的氣體以大于每秒幾百Pa·L的速率來沖洗前面所描述過的那祥大小的真空室是沒有多大意義的。對保持適于純的薄膜淀積的條件來說,氣源的清潔程度和氣體的流率兩者都是同等重要的。

      僅僅用氣體沖洗是無法充分清除真空室內的全部殘余氣體的。無污染的濺射要求先用高真空抽氣抽到合適的本底壓強。然后用遮板遮住準備鍍膜的樣品,同時作預濺射,以放電進行清沽處理。舍恩和帕特森注意到典型的6in。擴散泵抽氣系統的沖洗時間非常短(1/7s),以致這種系統可用簡單的抽氣抽到工藝壓強就進行輝光放電而不必先抽到高真空。遺憾的是輝光放電并不能把所有的表面都充分清洗干凈,也不能使表面迅速出氣。未暴露在輝光中的表面所不斷放出的水蒸氣會使淀積薄膜遭到氧或氫的污染。最要緊的是,在不使用殘余氣體分析器的情況下,日常檢查小漏的唯一方法是每次在打開漏孔通入氬氣流之前,必須將系統抽到同樣的本底壓強。預戮射清潔處理可以 有幾種方式。如果所濺射的材料是一種吸氣劑,那就可以讓它淀積到真空室壁上,在那里它會成為一個有效的吸氣劑泵。濺射的材料也覆蓋被吸附的氣體,而放電則清洗暴琳在輝光中的陰極和其它表面。

      本底壓強的大小和預濺射時間的長短同工藝過程、設備和材料有關。例如德埃爾指出,對鋁膜來說,十分鐘的預濺射清潔處理就已足夠了,而布萊克曼認為鋁的清潔處理時間至少需要一個小時,根本沒有統一的意見。某些材料的性質同膜的純度有嚴格的關系,以致本底壓強的大小和預錢射時間的長短對重復制備的均勻而高質里的薄膜是至關重要的。

      這段討論的結論是建立起一個初始的清潔狀態需要用高真空泵,而預戮射清潔處理和去除真空室的污染,則要采用無氛和泵液返流的節流的高壓縮比的泵。用同一合泵是能礴足這兩個要求的。也可采用兩種完全不同的抽氣系統,用一白高真空、小排氣量系統來進行初始的清潔處理,再用一臺中真空系統來抽除大流量,但要設計出能達到所擂要的對級壓縮比的中真空系統則是相當困難的。


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