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如何获得高真空



如果不从氢气的放电中排走氢气的话,就会使溅射速率降低,并使氢气掺入到薄膜中去。在溅射时采用具有选择性抽气的睁态模式

中迸行放电或让大量氢气流过真空室,可以保持溅射放电时氢气或其它惰性气体的清洁度。当真空室的辅助泵有选择地抽除了其它

气体后,将真空室抽空并再充入一定工作压强的氢气,以维持静态放电。但问题是没有理想的辅助泵。最接近于理想的升华泵,会

产生一些甲烷且无法油除的惰性气体杂质。由于这些原因,溅射时不常采用静态放电。这里,就象使用反应性气体的等离子体工艺

那样,排除杂质的一种可靠技术是粘滞流的冲洗。粘滞流的冲洗只能在当气流是通过活性溅射区和真空室,而且从气源中来的杂质

的到达速率要比真空室壁上解吸率低得多的情况下使用。拉蒙特(Lamont)曾指出,仅仅川大流览还不能保证冲洗充分,还必须使清

洗区域中的气流速度很快。采用大流量可以减少真空室内所产生的污染。在大流量极限时,所能达到的最低污染程度就取决于气体

源中的污染程度。在要求很严的应用中,是让气体通过一台钦升华泵来进行净化。因此,用所能获得的最纯的气体以大于每秒几百

Pa·L的速率来冲洗前面所描述过的那祥大小的真空室是没有多大意义的。对保持适于纯的薄膜淀积的条件来说,气源的清洁程度和

气体的流率两者都是同等重要的。

仅仅用气体冲洗是无法充分清除真空室内的全部残余气体的。无污染的溅射要求先用高真空抽气抽到合适的本底压强。然后用遮板

遮住准备镀膜的样品,同时作预溅射,以放电进行清沽处理。舍恩和帕特森注意到典型的6in。扩散泵抽气系统的冲洗时间非常短

(1/7s),以致这种系统可用简单的抽气抽到工艺压强就进行辉光放电而不必先抽到高真空。遗憾的是辉光放电并不能把所有的表面都

充分清洗干净,也不能使表面迅速出气。未暴露在辉光中的表面所不断放出的水蒸气会使淀积薄膜遭到氧或氢的污染。最要紧的是

,在不使用残余气体分析器的情况下,日常检查小漏的唯一方法是每次在打开漏孔通入氩气流之前,必须将系统抽到同样的本底压

强。预戮射清洁处理可以 有几种方式。如果所溅射的材料是一种吸气剂,那就可以让它淀积到真空室壁上,在那里它会成为一个有

效的吸气剂泵。溅射的材料也覆盖被吸附的气体,而放电则清洗暴琳在辉光中的阴极和其它表面。

本底压强的大小和预溅射时间的长短同工艺过程、设备和材料有关。例如德埃尔指出,对铝膜来说,十分钟的预溅射清洁处理就已

足够了,而布莱克曼认为铝的清洁处理时间至少需要一个小时,根本没有统一的意见。某些材料的性质同膜的纯度有严格的关系,

以致本底压强的大小和预钱射时间的长短对重复制备的均匀而高质里的薄膜是至关重要的。

这段讨论的结论是建立起一个初始的清洁状态需要用高真空泵,而预戮射清洁处理和去除真空室的污染,则猫要采用无氛和泵液返

流的节流的高压缩比的泵。用同一合泵是能礴足这两个要求的。也可采用两种完全不同的抽气系统,用一白高真空、小排气量系统

来进行初始的清洁处理,再用一台中真空系统来抽除大流量,但要设计出能达到所擂要的对级压缩比的中真空系统则是相当困难的。

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