SU1151592A1 - Способ контрол плотности пара в процессе вакуумного нанесени покрытий при нагреве испарител электрическим током - Google Patents

Abstract

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЛОТНОСТИ ПАРА В ПРОЦЕССЕ ВАКУУМНОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ПРИ НАГРЕВЕ ИСПАРИТЕЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ, основанньй на облучении потока пара электромагнитньм излучением видимого или ультрафиолетового диапазона, измерений интенсивности прошедшего через пар излучени  и сравнении измеренного значени  с зталонньм, о т л и ч акнц и и с   тем, что, с целью повышени  достоверности контрол  путем устранени  вли ни  собственного свечени  пара, в процессе облучени  потока пара электрический ток, нагревающий испаритель, импульсно модулируют , а интенсивность прошедшего излучени  измер ют в паузах, причем частоту модул ции и паузу мбжду импульсами выбирают 7{з выражени  fj,, где f - частота модул ции, Гц; Т - пауса, с; , - посто нна  времени остьтани  испарител , cj о - посто нна  времени затухани  свечени  пара, с.

Description

1

Изобретение относитс  к области нанесени  покрытий путем вакуумного осаждени  паров металлов на подложку в частности к способам контрол  параметров процесса вакуумного нанесени  покрытий, и может быть использовано дл  контрол  плотности паров в процессе вакуумной металлизации при нагреве источника паров электрически током,

Известен селективный способ контрол  плотности паров наносимого материала путем пропускани  паров наносимого материала через зону, в котор пары облучают световым потоком, а в качестве сигнала, информирующего о плотности пара, используют возникающее при этом излучение l .

Недостатком этого способа  вл етс низка  чувствительность контрол , обусловленна  частичным поглощением возникающего излучени  окружающими измерительную зону анализирумыми атомами .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способ контрол  плотности пара в процессе нанесени  покрытий в вакууме при нагреве испарител  электрическим током, основанный на облучеНИИ потока пара электромагнитным излучением видимого или ультрафиолетового диапазона, измерении интенсивности прошедшего через пар излучени  и сравнении измеренного значени  с эталонным. При этом световой поток модулируют с последующим вьщелением из измер емого сигнала переменной составл ющей 2 .

Недостатком известного способа  вл етс  низка  достоверность контрол , обусловленна  тем, что при нагреве источника пара электрическим током, например электронным лучом или световым излучением нагревателей по которым проходит электрический ток, возникает характерное интенсивное излучение наносимых паров и остаточных газов, измерение поглощени  света на фоне которого приводит к ошибкам. Излучение наносимых паров и остаточных газов возникает из-за увеличени  энергии и веро тности соударений вторичных электронов , имитируемых электронной пушкой, испарителем или нагревател ми, тер .моэлектронами, приход щими в спиралеобразное движение при по влении

922

электрического и магнитного полей электрического тока, нагреваюй(его испаритель, с парами наносимого материала и остаточными газами.Использование модул ции светового потока с последующим вьщелением переменной составл йщей не позвол ет избавитьс  от помех, поскольку последн   также имеет переменный компонент.

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности контрол  путем устранени  вли ни  собственного свечени  пара.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу контрол  плотности пара в процессе вакуумного нанесени  покрытий при нагреве испарител  электрическим током, основанном на облучении потока пара электромагнитным излучением видимого или ультрафиолетового диапазона, измерении интенсивности прошедшего через пар излучени  и сравнении измеренного значени  с эталонным, в процессе облучени  потока пара электрический ток, нагревак ций испаритель импульсно модулируют, а интенсивность прошедшего излучени  измер ют в паузах, причем частоту модул ции и паузу между импульсами выбирают из выражени 

11г, ,

где f - частота модул ции, Гц;

Т - пауза, с;

Ч - посто нна  времени остывани  испарител j с;

посто нна  времени затухани 

свечени  пара, с. Положительньй эффект достигаетс  за счет выбора таких характеристик импульсов модул ции, при которых мешающее контролю собственное свечение успевало бы затухать в паузе между импульсами тока, вызывающего нагрев испарител . Это достигаетс  тогда, когда пауза между импульсами больше, чем посто нна  затухани  свечени , конкретна  величина которой определ етс  конкретными параметрами процесса нанесени  и физическими свойствами наносимого материала . Дл  большинства материалов она составл ет л-Ю с. Кроме того, необходимо, чтобы испаритель не остывал в паузах между импульсами, что может привести к нежелательной модул ции плотности осаждаемого пара и, соответственно, толщины покрыти . Иледовательно, пауза между импульсами должна быть намного меньше, чем посто нна  времени остывани  испарител . Пример. Испаритель, в котор помещен кусковой хром общей массой около 50 кг, нагревают до температуры примерно 1700 К в вакууме при остаточном давлении 0,1-1 Па излуче нием графитового нагревател , по .которому пропускают электрический ток силой 5 кА. Пары хрома осаждают на стальную ленту. Электрический ток через нагреватель модулируют частотой 100 Гц при длительности между импульсами Т ч 10с. При длительности между импульсам менее 10 с не происходит полного затухани  свечени  паров хрома, поэтому применение более коротких импульсов нецелесообразно. При Т и 10J. наблюдаетс  модул ци плотности осаждаемого на ленту пара что приводит к неравномерности поверхностной плотности конденсата на ленте. С одной стороны пар облучают эта лонным электромагнитным излучгнием видимого диапазона (световым потоко 924 с интенсивностью Ig. Дл  этого используют излучение тлеющего разр да с катодом, изготовленным из хрома. С другой стороны пара наблюдают, например, при помощи фоточувствительного устройства и осциллоскопа временные характеристики силы света. В паузах между импульсами модулированного тока измер ют силу света, пропгедшего через пар Ij, по отклонению 1 от IQ контролируют плотность пара. По данным опытной проверки предлагаемого способа установлено, что контроль плотности пара по известному способу обладаетНИЗКОЙ точностью из-за сильного вли ни  свечени  наносимых паров на процесс измерени  поглс цени  света. Предлагаемый способ , в отличие от известного, позвол ет устранить это вли ние и, таким образом, повысить точность контрол  плотности пара и уменьшить неравномерность нанесени  покрыти . Использование способа в вакуумных установках нанесени  покрытий позвол ет повысить равномерность покрытий за счет уменьшени  ошибки при контроле плотности пара и тем самым повысить качество наносимых покрытий.

Claims (1)

1. СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЛОТНОСТИ ПАРА В ПРОЦЕССЕ ВАКУУМНОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ПРИ НАГРЕВЕ ИСПАРИТЕЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ, основанный на облучении потока пара электромагнитным излучением видимого или ультрафиолетового диапазона, измерений интенсивности прошедшего через пар излучения и сравнении измеренного значения с эталонным, отличающ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля путем устранения влияния собственного свечения пара, в процессе облучения . потока пара электрический ток, нагревающий испаритель, импульсно модулируют, а интенсивность прошедшего излучения измеряют в паузах, причем частоту модуляции и паузу мбжду импульсами выбирают из выражения где f - частота модуляции, Гц; Т - пауса, с;

   - постоянная времени остывания испарителя, cj

   - постоянная времени затухания свечения пара, с.

   >