Файл: Слободенюк, Г. И. Квадрупольные масс-спектрометры.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 112

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ния окислительно-восстановительных реакций между хромом и окисляющими компонентами остаточной среды в вакуумной напылительной камере [53]. При этом была показана возможность оперативного прогнозиро­ вания старения и влагостойкости резистивных пленок по характеру изменения состава остаточной среды в про­ цессе их напыления. Обнаруженная немонотонность упо­ мянутых зависимостей позволила рекомендовать близ­ кий к оптимальному технологический режим процесса напыления резисторов, при котором обеспечивается ми­ нимум старения и необратимого изменения номинала пленочного резистора при выдержке его при повышен­ ной влажности и температуре.

В результате проведения обширных эксперименталь­ ных работ с помощью приборов КМ-1 и КМ-2 [54—66] по регистрации молекулярных потоков резистивных, ди­ электрических и проводящих материалов в вакуумных напылительных установках была определена связь и объяснено некоторое несоответствие между составом мо­ лекулярного потока и химическим и фазовым составами резистивных пленок из сплавов Сг—Fe—Si, Cr—Ni—Si и смеси Cr—Si, а также установлено, что при испарении CrSi2 происходит практически полная его диссоциация, причем состав молекулярного потока зависит от темпе­ ратуры испарителя и от способа подачи в испаритель испаряемого материала. Это, как и в случае с испаре­ нием моноокиси германия (см. § 36) свидетельствует о возможности однозначного и контролируемого варьи­ рования состава молекулярного потока и, следовательно, электрофизических свойств напыляемых пленок путем изменения температуры испарителя [67].

С помощью КМ-1 и КМ-2 было проведено детальное масс-спектрометрическое исследование различных ва­ куумных откачных систем, схемы которых представ­ лены на рис. 64 и 65, показавшее, насколько сильно раз­ нится в них состав остаточной газовой среды, влияюший на характер технологических' приЦесСШц—егеущсога- ляемых 5' вакуумном технологическом оборудовании [68, 69]. Об этом можно судить по спектрам масс оста­ точной среды в упомянутых откачных системах, пред­ ставленным на рис. 66—70. Результатами этих исследо­ ваний экспериментально подтверждается целесообраз­ ность организации систематического масс-спектрометри- ческого контроля-паспортизации каталогизации вакуум-

228

Рис. 64. Схемы испытывавшихся откачных средств на основе паромасляных насосов с различными ловушками.


Рис. 65. Схемы испытывавшихся откачных средств на ос­ нове геттерно-ионных, криогенных и турбомолекулярных насосов.

f i - 2 , 6 - 10 7м м pm .cm .

л»

клл TV

Р=374’10 нмрт.от:

f

I

2а.е.и

к в

I

Р - 4,5-10 6ммрт.ст.

 

 

 

 

 

 

L j u w

l\JL_____

 

Ш

121

110 97

S1

716967

5755

---- 1------ 1u^

2 а.е.и

40 56 28

201816

Рис. 67. Спектр остаточной среды в установке, изображенной на рис. 64 (нижняя правая схема).

Рис. 68. Спектр остаточной

среды в установке,

изображенной на рис. 64 (нижняя левая схе­

ма),

после замены насоса

Н-2Т на насос Н-5С.

ного технологического оборудования, применяемого, в частности, в производстве изделий микроэлектроники,

а также масс-спектрометрической

паспортизации самих

технологических процессов 151J .

---------------- ’----

р.-4'io1т рт.ста

 

м

иП л

Пл_

 

 

44 40 36 28

18 16

2аЛМ.

а

Рис. 69. Спектр остаточной среды в

установках,

 

изображенных на рис. 65:

 

а — верхней

левой и б — верхней

правой

схем рис. 65.

С помощью

приборов КМ-1

проводилось подробное

исследование вакуумных свойств термостойкой резины ИРП-1345 — отечественный аналог резины типа Витон.

234


Эксперименты показали, что эта резина обладает высо­ кими вакуумными свойствами до температур меньше 300° С, причем эти свойства существенно улучшаются после операции вакуумного термостатирования и сохра­ няются, несмотря на длительное пребывание прокладок

3

9

0,з

 

 

18 16 Ц 12 .•

0,03

4W1139

31 28 20

2 ct'e./f.

Рис. 70. Спектр остаточной

среды в установке,

изображенной

на

рис. 65

(четвертая схема).

 

из этой резины на воздухе после термовакуумных испы­ таний. Полученные данные позволили рекомендовать резину ИРП-1345 в качестве термически стойкого ва­ куумного уплотняющего материала для широкого ис­ пользования в вакуумном технологическом оборудова­ нии, в котором необходимость получения глубокого вакуума сопряжена с прогревом оборудования до 200— 250° С, вместо обычно употребляемых в таких случаях менее удобных на практике металлических уплотняющих материалов одноразового использования.


П Р И Л О Ж Е Н И Е 1

Функции Матье целого порядка [20]

Уравнение

(1.16) при а и q, соответствующих

собственным

зна­

чениям, имеет

частные

периодические решения

с

периодом л

или

2л. Эти решения называются

функциями Матье целого порядка.

Их удобно представить в виде

следующих

тригонометрических

рядов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СО

 

 

 

 

 

се2п(%, q) =

y )

ЛS,2n> cos 2л|

 

 

 

 

 

 

r=Q

 

 

 

 

(собственное значение а2п, период равен я),

 

 

 

<30

 

 

 

 

 

ce2„+i (I,

q) =

 

cos (2r +

 

!) I

 

 

 

r —0

 

 

 

 

 

(собственное значение a2n± г , период равен 2я ),

 

 

 

оо

5^+'> sin (2л +

1) I

V 1 )

se2n+i (g, q) = Т)

 

 

 

7=о

 

 

 

 

(собственное значение Ь2п+ г » период равен 2 л ),

 

se2n+2 (|,

со

B(2^+2)sin(2r-f2)|

 

q) = У]

 

 

 

л = 0

 

 

 

 

 

(собственное

значение Ь2п+2, период равен л),

 

где коэффициенты разложения Л и В, а также собственные зна­ чения а и Ь являются функциями q. Нас в дальнейшем будут инте­ ресовать зависимости собственных значений в ближайших к началу

координат

(a,

q)

областях

стабильности,

 

т. е.

при п= 0:

 

1

 

 

 

29

 

 

68 687

 

 

fl0 = •

2

<?г +

128

 

2304

qe +

18 874 368 ?e +

0(91»); (2)

h

 

 

1

 

1

1

 

94 —

11

96 +

1 — 9 — q'

q'

1536

36 864

 

 

 

8

4

64

 

 

 

 

 

49

 

55

q7 — 0 (qs);

 

 

 

+ 589 824

9 437 184

(3)

 

 

 

 

 

 

236


 

я

 

i

 

 

11

g5 +

a i = i +

 

64

1536 <?“ + 36 864

 

 

49

 

55

Ц1— 0 (qa);

(4)

 

589 824

 

 

 

9 437 184

 

 

-4 — ---- G2

5

.

289

 

 

13 824

94 — 79 626 240

‘4-

 

 

12

1

 

 

 

21 391

7 s +

0 ( ? io ) ;

 

(5)

 

458 647 142 400

 

 

 

 

 

 

a, =

5

 

763

r4 +

1 002 401

 

 

4

02 _

------------

<?6 —

 

12

13 824

 

79 626 240

 

 

1 669 068 401

98 +

0 (q10).

 

(6)

 

 

458 647 142 400

 

 

 

 

 

 

 

П Р И Л О Ж Е Н И Е 2

Общий вид функций Матье действительного дробного порядка [20]

Вобщем случае функции Матье действительного дробного

порядка ( т + 13)

при

q>0, 0 < Р < 1

и действительном

(1

по

опреде­

лению имеют вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОО

 

 

 

 

 

 

 

 

се2 п + р (Е,

? ) =

2

 

4 r n+P>c o s ( 2 r +

Р) Е;

(1)

 

 

 

 

 

 

Г——00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

se2„+p (I, q)

=

2

А2гПШ sin (2r 4- P) £•

 

(2)

 

 

 

 

 

r

— — oo

 

 

 

 

 

 

 

 

В формулах

(1)

и

 

(2)

точка

(a,

q)

лежит

между

значениями

а2п и Ь2п+2 (см.

рис. 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

се2я+1+р (£,

q) =

2

Л ^ге+1+Р)соз(2л +

1 4 -0)

 

(3)

 

 

 

 

 

Г ~ — ОО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

se2n+i+p

(I.

9) =

2

4 r " +1+P) sin(2r +

1 + Р ) | .

(4)

 

 

 

 

 

Г = - —

ОО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В формулах

(3)

и (4) точки (a, q)

лежат

между

значениями

«2П+1 и &2П+2 (см. рис. 1, 2).

канонического

уравнения Матье

(1.16)

Если q < 0,

то решением

будет функция Матье

аргумента

£ i= n /2 —|,

т. е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СО

 

 

 

 

 

 

 

 

ce2n+ p ( - f - “ 6, ‘;) = со5'? ~ 2 ( - 1)'4 ? л+Р)со8(2/' + Р)Б +

Т = — оо

237