真空薄膜形成で大切な容器内条件と操作

真空薄膜形成では、容器内条件を満たす必要があります。容器内条件を満たすためには、用いる道具が条件を満たしている必要があります。容器内条件を満たすために、要求される道具の特性、道具選びのポイントについてご紹介します。

▼真空容器

真空容器として要求される特性は、次のような項目です。

• 気体の漏れや通過が少ない
• 材料の蒸気圧が低い
• 表面に気体が吸着しにくい
• 表面が分解、解離、反応しにくい
• 吸蔵気体の放出が少ない

▼真空ポンプ

真空容器内部の気体は、真空ポンプを用いて排出します。大気圧から高真空状態まで連続的に排気できるポンプは存在しないため、真空薄膜を形成する際は、あらびき排気系と高真空排気系に分けて段階的に排気するのが一般的です。ポンプの種類、メーカーによって作動圧力範囲は異なるため、パスカル値を確認の上、目的に合ったポンプを選択する事が大切です。

真空薄膜形成に不可欠な排気の工程。現在では、自動で排気工程を行う機能が備わっている装置が増えていますが、トラブル発生などで手動操作が必要になる場合もあります。万が一の事を考えると、操作方法は押さえておいた方が安心です。

一般的な高真空排気系の排気手順は、次の通りです。

1. あらびきポンプと高真空ポンプを作動させ、あらびきバルブのみを開いた状態で真空チャンバを排気する。
2. 1パスカル程度の圧力になったら、あらびきバルブを閉じ、補助バルブを開ける。
3. 数秒後、主バルブを開け、目的の真空圧力になるまで減圧する。
4. 減圧後、薄膜形成を開始し、必要な工程が終了したら、主バルブを閉める。
5. リークバルブを開け、真空チャンバに大気を導入し、大気圧になったら開放する。

手動操作では、誤作動を行う恐れがある事から、ほとんどの装置ではインターロックにより誤操作を受け付けないようになっています。しかし高真空ポンプに大気を導入してしまっては大変ですので、操作には十分に注意する必要があります。

真空薄膜形成は、容器内条件を満たし、正しい操作で取り組む必要があります。そのため、正しい知識を持っている事が薄膜形成装置を扱う際の絶対条件となります。また、容器内条件や操作方法を熟知していても、操作に慣れていないと失敗してしまう恐れがあります。

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