Порядок выполнения работы. ВНИМАНИЕ! Приступать к выполнению работы можно только после ознакомления с
ВНИМАНИЕ! Приступать к выполнению работы можно только после ознакомления с инструкцией по технике безопасности при проведении лабораторных работ.
Оборудование: вакуумная установка УМН71.
Ход работы:
1. Получить у преподавателя разрешение на выполнение работы.
2. Включить вакуумную установку УМН71 и перевести вакуумную систему в режим получения высокого вакуума:
2.1. перед началом работы убедиться, что все кнопки, тумблера на лицевой панели управления (рис.2.10), имеющие положение "вкл", "выкл", находятся в положении "выкл". Игольчатый натекатель воздуха в камеру (рис. 2.10, поз. 6) должен быть закрыт (лимб натекателя завинчен по часовой стрелке до отказа). Проверить давление холодной воды по шкале манометра (рис. 2.10, поз. 17), установленного на трубопроводе: оно должно быть не менее 1,2 атм;
ВНИМАНИЕ! Запрещается приступать к выполнению работы на установке, если давление холодной воды в трубопроводе, отмеченное стрелкой на шкале манометра, ниже 1,2атм.
ВНИМАНИЕ! Запрещается беспорядочно кликать иконки в рабочем окне при наличии вакуума в объеме паромасляного насоса или камеры и наличии атмосферы в магистрали механического насоса, а также включать нагреватель паромасляного насоса при наличии в его объеме атмосферного давления. (Если установка выключена, то, как правило, в исходном состоянии в объеме камеры и объеме паромасляного насоса находится вакуум, а в магистрали механического насоса – атмосфера).
Рис. 2.10. Общий вид установки магнетронного распыления УМР-71: 1 – вакуумная камера; кнопка подъема вакуумной камеры; 3 – кнопка опускания вакуумной камеры; 4 – окно вакуумной камеры; 5 – кнопка включения установки пуск/стоп; 6 – игольчатый натекатель; 7 – блоки питания магнетронов; 8 – вакуумметр «Мерадат»; 9 – клавиатура; 10 – измеритель температуры; 11 – монитор; 12 – вакуумметр «Метахром»; 13 – мышь; 14 – натекатель «Метахром»; 15 – кнопка «Пуск»; 16 – вентиль холодной воды; 17 – манометр.
2.2. на лицевой панели нажать кнопку "Пуск" (рис. 2.10, поз. 5), при этом должны загореться индикаторы установки и включиться приборы, вмонтированные в лицевую панель: вакуумметр «Мерадат» (рис. 2.10, поз. 8) и измеритель температуры (рис. 2.10, поз. 10);
2.3. открыть вентиль "хол. вода" на водопроводе (рис. 2.10, поз. 16);
2.4. включить компрессор, для подачи сжатого воздуха в установку;
2.5. нажать кнопку «Пуск» на лицевой панели установки (рис. 2.10, поз. 15) для загрузки установки. Дождаться когда на мониторе появится рабочий стол Windows;
2.6. на рабочем столе при помощи мыши (рис. 2.10, поз. 13) кликнуть по ярлычку «пуск установки», находящемся в правом верхнем углу. Откроется рабочее окно (Рис. 2.11.), в котором будут производиться все дальнейшие операции по получению вакуума;
2.7. кликнуть на иконку механического насоса (рис. 2.11, поз 10), включится механический насос, иконка поменяет цвет на красный;
2.8. кликнуть на иконку форвакуумного клапана (рис. 2.11, поз 9), механический насос соединится с объемом паромасляного насоса – начнется откачка воздуха, иконка поменяет цвет на красный. Дождаться достижения в объеме паромасляного насоса вакуума порядка 5·10-2–1·10-2 мм.рт.ст. индикатор (рис. 2.10, поз. 14);
2.9. кликнуть на иконку паромаслянного насоса (рис. 2.11, поз 6), включится паромасляный насос, иконка поменяет цвет на красный;
2.10. кликнуть на иконку форвакуумного клапана (рис. 2.11, поз 9), дождаться когда она поменяет цвет на зеленый. Кликнуть на иконку байпасного клапана (рис. 2.11, поз 8), дождаться когда она поменяет цвет на красный – начнется откачка воздуха из вакуумной камеры;
ВНИМАНИЕ! Обязательно соблюдать указанную последовательность: сначала закрывается один клапан, а лишь затем открывается другой (оба клапана никогда не должны быть открыты вместе (быть красного цвета), иначе возможен выход оборудования из строя).
2.11. при давлении в камере не более 10 Па (указывается в рабочем окне ПМТ:10 рис. 2.11) и температуре паромасляного насоса не менее 100ºС (указывается в рабочем окне температура насоса: 100) Кликнуть на иконку байпасного клапана (рис. 2.11, поз 8), дождаться, когда она поменяет цвет на зеленый. Кликнуть на иконку форвакуумного клапана (рис. 2.11, поз 9), дождаться, когда она поменяет цвет на красный цвет;
2.12. кликнуть иконку затвора (рис. 2.11, поз 5), затвор откроется, иконка поменяет свой цвет на красный – начнется получение высокого вакуума;
ВНИМАНИЕ! Перед открытием затвора обязательно проверить наличие в вакуумной камере вакуума не более 10 Па., иначе при открытии затвора паромасляный насос выйдет из строя.
3. При достижении вакуума в камере не более 5·10-3 Па (указывается в рабочем окне ПМИ:0,005 рис. 2.11) напустить рабочий газ в вакуумную камеру. Для этого:
3.1. в рабочем окне (рис. 2.11.) кликнуть по кнопке «Регулировка давления»;
3.2. затем с помощью клавиатуры по заданию преподавателя установить значение давление (поле «Давление», рис. 2.11);
3.3. кликнуть кнопку «задать рабочее давление»
3.4. при помощи клавиатуры установить по заданию преподавателя цифры в поле пропорция К1 и К2;
3.5. установить галочки в окнах Клапан 1 и Клапан 2;
3.6. кликнуть кнопку «Установить» - должно установиться заданное давление в вакуумной камере (указывается в рабочем окне пример ПМИ:1.00 рис. 2.11), а также отобразиться расход газа в поле Измеренный расход к1:40,20; к2:50,35.
Рис. 2.11 Рабочее окно приложения работы установки УМР 71: 1 – вкл. нагревателя; 2 – выкл. нагревателя; 3 – вкл. охлаждения вакуумной камеры; 4 – индикатор работы нагревателя; 5 – открывание затвора; 6 –вкл. паромасляный насос; 7 – вкл. напуска воздуха в камеру; 8 – вкл. байпасного клапана; 9 – вкл. форвакуумного клапана; 10 – включение механического насоса.
4. Включить охлаждение вакуумной камеры, для этого кликнуть по иконке охлаждения вакуумной камеры (рис. 2.11 поз. 3) иконка поменяет цвет на зеленый.
5. Включить сеть блока питания – перевести тумблер (рис. 2.12 поз. 5) в положение «1».
|
Рис. 2.12. Лицевая панель блока питания магнетрона: 1– индикатор напряжения, В; 2 – индикатор тока, А; 3 – ручное управление; 4 – кнопка «пуск/стоп»; 5 – включение сети блока питания.
6. Установить мощность, подаваемую на магнетрон, по указанию преподавателя для этого:
6.1. при помощи клавиатуры установить указанную преподавателем цифру в поле «ШИМ» указанного магнетрона;
6.2. кликнут по кнопке «ШИМ»;
6.3. кликнуть по кнопке «вкл». В окне вакуумной камеры (рис. 2.10 поз. 4) над выбранным магнетроном должно появиться свечение, которое говорит об образовании плазмы;
6.4. на лицевой панели блока питания магнетрона на индикаторах напряжения (рис. 2.12 поз. 1) и тока (рис. 2.12 поз. 2) отобразится текущее значение тока и напряжения, прикладываемых к мишени магнетрона;
6.5. записать эти значения в соответствующие столбцы таблицы (табл. 2.3.);
7. Снять зависимость напряжения от тока для всех значений ШИМ, заданных преподавателем, для этого повторить пункт 6;
8. Изменить значение рабочего давления в вакуумной камере в соответствии с заданием и вновь снять ВАХ магнетрона, для этого повторить пункты 3-7;
9. Отключение установки:
9.1. кликнуть по иконке охлаждения вакуумной камеры (рис. 2.11 поз. 3), иконка поменяет цвет на зеленый;
9.2. снять галочки в окнах Клапан 1 и Клапан 2;
9.3. кликнуть кнопку «Установить»;
9.4. кликнуть иконку затвора (рис. 2.11, поз. 5), затвор закроется, иконка поменяет свой цвет на зеленый.
9.5. кликнуть на иконку паромаслянного насоса (рис. 2.11, поз. 6), отключится паромасляный насос, иконка поменяет цвет на зеленый;
9.6. дождаться, когда температура паромасляного насоса опустится до 60ºС.
9.7. кликнуть на иконку байпасного клапана (рис. 2.11, поз. 8), дождаться, когда она поменяет цвет на зеленый.
9.8. кликнуть на иконку механического насоса (рис. 2.11, поз. 10), отключится механический насос, иконка поменяет цвет на зеленый;
9.9. закрыть все окна и отключить систему Windows;
9.10. на лицевой панели нажать кнопку "Стоп" (рис. 2.10, поз. 5), при этом должны отключиться индикаторы установки и выключится приборы вмонтированные в лицевую панель: вакуумметр «Мерадат» (рис. 2.10, поз. 8) и измеритель температуры (рис. 2.10, поз. 10);
9.11. закрыть вентиль "хол. вода" на водопроводе (рис. 2.10, поз. 16);
9.12. отключить компрессор, для подачи сжатого воздуха в установку.
10 Содержание отчета:
10.1. Цель лабораторной работы.
10.2. Таблица измерений:
Таблица 2.3
| № | Газ | Давление, Па | U, В | I, А |
10.3. Построить ВАХ магнетрона при различных значения давления и/илли типов газа.
10.4. Выводы по работе.
2.3. Контрольные вопросы.
На оценку «удовлетворительно»:
1. Привести схему магнетронной распылительной системы.
2. Какими параметрами характеризуется МРС?
3. От чего зависит ВАХ магнетрона?
4. Для чего нужно знать форму ВАХ магнетрона?
На оценку «удовлетворительно»:
5. Типы магнетронов, по какому параметру определяют тип магнетрона?
6. Объяснить принцип работы МРС.
7. Какими параметрами характеризуется МРС?
8. Формы ВАХ магнетрона.
9. Области реактивного магнетронного разряда, характеристика каждого.
10. Зависимость выбора «правильного» и «неправильного» источников питания. Объяснить причины возникновения гистерезиса в форме ВАХ, в случае выбора «неправильного» источника питания.
11. Что такое отрицательное динамическое сопротивление на ВАХ магнетрона, от чего она зависит?
12. Почему возникают пульсации в магнетронном разряде, каким образом с ними можно бороться?
Примеры дополнительных вопросов на оценку «отлично»:
13. Как будет изменяться ВАХ магнетрона при увеличении давления газа в камере?
14. Как будет изменяться ВАХ магнетрона, если увеличивать парциальное давление реактивного газа, с чем связаны эти изменения?