Тонкослойные материалы в современных ИМС. Важная особенность тонкослойных материалов для технологии ИМС. Физико-химические основы ХОГФ, страница 13

Более строгое выражение, учитывающее, что вакуумная система имеет т.н. “проводимость, U” (свойство системы, обусловленное количеством и особенностями ее конструктивных элементов, длиной и диаметром вакуумных трубопроводов и т.д.), а вакуумный насос имеет собственную скорость откачки S_p, выглядит следующим образом:

                                                                              1     1

                                                                   P =Q₀( + ),                                                             (2.4)

S_p U

где выражение в скобках есть величина, равная обратной эффективной скорости откачки вакуумной системы в некоторой точке (1/S_e). 

При этом важно отметить, что для любой части динамической вакуумной системы (т.е. проточного реактора) справедливо выражение:

                                                                            Q₀ = const ,                                                  (2.5)

что указывает на то, что величины P и S в любой части проточной системы различаются, поскольку проводимость вакуумной системы уменьшается по ее длине.

Таким образом, для любой части вакуумной системы справедливо выражение:

                                                                             S_p >U                                                              (2.6)

При этом величина проводимости наиболее сильно сказывается в том случае, когда вакуумное оборудование вынесено на вспомогательные технические этажи помещений. Собственно проводимость вакуумной системы может быть измерена экспериментально путем подачи газового расхода известной величины, измеренного при определенном давлении, обычно атмосферном (P_a), с последующим расчетом газового потока по соотношению Q_G=G₀×P_a и измерением давления между давлением в реакторе (P_R) и давлением непосредственно вперед входом в насос (P_p):

Q^G

                                                                            U=                                                    (2.7)

Pr −P p

Единицами измерения величин потока и быстроты откачки обычно являются л×мм.рт.ст/с, л×Па/с и л/с, м³/с, соответственно, а также и другие менее распространенные. 

Суммарный газовый поток, откачиваемый вакуумным насосом, в действительности имеет несколько важных компонентов:

                                                               Q₀ =Q_G +Q_l +Q_w +Q_b +Q_d ,                                  (2.8)

где Q_G – собственно поток реакционных газов, Q_l – поток атмосферного воздуха, поступающего как результат натекания в реактор вследствие не герметичности прокладок и других уплотнителей, Q_w – газоотделение со стенок реактора и вакуумной системы, Q_b – обратный поток масла из насоса с масляным уплотнением, Q_d – газопроницание стенок реактора, уплотняющих материалов и т.д.

Суммарное давление при осаждении (см. циклограмму на рис.2.17) поддерживается постоянным. Оно складывается из парциальных давлений компонентов газовой смеси (p_i), 

z

                                                                                             P_d =∑p_i                                            (2.9)

i=1

при этом величины p_i рассчитываются следующим образом:

gⁱ ×P^d

                                                                             p_i =                                                    (2.10)

G₀

Знание величин парциальных давлений необходимо для расчета концентраций реагентов в газовой фазе, необходимых для полного описания кинетики роста слоев при ХОГФ. 

Для систем, работающих при давлениях ниже атмосферного, величины линейной скорости движения газа имеют существенно большее значение, чем для РАД, и обычно рассчитываются по выражению, учитывающему разность температур и давлений в реакторе и в окружающей среде:

G⁰ ×P^a ×T^d

                                                             υ(РПД,РНД) =  ,                                      (2.11)

s×P_d ×T_к