Evaluierung von Abpumpkurven am Beispiel einer Glimmentladungsquelle

• Published in: Vakuum in Forschung und Praxis : Zeitschrift für Vakuumtechnologie, Oberflèachen und Dünne Schichten Vol. 20; no. 3; pp. 30 - 35
• Main Authors: Klemm, Denis, Hoffmann, Volker, Edelmann, Christian
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Weinheim WILEY‐VCH Verlag 01.06.2008
• ISSN: 0947-076X; 1522-2454
• DOI: 10.1002/vipr.200800357

Bei modernen GD‐OES‐Geräten (GD‐OES = Glow Discharge Optical Emission Spectrometry) wird die Analysenzeit (Bruttoanalysezeit: 2 ‐ 5 Minuten) wesentlich durch die Abpumpzeit der Quelle und die Zuverlässigkeit der Spektralanalyse ‐ besonders bei der Analyse dünner Schichten (Schichtdicken < 100 nm) ‐ durch die Gas‐ und Oberflächenreinheit in der Quelle bestimmt. Bei einem verwendeten kommerziellen Spektrometergerät konnte durch geeignete Dimensionierung und Konstruktion des Pumpsystems und durch optimierte Führung des Flutungs‐ und Abpumpprozesses die Evakuierungszeit und der Enddruck in der Quelle reduziert sowie die Reinheit des Prozessgases am Ort der Analyse verbessert werden. Eine automatisierte, rechnergestützte Auswertung des zeitlichen Druckverlaufes im Rezipienten wurde entwickelt und gibt dem Anlagenbetreiber Hinweise über mögliche Lecks (z. B. infolge der Abnutzung von Dichtungen) in der Anlage oder über Verunreinigungen innerer Oberflächen, da der zeitliche Druckverlauf durch anlagenspezifische Parameter (u. a. effektives Saugvermögen, Leckrate, Gasabgaberate) bestimmt wird. Mittels Variation dieser Parameter wird die Lösung der Pumpgleichung an die gemessene Druck‐Zeit‐Kurve angepasst. Die dabei gefundenen Parameter sind wichtige Kenngrößen, die den Zustand der Vakuumanlage beschreiben. Damit kann der Anwender rechtzeitig eine Lecksuche durchführen oder Komponenten der Anlage reinigen bzw. ersetzen. Die Kontrolle über den Zustand des Vakuumsystems erhöht die Reproduzierbarkeit der Materialanalyse. Evaluation of pumpdown curves illustrated for a glow discharge source In the present state, the GLOW DISCHARGE OPTICAL EMISSION SPECTROMETRY (= GD‐OES) is distinguished by an extraordinary quick material analysis. The analysis time (gross time of analysis 2 ‐ 5 minutes) is determined mainly by the pumping time of the source of the equipment, the reliability of the spectral analysis is ‐ especially in the case of thin films (film thickness < 100 nm) ‐ determined by the cleanness of the gas in the source and the surface of the source. In the case of the used commercial spectrometer equipment it was possible to reduce the evacuation time and the final pressure in the source for improvement of the cleanness of the gas at the place of the analysis with the help of a proper conduction of the venting and pumping process and by a proper dimensioning and construction of the pumping set of the equipment. An automatic and computer aided evaluation of the pressure vs. time run in the source chamber gives advises to the user of the equipment about possible leaks (caused e.g. by the wear of sealing) in the equipment or about contamination of inner surfaces, because the pressure vs. time run in the chamber is determined by parameters which are characteristic of the equipment (e.g. effective pumping speed, leak rate, and outgassing or desorption rate). By variation of these parameters the calculated pressure vs. time run is fitted to the experimental measured pressure vs. time curve. Parameters found by this method are important characteristics describing the situation of the equipment (source and pumping set). On the base of these results the user of the device can carry out a leakage detection or clean or replace components of the instrument in time. This check of the device increases the reproducibility of the analysis of materials.