Esistono quattro modalità principali per ridurre il degasaggio nel sistema per vuoto. Questi sono: pulizia e utilizzo (riscaldamento), trattamento di superficie, passivazione e spurgo e riempimento. In questa nota applicativa, esamineremo più da vicino ciascuno di questi metodi.
Queste tecniche comprendono metodi relativamente semplici che richiedono poco tempo e vengono eseguite principalmente su singole parti in situ. Risultano efficaci contro la contaminazione superficiale grossolana e fine e possono ridurre i tassi di degasaggio dal 50% fino a cinque ordini di grandezza. Una corretta preparazione del materiale è di fondamentale importanza per ottenere tassi di degasaggio contenuti e raggiungere la condizione di ultra alto vuoto.
La pulizia deve essere seguita dal riscaldamento per ridurre i tassi di degasaggio. È importante che gli elementi vengano maneggiati con cura una volta iniziata la preparazione del materiale. Questo previene la contaminazione, in quanto una serie di impronte digitali (ad esempio) può richiedere diversi giorni per il desorbimento. Laddove possibile, limitare l'intervallo di tempo di esposizione all'umidità.
Schema 1: esempio di pulizia; pulizia con scarica a luminescenza1
I trattamenti di superficie riducono l'area netta di superficie riducendo quindi la ruvidità; le tecniche più comuni sono la levigatura meccanica e l'elettrolucidatura.
La levigatura meccanica spesso è uno dei primi trattamenti dei materiali usato per rimuovere i contaminanti grossolani, mentre l'elettrolucidatura sostituisce uno strato superficiale amorfo con uno strato di ossido ordinato. L'elettrolucidatura è particolarmente efficace contro idrogeno/idrocarburi. L'effetto risultante della riduzione della ruvidità della superficie è mostrato nello schema 2.
Schema 2: effetto della ruvidità di superficie sul degasaggio2
La passivazione tramite rivestimenti crea una barriera contro l'adsorbimento e la permeazione dei contaminanti. Solitamente, i rivestimenti vengono applicati tramite CVD, PVD o rivestimento sputter a temperature elevate (200-500 °C) e possono essere:
Schema 3: ciclo di riscaldamento
Un flusso costante di gas a secco attraverso la camera può rimuovere la contaminazione e ridurre la concentrazione di vapore acqueo. Anche uno spurgo breve è efficace nel ridurre il degasaggio. Dopo l'arresto del flusso di spurgo, l'umidità può aumentare oltre il 30% in poche ore. Questi effetti sono rappresentati nel grafico.
Il riempimento, o sfiato, con N2 può inoltre ridurre il vapore acqueo per i sistemi che regolarmente finiscono nell'atmosfera, come illustrato nello schema 4. Una tecnica di riscaldamento/spurgo relativamente nuova usa cicli di pompaggio/spurgo di gas inerte durante il riscaldamento e offre un riscaldamento più rapido come mostrato nello schema 5.
Schema 4: effetto del ciclo di ventilazione/spurgo sul degasaggio
Schema 5: cottura con gas di spurgo e ciclo della pressione3
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