Измерение коэффициента трения

Сопротивление скольжению металла по стеклянной поверхности зависит от чистоты исследуемой поверхности, и по измерению коэффициента трения можно судить о качестве очистки. Это один из немногих методов, применяемых в вакууме и в атмосферной среде. Несмотря на то, что он дает численные величины установить зависимость между коэффициентом трения и степенью загрязнения довольно сложно. Основной недостаток в том, что он может быть разрушающим.

Метод нарушенного полного внутреннего отражения.

Если поверхность оптического элемента освещается под углом большим критического, то поверхностные загрязнения, которые вызывают уменьшение коэффициента отражения, обнаруживаются в качестве светлых площадок на темном фоне.

Методы контроля, которые в той или иной форме измеряют адгезию, являются разрушающими, поскольку нельзя предположить, что начальные условия на поверхности сохраняются в период всех испытаний. Поэтому для данных методов используются контрольные образцы, очищенные тем или иным способом, что и вся партия подложек.

Дополнительная очистка деталей при использовании вакуумных методов осаждения покрытий (Очистка тлеющим разрядом).

Это наиболее широко используемый метод очистки подложки непосредственно перед осаждением пленки в вакуумной камере. Осуществляется при помещении подложек в плазму тлеющего разряда. Обычно разряд происходит между двумя электродами, помещенными вблизи подложки, так что поверхность подложки находится в плазме. Напряжение разряда может колебаться от 500 до 5000 В. Электроды, чаще всего изготовлены из алюминия, поскольку этот металл меньше всего распыляется в среде окисляющих газов, и на поверхности подложки нет осадка.

Следует помнить, что после каждой обработки тлеющим разрядом электроды должны быть обработаны кислотой и щелочью (без обработки дальнейшее их применение нецелесообразно). Если два электрода расположены близко друг от друга, то для разряда можно использовать напряжение высокой частоты, однако более приемлем разряд на постоянном токе. В этой ситуации подложка не является цепью тлеющего разряда.

При очистке тлеющим разрядом удаление загрязнений с поверхности вызвано одним или несколькими из следующих факторов:

1. Непосредственный нагрев из-за ударов заряженных частиц и их рекомбинации.

2. Десорбция примесей, вызванная бомбардировкой ионами малых энергий.

3. Улетучивание органического остатка за счет химической реакции с десорбированным кислородом.

4. Изменение поверхности стекла при взаимодействии с кислородом.

5. Усиление зародышеобразования при последующем осаждении пленки.

Чистота поверхности, созданная очисткой тлеющим разрядом сохраняется и после того, как деталь была удалена из камеры. Это может быть объяснено тем, что на поверхности подложки при очистке тлеющим разрядом образуется отрицательный заряд. Если между операцией очистки и осаждением заряд удаляется, то адгезия пленки будет также малая, как если бы очистка не производилась.

В результате процесса очистки нарушаются связи как между молекулами самой примеси, так и между молекулами примеси и подложки.

Как правило, процесс чистки заключается только в удалении загрязнений, однако часто оказывается приемлемым и удаление не только съём наружного поверхностного слоя (загрязнений), но и самого материала подложки. Удаление слоя подложки (не более 30мкм) обеспечивает лучшую очистку и соответственно лучшую адгезию между пленкой и подложкой.