Курс: Высоковакуумные технологические процессы в приборостроении

Тематический план

Высоковакуумные технологические процессы в приборостроении
В. П. Михайлов
Высоковакуумные технологические процессы в приборостроении / В. П. Михайлов, К. М. Моисеев, Ю. В. Панфилов. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2023. — 214 с.: ил. (Библиотека «Приборостроение», Т. 2).
Издание учебно-методического комплекса по укрупненным группам специальностей и направлений «Информатика и вычислительная техника» и «Приборостроение», подготовлено в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет–2030» МГТУ им. Н.Э. Баумана
ISBN 978-5-7038-3493-0
ISBN 978-5-7038-3509-8
1. Конспект лекций
Цель курса — получение теоретических знаний и практических навыков расчета и выбора параметров высоковакуумных технологических процессов и оборудования, используемых в приборостроении.

Задачи курса:

• изучение физических основ протекания высоковакуумных технологических процессов;

• изучение теоретических основ и методов расчета и выбора параметров высоковакуумных технологических процессов для конкретных применений;
• изучение типа и состава высоковакуумного технологического оборудования для высоковакуумных технологических процессов.

При освоении дисциплины планируется формирование компетенций, предусмотренных ОПОП на основе СУОС по направлению подготовки 12.03.01 «Приборостроение» (уровень бакалавриата).

В конце каждой лекции приведены тесты для контроля знаний студентов, состоящие из вопросов и ответов на них, из которых следует выбрать один правильный.
- 1.1. НАЗНАЧЕНИЕ И МЕСТО ВЫСОКОВАКУУМНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ Файл
  Цель лекции: определить назначение и роль высоковакуумных технологических процессов и оборудования для их реализации, используемых при создании изделий приборостроения.
  
  Лекция включает в себя следующие главы:
  1.1.1. ОБЕЗГАЖИВАЮЩИЙ ПРОГРЕВ И ОТЖИГ;
  1.1.2. ОСАЖДЕНИЕ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ;
  1.1.3. ИОННОЕ ТРАВЛЕНИЕ;
  1.1.4. ЭЛЕКТРОННАЯ И ИОННАЯ ЛИТОГРАФИЯ;
  
  Тесты к лекции 1.
- 1.2. ФИЗИЧЕСКАЯ СУЩНОСТЬ ВАКУУМА И ЕГО СВОЙСТВА Файл
  Цель лекции: дать определение вакуума и основных его характеристик для использования в качестве технологической среды.
  
  Лекция включает в себя следующие главы:
  1.2.1. ДАВЛЕНИЕ ГАЗА. ТЕПЛОВЫЕ СКОРОСТИ МОЛЕКУЛ;
  1.2.2. ОБЪЕМ ГАЗА, УДАРЯЮЩЕГОСЯ О ЕДИНИЦУ ПОВЕРХНОСТИ В ЕДИНИЦУ ВРЕМЕНИ;
  1.2.3. ДЛИНА СВОБОДНОГО ПРОБЕГА МОЛЕКУЛ;
  1.2.4. СТЕПЕНИ ВАКУУМА;
  Тесты к лекции 2.
- 1.3. ТЕРМОВАКУУМНЫЕ ПРОЦЕССЫ Файл
  Цель лекции: дать определение термовакуумных процессов, их роли в высоковакуумных технологических процессах, а также описать их физическую сущность.
  
  Лекция включает в себя следующие главы:
  1.3.1. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ВАКУУМЕ;
  1.3.2. РАСТВОРИМОСТЬ ГАЗОВ В ТВЕРДОМ ТЕЛЕ;
  1.3.3. ДИФФУЗИЯ ГАЗОВ В ТВЕРДЫХ ТЕЛА Х. ЗАКОНЫ ФИКА;
  
  Тесты к лекции 3.
- 1.4. СОЗДАНИЕ ВАКУУМНОЙ СРЕДЫ Файл
  Цель лекции: показать основные способы создания вакуумной среды, необходимой для проведения технологических процессов и функционирования ЭВП.
  
  Лекция включает в себя следующие главы:
  1.4.1. ПОЛУЧЕНИЕ ВАКУУМА РАЗЛИЧНЫХ СТЕПЕНЕЙ;
  1.4.2. ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ ВАКУУМНОЙ ТЕХНИКИ;
  1.4.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ОТКАЧКИ;
  1.4.4. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ ГАЗА В ВАКУУМНОЙ СИСТЕМЕ;
  
  Тесты к лекции 4.
- 1.5. НИЗКОВАКУУМНЫЕ СРЕДСТВА ОТКАЧКИ Файл
  Цель лекции: классификация низковакуумных средств откачки, изучение принципа их действия и современных параметров, а также получение знаний и умений по их выбору для конкретного технологического процесса.
  
  Лекция включает в себя следующие главы:
  1.5.1. ПЛАСТИНЧАТО-РОТОРНЫЕ НАСОСЫ;
  1.5.2. СПИРАЛЬНЫЕ ВАКУУМНЫЕ НАСОСЫ;
  1.5.3. ВИНТОВЫЕ НАСОСЫ;
  1.5.4. ДВУХРОТОРНЫЕ НАСОСЫ (НАСОСЫ РУТСА);
  
  Тесты к лекции 5.
- 1.6. ВЫСОКОВАКУУМНЫЕ СРЕДСТВА ОТКАЧКИ Файл
  Цель лекции: классификация высоковакуумных средств откачки, изучение принципа их действия и современных параметров, а также получение знаний и умений по их выбору для конкретного технологического процесса.
  
  Лекция включает в себя следующие главы:
  1.6.1. ДИФФУЗИОННЫЕ НАСОСЫ;
  1.6.2. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ НАСОСЫ;
  1.6.3. СОРБЦИОННЫЕ НАСОСЫ;
  1.6.4. КРИОСОРБЦИОННЫЕ НАСОСЫ;
  1.6.5. ИОННЫЕ НАСОСЫ;
  
  Тесты к лекции 6.
- 1.7. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ВАКУУМА И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ Файл
  Цель лекции: изучить классификацию, принцип действия и характеристики средств измерения вакуума в различных диапазонах давлений, а также вспомогательных элементов, используемых при построении вакуумных систем.
  
  Лекция включает в себя следующие главы:
  1.7.1. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ВАКУУМА;
  1.7.2. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ;
  
  Тесты к лекции 7.
- 1.8. ФОРМИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ПОТОКОВ Файл
  Цель лекции: изучение основных характеристик электронных потоков, методов их формирования и физических явлений, позволяющих получать эти потоки.
  
  Лекция включает в себя следующие главы:
  1.8.1. ЭЛЕКТРОННЫЕ ПУЧКИ;
  1.8.2. ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ;
  1.8.3. ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ;
  1.8.4. АВТОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ;
  
  Тесты к лекции 8.
- 1.9. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ПОТОКОВ С МАТЕРИАЛАМИ Файл
  Цель лекции: изучение различных эффектов, возникающих при взаимодействии электронных потоков с материалами.
  
  Лекция включает в себя следующие главы:
  1.9.1. ЭФФЕКТЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ПУЧКОВ С МАТЕРИАЛОМ;
  1.9.2. ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРОННЫХ ПУЧКОВ;
  
  Тесты к лекции 9.
- 1.10. ФОРМИРОВАНИЕ ИОННЫХ ПОТОКОВ И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С МАТЕРИАЛАМИ Файл
  Цель лекции: изучение основных характеристик ионных пучков, методов их формирования и физических явлений, возникающих при взаимодействии пучков различных энергий с материалами.
  
  Лекция включает в себя следующие главы:
  1.10.1. ИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ;
  1.10.2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИОННЫХ ПУЧКОВ С МАТЕРИАЛАМИ;
  
  Тесты к лекции 10.
- 1.11. ФОРМИРОВАНИЕ АТОМАРНЫХ И МОЛЕКУЛЯРНЫХ ПОТОКОВ Файл
  Цель лекции: изучение основных характеристик атомарных и молекулярных потоков, методов формирования таких потоков и физических явлений, позволяющих эти потоки получать.
  
  Лекция включает в себя следующие главы:
  1.11.1. ФОРМИРОВАНИЕ АТОМАРНЫХ И МОЛЕКУЛЯРНЫХ ПОТОКОВ ИСПАРЕНИЕМ;
  1.11.2. ФОРМИРОВАНИЕ АТОМАРНЫХ И МОЛЕКУЛЯРНЫХ ПОТОКОВ ИОННЫМ РАСПЫЛЕНИЕМ;
  
  Тесты к лекции 11.
- 1.12. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АТОМАРНЫХ И МОЛЕКУЛЯРНЫХ ПОТОКОВ С МАТЕРИАЛАМИ Файл
  Цель лекции: изучение различных эффектов, возникающих при взаимодействии атомарных и молекулярных потоков с материалами.
  
  Лекция включает в себя следующие главы:
  1.12.1. АДГЕЗИЯ;
  1.12.2. ТОНКОПЛЕНОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ;
  
  Тесты к лекции 12.
- 1.13. ТЛЕЮЩИЙ РАЗРЯД В ВАКУУМЕ Файл
  Цель лекции: изучение газоразрядной плазмы в вакууме, ее назначения, параметров и способов получения.
  
  Лекция включает в себя следующие главы:
  1.13.1. ПРИМЕНЕНИЕ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ПЛАЗМЫ;
  1.13.2. ПАРАМЕТРЫ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ПЛАЗМЫ;
  1.13.3. КРИВЫЕ ПАШЕНА;
  
  Тесты к лекции 13.
- 1.14. ДУГОВОЙ РАЗРЯД В ВАКУУМЕ Файл
  Цель лекции: изучение дугового разряда в вакууме, его назначения, параметров и способов возбуждения.
  
  Лекция включает в себя следующие главы:
  1.14.1. ПЕРЕХОД ИЗ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА В ДУГОВОЙ;
  1.14.2. ПАРАМЕТРЫ ДУГОВОГО РАЗРЯДА;
  
  Тесты к лекции 14.
- 1.15. МЕТОДЫ НАНЕСЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК Файл
  Цель лекции: изучение классификации методов тонких пленок, основных характеристик наиболее часто используемых методов, их режимов и особенностей.
  
  Лекция включает в себя следующие главы:
  1.15.1. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ НАНЕСЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК;
  1.15.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТОДОВ НАНЕСЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК;
  
  Тесты к лекции 15.
- 1.16. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТОНКИХ ПЛЕНОК Файл
  Цель лекции: дать понятие основных характеристик и свойств тонких пленок и их значение для использования в приборостроении.
  
  Лекция включает в себя следующие главы:
  1.16.1 . ТОЛЩИНА ПЛЕНКИ И ЕЕ НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ПО ДИАМЕТРУ ПОДЛОЖКИ;
  1.16.2. НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ТОЛЩИНЫ ПЛЕНКИ. ЗАКОН КНУДСЕНА;
  1.16.3. ОДНОРОДНОСТЬ СОСТАВА ТОНКОПЛЕНОЧНОГО ПОКРЫТИЯ;
  
  Тесты к лекции 16.
- 1.17. ВАКУУМНОЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Файл
  Цель лекции: изучить современное вакуумное оборудование, реализующее высоковакуумные технологические процессы, используемые при изготовлении изделий приборостроения.
  
  Лекция включает в себя следующие главы:
  1.17.1. СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ ТИПОВОГО ВАКУУМНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ;
  1.17.2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ВАКУУМНОГО ОСАЖДЕНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ;
  1.17.3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИОННОГО ТРАВЛЕНИЯ;
  1.17.4. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБЕЗГАЖИВАЮЩЕГО ПРОГРЕВА И ОТЖИГА;
  
  Тесты к лекции 17.
2. Методические материалы
- 2.1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ Файл
- ㅤㅤ2.1.1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1. ФОРМИРОВАНИЕ ВАКУУМНОЙ СРЕДЫ И ИЗМЕРЕНИЕ ЕЕ ПАРАМЕТРОВ Файл
  ㅤㅤЦель лабораторной работы: изучение основных методов и средств получения и измерения вакуумной технологической среды для реализации высоковакуумных технологических процессов.
- ㅤㅤ2.1.2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2. ТЛЕЮЩИЙ РАЗРЯД В ВАКУУМЕ Файл
  ㅤㅤЦель лабораторной работы: изучение влияния параметров обработки плазмой тлеющего разряда на состояние поверхности подложки.
- ㅤㅤ2.1.3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3. ФОРМИРОВАНИЕ ТОНКИХ ПЛЕНОК МЕТОДАМИ ТЕРМИЧЕСКОГО ИСПАРЕНИЯ И МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ Файл
  ㅤㅤЦель лабораторной работы: изучение технологических процессов и оборудования для формирования тонкопленочных покрытий методами термического испарения и магнетронного распыления.
- ㅤㅤ2.1.4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4. ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОНКИХ ПЛЕНОК Файл
  ㅤㅤЦель лабораторной работы: изучение способов контроля и измерения геометрических (толщина) и физических (адгезия) характеристик тонкопленочных покрытий, сформированных различными методами.
- 2.2 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ Файл
3. Нормативная документация
- 3.1. НОРМАТИВНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ Файл
- 3.2. СТРУКТУРА И СОСТАВ ФОНДОВ ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ Файл
Заключение
- Заключение Файл
Литература
- Литература Файл
Рабочая тетрадь
- Рабочая тетрадь целиком Файл
- Титульный лист Файл
- П.1. ФОРМИРОВАНИЕ ВАКУУМНОЙ СРЕДЫ И ИЗМЕРЕНИЕ ЕЕ ПАРАМЕТРОВ Файл
  Цель работы: изучение основных методов и средств получения и измерения вакуумной технологической среды для реализации высоковакуумных технологических процессов.
- П.2. ТЛЕЮЩИЙ РАЗРЯД В ВАКУУМЕ Файл
  Цель работы: изучение влияния режимов обработки плазмой тлеющего разряда на состояние поверхности подложки.
- П.3. ФОРМИРОВАНИЕ ТОНКИХ ПЛЕНОК МЕТОДАМИ ТЕРМИЧЕСКОГО ИСПАРЕНИЯ И МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ Файл
  Цель работы: изучение технологических процессов и оборудования для формирования тонкопленочных покрытий методами термического испарения и магнетронного распыления.
- П.4. ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОНКИХ ПЛЕНОК Файл
  Цель работы: изучение способов контроля и измерения геометрических (толщина) и физических (адгезия) характеристик тонкопленочных покрытий, сформированных различными методами.
- П.5. МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК МЕТОДОМ МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ НА УСТАНОВКЕ MANTIS QPREP 500 Файл
Содержание
- Содержание Файл