1.4. Технологические факторы и их влияние на физические свойства просветляющих покрытий.

Свойства оптических покрытий определяются конструкцией интер- ференционных систем, методом нанесения слоев, их природой и материалом оптической детали (подложки). Контроль технологических параметров и режимов нанесения слоев в процессе формирования покрытий обеспечивает высокую воспроизводимость свойств покрытий. Для этого обязательно использование чистых пленкообразующих материалов для нанесения покрытий; нанесение покрытий в специальных помещениях, структура, запыленность и микроклимат которых удовлетворяют требованиям, предъявляемым к специализированным участкам вакуумных тонкопленочных покрытий; проведение чистки оптических деталей с использованием химических реагентов, термообработки и ионной бомбардировки.

Подготовка подложек к нанесению покрытий.

Подложка должна быть прозрачной или обеспечивать поглощение в заданной области спектра, химически инертной, обладать высокой механической прочностью, выдерживать пребывание в вакууме при повышенной температуре (часто до 300°С) и очистку в тлеющем разряде. Кроме того, подложка должна быть оптически однородной и допускать

полирование, должна быть совместимой с материалами покрытий, а так- же выдерживать все условия эксплуатации и внешние воздействия, Наличие загрязнений на подложке оказывает существенное влияние на адгезию и на свойства покрытий.

Метод очистки подложек подбирается эмпирическим путем, критерием правильности является процент выхода годных изделии и надежность работы покрытия. В таблице 1.5 приведено сравнение различных методов очистки поверхности подложек.

Таблицa 1.5 Методы очистки подложек.

Метод очистки	Реагент	Действие реагента	Примечание
Химическая обработка растворителя ми	Петролейный эфир (фракция кипения при 40 - 70°С)	Растворяет минеральные, животные и растительные жиры, воск, смолу	-
	Этиловый гидролизный спирт высшей очистки (4% Н20)	Удаляет следы "чистых" пальцев, растворяет мыла	Плохо растворяет минеральные масла, животные жиры: из-за медленного испарения воды при очистке возможно возникновение мазков
	Этиловый осушенный спирт (2% Н2О)	Удаляет мазки	-
	Смесь петролейного эфира с 96% спиртом или 98%- ным. Объемная доля эфира 88-90% и спирта 12-10%	Уменьшает электризацию поверхности подложки, обеспечивает легкое снятие пылинок	Смесь легко улетучивается. Рекомендуется для окончательной очистки

Продолжение таблицы 1.5

Растворами щелочей	КОН или NаОН	Омыляет жиры, снимает поверхностное натяжение	Использование имеет ограничения из-за недостаточной химической стойкости материала подложки
Растворами кислот (концентрация и режим обработки определяются эмпирически для каждого типа подложек)	Хромовая, плавиковая, азотная кислоты, смесь хромовой и серной кислот	Взаимодейству- ет с загрязне- ниями, превра- щая их в более растворимые соединения
Химическая обработка водой и изопропиловы м спиртом (парообраз- ным)	Деионизированн ая вода (желательно наличие нейтральной атмосферы)	Удаляет осадки, возникшие в процессе предыдущей очистки	Вода может содержать следы органических соединений, поэтому необхо- димо удаление их центрофу- гированием или струей воздуха. Для хранения подложек применяют обеспыленные контейнеры с крышкой или эксикаторы
Термообработ- ка	Отжиг в вакууме при высокой температуре 200 - 300°С и более в зависимости природы мате- риала подложки	Удаляет влагу и поверхностно сорбированные газы (дегазация)	Применение ограниченно для деталей больших размеров и для нетермостойких подложек

Продолжение таблицы 1.5

Ионная обработка (очистка тлеющим разрядом, ионное травление)

Электроны и ионы

Обеспечивает нагрев и десорбцию примесей, расщепляет органические молекулы с образованием летучих соединений. Удаляет поверхностный слой подложки при ионном травлении

Режимы тлеющего разряда и типы ионов подбираются эмпирическим путем для каждого типа подложек. Для стекол с высоком содержанием SiO2 очистка тлеющим разрядом ведется в кислороде

Влияние скорости конденсации и температуры подложки.

Конденсацией называется процесс перехода материала из газообразной фазы в твердую или жидкую. При конденсации на подложке образуется пленка испаряемого материала.

Скоростью конденсации называется количество молекул, которые в единицу времени осаждается на поверхности подложки.

Конденсация зависит от многих факторов, основными из которых являются температура подложки и плотность потока паров испаряемого материала.

Чем выше температура подложки и ниже температура испарения материала, тем вероятнее вторичное испарение молекул пара с поверхности подложки. Поэтому для каждого материала существует критическая температура подложки,

Критической температурой подложки называется такая температура, выше которой атомы испаряемого материала полностью отражаются от подложки и конденсации пленки не происходит. Она зависит от многих факторов: природы конденсируемого материала и подложки, степени чистоты подложки» а также от плотности потока паров испаряемого материала. Повышение плотности потока паров приводит к значительному увеличению критической температуры подложки.

Критической плотностью потока паров при фиксированной температуре подложки называют плотность, ниже которой конденсации пленки не происходит.