пн-пт c 9:00 до 18:00
8 800 700 67 23
+7 (495) 225-75-50
+7 (499) 369-02-69
 

Расчет и проектирование установки магнетронного напыления с использованием турбомолекулярного и спирального насосов

Расчет и проектирование установки магнетронного напыления с использованием турбомолекулярного и спирального насосов

          Магнетронное распыление — технология нанесения тонких плёнок на подложку с помощью магнетрона. Принцип магнетронного распыления основан на образовании над поверхностью катода кольцеобразной плазмы в результате столкновения электронов с молекулами газа в скрещенных электрическом и магнитном полях (рис. 1). Положительные ионы, образующиеся в разряде, ускоряются в направлении катода, бомбардируют его поверхность, выбивая из неё частицы материала. Покидающие поверхность мишени частицы осаждаются в виде плёнки на подложке, а также осаждаются на стенках рабочей вакуумной камеры.

image001.gif

Рисунок 1. Схема магнетронного распыления

          Технология нанесения тонкоплёночных покрытий методом магнетронного распыления мишени активно используется на протяжении нескольких десятилетий производителями самых разных изделий: начиная от катодов и изолирующих покрытий и заканчивая куполами церквей.                                                                            

          Существует ряд установок для проведения этого процесса:

  • Anelva SPF-322H (рис. 2)  система магнетронного напыления для исследования свойств тонкоплёночных покрытий, разработанная индийским научным центром Bangalore-12.

 

Вакуумная установка

Рисунок 2. Установка Anelva SPF-322H 

          Здесь рабочая камера – цилиндрическая, загрузка – выгрузка образцов осуществляется путём откидывания дверцы камеры вместе с подложкодержателем, для проведения техпроцесса используются три магнетрона.

  • Вакуумная установка VSM (рис. 3) производства канадской компании ADVAVAC Surface Technologies Inc:

Установка VSM

Рисунок 3. Установка VSM

          На данном типе оборудования возможна реализация магнетронного распыления с одного или нескольких магнетронов используется турбомолекулярный вакуумный насос. Размер рабочей камеры 40х60 см (D-образная форма). Дверь плоская, на петлях. Для получения наиболее равномерных по толщине и однородности покрытий предусмотрена планетарная система вращения подложек.

Требования к установке вакуумного магнетронного напыления

          Требуется спроектировать установку нанесения нитрида титана (TiN) на молибденовые электроды реактивным ВЧ магнетронным распылением. Эти электроды используются в оборудованиях выработки мегаваттных мощностей – гиротронах. Используемые в гиротронах катоды – бариевые, а электроды – молибденовые. Молибден в процессе работы гиротрона при высоких температурах (800-900oС) под воздействием эмитирующего с катода бария имеет низкие антиэмиссионные свойства, что приводит к ухудшению вакуума , изменению состава рабочей среды и быстрому выходу из строя электродов. Для улучшения антиэмиссионных свойств электродов и используются защитные покрытия, такие, как нитрид титана. При этом для получения максимальных физических характеристик покрытие должно обладать стехиометрическим составом Ti:N = 1:1; толщиной слоя, соответствующей максимальной адгезии; в рабочих условиях иметь наибольшую работу выхода электронов и не диссоциировать на составляющие элементы.

          Расчет рабочей камеры определяются:

  • размером изделий, на которые наносится покрытие;

  • количеством магнетронов и их расположением в камере;

  • расстоянием между магнетронами и изделиями;

  • габаритами и самой системой ввода вращения.

          Будем проектировать цилиндрическую рабочую камеры, в которой ввод вращения будет располагаться в нижнем основании, загрузка - выгрузка изделий – через верхнее основание (дверь); крепление источника ионов, магнетронов в количестве 2 штук и патрубков для байпасной и высоковакуумной откачки, рекомендуется использовать турбомолекулярный  насос, осуществляется на цилиндрической стенке. Ввод вращения – планетарный, расстояние между центрами образцов примем равным 160 мм для удобства осуществления механизма планетарного вращения. В связи с особой конфигурацией электродов, на которые наносится нитрид титана, необходимым расстоянием между магнетронами и электродами в 100 мм, а также ориентировочными размерами самих магнетронов, определяем внутренние габаритные размеры рабочей.


Схема вакуумной камеры и внутрикамерной оснастки

Рисунок 4. Схема камеры и внутрикамерной оснастки

 Выбор типа вакуумного насоса

       Согласно техническому заданию, рабочий вакуум – безмасляный, предельный вакуум - 10-4 Па.

       Насосы, способные откачать камеру до такого вакуума:

        Так как вакуум должен быть безмасляным, то диффузионный насос сразу «отпадает».

       Адсорбционные насосы сейчас редко используются в подобных установках в связи с необходимостью частой регенерации, а для непрерывной работоспособности системы необходимо иметь сразу два адсорбционных насоса. Это неэффективно и невыгодно.

       Что касается магниторазрядных насосов, то существует два фактора, из-за которых они непригодны для данного техпроцесса. Во-первых, давление, при котором может работать этот насос – 10-1 Па, что проблематично получить при откачке форвакуумным насосом. Во-вторых (и в основном по этой причине), он очень плохо откачивает инертные газы, что для нас важно, так как рабочим газом при магнетронном распылении является аргон.

       По сравнению с вышеописанными насосами турбомолекулярный обладает рядом преимуществ: безмасляный вакуум, откачка до 10-5 Па, высокая скорость откачки, не требуется регенерация, достаточно хорошо откачивает любые газы.

 Проанализировав ряд возможных вариантов насосов высоковакуумной откачки, выбираем турбомолекулярный насос.

         Для создания среднего вакуума порядка 1 Па используем один из самых распространённых при создании подобных установок: механический спиральный насос.

 Обоснование выбора вакуумной схемы с турбомолекулярным насосом

           Вакуумная схема должна содержать условные графические изображения основных элементов установки: клапаны, затворы, рабочая камера, система откачки камеры, газовые линейки и т. д. Поскольку необходимые условия для осуществления техпроцесса можно достичь использованием с помощью турбомолекулярного или криогенного насоса, то и существует 2 возможных варианта вакуумной схемы установки (рис. 5 и   рис. 6).

Вариант №1 вакуумной схемы с использованием турбомолекулярного насоса

Рисунок 5. Вариант №1 вакуумной схемы с использованием турбомолекулярного насоса

Вариант №2 вакуумной схемы с криогенным насосом

Рисунок 6. Вариант №2 вакуумной схемы с криогенным насосом

Сравнительная таблица

Характеристика

Вариант 1 (турбомолекулярный)

Вариант 2 (криогенный)

необходимость регенерации

+

-

время запуска

+

-

безмасляность вакуума

+

+

вакуум: 10-4

+

+

скорость откачки

+

+

способность откачивать любые газы

+

+

(кроме He)

стоимость при Ду

+

-

 

Из таблицы видно, что обе вакуумные схемы могут быть реализованы и обеспечить техпроцесс, но с целью экономии времени и денежных средств выбираем «вариант 1»

Проектировочный расчёт системы откачки с турболекулярным вакуумным насосом

Расчёт потока газовыделения со стенок камеры

Определённые выше габариты камеры:image011.png

Объём камеры:image012.png

Площадь внутренней поверхности камеры: image013.png

image014.png=image015.png

Поток газовыделения со стенок камеры, которое должен в том числе скачать турбомолекулярный откачной агрегат

 Поток газовыделения для турбомолекулярного насоса.png

, где image017.png

для нержавеющей стали 12Х18Н10Т.

Выбор насоса окончательной откачки

Эффективная быстрота откачки для достижения заданного предельного давления равна:

Эфективная скорость откачки турбомолекулярного насоса.png

, где  image019.png - предельный вакуум согласно техническому заданию.

Так как на данном этапе длина трубопровода и, следовательно, его проводимость неизвестны, то учтём это при подборе насоса коэффициентом 1,5 в расчёте требуемого быстродействия:

Расчет проводимости тркбопровода вакуумной системы.png.

Выбираем турбомолекулярный насос у которого image021.png  (рис. 7), присоединительный фланец ISO200F.

Рисунок 7. Зависимость скорости откачки от давления

Рисунок 7. Зависимость скорости откачки от давления 

 

Выбор насоса форвакуумной откачки

При выборе форвакуумного насоса воспользуемся методикой расчёта требуемой быстроты действия (S), описанной в каталоге:

Быстрота действия вакуумного насоса.png, где

image024.png – впускное давление турбомолекулярного насоса;

image025.png быстродействие ТМН при давлении image024.png ;

image026.pngмаксимально допустимое давление на выпускном патрубке.

 Для турбомолекулярного насоса при image027.png image028.png , а

image029.png. Тогда быстрота откачки спирального насоса должна быть:

image030.png.

Выбираем спиральный безмасляный насос, у которого при давлениях в диапазоне 266 Па – 133 Па image031.png

Зависимость быстродействия спирального насоса от давления   

Рисунок 8. Зависимость быстродействия спирального насоса от давления

Выбор запорно-регулирующей арматуры

Для перекрытия трубопровода на участке турбомолекулярный насос – камера требуется  затвор с фланцем ISO 200. Возьмем затвор фирмы VAT, специализирующейся на затворах, продукты которой также поставляет фирма, HV Series 14 с пневмоприводом (рис. 9). В отличие от затвора с механическим приводом, затвор с пневмоприводом закрывается в случае отключения электроэнергии, что предотвращает прорыва воздуха в камеру, турбомолекулярный насос может выйти из строя. Также он может подключаться к управляющему устройству, что дает возможность автоматизации установки.

Затворы VAT HV Series 14

Затворы VAT HV Series 14

Клапаны по той же причине выбираем с пневмоприводом фирмы VAT. Так как у насоса nXDS6i впускной патрубок DN 25, то назначаем для байпасной линии клапан HV Series 26 DN 25 (рис. 10). Для форвакуумной откачки назначаем клапан HV Series 26 DN 40, так как турбомолекулярный насос имеет выхлопной патрубок DN 40.

Клапаны VAT HV Series 26

Рисунок 10. Клапаны VAT HV Series 26

Для напуска воздуха в камеру выбираем клапан с ручным приводом DN10 фирмы MDC Series UHV (рис. 11).

Клапан напуска воздуха

Рисунок 11. Клапан напуска воздуха

Для газовых линеек выбираем электромагнитные клапаны фирмы SMC модель Series XSA1-12 (рис. 12).

Клапан SMC Series XSA1-12.

Клапан SMC Series XSA1-12.

Для контроля потока газов из баллонов с азотом и аргоном выбираем распространённые редукторы типа РД6-1-250-17-Н-И-2-0-М-Л4 (рис. 13).

Баллонный регулятор давления азотный РД6-1-250-17-Н-И-2-0-М-Л4

Рисунок 13. Баллонный регулятор давления азотный РД6-1-250-17-Н-И-2-0-М-Л4

Выбор датчиков давления

Для определения вакуума в камере и в высоковакуумной линии откачки воспользуемся широкодиапазонным вакуумметром WRG– S – NW25 (рис. 14).

Рисунок 14. Широкодиапазонный вакуумметр WRG–S–NW25

Рисунок 14. Широкодиапазонный вакуумметр WRG–S–NW25

Широкодиапазонные вакуумные датчики WRG объединяют в одном компактном приборе два преобразователя: преобразователь Пирани и инверсно-магнетронный преобразователь. Благодаря этому датчики WRG могут измерять давление в диапазоне от атмосферного до 10–9 мбар, турбомолекулярный откачной пост тоже дает 10 -9 мбар, поэтому этот датчик нам идеально подходит.

Также для контроля на входе форвакуумного насоса устанавливается вакуумметр APG100-XM (рис. 15).

Вакуумметр Edwards APG100-XM

Рисунок 15. Вакуумметр APG100-XM

Вакуумные датчики Пирани APG предназначены для работы в диапазоне давлений от атмосферного до 10–4 мбар. Они работают по принципу передачи тепла от катода, который нагревается проходящим через него электрическим током, к окружающему газу.

Расчёт проводимости трубопроводов

Определим проводимости трубопроводов каждой линии откачки, чтобы в дальнейшем определить эффективную быстроту откачки для каждого режима течения газа, при использовании откачных средств - турбомолекулярный и спиральный агрегаты.

Проводимость высоковакуумной линии

Длину трубопровода высоковакуумной откачки принимаем из следующих соображений (рис. 16): ширина затвора с DN200 порядка 80 мм, а длину патрубка (приваренного к камере) назначим 120 мм для удобства к нему крепиться затвор, турбомолекулярный насос и чтобы имелся расчётный запас при конструировании системы откачки. Тогда общая длина трубопровода высоковакуумной откачки для откачки турбомолекулярным насосомL=200 мм.

Эквивалентная схема высоковакуумной откачки

Рисунок 16. Эквивалентная схема высоковакуумной откачки

Проводимость в диапазоне 2*10-2 - 10-4:

U = 121*D3/L = 121*0.23/0.2 = 4.84 м3

Проводимость байпасной линии

Эквивалентная схема байпасной откачки

Эквивалентная схема байпасной откачки

Диаметр трубопровода байпасной откачки D=25 мм. Примем длину трубопровода равной L=500 мм (рис. 17).

U = Uв + 0.9Uм=3.1*10-2 м3

Проводимость форвакуумной линии

Длину трубопровода форвакуумной откачки (рис. 18) участка диаметром D1=40 мм (диаметр выпускного патрубка) примем равной . А длину участка трубопровода с диаметром  D2=25 мм - L2=100мм

Тогда при давлении в этих участках трубопровода:

P1=0.004/D1=0.16 Па

Режим течения газа – вязкостный, а ввиду того, что турбомолекулярный насос имеет на выходе давление в любом случае больше 2 Па, то во время всего процесса откачки режим течения газа будет постоянным. Тогда суммарная проводимость форвакуумной линии равна: U =U1*U2/(U1+U2)

Проверочный расчет вакуумной системы

Расчёт скорости откачки

Рассчитаем быстроту откачки в каждом трубопроводе для существующих в них режимов течения газа и сравним её с быстротой действия соответствующих насосов ( турбомолекулярного и спирального ), производя, таким образом, проверку правильности их выбора

Критерий оценки пригодности насоса: быстрота действия насосов должна быть не меньше реальной быстроты откачки, т.е. Sн>S0.

1) Байпасная откачка.

Быстрота откачки камеры в диапазоне давлений 105 Па – 48 Па спиральным насосом:

S0=8*10-4 м3/с

2) Форвакуумная откачка турбомолекулярным насосом.

Быстрота откачки форвакуумной линии в диапазоне давлений 105 Па – 2 Па спиральным насосом :

S0=1.27*10-3 м3/с

Так как Sн > So, то утверждаем выбранный насос.

3) Высоковакуумная откачка турбомолекулярным насосом.

Быстрота откачки камеры в диапазоне давлений 5 Па –  Па 

S0=0.78 м3/с

Так как Sн > So, то утверждаем выбранный насос.

Расчёт времени откачки

Расчёт будем производить по формуле:

Р1 – начальное давление для данного режима;

Р2 – конечное давление для данного режима;

Р' – предельное давление насоса, в нашем случае турбомолекулярный;

Q - суммарный поток газовыделения;

S0 – быстрота откачки для данного режима;

V – объём камеры;

V=83,1  м3;

1) Байпасная откачка спиральным насосом.

Время откачки в диапазоне давлений 105 Па – 48 Па: t = 370 c

Время откачки в диапазоне давлений 48 Па – 5 Па: t = 288 c

2) Высоковакуумная откачка турбомолекулярным насосом.

Время откачки камеры в диапазоне давлений с помощью турбомолекулярного насоса 5 Па –  2*10-2 Па: t=0.6 c

Суммарное время откачки камеры до предельного вакуума при помощи спирального и турбомолекулярного насоса:

t = 11мин

3.4 Расчёт времени откачки с использованием программы VacTran

Программа VacTran используется инженерными компаниями для быстрого расчёта времени откачки по заданным кривым быстродействия насосов - спиральный и турбомолекулярный, и параметрам откачной системы: длина и форма трубопроводов, размеры камеры, удельное газовыделение со стенок и т. д.

График откачки

Рисунок 22. График откачки системы, полученный в программе VacTran

По графику, полученному в результате расчёта в программе VacTran применительно к нашей системе, видим, что время откачки без учёта газовыделения со стенок камеры приблизительно равно 11 мин 10 сек, что на 10 секунд больше времени откачки, рассчитанному выше. Высоковакуумная откачка ( турбомолекулярный ) – 44 мин 10 сек. Тогда суммарное время достижения вакуума, согласно расчёту VacTran, равно 55 мин 20 сек с помощью насосов - турбомолекулярный, спиральный. В целом расхождение результатов составляет не более 17,5 %, что объясняется естественной неточностью при графическом определении времени высоковакуумной откачки турбомолекулярным насосом по кривым удельного газовыделения.

Вакуумные уплотнения

Чтобы достичь необходимой степени изоляции при работе с вакуумом требуются специальные уплотнители. Эластичное уплотнительное кольцо может быть изготовлено из резины (буна), флуорополимера (витон), силиконового каучука или тефлона. Уплотнительное кольцо может помещаться в специальный паз или же использоваться в комбинации с центральным кольцом или как «фиксированное» кольцо, которое удерживается на месте специальным металлическим кольцом. Металлические уплотнители используются при работе со сверхвысоким вакуумом (который создает турбомолекулярный насос), где процесс дегазации эластомера может быть достаточно значимым. Уплотнитель в виде медного кольца используется вместе с фланцем типа conflat. Металлические проволочные уплотнители делаются из меди, золота или индия.

Выбор конструкции разъемного соединения для работы в конкретной вакуумной системе определяется предельным давлением в откачиваемой вакуумной камере, материалами и размерами соединяемых деталей, чистотой сборки, температурным режимом, условиями проверки на герметичность и условиями работы вакуумной установки в основе которой работает турбомолекулярный насос.

Турбомолекулярный насос имеет соответствующее соединение насоса с затвором и, следовательно, затвора с камерой - ISO 200 с использованием болтов (рис. 23).

Винтовое соединение фланцев типа ISO

Рисунок 23. Винтовое соединение фланцев типа ISO - клапан

Для соединений различных элементов трубопроводов, датчиков давления, клапанов, и выхлопа турбомолекулярного насоса для вакуума 10-4 Па допускается использование соединения KF с уплотнением в виде резинового кольца (рис. 24).

                                                 Фланец типа KF и центрирующее кольцо с уплотнительной резиной

Рисунок 24. Фланец типа KF и центрирующее кольцо с уплотнительной резиной

Так как для магнетронов и источников ионов производят в основном фланцы типа CF, то их и будем использовать в нашей установке для присоединительных патрубков (рис. 25).

Соединение фланцев типа CF

Рисунок 25. Соединение фланцев типа CF

Расчет герметичности резиновых уплотнений

Расчёт проведём для соединения, где, предположительно, поток газонатекания через уплотнение будет самым большим, т. е. в месте крепления двери камеры к фланцу, где в качестве уплотнения используется резиновое кольцо с внутренним диаметром 584 мм и толщиной 8 мм.

Примем допустимый поток натекания на  2 порядка меньше из условия, что он не должен вносить существенного вклада в поток газовыделения со стенок камеры: [Qн]=1,08·10-6  м3·Па/c.

Расчёт проводимости будем проводить по формуле:

, где

Т=293 К – температура стенок камеры (соединения),

М=29 г/моль – молярная масса воздуха,

dср=584+8=592 мм – средний диаметр резинового кольца,

a=dп(2ε-0,15) – ширина контакта прокладки с дверью, где

dп = 8 мм– толщина резинового кольца,

ε – степень деформации прокладки, причём ε = , где h = 5 мм – глубина канавки, т. е. ε = , тогда

a=8 (2∙0,375-0,15)=4,8 мм,

Rа=3,2∙10-6 м– параметр шероховатости,

ΔР=Ратм–Рв перепад давления в системе атмосфера-вакуум,

ΔР=105-10-4 ~105 Па,

PД = 1,25 ε E– давление, оказываемое на прокладку со стороны фланца и двери,

 где E=20 МПа – модуль упругости резины,

PД  = 1,25∙0,375∙20∙106 = 9,375∙106 Па,

RУ=0,05∙Е=1 106 Па – коэффициент уплотнения, тогда

QН = 3.4 * 10-13 Па*м3/с

Поток натекания через резиновые уплотнения много меньше допустимого потока натекания, а так как это поток через самое габаритное уплотнение, то суммарный поток натекания с учётом других уплотнений будет также значительно меньше допустимого. Турбомолекулярный насос может спокойно откачать данное натекание. Следовательно, его мы не учитываем в расчётах.

Проектирование рам для установки и спирального насоса

Для установки системы на удобной для оператора высоте используют жёсткие конструкции – рамы.

Будем проектировать две рамы: одна – под камеру и турбомолекулярный насос, вторая – под спиральный насос.

Для плиты, на которой будет располагаться камера и турбомолекулярный насос , зададим размеры из нормального ряда чисел. Так же следует предусмотреть расположение на этом столе устройства - контроллера откачки или блока управления клапанами и затвором. Так как наружный диаметр камеры равен 560 мм, то с учётом вышеперечисленных условий назначим размеры стола: 1000 мм × 1000 мм. Толщину плиты примем равной 8 мм. Для удобства монтажа ввода вращения предусмотрим отверстие в центре плиты диаметром 200 мм, а для фиксаторов камеры  и турбомолекулярный насос – отверстия диаметром 10 мм.

Элементами рамы являются: «ножки» из прокатной угловой равнопрочной стали ГОСТ 8509 – 93 с номером профиля 5 длиной 1000 мм в количестве 4-ёх штук; трубки с квадратным профилем сечения (сторона 40 мм) длинами 970 мм (4 шт.) и 890 мм (4 шт.) и толщиной стенки 4 мм. «Ножки» привариваются к плите на расстоянии 10 мм от её краёв; трубки, придающие раме устойчивость и жесткость, привариваются к «ножкам» по периметру рамы снизу и сверху, где непосредственно воспринимают также нагрузку от тяжести установки.

Во избежание повреждений пола от кромок «ножек» рамы привариваем к ним «подпятники» с размерами 50 мм  50мм × 3 мм.

Подставка для спирального насоса используется в целях минимизации длины байпасного и форвакуумного трубопроводов и, следовательно, наиболее эффективной откачки. Так как нагрузка на эту конструкцию будет минимальна, то используем плиту с размерами 320 мм × 500 мм × 8 мм с отверстиями для крепления виброопор под спиральный насос диаметром 6 мм; «ножки» того же номера профиля, что и для рамы под камеру, но с длиной 600 мм; трубки квадратного профиля в сечении (сторона 40 мм) длинами 470 мм (2 шт.) и 204 мм (2 шт.); «подпятники» с размерами 50 мм  50мм × 3 мм. Сварка всех элементов осуществляется так же, как и для вышеописанной рамы с той лишь разницей, что не привариваем трубки по периметру в нижней части рамы.

Компоновка вакуумной установки

Вакуумная установка реактивного ВЧ магнетронного распыления сконструирована - камера, турбомолекулярный вакуумный насос, рама и элементы откачной системы.

Байпасная линия откачки состоит из сильфона (L = 250 мм), уголка (NW25), клапана (HV Series 26 DN 25) и тройника (NW25 – NW40).В качестве форвакуумного насоса используется спиральный насос, который устанавливается на виброопоры. В форвакуумную линию входят: тройник (NW25 – NW40), крестовина (NW25 – NW40), клапан (HV Series 26 DN 40) и сильфон (L = 250 мм). К крестовине крепится датчик давления (APG100-XM). Все соединения элементов байпасной и форвакуумной линии типа KF с центрирующим кольцом и резиновым уплотнением. Высоковакуумным насосом является турбомолекулярный насос.Он крепится к затвору при помощи 12 винтов (соединение ISO). Таким же образом затвор крепится к фланцу патрубка, ведущего в камеру. На затворе предусмотрен патрубок для присоединения (KF - типа) датчика давления (WRG). В соединениях используются центрирующее кольцо и резиновое уплотнение.

Камера и турбомолекулярный насос устанавливается на стол и фиксируется от перемещений в горизонтальном направлении специальными центраторами. Дверь камеры прижимается к ней тремя «барашками». В нижнем основании камеры предусмотрен фланец для присоединения ввода вращения (KF - соединение). На цилиндрической поверхности расположены патрубки с фланцами типа CF под магнетроны (2 шт.) и источник ионов, через который предполагается подача реактивного газа (N2) при рабочем процессе; уголок для крепления датчика давления (WRG); патрубки с фланцами под клапан напуска воздуха и подачу рабочего газа (Ar) – здесь соединения типа KF.

Выводы и результаты

Спроектирована установка реактивного магнетронного ВЧ распыления для нанесения плёнок нитрида титана на конкретные молибденовые электроды. Расчётное время откачки камеры составляет приблизительно 1 час с погрешностью 5 минут в большую или меньшую сторону. Весь технологический процесс составляет около 2 часов 30 минут. Поддержание рабочего вакуум и достижение предельного давления обеспечивает турбомолекулярный насос и спиральный насос. В результате построения длина байпасной линии откачки оказалась равной 510 мм (расчётная – 500 мм), высоковакуумной линии (турбомолекулярный насос) – 200 мм (расчётная – 200 мм), форвакуумной линии (спиральный насос)– 740 мм (расчётная – 700 мм). То есть отличие истинных длин от расчётных составило не более 5%, следовательно, расчётное время откачки, полученное при проектном расчёте, применимо к созданной модели. Процесс нанесения нитрида титана обеспечивается поддержанием рабочего давления порядка 0,5 Па (работает только турбомолекулярный вакуумный насос), напуском рабочего газа аргона через патрубок, находящийся между двумя магнетронами, распылением самих магнетронов ионами аргона, подачей реактивного газа азота через источник ионов, который используется также для предварительной чистки образцов. Для получения наиболее равномерной плёнки образцы вращаются через ввод ращения в камеру, а магнетроны расположены таким образом, чтобы наибольшая часть распылённых атомов титана осаждалась на изделия.