JB/T 2965-1992 溅射离子泵 性能测试方法

B中华人民共和国机械行业标准溅射离子泵性能测试方法1992-12-25发布1993-0701实施中华人民共和国机械电子工业部发布中华人民共和国机械行业标准JB/T2965-92溅射离子泵性能测试方法代替JB2965-811主题内容与适用范图本标准规定了溅射离子泵(以下简称离子泵)性能测试方法。标准适用于抽速大于101s的离子泵2术语、符号2.1抽气速率(简称抽速,符号:S;单位:Ls-2)本标准定义的离子泵的抽速是把按照标准规定的试验程序,在规定的抽速测试翠上指定位置测得的压力,代入指定公式的计算结果2.2极限压力(符号:p;单位:Pa)本标准定义的离子泵的极限压力是按标准规定的试验方法测得的稳定最低压力2.3測试罩是一个具有指定形状和尺寸的容器,其上的指定位置装有真空计本标准规定了极限压力测试罩(见32.3)和抽速测试罩(见3.2.4)。3测试方法3.1测试气体本标准规定以干燥空气为测试气体3.2测量装置3.2.1压力测量全压力以等效氮压力表示。使用适当的热阴极电离计,其测量范围为4.0×10-2-1.0×10Pa。为降低由于电子诱导离子解吸效应引起的剩余电流造成的误差,电离计的发射电流在1×10mA范围内。电离计要用高纯氮气校准3.2.2热阴极电离计。电离计必须有已知的校准曲线。压力读数误差不得大于±10%离子泵磁钢的杂散监通密度应当充分低,以保证其对电离计灵敏度的影响不超过±3%3.2.3测量极限全压力的测试罩测试罩具有圆形断面,其内径为D(见图1)。对于入口直径100mm及以上的离子泵,D等于离子泵入口直径对于入口直径小于100mm的离子泵,D一律为100mm,圆筒形测试罩的总高度为3D/2其顶部是平的。测试罩与离子泵之间联接法兰的密封圈由制造厂推荐,测试罩应能承受400℃真空烘閱试罩带有两个联管,其中之一经过可烘烤截止阀联接粗抽泵。另一个联管轴线距底部法兰面为D/2,联管垂直罩壁向外伸出,然后向上弯成直角以便安装电离计3.2.4测量抽速的测试罩测试罩具有圆形断面,其内径为D(见图2).对于入口直径为100mm及以上的离子泵,D等于入口直径。对于入口直径小于100mm的离子泵,D一律为100mm机械电子工业部12-25批准1993-07-01实施JB/T2965-92圆筒形测试罩的高度3D,距罩底部法兰面为3D/2高度处装有一金属薄板,其周边与测试罩壁密接,其中心有一直径为d的小孔O,小孔边缘要薄,不大于0.5mm(见图2)。对于入口直径为100m及以上的离子泵,d值取0.05D~0.1D,对于入口直径小于100mm的离子泵,d值要根据离子泵预期的抽速选取,使得测试罩上下两部分测得的压力比值在5~100范围内试罩的上室Y具有两个垂直罩壁向外伸出的圆管,其轴线在溥孔板上方D/2处,其中之一向上弯成直角以便安装电离计P1,另一圆管安装进气管,进气管沿罩轴线向上弯成直角,其端部为出气口距罩顶部D/2,进气管的入口端联接一只可烘烤控制阀试罩的下室X具有三个垂直罩壁向外伸出的圆管,其轴线在罩底部法兰面上方D/2处,其中之经过可烘烤截止阀联接粗抽泵,其二向上弯成直角以便安装电离计P其三备用。3.3测试程序3.3.1测量极限全压力把极限压力测试罩装在离子泵口上,联接一个适当的粗抽泵并带有适当的扑集器,防止粗抽泵液蒸流入测试罩和离子泵中,并能把测试真空系统抽降到离子泵的起动压力之下,执行下述再生烘烤程序开动粗抽泵。离子泵和测试罩进行4h烘烤,烘烤温度为300℃或制造厂所推荐的不高于300C烘烤温度。然后,以离子泵的随机电源起动离子泵,关闭截止阀,使粗抽泵与测试罩隔离在同样的温度下继续烘烤10h,在烘烤过程中,如果由于大的气体负荷使压力升高超过5×102Pa,需切断加热器等压力降到1.0~10-Pa以下时再重开加热器、用电子方法或电离计制造厂所推荐的方法给电离计去气。在烘烤过程中和烘烤结束时都要进停止烘,离子泵继续工作等待测试罩冷却到15~25℃之间,在随后的48h内,要保证温度变化不超过士3℃,最后一次去气在测量前至少5h进行,如果测量的压力无显著变化,就作为离子泵的极阻限压力离子泵的供电电压和电流与对应的压力同时记录,也要记录试验过程中环境的最高和最低温度3.3.2测量抽速把抽速测试罩装在离子泵上,进行与测量极限全压力相同的再生烘烤程序,停止烘烤后,离子泵继续工作。待冷却到15~25℃之后,调解进气控制阀,放入干燥空气,使测试罩下室X的电离计指示值p2抽气100min,在这个抽气过程中,泵大约抽除4sPa空气,这是使泵稳定所必需的条件。然后关±气阀,离子泵继续工作相当长的时间后,如果P:的指示值为pm,则pm可视为系统本底压力。为了降低本底压力所造成的误差,测量抽速时调整出来的P:的最低值不应小于5pm即P:的最低值应取1.0×10-Pa和5p-二者之中较大者,调整进气阀,放入干燥空气,使P2的指示值由最低值开始逐步增加,每个数量级至少有两个测量点。每个测量点上的P1和P1的指示值应观察30min,要求的稳定度为每小时变化不超过士5%,为了保证从上室经小孔进入下室的气体为分子流测量抽速时P的指示值不能大于pm,pm的定义是pn=(5X10)/d(Pa)…式中d为小孔直径,以mm计,于是,在测量抽速过程中调整出来的P2的最高值应当是P。和当P1-P1m时所对应的P2值二者之中较小者,在以上规定的P2指示值范围内测得的PP:稳定值应当记录下来,并代入下式计算抽速S式中C为小孔O之流导,推荐下面公式计算CC=0.091[/(1+h/d)](Ls-1)式中h为小孔O的边缘厚度,以mm计按上述程序测得抽速亦称饱和抽速3.3.3检查再生烘烤程序的重夏性JB/T2965-92测完抽速之后,重复再生烘烤程序,并测量极限压力(以P:的指示值为准),此压力不应大于以前测出的极限压力的3倍然后再重复3.3.2的测量抽速程序,至少应对以前测量点总数的1/3进行复测本测试项目是为了验证本标准规定的再生烘烤程序能够使离子泵的稳定性能重复出现3.4试验报告以Pa为单位记录极限压力(3.3.1的结果,)绘制饱和抽速与对应压力(P1的指示值)的关系曲线。抽速坐标(Ls为线性标度,压力坐标(Pa)为对数标度(3.3.2的结果),饱和抽速的最大值作为离子泵的名义抽速,是泵的主要性能指标,应当注明名义抽速所对应的压力值(P2指示值绘制重复再生烘烤后的抽速与压力的关系曲线(要求同前,33.3的结果)记录全部测量过程中环境的最高和最低温度推荐以附录A(参考件)所示的记录表格记录原始数据图1极限压力测试罩图2抽速测试罩JB/T2965-92试验记录表参考件)抽气逮率设计极限压力设计工作电岳V温度烘烤温度℃试验环境起动屯流A试验气体涧验记录P电E电抽气速度附加说明:本标准由全国真空技术标准化技术委员会提出本标准由沈阳真空技术研究所归口并负责起革本标准主要起草人冯玉国