[發(fā)明專利]一種測試材料釋氣率的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310049859.7
• 申請(qǐng)日: 2013-02-07
• 公開（公告）號(hào): CN103983532A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞蕓;許琦欣;李佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號(hào): G01N7/00
• 分類號(hào): G01N7/00
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時(shí)云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別涉及一種測試材料釋氣率的裝置及方法。

背景技術(shù)

在某些真空應(yīng)用領(lǐng)域中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮內(nèi)部材料釋氣對(duì)系統(tǒng)的影響，以便確保系統(tǒng)安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)設(shè)備使用年限，這時(shí)就需要對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部材料的釋氣率進(jìn)行測試。

在雜志《真空》，1982年第02期的文獻(xiàn)《一些國產(chǎn)真空材料放氣率的測試》中，提供了一種測試材料釋氣率的測試裝置，該裝置主要用于測試非金屬材料的釋氣率，進(jìn)行了30種材料的常溫釋氣率測試，結(jié)果表明，與國外測試數(shù)據(jù)接近，其測試精度可以信賴。

測試材料釋氣率的測試裝置主要包括：泵組（機(jī)械真空泵和泵速為270L/s的油擴(kuò)散泵）、離子規(guī)（標(biāo)準(zhǔn)電離規(guī)和熱偶規(guī)）、小孔（流導(dǎo)為1.1L/s或7.03L/s）、高真空室、測試材料室和充氣裝置。

測試時(shí)，將測試材料放入測試材料室，當(dāng)測試材料室和高真空室的壓力處于動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，小孔兩邊的壓差△P、小孔的流導(dǎo)C和測試材料的釋氣率q、測試材料的表面積A會(huì)存在以下的關(guān)系：△P×C=q×A。以此計(jì)算出測試材料的釋氣率q的值。

但是，在現(xiàn)有技術(shù)的裝置和方法中，存在以下問題：

1.油擴(kuò)散泵極易引起返油，造成高真空室內(nèi)污染，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行；

2.測試材料的釋氣速率和溫度有密切關(guān)系，現(xiàn)有技術(shù)的裝置沒有溫控措施，實(shí)驗(yàn)時(shí)測試材料處于室溫，無法精確測試測試材料的溫度，更不能實(shí)現(xiàn)測試材料不同溫度下的測試材料釋氣特性的研究；

3.現(xiàn)有技術(shù)的裝置不能測試包含多種氣體組分的測試材料的各個(gè)氣體組分的釋氣率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種測試材料釋氣率的裝置及方法，解決了返油現(xiàn)象、不同溫度下測試材料釋氣特性的研究、測試材料各個(gè)氣體組分的釋氣率的問題。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案在于：

一種測試材料釋氣率的裝置，包括：

真空室，所述真空室包括第一真空室和第二真空室，所述第一真空室和第二真空室由一個(gè)帶有小孔的隔板隔開，所述第二真空室用于放置測試材料，所述第二真空室內(nèi)設(shè)有一輻射燈，用于對(duì)測試材料進(jìn)行加熱控溫；

泵組，與所述真空室連接，用于為所述真空室提供一個(gè)真空的環(huán)境；

測量系統(tǒng)，與所述真空室連接，所述測量系統(tǒng)用于測量所述第一真空室和第二真空室的氣體壓力；

氣源，提供氣體充入所述第二真空室中，用于在測試結(jié)束時(shí)，破壞真空，并且保護(hù)真空室內(nèi)壁免受污染物吸附。

可選的，在所述的測試材料釋氣率的裝置中，所述測量系統(tǒng)包括：離子規(guī)和質(zhì)譜計(jì)，所述離子規(guī)通過第三角閥與所述第一真空室連接；所述離子規(guī)通過第四角閥與所述第二真空室連接；所述質(zhì)譜計(jì)通過第五角閥與所述第一真空室連接；所述質(zhì)譜計(jì)通過第六角閥與所述第二真空室連接；

所述離子規(guī)用于在所述測試材料放置于所述第二真空室時(shí)，測量所述第一真空室內(nèi)所有氣體組分的第一全壓和第二真空室內(nèi)所有氣體組分的第二全壓，以及在所述測試材料從所述第二真空室移除后，測量第一真空室內(nèi)所有氣體組分的第三全壓和第二真空室內(nèi)所有氣體組分的第四全壓。

所述質(zhì)譜計(jì)用于在所述測試材料放置于所述第二真空室時(shí)，測量所述第一真空室內(nèi)某一氣體組分的第一分壓和第二真空室內(nèi)某一氣體組分的第二分壓，以及所述測試材料從所述第二真空室移除后，測量所述第一真空室內(nèi)某一氣體組分的第三分壓和第二真空室內(nèi)某一氣體組分的第四分壓。

可選的，在所述的測試材料釋氣率的裝置中，測試材料釋氣率的裝置還包括通過一閘閥與所述第二真空室連接的光源，所述光源照射測試材料，研究光源對(duì)測試材料釋氣率的影響。

可選的，在所述的測試材料釋氣率的裝置中，所述光源為EUV光源。

可選的，在所述的測試材料釋氣率的裝置中，所述泵組包括：干泵和分子泵，其中，所述干泵通過一管道與所述分子泵連接，所述分子泵通過第一角閥與所述第一真空室連接；所述干泵通過第二角閥與所述第一真空室連接；

可選的，在所述的測試材料釋氣率的裝置中，所述氣源提供的氣體為氮?dú)狻?/p>

一種測試材料釋氣率的方法，使用所述的測試材料釋氣率的裝置，測試材料釋氣率的方法的步驟包括：

打開輻射燈對(duì)測試材料進(jìn)行加熱，并穩(wěn)定測試材料的溫度；

啟動(dòng)泵組，啟動(dòng)測量系統(tǒng)，當(dāng)所述真空室達(dá)到真空環(huán)境后開始測量；

所述測量系統(tǒng)第一次測量所述第一真空室和第二真空室的氣體壓力；

關(guān)閉泵組，由氣源提供氣體充入第二真空室，破壞所述第二真空室的真空，當(dāng)真空環(huán)境被破壞后，停止充入氣體，移除測試材料；