[發明專利]材料分壓放氣測量系統及其測量方法

無效

• 申請號: 201310459910.1
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103487495A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 王魁波;吳曉斌;王宇;陳進新;羅艷;謝婉露;張羅莎
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明涉及一種材料分壓放氣率測量系統及其測量方法，屬于測量技術領域。

背景技術

固體材料在大氣環境下能溶解、吸附一些氣體，放置于真空環境中就會因解析等過程而放氣。在真空系統中，材料放出的氣體會帶來不可忽視的負面影響。特別地，對于極紫外光刻機(EUVL)、太空望遠鏡等設備的研制，材料放出的碳氫化合物的分壓放氣率至關重要。因此，材料放氣率及其放氣成分的分壓放氣率成為選用和評價真空材料的重要性能指標。

中國專利CN101696923B的說明書中公開了一種雙測試室測量材料放氣率的裝置和方法。如圖1所示，其包括抽氣泵組101、超高真空室102、第一小孔103、第二小孔104、真空角閥105、真空角閥106、分離規107、對稱的第一測試室108和第二測試室109、兩個直通閥110和111以及樣品室112。

該裝置采用分離規測量小孔兩側的壓力，針對氮氣計算小孔流導，因此測得的僅僅是材料的等效氮放氣率，而非真實放氣率，更無法測量材料放氣組分的分壓放氣率。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了準確、全面的測量和評價真空材料的放氣性能，必須解決以下幾個問題：(1)盡可能消除真空規x射線效應、電子激勵脫附效應及化學效應等對測試過程的影響；(2)動態、實時、準確測量材料放氣組分及其分壓放氣率；(3)動態、實時、準確測量材料總放氣率。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明提出一種材料分壓放氣率測量系統，包括抽氣泵組、超高真空室和樣品室，所述抽氣泵組與超高真空室直接連接，用于對所述超高真空室抽真空，所述樣品室用于放置樣品。所述材料分壓放氣率測量系統還包括：第一測試室，其通過第一小孔與所述超高真空室連接；第二測試室，其通過第二小孔與所述超高真空室連接；第一質譜計和第二質譜計，其分別與所述超高真空室和第一測試室相連接。第一角閥和第二角閥，所述第一測試室和所述第二測試室分別通過所述第一角閥和第二角閥與所述樣品室相連接。

根據本發明的一種具體實施方式，所述第一小孔和第二小孔、第一測試室和第二測試室、第一角閥和第一角閥的結構相同，尺寸相等，位置對稱。

根據本發明的一種具體實施方式，所述第一小孔和第二小孔的孔徑為5.7mm～14.0mm。

本發明還提出一種材料分壓放氣率測量方法，應用于所述的材料分壓放氣率測量系統，包括如下步驟：步驟S1、測量所需測量分壓放氣率的材料的樣品的表面面積；步驟S2、將所述樣品放入樣品室內，打開第一角閥和第二角閥，啟動所述抽氣泵組對超高真空室進行抽氣，同時對所述樣品室、第一測試室、第二測試室和超高真空室進行高溫烘烤除氣；步驟S3、打開第一角閥，關閉第二角閥，將樣品在樣品室中放出的氣體引入到第一測試室中，并等待一段時間以至樣品室、第一測試室、第二測試室和超高真空室的壓力保持不變，然后利用第一質譜計和第二質譜計分別測得超高真空室和第一測試室內某一氣體組分的分壓；步驟S4、打開第二角閥，關閉第一角閥，將樣品在樣品室中放出的氣體引入到第二測試室中，并等待一段時間以至樣品室、第一測試室、第二測試室和超高真空室的壓力保持不變，然后利用第一質譜計和第二質譜計分別測量超高真空室和第一測試室內所述氣體組分的分壓；步驟S5、從樣品室中取出所述樣品，然后重復步驟S3和S4，得到取出樣品后兩種狀態下的第一測試室和超高真空室內所述氣體組分的分壓，該兩種狀態為“第一角閥開啟、第二角閥關閉”和“第二角閥開啟、第一角閥關閉”；步驟S6、根據步驟S3～步驟S5測得的各個狀態下測試室和超高真空室內所述氣體組分的分壓計算樣品對該氣體組分的分壓放氣率。

根據本發明的一種具體實施方式，在測量所述樣品之前，對樣品進行預處理。

根據本發明的一種具體實施方式，在步驟S6中，通過下述公式來計算所述氣體組分的分壓放氣率：