[发明专利]一种测试材料释气率的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种测试材料释气率的装置及方法。

背景技术

在某些真空应用领域中，系统设计时需要考虑内部材料释气对系统的影响，以便确保系统安全运行，设计设备使用年限，这时就需要对系统内部材料的释气率进行测试。

在杂志《真空》，1982年第02期的文献《一些国产真空材料放气率的测试》中，提供了一种测试材料释气率的测试装置，该装置主要用于测试非金属材料的释气率，进行了30种材料的常温释气率测试，结果表明，与国外测试数据接近，其测试精度可以信赖。

测试材料释气率的测试装置主要包括：泵组（机械真空泵和泵速为270L/s的油扩散泵）、离子规（标准电离规和热偶规）、小孔（流导为1.1L/s或7.03L/s）、高真空室、测试材料室和充气装置。

测试时，将测试材料放入测试材料室，当测试材料室和高真空室的压力处于动态平衡时，小孔两边的压差△P、小孔的流导C和测试材料的释气率q、测试材料的表面积A会存在以下的关系：△P×C=q×A。以此计算出测试材料的释气率q的值。

但是，在现有技术的装置和方法中，存在以下问题：

1.油扩散泵极易引起返油，造成高真空室内污染，导致实验无法进行；

2.测试材料的释气速率和温度有密切关系，现有技术的装置没有温控措施，实验时测试材料处于室温，无法精确测试测试材料的温度，更不能实现测试材料不同温度下的测试材料释气特性的研究；

3.现有技术的装置不能测试包含多种气体组分的测试材料的各个气体组分的释气率。

发明内容

本发明提供了一种测试材料释气率的装置及方法，解决了返油现象、不同温度下测试材料释气特性的研究、测试材料各个气体组分的释气率的问题。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案在于：

一种测试材料释气率的装置，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个带有小孔的隔板隔开，所述第二真空室用于放置测试材料，所述第二真空室内设有一辐射灯，用于对测试材料进行加热控温；

泵组，与所述真空室连接，用于为所述真空室提供一个真空的环境；

测量系统，与所述真空室连接，所述测量系统用于测量所述第一真空室和第二真空室的气体压力；

气源，提供气体充入所述第二真空室中，用于在测试结束时，破坏真空，并且保护真空室内壁免受污染物吸附。

可选的，在所述的测试材料释气率的装置中，所述测量系统包括：离子规和质谱计，所述离子规通过第三角阀与所述第一真空室连接；所述离子规通过第四角阀与所述第二真空室连接；所述质谱计通过第五角阀与所述第一真空室连接；所述质谱计通过第六角阀与所述第二真空室连接；

所述离子规用于在所述测试材料放置于所述第二真空室时，测量所述第一真空室内所有气体组分的第一全压和第二真空室内所有气体组分的第二全压，以及在所述测试材料从所述第二真空室移除后，测量第一真空室内所有气体组分的第三全压和第二真空室内所有气体组分的第四全压。

所述质谱计用于在所述测试材料放置于所述第二真空室时，测量所述第一真空室内某一气体组分的第一分压和第二真空室内某一气体组分的第二分压，以及所述测试材料从所述第二真空室移除后，测量所述第一真空室内某一气体组分的第三分压和第二真空室内某一气体组分的第四分压。

可选的，在所述的测试材料释气率的装置中，测试材料释气率的装置还包括通过一闸阀与所述第二真空室连接的光源，所述光源照射测试材料，研究光源对测试材料释气率的影响。

可选的，在所述的测试材料释气率的装置中，所述光源为EUV光源。

可选的，在所述的测试材料释气率的装置中，所述泵组包括：干泵和分子泵，其中，所述干泵通过一管道与所述分子泵连接，所述分子泵通过第一角阀与所述第一真空室连接；所述干泵通过第二角阀与所述第一真空室连接；

可选的，在所述的测试材料释气率的装置中，所述气源提供的气体为氮气。

一种测试材料释气率的方法，使用所述的测试材料释气率的装置，测试材料释气率的方法的步骤包括：

打开辐射灯对测试材料进行加热，并稳定测试材料的温度；

启动泵组，启动测量系统，当所述真空室达到真空环境后开始测量；

所述测量系统第一次测量所述第一真空室和第二真空室的气体压力；

关闭泵组，由气源提供气体充入第二真空室，破坏所述第二真空室的真空，当真空环境被破坏后，停止充入气体，移除测试材料；