GB/T 25755-2010 真空技术 溅射离子泵 性能参数的测量 GB/T25755-2010 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

ICS23.160
中华人民共和国国家标准
GB/T25755—2010
真空技术
溅射离子泵
性能参数的测量
Vacuum technology-Sputter-ion pumps-Measurencnt of pcrformancecharacteristics
2010-12-23发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
致码药伪
2011-10-01实施
本标摊由中国机械丁业联合会提出。前言
本标准由全国真空技术标推化技术委员会（SAC/TCI8)H口。本标准起草单位：北京中科科仪技术发展有限责任公司、沈阳真空技术研究所。本标准主要起草人：邹蒙，张勤德、朱国、马殿理、李卷影。GB/T25755—2010
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1范围
真空技术溅射离子泵性能参数的测量本标准规定广溅射离子泵（以下简称离子泵）性能参数的测量方法。本标推适用于名义体积流率大于10L/：的离子泵。本标准测量体积流率的乐力范用从1.5×103Pa到1×10-7Pa。GB/T 257552010
注：本标准保证了离了泵性能象数的测量在相同的条件下按相同的方法进行。由此做到由各制造厂家或各实验率所作的测蛋与制造厂象在样本中给定的资料是可比的。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标推的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标难达成协议的各方研究是否可使用这些义件的最新版本。凡是不注口期的引用文件，其最新版本适用于本标准。CB/T3163真空技术术语（GB/I31632007，IS03529：1981,MOD)。3术语和定义
GB/T3163确立的以下列术语和定义适用于本标准。3.1
极限压力ullimatepressure
测试军中遂渐趋近的力值。
往1：它,是泵能获得的最低压力，注2：建议制造的说明书不要给出极限压力值。本标雅中不给出极限压力的测基程序。但如渠制造厂列出极限压力，则应当说明完成勋望的工作条件。3.2
最低工作压力
minimum operatiuaal pressurep
泵在关闭进气阀、烘烤过程结束后18h内在测试罩中逐渐接近的最低压力。体积流率volume flow rate
在理想条件下，单位时间从测试罩流过离子泵入口的气体体积，注1：出下实际测虽的原因，离子泵对给定气体的体积流率通常约定为等于该气体的流量与给定点的平衡压力之商，体流率采用的单位为立方张每秒(m/s)或升每秒(L/s)。注2；有时用术语“抽速”和符号\s”米代替体积流率。3.3
名义抽速nominalpuapingspeed
对饱和的离子泵所测得的体积流率的最大值称作名义抽速注1：应给出在测此名义抽述时所测得的压力力。注2：如果用名义批速作为离子泵的标志，则一般不得超过实际测量值的13%。1
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启动压力maximumstartingpressureps
启动压力是指在关闭前级真空录之后接通离子泵并开始有效地抽气的最大压力，4符号和缩略语
5最低工作压力的测量
5. 1 测量条件
5.1.1气体种类
测试罩名义直径
隔板小孔直径
隔板孔缘直径
气体克分子质量
启动压力
体积流率
理想气体常数
名义抽速
热力学温质
立方米/秒（m*/s)
米(m)
米(m)
米(m)
千克/摩尔（kg/mol)
帕(Pa)
立方米/秒(m/s)
牛·米/摩尔·开[N·m/（mal·K)实方米/秒(m3/s)
作为测量用气体，一般可以用氮气或氟气，不过其他气体如氧气和氮气也可以用米做测量气体。最低工作压力逆常是以氮气等效求力给出的，其他气体的最低1.作片力用各自测量用气体的等效压力给出。
5.1.2密對性
包括离子泵在内的测量装置渴率不得大于1x10Pa·m/s.5.1.3真空泵
所测量的离子泵按制造厂家的规定条件进行驱动。建议使用离子泵制造广家的配套电源。前级泵不能用被有机气体污染过的，且应能够达到离了泵的启动用力。5.2测量仪器
5.2.1真空计免费标准下载网bzxz
测用电离真空计应经过校准，配合测试罩2见图2)测体积流率的真空计(含电离规管)在所测量的压力范国内，压力读数误差不能超过士10%。配合测试罩1（见图1)测最低工作压力、体积流率的真空计（含电离规管），误差不得超过士20%。5.2.2测试罩及其使用条件
5.2.2.1测试罩
测试罩具有圆形的断面,其名义直径为 D。对于人口法兰直径大于或等于名义直径DN100的离子泵，D与离子泵入口法兰名义育径相同；对于入口法兰名义直径小于DN100的离了泵，D与DV100名义直径相同，而不考虑离了泵的人小，到离于录人口法丝用连接件(见图3)连接。测试罩顶部为平的、阈弧形或斜面，但法兰平面应具有相同的平均高度。测试罩与离子泵之问连接法兰的密封圈出制造厂推荐，测试罩应能承受400C真空烘烤。测试罩上设有能均匀地加热到300℃的加热装置。2
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图2 测试置罩 2
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单位为旁米
单位为旁米
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5.2.2.2浏试罩1
测试罩1如图1所宗：测试累总高度为1.5D，测试罩下部距连接法兰0.5D的平面上装有四根均匀分布在圆周L的连接管。图示中A处连接管深人测试中心，垂直向1弯曲高度为，用以连接微调阀以充人测试气体。其余三根连接管垂直于罩壁向外伸出，分别用于连接规管P1、带可烘烤截止阀的前级真空系统、残余气体分析仪（RGA)测量系统。用米接残余气体分析仪（RGA)测量系统时，其测量部分不得间内仲进测试罩内壁。该测试罩用于最低工作压力、启动压力的测量，当有合适的流量计时，用于体积流率和名义抽速的测量。
5. 2. 2. 3测试罩 2
测试罩2如图2所示：测试罩出上测试罩及下测试罩两部分组成，在1：下测试罩连接法兰处设有一块臣度为e的金属板，板中央有一直径为d的圆孔。号号应小于0.1。为了使测试罩上下两部分规臂的测量压力之比介于5和50的范用内，小孔直径d应在0.05D和0.1D之间。上测试罩规格与测试罩1相同，A处连接微调阀用以通人测试气体，其余端口可用于连接真空规管P1。
下测试罩具有四个垂直罩壁间外伸出的圆管，距离罩底部法兰为0.5D，其中B处用于连接微调阀，以便在测试前或测试完毕后向罩内充入测试气体对真空规的读数进行校正。其余连接管分别用以连接真空规管P2、猎可烘烤截止阀的前级真空系统、残余气体分析仪（RGA)测屋系统。用来接残余气体分析仪(RGA)测量系统时，其测量部分不得向内伸进测试罩内壁，该测试翼用于保持小孔为分子流状态时对休积流率和1名义抽速的测试，5.2.2.4连接件
如图3所示，大端名义有径D与DN100相间，小端名义直径与离了象的入口法兰名义直径相等，中采用 45过渡。
单位为旁米
图3连接件
5.3烘烤和测量方法
把测试罩1装在离子泵入气口上，用一台合适的无油前级真空泵抽至低于制造商推荐的启动乐力，执行下述再生烘烤程序。
泵和测试罩在前级真空泵工作情况下烘烤41，烘烤温度为300℃或制造厂家推荐的不超过300的烘烤温度，然后用离子泵的配套电源启动离子泵，关闭截止阀，使前级泵与测试罩隔离，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.×10-Pa以下时再重并加热器，根据测量仅器制造厂家的建议对电离真空计作去气处现。该去气过程在烘烤过程中和烘烤结束都要进行，
停止烘烤后,离子泵继续工作。等待测试罩冷却到(15-～25）℃之间。在随后的48 h内要保证温度4
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GB/T 25755—2010
变化不超过土3，最后一次去气在测量前至少5h进行，如果测量压力无显著变化，就作为离了泵的最低工作压力。
离子录的供电电压、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，最低温度6.体积流率的测量
6.1测量仪器
6. 1. 1 电离真空计
测试罩1:安装一个校好的电离真空计。測试罩2安装两个按5.2,1校准过的电离真空计，对于散射磁场应进行屏蔽，使磁场对测量结果影响不大于±3%。
6. 1. 2 测试累
按 5. 2. 2 规定。
6.1.3气体流量计
选择个流量合适的气体流量计，其精度不低于上2.5%，6.2测量方法
6.2.1流量法测量方法
把测试罩「装在离子泵上，测试罩连接微调阀利流量计,用台合适的无油前级真空泵抽至低于制造商推荐的启动压力。进行与最低工作压力测量相间的再生烘烤程序。停止烘烤后，离子泵继续工作。待冷却到(15~-25）C之后,调节进气控制阀，放入4SPa*I.的试验气休;使泵达到饱和,如果要测量几种气体的体积流率，惰性气体的测试应放在最后，特别是氮气，否测其会影响其他气体的瞬时体积流率。对于其他气体，应该把体积流率降低到生产商给出的该种气体对应的百分比。将此试验气体抽除之后，泵不经烘烤应重新达到最低工作压力。此时，如果Pl的指示值为力min,则pmim可视为系统的木底压方。此压力不得高于1X10Pa。调节微谢阀，放入测量气体，使P1的指示值力由最低值开始逐步增加，每个数景级三个测量点，并保证压力处于1×10-7Pa~1×1C-*Fa的范围内，压力小F1×10‘Pa时每点上稳定30min，在更高压力下每点应等待15min，记录下每点的流量4p和压力力，用公式（1)计算出休积流率Qv在以上规定的方法下测得的力、9稳定值应当记录下米，并代入下式计算体积流率4vnr
pporin
武中：
体积流率，单位为立方米每秒（m/s)；qv
4p——气体流量，单位为帕·立方米每秒(Pa·m/s)；p—压力，单位为帕(Pa)：
pmin——本底压力，单位为帕（Pa）。6.2.2小孔法测量方法
把测试罩2（见图2)装在离子泵上，测试罩上部分连接微调阅，用一台合适的无油前级真空泵抽至低于制造商推荐的启动压力。进行与最低工作压力测量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，然后放人4S.Pa·L的试验气体；使泵达到饱和，如果要测量几种气体的体积流率，惰性气体的测试应放在最后，特别是氩气，否则其会影响具他气体的瞬时体积流率。对于其他气体，应该把体积流率降低到生产商给出的该种气体对应的百分比。将此试验气体抽除之后，泵不经烘烤应重新达到最低工作压力。此时，如果P1的指示值为PAmin则pAm可规为系统上部的本底压力，同时记录P2指示值为Panin，作为系统下部的本底压力。本底压力5
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不得高于 1× 10-7 Pa。
然后先确定电真空让之叫是否匹配。做法是：通过测罩的底部B口（图2)放人测试气体，让：气压达到1×10\Pa。气压稳定后，真空计在P1和P2处应该鼎示同样的压方读数。如果不是，就要确定一个相应的修正系数。然后关闭放气阀等到压力义恢复到它以前的值。调节微调阀，放人测景气体，压力P1指示值将一级一级地升高（每个数量级三个测盘点）。在这个期间，为了保证P2的指示值在1×10-7Pa~-1×10-3Pa范谢内每点压力的稳定，在压力小于1×10-Pa时每点平衡30min，在大十该压力下，每点等待15min。记录下压力pa和对应的p，并用公式（3)计算出体积流率9v，注意为了保证小孔板小孔流导为分子流，测试罩2在小孔板以上的压方不得超过m。为了保证从上部分经小孔进人下部分的气体为分了流，测量休积流率时P1的指示值力.不能大于pAeax：
Pamax =
隔板小孔直径,单位为毫米(mm）;PAmax
P1测出的最大压力,单位为帕(Pa)。5 × 10-
gv =c(ea- pann - 1
pePBmit
式中：
体积流率,单位为立方米每秒(m/s)；流导,单位为立方米每砂(m2/s);测试罩上部压力，单位为帕(Pa)；测试罩下部压力，单位为帕（Pa)；系统1部的本底压力，单位为帕(Pa)；系统下部的本底压力，单位为帕(Pa)。式中C为小孔的流导，按下面的公式计算，RXTX元
C=/32×M
武中：
普适气体常数.R=8. 314 J/(mol - K)=8. 314 kg m2/(s - mol - K);R
T—…热力学温度,单位为 K;
M-：摩东质量，单位为于克每摩尔（kg/mol)；e
隔板小孔的原度,单位为米(m)；隔板小孔的直径，单位为米（m)；C—流导，单位为立方米每秒(m/s)。由此得出20 ℃时氮气(M=28.014×10-\kg/mol)流导为：Caa -92.4 × -d (m /s)
（2）
（3）
（5）
在体积流率测量之后，经再生烘烤再重新测量极限压力。测量结果不得超过第一次测最值的三倍。典型体积流率曲线示例见图4。
批速（L/s）
7启动压力的测试
典型体积流率曲线示例
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10+压力/Pa
测量之前按5.3进行烘烤并抽到最低工作压力，然后打开放气阀，放入氮气或下爆空气直到大气压，等待3Dmin，接养用前级真空泵对系统抽气，一直抽到标称的启动压力为止。达到此账力时关闭截止阀，启动离了泵，30min后，记录PI的指示值。该值不得超过启动压力的1%8散射磁场的测试
8.1测量点
如图5所示，在与法兰平面间距为21),与法兰轴线距4D的平面上间距为D的所有网格点。图5散射磁场的测试点
8.2测量要求
在（20士5）℃室温下，离子泵正常运行时进行测量离子泵散射磁场的特性参数，测最点应包括规定7
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的所有测量点。每次测量均不得受到除被测试离子泵以外的磁场的影响，功率消耗的检验
离了泵的功率消耗应在制造厂家规定值的二10%内。10
测量报告
测量报告应至少包括以下几个方面：测试罩的尺寸连同隔板小孔直径在的数据。b)
小孔流导值和其计算公式。
烘烤温度和烘烤持续的时间。
离子种类和序列
所用全部测量仪器的种类和型号；如果用测试罩」,带提供真空计校准证明。所用密封垫的种类。
最工作压力。
体积流率曲线（见图5）。
名义抽速和测定名义抽速的压力。启动压力。
散射磁场（如果作了测）离子泵的示意图，包括測罩散射磁场的平面和规定的对应数值。最大消耗功率。
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