【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，尤其涉及一种用于真空管neg薄膜性能测试的装置及测试方法。
技术介绍
1、真空系统是同步辐射光源的重要组成部分，储存环中的束流只有在合适的真空环境中运行，才能保持足够的寿命，并且不断积累，达到设计的能量和流强，储存环高速运行的粒子与真空中的残余气体相互作用会导致束流寿命的下降。
2、随着同步辐射光源技术向更高亮度、更低发射度的目标发展，物理设计采用横截面积较小的磁铁，从而限制了束流管道的孔径，对真空系统的设计带了许多难点和更高的要求。由于真空室孔径小，真空流导比较小，在一定距离上的集总泵捕获概率很低，所以为达到所需的真空度要求，就要布置更密集的泵。但是，衍射极限储存环空间布局比较紧凑，传统的方法难以实现衍射极限储存环真空的要求。
3、真空室内壁溅射neg薄膜是一个很好的解决方案，一方面它可以提供分布式的抽速，另一方面也可以降低材料的光电子解析率、二次电子产生率、热放气等。鉴于越来越多的管内沉积neg薄膜应用需求，精确测试其性能具有实际的工程及应用价值。传统的抽速性能检测方法采用小孔流导测试法(gb/t 19956.1-2005、gb/t 19955.1-2005)，可以根据关系式(1)计算。该方法在管末端放置的分压计代表整个管的平均真空度，这种方法对于流道比较大的管具有一定的精度，但是对于小流导的管路，两端压差存在数量级的差别，该方法精度较低。
4、s·p＝qleak-c·δp (1)
5、为解决小流导neg管测量的问题，对
6、α～f(p2,gas/p1,gas) (2)
技术实现思路
1、针对上述问题，现提供一种用于真空管neg薄膜性能测试的装置及测试方法，旨在不受管道尺寸规格的限制下快速迭代并精确测试管内沉积neg膜的性能。
2、具体技术方案如下：
3、本专利技术的第一个方面时提供一种用于真空管neg薄膜性能测试的装置，包括：
4、供气模块，用以提供保护性气体及测试气体；
5、气压调节模块，与供气模块连通，用于调节气压并向后续工序供气；以及
6、测试模块，与气压调节模块连通，用于测试neg膜对测试气体的泵吸性能。
7、进一步的，供气模块包括：
8、气囊，用于收集气体置换时的废气；以及
9、多个储气瓶，用于分别一一对应提供保护性气体及测试气体，储气瓶的出气口上配置有减压器；气囊及储气瓶通过管路与气压调节模块连通。
10、进一步的，气压调节模块包括：
11、缓冲罐，用于调节气压，缓冲罐上配置有角阀ⅰ，缓冲罐通过管路与供气模块及测试模块连通；
12、截止阀ⅱ，配置于缓冲罐与供气模块间的连接管路上；
13、截止阀ⅲ，配置于缓冲罐与供气模块间的连接管路上；以及
14、流量控制器，用于控制气体流量，配置于供气模块及缓冲罐之间。
15、进一步的，测试模块包括：
16、高压测试罐，通过管路与截止阀ⅲ连通，高压测试罐上配置有薄膜规；
17、低压测试罐，通过管路与高压测试罐连通，低压测试罐上配置有气体分压计ⅰ、真空计、闸板阀、角阀ⅱ，闸板阀上配置有离子泵；以及
18、漏率调节阀，配置于低压测试罐及高压测试罐间的连接管路上。
19、进一步的，缓冲罐的容积≥5倍的高压测试罐的容积。
20、进一步的，装置中各连接接口密封良好，漏率小于1e-11pa·m3/s。
21、本专利技术的第二个方面是提供一种利用上述装置的测试方法，包括：
22、1)将neg膜测试管一端配置于低压测试罐上，再在neg膜测试管另一端上配置气体分压计ⅱ；
23、2)对装置进行烘烤除气并抽真空，随后关闭所有阀门；
24、3)利用角阀ⅱ将涡轮分子泵配置于低压测试罐上，对neg膜测试管进行烘烤激活，激活结束前关闭角阀ⅱ断开分子泵，开启闸板阀连通离子泵，降温后使真空度优于9e-8pa，然后关闭闸板阀断开离子泵，此时气体分压计ⅰ、气体分压计ⅱ、真空计处于工作状态；
25、4)利用角阀ⅰ将涡轮分子泵并联形成机组配置于缓冲罐上，打开截止阀ⅰ、截止阀ⅱ，关闭角阀ⅰ，打开储气瓶并释放第一测试气体，以对系统进行正压置气，废气储存在气囊中；然后关闭截止阀ⅰ和储气瓶上减压器，打开角阀ⅰ，对系统进行抽真空，重复多次，保证管路内气氛纯净；
26、5)关闭截止阀ⅰ、截止阀ⅱ，打开截止阀ⅲ，通过流量控制器保证高压测试罐内压力不超过薄膜规的量程，然后进行系统抽真空，重复多次，保证高压测试罐内气氛纯净；
27、6)调整流量控制器，保证薄膜规的真空度为10±1pa，关闭截止阀ⅲ；
28、7)打开漏率调节阀至所需漏率，持续一段时间，监测并记录气体分压计ⅰ、气体分压计ⅱ的数值，计算得到第一测试气体的黏附系数；
29、8)重复4)、5)、6)，区别在于释放气体为第二测试气体，调整薄膜规的真空度为20±1pa后打开漏率调节阀至所需漏率，持续一段时间，监测并记录气体分压计ⅰ、气体分压计ⅱ的数值，计算得到第二测试气体的黏附系数；
30、9)待气体分压计ⅰ、气体分压计ⅱ的测试数据接近时关闭漏率调节阀，记录薄膜规、真空计示数，计算得到第二测试气体的饱和容量；
31、10)重复步骤4)、5)，将气体置换为保护性气体，调整流量控制器，保证系统压力不超过薄膜规量程，打开漏率调节阀，系统破真空；
32、11)更换neg膜测试管，进行下一组测试。
33、进一步的，步骤7)、8)中黏附系数计算关系式为：
34、
35、进一步的，步骤9)中第二测试气体的饱和容量计算关系式为：
36、
37、其中，n为吸附分子数；kb为玻尔兹曼常数；t为温度；pa、va分别为高压测试罐的压力和体积，pb、vb分别为低压测试罐的压力和体积。
38、上述方案的有益效果是：
39、本专利技术提供的用于精确测试小流导管内neg膜性能的装置及方法可不受限于neg管的尺寸规格精确快速测量管内neg膜的特性。
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1.一种用于真空管NEG薄膜性能测试的装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述供气模块包括：
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气压调节模块包括：
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述测试模块包括：
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述缓冲罐的容积≥5倍的所述高压测试罐的容积。
6.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，装置中各连接接口的漏率小于1E-11Pa·m3/s。
7.根据权利要求4-6任一项所述装置的测试方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，步骤7)、8)中黏附系数计算关系式为：
9.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，步骤9)中第二测试气体的饱和容量计算关系式为：
【技术特征摘要】
1.一种用于真空管neg薄膜性能测试的装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述供气模块包括：
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气压调节模块包括：
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述测试模块包括：
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述缓冲罐的容积≥5倍的所述高压测试罐的容积。
【专利技术属性】
技术研发人员：李健，魏耕，柳成荫，向兀，陈沅，李浩虎，聂元存，王纪科，邹野，何建华，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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