T/BEA 40001-2022
誘導結合プラズマ発生器の校正仕様 (英語版)

規格番号

T/BEA 40001-2022

言語

中国語版, 英語で利用可能

制定年

2022

出版団体

Group Standards of the People's Republic of China

最新版

T/BEA 40001-2022

範囲

1  適用範囲 1.1  主題の内容 この仕様書は、誘導結合プラズマ発生器の測定特性、校正条件、校正項目、校正方法、および校正結果の処理について規定します。 1.2  適用範囲 この規格は、真空環境で使用される新規製造（または新規購入）および修理された誘導結合プラズマ発生器のプラズマパラメータの校正および定期校正に適用されます。 2  規格参照文書 以下の文書の規定は、この規格での参照を通じてこの規格の規定となります。 日付が記載された参照文書については、その後のすべての修正 (訂正事項を除く) または改訂はこの基準に適用されません。 ただし、この基準に基づく契約の当事者は、これらの文書の最新バージョンを使用できるかどうかを検討することが推奨されます。 日付のない参照文書については、最新版がこの規格に適用されます。 JJF 1001-2011 一般計測用語と定義 3  用語の定義 3.1  誘導結合プラズマ発生器 誘導結合 プラズマ 発生器 誘導結合プラズマ発生器は、誘導結合プラズマ発生器の一種であり、高周波誘導コイルに負荷された高周波電力信号を使用して、電流によって生成される交流磁場による電場を誘導し、それによって刺激して高密度の安定したプラズマを生成するガスイオン化装置。 3.2 プラズマ電子密度 単位体積あたりのプラズマ内の電子の数は、ガスがプラズマにイオン化する度合いを特徴付けるために使用され、単位は立方メートルあたり (/m3) です。 3.3 プラズマの電子温度 プラズマが熱平衡にあるとき、プラズマ内の電子の平均運動エネルギーを特徴付けるために使用されます。 単位はエレクトロン ボルト (eV) です。 3.4  半径比 radial direction ratio プラズマ発生装置の半径に対する、真空チャンバー内に半径方向に沿って生成される均一なプラズマ領域の割合。 4  概要 4.1  使用方法 誘導結合プラズマ発生装置は、イオン化したガスにより安定したプラズマを発生させる装置であり、エッチング加工や電気推進などの分野で広く使用されています。 4.2  原理と構造誘導結合プラズマ発生器の動作原理は、高周波電力信号を高周波誘導コイルに負荷することです。 高周波信号が整合回路を介してアンテナに追加されると、誘導コイルは高周波電力信号を高周波誘導コイルに負荷します。 アンテナは、円筒状の石英シリンダーの外側の周囲に配置されており、真空チャンバー内に高周波磁束を生成し、真空チャンバー内に円筒状の石英シリンダーの角度方向に沿って高周波電界を誘導します。 真空容器内の電子は電場によって加速され、この電子が他の粒子と衝突することで高密度のプラズマが生成され、同時にアンテナのエネルギーがプラズマに結合することで、高密度のプラズマが生成されます。 プラズマを励起して生成することができます。 一般的な誘導結合プラズマ発生装置は、アンテナのタイプに応じて、円筒型と平面型に分類できます。 誘導結合プラズマ発生器は主に、真空チャンバー、RF 電源、アンテナと整合ネットワーク、石英窓、ラングミュア プローブで構成されています。 5  測定特性 5.1  外観 誘導結合プラズマ発生器の RF 電源、真空計、流量計、およびラングミュアプローブには、次のマークが付いている必要があります: 機器名、モデル、メーカー名および工場番号、製造日付など誘導結合プラズマ発生器のガスパイプラインインターフェースは信頼性が高く、真空チャンバーには標準のフランジインターフェースを残しておく必要があります。 5.2  均一誘導結合プラズマ発生器により生成されるプラズマの半径方向に沿った均一性誤差は、半径比1.5の範囲内で±15%以下である。 5.3  電子密度の表示誤差 誘導結合プラズマ発生装置が生成できるプラズマ電子密度の範囲は 1×1014/m3 ～ 1×1018/m3 で、表示誤差は ±50% 以下です。 5.4  電子密度の再現性 誘導結合プラズマ発生器のプラズマ電子密度の再現性は 50% を超えてはなりません。 5.5  電子温度表示誤差 誘導結合プラズマ発生器が生成できるプラズマ電子温度範囲は 1eV ～ 10eV で、表示誤差は ±50% 以下です。 6  校正条件 6.1  環境条件 周囲温度: (25±5)℃、相対湿度: ≤85%、電源: (220±22)V、(50±1)Hz、周囲に明らかな振動がないこと、強い電気や磁界の影響がないこと、腐食性ガスや火気のないこと、換気が良好であること。 6.2 校正項目と機器のシリアル番号 校正項目 校正カテゴリ 使用中の校正 1 目視検査                + + - 3 電子密度表示誤差+ + + 4 電子密度再現性++ 数値誤差 + + + 6 電子温度再現性 + + + 注：「+」は校正必須項目、「-」は未校正項目を意味します。 測定技術機関の校正使用要件を満たし、有効期間内であること。 校正に必要な主な機器と性能要件は以下のとおりです。 表 2 校正に使用する機器の性能リスト シリアル番号 校正に使用する機器の主な技術指標またはレベル 1 プラズマ発生器校正装置 1) 電子密度校正範囲: 1× 1012 以上/m3~1×1018/m3、測定結果の不確かさ: 15%以上(k=2); 2) 電子温度校正範囲: 1eV~10eV、測定結果の不確かさ: 15%以上(k=2)。 校正に使用されるその他の補助装置には、a) スチール定規と水プラットフォーム、b) 高純度窒素、ヘリウム、およびネオン、c) 圧縮空気が含まれます。 7  校正方法 7.1  外観検査 目視検査。 7.2 設置 a) プラズマ発生器校正装置を、真空チャンバー上の標準フランジインターフェースを介して誘導結合プラズマ発生器に対称的に取り付けます。 同時に、真空チャンバーのドアを開け、校正装置の針先とラングミュアプローブの相対位置を測定して、対称設置の位置要件を満たしていることを確認します; b) 真空チャンバーのドアを閉じて、次の操作を実行します。 通電検査 ; c)  真空チャンバーを排気し、真空チャンバーの気密性が要件を満たしているかどうかを確認します。 7.3  均一性 a)  誘導結合プラズマ発生装置が均一な状態になるように、誘導結合プラズマ発生装置の真空チャンバー内の真空度を調整し、ガス流量計を調整し、放電に必要なガスを注入します。 ガスが発生する状態、放電状態; b)  誘導結合プラズマ発生装置のRF電源をオンにし、30分間予熱します; c)  RF電源の電力を調整し、ガスの流れにより、誘導結合プラズマ発生器のプラズマ電子密度を 1×1014/m3、1×1016/m3、1×1016/m3、および 1×1016/m3 の合計 3 つのテストポイントで安定させることができます。 1×1018/m3 試験中、アスペクト比1.5の範囲内で、プラズマ発生器校正装置の半径位置を3回以上移動させ、プラズマ発生器校正装置の電子密度値を記録する。 式 (1) による均一性:                              ;    (1) U=(nmax- nmin)/2nav×100% 式中、nmax—測定された電子密度の最大値同じ電子密度、m-3 の下で異なる半径位置で測定された電子密度、      nmin—同じ電子密度、m-3 の下で異なる半径位置で測定された電子密度の最小値。        nav—同じ電子密度 m-3 の下で異なる半径位置で測定された電子密度の平均値。 7.4  電子密度表示誤差は、誘導結合プラズマ発生器のプラズマ電子密度が 1 で安定するように、校正済みの誘導結合プラズマ発生器の高周波電源電力とガス流量を低から高まで調整します。 それぞれ × 1014/m3、3×1014/m3、1×1015/m3、3×1015/m3、1×1016/m3、3×1016/m3、1×1017/m3、3×1017/m3、1 ×1018/ m3 には合計 9 つのテスト ポイントがあります。 テスト中、各電子密度テスト ポイントの実際の値と設定値の偏差は、設定値の ±20% を超えません。 各テスト ポイントについて、データは 1 分間安定した後に記録されます。 各テストポイントにおける誘導結合プラズマ発生器の電子密度指示値 n とプラズマ発生器校正装置の電子密度指示値 n0 をそれぞれ記録し、式 (2) に従って指示誤差を計算します。   (2) δ=(n-n0)/n0×100% ここで、n——各試験点における誘導結合プラズマ発生器の指示値、m-3; 3;      δ  　——誘導結合プラズマ発生器の指示値と校正装置の指示値の間の最大相対誤差。 7.5  電子密度の再現性 式(3)により各点の再現性誤差を計算し、その最大値を誘導結合プラズマ発生装置の電子密度の再現性とします。 (3) b=丨nmax-nmin丨/n 式中、 b——各校正点の再現性誤差、%; n——マイクロ波ECRプラズマ発生装置の電子密度の3回の測定の平均値各テスト ポイント、m-3 ; nmax - 各テスト ポイントの 3 回の測定における電子密度の最大指示値、m-3; nmin - 各テスト ポイントの 3 回の測定における電子密度の最大指示値、m-3 。 7.6  電子温度の指示誤差は、校正済みの誘導結合プラズマ発生器の高周波電源電力とガス流量を低から高まで調整し、誘導結合プラズマ発生器のプラズマ電子温度を安定させることができます。 、2eV、4eV、6eV、8eV、10eV、合計 6 つのテストポイント テスト中、各電子温度テストポイントの実際の値と設定値の間の偏差は、設定値の ±20% を超えません。 各テスト ポイントについて、1 分間の安定化後にデータを記録します。 各テストポイントでの誘導結合プラズマ発生器の電子温度表示 T とプラズマ発生器校正デバイスの電子温度表示 T0 をそれぞれ記録し、式 (4) に従って表示誤差を計算します。 (4) δ=(t-t0)/t0×100% ここで、 T— — 各試験点における誘導結合プラズマ発生器の指示値、eV; T0 — 各試験におけるプラズマ発生器校正装置の指示値point, eV;  δ — 誘導結合プラズマ発生器の指示値と校正装置 指示値の最大相対誤差。 7.7  電子温度の再現性は、式(5)により各点の再現性誤差を計算し、その最大値を誘導結合プラズマ発生装置の電子温度の再現性とします。                         ; (5) c=丨Tmax-Tmin丨/t ここで、c—各校正ポイントの再現性誤差、%; t  　——各テストポイントでの誘導結合プラズマ発生器の 3 つの測定された電子温度表示の平均値、m -3; Tmax—各テスト ポイントの 3 回の測定における電子温度の最大指示値、m-3; Tmin—各テスト ポイントの 3 回の測定における電子温度の最大指示値、m-3。 8  校正結果の取り扱い 8.1  校正結果の取り扱い 校正済みの誘導結合プラズマ発生装置については校正証明書を発行する必要があります。 校正証明書の校正結果記録フォームは付録 A にあります。 8.2  校正サイクル 誘導結合プラズマ発生器の再校正間隔は 1 年であることをお勧めします。

T/BEA 40001-2022 発売履歴

• 2022 T/BEA 40001-2022 誘導結合プラズマ発生器の校正仕様