公開(kāi)中國(guó)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/EBA.40001－2022感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器校準(zhǔn)規(guī)范Calibrationspecificationforinductivelycoupledplasmagenerator2022－01－17發(fā)布 2022－02－09實(shí)施北京電子儀器行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布T/EBA.40001－2022T/EBA.40001－2022II前 言本標(biāo)準(zhǔn)由北京東方計(jì)量測(cè)試研究所提出。本標(biāo)準(zhǔn)由北京電子儀器行業(yè)協(xié)會(huì)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：北京東方計(jì)量測(cè)試研究所。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：柴昊、賈軍偉、劉民、張書(shū)鋒、鄧星亮。T/EBA.40001－2022T/EBA.40001－2022T/EBA.40001－2022T/EBA.40001－2022PAGEPAGE1PAGE2PAGE2感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器校準(zhǔn)規(guī)范范圍主題內(nèi)容本規(guī)范規(guī)定了感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器的計(jì)量特性、校準(zhǔn)條件、校準(zhǔn)項(xiàng)目、校準(zhǔn)方法、校準(zhǔn)結(jié)果的處理。適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于真空環(huán)境下使用的新制造（或新購(gòu)置）和修理后的感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器等離子體參數(shù)的校準(zhǔn)和周期性校準(zhǔn)。規(guī)范性引用文件（JJF1001-2011通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義術(shù)語(yǔ)定義感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器inductivecoupledplasmagenerator等離子體電子密度plasmaelectrondensity單位體積內(nèi)的等離子體的電子數(shù)量，用于表征氣體被電離成等離子體的程度，單位為個(gè)每立方米（/m3）。等離子體電子溫度plasmaelectrontemperature當(dāng)?shù)入x子體處于熱平衡狀態(tài)時(shí)，用于表征等離子體中電子平均動(dòng)能的大小，單位為電子伏特（eV）。徑向比radialdirectionratio真空腔室內(nèi)產(chǎn)生的均勻等離子體區(qū)域，沿徑向方向與等離子體發(fā)生器半徑的比值大小。概述用途感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器是一種通過(guò)隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流作為能量來(lái)源的等離子體源，已被廣泛應(yīng)用于刻蝕加工、電推進(jìn)等領(lǐng)域。原理及結(jié)構(gòu)Langmuir石英筒石英筒等離子體區(qū)Langmuir探針真空測(cè)量控制箱系統(tǒng)流量計(jì)天線與匹配網(wǎng)絡(luò)真空獲得系統(tǒng)氣體工質(zhì)射頻功率電源圖1 感耦等子生器氣體工質(zhì)射頻功率電源計(jì)量特性外觀Langmuir名稱、型號(hào)、制造廠名及出廠編號(hào)、制造日期等。感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器氣體管路接口可靠，真空腔室上應(yīng)留有標(biāo)準(zhǔn)的法蘭接口。均勻性感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器沿徑向方向，徑向比1.5范圍內(nèi)產(chǎn)生等離子體的均勻性誤差不大于±15%。電子密度示值誤差感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器可產(chǎn)生的等離子體電子密度范圍：1×1014/m3~1×1018/m3，示值誤差不大于±50%。電子密度重復(fù)性感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器的等離子體電子密度重復(fù)性，重復(fù)性不大于50%。電子溫度示值誤差感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器可產(chǎn)生的等離子體電子溫度范圍：1eV~10eV，示值誤差不大于±50%。校準(zhǔn)條件環(huán)境條件環(huán)境溫度：（25±5）℃；相對(duì)濕度：≤85%；供電電源：(220±22)V，(50±1)Hz；周圍無(wú)明顯振動(dòng)，無(wú)強(qiáng)電、磁場(chǎng)干擾，無(wú)腐蝕性氣體，無(wú)火源，通風(fēng)良好。校準(zhǔn)項(xiàng)目及設(shè)備校準(zhǔn)項(xiàng)目見(jiàn)下表1。表1 校項(xiàng)一表序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)類別首次校準(zhǔn)后續(xù)校準(zhǔn)使用中校準(zhǔn)1外觀檢查√√√2均勻性√√√3電子密度示值誤差√√√4電子密度重復(fù)性√√√5電子溫度示值誤差√√√校準(zhǔn)所用設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo)或等級(jí)1等離子體發(fā)生器校準(zhǔn)裝置1)電子密度校準(zhǔn)范圍：優(yōu)于1×1012/m3~1×1018/m3，測(cè)量結(jié)果的不確定度：優(yōu)于15%(k=2)；2)電子溫度校準(zhǔn)范圍：1eV~10eV，測(cè)量結(jié)果的不確定度：優(yōu)于15%(k=2)。校準(zhǔn)所用其他輔助設(shè)備包括：鋼直尺、水平臺(tái)；高純氮?dú)狻⒑狻⒛蕷猓粔嚎s空氣。校準(zhǔn)方法外觀檢查目測(cè)檢查。安裝Langmuir均勻性30min；14/m316/m318/m331.53（1）Unmaxnmin100%2nav式中，nmax——同一電子密度下，不同徑向位置處測(cè)得的電子密度最大值，m-3；nmin——同一電子密度下，不同徑向位置處測(cè)得的電子密度最小值，m-3；nav——同一電子密度下，不同徑向位置處測(cè)得的電子密度平均值，m-3。電子密度示值誤差

（1）14/m3、14/m3、15/m3、15/m3、16/m3、16/m317/m317/m318/m391min（2）計(jì)算其示值誤差：

n'n （2）m n 式中，n‘——各測(cè)試點(diǎn)感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器的示值，m-3；n——各測(cè)試點(diǎn)的等離子體發(fā)生器校準(zhǔn)裝置示值，m-3；m——感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器示值與校準(zhǔn)裝置示值的最大相對(duì)誤差。電子密度的重復(fù)性按照公式（3）計(jì)算每點(diǎn)的重復(fù)性誤差，并取最大值作為感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器的重復(fù)性。b式中，b——各校準(zhǔn)點(diǎn)的重復(fù)性誤差，%；

（3）'nnn——m-3；nn——各測(cè)試點(diǎn)的等離子體發(fā)生器校準(zhǔn)電子密度示值，m-3。電子溫度的示值誤差1eV2eV4eV6eV8eV10eV61min后進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。分別記錄各測(cè)試點(diǎn)感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器的電子溫度示值t‘和等離子體發(fā)生器校（4）

t't （4）t t 100%式中，t‘——各測(cè)試點(diǎn)感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器的示值，eV；t——各測(cè)試點(diǎn)的等離子體發(fā)生器校準(zhǔn)裝置示值，eV；t——感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器示值與校準(zhǔn)裝置示值的最大相對(duì)誤差。校準(zhǔn)結(jié)果的處理校準(zhǔn)結(jié)果的處理經(jīng)校準(zhǔn)的感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器應(yīng)出具校準(zhǔn)證書(shū)。校準(zhǔn)證書(shū)的校準(zhǔn)結(jié)果記錄表格可參照附錄A。校準(zhǔn)周期建議感應(yīng)耦合等離子體發(fā)生器的復(fù)校時(shí)間間隔為一年。境度

附 錄 A校準(zhǔn)結(jié)果記錄表格

對(duì)度 送檢位 準(zhǔn)期 型 號(hào) 編 號(hào) 生產(chǎn)商 準(zhǔn)體 校準(zhǔn)人 審核人 查： 電子密度（m-3）均勻性（%）電子密度校準(zhǔn)值（m-3）電子密度示值（m-3）示值誤差（%）123平均值（eV）電子溫度示值（eV）示值誤差（%）

附 錄 B（）UUU0（B.1）/m3；/m3；U——/m3。源主要有以下幾個(gè)因素：Au2B類不確定度；c)u3，作為Bd)由被校裝置的校準(zhǔn)裝置探針位置不一致引入的不確定度分量u4，作為B類不確定度；e)由被校裝置的功率、氣壓、流量波動(dòng)引入的不確定度分量u5,作為B類不確定度。u2u2u2u21 2 4 5

uc)

（B.2）600W50sccm，17/m3測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)不確定度分量按A類評(píng)定，其引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為u1sn

x

nxnxxii1 n12u2經(jīng)過(guò)等離子體發(fā)生器標(biāo)準(zhǔn)裝置標(biāo)定后的標(biāo)準(zhǔn)等離子體發(fā)生器校準(zhǔn)裝置的不確定度分量u215u330.0123在等離子體發(fā)生器校準(zhǔn)裝置的技術(shù)指標(biāo)中，得到其密度和溫度的測(cè)量準(zhǔn)確度為小數(shù)點(diǎn)后2位有效數(shù)字，由此引入的不確定度分量按B類方法進(jìn)行評(píng)定，其測(cè)量結(jié)果服從均勻分布，包含因子k30.0123

u3 0.29%（B.4）由被校裝置的校準(zhǔn)裝置探針位置不一致引入的不確定度分量u4=4%。u5。不確定度分量來(lái)源評(píng)定方法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1重復(fù)測(cè)量引入的校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度分量A2.5%u2所用標(biāo)準(zhǔn)等離子體發(fā)生器校準(zhǔn)裝置引入的不確定度分量B15%u3由讀數(shù)