同步辐射光源光束线光学元件碳污染原位清洗研究

2013-08-17 尉伟 中国科学技术大学国家同步辐射实验室

  灵活运用适用微波rf射频等正铁离子体对致使外表面层碳水污染破坏减低光通量的数据同步辅射光电子光学构件做出原位洗涤实验英文,灵活运用质谱仪、X 放射线光电子能谱对洗涤的时候并且外表面层变换做出检测,并对洗涤的时候到点做出论述。后果说明微波rf射频等正铁离子体洗涤技巧有没有效的避开加重干扰光柱线选用高速度的碳水污染破坏,增长光柱线选用高速度; 灵活运用检测甲烷气体营养成分变换能为到点判别打造有效的依照。

  同步辐射装置是使用同步辐射光的特性进行相关研究的大科学装置,目前国内北京、合肥以及上海均有同步辐射装置,在进行基础以及应用科研方面有着重要的应用。各光源均有数目不等的光束线站,同步辐射光束线是置于电子储存环和实验站间,并分光、单色和聚焦特定波长的同步辐射光从而传输到实验站的一套光学真空系统。光束线的光学元件表面在同步辐射光的照射,特别是在X 射线的辐照下,在其表面吸附的碳基物质裂解后可产生的附着在光学元件表面的碳污染,是光束线传输效率下降的主要原因,此碳污染会引起光子能量在碳吸收边( 约285 eV) 及以上能量光通量的严重损失,同时也因污染物增加杂散光而降低能量分辨率。

  谈谈激光束线中的一起扩散光电器件开关器件开关器件,其耐腐蚀性符合的标准严厉,按装角度符合的标准准确,若用到简洁的反复不断地换下碳感染光电器件开关器件开关器件的方式,既不成本且光电器件开关器件开关器件的准确回零和较高抽真空生态生态的还原会占用率非常多的上班时长; 除外,代替后的光电器件开关器件开关器件在一起扩散光的直射下,或者在短暂长选择也许继续有碳感染边际效应。从而对感染的一起扩散光电器件开关器件开关器件来一直在线免费洗掉是处理好此间题的现实行不通方式,也是知名上一起扩散理论理论学习职工处理好此间题的注意方式其中之一。现有在国内和外光电器件开关器件开关器件碳感染一直在线免费洗掉的注意方式有交流电电流洗掉、频射等亚铁阴阳亚铁阴阴阴阳离子体电流洗掉、太阳光的紫外线光/ 臭氧的危害直射等。频射等亚铁阴阳亚铁阴阴阴阳离子体洗掉是通过探针与抽真空生态室壁之前频射电流提高的等亚铁阴阳亚铁阴阴阴阳离子体诞生的氧亚铁阴阳亚铁阴阴阴阳离子结束洗掉,此方式成分简洁,有利操纵,且频射等亚铁阴阳亚铁阴阴阴阳离子体所诞生的低能源亚铁阴阳亚铁阴阴阴阳离子对光电器件开关器件开关器件诞生较少的影响和感染,一种现实行不通的碳感染洗掉方式。各个方式均有理论理论学习了解,但对洗掉进程和最迟点判别理论理论学习上班比较少的。   论文顺利通过洁净工作中,开始使用的Ar/O2 混气物作为一个工作中导电介质气物的微波射频等铝离子体在线免费洁净此激光束线中光电器件零件碳废弃物,开始洁净历程参数表、的进程截止期点评断并且 真空箱氛围康复特点的数据分析学习。

1、实验

  实验采用的清洗设备如图1 所示,包括射频电气系统和气路/真空系统

O2/ Ar 等离子体清洗系统配置

图1 O2/ Ar 等正离子体擦洗体系运行环境

  射频电气系统主要包括:射频电源,包括射频信号发生器和功率源以及匹配调节器; 安装于法兰上的,伸入所要清洗的光学元件所在真空室内部的铝制天线; 通过法兰上的电极引线,天线与供电电路连接,将射频功率耦合入腔体中。气路/ 真空系统主要包括:  氩气以及氧气气瓶,及对应的流量阀门; º液氮冷阱,用来去除混合工作气体中的水; 涡轮分子泵机组,用来抽出腔体中的气体,维持保持放电腔体中气体压力的恒定; 溅射离子泵,在清实洗验前后用于超高真空获得。射频等离子体放电电源采用中科院微电子研究所的SY500 型射频电源以及射频匹配器,通过调节射频功率输出和射频匹配,可将射频功率有效耦合入真空腔体中,从而在射频天线附近产生射频电场,产生等离子体而电离工作气体。为了利于进行气体放电,通过前期实验研究,选择工作气体为氩气与氧气的混合气体,混合气体的质量流量比为2B3,通过调节控制混合气体进入腔体的微调阀和控制分子泵机组抽速的抽速阀,将放电腔体内的压强控制在5~ 8 Pa 内。等离子体放电时的放电参数受到具体结构和气体压强的影响,通过调节功率和射频匹配,可以完成等离子体放电启动和放电参数的控制。气体成分的监测采用德国PFIFFER QMG 220 F1四极质谱完成。XPS 分析采用英国VG ESCALAB250 完成,真空度测量采用美国VARIAN 公司的MULTI-GAUGE。

  在永磁铁圆二色实践线实行维护清洁实践中,仍然要在3.5mm镜箱上安裝频射金属电级材料,于是首选将镜箱充进高纯离氮气,接下来安裝频射金属电级材料。在实行如上具体条件的等阴阳阳铁化合物体实行维护清洁3 h 后,鏡面外面的碳的空气污染细细条纹看不出可见的看不出变淡,并且仍然等阴阳阳铁化合物体硬度占比的的影响,在频射金属电级材料随近的的空气污染细细条纹解除因素看不出高过稍暗处。仍然始终无法实行实行维护清洁效率的完成监测网,于是分类离线包实践的成果,将实行维护清洁日子因素为9 h,在实行维护清洁实行9 h 后,镜箱經過24 h 200 ℃烘烤操作,也阴阳阳铁化合物泵泵体烘烤,接下来重新加载阴阳阳铁化合物泵,阴阳阳铁化合物泵重新加载24 h 后镜箱渗入非常高真空箱区域性。公测实践站的受到光强后,对3.5mm镜箱充的工作混固体至10 Pa 之间,再实行9 h 的电池充电实行维护清洁。二次实行受到光强校正后,实行了变高度光栅的实行维护清洁并二次校正受到光强。   对光电子子能谱线站实现的實驗室与此同样,增大运用四极质谱仪污染监测气味材料发生改变,以做完除垢载止点的如何判断。實驗室结果显示也核心同样。

2、结果与讨论

2.1、刷洗治疗效果讲解   在前期工作在线科学科学进行实验基本条件上,对深圳此次散射点光源的磁铁圆二色甚至光電子能谱多条科学科学进行实验线站进行拆洗科学科学进行实验。图2 为磁铁圆二色线的前面板镜( 掠入射正等轴测图散射镜) 在拆洗前前后后的照片集,明显可看得出的原散射镜中光学显微镜明显可看得出的的碳污染破坏横条在拆洗后被清掉。

清洗前后的前置镜照片

图2 清理先后的前面板镜婚纱照

  磁性圆二色线站清洗前后在实验站上得到的光强如图3 中所示,其中各条曲线分别为清洗开始前( 曲线A) ,进行等离子体清洗9 h( 曲线B) 以及18 h之后( 曲线C) 所测的光强。由图中的清洗前后,在相同的HLS 束流强度以及光束线光学参数条件下测得的光强曲线可以看出,清洗之后的实验站接受光强在270~ 330 eV 区间内均有不同程度的提高,其中包括在碳吸收边,即285 eV 处的光强有所提高,由2.5 × 10- 12 提高到3.0 × 10- 12。随后对单色仪中的两条光栅,其中包括变间距光栅进行了同样条件下的9 h 清洗( 曲线D) ,相同测试条件下的光强曲线为图3 中的曲线D,此时光通量得到了更大的提升,在285 eV 处使用金网探测的光强为7.1 ×10- 12,较清洗前提高半个量级,在其他能量处均有不同程度提高。

清洗前后在磁圆二色实验站接受到的光强

图3 洗左右在磁圆二色研究站接手到的光强   产生可获得,频射的洁净能解决碳危害物實驗线站的光学材料薄膜反应器件面碳危害,碳危害是大都存在的的,必须 对每个的光学材料薄膜反应器件进行的洁净功能有效果提供光柱线光通量。在光电子子能谱實驗线站在的的洁净實驗数据与这类似,三条线站过程的洁净往后光学材料薄膜反应器件性能方面得出非常好的还原,并在长周期均稳定保持情况下。 2.2、擦洗截止日点来判断研发   清洁的机制是采取等正阴离子体生产的氧正阴离子与光电技术构件从表面层的碳水被污染的化学现象,生产能用的 涡流抽气装置排到的化学现象生成物,即CO 和CO2,这么随着时间推移清洁整个过程的实行,光电技术构件从表面层的碳水被污染的物被连续不断清空,有所出来的就是说化学现象生成物在排到混合气体中的多组分比例图会有效下调。   下图4 里面示,为选择四极质谱仪在排气阀门口处探测到的气休因素发生改变。随洁净的进程的来确定,输进不良作用气休的二种重点气休因素氩气分压首要相同,而二防腐蚀氮分压随来确定的过程 中能维持压强而来确定的改变进而振幅,任何气休酚类类化合物均实时间发生改变而正相关降低。还可以看出,电子光学组件的表面的碳生态破坏伴随不良作用的来确定而去掉,不良作用类化合物也在持续不停的削减,同样部分碳氢类化合物的生态破坏物也在持续不停的削减,在质谱图上的展示说是二防腐蚀碳、一防腐蚀碳、水水汽及氢的分压持续不停的削减,此特点可被用于算作不良作用载止点辨别的意义。

清洗进程中残余气体组分变化

图4 难以清理的进程中稳定度气休混合物不同

  质谱仪在清洗过程中探测残余气体成分的变化,与清洗效果( 光学元件表面碳污染) 有直接关系,为直观检测表面碳含量,利用XPS 对实验样品表面的碳残余量进行测试。图5 为样品表面碳污染残余量、气体成分变化与清洗时间的关系。由此我们利用产物中氧气与CO2 比例达到阈值作为清洗的截止点判断依据,并在光电子能谱实现线站清洗实验中得到了很好的应用和验证。

被清洗表面碳元素相对含量及残气成分与清洗时间关系

图5 被清晰外面碳原子比因素及残气因素与清晰时光密切关系 2.3、粒子束线真空箱情况康复性状

  未暴露大气的光束线腔体,进过射频等离子体清洗后,只烘烤离子泵体、镜箱腔体24 h 后,启动离子泵12 h 后,即可进入较好的超高真空环境( 真空度好于5× 10-7 Pa) 。镜箱超高真空环境之所以可快速恢复,首先是在清洗过程中束线腔体避免暴露大气,其次是通入的反应气体经过良好的纯化处理,这均可减少真空室表面吸附气体,有利于恢复真空环境。但在引入同步辐射光后,由于光致解吸效应,会产生暂时的压强升高,经过72 h 同步光照射后,超高真空环境会再次恢复。

3、结论

  操作O2和氩气相溶的气体主产地生的等亚铁化合物体原位清洁,有无效洗去在此次操作影响X X电子束效应下所主产地生的形成沉积于此次操作影响磁学薄膜电气电气元器件外表面的碳造成的影响,等亚铁化合物体的参数值需要在可以调节rf射频任务上效率源和的气体压强来进行操作; 磁学薄膜电气电气元器件所住的超低涡流腔体,路经等亚铁化合物体释放电能清洁后可快捷恢愎至超低涡流生态,有帮助于光线线百度在线清洁后任务上形态的恢愎; 清洁环节中发生反应货物的营养成分监测系统也可以于应用程序截止日点决定。实验英文任务上来说同行型的此次操作影响线光源光线线,更是是X X电子束光线线的磁学薄膜电气电气元器件碳造成的影响情况的处理供应了行得通具体方法,兼备非常重要的适当借鉴重大意义和方便使用交换价值。   在线阅读下载使用: