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부분 기체 압력을 조절하는 방법

부분 기체 압력을 조절하는 방법 

반응성 스퍼터링 공정과 같은 일부 공정에서는 코팅되는 표면에서 반응하는 기체 분자의 발생 비율이 가능한 일정해야 합니다. 

"발생률"은 탈기 관련 페이지에서 설명하는 "입사율"과 동일합니다. 이는 부분 압력에 정비례합니다. 기체 구성 요소에 대한 부분 압력을 일정하게 유지하기 위한 가장 간단한 시도는 유량 제어기를 통한 조절입니다. 하지만 조절기가 기체 소비 여부와 시기 및 위치, 또는 진공 챔버에서 기체 구성이 변경되는지 여부를 확인할 수 없다는 단점이 있습니다. 더 뛰어나고 효과적인 옵션은 기체 입구 밸브를 통해 질량 분광계를 사용하는 부분 압력 제어입니다. 여기에서 고려되는 기체의 주요 피크는 질량 분광계의 채널에 할당됩니다. 적합한 조절기는 이러한 채널의 아날로그 출력 신호를 설정점 값과 비교하고 각 채널의 목표 값과 실제 값 간의 차이에서 채널의 기체 입구 밸브에 대한 적절한 작동 신호를 도출합니다. QUADREX PPC에서 6개의 채널을 제어하기 위해 이러한 종류의 구성이 실현되었습니다. 장치와 일치하는 기체 입구 밸브도 제공될 수 있습니다. 

입사율(부분 압력)을 측정하는 데 사용되는 기체는 진공 챔버의 대표 지점에서 자연스럽게 가져와야 합니다. 이러한 유형의 조절 회로에 대한 시간 상수를 평가할 때는 전기 신호 전파 및 질량 분광계의 처리뿐만 아니라 모든 시간 측면을 고려하는 것이 중요합니다. 또한 그림 4.17과 같이 진공 기술 시간 상수와 유동 속도도 고려해야 합니다. 제어 밸브와 진공 용기를 연결하는 압력 변환기 또는 불안정하게 설치된 기체 입구 라인은 전체 시간 상수에 특히 큰 영향을 미치게 됩니다. 일반적으로 개별 채널의 긴 통합 시간보다는 큰 신호(예: 큰 구멍이 있는 입구 다이어프램)를 통해 양호한 S/N 비율을 설정하는 것이 좋습니다. 반대로 그림 4.18은 압력 증가와 통합 시간 증가가 신호 검출 감도에 미치는 영향입니다. a, b 및 c에서는 통합 시간만 0.1초에서 1.0초 및 10초(따라서 전체 계수 100으로)로 상향 조정했습니다. 이에 비해 일정한 통합 시간의 시퀀스 a-d-e-f에서 총 압력은 7.2 · 10-6mbar에서 7.2 · 10-5mbar(전체적으로 10의 계수로)로 3단계에 걸쳐 증가했습니다. 

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그림 4.17 전체 시간 제약에 대한 부분 분율

그림 4.18 압력을 증가시키거나 통합 시간을 연장하여 신호 대 잡음비 개선

유지 관리

음극 사용 수명

음극의 사용 수명은 부하의 특성에 따라 크게 달라집니다. 경험에 따르면 작동 시간과 작동 압력의 곱이 부하에 대한 측정 수단으로 사용될 수 있습니다. 작동 압력이 높을수록(1 · 10-4~1 · 10-3mbar 범위) 냉매와 같은 특정 화학적 영향과 마찬가지로 사용 수명에 크게 유해한 영향을 미칩니다. 음극은 센서의 간단한 설계 덕분에 쉽게 교체할 수 있습니다. 하지만 이 기회를 이용하여 이온 소스를 변경하거나 최소한 전체 이온 소스를 청소하는 것이 좋습니다. 

센서 균형 조정

오늘날 질량 축의 센서 균형 조정(주로 검교정이라고 잘못 언급함)은 소프트웨어(예: SQX, Transpector-Ware)를 통해 매우 편리한 방식으로 실시되며 화면에서 직접 관찰할 수 있습니다. 당연히 질량 축을 따라 배열하는 것은 물론 분해능 및 감도와 같은 선의 모양도 결정됩니다(질량 분석 장비의 사양 페이지 참조).

이온 소스 및 로드 시스템 세척

예외적으로 심하게 오염된 경우에만 센서를 세척해야 합니다. 일반적으로 쉽게 분해하고 세척할 수 있는 이온 소스를 세척하는 것으로 충분합니다. 로드 시스템은 초음파 세척기를 구성에서 제거한 후 세척할 수 있습니다. 특히 심한 이물질로 인해 시스템을 분해할 수 없는 경우, 이후에 필요한 로드 조정은 공장에서 수행해야 합니다.  

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참고 자료

진공 기호

진공 기술 다이어그램에서 펌프 유형 및 펌핑 시스템의 부품을 시각적으로 표현한 기호 용어집

 

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단위 용어집

진공 기술에 사용되는 측정 단위 개요 및 기호의 의미, 그리고 과거 단위와 현재의 등가 단위

 

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참고 자료 및 출처

진공 기술에 대한 기본 지식과 관련된 참고 자료, 출처 및 추가 자료

 

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