진공 챔버 내부의 압력은 특정 응용 분야와 사용되는 진공 유형에 따라 크게 달라질 수 있습니다.
압력 범위는 대기압부터 초고진공 수준까지 다양하며, 10-11 mbar 또는 7.5-11 Torr까지 낮을 수 있습니다.
압력 선택은 시료 범위, 박막 품질, 불활성 가스 환경의 필요성 등 공정 요구 사항에 따라 달라집니다.
정확한 압력 측정은 매우 중요하며 일반적으로 고품질 압력 게이지를 사용하여 달성할 수 있습니다.
진공 챔버 압력을 이해할 때 고려해야 할 5가지 핵심 요소
1. 진공 챔버의 압력 범위
고진공/저진공: 1000~1mbar(760~0.75토르)
미세/중간 진공: 1 ~ 10-3 mbar(0.75 ~ 7.5-3 Torr)
고진공: 10-3~10-7 mbar(7.5-3~7.5-7 Torr)
초고진공: 10-7~10-11 mbar(7.5-7~7.5-11 토르)
극고진공: < 10-11 mbar(< 7.5-11 Torr)
2. 증착 공정에서 압력의 중요성
열 증착 과정에서 챔버 내부의 압력은 증착된 박막의 품질을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.
압력은 입자의 평균 자유 경로가 소스와 기판 사이의 거리보다 길어지도록 충분히 낮아야 하며, 일반적으로 약 3.0 x 10-4 Torr 이하가 적당합니다.
3. 압력 게이지 및 측정
정확한 압력 측정을 위해서는 고품질 압력 게이지가 필수적입니다.
DTT 모델 증착 시스템에서는 대기압 수준에서 10-9 Torr까지의 압력을 표시할 수 있는 Leybold 사의 풀레인지 압력 게이지가 사용됩니다.
4. 응용 분야 및 적합한 진공 수준
중간 진공(< 1, > 10-3 Torr): 일부 용접 및 기계 가공 분야에 적합합니다.
고진공(< 10-3 Torr, > 10-8 Torr): 고진공 용광로에 적합합니다.
초고진공(< 10-8 토르): 표면 오염물 건조, 라이너 세척 등 매우 깨끗한 환경이 필요한 공정에 사용됩니다.
고압(> 760 토르): 대기압보다 양수 또는 그 이상의 가스 또는 내부 대기를 사용하는 용광로에 적합합니다.
5. 진공이 공정 환경에 미치는 영향
공정 챔버의 깨끗한 환경을 위해서는 불활성 가스를 사용하는 것보다 초고진공이 더 효과적일 수 있습니다.
배기된 공정 챔버는 충분한 펌핑 시간이 주어지면 일반적으로 잔류 압력이 0.0001 mbar 이하에 도달할 수 있지만, 불활성 가스 플러싱은 다양한 실제 제약으로 인해 불순물 분압이 더 높아질 수 있으며 잠재적으로 최대 0.1 mbar까지 발생할 수 있습니다.
가능한 최대 진공
챔버 내부에서 가능한 최대 진공은 760mmHg(대기압)이지만, 실제 적용에서는 특정 공정 및 장비 성능에 따라 이보다 훨씬 낮은 압력이 필요한 경우가 많습니다.
요약하면 진공 챔버 내부의 압력은 박막 증착부터 용접 및 가공에 이르기까지 다양한 공정의 결과에 영향을 미치는 중요한 파라미터입니다.
압력 범위의 선택은 공정의 특정 요구 사항에 따라 달라지며, 원하는 결과를 얻으려면 정확한 압력 측정 및 제어가 필수적입니다.
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