진공시스템에서 아웃개싱을 줄일수 있는 네가지 방법

진공 시스템에서 가스 방출을 줄일 수 있는 네 가지 주요 방법이 있습니다. 세정 및 베이크아웃, 표면 처리, 패시베이션, 퍼징 및 채우기 등이 있습니다. 이 애플리케이션 노트에서는 이러한 각 방법에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

1. 세정 및 베이킹

이러한 기술에는 짧은 시간이 소요되고 대부분 현장에서 개별 부품에 수행되는 비교적 간단한 방법이 포함됩니다. 거칠고 미세한 표면 오염에 효과적이며 기체 방출율을 50%에서 10배까지 줄일 수 있습니다. 낮은 탈기체 속도를 달성하고 UHV에 도달하려면 적절한 재료 준비가 필수적입니다.

기체방출율을 줄이기 위해 세척 후 베이크아웃 해야 합니다. 재료 준비가 시작되면 항목을 신중하게 취급하는 것이 중요합니다. 예를 들어 지문이 탈착되는데 며칠이 걸리는데 이와 같이하면 오염을 방지할 수 있습니다. 습기에 노출되는 시간은 가능한 한 제한해야 합니다.

Diagram 1: An example of cleaning; Glow Discharge Cleaning1

2. 표면처리

표면 처리는 거칠기를 줄임으로써 순 표면적을 감소시킨다; 가장 일반적인 기술은 기계적 연마와 전해 연마이다.

전해 연마는 비정질 표면층을 순서화 된 산화물 층으로 대체하는 반면, 기계적 연마는 일반적으로 총 오염물을 제거하기 위해 사용되는 최초의 재료 처리 중 하나 이다. 전해 연마는 특히 수소/탄화 수소에 효과적이다. 표면 거칠기 감소의 순 효과는 아래의 도표 2에 나와 있습니다.

Diagram 2: Effect of surface roughness on outgassing2

3. 부동태화

코팅을 통한 부동태화는 오염물 흡착 및 침투에 대한 장벽층을 생성합니다. 코팅은 일반적으로 상승된 온도(200-500°C)에서 CVD, PVD 또는 스퍼터 코팅을 통해 적용되며 다음과 같은 방법이 있습니다:

• 패시브 - 간단한 장애물
• 활성 - 챔버에서 가스(H2, CO, H2O, O2 및 N2)를 펌핑하여 트랩 합니다. 이러한 (비증발성 게터) 코팅은 표면 부위를 자유롭게 유지하기 위해 열에 의해 주기적으로 활성화되어야 합니다.

Diagram 3: Bakeout cycling

4. Purging and backfilling

챔버를 통과하는 건조 가스의 지속적인 흐름은 오염을 제거하고 수증기 농도를 감소시킬 수 있습니다. 짧은 숙청만으로도 아웃개싱을 줄이는 데 효과적이다. 퍼지 흐름이 멈춘 후 몇 시간 내에 습도가 30% 이상으로 상승할 수 있습니다. 그래프에서 이러한 효과를 볼 수 있습니다.

또한 그림 4와 같이 N2로 채우거나 환기를 통해 대기까지 정기적으로 도달하는 시스템의 수증기를 줄일 수 있습니다. 비교적 새로운 베이크아웃/퍼징 기법은 베이크아웃 동안 불활성 가스 펌핑/퍼징 사이클을 사용하며 그림 5와 같이 더 빠른 베이크아웃을 제공합니다.

Diagram 4: Vent/purge cycling effect on outgassing

Diagram 5: Bake with purge gas and pressure cycling3

출처: 에드워드진공