기체 부하 (Gas Load)

시스템 내 가스 부하에 대한 기여요인은 크게 다섯 가지이며, 다음과 같습니다(그림 1 참조). 

1. 초기 가스

모든 챔버는 초기에 대기압에 있으며, 필요한 압력에 도달하기 위해 밀폐된 가스를 펌핑해야 합니다. 이는 처음에는 가스 부하에 주로 기여하지만 가스의 양과 특성, 시스템 온도, 필요한 압력 및 펌핑 속도에만 의존합니다.

2. 공정 가스 부하

필요한 압력에 도달하면 때때로 추가 재료(일반적으로 가스)가 도입됩니다. 만약 존재한다면, 이것은 종종 가스 부하에 대한 지배적인 기여가 되지만, 가스 종류와 유량을 알 수 있을 것이다.

3. 누설

이상적인 시스템은 누출이 없지만 종종 실제 및 가상 누출이 존재하여 가스 부하를 증가시킬 수 있습니다. 실제 누출은 챔버 벽의 결함, 씰 등으로, 시스템 외부의 분자가 유입되는 반면 가상 누출은 챔버 내에 갇힌 볼륨이 초기 펌프 다운 중에 가스가 제거되는 것을 막지만 나중에 가스가 누출되는 것처럼 보일 수 있습니다.

4. 역스트림/이동

역스트림 및 이동은 펌프에서 나오는 물질이 챔버로 '이동'하여 가스 부하를 증가시키는 프로세스입니다. 이러한 프로세스가 총 가스 부하에 미치는 영향은 일반적으로 최소이며 콜드 트랩, 배플, 흡인 방지 밸브 등을 사용하여 최소화할 수 있습니다.

5. 아웃개싱

아웃개싱은 종종 가스 부하에 가장 중요한 원인이 될 수 있으며 추정하고 대응하기가 가장 어렵습니다. 가스 분자가 챔버의 표면에서 방출되도록 하는 여러 메커니즘의 조합이며, 일반적으로 챔버 외부에서 볼륨으로 가스가 침투하는 것도 포함한다.

그림1. Contributions to gas load within a vacuum system.

1. 배기가스의 발생원

가스 배출에는 크게 네 가지 기여요인이 있습니다.

1. 기화 표면 물질 자체로부터의 분자 방출
2. 탈착(열 또는 자극/유도, 예를 들어 하전 입자 또는 광자에 의해) 표면에 흡착된 가스 분자의 방출
3. 물질의 부피 내에서 가스 분자의 확산 방출
4. 벌크를 통한 시스템 외부의 가스 분자 침투 방출

이것들은 그림 2에 나와 있습니다. 각 요소의 상대적 중요성은 챔버 표면 재료, 처리 및 상태, 챔버 온도 및 습도, 이전 진공 노출 등의 요인에 따라 달라집니다.

그림2. Diagram showing the main sources of outgassing from a surface in a vacuum.