• 한국진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.262-269
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• 2008

진공시스템 안의 잔류가스를 측정하여 공정제어에 이용되는 잔류가스분석기의 주요부품인 이온원, 사중극자질량분석기, 이온검출부의 작동원리와 사용 상 발생될 수 있는 문제점 및 가능한 해결방법을 소개한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.103.1-103.1
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• 2015

위성체 개발에 있어서 지상에서 위성체의 부품에 대한 고온($85^{\circ}C$ 이상)과 고진공($5.0{\times}10-3Pa$ 이하)의 상태를 모사하여 오염물질을 제거하는 베이크아웃 시험이 필수적이다. 일반적으로 베이크아웃 시험의 종료여부는 TQCM (Thermoelectric Quartz Crystal Microbalance)을 이용한 탈기체(outgassing)의 흡착률을 측정하여 결정한다. 측정된 흡착률을 통해 시험 대상 표면에서 발생하는 탈기체량을 추정할 수 있으며, 결국 시험 대상의 우주 부품으로써의 적합성을 판단할 수 있다. TQCM을 적용하지 못하는 경우, 베이크아웃 시험 종료여부를 판단하기 위해 잔류가스분석기(Residual Gas Analyzer: RGA)를 활용하는 것을 고려하였다. 베이크아웃 시험 중 잔류가스분석기를 활용하여 시편에서 방출되는 오염물질을 측정하였으며, 그 중 측정량이 가장 많은 40-45 amu 범위의 측정값 추이를 관찰하여, 베이크아웃 시험 종료조건 수립 가능성을 검토하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.108.2-108.2
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• 2014

잔류가스측정 질량분석기(RGA)는 진공챔버 내부의 진공상태 이상유무, 공정상태 확인 및 주입가스 농도제어 등 여러 종류의 작업에 응용되고 있다. 반도체용 박막 제조공정(PVD, CVD)에서 챔버 내의 수분 혹은 불순물 가스의 정확한 모니터링은 반도체 품질향상에 매우 중요하다. 1 Pascal 진공도의 증착용 챔버에 RGA를 직접 장착하여 작동시키기 위해서는 저진공용 RGA가 사용되어야 한다. 10-3 Pascal에서 6m 자유운동거리를 갖는 질소분자는 1 Pascal에서는 6 mm로 짧은 자유운동거리를 갖는다. 따라서 1 Pascal 저진공영역에서 이온을 생성시키고 mass filter를 사용하여 질량분석을 하기 위해서는 이온원과 mass filter 길이가 자유운동거리 수준으로 작아져야한다. 저 진공영역에서는 검출기와 전자방출용 필라멘트가 저진공에서 작동되도록 일반고진공용 RGA와는 완전히 다르게 소형으로 설계 제작되어야 한다. 10-7 Pascal 이상의 초고진공에서 사용되는 RGA는 이온원이 작동할 때 발생하는 outgassing을 낮추도록 설계가 되어야 초고진공의 유지가 가능하다. 한국표준과학연구원에서 현재 개발 중인 일반고진공용 RGA를 소개하고 저진공용과 초고진공용 RGA의 설계특성을 발표한다.

• 한국진공학회지
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• 제12권4호
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• pp.201-206
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• 2003

스테인레스 스틸 304 재료로 가공된 진공용기의 온도를 $235 ^{\circ}C$까지 올린 후 다시 상온까지 내리는 굽기 과정에서와 세 개의 열음극 전리 진공게이지를 켜거나 탈기체 시켰을 때 이탈하는 기체의 양과 조성을 잔류기체분석기로 측정하여 분석하였다. 굽기 과정에서 이탈된 기체는 주로 $H_2,\; CO,\; H_2O$ 등이었으나 상온에서의 잔류기체는 $H_2$와 CO가 대부분이었다. 게이지를 켜거나 탈가스 시킨 후 용기내의 잔류가스는 $H_2$와 $H_2O$가 대부분이었고 이탈된 기체의 양과 종류는 게이지마다 조금씩 차이가 있음을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.513-513
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• 2012

핵 융합로의 대면재질(Plasma Facing Material; PFM)은 고온의 플라즈마와 고 에너지의 이온들에 지속적으로 노출 된다. 특히 PFM은 흡착되는 기체 등에 의한 부식과 변형이 발생할 수 있다. 현재 핵 융합로 내부의 PFM으로 고려되고 있는 재질 중 하나인 고순도 탄소타일의 경우 고온의 수소동위원소 플라즈마에 직접적으로 노출되므로 이에 의한 탄소타일에 흡착되는 수소 등의 기체에 대한 정량적인 분석방법이 필요하다. 본 연구는 고순도 탄소타일 등과 같은 플라즈마 대면재료에 흡착되어 있는 물질의 정량적 분석이 가능한 TDA (Thermal Desorption Analyzer)의 개념 설계에 관한 것이다. TDA는 고온 가열($800^{\circ}C$ 이상) 및 시료 장착부 및 초고진공(~10-9 torr) 및 측정부의 두 부분으로 구성 하였다. TDA 설계시 고온 가열 및 시료 장착부는 시료 내부에 흡착되어 있는 기체의 효과적 탈착을 위한 가열 및 시료의 모양에 영향을 받지 않는 장착방법, 시료 장착부의 outgassing rate를 최소화 하는 재질 선정 등을 고려하였으며, 초고진공(~10-9 torr) 및 측정부는 초고진공 유지방법, 터보펌프 배기속도 실측을 위한 구조, 진공측정 ion 게이지, 잔류가스분석기(Residual Gas Analyzer)의 최적위치 설정 등을 고려하여 설계하였다. 개념 설계된 TDA에 대하여 발표하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.296-296
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• 2010

핵융합로에서 플라즈마 대항부품(Plasma facing components) 내부에 흡착되는 수소에 대한 조절은 삼중수소의 흡착으로 인한 운전시간 제한뿐만 아니라 원활한 토카막 방전유지를 위하여 매우 중요한 문제이다. 특히 고주파 가열에서는 수소를 소수종으로 사용하는 경우 수소 농도에 대한 수 % 이내의 정밀한 조절이 필요하므로 플라즈마 대항부품 내부의 수소 함유량에 대한 조절이 매우 중요하다. 2009 KSTAR 실험에서는 인보드와 아웃보드에 흑연재질의 플라즈마 대항부품을 사용하였다. 이들은 설치후 진공배기 이전까지 장시간 공기에 노출되었으므로 상당량의 수소와 물이 흡착되었으리라고 예상되었다. 본 발표에서는 잔류가스분석기 및 분광법을 이용하여 토카막 방전중의 수소와 중수소의 비율을 측정하였고 이들을 토카막 방전유지시간, 방전세정과정 등을 매개변수로 분석하였다. 한달여의 토카막 실험을 통하여 플라즈마 대항부품에 대한 활발한 세정활동이 이루어졌음에도 불구하고 중수소에 대한 수소의 농도는 50 % 근방의 값을 유지하였다. 2010년도 실험에서는 신규 설치되는 디버터도 흑연을 사용할 계획이므로 플라즈마 대항부품의 수소흡착량은 더욱 증가할 것이다. 따라서 2010년도에 KSTAR 플라즈마에서 효과적인 고주파 가열을 달성하기 위하여는 강력한 세정 활동을 포함한 수소의 농도 제거활동이 선행되어야한다.

• 전기학회논문지
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• 제68권1호
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• pp.102-107
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• 2019

This paper proposes a method to improve the mass spectral detection performance of the residual gas analyzer. By improving the mode estimation method for setting the threshold value and improving the additive noise elimination method, it is possible to detect mass spectrums having low peak values of the threshold level difficult to distinguish from noise. Ion signal blocks for each mass index with noise removed by the improved method are effective for eliminating invalid ion signals based on the linear and quadratic fittings. The mass spectrum can be obtained from the quadratic fitted curves for the reconstructed ion signal block using only the valid ion signals. In addition, the resolution of the mass spectrum can be improved by correcting the error caused by the shift of the spectral peak position. To verify the performance of the proposed method, computer simulations were performed using real ion signals obtained from the residual gas analysis system under development. The simulation results show that the proposed method is valid.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제17권4호
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• pp.97-100
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• 2018

$NF_3$ Plasma etching of silicon was conducted by injecting only $NF_3$ gas into reactive ion etching. $NF_3$ Plasma etching was done in intermediate pressure. Silicon etching by $NF_3$ plasma in reactive ion etching was diagnosed through residual gas analyzer and optical emission spectroscopy. In plasma etching, optical emission spectroscopy is generally used to know what kinds of species in plasma. Also, residual gas analyzer is mainly to know the byproducts of etching process. Through experiments, the results of optical emission spectroscopy during silicon etching by $NF_3$ plasma was analyzed with connecting the results of etch rate of silicon and residual gas analyzer. It was confirmed that $NF_3$ plasma etching of silicon in reactive ion etching accords with the characteristic of reactive ion etching.