• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.139.1-139.1
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• 2014

구연산 전처리 후 진공 중 산화처리를 한 스테인레스강 진공용기에 비증발성 게터(NEG)와 스퍼터 이온펌프의 조합을 사용하여 낮은 10의 -12 mbar의 극고진공에 도달하였다. 실험에 사용된 진공용기의 기체방출률은 기존의 일반 스테인레스강 진공용기에 비해 15배 이상 낮은 것으로 측정되었다. 극고진공에 도달하기 위해 수소에 대한 배기속도가 높은 NEG 펌프를 주 펌프로 사용하였으며 스퍼터 이온펌프는 NEG가 배기하지 못하는 무극성 또는 불활성 기체를 배기하는 보조펌프로 작용하도록 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.132-132
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• 2012

압력 $10^{-9}$ Torr 이하의 초고진공(ultrahigh vacuum) 영역에서의 압력 측정에는 수 mA의 열전자로 잔류 가스를 이온화시켜 그 이온 전류를 측정하는 이온게이지를 주로 사용한다. 압력이 $10^{-12}$ Torr영역 이하인 극고진공(extreme high vacuum: XHV) 영역에 진입하면, ESD (electron stimulated desorption) 효과 등에 의한 이온 게이지 자체의 가스방출률이 커져 정확한 압력 측정이 곤란해 진다. 극고진공 영역에서 이온 게이지는 수 와트(W) 이상의 전력을 사용하여 수 mA의 열전자를 방출시키나, 신호인 이온 전류의 양은 1pA 이하이기 때문에 열전자에 의해 발생되는 백그라운드 전류에 묻혀 신호 전류가 측정되지 않는다고 할 수 있다. 100 nm 이하의 곡률을 가진 뾰족한 금속 탐침에 강한 전기장을 걸어주면 고체 내부의 전자가 터널링 효과에 의해 진공 중으로 방출되며, 이를 전계방출(Field Electron Emission) 효과라 부른다. 전계 방출 전류량은 탐침 표면의 일함수에 의존하며, 일함수가 클수록 지수함수 적으로 감소한다. 금속 표면에 진공 중의 잔류 가스가 부착하면 일함수가 증가한다. 가열에 의해 전계방출 탐침의 표면을 세정한 후에 전자 빔을 방출 시키면, 표면에 가스 분자가 흡착하여 방출 전류량은 점점 감소한다. 감소 속도는 압력에 비례하며, W(310) 탐침의 경우 $10^{-10}$ Torr 영역에서는 수분만에 최초 전류값의 1% 이하로 감소한다. 전계방출 전류의 감소속도가 압력에 비례하는 현상을 이용하여 압력을 측정하였다. Extractor Ionization Gauge 측정값 $5{\times}10^{-12}-3{\times}10^{-10}$ Torr의 범위에서 (111) 방향으로 정렬된 텅스텐 단결정 탐침을 사용하여 방출전류의 로그값을 시간의 함수로 semilog그래프를 그리면, 그래프는 직선을 그리며 그 기울기가 압력에 비례함을 알 수 있었다. 기울기 값과 게이지 측정값은 $10^{-11}{\sim}10^{-10}$ Torr 영역에서 거의 완벽한 비례관계를 보여주었으나, $10^{-12}$ Torr 영역에서 게이지 측정값은 기울기 값에서 추출한 압력치보다 높은 값을 보여주었으며, 이는 게이지 백그라운드 전류에 의한 차이라고 생각된다. W (310) 탐침의 방출전류는 그 감소속도가 W (111) 탐침과 마찬가지로 압력에 비례하였으나, 전류-시간 그래프는 가열 세정 직후에 전류가 거의 감소하지 않는 $2{\times}10^{-10}$ Torr에서 약 10분간 지속되는 '안정 영역'이 존재함을 보여주었다. '안정 영역'은 $10^{-11}$ Torr 영역에서는 수십분, $10^{-12}$ Torr 영역에서는 수시간 이상으로 증가하였다. 초-극고진공 영역에서의 잔류가스 주성분인 수소에서 물, 일산화탄소등의 가스로 바뀌면 '안정 영역'은 사라졌고, 이는 '안정 영역'이 수소 흡착에 의해서만 나타나는 고유 현상임을 말해준다.

• 한국진공학회지
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• 제7권1호
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• pp.1-4
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• 1998

이온 펌프의 중심에 네그(Non-Evaporable Getters)가 삽입된 새로운 조합 펌프를 사용하여 극고진공 시스템을 구현하였다. 진공 용기는 터보 분자 펌프만으로도 극고진공에 성공하였던, $450^{\circ}C$에서 잘 산화된 304 스테인레스 스틸 쳄버를 사용하였다. 시스템의 압력은 Leybold사의 EXG(Extractor Gauge)로 측정하였으나, 본 실험에서의 최고 진공도는 이미 그 게이지의 측정 한계인 1~$2\times10^{-12}$torr범위를 훨씬 지나 게이지 지시가 $-0\times10^{-12}$torr를 읽교 있는 극고진공에 도달해 있었다. 이는 효과적인 네그 활성화로 수소 가스에 대한 배기 속도 를 크게 향상시켜준 결과라 볼 수 있다. 또한 본 실험은 극고진공 표면 분석 장치의 실현 가능성을 시사해주는 것으로, 앞으로의 초미세 표면 과학에 있어서 새로운 장을 열어줄 것 으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.104.1-104.1
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• 2013

스테인레스강 진공용기의 기체방출률을 낮추기 위해 구연산을 사용하여 화학세척한 후 진공 중 산화처리(VTO)하였다. 1E-11 mbar 이하의 극고진공에 도달하기 위해서는 진공펌프의 성능 뿐 아니라 진공 용기 자체로부터 지속적으로 방출되는 수소의 양을 줄이는 것이 중요하다. 스테인레스 강의 경우 잘 형성된 표면의 크롬산화막이 수소 방출을 억제하는데 효과가 있다고 알려져 있다. 구연산은 스테인레스 강의 표면 철 성분을 감소시키므로 상대적으로 크롬 비율을 증가한다. 이렇게 표면의 크롬 비율이 증가한 상태로 VTO 처리하면 보다 순수하고 균일한 크롬산화막이 형성될 것으로 기대할 수 있다. 본 발표에서는 구연산 +VTO 처리한 스테인레스 강(SST304) 진공 용기의 기체방출률 측정결과에 대해 논의하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1994년도 제7회 학술발표회 및 한·일 CVD 심포지움 논문개요집
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• pp.37-37
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• 1994

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.81-81
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• 2016

극고진공 장치와 대형 초진공 시스템에서 원하는 진공도를 합리적으로 얻기 위해서는 진공 재료의 기체방출률을 줄이는 것이 가장 효과적이다. 이 때문에 기능성 피막 처리, 고온 탈기체 처리와 같은 방법이 적용되고 있다. 스테인리스강은 표면에 치밀한 크롬 산화막을 만들거나 재료의 기체 함유량을 줄이는 방법을 사용한다. 알루미늄합금 강은 특수처리로 표면에 알루미늄 산화막을 형성함으로써 기체방출률을 낮추고 있다. 이 발표에서는 스테인리스강을 비교적 낮은 온도에서 처리하여 매우 낮은 기체방출률을 얻는 노력에 대하여 보고한다. 알루미늄합금에 대해서는 특수압출과 내 표면 거울처리 하는 방법에 대하여 설명한다. 또한, 연강과 같은 금속재료의 기체방출률 측정 결과를 제작 공정으로 설명한다. 한편, 지정한 시간 내에 목표 진공도를 얻는 것과 최소 배기속도를 선택하고 적절히 배분하는 것도 매우 중요하다. 작고 가벼운 게터 펌프와 이온펌프의 조합으로 이를 해결하는 노력, 이온펌프의 최적화 연구에 대하여 보고하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1992년도 제2회 학술발표회 논문개요집
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• pp.41-41
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• 1992

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2005년도 제28회 학술발표회 초록집
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• pp.56-56
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• 2005

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.43-43
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• 2000

당사는 (주)포스콘 진공 사업 부분이 분사하여 1999년 1월 진공 장비 및 제어계측 분야 독립 법인체를 설립하였으며 당사의 주력 제품은 초고진공용 Ion pump 및 controller로서 국산화 개발하여 생산 판매하고 있다. Ion pump 와 controller는 10-4 ~ 10-10 Torr 범위의 초고진공으로 진공 시스템을 배기할 수 있는 장비로서 무소음, 무진동, 저전력의 특성을 가진 초정밀, 초청정 진공 실험에 없어서는 안 될 펌프이다. 현재 당사는 과학기술부의 특정연구개발 과제를 극고진공(XHV)용 Ion Pump를 개발하고 있는 중이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.148-148
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• 2013

스퍼터 이온펌프(Sputter Ion Pump)는 주로 화학흡착으로 동작하며 기계적 진동이 없고, 기름 등의 오염 물질을 배출하지 않으며, 수명이 길어 초고청정 진공이 요구되는 표면실험장치, 표면분석계, 입자가속기 등에서 널리 사용 되고 있다. 일정한 지름을 갖는 다수의 원통 양극과 그 양단에 두개의 음극판을 배치시킨 후, 양극과 음극 사이에 수 kV의 전압을 걸고 원통의 축방향으로 자장을 인가하면 페닝 방전이 발생한다. 냉음극에서 방출된 전자는 양극으로 비행하면서 가스를 이온화한다. 이온분자는 가스흡수성 게터재료로 된 음극에 충돌하여 스퍼터링을 일으키며 게터막를 주변에 증착시킨다. 이온 및 중성 가스는 게터 고체막 속에 주입 포획되는 형태로 배기된다. 스퍼터 이온펌프는 $10^{-5}$ Pa 부근에서 최대 배기속도를 가지며, 압력이 낮아질 수록, 특히 $10^{-10}$ Pa영역 이하에서는 그 배기속도가 급격히 저하되며, $10^{-10}$ Pa영역에서는 배기능력을 거의 상실한다. 따라서 스퍼터 이온펌프 단독으로 진공시스템을 배기할 때 도달압력은 $10^{-9}$ Pa 영역에 머무르게 되며, $10^{-10}$ Pa 이하의 극고진공을 얻기 위해서는, $10^{-8}$ Pa 이하의 압력에서 배기 속도가 압력과 무관한 흡착펌프(getter pump)와 이온펌프를 조합하여 사용한다. 본 실험에서는 $600^{\circ}C$ 이상의 온도로 진공로에서 탈개스시킨 진공용기를 배기속도 450, 60, 30, 20, 5, 3 l/s의 6종류의 이온펌프와 배기속도 400 l/s, 100 l/s의 non-evaporable getter (NEG) 펌프를 조합시켜 배기하여 그 배기 특성을 비교하였다. 도달 압력은 이온펌프의 배기속도가 클수록 낮아지는 경향을 보여주었다. 450 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG를 조합하여 배기시킬 때 도달 압력은 ~$2{\times}10^{-10}$ Pa을 기록하여 가장 낮았으며, 3 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG를 조합하였을 때는 $ 2{\sim}3{\times}10^{-8}$ Pa을 기록하였다. 450 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG를 조합한 경우 잔류가스의 대부분이 수소였으나, 3 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG의 조합한 경우에는 메탄의 잔류량이 수소 보다 많았다. 이 결과는 메탄을 배기하지 못하는 NEG의 배기 특성을 보완하기 위해서는 일정 배기속도 이상의 이온 펌프가 필요함을 보여준다.