• Title/Summary/Keyword: 희석기체

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QMS의 이온소스 신뢰성 평가 기술

  • Min, Gwan-Sik;Cha, Deok-Jun;Yun, Ju-Yeong;Gang, Sang-U;Sin, Yong-Hyeon;Kim, Jin-Tae
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.08a
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    • pp.168-168
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    • 2011
  • 사중극 질량분석기(Quadrupole Mass Spectrometer, QMS)에서 사용하여 이온소스의 신뢰성을 평가하는 방법으로 약 50 ppm으로 $H_2$ 가스를 Ar 가스에 희석한 혼합기체를 주입하여 MDPP(Minimum Detectable Partial Pressure)를 측정하는 기술을 연구하였다. 수소 이온의 전류와 배경 노이즈의 비율(Signal/Noise)을 극대화하기 위하여 QMS를 튜닝하였고, 튜닝을 여러 번 반복한 결과 약 1 order 이내에서 repeatability를 얻을 수 있었다. 이 MDPP 평가방법을 이용하여 상용 이온소스와 한국표준과학연구원에서 기존 이온소스를 개선한 두 가지 다른 타입의 이온소스를 평가 비교하였고, 이 평가는 진공 챔버를 $2{\times}10^{-9}$ Torr로 배기한 뒤, 혼합된 희석기체를 주입하여 ~$10^{-7}$ Torr를 유지한 상태에서 QMS 200의 신호를 증폭시키기 위해 SEM (Secondary Electron Multiplier)을 사용하여 진행되었다. 사용한 혼합 희석기체는 한국표준과학연구원의 가스표준실에서 제조하였으며, 혼합비의 불확도는 수 ppm이다. 이 희석된 혼합가스를 사용하여 MDPP 값을 비교 분석하여 이온소스의 신뢰성 평가 연구를 하였다.

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The Effect of Diluent Gases on the Growth Behavior of CVD SiC (희석기체가 화학증착 탄화규소의 성장거동에 미치는 영향)

  • 최두진;김한수
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.34 no.2
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    • pp.131-138
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    • 1997
  • Silicon carbide films were chemically vapor deposited onto graphite substrates using MTS(Ch3SiCl3) as a source and Ar or H2 as a diluent gas. The experiments were performed at a fixed condition such as a de-position temperature of 130$0^{\circ}C$, a total pressure of 10 torr, and a flow rate of 100 sccm for each MTS and carrier gas. The purpose of this study is to consider the variation of the growth behavior with the addition of each diluent gas. It is shown that the deposition rate leads to maximum value at 200 sccm addition ir-respective of diluent gases and the deposition rate of Ar addition is faster than that of H2 one. It seems that these characteristics of deposition rate are due to varying interrelationship between boundary layer thick-ness and the concentration of a source with each diluent gas addition, when overall deposition rate is con-trolled by mass transport kinetics. The preferred orientation of (220) plane was maintained for the whole range of Ar addition. However, above 200 sccm addition, especially that of (111) plane was more increased in proportion to H2 addition. Surface morphologies of SiC films were the facet structures under Ar addition, but those were gradually changed from facet to smooth structures with H2 addition. Surface roughness be-came higher in Ar, but it became lower in H2 with increasing the amount of diluent gas.

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Development of a Noble Gas Isotope Dilution Mass Spectrometric System Combined with a Cryogenic Cold Trap (초저온 냉각 트랩을 결합한 비활성기체 동위원소 희석 질량분석 시스템의 제작)

  • HONG, BONGJAE;SHIN, DONGYOUB;PARK, KEYHONG;HAHM, DOSHIK
    • The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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    • v.27 no.3
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    • pp.144-157
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    • 2022
  • Noble gases, which are chemically inert and behave conservatively in marine environments, have been used as tracers of physical processes such as air-sea gas exchange, mixing of water masses, and distribution of glacial meltwater in the ocean. For precise measurements of Ne, Ar, and Kr, we developed a mass spectrometric system consisting of a quadrupole mass spectrometer (QMS), a high vacuum preparation line, an activated charcoal cryogenic trap (ACC), and a set of isotope standard gases. The high vacuum line consists of three sections: (1) a sample extraction section that extracts the dissolved gases in the sample and mixes them with the standard gases, (2) a gas preparation section that removes reactive gases using getters and separates the noble gases according to their evaporation points with the ACC, and (3) a gas analysis section that measures concentrations of each noble gas. The ACC attached to the gas preparation section markedly lowered the partial pressures of Ar and CO2 in the QMS, which resulted in a reduced uncertainty of Ne isotope analysis. The isotope standard gases were prepared by mixing 22Ne, 36Ar, and 86Kr. The amounts of each element in the mixed standard gases were determined by the reverse isotope dilution method with repeated measurements of the atmosphere. The analytical system achieved precisions for Ne, Ar, and Kr concentrations of 0.7%, 0.7%, and 0.4%, respectively. The accuracies confirmed by the analyses of air-equilibrated water were 0.5%, 1.0%, and 1.7% for Ne, Ar, and Kr, respectively.

A Basic Study on Physical Method for Preventing Recombination of Gas Product from the Decomposition of Ammonium Carbamate (암모니움 카바메이트 분해 시 생성된 가스의 재결합 방지를 위한 물리적 방법의 기초연구)

  • Chun, Minwoo;Yoon, Cheon Seog;Kim, Hongsuk
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.41 no.10
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    • pp.639-647
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    • 2017
  • This basic study is focused on the physically removal method of carbon dioxide from the decomposition of ammonium carbarmate to prevent the recombination of ammonium salts. A basic visual experimental set-up was designed and constructed to observe the recombination phenomena from the proper composition of ammonia gas, carbon dioxide gas, and compressed air dilution gas. To quantify the recombination phenomena, a simple device was designed to measure the weight change under severe cases for three different tube sizes. The temperature and pressure in the visual tube and the volumetric flow rates of the nitrogen dilution gas were studied and the conditions to avoid recombination were analyzed according to mean free path theory. Diffusivity values based on the Chapman-Enskog theory were calculated from the experimental data. These value may serve as an index for the prevention of recombination.

사중극 질량 분석기[QMS]를 이용한 미세 농도의 수소기체 분석

  • Im, Han-Na;Kim, Jin-Tae;Jeong, Su-Hwan;Gang, Sang-U;Yun, Ju-Yeong;Sin, Yong-Hyeon
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.331-331
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    • 2010
  • 반도체 제조, 디스플레이 산업 등의 진공공정에서 잔류기체의 종류와 양에 대한 관심이 높아지면서 사용이 쉽고 높은 정확도를 가지는 사중극 질량 분석기(QMS)가 널리 쓰이고 있다. 특히 고진공으로 내려가면서 리크디텍션(leak detection)과 미세량의 잔류기체 감지가 더욱더 요구된다. 그중에서도 진공공정에서의 수소 가스를 감지하는 것은 매우 중요하므로 $H_2$/Ar 혼합가스를 이용하여 미세농도의 수소를 측정하였다. 측정하려는 가스를 부피확장 방법으로 가스챔버로 희석하여 이동시키고 핀홀에서 가스유량을 더 줄여서 QMS가 기체를 감지하는 압력범위를 유지하면서 측정하였다. 미세량의 수소기체를 감지하기 위해 이온소스의 emission current, Ion ref. voltage, cathode voltage의 변수를 조절하여 QMS를 최적화 하였으며, 그 결과 수십 ppm 농도까지 측정이 가능하다.

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사중극 질량분석기[QMS]를 이용한 $H_2$ 및 CO의 부분압 분석

  • Im, Han-Na;Sin, Jin-Ho;Kim, Jin-Tae;Jeong, Su-Hwan;Gang, Sang-U;Yun, Ju-Yeong;Sin, Yong-Hyeon
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.08a
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    • pp.40-40
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    • 2010
  • 사중극 질량 분석기(Quadrupole Mass Spectrometer, QMS)는 높은 정확도와 사용이 쉬운 장점으로 인해 반도체 및 디스플레이 산업 등의 진공공정에서 잔류가스를 측정하고 분석하는 기기로써 반도체 및 디스플레이 소자제조를 위한 공정 진단에서 많이 사용되고 있다. 특히 고진공으로 내려가면서 리크 디텍션(leak detection)과 미세 량의 잔류기체 감지가 더욱더 요구되며 특히 $H_2$ 및 CO의 경우 측정에 많은 어려움이 있다. 따라서 $H_2$ 및 CO의 미세 량을 감지하기 위하여 QMS의 성능을 평가할 수 있는 parameter 중 하나가 될 수 있는 minimum detectable partial pressure(MDPP)를 측정하였다. 실제 고진공에 도달하여 MDPP를 계산하기 위해서는 bake out이 필요하며 또한 가스가 주입되지 않은 상태에서 잔류기체의 조성을 정확히 알 수 없기 때문에 정량적 분석이 어렵다는 단점이 있다. 본 실험에서는 측정하고자 하는 물질의 소량 포함된 표준가스를 사용하여 부피확장방법으로 가스 챔버로 희석하여 이동시키고 핀홀에서 가스유량을 더 줄여서 QMS가 기체를 감지하는 압력범위를 유지하면서 가스를 인가하여 주어 그때의 MDPP를 계산하였다. 또한 tuning을 통해 이온전류를 증폭시켜 더 향상된 MDPP를 측정하였다. 이 방법을 사용하면 bake out을 통한 고진공에 도달하지 않고서도 MDPP를 측정할 수 있으며, 정확한 조성 및 부분압을 알 수 있고 또한 희석된 가스를 사용하여 MDPP를 더욱 더 향상시킬 수 있다.

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