3.4 진공실

진공 시스템의 핵심은 진공실이며, 진공실은 특정한 어플리 케이션에 맞춰집니다. 진공실은 어플리케이션을 에워싸서 외부로부터 안전하게 격리하거나 내부에서는 공정으로부터 주변을 보호합니다. 건조 공정에 미세 진공이 필요한지 아닌 지와 상관 없이 플라스마 공정을 위한 중간 진공이나 고진공 또는 표면을 위한 초고진공은 다음 사항을 연구합니다. – 진 공실은 항상 기계적으로 대기로부터의 차압을 견뎌야 한다.

유럽 연합 내에서는 진공 용기가 디자인과 계산이 토대를 이 루고 있는 특정한 가이드라인의 영향을 받지 않습니다. 진공 용기는 압력 장비(압력 기기 고시 2014/68/EU는 내부 측정기 압력이 500 hPa보다 더 큰 구성품에 적용됨)가 아니고 기계 기기 고시 2006/42/EC에 따라 기계로 분류되지 않습니다. 그 럼에도 불구하고 진공 용기는 안전하고 신뢰할 수 있는 방법 으로 설계, 계산, 제조되어야 하고, 위임에 앞서 테스트를 받 아야 합니다.

접시 모양 경판과 같은 실린더형 튜브, 구 모양의 바디, 평평 한 바닥 또는 몰드 부품의 벽 두께는 AD-2000 리플렛을 사용 하여 계산해야 합니다. AD 2000 규정은 사실 압력 용기 계산 을 위한 “압력 용기 작업 위원회”에 의해 만들어졌지만, 이 사 실은 또한 부하 조건이 “외부의 초과 압력”임을 보여줍니다. 여기서는 예를 들면 실린더형 튜브의 “탄성 좌굴”이나 “소성 변형”을 포함하는 필요한 벽 두께 계산을 위한 방정식을 발 견하게 됩니다.

직사각형 챔버나 유사한 디자인을 사용하여 표면과 앞으로 일어날 장력의 편향을 확인해야 합니다. 편향이 너무 크면 벽 을 더 두껍게 하거나 예를 들면 추가 용접 리브로 면적을 강 화해야 합니다. 이를 위해 유한 요소법(FEM)을 사용하여 기 계적 계산을 수행하는 유용한 프로그램을 챔버 디자인을 최 적화하기 위하여 사용할 수 있습니다. 허용 가능한 기계적 응 력 이외에도 “외부는 대기, 내부는 진공”이라는 부하 조건에 서 밀봉 표면이 원래 상태를 잘 유지하고 있는지 확인할 필요 도 있습니다. 밀봉 표면이 뒤틀려 있으면 챔버의 사용을 막는 누출이 발생할 수 있습니다.

그림 3.17: 냉각 프로필과 수냉 플랜지가 있는 EUV 소스 챔버

챔버의 기본 모양은 종종 어플리케이션에서 파생됩니다. 챔 버 바디엔 가능하면 재료 입력과 안정성에 이상적인 실린더 형 튜브를 선택해야 합니다. 명목 직경이 더 작을 경우엔 평 평한 바닥이 튜브 측면을 밀봉할 수 있습니다. 더 큰 직경은 재료 입력과 챔버 질량을 제한하기 위하여 접시 모양 경판으 로 봉해야 합니다. 예: 챔버 직경이 600mm일 경우엔 접시 모 양 경판보다 벽 두께가 3배 정도 큰 평평한 바닥을 요구합니 다. 피팅 뚜껑이 있는 주 플랜지는 챔버 접근을 허락하고 도 어 힌지는 사용 편의성을 향상시킵니다. 외부의 챔버 피트는 안정성을 보장하고, 아이 볼트나 게양 걸쇠는 안전한 운반을 가능하게 해줍니다.

챔버가 달궈져야 하거나 내부 열 소스가 챔버 덮개의 과도한 가열을 유발할 경우엔 챔버 냉각 시스템이 제공되어야 합니 다. 이것은 용접된 냉각 프로필 또는 대형 면적용 필로우 플 레이트 냉각(그림 3.18)에 의해, 심지어 이중 벽 용기가 됨으 로써 달성될 수 있습니다.

그림 3.18: 필로우 플레이트 냉각을 사용하는 우주 시뮬레이션 챔버

챔버는 종종 실험이나 공정에 따라 사용자와 설계자의 대화 를 통하여 설계됩니다. 개별 맞춤 챔버의 대안은 표준 진공실 입니다. 표준 진공실은 자유롭게 선택 가능한 포트에 의해 완 성된 선구성된 기초 바디입니다. 표준 진공실은 완전한 고객 맞춤형 진공실에 더 빠르고 더 저렴한 대안을 제공합니다.