![[물리화학실험] 기체유량측정 예비리포트-1](https://images.happyhaksul.com/thumb/2075/2074601-0001.gif)
![[물리화학실험] 기체유량측정 예비리포트-2](https://images.happyhaksul.com/thumb/2075/2074601-0002.gif)
![[물리화학실험] 기체유량측정 예비리포트-3](https://images.happyhaksul.com/thumb/2075/2074601-0003.gif)
![[물리화학실험] 기체유량측정 예비리포트-4](https://images.happyhaksul.com/thumb/2075/2074601-0004.gif)
![[물리화학실험] 기체유량측정 예비리포트-5](https://images.happyhaksul.com/thumb/2075/2074601-0005.gif)
![[물리화학실험] 기체유량측정 예비리포트-6](https://images.happyhaksul.com/thumb/2075/2074601-0006.gif)
![[물리화학실험] 기체유량측정 예비리포트-7](https://images.happyhaksul.com/thumb/2075/2074601-0007.gif)
분야
hwpMFC(Mass Flow Controller)를 사용하여 기체(질소 N2)의 유량을 측정하고, calibration 그래프를 작성 한다. 또한 작성된 calibration curve로부터 regression을 통해 MFC의 유량 설정을 위한 방정식을 만들고, 임의의 유량 설정에 활용한다.
2. 이론(theory){} ^{1)}
기체 유량 측정은 일정한 유동률로, 흐르는 기체의 부피 유동률이나 질량 유동률을 측정하는 것으로 정지된 상태에서 기체의 양을 측정하는 것과 구별된다. 따라서 기체 유량계를 교정한다는 것은 일정한 유동률을 발생시킬 수 있고 정확한 유량을 측정할 수 있는 표준장치를 사용하여 기체유량계의 지시값이 얼마나 정확한 값을 지시하는가를 확인하는 것이다. 기체 유량 측정 표준장치는 기본적으로 기체 유동을 발생시킬 수 있는 압축기와 기체를 수집하여 부피를 측정할 수 있는 장치로 구성된다.
1) 질량유량 제어기(MFC)
Mass Flow controller의 약자, 즉 질량 유량계를 뜻한다. 이 실험 장치는 기체의 질량유량을 기체 열용량과 대류열전달 특성을 이용하여 정확하고 안정적으로 측정 및 제어하는 장비이다. 제어 대상인 기체의 압력, 밀도, 점도 등 열적 물성치에 대한 보정이 필요하지 않으며 여타 체적유량 계측기에 비하여 정밀도와 신뢰성이 높고 응답특성이 빠르다. 활용 분야로는 반도체 공정라인 각종 연구소나 환경 분야 또는 대학교 실험실등에 많이 사용된다.
MFC는 기체의 질량유량을 자동으로 조절해주는 자동화 요소부품으로서 여러 종류의 기체를 미량으로 제어 해야하는 각종 증착장비(예:Chemical Vapor Deposition, Sputter, Evaporator, MBE)와 건식식각장비(Reactive Ion Etcher)등 반도체 전 공정 장비의 핵심부품이며, 기타 환경설비, 실험실용 가스반응기 등에도 없어서는 안 되는 요소입니다.
취급되는 가스는 C2H4, N2O, SF4, CCL3F, H2,He, Ar 등, 반도체에 주로 사용되며, 이외에도 거의 모든 가스에 적용이 가능하며, 유량 측정범위도 현재는 10cc/min에서 250L/min로 주로 미세조정유량에서 사용된다.
2) MFC특징 및 필요성
(1) 유량 측정 방식에 있어 질량 유량을 측정하기에 온도 및 압력에 의존하지 않고, 유량 측정및 유량 조절이 가능하다.
(2) 정확도가 높으며, 응답속도가 빠르다.
(3) 주 재질은 Stainless steel로 내부식성이 뛰어나며, 활성가스 및 가연성 가스 등 대부분의 기체를 측정 및 조절할 수 있다.