진공 시스템에서 게이지를 잘못 선택하면 측정값 자체를 신뢰할 수 없게 됩니다. 압력 영역과 공정 조건에 맞는 게이지를 고르는 기준을 정리했습니다.
게이지 방식별 핵심 차이
진공게이지는 크게 직접 측정과 간접 측정으로 나뉩니다. 직접 측정 방식인 커패시턴스 마노미터는 기체 종류와 무관하게 절대 압력을 읽어낼 수 있어 정밀 공정에 적합합니다. 피라니·이온 게이지는 간접 측정 방식으로, 각각 열전도율과 이온 전류 변화를 통해 압력을 역산합니다.
방식별 측정 범위와 적용 분야
피라니 게이지는 가열된 필라멘트의 열 손실 변화를 이용해 압력을 측정합니다. 측정 범위는 약 10⁻⁴ ~ 1000 mbar이며, 진공펌프 초기 구동 구간(러프-다운) 모니터링에 가장 많이 사용됩니다. Edwards APG200은 대기압 ~ 5×10⁻⁴ mbar를 커버합니다.
컨벡션 게이지는 피라니 원리에 대류 열 손실을 추가해 대기압까지 측정 범위를 확장한 방식입니다. 벤트 상태부터 공정 진입까지 단 하나의 게이지로 커버할 수 있어 설치 구성이 단순해집니다.
냉음극 이온 게이지는 필라멘트 없이 고전압 방전과 자기장을 이용해 기체를 이온화합니다. Edwards AIM200은 1×10⁻⁹ ~ 1×10⁻² mbar를 측정합니다. 필라멘트 단선 우려가 없고 외부 자기장이 낮아 분석 장비 근처에도 설치 가능합니다.
WRG200은 피라니와 역마그네트론 이온 게이지를 하나의 포트에 내장해 대기압(~1000 mbar)부터 1×10⁻⁹ mbar까지 단일 게이지로 연속 측정이 가능합니다.
커패시턴스 마노미터는 금속 다이어프램의 정전용량 변화로 절대 압력을 직접 측정합니다. 정확도 0.1 ~ 0.5%로 피라니 대비 30~150배 정밀하며, 반도체 CVD/ALD/에칭 공정 압력 제어에 사용됩니다.
용도별 게이지 선택 요약
- —펌프 상태 확인·러프-다운: 피라니 (APG200)
- —대기압~고진공 전 구간 단일 커버: WRG200
- —고진공 챔버·분석 장비 인근: 냉음극 이온 (AIM200)
- —반도체 공정 압력 정밀 제어: 커패시턴스 마노미터
- —초고진공·표면 분석: 열음극 이온 게이지
게이지 선택 시 확인해야 할 항목은 ① 필요 압력 범위 ② 공정 가스 종류(부식성 여부) ③ 정확도 요구 수준 ④ 분석 장비와의 거리 ⑤ 유지보수 주기입니다. 현재 시스템 조건에 맞는 게이지 선정이 필요하다면 스마텍 기술팀 문의를 통해 사양 검토를 받아보시기 바랍니다.