KR100286328B1 - 주사전자현미경의 애퍼처 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주사전자현미경의 애퍼처 어셈블리에 관한 것으로서, 애퍼처를 교체할 필요가 있는 경우 경체부를 분해할 필요없이 애퍼처 어셈블리를 꺼내어 애퍼처판만 교환하면 되도록 되고, 애퍼처판에 다수개의 애퍼처가 형성되어 애퍼처 선택단자에 의해 애퍼처를 교환해가며 장기간 사용할 수 있어 작업능률이 향상되고 인력의 낭비를 방지할 수 있으며, 애퍼처를 미세하게 조정할 필요가 있는 경우에 경체부를 분해하지 않고 X축 미세조정단자 및 Y축 미세조정단자로 조정할 수 있어 조정이 용이하도록 한 것이다.

Description

주사전자현미경의 애퍼처 어셈블리

본 발명은 주사전자현미경에 관한 것으로서, 특히 주사전자현미경 경체부의 내부에 설치되어 전자빔을 일정한 폭으로 집속하는 애퍼처의 기능을 행하도록 함과 아울러, 경체부를 분해하지 않고 외부에서 용이하게 교체가능한 주사전자현미경의 애퍼처 어셈블리에 관한 것이다.

반도체 장비에서 주사전자현미경은 선폭을 측정하는 등에 사용되게 되는데, 이러한 주사전자현미경의 주요부인 경체부는 전자빔이 생성되어 웨이퍼 등 시료에 도달하기까지의 진공상태의 챔버로서, 종래 주사전자현미경의 경체부의 구조를 개략적으로 도시한 단면도인 도 1에 도시한 바와 같이, 주사전자현미경의 경체부는 텅스텐으로 도포되어 고압이 인가되면 여러 방향으로 전자빔을 방출하는 전자총(1)과, 코일이 권선되어 전류의 인가시 자장을 발생시켜 전자빔의 경로를 변경하도록 되는 제 1 및 제 2 콘덴서렌즈(2, 3)와, 상기 제 1 콘덴서렌즈(2)의 직하부에 설치되어 전자빔의 통과여부를 결정하는 에어벨브(4)와, 상기 에어밸브(4)의 직하부에 설치되며 중간에 애퍼처(aperture)(정공)(5a)가 형성된 애퍼처판(5)과, 기타 유동 애퍼처판(6), 얼라인먼트코일(7), 이차전자검출기(8), 레이저검출기(9), 대물렌즈(10)등으로 구성된다.

상기 애퍼처판(5)은 도 2 에 도시한 바와 같은 구조로 되는 판으로 중앙부에 형성된 애퍼처(5a)의 직경은 0.7mm정도로 되며 전자총(1)에서 나오는 전자빔을 이러한 폭으로 집속하는 작용을 행하게 되고, 사용중 오염이 되면 사용자가 보는 시료의 화상이 좋지않게 되어 교체해야하는 부품이다.

그런데 상기한 구조로 되는 종래의 주사전자현미경에는 애퍼처판(5)과 관련하여 다음과 같은 문제점이 있었다.

먼저, 종래의 애퍼처판(5)은 경체부의 내측에 고정된 형태로 되어 있어 경체부를 분해하지 않는 한 교체할 수 없었던 바, 그 교체를 위해 경체부를 분해하는데는 6시간 내지 8시간의 장시간이 소요되어 그 시간 동안 장비를 사용하지 못함에 따른 작업능률의 저하와 인력의 낭비를 가져오게 되는 문제점이 있었다.

다음으로는 애퍼처판(5)이 장착된 후 약간 틀어지는 등으로 미세조정이 필요한 경우 외부에서 조정할 수가 없어 장시간이 소요되는 분해작업을 행해야 하는 문제점도 있었다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 인식하여 창출된 본 발명의 목적은 애퍼처판의 기능을 행하는 새로운 장치로서 외부에서 교체가 가능하고 조정이 가능하여 상기한 문제점을 해결할 수 있는 주사전자현미경의 애퍼처 어셈블리를 제공하고자 하는 것이다.

제1도는 종래 주사전자현미경의 경체부의 구조를 개략적으로 도시한 단면도.

제2도는 종래 주사전자현미경의 애퍼처판의 구조를 도시한 평면도.

제3도는 본 발명의 일실시례에 의한 주사전자현미경의 애퍼처 어셈블리의 구조를 도시한 사시도.

제4도는 본 발명에 의한 주사전자현미경의 애퍼처 어셈블리가 적용된 주사전자현미경 경체부의 구조를 개략적으로 도시한 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

A : 경체부 삽입부 B : 경체부 고정부

C : 애퍼처판 제어부 5' : 애퍼처판

5'a : 애퍼처

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 내부에 상부로부터 전자총과, 제 1 콘덴서렌즈와, 에어밸브와, 제 2 콘덴서렌즈와, 애퍼처가 형성된 애퍼처판과, 유동애퍼처판, 얼라인먼트코일, 이차전자검출기, 레이저검출기, 대물렌즈가 순차 설치된 주사전자현미경의 경체부에 있어서, 상기 애퍼처판에는 수개의 애퍼처가 형성되며, 상기 애어밸브와 제 2 콘덴서렌즈의 사이를 통해 경체부의 내부로 삽입되어 그 내측 선단부에 상기 애퍼처판이 지지되며 중앙부에 홀(A2)을 가지는 애퍼처판 지지부(A1)가 형성되고 상기 애퍼처판 지지부에 지지된 애퍼처판에 얹혀져 애퍼처판을 고정하며 중앙부에 홀(A4)이 형성된 애퍼처판 고정판(A4)을 가지는 경체부 삽입부(A)와, 상기 경체부의 외부에서 경체부 삽입부의 외측단에 설치되어 애퍼처판에 형성된 애퍼처중 하나를 선택할 수 있도록 하는 애퍼처선택단자와 애퍼처판을 X축 및 Y축 방향으로 미세하게 수평이동하도록 조절할 수 있도록 하는 X축 미세조정단자와, Y축 미세조정단자를 가지는 애퍼처판 제어부를 구비하여서 됨을 특징으로 하는 주사전자현미경의 애퍼처 어셈블리가 제공된다.

이하, 첨부도면에 도시한 본 발명의 일실시례에 의거하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시례에 의한 주사전자현미경의 애퍼처 어셈블리의 구조를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 주사전자현미경의 애퍼처 어셈블리가 적용된 주사전자현미경 경체부의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 주사전자현미경의 애퍼처 어셈블리는 애퍼처가 형성된 애퍼처판(5')이 주사전자현미경 경체부의 에어밸브(4) 하부에 위치하도록 단부에 설치되는 경체부 삽입부(A)와, 상기 경체부 삽입부(A)와 일체로 형성되어 경체부 삽입부(A)를 지지하며 경체부의 외측에 일정한 고정수단에 의해 착탈가능하게 고정되는 경체부 고정부(B)를 포함하여 구성되게 된다.

상기 경체부 삽입부(A)의 단부에는 중앙부에 홀(A2)이 형성된 애퍼처판 지지부(A1)가 형성되어, 그 상측에 애퍼처판(5')을 얹은 후 역시 중앙부에 홀(A3)이 형성된 애퍼처판 고정판(A4)을 상측에 얹어 볼트(미도시)등의 고정수단으로 고정하는 것이 바람직하다.

그리고 경체부 고정부(B)를 경체부에 고정하는 것은 볼트(B1)등의 고정수단에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.

도 3 에 도시한 바와 같이, 상기 애퍼처판(5')에는 수개의 애퍼처(5'a)가 형성되고, 경체부 고정부(B)에 인접한 곳에는 애퍼처판 제어부(C)가 설치되게 되는데, 이러한 애퍼처판 제어부(C)에는 상기 애퍼처판(5')에 형성된 애퍼처(5'a)중 하나를 선택할 수 있도록 하는 애퍼처선택단자(C1)와, 애퍼처판(5')을 X축 및 Y축방향으로 미세하게 수평이동하도록 조절할 수 있는 X축 미세조정단자(C2) 및 Y축 미세조정단자(C3)가 설치되게 된다.

상기 X축 미세조정단자(C2)와 Y축 미세조정단자(C3)는 통상적인 리드스크류와 이에 나사결합되는 너트부에 의하여 X축 및 Y축 방향으로 직선 이송시키는 기구적인 수단이 사용된다.

상기 도 4 의 미설명 부호는 종래와 동일한 것을 나타낸다.

상기한 바와 같은 구조로 되는 본 발명에 의한 주사전자현미경의 애퍼처 어셈블리는, 도 4 에 도시한 바와 같이, 주사전자현미경의 경체부 외측에 경체부 고정부(B)가 고정되면서 주사전자현미경으로 경체부 삽입부(A)를 삽입한 상태로 설치되게 된다. 이때 애퍼처판(5')에 설치된 애퍼처(5'a)중 하나가 에어벨브(4)의 중심부의 직하부에 오도록 상기 X축 미세조정단자(C2) 및 Y축 미세조정단자(C3)를 조정하여 사용하게 되며, 사용중 조정이 필요한 경우에도 마찬가지 방식으로 하게 된다.

그리고 사용중 애퍼처(5'a)가 오염되어 시료의 화상이 뚜렷하지 않은 경우에는 애퍼처 선택단자(C1)를 사용하여 수개의 애퍼처(5'a)중 다른 애퍼처를 선택하는 것에 의해 애퍼처판(5')의 다수개의 애퍼처 수 만큼 애퍼처 어셈블리 자체의 교환없이 애퍼처를 교환하게 된다.

상기한 바와 같은 구조로 되는 본 발명에 의한 주사전자현미경의 애퍼처 어셈블리를 사용하는 경우에는 애퍼처를 교체할 필요가 있는 경우 경체부를 분해할 필요없이 애퍼처 어셈블리를 꺼내어 애퍼처판만 교환하면 되며, 나아가 애퍼처판에 다수개의 애퍼처가 형성되어 애퍼처 선택단자에 의해 애퍼처를 교환해가며 장기간 사용할 수 있어 작업능률이 향상되고 인력의 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 애퍼처를 미세하게 조정할 필요가 있는 경우에도 경체부를 분해하지 않고 X축 미세조정단자 및 Y축 미세조정단자로 조정할 수 있어 조정이 용이한 효과도 있다.

Claims (1)

1. 내부에 상부로부터 전자총과, 제 1 콘덴서렌즈와, 에어밸브와, 제 2 콘덴서 렌즈와, 애퍼처가 형성된 애퍼처판과, 유동애퍼처판, 얼라인머트코일, 이차전자검출기, 레이저검출기, 대물렌즈가 순차 설치된 주사전자현미경의 경체부에 있어서, 상기 애퍼처판에는 수개의 애퍼처가 형성되며, 상기 애어밸브와 제 2 콘덴서렌즈의 사이를 통해 경체부의 내부로 삽입되어 그 내측 선단부에 상기 애퍼처판이 지지되며 중앙부에 홀(A2)을 가지는 애퍼처판 지지부(A1)가 형성되고 상기 애퍼처판 지지부에 지지된 애퍼처판에 얹혀져 애퍼처판을 고정하며 중앙부에 홀(A4)이 형성된 애퍼처판 고정판(A4)을 가지는 경체부 삽입부(A)와, 상기 경체부의 외부에서 경체부 삽입부의 외측단에 설치되어 애퍼처판에 형성된 애퍼처중 하나를 선택할 수 있도록 하는 애퍼처선택단자와 애퍼처판을 X축 및 Y축 방향으로 미세하게 수평이동하도록 조절할 수 있도록 하는 X축 미세조정단자와, Y축 미세조정단자를 가지는 애퍼처판 제어부를 구비하여서 됨을 특징으로 하는 주사전자현미경의 애퍼처 어셈블리.

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