KR100295612B1 - 튜브형상의시편표면조도측정을위한afm - Google Patents
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Abstract
본 발명은 튜브형 시편 내벽 표면조도 측정을 위한 AFM에 관한 것으로, PZT 스캐너에는 수직으로 수직캔티레버고정대를 설치하고, 이 수직 캔티레버고정 하부 관통공에는 끝단부에 탐침이 형성된 캔티레버를 삽입하여 소정의 경사각을 갖도록 설치하며, 저부에는 튜브 형상의 시편을 수직으로 고정할 수 있는 튜브 고정대를 설치하여서 된 것이다.
Description
본 발명은 튜브형 시편 내벽 표면조도 측정을 위한 AFM에 관한 것으로, 특히 수직으로 고정되는 캔티레버와 여기에 비스듬이 고정되는 끝이 돌출된 시편고정대로 구성되어 추가시편 가공이 필요 없이 용이하게 튜브형상의 내벽에 대한 표면 조도를 측정할 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 AFM은 주로 반도체 웨이퍼 등의 매우 미세한 표면을 갖는 물질의 조도를 측정하는데 이용되어 왔으며, 사용되는 시편의 형상이 모두 편평한 판 모양이어야 하는 제한이 있다.
그러나 웨이퍼 뿐만 아니라, 가스 라인 등으로 사용되는 튜브에 대하여도 내부면에 대한 표면 조도 측정이 필수적인 측정 항목으로 인정되고 있으나, 형상이 편평하지 못하여 측정이 불가능한 상태이다.
이에 대한 대안으로서, 측정하고자 하는 튜브와 같은 조건이 편평한 판을 제조한 후, 이를 측정함으로써 튜브의 특성을 이루어 판단하는 경우도 있지만, 튜브의 직접적인 측정으로 구할 수 있는 만큼의 정확한 정보를 얻기 힘들다는 단점이 있다.
종래, AFM 측정은 미국 특허 5,329,808에서와 같이 평면 모양의 시편에 대하여 표면조도 측정이 이루어지도록 되어 있다.
도 1에서 보는 바와같이 평면 시편 (110)과 거의 근접한 위치에 있는 캔티레버(60)에 탐침(70)이 부착되어 있고, 이 탐침(70)이 평면시편(110) 표면을 스캐닝 하며, 이러한 스캐닝 과정에서의 탐침(70)(즉, 캔티레버)의 미소 움직임을 레이저 다이오우드(20)로 부터 발생된 후 반사경(10)에 의해 반사된 레이저 광선에 의하여 검출한다.
검출은 PSPD(Position Sensitive Photo Detector) 검출기(30)라는 위치센서에 의하여 이루어진다.
이러한 종래의 방법을 사용하는 경우 캔티레버(60)가 수평캔티레버 고정대(100)에 수평으로 고정되어 있어 평면 이외의 형상, 특히 튜브(80) 형상의 내부 표면은 측정하기 어려운 단점을 갖고 있다.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로, 튜브 형상의 시편을 수직으로 고정하고 수직 캔티레버에 붙은 탐침을 이용하여 튜브 내벽의 표면 조도를 측정할 수 있도록 한 튜브형 시편 내벽 표면조도 측정을 위한 AFM을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.
이와 같은 목적을 갖는 본 발명의 특징은 반사경과 레이져 다이오우드 그리고 PSPD검출기와 탐침을 갖는 수평 캔티레버고정대를 구비시켜서 된 통상의 것에 있어서, PZT 스캐너에는 수직으로 수직캔티레버고정대를 설치하고, 이 수직 캔티레버 고정 하부 관통공에는 끝단부에 탐침이 형성된 캔티레버를 삽입하여 소정의 경사각을 갖도록 설치하며, 저부에는 튜브 형상의 시편을 수직으로 고정할 수 있는 튜브 형상의 시편고정대를 설치함에 의한다.
도 1은 종래의 AFM 구성도
도 2는 본 고안의 AFM 구성도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 반사경 20 : 레이져 다이오우드
30 : PSPD검출기 40 : PZT 스캐너
50 : 수직캔티레버고정대 60 : 캔티레버
70 : 탐침 80 : 튜브형상의 시
90 : 튜브형상의 사편고정대 100 : 수평캔티레버 고정대
110 : 평면시편
반사경(10)과 레이져 다이오우드(20) 그리고 PSPD검출기(30)와 탐침(70)을 갖는 수평캔티레버고정대(100)를 구비시켜서 된 통상의 것에 있어서, 튜브 형상의 시편(80) 상부에는 PZT 스캐너(40)를 위치시키고, 이 PZT스캐너(40)의 하부에는 수직으로 수직캔티레버고정대(50)를 설치하였으며, 상기 수직캔티레버고정대(50)의 하부에 형성된 관통공(51)에는 끝단부에 탐침(70)이 형성된 캔티레버(60)를 소정의 경사각을 갖도록 설치하였고, 튜브형상의 시편(80) 저부에는 튜브형상의 시편(80)을 수직으로 고정할 수 있는 튜브 형상의 시편 고정대(90)를 설치하여서 된 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 수직 캔티레버고정대(50)는 PZT 스캐너(40)에 부착되어 수평방향으로 미세 움직임을 제어하여, 일단 튜브 안으로 들어간 수직 캔티레버고정대(50)는 튜브 내벽 근접 지점까지 PZT 스캐너(40)에 의하여 접근한다.
캔티레버(60)는 수직 캔티레버고정대(50)에 끼워지는 형태로 그 끝이 수직 캔티레버고정대(50)에서 끝나지 않고, 튀어나온 형태를 갖게 됨으로써, 이렇게 튀어나온 캔티레버(60)의 끝을 레이저 광선이 검출하게 된다.
캔티레버(60)는 튜브형상의 시편(80)안으로 들어가야 하므로, 전체길이 튜브의 형상의 시편(80) 내경보다 작으며, 캔티레버(60)를 비스듬하게 고정하여 레이저 광선에 의해서 캔티레버(60) 끝의 움직임이 보다 원활하게 검출될 수 있도록 한다.
또한 다양한 구경의 튜브 형상의 시편(80)을 수직으로 고정할 수 있도록 상용화되어 있는 튜브형상의 시편 고정대(90)를 사용한다.
따라서 튜브 형상 시편(80) 내벽 조도 측정을 위한 AFM를 사용함으로써 평면 형태 이외의 시편, 특히, 튜브 형상의 시편(80) 내벽 표면 조도 튜브를 추가 가공하거나, 파괴하지 않은 상태를 간편히 측정할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 수직캔티레버 고정대(50)는 PZT 스캐너(40)에 부착되어, 튜브 형상 시편안으로 들어가 튜브 형상시편(80) 내벽 근접 지점까지 PZT 스캐너(40)에 의하여 접근한다.
캔티레버(60)는 수직캔티레버고정대(50)에 끼워지는 형태로 그 끝이 수직 캔티레버고정대(50)에서 튀어나온 형태를 갖게 됨으로써, 이 끝을 레이저 광선이 검출하게 된다.
캔티레버(60)는 튜브 형상의 시편(80)안으로 들어가야 하므로, 전체 길이가 튜브 형상의 시편(80) 내경보다 작아야 한다.
캔티레버(60)를 비스듬하게 고정하여 레이져다이오우드(20)에서 발생된 레이저 광선이 반사경(10)에서 반사되어 캔티레버(60) 끝의 움직임을 검출하게 된다.
또한 다양한 구경의 튜브 형상의 시편(80)을 수직으로 고정할 수 있도록 상용화되어 있는 튜브 형상의 시편고정대(90)를 사용한다.
이상과 같은 본 발명은 종래의 평면 모양의 시편만 측정 가능하였던, AFM 측 정부를 수직캔티레버고정대와 이에 고정되는 끝이 튀어나온 캔티레버 및 수직 캔티레버 고정대를 사용함으로써, 튜브 형상의 시편모양의 내벽 표면 조도의 측정을 가능하게 할 수 있었으며, 또한 측정을 위한 시편의 추가 가공을 비롯한 기타 준비사항이 필요 없는 효과가 있다.
Claims (1)
- 반사경(10)과 레이져 다이오우드(20) 그리고 PSPD검출기(30)와 탐침(70)을 갖는 수평형 캔티레버고정대(100)를 구비시켜 시편의 표면 조도를 측정하는 통상의 AFM에 있어서, 튜브 형상의 시편(80) 상부에는 PZT 스캐너(40)를 위치시키고, 이 PZT 스캐너(40)의 하부에는 수직으로 수직캔티레버고정대(50)를 설치하였으며, 상기 수직캔티레버고정대(50)의 하부에 형성된 관통공(51)에는 끝단부에 탐침(70)이 형성된 캔티레버(60)를 소정의 경사각을 갖도록 설치하였고, 튜브형상의 시편(80) 저부에는 튜브형상의 시편(80)을 수직으로 고정할 수 있는 튜브 형상의 시편 고정대(90)를 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 튜브 형상의 시편 표면조도 측정을 위한 AFM.
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1996
- 1996-12-09 KR KR1019960063037A patent/KR100295612B1/ko not_active IP Right Cessation
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