KR100896295B1 - 마이크로칼럼을 이용한 포터블 전자현미경 - Google Patents

마이크로칼럼을 이용한 포터블 전자현미경 Download PDF

Info

Publication number
KR100896295B1
KR100896295B1 KR1020077004925A KR20077004925A KR100896295B1 KR 100896295 B1 KR100896295 B1 KR 100896295B1 KR 1020077004925 A KR1020077004925 A KR 1020077004925A KR 20077004925 A KR20077004925 A KR 20077004925A KR 100896295 B1 KR100896295 B1 KR 100896295B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chamber
electron microscope
portable electron
sample
vacuum
Prior art date
Application number
KR1020077004925A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070050457A (ko
Inventor
호 섭 김
병 진 김
Original Assignee
전자빔기술센터 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전자빔기술센터 주식회사 filed Critical 전자빔기술센터 주식회사
Publication of KR20070050457A publication Critical patent/KR20070050457A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100896295B1 publication Critical patent/KR100896295B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
    • G01N23/2251—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion using incident electron beams, e.g. scanning electron microscopy [SEM]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/18—Vacuum locks ; Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
    • H01J37/185—Means for transferring objects between different enclosures of different pressure or atmosphere
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/02—Details
    • H01J2237/024—Moving components not otherwise provided for
    • H01J2237/0245—Moving whole optical system relatively to object
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/04—Means for controlling the discharge
    • H01J2237/049—Focusing means
    • H01J2237/0492—Lens systems
    • H01J2237/04924—Lens systems electrostatic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/10—Lenses
    • H01J2237/12—Lenses electrostatic
    • H01J2237/1205—Microlenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/15—Means for deflecting or directing discharge
    • H01J2237/1502—Mechanical adjustments
    • H01J2237/1503—Mechanical scanning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/18—Vacuum control means
    • H01J2237/182—Obtaining or maintaining desired pressure
    • H01J2237/1825—Evacuating means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/18—Vacuum control means
    • H01J2237/188—Differential pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/204—Means for introducing and/or outputting objects

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

본 발명은 마이크로칼럼을 이용한 포터블 전자현미경에 관한 것이다.
본 발명에 따른 포터블 전자현미경은, 마이크로칼럼; 저 진공용 메카니컬 펌프; 고 진공용 터보 펌브; 초 고 진공용 아이언 펌프(ion pump); 마이크로칼럼 및 측정 대상 시료가 수용 고정되며 상기 펌프들에 의해 진공이 만들어지는 제1 챔버; 콘트롤러; 및 상기 펌프들, 상기 챔버, 및 상기 콘트롤러를 수용하는 케이스;를 포함한다.

Description

마이크로칼럼을 이용한 포터블 전자현미경{PORTABLE ELECTRON MICROSCOPE USING MICRO-COLUMN}
본 발명은 포터블 전자현미경에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 마이크로칼럼을 채용하여 용이하게 운반가능하며 사용이 편리한 포터블 전자현미경에 관한 것이다.
마이크로칼럼은 스캐닝 터널링 현미경(STM)의 기본 원리 하에서 작동하는 전자방출원 및 미세구조의 전자광학 부품에 기초한 전자빔 마이크로칼럼은 1980년대 처음 도입되었다. 전자빔 마이크로칼럼은 미세한 부품을 정교하게 조립하여 광학 수치를 최소화하여 향상된 칼럼을 형성한다.
마이크로칼럼은 일반적으로 전자 방출원, 소스 렌즈, 아인젤 렌즈, 및 디플렉터를 포함한다. 마이크로칼럼과 관련되어, 싱글 마이크로칼럼의 구조에 관한 일예가 대한민국 특허출원 2003-66003호에 설명되어 있고, 또한 논문으로서, 이. 크래쉬머 외 6명, J. Vac Sci. Technol. B 13(6), 2498-2503 Pages, 1995년 발행"An electron-beam microcolumn with improved resolution, beam current, and stability", 및 J. Vac Sci. Technol. B 14(6), 3792-3796 Pages, 1996년 발행"Experimental evaluation of a 20x20 mm footprint microcolumn"에 있으며, 관련 외국특허로는 미국 특허 US 6,297,584호, US 6,281,508 호, 및 US 6,195,214호 등이 있다. 그리고 멀티 마이크로칼럼은 다수의 싱글 마이크로컬럼을 직렬 또는 병렬로 배열하여 구성되는 단일 마이크로칼럼(SCM, single column module)모듈로 구성될수 있고, 2개이상으로 규격화된 일체화된 칼럼 모듈(MCM, monolithic column module), 즉 2x1 또는 2x2 등을 한조로 하여 멀티컬럼을 구성할 수 있고 또한, 웨이퍼 한 장을 컬럼의 렌즈부품이 되도록 하는 웨이퍼 크기의 칼럼 모듈(WCM; Wafer-scale column module)로 구성한 멀티 칼럼구조가 있다. 이러한 기본적 개념은 티 에치 피 칭 외 8명, J. Vac. Sci, Tehcnol. B14, 3774-3781페이지, 1996년 발행 "Electron-beam microcolumns for lithography and related applications" 논문에 있다. 또 다른 방식은 혼합형 멀티 방식으로 1개이상 컬럼이 SCM 과 MCM 또는 WCM이 함께 배열되는 경우와 일부의 컬럼 렌즈 부품은 SCM, MCM, 또는 WCM 방식으로 되어 있는 경우도 가능하다. 이것은 김호섭 외 7명, Journal of the Korea Physical Society, 45(5), 1214-1217페이지, 2004년 발행, "Multi-beam microcolumns based on arrayed SCM and WCM 논문과 김호섭외 6명, Microelectronic Engineering, 78-79, 55-61페이지, 2005년 발행, " Arrayed microcolumn operation with a wafer-scale Einzel lens" 논문 등에 기초적인 실험 결과가 소개되어 있다.
종래의 전자현미경은 그 크기가 매우 커서 시료를 전자현미경으로 관찰하여야 하는 경우 이를 연구소 등의 전자현미경이 있는 장소로 가져가서 관찰하여야만 하여 시간적 공간적으로 불편하였다.
기술적 과제
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 마이크로칼럼을 사용하여 휴대 또는 이동 가능한 전자현미경을 제공함을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 시간적 공간적 제한이 없이 이동하면서 시료 관찰이 가능한 현미경을 제공함을 목적으로 한다.
기술적 해결방법
본 발명에 따른 포터블 전자현미경은,
마이크로칼럼;
저 진공용 펌프;
고 진공용 펌브;
초 고 진공용펌프;
마이크로칼럼 및 측정 대상 시료가 수용 고정되며 상기 펌프들에 의해 진공이 만들어지는 제1 챔버;
콘트롤러; 및
상기 펌프들, 상기 챔버, 및 상기 콘트롤러를 수용하는 케이스;
를 포함한다.
일반적으로 전자현미경은 진공상태에서 전자빔이 시료에 쏘여지고 반사된 전자빔을 확인하여 시료를 관찰할 수 있도록 한다. 따라서 마이크로칼럼은 전자방출원, 소스렌즈, 디플렉터, 및 포커스렌즈를 포함하여 진공상태에서 전자빔을 방출한다.
시료와 마이크로칼럼을 모두 진공 상태에 있을 수 있도록, 본 발명의 포터블 전자현미경은 저진공을 만드는 것으로서 메카니칼 펌프 또는 로터리 펌프, 고진공을 만들 수 있는 터보펌프(40), 및 초고진공을 만드는 아이언펌프(ion pump) 및 또는 게터 펌프(getter pump)를 포함한다. 저진공은 대략 대기압에서 10-3Torr 사이이며, 고진공은 대략 10-3∼10-7 Torr 사이고, 그리고 초고진공은 10-7∼10-11 Torr이다. 본 발명에서 사용되는 챔버는 대략 2.7 인치 정도의 큐빅형 챔버가 바람직하다.
챔버 내부에는 마이크로칼럼이 장착되어 있으며, 마이크로칼럼은 반도체공정 또는 MEMS공정으로 정교하게 가공된 수 마이크로미터에서 수백 마이크로미터 지름의 구멍(aperture) 가진 마이크로 전자렌즈를 포함 하고 있다. 또한 마이크로칼럼은 마이크로 전자렌즈를 포함하고 전자방출원의 전자방출부분에서 최종 전자렌즈의 마지막 적극까지의 총 길이를 10 mm 이하로 되어있다. 그러나 총 길이를 필요에 따라서는 이보다 길수도 있다. 상기 마이크로칼럼은 약 지름 20mm에 길이가 약 22mm 정도의 원통형이나 이와 유사한 크기의 육면체등 다양한 형태를 가질 수 있으나 전체 크기는 마이크로칼럼에 사용되는 전자방출원, 렌즈, 및 디플렉터의 크기에 따라 변할 수 있다. 따라서 더 소형의 마이크로칼럼도 사용될 수 있다.
마이크로칼럼을 사용한 본 발명에 따른 포터블 전자현미경은 그 크기가 400mm×500mm×400mm 로 제작이 가능하다. 마이크로칼럼은 진공 챔버내에서 사용되어야 하는 바 일반적으로 2.75인치 정도의 큐빅에 장착되어 사용되는데, 큐빅형 챔버가 아닌 6way 또는 4way cross와 같은 피팅 플렌지 등이 챔버로서 사용할 수 있다. 챔버는 측정대상의 시료에 따라서 그 크기나 형태가 결정될 수 있다. 측정대상 시료가 크거나 스테이지를 사용하여야 한다면 챔버의 크기는 커지는 것이 바람직하며 소형 시료만을 보게 되는 경우에는 챔버의 크기는 작아질 수 있는데, 시료를 움직일 수 있는 스테이지도 작아지고 스테이지의 이동거리도 따라서 작아 질 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 포터블 전자현미경은 마이크로칼럼이 장착되는 챔버, 펌프의 크기에 따라 더 결정될 것이다. 물론 펌프의 용량등을 고려하여 좀더 크게 제작될 수 있음은 물론이다.
유리한 효과
본 발명에 따른 포터블 전자현미경에 의해 시료를 필요한 곳에서 시간적 공간적으로 제한 없이 간단하고 용이하게 관찰을 할 수 있다.
도1은 본 발명의 포터블 전자현미경의 일 실시예를 나타내는 평면도이다.
도2는 본 발명에 따른 마이크로칼럼과 챔버의 배치를 나타내는 단면도이다.
도3은 본 발명의 포터블 전자현미경의 다른 실시예를 나타내는 평면도이다.
도4는 본 발명의 포터블 전자현미경의 또 다른 실시예를 나타내는 평면도이다.
도5는 본 발명의 포터블 전자현미경의 케이스의 외부를 나타내는 측면도이다.
도6은 본 발명에 사용되는 마이크로칼럼의 틸팅등 움직임의 일 예를 나타내 는 개략 사시도이다.
발명의 실시를 위한 최선의 형태
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 포터블 전자현미경을 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 기본적인 전자현미경은 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 포터블 전자현미경을 모두 수용하는 케이스(99)내에 콘트롤러(20), 챔버(10), 아이언 펌프 및/또는 게터펌프와 같은 초고진공용 펌프(30), 상기 챔버위에 터보 펌프와 같은 고진공용 펌프(40), 상기 고진공용 펌프(40)의 우측에 메카닉 펌프와 같은 저진공용 펌프(50)가 위치한다. 도시되지 않았지만 콘트롤러(20)를 편리하게 제어하기 위하여 노트북과 같은 컴퓨터가 콘트롤러와 연결될 수 있다. 물론 도1의 배치는 항상 이와 같이 하여야하는 것은 아니고 케이스와 각 부품의 크기에 따라 배치를 수정 할 수 있다.
콘트롤러(20)는 마이크로칼럼(1)의 전자빔을 제어하고 시료를 관찰할 수 있도록 제어하기 위하여 챔버(10)와 제어선(21)에 의해 연결되며 또한 각종 펌프를 제어할 수 있도록 배선(미도시)될 수 있다. 챔버(10)는 마이크로칼럼(1)을 수용 고정하며 내부에 시료를 놓을 수 있도록 로더(미도시)가 구비되어 있으며 시료를 넣을 수 있는 도어(12)가 형성되어 있다. 또한 챔버(10)는 펌프들과 진공선(31)으로 연결되며 공간적 효율을 위하여 고진공용(40)와 저진공용 펌프(50)는 도시된 바와 같이 하나의 밸브(60)에 의해 챔버(10)에 연결되는 것이 바람직하다. 작동순서를 살펴보면, 먼저 시료를 도어(12)를 통하여 챔버의 로더에 고정하고, 메카닉펌프와 같은 저진공용 펌프(50)와 터보 펌프등의 고진공용 펌프(40)의 밸브(60)가 개방되어 챔버내부를 고진공으로 만든다. 그 후 이온 펌프 등의 초고진공용 펌프(30)가 챔버(10)내부를 초고진공으로 만들며, 챔버(10)내부가 초고진공이 되면 콘트롤러(20)가 마이크로칼럼(1)을 작동하여 시료를 관찰 할 수 있다.
밸브들은 일정한 진공을 유지하면 챔버를 밀폐하게 된다. 그러나 이온 펌프에 연결된 밸브는 진공이 유지되는 동안 계속하여 개방되어 있다. 챔버와 터보펌프 사이의 밸브를 제외하고는 다른 두 벨브는 장비를 부피와 무게를 줄이기 위하여 부착하지 않아도 무방하다.
도2는 본 발명에 따른 마이크로칼럼(1)과 챔버(10)의 배치를 나타내는 단면도이다. 일반적으로 마이크로칼럼(1)은 피드스루(2,feedthrough)에 장착되어 진공챔버(10)의 하나의 포트에 고정된다. 진공챔버(10) 내부에는 측정대상인 시료(9)를 고정할 수 있는 로더(8)나 스테이지 등이 설치되며 설치된 시료(9)는 마이크로칼럼(1)에서 방출되는 전자빔(B)에 의해 일반 전자현미경에서 측정되는 원리와 동일 또는 유사하게 측정된다. 이 때 시료(9)를 측정함에 있어 마이크로칼럼은 초고진공을 유지하여야 하며 바람직하게는 10-9토르이상의 진공도를 유지하는 것이 좋다. 그러나 시료가 위치되는 챔버내부는 초고진공을 유지할 필요는 없고 고진공정도의 진공도를 진공선(31)을 통하여 고진공펌프에 의해 유지할수 있으므로 챔버(10)와 마이크로칼럼(1)의 진공도를 다르게 유지시킬 수 있다. 즉 진공도를 디퍼런셜 (differential)화 할 수 있다. 진공도를 디퍼런셜화 하는 것은 마이크로칼럼의 렌 즈 구멍외에는 모두 밀폐시키고 초진공용 펌프를 챔버(10)가 아닌 마이크로칼럼(1)과 피드스루(2)를 T형 또는 크로스 플렌지(3) 또는 별도의 챔버 등을 이용하여 연결하면 된다. 만약 디퍼런셜 타입을 사용하지 않는다면 플렌지(3)를 사용하지 않으면 된다.
발명의 실시를 위한 형태
도3은 본 발명에 따른 포터블 전자현미경의 다른 실시예를 나타내는 평면도로서, 도1의 실시예에 시료만을 따로 로딩할 수 있는 챔버(70)를 더 구비한 것이다. 측정용 챔버(10)와 로딩용 챔버(70)는 로딩 통로(71)에 의해 연결이 가능하며 통로(71)사이에 도어(72)가 있어 시료이동시 개방하고 관찰시는 밀폐할 수 있다. 챔버내부를 초고진공을 만들기 위해서는 많은 시간이 소요되므로 챔버(10)내부는 미리 초고진공에 가깝게 만들고 별도의 챔버(70)에 시료만을 로딩하여 선형 이동기구를 이용하여 챔버통로(71)를 통해 측정용 챔버(10)로 시료를 운반하는 것이다. 이 실시예에서는 밸브(60,73)를 통하여 미리 챔버(10)를 초고진공으로 만든다. 시료는 로딩용 첨버(70)에 넣고 메카닉펌프(50)와 터보펌프(40)를 이용하여 고진공으로 만들고 로딩 통로(71)를 통하여 마이크로칼럼(1)으로 측정할 수 있도록 관측용 챔버(10)로 시료를 이송한다. 터보펌프(40)와 챔버(10)를 직접적으로 연결한 진공관 또는 진공선(31)은 챔버 진공을 빠르게 잡기위한 것으로 없어도 무방하다. 그러나 챔버에 스테이지가 있는 경우에는, 스테이지 부분과 마이크로 컬럼 부분을 밸브(미도시)로 구분하여 시료를 삽입하거나 제거할 시에 스테이지 부분의 진공을 잡기위하여 사용한다.
도4는 도3의 포터블 전자현미경에 열전소자 또는 발열장치(81,82)를 장착한 실시예를 도시한 평면도이다. 본 실시예는 초고진공을 용이하게 만들기 위한 것으로 초고진공을 만들기 위하여 챔버(10,70)를 약 섭시 100도 정도로 베이킹(baking)하기 위한 것으로 이에 반하여 콘트롤러(20)는 정밀한 전자부품으로 열에 약하므로 열전소자(81)로서 구획하여 챔버(10)는 베이킹을 하고 콘트롤러는 저온상태에서 작동될 수 있도록 한 것이다. 따라서 상기 열전소자(81,82)나 히팅테입 등으로 콘트롤러(20) 및 메카닉펌프(50)를 저온으로 유지하도록 외부에 두고 챔버(10,70), 터보펌프(30), 및 아이언 펌프(40)를 고온으로 유지할 수 있도록 내부에 위치시킨 것이다. 도3의 실시예로서 나타내었지만 포터블 전자현미경 모두에 위의 설명과 같은 원리로 구현 할 수 있다.
도5는 본 발명에 따른 포터블 전자현미경의 케이스(99) 외부를 나타내는 측면도이다. 상기 케이스(99)의 외부에는 전원단자(82), 노트북 등과 연결될 수 있는 제어 단자(83), 및 에어 또는 가스의 배출 및 흡입 등을 위한 에어 연결부(84)가 구비되어 있다. 에어 연결부는 챔버 및/또는 펌프에 연결(미도시)되어 진공을 벤트할 때 사용한다. 본 발명에 따른 포터블 전자현미경은 마이크로칼럼의 크기가 소형이어서 챔버의 크기 또한 작기 때문에 이동중에도 자동차의 밧데리 전원 등으로도 진공을 유지 할 수 있는 장점이 있다.
도6은 위에서 설명한 여러 가지 본 발명에 따른 포터블 전자현미경의 실시예에서 마이크로칼럼(1)을 틸팅 및/또는 수직운동 시킬 수 있는 구동을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
케이스(99)에 고정된 지지대(92)에 의해 챔버(10)가 지지되고 마이크로칼럼(1)은 벨로우즈타입의 고정구(93)에 고정되며 상기 고정구(93)의 상면은 3개의 위치 조정기(91)에 의해 틸팅되며 상기 조정기(91)와 고정구(93)는 모두 슬라이딩 부재(90)에 의해 지지되어 수직 운동이 가능하게 된다. 상기 조정기(91)는 슬라이딩 부재(90)에서 회전하며 고정구(93)에 나사결합등으로 고정되어 슬라이딩 부재(90)와 고정구(93) 사이의 상대 거리를 조정할 수 있다.
도6은 마이크로칼럼(1)의 수직이동 및/또는 틸팅의 하나의 가능성만을 예시한 것으로 이와 같은 방법은 다양한 다른 방식에 의해 당업자에 의해 수행될 수 있다. 이러한 기능은 기존 전자현미경이 움직임 없이 고정된 상태에서 시료를 관찰하는 것과는 다르게 본 발명에서는 실시간으로 마이크로 칼럼이 상하좌우 방향으로 움직이거나 임의의 각도로 기울여서 시료를 관찰할 수 있다.
위와 같은 본 발명에 대한 구성에서 마이크로칼럼은 싱글형 또는 멀티형이 사용가능하다. 멀리 마이크로칼럼은 다수의 싱글 마이크로칼럼을 조합하거나 반도체 공정으로 제조되는 웨이퍼 타입등 여러 가지 타입의 멀티 마이크로칼럼이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 마이크로칼럼을 이용한 포터블 전자현미경은 운반 휴대용 검사 장비나 리소그래피용으로도 사용이 가능하다.

Claims (7)

  1. 마이크로 칼럼;
    저 진공용 펌프;
    고 진공용 펌프;
    초고진공용 펌프;
    마이크로칼럼 및 측정 대상 시료가 수용 고정되며 상기 펌프들에 의해 진공이 되는 제1 챔버;
    콘트롤러; 및
    상기 펌프들, 상기 제1 챔버, 및 상기 콘트롤러를 수용하는 케이스;
    를 포함하며 상기 케이스에 의해 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 포터블 전자현미경.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로칼럼 및 측정 대상 시료가 상대 운동이 가능하며 상기 마이크로칼럼이 틸팅, 수직 운동, 또는 틸팅 및 수직운동 하는 것을 특징을 하는 포터블 전자현미경.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    시료가 놓이는 로더, 상기 로더를 제1 챔버로 이동시키는 이동 수단, 및 상기 로더를 수용하며 상기 이동수단이 상기 제1 챔버로 이동될 수 있도록 상기 제1 챔버와 개폐문에 의해 진공 연결되는 제2 챔버를 포함하며, 상기 로더에 시료가 놓 이고 상기 이동 수단에 의해 제1 챔버로 시료를 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 포터블 전자현미경.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 챔버와 콘트롤러가 열전 소자 또는 히팅테입에 의해 구분되어 상기 케이스에 수용되는 것을 특징으로 하는 포터블 전자현미경.
  5. 제3항에 있어서, 상기 포터블 전자현미경의 크기가 400mm×500mm×400mm 이하인 것을 특징으로 하는 포터블 전자현미경.
  6. 제3항에 있어서, 상기 마이크로칼럼은 초고진공을 유지하며, 그리고 상기 제2 챔버는 저진공 또는 고진공을 각각 유지할 수 있도록 진공도가 디퍼런셜화 되는 것을 특징으로 하는 포터블 전자현미경.
  7. 제3항에 있어서, 상기 마이크로칼럼이 멀티 마이크로 칼럼이 사용된 것을 특징으로 하는 포터블 전자현미경.
KR1020077004925A 2004-09-01 2005-09-01 마이크로칼럼을 이용한 포터블 전자현미경 KR100896295B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040069731 2004-09-01
KR20040069731 2004-09-01

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087025109A Division KR20080106974A (ko) 2004-09-01 2005-09-01 마이크로칼럼을 이용한 포터블 전자현미경

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070050457A KR20070050457A (ko) 2007-05-15
KR100896295B1 true KR100896295B1 (ko) 2009-05-07

Family

ID=36000309

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087025109A KR20080106974A (ko) 2004-09-01 2005-09-01 마이크로칼럼을 이용한 포터블 전자현미경
KR1020077004925A KR100896295B1 (ko) 2004-09-01 2005-09-01 마이크로칼럼을 이용한 포터블 전자현미경

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087025109A KR20080106974A (ko) 2004-09-01 2005-09-01 마이크로칼럼을 이용한 포터블 전자현미경

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8071944B2 (ko)
EP (1) EP1794773A4 (ko)
JP (1) JP2008511957A (ko)
KR (2) KR20080106974A (ko)
CN (1) CN100583374C (ko)
WO (1) WO2006025705A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101897460B1 (ko) * 2016-11-16 2018-09-12 한국표준과학연구원 교환가능한 전자현미경용 전자총 및 이를 포함하는 전자현미경
US20190180969A1 (en) * 2017-12-11 2019-06-13 Edwards Vacuum Llc Pressure gradient pump
CN111721793B (zh) * 2020-07-30 2024-07-30 复纳科学仪器(上海)有限公司 一种适用于小型化扫描电镜的样品真空转移装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6023060A (en) 1998-03-03 2000-02-08 Etec Systems, Inc. T-shaped electron-beam microcolumn as a general purpose scanning electron microscope
JP2001332204A (ja) * 2000-05-22 2001-11-30 Hitachi Ltd 電子顕微鏡の排気装置
US6369385B1 (en) 1999-05-05 2002-04-09 Applied Materials, Inc. Integrated microcolumn and scanning probe microscope arrays

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58918Y2 (ja) * 1977-05-31 1983-01-08 株式会社島津製作所 荷電粒子線分析装置
US4663559A (en) * 1982-09-17 1987-05-05 Christensen Alton O Field emission device
JPH077651B2 (ja) * 1985-08-01 1995-01-30 株式会社日立製作所 電子顕微鏡の真空排気装置
US5248636A (en) * 1987-07-16 1993-09-28 Texas Instruments Incorporated Processing method using both a remotely generated plasma and an in-situ plasma with UV irradiation
US5412180A (en) * 1993-12-02 1995-05-02 The Regents Of The University Of California Ultra high vacuum heating and rotating specimen stage
SG74599A1 (en) * 1997-09-27 2000-08-22 Inst Of Material Res & Enginee Portable high resolution scanning electron microscope column using permanent magnet electron lenses
US6744268B2 (en) * 1998-08-27 2004-06-01 The Micromanipulator Company, Inc. High resolution analytical probe station
US6171165B1 (en) 1998-11-19 2001-01-09 Etec Systems, Inc. Precision alignment of microcolumn tip to a micron-size extractor aperture
US6281508B1 (en) 1999-02-08 2001-08-28 Etec Systems, Inc. Precision alignment and assembly of microlenses and microcolumns
US6195214B1 (en) 1999-07-30 2001-02-27 Etec Systems, Inc. Microcolumn assembly using laser spot welding
GB0002367D0 (en) * 2000-02-03 2000-03-22 Limited Spectrometer
US6451120B1 (en) * 2000-09-21 2002-09-17 Adc Telecommunications, Inc. Apparatus and method for batch processing semiconductor substrates in making semiconductor lasers
US6936826B2 (en) * 2001-11-07 2005-08-30 Soluris, Inc. Vibration-isolating coupling including an elastomer diaphragm for scanning electron microscope and the like
KR20030066003A (ko) 2002-02-04 2003-08-09 주식회사 케이티 환형망의 링 보호 절체 방법
JP2004031207A (ja) * 2002-06-27 2004-01-29 Canon Inc 電子線照射装置および走査型電子顕微鏡装置
JP2004253374A (ja) * 2003-01-28 2004-09-09 Hitachi Ltd 電子顕微鏡
CN1518049A (zh) * 2003-01-28 2004-08-04 ������������ʽ���� 电子显微镜
US6992306B2 (en) * 2003-04-15 2006-01-31 Canon Kabushiki Kaisha Temperature adjustment apparatus, exposure apparatus having the same, and device fabricating method
US6762415B1 (en) * 2003-04-18 2004-07-13 Imago Scientific Instruments Corporation Vacuum chamber with recessed viewing tube and imaging device situated therein
US6897443B2 (en) * 2003-06-02 2005-05-24 Harald Gross Portable scanning electron microscope
KR100533444B1 (ko) * 2003-07-25 2005-12-05 전자빔기술센터 주식회사 마이크로칼럼의 렌즈조립체 제조 방법 및 그 방법에 의해제작된 렌즈 조립체

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6023060A (en) 1998-03-03 2000-02-08 Etec Systems, Inc. T-shaped electron-beam microcolumn as a general purpose scanning electron microscope
US6369385B1 (en) 1999-05-05 2002-04-09 Applied Materials, Inc. Integrated microcolumn and scanning probe microscope arrays
JP2001332204A (ja) * 2000-05-22 2001-11-30 Hitachi Ltd 電子顕微鏡の排気装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN101010775A (zh) 2007-08-01
WO2006025705A1 (en) 2006-03-09
JP2008511957A (ja) 2008-04-17
EP1794773A4 (en) 2009-10-28
US20080315096A1 (en) 2008-12-25
CN100583374C (zh) 2010-01-20
US8071944B2 (en) 2011-12-06
KR20070050457A (ko) 2007-05-15
EP1794773A1 (en) 2007-06-13
KR20080106974A (ko) 2008-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7456413B2 (en) Apparatus for evacuating a sample
US6023060A (en) T-shaped electron-beam microcolumn as a general purpose scanning electron microscope
JP5707286B2 (ja) 荷電粒子線装置、荷電粒子線装置の調整方法、および試料の検査若しくは試料の観察方法。
JP2012503856A (ja) 真空化されたデバイス、および、走査型電子顕微鏡
US20040159787A1 (en) Electron beam system
US20120217391A1 (en) Charged particle microscope
EP2061067A2 (en) Beam device and system comprising a particle beam device and an optical microscope
JP5923412B2 (ja) 観察装置および光軸調整方法
KR100896295B1 (ko) 마이크로칼럼을 이용한 포터블 전자현미경
JP2007188821A (ja) ハンディ電子顕微鏡
JP2009259760A (ja) 電子顕微鏡の試料装置
US20170229284A1 (en) Ion beam device and sample observation method
KR101922004B1 (ko) 이온 비임 생성을 위한 혁신적인 소스 조립체
WO2004064097A2 (en) Charged particle beam device for inspecting or structuring a specimen
JP2019169593A (ja) 基板搬送システム
JP7271704B2 (ja) シングルビームモードを備えたマルチビーム検査装置
US11081314B2 (en) Integrated transmission electron microscope
WO2013129196A1 (ja) 荷電粒子線装置及び荷電粒子線照射方法
JP4221428B2 (ja) 荷電粒子線による検査装置及びその検査装置を用いたデバイス製造方法
JP2007184283A (ja) 荷電粒子線装置及び方法
JP2007273187A (ja) 大型試料の画像生成装置
JP2001236917A (ja) 照射用電子線を有する顕微鏡
JPH0963525A (ja) 走査型電子顕微鏡
JP2008193119A (ja) 荷電粒子線による検査装置及びその検査装置を用いたデバイス製造方法
KR102646592B1 (ko) 하전 입자 빔 장치, 주사 전자 현미경, 및 하전 입자 빔 장치를 작동시키는 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
A107 Divisional application of patent
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
E902 Notification of reason for refusal
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130429

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140428

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150428

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160428

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190429

Year of fee payment: 11