KR101400289B1 - 주사전자현미경 스테이지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 챔버 내부에서 위치 조정 유닛을 이용하여 시료를 직선이동 및 회전시키면서 관찰하는 전자현미경에 있어서, 상기 챔버 내부에 위치한 모터의 구동을 통해 시료를 평면 직선 이동시키는 제 1 위치조정유닛, 상기 챔버 내부에 위치한 모터의 구동을 통해 시료를 회전 이동시키는 제 2 위치조정유닛, 상기 챔버의 하단 외부로부터 상기 챔버 저면을 수직 관통하여 상기 제 1 위치조정유닛의 하단에 결합되며, 모터 구동을 통해 시료를 Z축 방향으로 승강시키는 제 3 위치조정유닛 및 상기 각 모터의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 동력구조가 간단하여 설계 및 제조가 용이하여 제조 원가를 절감할 수 있고, 진공밀폐가 매우 용이하여 제품 성능이 향상되는 효과가 있다.

Description

주사전자현미경 스테이지{SCANNING ELECTRON MICROSCOPE}
본 발명은 전자현미경 스테이지에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 시료를 X축, Y축, R축 및 T축 위치 조정을 위한 동력전달 수단을 챔버 내부에 설치하고, Z축 위치 조정 유닛만을 챔버 하단의 외부에 설치함으로써 챔버 내부의 진공 상태 유지를 용이하며 장치 구성 간소화 및 챔버 사이즈의 컴팩트화를 이룰 수 있는 주사전자현미경 스테이지에 관한 것이다.
전자현미경은 진공챔버 내에 있는 관찰 대상 시료에 전자를 가속 충돌시켜 발생하는 이차전자를 포집하여 그 수를 음영으로 표시, 영상으로 변환하여 관찰하는 장치로서, 빛 대신 전자를 사용하여 시료의 확대된 이미지를 표시할 수 있다.
이러한 전자현미경은 방식에 따라서 투과 전자현미경(TEM), 주사 전자현미경(SEM), 반사 전자현미경(REM), 투사주사 전자현미경(STEM), 저전압 전자현미경(LVEM) 등으로 구분될 수 있다.
전자현미경은 시료를 수십만 배 이상 확대하여 표시할 수 있어 생명, 나노 등 각종 기술분야에서 사용되고 있다.
전자현미경은 시료인 시료를 스테이지에 올려놓은 상태에서 동작한다. 통상적으로, 전자현미경의 다른 부분은 고정되어 있고 스테이지가 이동하여 시료의 다양한 부분이 관찰되도록 한다. 즉, 스테이지가 X축, Y축, Z축 방향으로의 직선 및 R축 방향과 T축 방향으로의 회전 이동하여 조작자가 원하는 지점이 관찰될 수 있도록 함을 의미한다.
이러한 직선 및 회전 이동이 이루어지는 스테이지에 관한 기술로서 한국등록특허 제 0890001호 "소형 전자주사현미경의 스테이지유닛"이 개시된바 있다.
한국등록특허 제 0890001호에 따르면 시편 홀더가 안착되는 각 스테이지의 X축, Y축, Z축, R축 및 T축 방향으로 이동시키기 위한 조작부가 챔버 도어의 외부에 설치되어 있으며, 스테이지를 다양한 방향으로 이동시키기 위해서는 복잡한 링크 및 기어가 결합되어 있다.
이러한 종래의 전자현미경은 복잡한 구조의 위치조정유닛으로 인하여, 컴팩트한 사이즈의 전자현미경에 대한 설계에 제약이 있고 고가이며 유지보수가 쉽지 않다.
또한, 종래의 전자현미경은 직선 및 회전 이동 조작을 위한 조작부가 도어에 연결된 상태로 챔버 내부의 동력 전달부와 연결되므로, 시료 교체시에 챔버도어와 함께 조립된 스테이지 시스템이 외부에 노출되므로 외부환경에 쉽게 오염되는 단점이 있다.
아울러, 도어 외부의 다수의 조작부가 챔버 내부의 동력 전달부와 연결되므로 챔버 내부를 통과하는 구멍이 많아 진공 유지가 어려운 단점이 있다.
배경기술의 단점을 해소하기 위한 본 발명은 시료를 X축, Y축, R축 및 T축 위치 조정 유닛을 도어와 연결된 복잡한 링크 및 기어를 이용하지 않고 챔버 내부에서 모터 결합시키고, Z축 위치 조정 유닛만을 챔버 하단의 외부에 설치함으로써, 챔버 내부의 동력 전달 수단을 최소화하고 챔버 내부를 관통하는 홀의 개수를 최소화할 수 있도록 하는 주사전자현미경 스테이지를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 측면에 따르면, 챔버 내부에서 위치 조정 유닛을 이용하여 시료를 직선이동 및 회전시키면서 관찰하는 전자현미경에 있어서, 상기 챔버 내부에 위치한 모터의 구동을 통해 시료를 평면 직선 이동시키는 제 1 위치조정유닛, 상기 챔버 내부에 위치한 모터의 구동을 통해 시료를 회전 이동시키는 제 2 위치조정유닛, 상기 챔버의 하단 외부로부터 상기 챔버 저면을 수직 관통하여 상기 제 1 위치조정유닛의 하단에 결합되며, 모터 구동을 통해 시료를 Z축 방향으로 승강시키는 제 3 위치조정유닛 및 상기 각 모터의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사전자현미경 스테이지가 제공된다.
여기서, 상기 제 1 위치조정유닛은 상기 제 3 위치조정유닛의 상단과 결합되는 베이스 스테이지와, 상기 베이스 스테이지의 상단에 X축 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되고, 일측에 연결된 X축 모터의 구동에 의해 X축 방향으로 이동하는 X축 스테이지를 포함하는 X축 위치조정부와, 상기 X축 스테이지의 상단에 Y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되고, 일측에 연결된 Y축 모터의 구동에 의해 Y축 방향으로 이동하는 Y축 스테이지를 포함하는 Y축 위치조정부를 포함한다.
그리고, 상기 X축 위치조정부는 상기 베이스 스테이지의 일측에 고정 설치되는 X축 모터와, 상기 X축 모터에 축결합되고, 축상에 스크류가 형성된 제 1 회전축과, 상기 제 1 회전축과 나사결합되는 제 1 관통홀이 형성되는 제 1 결합 브라켓과, 일측이 상기 제 1 결합 브라켓의 일측과 결합되어 상기 베이스 스테이지의 X축방향으로 직선이동하는 X축 스테이지를 포함하는 것이 바람직하고, 동일한 방식으로, 상기 Y축 위치조정부는 상기 X축 스테이지의 일측에 고정 설치되는 Y축 모터와, 상기 Y축 모터에 축결합되고, 축상에 스크류가 형성된 제 2 회전축과, 상기 제 2 회전축과 나사결합되는 제 2 관통홀이 형성되는 제 2 결합 브라켓과, 일측이 상기 제 2 결합 브라켓의 일측과 결합되어 상기 X축 스테이지의 Y축 방향으로 직선이동하는 Y축 스테이지를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 제 2 위치조정유닛은 상기 제 1 위치조정유닛 상에 수직 회전이 가능하게 설치되고 일측에 연결 틸팅축 모터의 구동에 의해 수직 회전하는 틸팅축 스테이지를 포함하는 틸팅축 위치조정부와, 상기 틸팅축 스테이지 상에 수평 회전가능하게 결합되고, 일측에 연결된 R축 모터의 구동에 의해 수평 회전하는 회전체를 포함하는 R축 위치조정부를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 틸팅축 위치조정부는 틸팅축 모터와, 일측이 상기 틸팅축 모터에 축결합되고 상기 모터의 회전력을 틸팅축 방향의 회전력으로 전환하는 제 1 회전방향 전환수단과, 일측이 상기 제 1 회전방향 전환수단의 타측에 결합되어 수직방향으로 회동하는 회동 플레이트를 포함하여 구성되고, 상기 R축 위치조정부는 R축 모터와, 일측이 상기R축 모터에 축결합되고 상기 모터의 회전력을 R축 방향의 회전력으로 전환하는 제 2 회전방향 전환수단과, 일측이 상기 제 2 회전방향 전환수단의 타측에 결합되어 R축 방향으로 회전하는 시료대를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 3 위치조정유닛은, 상기 챔버의 하단 외부에 설치된 Z축 모터와, 상기 Z축 모터에 축결합되고, 외주면에 스크류가 형성된 제 3 회전축과, 상기 제 3 회전축과 나사결합되는 제 3 관통홀이 형성되는 제 3 결합 브라켓과, 일단이 상기 제 3 결합 브라켓의 일측과 결합되고 타단이 상기 챔버의 저면을 관통하여 상기 제 1 위치조정유닛의 하단에 결합되는 승강축을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 챔버의 저면에는 개구가 형성되고, 상기 개구에는 중앙에 상기 승강축이 관통결합되는 결합공이 형성되고, 일측에 전선배출공이 형성된 밀폐 플레이트가 상기 개구를 밀폐하도록 설치되는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 밀폐 플레이트의 하부에는 상기 승강축과 상기 전선배출공을 통해 배출되는 전선을 외부로부터 밀폐시키기 위한 보호 플레이트가 수직방향으로 설치되는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 의하면, 동력구조가 간단하여 동력전달 손실이 없고 미세조정이 용이하며, 설계 및 제조가 용이하여 제조 원가를 절감할 수 있고, 진공밀폐가 매우 용이하여 제품 성능이 향상되는 효과가 있다.
또한, 각 축이 제어부와 구동부로부터 독립적으므로 최소한의 크기로 구현이 가능하고, 최소한의 크기로 인해 X,Y,Z 축의 스트로크 범위가 높아져 스테이지 위치 조정이 매우 용이하게 넓은 범위의 관찰이 가능한 효과도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 주사전자현미경 스테이지의 외관을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스테이지 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 3은 스테이지 시스템의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 스테이지 시스템의 5축 위치조정 동작관계를 나타낸 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 주사전자현미경 스테이지의 외관을 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 주사전자현미경 스테이지(1)는 내부에 시료와 시료 위치조정유닛을 구비하고, 내부를 진공상태로 유지하기 위해 외부와 밀폐되는 챔버(10)와 챔버(10)의 일측에 설치되는 챔버 도어(20)를 포함하여 구성되며, 챔버(10)의 하부에 시료를 Z축 방향으로 승강시키기 위한 제 3 위치조정유닛(90)이 설치되어 있다.
일반적으로 챔버 도어에 다축의 위치조정유닛이 설치되는 종래기술과 달리 본 발명에서는 챔버 도어(20)에는 조작부가 설치되어 있지 않고, 챔버 도어(20)의 하부에 Z축 방향으로 승강시키기 위한 제 3 위치조정유닛(90)만이 외부로 설치되고 나머지 4축 방향의 위치조정을 위한 유닛들이 챔버의 내부에 설치됨으로써 챔버 내부를 통과하는 구멍이 1개만이 존재하므로 진공 유지가 매우 용이하고, 회전 이동 조작을 위한 조작부가 도어에 연결되어 있지 않아 스테이지 시스템이 외부환경에 오염되지 않는 것이 특징적인 구성이다.
도 2는 본 발명에 따른 스테이지 시스템을 나타낸 사시도이고, 도 3은 스테이지 시스템의 분해 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 스테이지 시스템은 크게 챔버(10) 내부에 치한 모터(52, 62)의 구동을 통해 시료대(100)를 평면 직선 이동시키는 제 1 위치조정유닛과, 챔버(10) 내부에 위치한 모터(72, 81)의 구동을 통해 시료대를 회전 이동시키는 제 2 위치조정유닛, 챔버(10)의 하단 외부로부터 챔버(10)의 저면을 수직 관통하여 제 1 위치조정유닛의 하단에 결합되며, 모터(91) 구동을 통해 시료대를 Z축 방향으로 승강시키는 제 3 위치조정유닛(90) 및 각 모터의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성된다. 도면에는 컨트롤러의 구성은 생략되어 있으며, 제 1 ~ 제 3 위치조정유닛의 구조를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
제 1 위치조정유닛은 제 3 위치조정유닛(90)의 상단과 결합되는 베이스 스테이지(40)와, 베이스 스테이지(40)의 상단에 X축 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되고, 일측에 연결된 X축 모터(52)의 구동에 의해 X축 방향으로 이동하는 X축 스테이지(51)를 포함하는 X축 위치조정부(50)와, X축 스테이지(51)의 상단에 Y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되고, 일측에 연결된 Y축 모터(62)의 구동에 의해 Y축 방향으로 이동하는 Y축 스테이지(61)를 포함하는 Y축 위치조정부(60)를 포함한다.
보다 상세하게는, X축 위치조정부(50)는 베이스 스테이지(40)의 일측에 고정 설치되는 X축 모터(52)와, X축 모터(52)에 축결합되고, 축상에 스크류가 형성된 제 1 회전축(53)과, 제 1 회전축(53)과 나사결합되는 제 1 관통홀이 형성되는 제 1 결합 브라켓(54)과, 일측이 제 1 결합 브라켓(54)의 일측과 결합되어 베이스 스테이지(40)를 따라 직선이동하는 X축 스테이지(51)를 포함하여 구성된다.
베이스 스테이지(40)의 상면에는 X축 방향으로 LM 가이드(41)가 설치되고, X축 스테이지(51)가 LM 가이드(41)에 슬라이딩 가능하도록 결합된다. 따라서, X축 모터(52)의 회전구동력에 의해 제 1 회전축(53)이 회전할 때, X축 모터(52)가 고정 브라켓(55)을 통해 베이스 스테이지(40)에 고정설치되어 있으므로 제 1 회전축(53)에 나사결합된 제 1 결합 브라켓(54)이 제 1 회전축(53)을 따라 직선이동하게 되고, 그에 따라 제 1 결합 브라켓(54)에 결합된 X축 스테이지(51)가 LM 가이드(41)를 따라 슬라이딩 이동하게 된다.
그리고, Y축 위치조정부(60)는 X축 스테이지(51)의 일측에 고정 설치되는 Y축 모터(62)와, Y축 모터(62)에 축결합되고, 축상에 스크류가 형성된 제 2 회전축(63)과, 제 2 회전축(63)과 나사결합되는 제 2 관통홀이 형성되는 제 2 결합 브라켓(64)과, 일측이 제 2 결합 브라켓(64)의 일측과 결합되어 X축 스테이지(51)의 Y축 방향으로 직선이동하는 Y축 스테이지(61)를 포함하여 구성된다.
X축 스테이지(51)의 상면에는 Y축 방향으로 LM 가이드(56)가 설치되고, Y축 스테이지(61)가 LM 가이드(56)에 슬라이딩 가능하도록 결합된다. 따라서, Y축 모터(62)의 회전구동력에 의해 제 2 회전축(63)이 회전할 때, Y축 모터(62)가 고정 브라켓(65)을 통해 X축 스테이지(51)에 고정설치되어 있으므로 제 2 회전축(63)에 나사결합된 제 2 결합 브라켓(64)이 제 2 회전축(63)을 따라 직선이동하게 되고, 그에 따라 제 2 결합 브라켓(64)에 결합된 Y축 스테이지(61)가 LM 가이드(56)를 따라 슬라이딩 이동하게 된다.
그리고, 제 2 위치조정유닛은 Y축 스테이지(61) 상에 수직 회전이 가능하게 설치되고 일측에 연결된 틸팅축 모터(72)의 구동에 의해 수직 회전하는 틸팅축 스테이지(71)를 포함하는 틸팅축 위치조정부(70)와, 틸팅축 스테이지(71) 상에 수평 회전가능하게 결합되고, 일측에 연결된 R축 모터(81)의 구동에 의해 수평 회전하는 회전체를 포함하는 R축 위치조정부(80)를 포함하여 구성된다.
보다 상세하게는, 틸팅축 위치조정부(70)는 틸팅축 모터(72)와, 일측이 틸팅축 모터(72)에 축결합되고 모터(72)의 회전력을 틸팅축 방향의 회전력으로 전환하는 제 1 회전방향 전환수단(73, 74)과, 일측이 제 1 회전방향 전환수단(73, 74)의 타측에 결합되어 수직방향으로 회동하는 회동 플레이트(71)를 포함한다.
여기서, 제 1 회전방향 전환수단은 틸팅축 모터(72)에 축결합되는 웜기어(73)와 웜기어(73)와 직교방향으로 나사결합되고 수직방향으로 설치되는 나사기어(74)로 구성될 수 있다. 이러한 제 1 회전방향 전환수단에 의해 틸팅축 모터(72)의 수평방향 회전력이 수직방향 회전력으로 전환되어 회동 플레이트(71)가 상하방향으로 회동하게 되어 틸팅축을 구현하게 된다.
그리고, R축 위치조정부(80)는 R축 모터(81)와, 일측이 R축 모터(81)에 축결합되고 모터(81)의 회전력을 R축 방향의 회전력으로 전환하는 제 2 회전방향 전환수단(82, 83)과, 일측이 제 2 회전방향 전환수단(82, 83)의 타측에 결합되어 R축 방향으로 회전하는 시료대(100)를 포함하여 구성된다.
여기서, 제 2 회전방향 전환수단은 R축 모터(81)에 축결합되는 웜기어(82)와 웜기어(73)와 직교방향으로 나사결합되고 수평방향으로 설치되는 나사기어(83)로 구성될 수 있다. 이러한 제 2 회전방향 전환수단에 의해 R축 모터(81)의 수평방향 회전력이 R 방향 회전력으로 전환되어 시료대(100)가 R 방향으로 회전하게 되어 R축을 구현하게 된다.
마지막으로, 제 3 위치조정유닛(90)은 챔버(10)의 하단 외부에 설치된 Z축 모터(91)와, Z축 모터(91)에 축결합되고, 외주면에 스크류가 형성된 제 3 회전축(92)과, 제 3 회전축(92)과 나사결합되는 제 3 관통홀이 형성되는 제 3 결합 브라켓(93)과, 일단이 제 3 결합 브라켓(93)의 일측과 결합되고 타단이 챔버(10)의 저면을 관통하여 베이스 스테이지(40)의 하단에 결합되는 승강축(94)을 포함하여 구성된다. 챔버(10)의 저면 상측에는 Z축 모터(91)가 고정 취부되고, 제 3 회전축(92), 제 3 결합 브라켓(93) 및 승강축(94)을 보호하기 위한 보호 플레이트(110)가 설치된다.
챔버(10)의 하부 일측에는 Z축 방향으로 LM 가이드(121)가 형성된 Z축 지지 플레이트(120)가 설치되고, 가이드 플레이트(122)가 LM 가이드(121)에 슬라이딩 가능하도록 결합된다. 여기서, 가이드 플레이트(122)의 일측에는 제 3 결합 브라켓(93)이 결합되는 결합구(123)가 형성되어 있다. 따라서, Z축 모터(91)의 회전구동력에 의해 제 3 회전축(92)이 회전할 때, Z축 모터(52)가 보호 플레이트(110)에 고정설치되어 있으므로 제 3 회전축(92)에 나사결합된 제 3 결합 브라켓(93)이 제 3 회전축(92)을 따라 상하이동하게 되고, 그에 따라 제 3 결합 브라켓(93)에 결합된 승강축(94)이 상하로 이동하게 되며, 이때, 제 3 결합 브라켓(93)에 연결된 가이드 플레이트(122)가 LM 가이드(41)를 따라 슬라이딩 이동하면서 승강축(94)의 상하이동을 가이드하게 된다.
그리고, 베이스 스테이지(40)의 원활한 승강을 위하여 베이스 스테이지(40)의 양측에 수직방향으로 가이드 플레이트(35)가 설치되고, 가이드 플레이트(35)에는 Z축 방향으로 LM 가이드(36)가 형성되어 있다. 베이스 스테이지(40)의 양측은 브라켓 등을 통해 가이드 플레이트(35)의 LM 가이드(36)에 슬라이딩 가능하도록 결합되어 승강축(94)의 승하강 이동시에 베이스 스테이지(40)가 LM 가이드(36)를 따라 가이드되면서 Z축을 승강하게 된다.
한편, 챔버의 저면에는 개구가 형성되고, 상기 개구에는 중앙에 승강축(94)이 관통결합되는 결합공(31)이 형성되고, 일측에 전선배출공(32)이 형성된 밀폐 플레이트(30)가 개구를 밀폐하도록 설치된다. 밀폐 플레이트(30)는 밀폐력을 높이기 위해 외측에 단차가 형성된 환턱 구조를 갖는 것이 바람직하다.
전선 배출공(32)은 챔버(10) 내부에 설치된 모터(52, 62, 72, 81)의 전원을 공급하기 위한 전선을 외부로 인출하기 위한 것으로서, 외부로 인출된 배선은 보호 플레이트(110)를 통해 외부와 격리되어 챔버(10) 내부의 진공상태를 유지하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 스테이지 시스템의 5축 위치조정 동작관계를 나타낸 것으로서, 도 4에는 각 축방향으로의 이동동작 및 회전동작이 화살표로 표시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전기모터를 이용하여 각 축의 직선 이동 또는 회전 이동을 제어함으로써 간단한 동력 구조를 통해 동력전달 손실이 없는 미세조정이 가능하고, 각 축이 제어부와 구동부로부터 컴팩트한 크기로 구현이 가능하고, 최소한의 크기로 인해 X,Y,Z 축의 스트로크 범위가 높아져 스테이지 위치 조정이 매우 용이하게 넓은 범위의 관찰이 가능하게 됨을 알 수 있다.
10 : 챔버 20 : 챔버 도어
30 : 밀폐 플레이트 40 : 베이스 스테이지
50 : X축 위치조정부 60 : Y축 위치조정부
70 : 틸팅축 위치조정부 80 : R축 위치조정부
90 : 제 3 위치조정유닛 100 : 시료대
110 : 보호 플레이트 120 : Z축지지 플레이트

Claims (11)

  1. 챔버 내부에서 위치 조정 유닛을 이용하여 시료를 직선이동 및 회전시키면서 관찰하는 전자현미경에 있어서,
    상기 챔버 내부에 위치한 모터의 구동을 통해 시료를 평면 직선 이동시키는 제 1 위치조정유닛;
    상기 챔버 내부에 위치한 모터의 구동을 통해 시료를 회전 이동시키는 제 2 위치조정유닛;
    상기 챔버의 하단 외부로부터 상기 챔버 저면을 수직 관통하여 상기 제 1 위치조정유닛의 하단에 결합되며, 모터 구동을 통해 시료를 Z축 방향으로 승강시키는 제 3 위치조정유닛; 및
    상기 각 모터의 구동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하되,
    상기 제 3 위치조정유닛은,
    상기 챔버의 하단 외부에 설치된 Z축 모터와,
    상기 Z축 모터에 축결합되고, 외주면에 스크류가 형성된 제 3 회전축과,
    상기 제 3 회전축과 나사결합되는 제 3 관통홀이 형성되는 제 3 결합 브라켓과,
    일단이 상기 제 3 결합 브라켓의 일측과 결합되고 타단이 상기 챔버의 저면을 관통하여 상기 제 1 위치조정유닛의 하단에 결합되는 승강축을 포함하며,
    상기 챔버의 저면에는 개구가 형성되고,
    상기 개구에는 중앙에 상기 승강축이 관통결합되는 결합공이 형성되고, 일측에 전선배출공이 형성된 밀폐 플레이트가 상기 개구를 밀폐하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 주사전자현미경 스테이지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 위치조정유닛은
    상기 제 3 위치조정유닛의 상단과 결합되는 베이스 스테이지와,
    상기 베이스 스테이지의 상단에 X축 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되고, 일측에 연결된 X축 모터의 구동에 의해 X축 방향으로 이동하는 X축 스테이지를 포함하는 X축 위치조정부와,
    상기 X축 스테이지의 상단에 Y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되고, 일측에 연결된 Y축 모터의 구동에 의해 Y축 방향으로 이동하는 Y축 스테이지를 포함하는 Y축 위치조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사전자현미경 스테이지.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 X축 위치조정부는
    상기 베이스 스테이지의 일측에 고정 설치되는 X축 모터와,
    상기 X축 모터에 축결합되고, 축상에 스크류가 형성된 제 1 회전축과,
    상기 제 1 회전축과 나사결합되는 제 1 관통홀이 형성되는 제 1 결합 브라켓과,
    일측이 상기 제 1 결합 브라켓의 일측과 결합되어 상기 베이스 스테이지의 X축방향으로 직선이동하는 X축 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사전자현미경 스테이지.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 Y축 위치조정부는
    상기 X축 스테이지의 일측에 고정 설치되는 Y축 모터와,
    상기 Y축 모터에 축결합되고, 축상에 스크류가 형성된 제 2 회전축과,
    상기 제 2 회전축과 나사결합되는 제 2 관통홀이 형성되는 제 2 결합 브라켓과,
    일측이 상기 제 2 결합 브라켓의 일측과 결합되어 상기 X축 스테이지의 Y축 방향으로 직선이동하는 Y축 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사전자현미경 스테이지.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 위치조정유닛은
    상기 제 1 위치조정유닛 상에 수직 회전이 가능하게 설치되고 일측에 연결 틸팅축 모터의 구동에 의해 수직 회전하는 틸팅축 스테이지를 포함하는 틸팅축 위치조정부와,
    상기 틸팅축 스테이지 상에 수평 회전가능하게 결합되고, 일측에 연결된 R축 모터의 구동에 의해 수평 회전하는 회전체를 포함하는 R축 위치조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사전자현미경 스테이지.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 틸팅축 위치조정부는
    틸팅축 모터와,
    일측에서 웜기어가 상기 틸팅축 모터에 축결합되고, 상기 웜기어와 나사결합되는 나사기어를 통해 상기 모터의 회전력을 틸팅축 방향의 회전력으로 전환하는 제 1 회전방향 전환수단과,
    일측이 상기 제 1 회전방향 전환수단의 타측에 결합되어 수직방향으로 회동하는 회동 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사전자현미경 스테이지.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 R축 위치조정부는
    R축 모터와,
    일측에서 웜기어가 상기R축 모터에 축결합되고, 상기 웜기어와 나사결합되는 나사기어를 통해 상기 모터의 회전력을 R축 방향의 회전력으로 전환하는 제 2 회전방향 전환수단과,
    일측이 상기 제 2 회전방향 전환수단의 타측에 결합되어 R축 방향으로 회전하는 시료대를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사전자현미경 스테이지.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 밀폐 플레이트의 하부에는 상기 승강축과 상기 전선배출공을 통해 배출되는 전선을 외부로부터 밀폐시키기 위한 보호 플레이트가 수직방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 주사전자현미경 스테이지.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101878753B1 (ko) * 2012-12-20 2018-07-16 삼성전자주식회사 수직 장착이 가능한 현미경용 시료 스테이지 및 이를 채용한 주사 탐침 현미경
KR101847357B1 (ko) * 2017-12-01 2018-04-10 한국기초과학지원연구원 전자 현미경용 시료 홀더 스테이지 및 그 제어 방법
CN114300328B (zh) * 2022-03-11 2022-05-13 国仪量子(合肥)技术有限公司 扫描电镜的样品平台及扫描电镜

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09223477A (ja) * 1996-02-14 1997-08-26 Hitachi Ltd 走査型電子顕微鏡
JP2000323079A (ja) 1999-05-12 2000-11-24 Hitachi Ltd 電子顕微鏡および試料ステージ
JP2000357482A (ja) 1999-05-25 2000-12-26 Schlumberger Technol Inc 帯電粒子ビームを用いた微細加工システム用のステージ
JP2005005108A (ja) 2003-06-11 2005-01-06 Hitachi High-Technologies Corp 集束イオンビーム装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09223477A (ja) * 1996-02-14 1997-08-26 Hitachi Ltd 走査型電子顕微鏡
JP2000323079A (ja) 1999-05-12 2000-11-24 Hitachi Ltd 電子顕微鏡および試料ステージ
JP2000357482A (ja) 1999-05-25 2000-12-26 Schlumberger Technol Inc 帯電粒子ビームを用いた微細加工システム用のステージ
JP2005005108A (ja) 2003-06-11 2005-01-06 Hitachi High-Technologies Corp 集束イオンビーム装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200122872A (ko) 2019-04-19 2020-10-28 서울과학기술대학교 산학협력단 스마트 자동화 샘플 스테이지
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