KR101456523B1

KR101456523B1 - 전자 현미경의 스캐닝 정밀도 측정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101456523B1
Application number: KR20130149088A
Authority: KR
Inventors: 임선종
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2014-11-03

Abstract

본 발명은 전자 현미경에서 발생되는 전자 빔이 정확하게 조사되는지 그 정밀도를 측정하는 방법 및 장치에 대한 것으로서, 특히 전자 빔이 조사되어 신호를 발생하는 감지 라인과, 상기 감지 라인에 연결되어 신호를 감지하는 감지부를 포함하여 전자 빔의 스캔 방향이 일정한지 또는 지시된 거리만큼 스캔 되었는지를 보다 용이하고 정확하게 측정할 수 있는 것이다.

Description

전자 현미경의 스캐닝 정밀도 측정 장치 및 방법{THE DEVICE AND METHOD FOR SCANNING PRECISION OF SCANNING ELECTRON MICROSCOPE}

근래, 초 미세 가공 기술의 발달에 따라 나노(nano : n,nm)치수를 균일성 있게 대량으로 가공 할 수 있는 나노가공장치들이 지속적으로 개발되는 것에 부응하여 나노 가공장치에서 가공된 초 미세 가공품을 측정하기 위한 장비로서 다양한 종류의 전자 현미경 기술이 지속적으로 발전하고 있다.

일반적인 전자 현미경은 널리 알려진 바와 같이 진공 챔버의 내측 상부로부터 하부를 향해 전자빔을 발생하는 전자총과, 전자총에서 발생된 전자 빔을 여과 및 집속하는 집속 렌즈부와, 시편으로 주사되는 전자 빔의 편향 각도를 조절하는 주사코일과, 편향 각도가 조절된 전자 빔을 시편으로 주사하는 대물 렌즈부를 포함한다.

상술한 바와 같은 전자 현미경은 전자 빔을 시편상에 스캐닝하는데, 이 때 상기 전자 빔이 정확하게 시편상에서 스캐닝되어야 정밀한 시편 검사가 이루어지므로 상기 스캐닝의 정밀도를 확인해야할 필요성이 있다.

종래에는 상기 스캐닝의 정밀도를 확인하기 위해 스캐닝에 의해 획득된 영상 신호를 분석하여 스캐닝이 정확하게 이루어졌는지 측정하는 기술이 이용되고 있었다.

또한, 시편상에 형광 물질을 바르고 스캐닝하여 육안으로 검사하는 기술이 이용되고 있었다.

그러나 상술한 바와 같은 종래의 측정 기술의 경우 영상을 보고 분석하거나 육안으로 검사해야 해서 스캐닝이 정확하게 이루어지고 있는지에 대한 정밀한 측정이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 별도의 영상 분석 또는 육안 검사가 필요하여 스캐닝 정밀도의 측정에 많은 시간과 노력이 소요되는 문제점이 있었다.

한편, 상술한 전자 현미경 자체는 널리 알려진 기술로서 특히 아래의 선행기술문헌에 자세히 기재되어 있는 바, 중복되는 설명과 도시는 생략한다.

미국 등록 특허 제8541755호 미국 등록 특허 제5376799호 미국 등록 특허 제5089708호 일본 공개 특허 제2002-289129호 일본 공개 특허 제2001-148232호 일본 공개 특허 제1999-184070호 일본 공개 특허 제1999-233424호 일본 공개 특허 제1999-237310호 일본 공개 특허 제1994-099686호 일본 공개 특허 제1988-176974호 한국 등록 특허 제10-1236489호 한국 등록 특허 제10-1216961호 한국 등록 특허 제10-1195487호 한국 등록 특허 제10-1195486호 한국 등록 특허 제10-0962243호 한국 등록 특허 제10-0918434호 한국 등록 특허 제10-0822791호 한국 등록 특허 제10-0660536호 한국 공개 특허 제2009-0053274호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 전자 빔이 조사되어 신호를 발생하는 감지 라인과, 상기 감지 라인에 연결되어 신호를 감지하는 감지부를 포함하되 전자 빔의 스캔 정밀도를 보다 정확하고 용이하게 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전자 현미경의 전자 빔(BM)이 조사되어 신호를 발생하는 감지 라인(LN)과, 상기 감지 라인(LN)에 연결되어 신호를 감지하는 감지부(D)를 포함하되, 상기 감지 라인(LN)은 상기 전자 빔(BM)의 스캔 방향과 일치하는 방향으로 다수 열 배치되는 제1감지 라인(LN1) 또는 상기 스캔 방향과 직교하는 방향으로 다수 열 배치되는 제2감지 라인(LN2)을 포함하는 전자 현미경의 스캐닝 정밀도 측정 장치에 일 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기 측정 장치를 이용하여 스캐닝의 정밀도를 측정하는 방법으로서, 상기 제1감지 라인(LN1)을 따라 스캐닝하되, 상기 다수 개의 제1감지 라인(LN1) 중 최초 감지된 제1감지 라인과 최종 감지된 제1감지 라인이 상이한 경우 상기 최초 감지된 제1감지 라인의 최초 점(A)과 최종 감지된 제1감지 라인의 최종 점(B)사이의 각도를 측정하여 스캔 각도(θ)를 산출하는 전자 현미경의 스캐닝 정밀도 측정 방법에 또 다른 특징이 있다.

이때, 상기 스캔 각도(θ)는 상기 스캔 방향과 상기 최초 점(A)과 최종 점(B)을 연결하는 가상 선과의 각도로 산출되는 전자 현미경의 스캐닝 정밀도 측정 방법에 또 다른 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기 측정 장치를 이용하여 스캐닝의 정밀도를 측정하는 방법으로서, 상기 제2감지 라인(LN2)을 따라 스캐닝하되, 상기 다수 개의 제2감지 라인(LN2) 중 최초 감지된 최초 점(A)이 속하는 감지 라인과 최종 감지된 최종 점(B)가 감지된 감지 라인을 감지하여 스캔 거리(L)를 산출하는 전자 현미경의 스캐닝 정밀도 측정 방법에 또 다른 특징이 있다.

또한, 본 발명은 전자 현미경의 전자 빔(BM)이 스캐닝되는 각도를 측정하는 스캔 각도 측정부(100)와, 상기 스캔 각도 측정부(100)의 저면에 배치되되 상기 전자 빔(BM)의 특정 방향의 스캔 거리를 측정하는 제1스캔 거리 측정부(200)와, 상기 제1스캔 거리 측정부(200)의 저면에 배치되되 상기 전자 빔(BM)의 다른 방향의 스캔 거리를 측정하는 제2스캔 거리 측정부(300)를 포함하되, 상기 스캔 각도 측정부(100)는 절연 프레임(110) 중앙에 배치되는 절연판(130)과, 상기 절연판(130)에 설치되는 도전부(120)와, 일측은 상기 절연판(130)에 연결되고 타 측은 절연 프레임(110) 외측에 배치되는 감지부(500)에 연결되는 것으로서 상기 전자 빔(BM)의 스캔 방향과 일치하는 방향으로 다수 열 설치되는 도전성 재질의 제1방향 감지 라인(140)과, 상기 스캔 방향과 직교하는 방향으로 다수 열 설치되는 제2방향 감지 라인(150)을 포함하고, 상기 제1스캔 거리 측정부(200)는 절연 프레임(210) 내부에 일정 방향으로 다수 개 설치되되 절연 프레임(210) 일 측에 배치되는 감지부(500)에 각각 연결되는 도전성 재질의 감지 라인(240)을 포함하고, 상기 제2스캔 거리 측정부(300)는 절연 프레임(310) 내부에 설치되되 상기 제1스캔 거리 측정부(200)의 감지 라인(240)과 직교되는 방향으로 다수 개 설치되는 것으로서 상기 절연 프레임(310) 일 측에 배치되는 감지부(500)에 각각 연결되는 도전성 재질의 감지 라인(340)을 포함하는 전자 현미경의 스캐닝 정밀도 측정 장치에 또 다른 특징이 있다.

이때, 상기 스캔 각도 측정부(100)의 절연 프레임(110) 각 모서리와 상기 절연판(130)사이에 설치되는 지지부(160)를 더 포함하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명은 상기 측정 장치를 이용하여 전자 빔의 조사 위치를 측정하는 방법으로서, 상기 도전부(120)를 전자 빔(BM)이 조사되어야 하는 위치에 배치한 후 전자 빔(BM)을 상기 도전부(120)에 조사하여 상기 도전부(120)에 연결된 감지 라인(120L)을 통해 감지부(500)가 신호를 인식한 경우 상기 전자 빔(BM)이 원하는 위치에 조사되는 것으로 판단하는 전자 현미경의 스캐닝 정밀도 측정 방법에 또 다른 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기 정밀도 측정 장치를 이용하여 전자 빔의 정밀도를 측정하는 방법으로서, 상기 측정 장치를 전자 현미경의 하측에 배치한 후 전자 빔(BM)을 조사하여 상기 스캔 각도 측정부(100)에 의해 상기 도전부(120)로부터 신호가 감지되면 상기 전자 현미경의 전자 빔(BM)이 원하는 위치에 조사되는 것으로 판단하는 한편, 상기 전자 빔(BM)을 특정 방향으로 스캔하여 상기 스캔 방향과 일치하는 제1방향 감지 라인(140)의 중 하나의 감지 라인에서만 신호가 감지되면 상기 전자 빔(BM)의 스캔 방향이 일정한 것으로 판단하며, 상기 제1방향 감지 라인(140) 중 2개 이상의 감지 라인에서 신호가 감지되면 최초 감지된 제1감지 라인의 최초 점(A)과 최종 감지된 제1감지 라인의 최종 점(B)사이의 각도를 측정하여 스캔 각도(θ)를 산출하는 전자 현미경의 스캐닝 정밀도 측정 방법에 또 다른 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기 정밀도 측정 장치를 이용하여 전자 빔의 정밀도를 측정하는 방법으로서, 상기 제1스캔 거리 측정부(200) 또는 제2스캔 거리 측정부(300)에 의해 상기 전자 빔(BM)이 최초 감지된 최초 점(A)이 속하는 감지 라인과 최종 감지된 최종 점(B)가 감지된 감지 라인을 감지하여 스캔 거리(L)를 산출하는 전자 현미경의 스캐닝 정밀도 측정 방법에 또 다른 특징이 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다라는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 발명에 의하면 감지 라인에 연결되어 신호를 감지하는 감지부에 의해 전자 빔의 스캔 정밀도를 보다 정확하고 용이하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장치를 설명하는 개념도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장치에 의해 스캔 각도를 측정하는 방법을 설명하는 개념도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 측정 장치를 설명하는 분리 사시도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의해 전자 빔의 조사 위치가 정확한지 여부를 판단할 수 있는 것을 설명하는 개념도,
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 측정 장치에 의해 스캔 각도를 측정하는 방법을 설명하는 개념도,
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 측정 장치에 의해 스캔 거리를 측정하는 방법을 설명하는 개념도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

첨부된 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장치를 설명하는 개념도, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장치에 의해 스캔 각도를 측정하는 방법을 설명하는 개념도, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 측정 장치를 설명하는 분리 사시도, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의해 전자 빔의 조사 위치가 정확한지 여부를 판단할 수 있는 것을 설명하는 개념도, 도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 측정 장치에 의해 스캔 각도를 측정하는 방법을 설명하는 개념도, 도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 측정 장치에 의해 스캔 거리를 측정하는 방법을 설명하는 개념도이다.

실시예

본 발명의 일 실시예에 따른 스캐닝 정밀도 측정 장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 전자 현미경의 전자 빔이 조사되어 신호를 발생하는 전도성의 감지 라인(LN)과, 상기 감지 라인(LN)에 연결되어 신호를 감지하는 감지부(D)를 포함한다.

이때, 상기 감지 라인(LN)은 상기 전자 빔의 스캔 방향과 일치하는 방향으로 다수 개 배치되는 제1감지 라인(LN1) 또는 상기 스캔 방향과 직교하는 방향으로 다수 개 배치되는 제2감지 라인(LN2)을 포함한다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 전자 빔의 스캔 방향이 도면상 수평 방향(X방향)인 경우 상기 제1감지 라인(LN1)을 수평 방향으로 배치하고 상기 제1감지 라인(LN1)의 일 측 또는 양 측에 감지부(D1)를 배치한다.

이때, 상기 제1감지 라인(LN1)은 상기 배치 방향과 직교되는 수직 방향으로 다수 열 배치된다.

또한, 상기 제2감지 라인(LN2)의 경우 스캔 방향과 직교 방향인 수직 방향(Y방향)으로 배치되어 일 측 또는 양 측에 감지부(D2)를 배치한다. 이 때, 유사하게 상기 제2감지 라인(LN2)은 수평 방향으로 다수 열 배치된다.

이와 같은 본 발명의 측정 장치(10)에 의해 스캐닝 정밀도를 측정할 수 있으며 이에 대해 설명한다.

우선 스캐닝 방향이 도 1의 X방향인 경우 스캐닝 각도를 측정하는 방법에 대해 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이 스캐닝 방향과 일치되는 제1감지 라인(LN1)을 따라 전자 빔(BM)을 조사하여 스캐닝한다.

즉, 제1감지 라인(LN1)의 하나인 제11감지 라인(LN1-1)을 따라 스캐닝하는 경우 상기 제11감지 라인(LN1-1)은 전도성 재질인 관계로 상기 전자 빔(BM)을 받아 신호를 발생하게 되며 상기 발생된 신호는 감지부(D1)에 의해 감지되어 스캐닝이 제11감지 라인(LN1-1)을 따라 이루어짐을 알 수 있다.

따라서 상기 신호가 제11감지 라인(LN1-1)에서만 일정하게 발생하면 상기 빔(B)은 일정한 방향으로 정확하게 스캐닝하고 있음을 알 수 있다.

그런데, 상기 스캐닝 방향이 일정하지 못하여 전자 빔(BM)이 제12감지 라인(LN1-2)에 조사되는 경우 상기 제12감지 라인(LN1-2)로부터 신호가 감지되며 이러한 경우 전자 빔(BM)이 일정한 방향으로 스캐닝되지 못하고 있음을 알 수 있으며 그 진행 방향에 대한 각도도 산출할 수 있다.

즉, 상기 제1감지 라인(LN1)을 따라 스캐닝하되, 상기 다수 개의 제1감지 라인(LN1) 중 최초 감지된 제1감지 라인(LN1)이 제11감지 라인(LN1-1)이고, 최종 감지된 제1감지 라인(LN1)이 제12감지 라인(LN1-2)으로서 상호 상이한 경우 최초 감지된 제11감지 라인(LN1-1)의 최초 점(A)과 최종 감지된 제12감지 라인(LN1-2)의 최종 점(B)사이의 각도를 측정하여 스캔 각도(θ)를 산출하는 것이다.

이때, 상기 스캔 각도(θ)는 상기 스캔 방향과 상기 최초 점(A)과 최종 점(B)을 연결하는 가상 선과의 각도로 산출되는 것도 가능하다.

또한, 상기 최초 점(A)과 최종 점(B)사이 거리는 사용자가 스캔 거리를 지정하여 스캔한 것이므로 이미 알고있는 값일 수 있고, 후술하는 바와 같이 상기 스캔 거리를 산출하여 스캔 각도를 계산하는 것도 가능하다.

이러한 본 발명의 측정 장치(10)를 전자 현미경 하측에 배치한 후 전자 빔을 스캔하기만 하면 전자 빔이 일정한 방향으로 스캔하는지 또는 일정한 방향으로 스캔하지 못하는 경우 그 각도를 산출할 수 있어 종래보다 용이하고도 정확한 스캐닝 정밀도를 산출할 수 있다.

한편, 상기 스캔 각도는 도 2에 도시된 바와 같이 연속적으로 측정하는 것도 가능하다. 즉, 도시된 바와 같이 전자 빔(BM)이 제11감지 라인(LN1-1)에서 출발하여 제12감지 라인(LN1-2)으로 이동한 후 다시 제13감지 라인(LN1-3)으로 이동한 경우 상기 제11감지 라인(LN1-1)과 제12감지라인(LN1-2)사이의 스캔 각도는 상술한 바와 같이 A지점과 B지점의 각도(θ1)으로 측정하고, 제12감지 라인(LN1-2)와 제3감지 라인(LN1-3)사이의 스캔 각도는 B지점과 또 다른 최종 점인 C지점 사이의 각도(θ2)로 측정할 수 있어 연속적으로 측정하는 것도 가능하다.

한편, 본 발명의 측정 장치(10)에 의한 경우 스캐닝되는 거리도 측정할 수 있으며 이에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.

도시된 바와 같이 상기 스캐닝 거리는 상기 제2감지 라인(LN2)을 이용하게 되는데, 상기 제2감지 라인(LN2)은 Y방향으로 배치되어 스캐닝 방향(X방향)으로 배치된 상기 제1감지 라인(LN1)과는 직교되는 방향이다.

이러한 제2감지 라인(LN2)을 따라 전자 빔(BM)이 X방향으로 스캐닝하면 상기 다수 개의 제2감지 라인(LN2) 중 최초 감지된 최초 점(A)이 속하는 감지 라인과 최종 감지된 최종 점(B)이 속하는 감지 라인을 감지하여 스캔 거리(L)를 산출할 수 있다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 전자 빔(BM)이 제21감지 라인(LN2-1)에서 제22감지 라인(LN2-2)까지 스캐닝하는 경우 전자 빔(BM)이 최초 감지된 최초 점(A)이 속하는 감지 라인이 제21감지 라인(LN2-1)이고, 최종 점(B)이 속하는 감지 라인이 제22감지 라인(NL2-2)으로 감지되면 상기 각 감지 라인사이의 거리는 이미 설정되어 있는 값이므로 상술한 바와 같이 최초 점(A)과 최종 점(B)이 속하는 감지 라인만 감지하면 스캔 거리(L)를 바로 산출할 수 있다.

이에 의해 최초 작업자가 지시한 스캔 거리와 실제 산출된 스캔 거리(L)를 비교하여 전자 현미경의 스캔 거리가 정확한지 확인할 수 있다.

한편, 상기 제1감지 라인(LN1)과 제2감지 라인(LN2)은 상호 직교하는 것으로 설명 및 도시되어 있으나, 이는 본 발명을 설명하기 위한 것으로서 상호 각도가 상이하여 상술한 스캔 각도나 스캔 거리를 산출할 수 있는 한, 상기 각 감지 라인(LN)이 이루는 각도가 변경되는 경우라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.

또한, 상기 감지부(D)의 경우 제1감지 라인(LN1)에 연결되는 감지부(D1)와, 제2감지 라인(LN2)에 연결되는 감지부(D2)가 각각 배치되는 것도 가능하고 단독의 감지부(D)에 상기 제1감지 라인(LN1)과 제2감지 라인(LN2)이 모두 연결되는 것도 가능하다.

또한, 도시되지 않은 제어부를 상기 감지부(D)에 연결하여 상기 스캔 각도나 스캔 거리를 자동으로 산출하는 것도 가능하다.

이하 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명한다.

도시된 바와 같이 본 발명의 측정 장치(10)는 전자 현미경의 전자 빔이 스캐닝되는 각도를 측정하는 스캔 각도 측정부(100)와, 상기 스캔 각도 측정부(100)의 저면에 배치되되 상기 전자 빔(BM)의 특정 방향의 스캔 거리를 측정하는 제1스캔 거리 측정부(200)와, 상기 제1스캔 거리 측정부(200)의 저면에 배치되되 상기 전자 빔(BM)의 다른 방향의 스캔 거리를 측정하는 제2스캔 거리 측정부(300)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 스캔 각도 측정부(100)는 절연 프레임(110) 중앙에 배치되는 절연판(130)과, 상기 절연판(130)에 설치되는 도전부(120)와, 일측은 상기 절연판(130)에 연결되고 타 측은 절연 프레임(110) 외측에 배치되는 감지부(500)에 연결되는 것으로서 상기 전자 빔의 스캔 방향과 일치하는 방향으로 다수 개 설치되는 도전성 재질의 제1방향 감지 라인(140)과 상기 스캔 방향과 직교하는 방향으로 다수 개 설치되는 제2방향 감지 라인(150)을 포함할 수 있다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 중앙이 개방된 형상으로서 전기가 통하지 않는 절연 재질인 절연 프레임(110) 중앙에 절연판(130)을 배치하는 것이다.

이때, 상기 절연판(130)의 일 측에는 전도성 재질의 도전부(120)가 배치된다.

또한, 상기 제1스캔 거리 측정부(200)는 절연 프레임(210) 내부에 일정 방향으로 다수 개 설치되되 절연 프레임(210) 일 측에 배치되는 감지부(500)에 각각 연결되는 도전성 재질의 감지 라인(240)을 포함할 수 있다.

유사하게 상기 제2스캔 거리 측정부(300)는 절연 프레임(310) 내부에 설치되되 상기 제1스캔 거리 측정부(200)의 감지 라인(240)과 직교되는 방향으로 다수 개 설치되는 것으로서 상기 절연 프레임(310) 일 측에 배치되는 감지부(500)에 각각 연결되는 도전성 재질의 감지 라인(340)을 포함할 수 있다.

즉, 상기 스캔 각도 측정부(100)의 저면에 제1스캔 거리 측정부(200)를 배치하고, 상기 제1스캔 거리 측정부(200)의 저면에 제2스캔 거리 측정부(300)를 배치하여 스캔 각도와 스캔 거리를 산출할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 측정 장치(10)에 의해 전자 빔이 정확한 위치에 조사되는지 여부를 측정할 수 있으며 이하 도 5를 참조하여 설명한다.

상기 도 5에 도시된 바와 같이 도전부(120)가 절연판(130)에 배치되는데 이 때 상기 도전부(120)를 전자 빔(BM)이 조사되어야 하는 위치에 배치한다. 이 후, 전자 빔(BM)을 상기 도전부(120)에 조사하여 상기 도전부(120)에 연결된 감지 라인(120L)을 통해 감지부(500)가 신호를 인식한 경우에는 전자 빔(BM)이 정확한 위치에 조사된 것으로 판단할 수 있다.

만일, 전자 빔(BM)을 도전부(120)측으로 조사하였음에도 불구하고 신호가 감지되지 않는 경우는 전자 빔(BM)이 상기 절연판(130)상으로 조사되어 신호가 발생되지 않은 것이므로 이에 의해 전자 빔(BM)의 조사 방향이 잘못되어 있는 것으로 판단할 수 있다.

한편, 상기 절연판(130)은 상술한 바와 같이 도전부(120)를 지지하기 위한 것으로서 도시된 바와 같이 판체 형상일 수 있으며, 상기 스캔 각도 측정부(100)의 절연 프레임(110) 각 모서리와 상기 절연판(130)사이에 설치되는 지지부(미도시)에 의해 지지될 수 있다.

한편, 감지부(500)는 상기 스캔 각도 측정부(100)와 제1스캔 거리 측정부(200) 그리고 제2스캔 거리 측정부(300)에 공통적으로 사용되는 것도 가능하고, 도시된 바와 같이 상기 스캔 각도 측정부(100)에 사용되는 감지부(510), 제1스캔 거리 측정부(200)에 사용되는 감지부(520) 그리고 제2 스캔 거리 측정부(300)에 사용되는 감지부(530)등을 별도로 사용하는 것도 가능하다.

또한, 상기 감지부(500)에 디스플레이부(600)를 연결하여 감지되는 상황을 모니터링하는 것도 가능하다.

이하, 상술한 본 발명의 측정 장치(10)에 의해 스캐닝 각도를 측정하는 방법에 대해 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이 전자 빔(BM)이 상기 제1방향 감지 라인(140) 중 하나의 감지 라인(141)을 따라 스캐닝하는 경우 상기 감지 라인(141)에서만 신호가 감지되면 전자 빔의 스캔 방향이 일정한 것으로 판단할 수 있다.

만일, 상기 제1방향 감지 라인(140) 중 2개 이상의 감지 라인에서 감지부(500)에 의해 신호가 감지되면 전자 빔(BM)의 스캔 방향이 일정하지 못하고 특정 각도로 편향된 것이므로 그 편향된 스캔 각도를 산출하기 위해 최초 감지된 제1감지 라인의 최초 점(A)과 최종 감지된 제1감지 라인의 최종 점(B)사이의 각도를 측정하여 스캔 각도(θ)를 산출한다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이 최초 특정 감지 라인(141)에서 감지되었다가 다른 감지 라인(142)에서 감지되는 경우 상기 최초 특정 감지 라인(141)의 최초 점(A)과 최종 감지된 다른 라인의 최종 점(B)사이의 각도를 스캔 각도(θ)로 산출하는 것이다.

만일, 스캐닝 방향이 상기 제2방향 감지 라인(150)의 방향(Y방향)인 경우 도 7에 도시된 바와 같이 측정되며, 그 원리는 상술한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.

한편, 본 발명의 측정 장치(10)에 의해 스캔 방향이 X방향인 경우의 스캐닝 거리를 측정할 수 있으며 이에 대한 방법을 도 8을 참조하여 설명한다.

도 8에 도시된 바와 같이 전자 빔(BM)이 X방향으로 스캔하는 경우 이와 직교되는 제1스캔 거리 측정부(200)을 통해 스캔 거리를 측정한다.

즉, 전자 빔(BM)이 X방향으로 스캔할 때, 상기 감지 라인(240) 중 최초 감지되는 최초 점(A)이 도면 부호 241의 감지 라인이고, 최종 점(B)은 도면 부호 242의 감지 라인으로 판단되면 상기 각 감지 라인(241,242)사이 거리는 이미 결정되어 있으므로 이에 의해 스캔 거리(L)를 산출할 수 있다.

다시 말해서 최초 점(A)과 최종 점(B)이 속하는 감지 라인이 어떤 감지 라인인지를 감지하면 이에 의해 스캔 거리(L)를 산출하는 것이다.

만일 즉, 전자 빔(BM)이 Y방향으로 스캔하는 경우 도 9에 도시된 바와 같이 제2 스캔 거리 측정부(300)에 의해 스캔 거리를 산출할 수 있으며 이는 상술한 바와 동일하여 중복되는 설명은 생략한다.

이상 설명한 바와 같이 본 측정 장치(10)는 스캔 각도 측정부(100)의 저면에 제1스캔 거리 측정부(200) 및 제2스캔 거리 측정부(300)를 포함하며, 이에 의해 전자 빔(BM)이 정확한 위치에 조사되는지 또는 정확한 방향으로 스캔하고 있는지를 측정할 수 있음은 물론 수평 또는 수직 방향의 스캔 거리도 정확하고 용이하게 측정할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상을 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

100 : 스캔 각도 측정부 110 : 절연 프레임
120 : 도전부 130 : 절연판
140 : 제1방향 감지 라인 150 : 제2방향 감지 라인
200 : 제1스캔 거리 측정부 210 : 절연 프레임
240 : 감지 라인 300 : 제2스캔 거리 측정부
340 : 감지 라인 500 : 감지부

Claims

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전자 현미경의 전자 빔(BM)이 스캐닝되는 각도를 측정하는 스캔 각도 측정부(100)와, 상기 스캔 각도 측정부(100)의 저면에 배치되되 상기 전자 빔(BM)의 특정 방향의 스캔 거리를 측정하는 제1스캔 거리 측정부(200)와, 상기 제1스캔 거리 측정부(200)의 저면에 배치되되 상기 전자 빔(BM)의 다른 방향의 스캔 거리를 측정하는 제2스캔 거리 측정부(300)를 포함하되,
상기 스캔 각도 측정부(100)는 절연 프레임(110) 중앙에 배치되는 절연판(130)과, 상기 절연판(130)에 설치되는 도전부(120)와, 일측은 상기 절연판(130)에 연결되고 타 측은 절연 프레임(110) 외측에 배치되는 감지부(500)에 연결되는 것으로서 상기 전자 빔(BM)의 스캔 방향과 일치하는 방향으로 다수 열 설치되는 도전성 재질의 제1방향 감지 라인(140)과, 상기 스캔 방향과 직교하는 방향으로 다수 열 설치되는 제2방향 감지 라인(150)을 포함하고,
상기 제1스캔 거리 측정부(200)는 절연 프레임(210) 내부에 일정 방향으로 다수 개 설치되되 절연 프레임(210) 일 측에 배치되는 감지부(500)에 각각 연결되는 도전성 재질의 감지 라인(240)을 포함하고,
상기 제2스캔 거리 측정부(300)는 절연 프레임(310) 내부에 설치되되 상기 제1스캔 거리 측정부(200)의 감지 라인(240)과 직교되는 방향으로 다수 개 설치되는 것으로서 상기 절연 프레임(310) 일 측에 배치되는 감지부(500)에 각각 연결되는 도전성 재질의 감지 라인(340)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 현미경의 스캐닝 정밀도 측정 장치.
제5항에 있어서,
상기 스캔 각도 측정부(100)의 절연 프레임(110) 각 모서리와 상기 절연판(130)사이에 설치되는 지지부(160)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 현미경의 스캐닝 정밀도 측정 장치.
제5항에 기재된 정밀도 측정 장치를 이용하여 전자 빔의 조사 위치를 측정하는 방법으로서,
상기 도전부(120)를 전자 빔(BM)이 조사되어야 하는 위치에 배치한 후 전자 빔(BM)을 상기 도전부(120)에 조사하여 상기 도전부(120)에 연결된 감지 라인(120L)을 통해 감지부(500)가 신호를 인식한 경우 상기 전자 빔(BM)이 원하는 위치에 조사되는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전자 현미경의 스캐닝 정밀도 측정 방법.
제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 기재된 정밀도 측정 장치를 이용하여 전자 빔의 정밀도를 측정하는 방법으로서,
상기 측정 장치를 전자 현미경의 하측에 배치한 후 전자 빔(BM)을 조사하여
상기 스캔 각도 측정부(100)에 의해 상기 도전부(120)로부터 신호가 감지되면 상기 전자 현미경의 전자 빔(BM)이 원하는 위치에 조사되는 것으로 판단하는 한편,
상기 전자 빔(BM)을 특정 방향으로 스캔하여 상기 스캔 방향과 일치하는 제1방향 감지 라인(140)의 중 하나의 감지 라인에서만 신호가 감지되면 상기 전자 빔(BM)의 스캔 방향이 일정한 것으로 판단하며, 상기 제1방향 감지 라인(140) 중 2개 이상의 감지 라인에서 신호가 감지되면 최초 감지된 제1감지 라인의 최초 점(A)과 최종 감지된 제1감지 라인의 최종 점(B)사이의 각도를 측정하여 스캔 각도(θ)를 산출하는 것을 특징으로 하는 전자 현미경의 스캐닝 정밀도 측정 방법.
제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 기재된 정밀도 측정 장치를 이용하여 전자 빔의 정밀도를 측정하는 방법으로서,
상기 제1스캔 거리 측정부(200) 또는 제2스캔 거리 측정부(300)에 의해 상기 전자 빔(BM)이 최초 감지된 최초 점(A)이 속하는 감지 라인과 최종 감지된 최종 점(B)가 감지된 감지 라인을 감지하여 스캔 거리(L)를 산출하는 것을 특징으로 하는 전자 현미경의 스캐닝 정밀도 측정 방법.