KR102384833B1 - 시료에 대한 열 전달을 방지하는 타겟부를 가진 x선 발생 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 발생 장치는 진공이 형성되는 내부 공간을 가지는 본체부, 내부 공간에 배치되어 전자를 방출하도록 설정된 캐소드를 포함하는 전자총부, 내부 공간에 배치되고 전자의 입사에 의해 X선을 발생시키는 타겟, 본체부의 일측에 형성된 개구부에 설치되고 타겟에서 발생한 X선을 투과시키는 투과창 및 투과창의 타겟과 반대측 외면에 위치한 박막층을 포함할 수 있다.

Description

시료에 대한 열 전달을 방지하는 타겟부를 가진 X선 발생 장치 및 그 제조 방법{X-RAY GENERATOR WITH TARGET MODULE PROHIBITING HEAT TRANSFER TO A SPECIMEN AND PRODUCING METHOD THE SAME}
본 개시는 X선 발생 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타겟에서 발생한 열 또는 빛이 시료로 전달되어 발생하는 시료의 열 팽창을 방지하는 타겟부를 구비한 X선 발생 장치의 구조에 관한 것이다.
X선 발생 장치는 캐소드에서 방출된 전자가 가속되어 타겟에 부딪히면서 전자의 에너지가 열 에너지와 X선으로 변환되는 현상을 이용하여 X선을 발생시킨다. 의료 영상 진단 장치, 비파괴 검사장치 또는 반도체 칩 검사장치 등과 같은 X선을 이용한 검사장치의 내부에 X선 발생 장치가 설치된다.
타겟은 텅스텐(W), 금 또는 백금과 같은 물질로 형성되고, 타겟에서 발생한 X선은 투과창을 통해 X선 발생 장치 외부로 출사되어 시료를 향해 방사된다.
전자가 충돌하는 타겟의 집속 지점에서 전자의 충돌로 인해 X선을 포함한 빛과 열이 발생된다.
선행기술 1과 같이 타겟의 방열성을 향상시키기 위해 X선 투과창의 적어도 일부를 타겟 지지부와 접촉시켜 타겟 지지부를 통해서 X선 투과창으로 열전도에 의해서 타겟의 열을 전달시키는 기술이 존재한다.
선행기술 1: 한국 공개특허공보 제10-2020-0002784호(2020.01.08. 공개)
본 개시의 일 실시 예는 타겟에서 발생한 열의 검사 시료에 대한 전도성 전달을 저감시키는 X선 발생 장치를 제공한다.
본 개시의 다른 실시 예는 타겟에서 발생한 빛으로 인한 복사열의 검사 시료에 대한 전달을 저감시키는 X선 발생 장치를 제공한다.
본 개시의 일 실시 예는 X선 발생 장치 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 발생 장치는 진공이 형성되는 내부 공간을 가지는 본체부, 내부 공간에 배치되어 전자를 방출하도록 설정된 캐소드를 포함하는 전자총부, 내부 공간에 배치되고 전자의 입사에 의해 X선을 발생시키는 타겟, 본체부의 일측에 형성된 개구부에 설치되고 타겟에서 발생한 X선을 투과시키는 투과창 및 투과창의 타겟과 반대측 외면에 위치한 박막층을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 발생 장치 제조 방법은 진공이 형성되는 내부 공간을 가지는 본체부의 내부 공간에 전자를 방출하도록 설정된 캐소드를 포함하는 전자총부를 배치하는 단계, 전자의 입사에 의해 X선을 발생시키는 타겟을 내부 공간에 배치하는 단계, 본체부의 일부에 형성된 개구부에 타겟에서 발생한 X선을 투과시키는 투과창을 설치하는 단계 및 투과창의 상기 타겟과 반대측 외면에 박막층을 형성시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 X선 발생 장치는 타겟에서 발생한 열의 검사 시료에 대한 전도성 전달을 저감시킬 수 있다.
본 개시의 다른 실시 예에 따른 X선 발생 장치는 타겟에서 발생한 빛으로 인한 복사열의 검사 시료에 대한 전달을 저감시킬 수 있다.
본 개시의 다른 실시 예에 따른 X선 발생 장치는 검사 시료의 열 팽창을 방지할 수 있다.
본 개시의 다른 실시 예에 따른 X선 발생 장치는 X선 검사 장치가 시료의 고 해상도 영상을 왜곡 없이 획득 가능하도록 한다.
도 1은 종래의 X선 발생 장치의 타겟부의 구성을 도식적으로 설명하는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 발생 장치의 구성을 도식적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 X선 발생 장치의 구성을 도식적으로 설명하는 도면이다.
도 4은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 X선 발생 장치의 구성을 도식적으로 설명하는 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 발생 장치의 제조 방법을 도식적으로 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1을 참조하여 종래의 X선 발생 장치의 X선을 이용하여 검사하고자 하는 시료(이하 '시료')를 검사하는 환경을 설명한다.
종래 X선 발생 장치는 고압 전원부로부터 전력을 공급 받아 캐소드에서 전자를 방출한다. 방출된 전자는 진공이 형성된 내부 공간을 통해 전자를 편향 및 집속하기 위한 코일에 의해 전자의 이동 통로(130)를 지나 타겟(115)에 입사(120)한다.
집속되어 타겟(115)에 입사한 전자는 타겟(115)의 집속 지점(S)에서 타겟(115)을 구성하는 물질(텅스텐 등)과 반응하여 X선을 발생시킨다. 발생된 X선은 본체부(100)의 개구(113)를 폐쇄하는 투과창(111)을 통과하여 시료(1000)로 방사(140)되고, 시료(1000)를 통과한 X선은 디텍터에 입사하고, 디텍터에서 X선의 감쇄에 따른 전기적 신호를 출력한다.
높은 해상도로 시료(1000)의 영상을 획득하기 위해서는 X선 초점(S)으로부터 시료까지의 거리인 FOD(Focus　to　Object　Distance)를 작게 할 필요가 있다. 특히 반도체 또는 회로 검사 장비의 경우 고 해상도 영상을 얻기 위해 투과창(111)에서 작게는 1mm 정도의 매우 가까운 거리에 시료(1000)를 위치시킨 상태에서 X선 영상을 획득하는 경우가 존재한다. 특히, 시료(1000)의 고 해상도 영상 검사를 수행할 경우, 또는 고 해상도 X선 CT(Computer Tomography) 영상을 획득할 경우, X선 방사 시간이 최소 10분에서 길게는 8시간 정도에 걸쳐 X선 검사를 수행하는 경우가 존재한다.
본 발명의 발명자는 시료(1000)의 고 해상도 X선 영상에서 영상의 왜곡을 발견하였다. 본 발명의 발명자는 해당 왜곡 현상이 타겟(115)에서 발생한 열의 대류 또는 빛의 복사로 인해 열이 타겟(115)으로부터 시료(1000)로 전달되어 시료(1000)의 열 팽창으로 인해 영상이 왜곡되는 것을 발견하였다.
특히, X선 CT 영상을 획득하는 경우, 획득된 X선 감쇄 데이터(sinogram)를 재구성 하면서 왜곡이 확대될 수 있다. 반도체와 같은 열에 민감한 시료를 투과창(111)에서 매우 가까운 위치에서 고 해상도 X선 영상을 획득할 경우, 시료(1000)의 열 팽창으로 인한 영상의 왜곡은 시료(1000)의 정확한 검사 결과를 담보할 수 없다.
또한, X선 투과창(111)으로 투과창(111)의 열전도에 의해 타겟(115)의 열을 외부로 전달시키는 경우 시료(1000)의 열 팽창은 심화될 수 있다.
아래의 설명에서 본 발명의 개시에 따른 실시 예들의 X선 발생 장치는 전자가 타겟(215, 315)을 통과하여 시료에 입사하는 투과형 X선 발생 장치를 전제로 하여 설명하지만, 본 발명에 따른 실시예들은 반사형 X선 발생 장치에도 동일하게 적용 가능하다.
도 2를 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 발생 장치의 구성을 설명한다.
X선 발생 장치는 내부 공간에 진공이 형성되는 본체부(200)를 포함하고, 본체부(200) 내부의 진공 공간에 고압 전원으로부터 전력을 공급 받아 전자를 발생시키는 캐소드를 포함하는 전자총부를 포함한다.
X선 발생 장치는 투과형의 경우 캐소드의 반대측의 본체부(200) 선단에 타겟(213)을 구비하고, 타겟(213)을 향하여 이동하는 전자의 이동 통로(230), 이동 통로(230)를 통과하는 전자를 편향 및 집속하기 위한 코일(240, 250)을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 본체부(200, 300, 400)의 내부 공간은 진공을 유지하는 모든 공간을 포함하며, 따라서 전자의 이동 통로(230, 330, 430) 및 투과창(211, 311, 411)의 하부 면이 맞닿은 공간을 포함한다.
X선 발생 장치는 본체부(200)의 일측에 형성된 개구부(215)를 포함할 수 있고, 개구부(215)를 폐쇄하면서 설치되고 타겟(213)에서 전자가 타겟 물질과 충돌하여 발생한 X선이 투과하여 본체부(200)의 외부로 방사되는 투과창(211)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 타겟(213)은 투과창(211)의 하면에 스퍼터링(증착)으로 형성될 수 있다. 다른 실시 예에서는, 타겟이 투과창(211)과 분리되어 형성될 수 있으나, 아래에서는 타겟(213)이 투과창(211)의 내부 공간측인 하면에 스퍼터링되어 형성된 것을 전제로 하여 설명한다.
일 실시 예에서, 투과창(211) 및 타겟(213)은 본체부(200)에 나사 결합, 접합 결합, 추가 구성인 가압 링의 가압 등 다양한 방식으로 내부의 진공을 유지하면서 본체부(200)에 결합되는 타겟부(210)에 설치될 수 있다. 접합의 경우 이종 접합을 통하여 내부 공간의 초고진공도를 유지할 수 있다. 나사 결합인 경우 타겟부(210)와 본체부 사이에 금속 플랜지를 이용하여 내부 공간의 초고진공도를 유지할 수 있다.
타겟(213)을 포함하는 타겟부(210)는 본체부(200)의 상단에 돌출되어 형성됨으로써, 외부 장치를 이용한 공냉으로 타겟(213)을 용이하게 냉각할 수 있다.
투과창(211)은 X선 투과 재료로 구성되며 일 실시 예에서, 베릴륨, 티탄박(titanium foil), 알루미늄 또는 다이아몬드박으로 구성될 수 있다.
X선 발생 장치는 투과창(211)의 타겟(213)과 반대측 외면에 위치한 박막층(217)을 더 포함한다.
박막층(217)은 열 차단을 위한 층으로서, 타겟(213)에서 발생한 열이 투과창(211)과 시료 사이의 공기를 통한 대류 전달 또는 투과창(211)에 접촉한 시료에 열 전도되는 것을 감소시킬 수 있다.
일 실시 예 에서, 박막층(217)은 투과창(211)의 열 전도율(예를 들어, 투과창이 베릴륨인 경우 200 W/(m·K))보다 높은 재료로 구성될 수 있다. 예를 들어, 박막층(217)은 탄소 또는 탄소의 동소체로 구성된 재료일 수 있고, 다이아몬드 박막 또는 그래핀 박막으로 구성될 수 있다.
박막층(217)은 금속 박막이 아닌 탄소 또는 탄소의 동소체로 구성된 재료인 경우 낮은 X선 감쇄율을 가지면서 열 전달을 감소시킬 수 있어 고 해상도 X선 영상을 획득할 수 있다.
또한, 박막층(217)은 투과창(211)의 열 전도율보다 높은 옆 전도율을 갖는 재료로 구성되는 경우, 투과창(211)을 통과한 열이 박막층(217)을 통해 투과창(211)과 시료 사이의 공기가 아닌 측면으로 전도되어 시료 사이의 공기를 통한 열의 대류 전달을 보다 감소시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 박막층(217)이 전자의 입사 방향(231)과 수직으로 교차하는 면적은 개구부(215)의 면적보다 넓을 수 있다. 따라서, 개구부(215)를 통한 열 전달을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 박막층(217)의 전자의 입사 방향(231)과 수직으로 교차하는 면적은 투과창(211)의 면적보다 넓을 수 있다. 따라서, 투과창(211)을 통한 열 전달을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 박막층(217)의 전자의 입사 방향(231)과 수직으로 교차하는 면적은 투과창(211)의 면적보다 넓을 수 있고, 박막층(217)은 본체부(200) 또는 타겟부(210)의 일부분까지 연결되어 형성될 수 있다. 따라서, 투과창(211)을 통한 열 전달이 박막층(217)을 통해 본체부(200) 또는 타겟부(210)로 전도됨으로써 대류로 인한 열 전달을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
X선 발생 장치는 박막층(217)의 투과창(215)과 반대측 일면의 적어도 일 부분에 카본나노튜브를 포함하는 도료로 코팅된 코팅층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 코팅층은 가시광선 흡수율이 99% 이상인 도료로 구성된 코팅층일 수 있고, 예를 들어 밴타블랙(VANTA Black)으로 구성된 코팅층일 수 있다.
코팅층이 카본나노튜브를 포함하는 도료 또는 가시광선 흡수율이 99% 이상인 도료로 구성된 코팅층인 경우, 전자의 충돌로 타겟(213)에서 발생한 가시광선 또는 적외선 등의 빛으로 인한 열 복사로 인한 시료에의 열 전달을 방지할 수 있다.
일 실시 예에서, 코팅층의 전자의 입사 방향(231)과 수직으로 교차하는 면적은 개구부(215)의 면적보다 넓을 수 있다. 따라서, 개구부(215)를 통한 열 복사를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 코팅층의 전자의 입사 방향(231)과 수직으로 교차하는 면적은 투과창(211)의 면적보다 좁을 수 있다. 열 복사는 빛의 경로를 따라 전달되므로, 코팅층을 개구부(215)의 면적보다 넓으면서 투과창(211)의 면적보다 좁게 형성함으로써, 빛의 복사를 통한 복사열을 효과적으로 감소시키면서 코팅층 형성 비용을 절감할 수 있다. 하지만, 코팅층의 면적이 투과창(211)의 면적보다 넓은 것을 배제하지 않는다.
도 3을 참조하여 본 개시의 다른 실시 예에 따른 X선 발생 장치의 구성을 설명한다. 앞서 설명한 것과 동일한 부분은 자세한 설명을 생략한다.
X선 발생 장치는 내부 공간에 진공이 형성되는 본체부(300)를 포함하고, 본체부(300) 내부의 진공 공간에 고압 전원으로부터 전력을 공급 받아 전자를 발생시키는 캐소드를 포함하는 전자총부를 포함한다.
X선 발생 장치는 투과형의 경우 캐소드의 반대측의 본체부(300) 선단에 타겟(313)을 구비하고, 타겟(313)을 향하여 이동하는 전자의 이동 통로(330), 이동 통로(330)를 통과하는 전자를 편향 및 집속하기 위한 코일(340, 350)을 포함할 수 있다.
X선 발생 장치는 본체부(300)의 일측에 형성된 개구부(315)를 포함할 수 있고, 개구부(315)를 폐쇄하면서 설치되고 타겟(313)에서 전자가 타겟 물질과 충돌하여 발생한 X선이 투과하여 본체부(300)의 외부로 방사되는 투과창(311)을 포함할 수 있다. 본 실시 예에서는 타겟(313)은 투과창(311)의 하면에 스퍼터링(증착)되어 형성된 것을 전제로 하여 설명하지만, 타겟이 투과창(311)과 분리되어 별개로 형성되는 것을 배제하지 않는다.
일 실시 예에서, 투과창(311)은 본체부(300)의 외면에 형성된 함몰부에 삽입되면서 개구부(315)를 폐쇄하여 내부의 진공을 유지하는 형태로 설치될 수 있다.
투과창(311)은 X선 투과 재료로 구성되며 일 실시 예에서, 베릴륨, 티탄박, 알루미늄 또는 다이아몬드박으로 구성될 수 있다.
X선 발생 장치는 투과창(311)의 타겟(313)과 반대측 외면에 위치한 박막층(317)을 더 포함하고, 일 실시 예 에서, 박막층(317)은 투과창(311)의 열 전도율보다 높은 재료로 구성될 수 있다. 예를 들어, 박막층(317)은 탄소 또는 탄소의 동소체로 구성된 재료일 수 있고, 다이아몬드 박막 또는 그래핀 박막으로 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 박막층(317)의 전자의 입사 방향(331)과 수직으로 교차하는 면적은 개구부(315)의 면적보다 넓게 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 박막층(317)의 전자의 입사 방향(331)과 수직으로 교차하는 면적은 투과창(311)의 면적보다 넓게 본체부(300)의 일부분까지 연결되어 형성될 수 있다. 따라서, 투과창(311)을 통한 열 전달이 박막층(317)을 통해 본체부(300)로 전도됨으로써 대류로 인한 열 전달을 효과적으로 감소시키고, 타겟(311)에서 발생한 열의 외부 배출을 향상시킬 수 있다.
X선 발생 장치는 박막층(317)의 투과창(311)과 반대측 일면의 적어도 일 부분에 카본나노튜브를 포함하는 도료로 코팅된 코팅층(미도시)을 더 포함할 수 있고, 일 실시 예에서, 코팅층은 가시광선 흡수율이 99% 이상인 도료로 구성된 코팅층일 수 있고, 예를 들어 밴타블랙으로 구성된 코팅층일 수 있다. 따라서, 전자의 충돌로 타겟(313)에서 발생한 가시광선 또는 적외선 등의 빛으로 인한 열 복사로 인한 시료에의 열 전달을 방지할 수 있다.
일 실시 예에서, 코팅층의 전자의 입사 방향(331)과 수직으로 교차하는 면적은 개구부(315)의 면적보다 넓을 수 있고, 투과창(311)의 면적보다 좁을 수 있다. 하지만, 코팅층의 면적이 투과창(311)의 면적보다 넓은 것을 배제하지 않는다.
도 4를 참조하여 본 개시의 다른 실시 예에 따른 X선 발생 장치의 구성을 설명한다. 앞서 설명한 것과 동일한 부분은 자세한 설명을 생략한다.
X선 발생 장치는 내부 공간에 진공이 형성되는 본체부(400)를 포함하고, 본체부(400) 내부의 진공 공간에 고압 전원으로부터 전력을 공급 받아 전자를 발생시키는 캐소드를 포함하는 전자총부를 포함한다.
X선 발생 장치는 투과형의 경우 캐소드의 반대측의 본체부(400) 선단에 타겟(413)을 구비하고, 타겟(413)을 향하여 이동하는 전자의 이동 통로(430), 이동 통로(430)를 통과하는 전자를 편향 및 집속하기 위한 코일(440, 450)을 포함할 수 있다.
X선 발생 장치는 본체부(400)의 일측에 형성된 개구부(415)를 포함할 수 있고, 개구부(415)를 폐쇄하면서 설치되고 타겟(413)에서 전자가 타겟 물질과 충돌하여 발생한 X선이 투과하여 본체부(400)의 외부로 방사되는 투과창(411)을 포함할 수 있다. 본 실시 예에서는 타겟(413)은 투과창(411)의 하면에 스퍼터링(증착)되어 형성된 것을 전제로 하여 설명하지만, 타겟이 투과창(411)과 분리되어 별개로 형성되는 것을 배제하지 않는다.
X선 발생 장치는 투과창(411)의 타겟(413)과 반대측에 투과창(411)을 덮는 형태로 열 차단부(410)를 더 포함할 수 있다. 도 4에서 열 차단부(410)는 도식적으로 개시되었고 실제 구현 시 열 차단부(410)의 높이(본체부(400)의 상단 면을 기준으로 한 높이)는 수십 마이크로미터에서 수백 마이크로 미터이거나 수 밀리미터 정도일 수 있다.
X선 발생 장치는 열 차단부(410)의 투과창(411)의 반대측 면에 위치한 박막층(417)을 더 포함할 수 있고, 일 실시 예 에서, 박막층(417)은 투과창(411)의 열 전도율보다 높은 재료로 구성될 수 있다. 예를 들어, 박막층(417)은 탄소 또는 탄소의 동소체로 구성된 재료일 수 있고, 다이아몬드 박막 또는 그래핀 박막으로 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 박막층(417)의 전자의 입사 방향(431)과 수직으로 교차하는 면적은 도 4와 달리 개구부(415)의 면적보다 넓게 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 박막층(417)의 전자의 입사 방향(431)과 수직으로 교차하는 면적은 도 4와 달리 투과창(411)의 면적보다 넓게 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 박막층(417)과 투과창(411) 사이에 진공 층 또는 공기 층이 형성될 수 있다. 즉, 열 차단부(410)가 진공 또는 공기 층을 포함하여 투과창(411)을 덮는 형태로 본체부(400)와 결합할 수 있다.
따라서, 진공 층 또는 공기 층와 박막층(317)으로 인해 투과창(311)을 통한 열 전달이 본체부(300)로 전달되는 것을 감소시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 박막층(417)과 투과창(411) 사이에 공기 층이 형성되는 경우, 열 차단부(410)의 공기 층이 대기와 연결되는 공기 통로가 열 차단부(410)의 옆 면에 형성될 수 있다. 이 경우, 타겟(411)에서 전달되는 열로 인해 열 차단부(410)가 가열되는 것을 방지할 수 있다.
X선 발생 장치는 박막층(417)의 투과창(411)과 반대측 일면의 적어도 일 부분에 카본나노튜브를 포함하는 도료로 코팅된 코팅층(미도시)을 더 포함할 수 있고, 일 실시 예에서, 코팅층은 가시광선 흡수율이 99% 이상인 도료로 구성된 코팅층일 수 있고, 예를 들어 밴타블랙으로 구성된 코팅층일 수 있다.
일 실시 예에서, 코팅층의 전자의 입사 방향(431)과 수직으로 교차하는 면적은 개구부(415)의 면적보다 넓을 수 있고, 투과창(411)의 면적보다 좁을 수 있다. 하지만, 코팅층의 면적이 투과창(411)의 면적보다 넓은 것을 배제하지 않는다.
도 5를 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 X선 발생 장치의 제조 방법을 설명한다.
본체부 내부의 공간(최종적으로 진공 공간으로 형성됨)에 고압 전원으로부터 전력을 공급 받아 전자를 발생시키는 캐소드를 포함하는 전자총부를 배치한다(S110).
타겟을 향하여 이동하는 전자의 이동 통로, 이동 통로를 통과하는 전자를 편향 및 집속하기 위한 코일을 설치하고 투과형의 경우 캐소드의 반대측의 본체부 선단에 타겟 및 투과창을 본체부의 일측에 형성된 개구부를 폐쇄하면서 배치(S120)한다.
본 실시 예에서는 타겟은 투과창의 하면에 스퍼터링(증착)되어 형성된 것을 전제로 하여 설명하지만, 타겟이 투과창과 분리되어 형성되는 경우 타겟을 배치한 후 투과창을 배치할 수 있다.
투과창은 X선 투과 재료로 구성되며 일 실시 예에서, 베릴륨, 티탄박, 알루미늄, 다이아몬드 박막 등으로 구성될 수 있다.
이후, 투과창의 타겟과 반대측 외면에 박막층을 형성(S130)한다.
100: 본체부
111: 투과창
113: 개구
115: 타겟
120: 입사 방향
130: 이동 통로
140: 방사 방향
1000: 시료
200, 300, 400: 본체부
210: 타겟부
211, 311, 411: 투과창
213, 313, 413: 타겟
215, 315, 415: 개구부
217, 317, 417: 박막층
230, 330, 430: 전자의 이동 통호
231, 331, 431: 전자의 입사 방향
240, 250, 340, 350, 440, 450: 코일
410: 열 차단부

Claims (12)

  1. 진공이 형성되는 내부 공간을 가지는 본체부;
    상기 내부 공간에 배치되어 전자를 방출하도록 설정된 캐소드를 포함하는 전자총부;
    상기 내부 공간에 배치되고 상기 전자의 입사에 의해 X선을 발생시키는 타겟;
    상기 본체부의 일측에 형성된 개구부에 상기 개구부를 폐쇄하면서 설치되고, 상기 타겟에서 발생한 상기 X선을 투과시키는 X선 투과 재료로 구성된 투과창; 및
    상기 투과창의 상기 타겟과 반대측 외면에 위치한 박막층을 포함하는,
    X선 발생 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 박막층은 열 전도율이 상기 투과창의 열 전도율보다 높은 재료로 구성되는,
    X선 발생 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 박막층은 200 W/(m·K) 초과의 열 전도율을 갖는 재료로 구성되는,
    X선 발생 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 박막층은 탄소 또는 탄소의 동소체로 구성된 재료로 구성되는,
    X선 발생 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 박막층은 다이아몬드 박막 또는 그래핀 박막으로 구성되는,
    X선 발생 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 박막층의 면적은 상기 개구부의 면적보다 넓은,
    X선 발생 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 박막층의 면적은 상기 투과창의 면적보다 넓은,
    X선 발생 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 박막층의 상기 투과창과 반대측 일면의 적어도 일 부분에 카본나노튜브를 포함하는 도료로 구성된 코팅층을 더 포함하는,
    X선 발생 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 박막층의 상기 투과창과 반대측의 적어도 일면에 가시광선 흡수율이 99% 이상인 도료로 구성된 코팅층을 더 포함하는,
    X선 발생 장치.
  10. 제8 항 또는 제9 항에 있어서,
    상기 코팅층의 면적은 상기 개구부의 면적보다 넓은,
    X선 발생 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 코팅층의 면적은 상기 투과창의 면적보다 좁은,
    X선 발생 장치.
  12. 진공이 형성되는 내부 공간을 가지는 본체부의 상기 내부 공간에 전자를 방출하도록 설정된 캐소드를 포함하는 전자총부를 배치하는 단계;
    상기 전자의 입사에 의해 X선을 발생시키는 타겟 및 상기 타겟에서 발생한 상기 X선을 투과시키는 X선 투과 재료로 구성된 투과창을 상기 본체부의 일부에 형성된 개구부를 폐쇄하면서 배치하는 단계; 및
    상기 투과창의 상기 타겟과 반대측 외면에 박막층을 형성시키는 단계를 포함하는,
    X선 발생 장치의 제조 방법.
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KR20060003332A (ko) * 2003-03-21 2006-01-10 더 유니버시티 오브 노쓰 캐롤라이나 엣 채플 힐 자기 조립법 및 관련 장치에 의한 나노구조체 함유 물질의패턴화된 용착을 위한 방법 및 장치
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