KR102576105B1 - Analysis system with tof-meis - Google Patents
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Abstract
시료와 이격되어 위치되어 시료를 향하여 이온을 조사하는 이온조사기 및 복수개로 구성되어 상기 이온조사기를 둘러싸는 형태로 상기 이온조사기의 둘레를 따라서 이격 배치되며, 상기 시료에서 이동되는 입자를 검출하는 입자검출기를 포함하는 시료 분석 시스템이 개시된다. An ion irradiator located at a distance from the sample and irradiating ions toward the sample, and a plurality of particle detectors arranged at a distance along the circumference of the ion irradiator in a form surrounding the ion irradiator and detecting particles moving in the sample. A sample analysis system including a is disclosed.
Description
본 기술은 시료를 분석할 수 있는 시료 분석 시스템에 관한 것이다.This technology relates to a sample analysis system that can analyze samples.
이하에서 설명되는 배경기술은 종래의 기술을 설명하기보다는 본 발명을 이해하기 위하여 필요한 이론을 설명하는 것임을 분명하게 밝힌다.It is clearly stated that the background technology described below is intended to explain the theory necessary to understand the present invention rather than explaining the prior art.
MEIS(Medium Energy Ion Scattering)는 중에너지 영역의 이온을 시료에 조사하여 시료를 분석할 수 있는 시료 분석 기술이다. MEIS는 특정 에너지를 가지는 이온(약 100KeV의 헬륨이온)을 시료에 조사하면, 이 이온이 시료의 원자핵에 의하여 산란되고, 충돌한 원자핵의 종류, 깊이에 따라 에너지가 줄어드는데, 이를 정밀하게 분석하여 시료의 특징들을 알아내는 방식이다.MEIS (Medium Energy Ion Scattering) is a sample analysis technology that can analyze a sample by irradiating the sample with ions in the medium energy range. When MEIS irradiates a sample with ions with a specific energy (helium ions of about 100 KeV), these ions are scattered by the atomic nuclei of the sample, and the energy is reduced depending on the type and depth of the collided atomic nucleus. This is analyzed precisely. This is a method of finding out the characteristics of a sample.
MEIS는 시료에 이온이 입사되거나 입사된 이온이 산란될 때 일부 이온이 중성화되므로 보정식을 통하여 조정하여야 하는데, 중성화 정도가 입사이온과 입사이온 에너지에 따라 다르기 때문에 분석의 정확성에 한계를 가진다. 이에 따라 최근에는 중성화 보정이 필요 없는 TOF-MEIS가 각광받고 있다.MEIS must be adjusted through a correction equation because some ions are neutralized when ions are incident on the sample or the incident ions are scattered. However, since the degree of neutralization varies depending on the incident ion and incident ion energy, there is a limit to the accuracy of analysis. Accordingly, TOF-MEIS, which does not require neutralization correction, has recently been in the spotlight.
TOF-MEIS는 'Time-Of-Flight Medium Energy Ion Scattering Spectroscopy'로 중성화된 입자도 탄성 충돌에 의한 에너지 및 운동량 보존 법칙에 의하여 검출기에서 동일한 시간에 측정되는 것을 활용한 것으로, 즉, 산란되는 이온들의 비행시간을 측정하여 산란 에너지를 분석하는 방식이다. 이 방식은 산란 에너지 스캔 없이 전체 에너지 스펙트럼을 동시에 측정할 수 있을 뿐 아니라, 보정식을 이용할 필요가 없는 등 기존 MEIS 방식 대비 더 효율적이며, 정확하게 시료를 분석할 수 있는 장점이 있다. 따라서 TOF-MEIS 방식에 대한 기대가 나날이 높아지고 있다.TOF-MEIS is a 'Time-Of-Flight Medium Energy Ion Scattering Spectroscopy' that utilizes the fact that even neutralized particles are measured at the same time by the detector according to the law of energy and momentum conservation by elastic collision, that is, the scattering of ions is measured at the same time. This is a method of analyzing scattering energy by measuring flight time. This method not only measures the entire energy spectrum simultaneously without scanning the scattering energy, but is also more efficient than the existing MEIS method, such as no need to use a correction equation, and has the advantage of being able to analyze samples accurately. Therefore, expectations for the TOF-MEIS method are increasing day by day.
도 1은 DOUBLE ALIGN 상태에서 발생되는 SHADOW CONE과 BLOCKING CONE을 도시한 것이다. Figure 1 shows SHADOW CONE and BLOCKING CONE that occur in the DOUBLE ALIGN state.
한편, 이온을 조사하여 결정성 시료를 분석할 때는 DOUBLE ALIGN을 활용하여 시료를 분석할 수 있다. DOUBLE ALIGN은 이온을 조사하는 조사기와 산란된 입자를 검출하는 검출기의 각도가 모두 시료의 결정방향과 정렬된 상태를 의미한다.On the other hand, when analyzing a crystalline sample by irradiating ions, the sample can be analyzed using DOUBLE ALIGN. DOUBLE ALIGN means that the angles of the irradiator that irradiates ions and the detector that detects scattered particles are both aligned with the crystal direction of the sample.
시료의 결정방향과 이온을 조사하는 조사기가 정렬된 상태를 Channeling 되었다고 한다.The state in which the crystal direction of the sample and the irradiator that irradiates the ions are aligned is said to be channeling.
Channeling 상태는 가속된 원자 입자가 시료의 결정축 방향으로 입사되면 결정 표면 원자 뒤로는 내부의 원자와 충돌할 수 없는 상태가 되어 Shadow Cone이라는 공백 영역이 발생되는 상태를 의미한다.The channeling state means that when accelerated atomic particles are incident in the direction of the crystal axis of the sample, they cannot collide with the atoms inside the crystal surface behind the surface atoms, creating a blank area called a shadow cone.
한편, 시료로 입사된 이온이 산란 과정에서 시료의 결정 방향과 일치하면 산란 입자 뒤편으로 Blocking Cone이 형성되어 산란 입자량이 낮아지는 상황이 발생한다. 즉, 산란 입자량이 시료의 결정 방향과 일치되는 부분에는 산란 입자량의 수율이 낮아지고, 이 위치에서 멀어지면 산란 입자량의 수율이 높아지는 상태가 되는데 수율이 낮은 부분을 Blocking Dip이라고 한다.On the other hand, if the ions incident to the sample match the crystal direction of the sample during the scattering process, a blocking cone is formed behind the scattering particles, resulting in a situation where the amount of scattering particles is lowered. In other words, the yield of the scattering particle amount decreases in the part where the amount of scattering particles matches the crystal direction of the sample, and the yield of the amount of scattering particles increases as it moves away from this position. The part with the low yield is called Blocking Dip.
DOUBLE ALIGN은 Channeling과 Blocking의 상태를 동시에 만족하는 상태로이온 조사기와 검출기가 모두 시료의 결정방향과 정렬된 상태를 의미한다.DOUBLE ALIGN refers to a state that satisfies both channeling and blocking conditions at the same time, and means that both the ion irradiator and detector are aligned with the crystal direction of the sample.
DOUBLE ALIGN 상태에서는 시료의 다양한 상태(예를 들면 계면의 strain)를 측정할 수 있으며, 결정성 기판 peak의 높이를 낮추어 결정성 기판 위에 형성된 비정질 시료의 peak을 더욱 확실하게 분석할 수 있다. In the DOUBLE ALIGN state, various states of the sample (for example, strain at the interface) can be measured, and the peak of the amorphous sample formed on the crystalline substrate can be analyzed more reliably by lowering the height of the crystalline substrate peak.
MEIS 측정은 산란 yield가 매우 낮아, 측정 시간이 오래 걸린다. MEIS measurement has a very low scattering yield, so measurement time takes a long time.
이하에서는 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 분석 및 측정 시간을 단축시킬 수 있는 일 실시예에 의한 시료 분석 시스템을 제공하는 데 목적이 있다. The following aims to solve the above-mentioned problems and provide a sample analysis system according to an embodiment that can shorten analysis and measurement time.
일 실시예에 의한 본 발명인 시료 분석 시스템은 시료와 이격되어 위치되어 상기 시료를 향하여 이온을 조사하는 이온조사기 및 복수개로 구성되어 상기 이온조사기의 둘레를 따라서 이격 배치되며, 상기 시료에서 산란되는 입자를 검출하는 입자검출기를 포함한다.The sample analysis system according to the present invention according to an embodiment is composed of a plurality of ion irradiators that are positioned at a distance from the sample and irradiate ions toward the sample, and are arranged at distances along the circumference of the ion irradiators, and remove particles scattered from the sample. Includes a particle detector that detects particles.
상기 각각의 입자검출기와 연결되어 상기 입자검출기에서 검출된 산란 입자를 이용하여 각각의 분석데이터를 생성하고 상기 각각의 분석데이터를 합하는 분석기를 포함한다.It includes an analyzer that is connected to each particle detector, generates analysis data using scattered particles detected by the particle detector, and combines the analysis data.
상기 이온조사기는 상기 시료 표면의 수직 방향과 일치하는 방향으로 이온을 조사하도록 정렬되어 배치되는 것을 특징으로 포함한다.The ion irradiator is arranged and aligned to irradiate ions in a direction consistent with the vertical direction of the sample surface.
상기 이온조사기는 상기 시료의 결정축 방향과 일치되도록 정렬되어 배치되는 것을 특징으로 포함한다.The ion irradiator is arranged and aligned to match the crystal axis direction of the sample.
상기 복수개의 입자검출기는 상기 이온조사기를 둘러싸며 복수개가 배치되는 것을 특징으로 한다.The plurality of particle detectors may be disposed surrounding the ion irradiator.
상기 복수개의 입자검출기는 상기 시료의 결정방향과 대응되는 방향으로 배치될 수 있는 것을 특징으로 한다.The plurality of particle detectors may be arranged in a direction corresponding to the crystal direction of the sample.
상기 입자검출기의 위치를 변경하는 조정기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it further includes an adjuster that changes the position of the particle detector.
상기 조정기는 상기 입자검출기를 일방향 또는 타방향으로 이동시켜 입자검출기와 시료 사이의 위치를 조절하는 거리조절기 및 상기 입자검출기의 각도를 변경하는 각도조절기인 것을 특징으로 한다.The adjuster is characterized by a distance adjuster that moves the particle detector in one direction or the other to adjust the position between the particle detector and the sample, and an angle adjuster that changes the angle of the particle detector.
상기 입자검출기는 설정된 감지영역에서 산란입자를 검출하고, 상기 분석기는 상기 감지영역 중 기설정된 일부의 감지영역에 검출된 입자를 이용하여 분석데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.The particle detector detects scattered particles in a set detection area, and the analyzer generates analysis data using particles detected in a preset portion of the detection area.
상기 분석기는 상기 입자검출기가 상기 시료의 이온빔 조사위치를 정면으로 대향하여 배치된 경우의 기준위치가 기저장되어 있어서, 상기 입자검출기가 일방향으로 틸트되어 있는 경우, 상기 입자검출기의 입자의 검출 위치를 상기 기준위치로 보정하는 보정연산을 수행하는 것을 특징으로 포함한다.The analyzer has a pre-stored reference position when the particle detector is placed directly opposite the ion beam irradiation position of the sample, so that when the particle detector is tilted in one direction, the particle detection position of the particle detector is determined. The method includes performing a correction operation to correct the reference position.
일 실시예에 의한 본 발명인 시료 분석 시스템은 복수의 입자검출기를 통하여 산란된 입자를 검출한 후 이를 바탕으로 분석데이터를 생성하므로 분석 및 측정 시간을 단축할 수 있다. The sample analysis system of the present invention according to one embodiment detects scattered particles through a plurality of particle detectors and generates analysis data based on this, thereby shortening analysis and measurement time.
도 1은 DOUBLE ALIGN 상태에서 발생되는 SHADOW CONE과 BLOCKING CONE을 도시한 것이다.
도 2는 일 실시예에 의한 본 발명인 시료 분석 시스템을 도시한 것이다.
도 3은 일 실시예에 의한 본 발명인 시료 분석 시스템에서 입자검출기가 배치되어야 하는 위치를 도시한 것이다.
도 4는 일 실시예에 의한 본 발명인 시료 분석 시스템에서 조정기를 확대 도시한 것이다.
도 5는 일 실시예에 의한 본 발명의 특징인 감지영역을 설명하기 위하여 입자검출기의 정면도를 도시한 것이다.
도 6은 일 실시예에 의한 본 발명의 특징인 분석기의 보정연산을 설명하기 위하여 틸트된 입자검출기를 도시한 것이다.Figure 1 shows SHADOW CONE and BLOCKING CONE that occur in the DOUBLE ALIGN state.
Figure 2 shows a sample analysis system of the present invention according to one embodiment.
Figure 3 shows the position where the particle detector should be placed in the sample analysis system of the present invention according to one embodiment.
Figure 4 is an enlarged view of a regulator in the sample analysis system of the present invention according to one embodiment.
Figure 5 shows a front view of a particle detector to explain the detection area, which is a feature of the present invention according to one embodiment.
Figure 6 shows a tilted particle detector to explain the correction operation of the analyzer, which is a feature of the present invention according to one embodiment.
이하, 본 발명의 일실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 그러나 이는 본 발명의 범위를 한정하려고 의도된 것은 아니다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. However, this is not intended to limit the scope of the present invention.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.When adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.Additionally, the size or shape of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, terms specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention are only for describing embodiments of the present invention and do not limit the scope of the present invention.
도 2는 일 실시예에 의한 본 발명인 시료 분석 시스템을 도시한 것이다.Figure 2 shows a sample analysis system of the present invention according to one embodiment.
일 실시예에 의한 본 발명인 시료 분석 시스템은 이온조사기(100), 복수 개의 입자검출기(200), 분석기(300)를 포함한다.The sample analysis system of the present invention according to one embodiment includes an ion irradiator 100, a plurality of particle detectors 200, and an analyzer 300.
이온조사기(100)는 시료와 이격되어 위치된다. 이온조사기(100)는 시료에 이온(예를 들면 100KeV의 He+)을 조사한다. 이온조사기(100)는 시료 표면과 수직 방향으로 정렬되어 위치되는 것이 바람직하다. 즉, 전술하여 발명의 배경이 되는 기술에서 설명한 바와 같이 이온조사기(100)는 시료의 결정축 방향과 일치되어 배치될 수 있다. 이온조사기(100)가 이와 같이 배치됨에 따라 시료에 도핑된 물질의 비율을 확인할 수 있다.The ion irradiator 100 is located away from the sample. The ion irradiator 100 irradiates ions (for example, He + at 100 KeV) to the sample. The ion irradiator 100 is preferably aligned and positioned perpendicular to the sample surface. That is, as described above in the background technology of the invention, the ion irradiator 100 can be arranged to coincide with the direction of the crystal axis of the sample. As the ion irradiator 100 is arranged in this way, the ratio of the substance doped in the sample can be confirmed.
복수 개의 입자검출기(200)는 조사된 이온에 의하여 산란된 입자를 검출한다. 여기서 입자검출기(200)의 수는 시료에 따라 다를 수 있으며, 입자검출기(200)와 시료 사이의 거리는 상이할 수 있다. 다만, 입자검출기(200)는 이온조사기(100)를 중심으로 원의 둘레에 배치되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 본 발명은 입자의 비행시간을 통하여 시료의 특성을 분석하므로, 입자의 비행시간은 시료와 입자검출기(200)의 거리, 산란 각도에 따라 다르므로 이온조사기가 시료 표면에 수직일 때 입자검출기(200)와 시료의 2차원적 위치는 같아야 하기 때문이다. 그래야 동일한 분석데이터를 획득할 수 있으며, 각각의 입자검출기(200)에서 획득된 분석데이터를 합칠 수 있다.A plurality of particle detectors 200 detect particles scattered by irradiated ions. Here, the number of particle detectors 200 may vary depending on the sample, and the distance between the particle detectors 200 and the sample may vary. However, it is preferable that the particle detector 200 is arranged around a circle with the ion irradiator 100 as the center. Because the present invention analyzes the characteristics of the sample through the flight time of the particles, the flight time of the particles varies depending on the distance and scattering angle between the sample and the particle detector 200. Therefore, when the ion irradiator is perpendicular to the sample surface, the particle detector This is because the two-dimensional positions of (200) and the sample must be the same. Only then can the same analysis data be obtained, and the analysis data obtained from each particle detector 200 can be combined.
입자검출기(200)는 시료의 결정방향과 대응하여 위치될 수 있다. 일례로 시료가 Si기판인 경우 Blocking dip은 4곳이 존재할 수 있다. 결정방향은 시료의 결정격자 방향에 따라 다르므로, 선행하여 시료의 결정방향을 획득하고 미리 알게 된 시료의 결정방향과 대응하여 입자검출기(200)가 배치됨이 바람직하다. The particle detector 200 may be positioned corresponding to the crystal direction of the sample. For example, if the sample is a Si substrate, there may be four blocking dips. Since the crystal direction varies depending on the crystal lattice direction of the sample, it is preferable to obtain the crystal direction of the sample in advance and arrange the particle detector 200 to correspond to the previously known crystal direction of the sample.
분석기(300)는 복수개의 입자검출기(200) 각각과 연결되어 입자검출기(200)에서 검출된 산란된 입자를 통하여 분석데이터를 획득할 수 있다. 만약 전술하여 입자검출기(200)가 정렬되어 위치된 경우 입자검출기(200)를 통하여 획득되는 스펙트럼 형태의 분석데이터는 동일한 바, 분석기(300)는 각각의 입자검출기(200)를 통하여 획득된 분석데이터를 합할 수 있다. 따라서 분석 시간이 단축될 수 있다.The analyzer 300 is connected to each of a plurality of particle detectors 200 and can acquire analysis data through the scattered particles detected by the particle detector 200. If the particle detectors 200 are aligned and positioned as described above, the analysis data in the form of a spectrum obtained through the particle detectors 200 is the same, and the analyzer 300 analyzes the analysis data acquired through each particle detector 200. can be combined. Therefore, analysis time can be shortened.
도 3은 일 실시예에 의한 본 발명인 시료 분석 시스템에서 입자검출기가 배치되어야 하는 위치를 도시한 것이다.Figure 3 shows the position where the particle detector should be placed in the sample analysis system of the present invention according to one embodiment.
본 발명은 전술한 바와 같이 산란된 입자의 비행시간을 이용하여 시료를 분석하므로 입자검출기(200)가 입사빔의 방향과 시료를 기준으로 동일한 위치, 동일한 각도를 가지고 배치되어야 하며, Blocking dip에 위치되어야 한다. 동일한 위치, 동일한 각도를 유지하기 위하여는 시료의 입사이온 조사 지점을 꼭지점이라고 가정 시 그려지는 가상의 원추형의 둘레를 따라 배치되어야 한다. 즉, 본 발명인 입자검출기(200)는 이온조사기(100)를 중심으로 원의 둘레를 따라서 배치될 수 있다. 또한, 전술한 가상의 원추형의 둘레의 경사 각도를 따라서 틸트 될 수 있다. As described above, the present invention analyzes samples using the flight time of scattered particles, so the particle detector 200 must be placed at the same position and angle with respect to the direction of the incident beam and the sample, and is located at the blocking dip. It has to be. In order to maintain the same position and the same angle, the incident ion irradiation point of the sample must be placed along the perimeter of the virtual cone drawn assuming that it is the vertex. That is, the particle detector 200 of the present invention can be arranged along the circumference of a circle with the ion irradiator 100 as the center. Additionally, it can be tilted according to the inclination angle around the virtual cone described above.
도 4는 일 실시예에 의한 본 발명인 시료 분석 시스템에서 조정기를 확대 도시한 것이다.Figure 4 is an enlarged view of a regulator in the sample analysis system of the present invention according to one embodiment.
이론상 도 3과 같이 이온조사기(100)를 배치하였다 하더라도, 제조 또는 가공 시 오차가 발생될 수 있다. 거시적 세계에서 이 오차는 중요하지 않을 수 있으나, 미시 세계에서 이 오차는 시료 분석에 매우 중대한 역할을 한다.Even if the ion irradiator 100 is theoretically arranged as shown in FIG. 3, errors may occur during manufacturing or processing. In the macroscopic world, this error may not be significant, but in the microscopic world, this error plays a very important role in sample analysis.
따라서 본 발명은 이를 해결하기 위하여 본 발명은 조정기(400)를 포함할 수 있다.Therefore, the present invention may include a regulator 400 to solve this problem.
조정기(400)는 입자검출기(200)의 각도를 변경하고, 시료와 입자검출기(200) 사이의 거리를 변경할 수 있다. 이러한 조정기(400)는 각도조절기(410), 거리조절기(420)를 포함할 수 있다.The adjuster 400 can change the angle of the particle detector 200 and change the distance between the sample and the particle detector 200. This adjuster 400 may include an angle adjuster 410 and a distance adjuster 420.
각도조절기(410)는 입자검출기(200)의 각도를 틸트 시킬 수 있는 것으로 가이드부(411), 슬라이드부(412), 제1연결부(413), 제2연결부(414)를 포함한다.The angle adjuster 410 is capable of tilting the angle of the particle detector 200 and includes a guide part 411, a slide part 412, a first connection part 413, and a second connection part 414.
도 4를 기준으로 슬라이드부(412)의 좌측에는 가이드부(411)가 연결되고, 슬라이드부(412)의 우측에는 제1연결부(413)가 힌지 연결될 수 있다. 그리고, 제2연결부(414)는 상측이 입자검출기(200)와 힌지 연결로 연결될 수 있고, 하측이 프레임에 힌지 연결될 수 있다. 그리고 제1연결부(413)의 우측이 제2연결부(414)의 중심에 연결될 수 있다.Based on FIG. 4 , the guide part 411 may be connected to the left side of the slide part 412, and the first connection part 413 may be hinged to the right side of the slide part 412. Additionally, the upper side of the second connection portion 414 may be connected to the particle detector 200 through a hinge connection, and the lower side may be hingedly connected to the frame. And the right side of the first connection part 413 may be connected to the center of the second connection part 414.
가이드부(411)는 슬라이드부(412)를 좌측 또는 우측으로 이동시킬 수 있다. 일례로 슬라이드부(412)에는 미도시되어 있으나, 나선형으로 나사산이 형성되고, 가이드부(411)도 나사산이 형성되어 가이드부(411)의 일방향 회전 또는 타방향 회전에 따라 슬라이드부(412)는 좌측 또는 우측으로 이동될 수 있다.The guide unit 411 can move the slide unit 412 to the left or right. For example, although not shown, the slide part 412 has a screw thread formed in a spiral shape, and the guide part 411 also has a screw thread, so that the slide part 412 rotates in one direction or the other direction of the guide part 411. It can be moved left or right.
슬라이드부(412)가 이동되면 슬라이드부(412)의 우측에 연결된 제1연결부(413)도 이동되게 되고, 제1연결부(413)의 이동에 따라 제2연결부(414)는 중심에서 힘을 받아 도 3을 기준으로 시계방향 또는 반시계 방향으로 이동될 수 있다. 제2연결부(414)의 회전 방향의 움직임에 따라 제2연결부(414)에 연결된 입자 검출기(200)도 회전될 수 있다. 따라서 입자검출기(200)는 시료와 대향하는 각도가 변경될 수 있다.When the slide part 412 moves, the first connection part 413 connected to the right side of the slide part 412 also moves, and as the first connection part 413 moves, the second connection part 414 receives force from the center. It can be moved clockwise or counterclockwise based on FIG. 3. The particle detector 200 connected to the second connection part 414 may also be rotated according to the movement of the rotation direction of the second connection part 414. Accordingly, the angle of the particle detector 200 facing the sample may be changed.
거리조절기(420)는 동력부(421), 이동부(422)를 포함한다. The distance controller 420 includes a power unit 421 and a moving unit 422.
동력부(421)는 샤프트를 포함하여 샤프트가 이동부(422)에 인입되어 연결될 수 있으며, 이동부(422)는 입자검출기(200)의 측면에 배치되어 있을 수 있다. 이동부(422)는 입자검출기(200)와 함께 이동할 수 있도록 구성된다. 이동부(422)는 동력부(421)의 시계방향 또는 반시계방향으로 인가되는 회전력에 따라 도 4를 기준으로 대각 방향을 따라 하측, 상측으로 이동될 수 있다. The power unit 421 may include a shaft and the shaft may be connected to the moving unit 422, and the moving unit 422 may be disposed on the side of the particle detector 200. The moving unit 422 is configured to move together with the particle detector 200. The moving unit 422 may be moved downward or upward along a diagonal direction with respect to FIG. 4 according to the rotational force applied clockwise or counterclockwise to the power unit 421.
이처럼 본 발명은 각도조절기(410), 거리조절기(420)를 이용하여 입자검출기(200)의 각도, 시료와의 거리를 변경할 수 있으므로 제조 또는 가공 시 발생되는 미세한 오차를 극복할 수 있다.In this way, the present invention can change the angle of the particle detector 200 and the distance from the sample by using the angle adjuster 410 and the distance adjuster 420, so that minute errors occurring during manufacturing or processing can be overcome.
도 5는 일 실시예에 의한 본 발명의 특징인 감지영역을 설명하기 위하여 입자검출기의 정면도를 도시한 것이다.Figure 5 shows a front view of a particle detector to explain the detection area, which is a feature of the present invention according to one embodiment.
또한, 본 발명은 분석기(300)가 입자검출기(200)의 특정 영역에서 검출된 입자만을 이용하여 분석데이터를 생성할 수 있다. 즉, 도 5에서 도시된 바와 같이 입자검출기(200)의 특정한 영역만이 감지영역으로 설정되어 있을 수 있다. 분석기(300 - 도 1 참조)는 감지영역에 도달한 이온만을 이용하여 분석데이터를 생성하여 분석에 정확성을 높일 수 있다. Additionally, in the present invention, the analyzer 300 can generate analysis data using only particles detected in a specific area of the particle detector 200. That is, as shown in FIG. 5, only a specific area of the particle detector 200 may be set as the detection area. The analyzer (300 - see FIG. 1) can increase the accuracy of analysis by generating analysis data using only ions that have reached the detection area.
도 6은 일 실시예에 의한 본 발명의 특징인 분석기의 보정연산을 설명하기 위하여 틸트된 입자검출기를 도시한 것이다.Figure 6 shows a tilted particle detector to explain the correction operation of the analyzer, which is a feature of the present invention according to one embodiment.
입자검출기(200)가 공정상 기타 다른 문제로 인하여 시료와 정면으로 대향하지 못하는 경우가 있을 수 있다. 이 경우 검출기(200)가 틸트 됨에 따라 발생된 거리 차를 보정하여야 한다. 분석기(300)에는 기준위치가 기 저장되어 있다. 기준위치는 틸트되기 전 각 지점의 위치이다.There may be cases where the particle detector 200 cannot face the sample head-on due to other problems during the process. In this case, the distance difference generated as the detector 200 is tilted must be corrected. The reference position is already stored in the analyzer 300. The reference position is the position of each point before tilt.
분석기(300)는 특정한 지점이 기준위치 대비 어느 정도 틸트되어 이동되어 있는지 체크할 수 있다. 분석기(300)는 일례로 회전 좌표계를 이용하여 특정한 위치(x', y', z')가 틸트되기 전 기준위치(x, y, z)인지 체크하고, 그에 따라 기설정된 회전좌표계를 이용하여 위치 차를 연산할 수 있다. 따라서 분석기(300)는 틸트된 특정한 위치가 틸트가 되지 않은 경우 위치인 기준위치를 연산할 수 있고, 기 저장된 알고리즘(보정연산)에 따라 거리에 따라 발생되는 차이를 가감하여 분석데이터를 생성할 수 있다.The analyzer 300 can check how much a specific point is tilted and moved compared to the reference position. For example, the analyzer 300 uses a rotational coordinate system to check whether a specific position (x', y', z') is a reference position (x, y, z) before being tilted, and uses a preset rotational coordinate system accordingly. The position difference can be calculated. Therefore, the analyzer 300 can calculate the reference position, which is the position when a specific tilted position is not tilted, and generate analysis data by adding or subtracting the difference depending on the distance according to a pre-stored algorithm (correction calculation). there is.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although the present invention has been shown and described in relation to specific embodiments, it is known in the art that various improvements and changes can be made to the present invention without departing from the technical spirit of the present invention as provided by the following claims. This will be self-evident to those with ordinary knowledge.
100 : 이온조사기
200 : 입자검출기
300 : 분석기
400 : 조정기
410 : 각도조절기
411 : 가이드부
412 : 슬라이드부
413 : 제1연결부
414 : 제2연결부
420 : 거리조절기
421 : 동력부
422 : 이동부100: Ion irradiator
200: particle detector
300: analyzer
400: regulator
410: Angle adjuster
411: Guide part
412: slide part
413: first connection part
414: second connection part
420: Distance controller
421: Power unit
422: moving part
Claims (10)
복수개로 구성되며 복수개 각각은 상기 이온조사기로부터 동일한 각도와 동일한 거리로 상기 이온조사기의 둘레를 따라서 상기 시료의 결정축의 방향과 일치되도록 이격 배치되며, 상기 시료에서 산란되는 입자의 에너지 또는 비행시간을 검출하는 입자검출기; 및
상기 각각의 입자검출기와 연결되어 상기 입자검출기에서 검출된 산란 입자를 이용하여 각각의 분석데이터를 생성하고 상기 각각의 분석데이터를 합하는 분석기를 포함하며,
상기 복수개의 입자검출기는 상기 시료의 결정방향과 대응되는 방향으로 배치될 수 있으며, 상기 입자검출기는 설정된 감지영역에서 산란입자를 검출하고, 상기 분석기는 상기 감지영역 중 기설정된 일부의 감지영역에 검출된 입자를 이용하여 분석데이터를 생성하는 것
을 특징으로 포함하는 시료 분석 시스템.an ion irradiator positioned at a distance from the sample to irradiate ions in a direction consistent with the vertical direction of the sample surface;
It consists of a plurality of pieces, each of which is spaced apart from the ion irradiator at the same angle and the same distance along the circumference of the ion irradiator to match the direction of the crystal axis of the sample, and detects the energy or flight time of particles scattered from the sample. particle detector; and
An analyzer is connected to each particle detector, generates analysis data using scattered particles detected by the particle detector, and combines the analysis data,
The plurality of particle detectors may be arranged in a direction corresponding to the crystal direction of the sample, the particle detector detects scattered particles in a set detection area, and the analyzer detects scattering particles in a preset portion of the detection area. Generating analysis data using particles
A sample analysis system comprising:
상기 입자검출기의 위치를 변경하는 조정기를 더 포함하는 것
을 특징으로 포함하는 시료 분석 시스템.According to paragraph 1,
Further comprising an adjuster that changes the position of the particle detector.
A sample analysis system comprising:
상기 조정기는 상기 입자검출기를 일방향 또는 타방향으로 이동시켜 입자검출기와 시료 사이의 위치를 조절하는 거리조절기 및 상기 입자검출기의 각도를 변경하는 각도조절기인 것
을 특징으로 포함하는 시료 분석 시스템.In clause 7,
The adjuster is a distance adjuster that moves the particle detector in one direction or the other to adjust the position between the particle detector and the sample, and an angle adjuster that changes the angle of the particle detector.
A sample analysis system comprising:
상기 분석기는
상기 입자검출기가 상기 시료의 이온빔 조사위치를 정면으로 대향하여 배치된 경우의 기준위치가 기 저장되어 있어서,
상기 입자검출기가 일방향으로 틸트되어 있는 경우, 상기 입자검출기의 입자의 검출 위치를 상기 기준위치로 보정하는 보정연산을 수행하는 것
을 특징으로 포함하는 시료 분석 시스템.According to paragraph 1,
The analyzer
The reference position when the particle detector is placed directly opposite the ion beam irradiation position of the sample is already stored,
When the particle detector is tilted in one direction, performing a correction operation to correct the detection position of particles of the particle detector to the reference position.
A sample analysis system comprising:
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