KR20070068907A - 캐소드 팁과 애노드간의 거리 조정을 용이하게 할 수 있는전자총 - Google Patents

캐소드 팁과 애노드간의 거리 조정을 용이하게 할 수 있는전자총 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전자총은 캐소드 팁을 상하로 정밀하게 움직일 수 있게 히터 블록을 이용하여 설치된 압전 모터와, 웨넬트 실린더의 일측에 상기 홀을 통하여 레이저빔을 송광할 수 있게 설치된 레이저빔 발사부와, 상기 웨넬트 실린더의 타측에 상기 홀을 통하여 레이저빔을 수광할 수 있게 설치된 수광 센서를 구비한다.
전자총, 캐소드 팁, 애노드, 압전 모터

Description

캐소드 팁과 애노드간의 거리 조정을 용이하게 할 수 있는 전자총{electron gun for easily controlling distance between cathode tip and anode}
도 1은 일반적인 전자총의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 전자총에서 캐소드 팁으로부터 애노드까지의 거리를 조정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따라 캐소드 팁으로부터 애노드까지의 거리를 용이하게 조정할 수 있는 전자총을 도시한 개략도이다.
본 발명은 전자총(electron gun)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캐소드 팁(cathode tip)과 애노드(anode)간의 거리 조정을 용이하게 할 수 있는 전자총에 관한 것이다.
전자총은 주사 전자 현미경(SEM) 또는 반도체 제조 공정중 노광 공정에 사용되는 전자빔 묘화 장치의 필수 부품이다. 상기 전자총은 전자를 방출하기 위한 캐소드 팁, 상기 캐소드 팁을 잡아주는 웨넬트 실린더(wehnelt cylinder) 및 애노드로 구성된다.
도 1은 일반적인 전자총의 구조를 도시한 도면이다.
구체적으로, 앞서 설명한 바와 같이 전자총은 전자를 방출하기 위한 캐소드 팁(11), 상기 캐소드 팁을 잡아주는 웨넬트 실린더(wehnelt cylinder, 13) 및 애노드(15), 상기 웨넬트 실린더 내부의 히터(17) 등으로 구성된다. 상기 캐소드 팁(11)은 텅스텐이나 LaB6, CeB6과 같은 물질을 사용하는데, 사용빈도에 따라 약 6개월 정도의 수명을 갖고 있다. 상기 캐소드 팁(11)은 주기적으로 교체하는 작업이 필요하다. 도 1에서, 참조번호 19는 전자빔을 나타낸다.
그런데, 상기 캐소드 팁(11)의 교체시 주의할 점은 상기 캐소드 팁(11)으로부터 애노드(15)까지의 거리를 정밀하게 조절해야 한다는 것이다. 상기 캐소드 팁(11)으로부터 애노드(15)까지의 거리가 너무 길면 캐소드 팁(11)으로부터 전자가 잘 방출되지 않으며 또한 너무 짧으면 캐소드 팁(11)의 수명이 짧아진다.
상기 캐소드 팁(11)으로부터 애노드(15)까지의 거리는 캐소드 팁(11)을 웨넬트 실린더(13)에 장착할 때 조절한다. 상기 캐소드 팁(11)으로부터 애노드(15)까지의 거리를 조정하는데 일반적으로 사용되는 방법을 도 2를 이용하여 설명한다.
도 2는 종래의 전자총에서 캐소드 팁으로부터 애노드까지의 거리를 조정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에서, 도 1과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다.
구체적으로, 웨넬트 실린더(13)에 캐소드 팁(11)을 장착한 다음, 현미경(21)을 이용하여 먼저 캐소드 팁(11)의 끝에 초점을 맞춘다. 이때, 경통의 높이를 조절하는 다이얼(23)의 위치를 확인한다. 그 다음에, 웨넬트 실린더(13)의 표면(25)에 다시 초점을 맞춘다. 이때 다이얼(23)의 위치를 확인하여 초점거리의 차이로써 캐소드 팁(11)으로부터 웨넬트 실린더(13)의 표면(25)까지의 거리를 확인할 수 있다. 그러나, 이러한 방법으로는 정확한 거리 조절에 어려움이 있으면 숙련된 기술자아 아닐 경우 개인차가 있을 수 있다. 도 2에서, 참조번호 27은 광원, 29는 대물렌즈를 나타낸다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 캐소드 팁과 애노드간의 거리 조정을 용이하게 할 수 있는 전자총을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 전자총은 전자를 방출하기 위한 캐소드 팁과, 상기 캐소드 팁을 상하로 정밀하게 움직일 수 있게 히터 블록을 이용하여 설치된 압전 모터를 구비한다. 상기 캐소드 팁을 외측에서 잡아주고 하부 양측에 레이저빔이 지나갈 수 있는 홀을 구비하고, 하단부에는 상기 캐소드 팁으로부터 전자가 방출되는 방출 홀을 갖는 웨넬트 실린더를 구비한다.
본 발명은 상기 웨넬트 실린더의 일측에 상기 홀을 통하여 레이저빔을 송광할 수 있게 설치된 레이저빔 발사부와, 상기 웨넬트 실린더의 타측에 상기 홀을 통하여 레이저빔을 수광할 수 있게 설치된 수광 센서를 구비한다. 본 발명은 상기 웨넬트 실린더의 하부에는 상기 웨넬트 실린더와 일정 간격 이격되어 설치된 애노드를 포함하여 이루어진다.
본 발명은 상기 레이저빔 발사부에서 상기 홀을 통하여 레이저빔을 조사하 고, 상기 레이저빔이 상기 수광 센서에서 검출되지 않아 상기 레이저빔이 차단될 때까지 상기 압전 모터로 상기 캐소드 팁을 상하로 움직여 상기 캐소드 팁과 애노드간의 거리를 용이하게 조절할 수 있다. 상기 레이저빔 발사부에서 상기 홀을 통하여 발사되는 상기 레이저빔의 스폿 사이즈는 10∼50㎛인 것이 바람직하다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따라 캐소드 팁으로부터 애노드까지의 거리를 용이하게 조정할 수 있는 전자총을 도시한 개략도이다.
구체적으로, 본 발명은 종래의 캐소드 팁의 세팅 불량으로 인한 장비 불량의 가능성을 최소화하기 위해 전자총의 구조를 개선한다. 본 발명에 의한 전자총은 캐소드 팁(51)을 상하로 정밀하게 움직일 수 있게 히터 블록(53)을 이용하여 압전 모터(55)가 연결되어 있다. 상기 캐소드 팁(51)을 외측에서 잡아주고(지지하고) 하측에 레이저빔(59)이 지나갈 수 있는 홀(57)을 구비하고, 하단부에는 상기 캐소드 팁(51)으로부터 전자가 방출되는 방출홀(61)을 갖는 웨넬트 실린더(63)가 설치되어 있다.
상기 웨넬트 실린더(63)의 일측에 상기 홀(57)을 통하여 레이저빔(59)을 송광할 수 있는 레이저빔 발사부(65)가 설치되어 있다. 상기 웨넬트 실린더(63)의 타측에 상기 홀(57)을 통하여 레이저빔(59)을 수광할 수 있는 수광 센서(67)가 설치되어 있다. 상기 웨널트 실린더(63)의 하부에는 상기 웨넬트 실린더(63)와 일정 간격 이격되어 애노드(69)가 설치되어 있다.
이에 따라, 본 발명에 의한 전자총은 적당한 거리를 맞추어 세팅한 캐소드 팁(51)에 레이저빔 발사부(65)에서 홀을 통하여 레이저빔(59)을 조사하고, 레이저빔(59)이 수광 센서(67)에서 검출되지 않아 레이저빔(59)이 차단될 때까지 압전 모터(55)로 캐소드 팁(51)을 상하로 움직여 캐소드 팁(51)과 애노드(69)간의 거리를 용이하게 조절한다. 상기 캐소드 팁(51)과 애노드(69) 사이의 거리는 통상 150∼200㎛ㅁ 20㎛ 정도로 조절한다. 상기 캐소드 팁(51)에 의해 레이저빔(59)이 차단되어야 하므로 조사되는 레이저빔(59)의 스폿 사이즈는 10∼50㎛, 바람직하게는 20㎛ 이하로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 캐소드 팁에 압전 모터를 설치하여 캐소드 팁과 애노드 사이의 거리를 용이하게 조절할 수 있고, 그 거리를 일정하게 관리하여 캐소드 팁의 교환주기를 일정하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 캐소드 팁과 애노드 사이의 거리를 용이하게 조절할 수 있고, 그 거리를 일정하게 관리하여 전자총을 사용하는 장비 성능의 재현성도 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

  1. 전자를 방출하기 위한 캐소드 팁;
    상기 캐소드 팁을 상하로 정밀하게 움직일 수 있게 히터 블록을 이용하여 설치된 압전 모터;
    상기 캐소드 팁을 외측에서 잡아주고 하부 양측에 레이저빔이 지나갈 수 있는 홀을 구비하고, 하단부에는 상기 캐소드 팁으로부터 전자가 방출되는 방출홀을 갖는 웨넬트 실린더;
    상기 웨넬트 실린더의 일측에 상기 홀을 통하여 레이저빔을 송광할 수 있게 설치된 레이저빔 발사부;
    상기 웨넬트 실린더의 타측에 상기 홀을 통하여 레이저빔을 수광할 수 있게 설치된 수광 센서; 및
    상기 웨넬트 실린더의 하부에는 상기 웨넬트 실린더와 일정 간격 이격되어 설치된 애노드를 포함하여 이루어지고,
    상기 레이저빔 발사부에서 상기 홀을 통하여 레이저빔을 조사하고, 상기 레이저빔이 상기 수광 센서에서 검출되지 않아 상기 레이저빔이 차단될 때까지 상기 압전 모터로 상기 캐소드 팁을 상하로 움직여 상기 캐소드 팁과 애노드간의 거리를 용이하게 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 전자총.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저빔 발사부에서 상기 홀을 통하여 발사되는 상기 레이저빔의 스폿 사이즈는 10∼50㎛인 것을 특징으로 하는 전자총.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112233951A (zh) * 2020-10-19 2021-01-15 上海科颐维电子科技有限公司 一种用于x射线管的阴阳极对正装置

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