KR20150146076A - Mild steel vaccum chambers, manufactual method and ultrahigh vacuum charged particle analysis equipment using thereof - Google Patents
Mild steel vaccum chambers, manufactual method and ultrahigh vacuum charged particle analysis equipment using thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20150146076A KR20150146076A KR1020140075944A KR20140075944A KR20150146076A KR 20150146076 A KR20150146076 A KR 20150146076A KR 1020140075944 A KR1020140075944 A KR 1020140075944A KR 20140075944 A KR20140075944 A KR 20140075944A KR 20150146076 A KR20150146076 A KR 20150146076A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- container
- vacuum chamber
- charged particle
- carbon steel
- particle beam
- Prior art date
Links
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 45
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 10
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 claims description 9
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 claims description 9
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 9
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 8
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 claims description 8
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 4
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 abstract description 9
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 abstract description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 12
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229910000595 mu-metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000010730 cutting oil Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
- G01N23/225—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/06—Electron sources; Electron guns
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/08—Ion sources; Ion guns
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 저탄소강 재질의 초고진공 진공챔버, 진공챔버 제작방법 및 외부 전자기장에 민감한 초고진공 하전입자빔 분석장비 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄소 함량이 적은 저탄소강(mild steels) 진공챔버를 사용하여 자기장을 차폐하며, 동시에 초고진공, 극고진공 환경을 유지시켜 물질, 디바이스 등의 분석을 수행할 수 있는 하전입자빔 분석장비에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrahigh vacuum chamber, a method of manufacturing a vacuum chamber, and an ultrahigh vacuum charged particle beam analyzer sensitive to an external electromagnetic field. More particularly, the present invention relates to a vacuum chamber having a low carbon content and using a mild steels vacuum chamber And more particularly, to a charged particle beam analyzer capable of analyzing materials and devices by shielding a magnetic field while maintaining ultra-high vacuum and extremely high vacuum environment.
하전입자빔 분석장비는 코일이나 전극에 의해 생성되는 정렬된 전자기장으로 하전입자의 궤도를 제어하며, 불규칙하게 유입되는 외부전자기장, 특히 자기장은 하전입자빔의 궤도를 교란하여 장비의 성능을 저하시킨다. 자기장에 의한 궤도 교란을 방지하기 위하여, 일반적으로 하전입자빔 분석장비는 외부 전자기장을 차폐하기 위해 연자성 재료로 만든 판으로 하전입자가 궤도를 그리며 진행하는 부분을 둘러싸게 된다. 또한 하전입자가 진행 시, 가스입자와의 충돌에 의해 발생되는 교란도 고려하지 않을 수 없다. 하전입자가 가스입자와 충돌없이 진행하기 위해 하전입자빔 분석장비는 하전입자가 궤도를 그리며 진행하는 부분을 진공상태를 유지하는 진공챔버 내에 위치시키게 된다. 이때 이러한 진공챔버를 연자성 재료로 만들어 외부 공기에 의한 가스입자와 외부 전자기장을 동시에 차폐하기도 한다. A charged particle beam analyzer controls the trajectory of a charged particle by an aligned electromagnetic field generated by a coil or an electrode. An irregularly flowing external electromagnetic field, especially a magnetic field, disturbs the trajectory of the charged particle beam and degrades the performance of the device. In order to prevent orbital disturbance by the magnetic field, the charged particle beam analyzer is generally a plate made of soft magnetic material to shield the external electromagnetic field, and surrounds the moving part of the charged particle in orbit. In addition, disturbances caused by collision with gas particles can not but be taken into account when the charged particles are in progress. In order for the charged particle to proceed without collision with the gas particles, the charged particle beam analyzing apparatus places the traveling portion of the charged particle in the vacuum chamber maintaining the vacuum state. At this time, the vacuum chamber is made of a soft magnetic material to simultaneously shield gas particles and external electromagnetic fields by the outside air.
일반적으로 진공이란 일정한 공간에 존재하는 공기 및 가스를 제거한 상태를 말한다. 공간 내에 아무것도 존재하지 않는 완전진공이란 불가능하며, 실제적으로 일정한 공간에 기체의 압력이 대기압보다 낮을 때를 진공이라 부른다. 진공은 일반적으로 압력에 따라 대기압에서 1 torr 는 저진공, 1 torr 에서 10-3 torr 까지는 중진공, 10-3 torr에서 10-7 torr 까지는 고진공, 10-7 torr에서 10-11 torr 까지는 초고진공, 그 이하는 극고진공으로 분류된다. [비특허문헌 1]Generally, vacuum means a state in which air and gas existing in a certain space are removed. It is impossible to have a perfect vacuum that does not exist in space, and when the pressure of gas in a certain space is lower than atmospheric pressure, it is called vacuum. Vacuum is usually vacuumed at a pressure of 1 torr at atmospheric pressure, medium vacuum at 1 torr to 10 -3 torr, high vacuum at 10 -3 torr to 10 -7 torr, ultrahigh vacuum at 10 -7 torr to 10 -11 torr, Below these are classified as very high vacuum. [Non-Patent Document 1]
하전입자빔을 시료에 조사시키거나, 시료에서 방출되는 하전입자빔의 에너지, 각분포등을 측정함으로서 시료의 성질을 연구하는 하전입자빔 분석장비는 일반적으로 고진공 영역의 진공환경이 요구된다. 예를 들면 주사전자현미경, 투과전자현미경, 질량분석기 등의 주요 부분은 스테인리스, 알류미늄 또는 저탄소강 재질의 진공챔버 내에 위치하여 고진공 환경하에 작동된다. 한편 고성능 전자현미경의 전자총, 저에너지 전자현미경(low energy electron microscope), 오제이 전자분광장비(Auger electron spectrometer), 광전자분광기(photoelectron spectrometer), 광전자현미경(photoelectron microscope) 등은 1x10-8 mbar 이하의 초고진공 작동환경이 요구된다. A high-vacuum vacuum environment is generally required for a charged particle beam analyzer that studies the properties of a specimen by irradiating the specimen with a charged particle beam or by measuring the energy and angle distribution of the charged particle beam emitted from the specimen. For example, the main parts of a scanning electron microscope, a transmission electron microscope, a mass spectrometer, etc. are placed in a vacuum chamber made of stainless steel, aluminum or low carbon steel and operated under a high vacuum environment. On the other hand, electron gun of high performance electron microscope, low energy electron microscope, Auger electron spectrometer, photoelectron spectrometer, photoelectron microscope and the like have ultra high vacuum of 1x10 -8 mbar or less Operating environment is required.
초고진공 환경이 요구되는 진공시스템의 제작 시, 재료 자체에서 나오는 가스방출률을 줄이기 위해 재료의 선정 및 처리에 많은 노력이 요구된다. 초고진공 시스템의 진공챔버는 일반적으로 스테인리스로 제작되며, 특수한 경우 티타늄, 알루미늄 등으로 제작된다. 하전입자빔 장비를 초고진공에서 작동시키는 경우, 일반적으로는 스테인리스로 제작된 진공챔버 내에 퍼멀로이(permalloly) 또는 뮤메탈(Mu-Metal)로 제작된 판을 성형하여 작동 부위를 감싸는 형태로 전자기장을 차폐한다. 특수한 경우 퍼멀로이 또는 뮤메탈로 초고진공 진공챔버를 제작하는 경우가 있으나, 퍼멀로이와 뮤메탈은 고가의 재질이며 원하는 형태로 구하기가 힘들어 챔버 제작 비용이 일반적으로 스테인리스에 비해 수배 이상이다.When manufacturing a vacuum system requiring an ultra-high vacuum environment, a great deal of effort is required in selecting and processing materials in order to reduce the gas emission rate from the material itself. Vacuum chambers of ultrahigh vacuum systems are generally made of stainless steel and in special cases made of titanium or aluminum. When the charged particle beam equipment is operated in ultra-high vacuum, a plate made of Permalloly or Mu-Metal is generally formed in a vacuum chamber made of stainless steel and the electromagnetic field is shielded do. In certain cases, the ultra-high vacuum chamber may be made of permalloy or mu-metal, but the permalloy and mu-metal are expensive and difficult to obtain in a desired form, and the chamber cost is generally several times higher than that of stainless steel.
탄소강중 탄소 함유량이 0.5wt% 이하인 저탄소강(mild steel, low-carbon steel)은 [비특허문건 2] 저렴하면서도 가공성이 좋아 파이프 재료로 광범위하게 사용된다. 저탄소강은 상대투자율이 수백 이상인 연자성 재료이며, 상대투자율이 수천 이상인 퍼멀로이 또는 뮤메탈에 비해 자기 차폐 효율은 떨어지나 저가격을 강점으로 외부 전자기장에 민감한 측적장비의 자기 차폐용으로 광범위하게 사용된다. 전자현미경에서는 경통의 자기차폐 및 시료를 전자빔으로 관찰하는 샘플 진공챔버용으로 사용된다. 저탄소강은 그 가스방출률이 스테인리스에 비해 높은 것으로 알려져 있어 [비특허문건 1] 초고진공용으로는 전혀 사용되지 않고 있으며, 저가의 박막 생성용 진공 장비 등에 사용된다.Low carbon steel with carbon content of 0.5 wt% or less in carbon steel [Non-Patent Document 2] It is inexpensive and good in workability and widely used as a pipe material. Low carbon steel is a soft magnetic material with relative permeability of several hundreds or more, and its magnetic shielding efficiency is lower than that of permalloy or mu metal which has relative permeability of several thousands or more. However, it is widely used for magnetic shielding of the measurement equipment sensitive to external electromagnetic field. In the electron microscope, it is used for magnetic shielding of the barrel and sample vacuum chamber for observing the sample with an electron beam. Low carbon steel is known to have a higher gas release rate than stainless steel. [Non-Patent Document 1] It is not used at all for ultrahigh vacuum and is used in low-cost vacuum equipment for thin film production.
초고진공 하전입자빔 분석장비는 일반적으로 스테인리스 진공챔버를 이용하여 초고진공 환경을 구현하고, 진공챔버 안에 퍼멀로이나 뮤메탈 박판으로 주요 작동 부위를 둘러싸는 형태로 배치시켜 전자기장을 차폐한다. 상기 방법은 진공챔버와 자기차폐 재료를 개별적으로 가공하므로 복잡하고 가공비가 상승한다. 연자성 재료로 초고진공 챔버를 제작하면 시스템의 구조가 단순해지고 가공비가 낮아지나, 초고진공용 연자성 재료로 알려진 퍼멀로이나 뮤메탈은 고가이며 가공에 적합한 규격의 재료를 구하기 힘들다. 또한 퍼멀로이나 뮤메탈은 가공 및 용접이 어렵고, 폴리싱 및 코팅가격이 상당한 고가인 문제가 있다.The ultrahigh vacuum particle beam analyzer usually uses a stainless steel vacuum chamber to create an ultra-high vacuum environment and surrounds the main working area with a permalloy or mu metal plate in a vacuum chamber to shield the electromagnetic field. This method complicates the processing of the vacuum chamber and the magnetic shielding material separately and increases the processing cost. When the ultra-high vacuum chamber is made of soft magnetic material, the structure of the system is simplified and the processing cost is lowered. However, Permalloy Nanometal, which is known as soft magnetic material for ultrahigh vacuum, is expensive and hard to find a material suitable for processing. In addition, permalloy and mu-metal are difficult to process and weld, and polishing and coating costs are considerably high.
따라서 본 발명은 상기 제시된 문제점을 개선하기 위하여 창안되었다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems.
본 발명의 목적은, 재질 자체의 가격이 저렴하고, 가공, 용접, 폴리싱 및 코팅이 저가인 연자성 재료인 저탄소강으로 제작된 진공챔버를 이용하여 경제적이면서도, 고성능의 하전입자빔 분석장비를 제공하는데에 있다.
An object of the present invention is to provide an economical and high-performance charged particle beam analyzer using a vacuum chamber made of a low-carbon steel, which is a soft magnetic material having a low cost of materials itself and low cost of processing, welding, polishing and coating .
이하 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적 수단에 대하여 설명한다.Hereinafter, specific means for achieving the object of the present invention will be described.
본 발명의 목적은, 중공의 기둥형태로 구성되고, 일측이 개방되는 용기; 및 상기 용기의 개방된 일측이 밀폐될 수 있도록 결합되는 커버;를 포함하고, 상기 용기의 내부에는 하전입자빔 분석장치가 수용되며, 상기 용기는 저탄소강 재질로 구성되고, 상기 용기의 내부는 1x10-7 torr 이하의 초고진공으로 이용되는 것을 특징으로 하는 저탄소강 재질의 초고진공 진공챔버를 제공하여 달성될 수 있다.An object of the present invention is to provide a container having a hollow pillar shape and having one side opened; And a cover coupled to an open side of the container so as to be hermetically sealed, wherein a container is accommodated in the container, the container is made of a low carbon steel material, -7 torr or less in the ultrahigh vacuum chamber of low carbon steel.
또한 상기 용기는 0.5wt% 이하의 탄소를 함유한 저탄소강 재질로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, the container may be characterized by being made of a low carbon steel containing 0.5 wt% or less of carbon.
또한 상기 용기는 화학세척공정을 거치는 것을 특징으로 할 수 있다.The container may also be characterized by being subjected to a chemical cleaning process.
또한 상기 화학세척공정은, 상기 용기의 유기물 기름을 제거하는 유기물 기름 제거단계; 상기 용기의 무기물 기름을 제거하는 무기물 기름 제거단계; 및 상기 용기의 유기물, 무기물 오염을 동시에 제거하는 오염제거단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The chemical cleaning process may further include: an organic oil removing step of removing the organic oil of the container; An inorganic oil removing step of removing the mineral oil of the container; And a decontamination step of simultaneously removing organic and inorganic contamination of the container.
또한 상기 무기물 기름 제거단계 이후에, 상기 용기의 표면산화층을 제거하는 표면산화층 제거단계;를 더 포함할 수 있다.And removing the surface oxide layer of the container after the step of removing the mineral oil.
또한 상기 오염제거단계 이후에, 상기 용기의 표면 산화(oxidation) 또는 부식(corrosion)을 막기 위해, 상기 용기의 내표면과 외표면에 니켈 도금 또는 크롬 도금으로 산화방지 피막을 입히는 산화방지단계;를 더 포함할 수 있다.And an antioxidant step of applying an antioxidant coating on the inner and outer surfaces of the container by nickel plating or chrome plating to prevent oxidation or corrosion of the container after the decontamination step .
또한 상기 용기의 개방된 일측에 직경방향으로 돌출구성되는 플랜지;를 더 포함하고, 상기 커버는 상기 용기의 개방된 일측이 밀폐될 수 있도록 상기 플랜지와 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.And a flange protruding in a radial direction on an open side of the container, wherein the cover is coupled with the flange so that an open side of the container is hermetically sealed.
또한 상기 용기의 개방된 일측이 밀폐되도록, 상기 커버와 상기 용기의 사이에 구비되는 금속 개스킷; 및 상기 커버 및 상기 용기 중 적어도 하나의 상기 금속 개스킷이 구비되는 부분에 상기 금속 개스킷 측으로 돌출형성되어, 상기 금속 개스킷의 일면에 맞물리는 나이프 엣지;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
A metal gasket provided between the cover and the container so that an open side of the container is sealed; And a knife edge protruding toward the metal gasket at a portion where at least one of the cover and the container is provided with the metal gasket, the knife edge being engaged with one surface of the metal gasket.
본 발명의 목적은, 본 발명의 일실시예에 따른 저탄소강 재질의 초고진공 진공챔버; 상기 초고진공 진공챔버의 일구성인 용기 내부에 수용되고, 하전입자빔을 방출하는 하전입자빔 이미터(emitter); 및 상기 용기의 내부에 수용되고, 상기 하전입자빔 이미터에서 방출되는 상기 하전입자빔이 조사되는 샘플;을 포함하고, 상기 용기의 내부는 1x10-7 torr 이하의 초고진공으로 이용되는 것을 특징으로 하는 초고진공 하전입자빔 분석장비를 제공하여 달성될 수 있다.An object of the present invention is to provide an ultra-vacuum vacuum chamber of a low carbon steel material according to an embodiment of the present invention; A charged particle beam emitter accommodated in the container which is an embodiment of the ultra-high vacuum chamber, the charged particle beam emitter emitting a charged particle beam; And a sample accommodated in the container and irradiating the charged particle beam emitted from the charged particle beam emitter, wherein the inside of the container is used in an ultra-high vacuum of 1 x 10 < -7 > torr or less A high-vacuum, high-intensity ion beam analyzer.
또한 상기 하전입자빔 이미터는, 전자총의 전자원인 전계방출 전자원(field emission electron source or Schottky emitter), 냉전계방출 전자원(cold field emission electron source) 또는 광전자방출 전자원(photo cathode or photoelectron electron source)이거나, 이온총의 이온원인 갈륨등을 포함한 액체 이온원(liquid metal ion source) 또는 가스전계방출이온원(gas field ion source)이거나, 초고진공 광전자 분광기(photoemission electron spectrometer) 또는 오제이 전자분광기(Auger electron spectrometer)의 전자기파 소스이거나, 저에너지 전자현미경(low energy electron microscope, LEEM)의 전자빔 소스이거나, 광전자현미경(photoelectron microscope; PEEM)의 전자기파 소스이거나, 질량분석기(mass analyzer)의 전자기파 소스 또는 이온파 소스인 것을 특징으로 할 수 있다.
Also, the charged particle beam emitter may be a field emission electron source or a Schottky emitter, a cold field emission electron source, or a photo cathode or electron electron source Or a liquid metal ion source or a gas field ion source containing gallium or the like which is an ion gun ion source or an ultrahigh vacuum photoemission spectrometer or Auger electron spectrometer electron source of an electron spectrometer, an electron beam source of a low energy electron microscope (LEEM), an electromagnetic wave source of a photoelectron microscope (PEEM), an electromagnetic wave source of a mass analyzer, .
본 발명의 목적은, 0.5wt% 이하의 탄소를 함유한 저탄소강 재질의 용기를 일측이 개방된 기둥형태로 성형하는 용기 성형 단계; 상기 용기의 유기물 기름을 제거하는 유기물 기름 제거단계; 상기 용기의 무기물 기름을 제거하는 무기물 기름 제거단계; 및 상기 용기의 유기물, 무기물 오염을 동시에 제거하는 오염제거단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저탄소강 재질의 초고진공 진공챔버 제작방법을 제공하여 달성될 수 있다.An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a container, which comprises: a container molding step of molding a container of low carbon steel containing 0.5 wt% or less of carbon into a column shape with one side opened; Removing organic matter oil from the container; An inorganic oil removing step of removing the mineral oil of the container; And a decontamination step of simultaneously removing organic and inorganic contaminants from the container. The present invention also provides a method of manufacturing a ultra-high vacuum chamber of low carbon steel material.
또한 상기 무기물 기름 제거단계 이후에, 상기 용기의 표면산화층을 제거하는 표면산화층 제거단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.And a surface oxide layer removing step of removing the surface oxide layer of the container after the step of removing the mineral oil.
또한 상기 오염제거단계 이후에, 상기 용기의 표면 산화(oxidation) 또는 부식(corrosion)을 막기 위해, 상기 용기의 내표면과 외표면에 니켈 도금 또는 크롬 도금으로 산화방지 피막을 입히는 산화방지단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
And an antioxidant step of applying an antioxidant coating on the inner and outer surfaces of the container by nickel plating or chrome plating to prevent oxidation or corrosion of the container after the decontamination step And further comprising
진공시스템을 구성하는 가장 중요한 요소 중 하나는 진공부품과 부품 사이로 공기가 새어 들어가지 않도록 하는 실링이다. 고진공 또는 그보다 높은 압력에서 사용하는 고무 재질의 오링은 물분자가 친수성의 고무를 확산하여 통과하므로 초고진공에서는 사용할 수 없다. 초고진공 또는 그보다 낮은 압력 영역에서는 순동, 니켈, 은, 구리 등의 금속 재료로 만든 실링을 사용한다. One of the most important components of a vacuum system is sealing, which prevents air from leaking between vacuum components and parts. O-rings made of rubber used at high vacuum or higher pressure can not be used in ultrahigh vacuum because water molecules diffuse and pass hydrophilic rubber. In ultra-high vacuum or lower pressure range, use a seal made of metal materials such as pure copper, nickel, silver or copper.
앞에서 설명한 문제점을 해결하고 보다 쉽고 경제적인 방법으로 상기 과제를 해결하는 수단은, 범용 저탄소강을 재료로 진공챔버를 제작한 후, 초고진공에 적합한 화학세척 공정과 외부 또는 내외부 표면에 산화 방지 코팅 공정을 거치는 제조공정을 특징으로 하며 금속 재질의 실링을 사용하는 고진공, 초고진공, 극고진공용 진공챔버를 제작하고, 저탄소강 진공챔버 안에 하전입자빔 분석장비를 배치함으로서 초고진공 진공 환경과 자기차폐를 동시에 달성할 수 있도록 한다.
Means for solving the above-mentioned problems and solving the above-mentioned problems in a simpler and more economical way are as follows: a vacuum chamber is made of a general-purpose low carbon steel material, and then a chemical cleaning process suitable for ultrahigh vacuum and an anti- Ultra high vacuum and ultra high vacuum chambers using metal sealing, and by placing a charged particle beam analyzer in a low carbon steel vacuum chamber, it is possible to provide ultra high vacuum vacuum environment and magnetic shielding So that they can be achieved at the same time.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면 초고진공 진공 환경과 자기차폐를 동시에 달성할 수 있는 저렴한 가격의 진공챔버를 구현할 수 있는 효과가 있다.
As described above, according to one embodiment of the present invention, it is possible to realize an inexpensive vacuum chamber capable of simultaneously achieving ultra-high vacuum environment and magnetic shielding.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 진공챔버를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 진공챔버를 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 성능 평가용 저탄소강 진공챔버를 도시한 측면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 진공챔버 진공 테스트를 도시한 그래프,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 진공챔버를 이용한 초고진공 전자총을 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 진공챔버를 이용한 초고진공 광전자 분광기(photoemission electron spectrometer), 오제이 전자분광기(Auger electron spectrometer) 또는 질량분석기(mass analyzer)을 도시한 단면도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 진공챔버를 이용한 초고진공 저에너지 전자현미경(low energy electron microscope, LEEM)을 도시한 단면도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 진공챔버를 이용한 광전자현미경(photoelectron microscope, PEEM)을 도시한 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, And shall not be interpreted.
1 is a cross-sectional view of a vacuum chamber according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a vacuum chamber according to a second embodiment of the present invention,
3 is a side view showing a low-carbon steel vacuum chamber for performance evaluation according to an embodiment of the present invention,
Figure 4 is a graph showing a vacuum chamber vacuum test according to one embodiment of the present invention,
5 is a cross-sectional view illustrating an ultrahigh vacuum electron gun using a vacuum chamber according to an embodiment of the present invention.
6 is a sectional view showing a photoemission electron spectrometer, an Auger electron spectrometer or a mass analyzer using a vacuum chamber according to an embodiment of the present invention,
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a low energy electron microscope (LEEM) using a vacuum chamber according to an embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view illustrating a photoelectron microscope (PEEM) using a vacuum chamber according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작원리를 상세하게 설명함에 있어서 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following detailed description of the operation principle of the preferred embodiment of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
The same reference numerals are used for portions having similar functions and functions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is connected to another part, it includes not only a case where it is directly connected but also a case where the other part is indirectly connected with another part in between. In addition, the inclusion of an element does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.
본 발명의 일실시예에 따른 고진공, 초고진공, 극고진공용으로 활용 가능한 진공챔버의 재질로 이용될 수 있는 탄소강(carbon steel)으로는, 탄소(carbon) 함량이 0.5wt% 이하인 저탄소강(mild steel)이 적합하며 시중에 유통되고 있는 대부분의 저탄소강(mild steel, 또는 low carbon steel)이 이에 해당한다. 탄소의 함량이 0.5wt% 초과인 경우의 탄소강에 의해서는 초고진공에서 탄소강 내부의 가스가 배출될 수 있고, 자기 교란이 발생될 수 있는 문제가 있다.As a carbon steel which can be used as a material of a vacuum chamber which can be used for high vacuum, ultra high vacuum and extreme high vacuum according to an embodiment of the present invention, a low carbon steel having a carbon content of 0.5 wt% steel is suitable and most low-carbon steels (mild steel or low carbon steel) are on the market. Carbon steels having a carbon content of more than 0.5 wt% may cause gas in the carbon steel to be exhausted in ultra-high vacuum, and self-disturbance may occur.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 진공챔버를 도시한 단면도, 도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 진공챔버를 도시한 단면도이다. 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 진공챔버는 용기(12, 22), 플랜지(11, 21), 접합부(13), 개스킷(14), 나이프 엣지(15), 커버(16)로 구성될 수 있다. 용기(12, 22)의 일측에는 플랜지(11, 21)가 구비되고, 플랜지(11, 21)에 커버(16)가 체결수단으로 결합될 수 있으며, 플랜지(11, 21)와 커버(16) 사이에는 나이프 엣지(15)가 구성되어, 개스킷(14)이 나이프 엣지(15)에 물리도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 개스킷(14)은 구리 등의 금속으로 구성될 수 있다.FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a vacuum chamber according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a vacuum chamber according to a second embodiment of the present invention. 1 and 2, a vacuum chamber according to an embodiment of the present invention includes a
본 발명의 일실시예에 따른 진공챔버의 제작방법과 관련하여, 우선 저탄소강 재질의 강관(pipe, tube), 강판(plate) 등의 재료를 원하는 모양으로 굽힘(bending), 절삭(cutting & machining), 연마(grinding), 용접(welding) 등의 가공 방법으로 성형(forming)을 하여 용기를 제작한다. 이때 절삭 등 기계 가공을 할 때에는 광물질과 유기물질로 이루어진 수용성 절삭유를 사용하는 것이 바람직하다. 용기와 챔버, 기타 부품 등을 연결하는 플랜지(11) 부분은 도 1에 도시된 바와 같이 스테인리스 스틸로 제작되는 기성품 플랜지(11)를 용기(12)에 접합하여 접합부(13)를 형성하거나, 도 2에 도시된 바와 같이 저탄소강 재료를 절삭하여, 플랜지(21)와 용기(22)를 일체형으로 만드는 방식으로 구성될 수 있다. 접합부(13)는 용접 또는 블래이징(blazing) 등으로 용기(12)와 플랜지(11)가 접합되도록 구성될 수 있다.With regard to the method of manufacturing a vacuum chamber according to an embodiment of the present invention, first, a material such as a pipe, a tube, or a steel plate of a low carbon steel material is bended, ), Grinding, welding, or the like to form a container. At this time, when machining such as cutting, it is preferable to use a water-soluble cutting oil made of a mineral and an organic material. The portion of the
플랜지 부분은 고진공, 초고진공, 극고진공용으로는 콘플랫 플랜지(11,21)가 적합하다. 콘플랫 플랜지의 형태로 구성하는 경우, 고진공, 초고진공, 극고진공에 통용되고 있는 금속 플랜지와 구리 금속 개스킷(표준형, 개량형)을 변형없이 사용될 수 있으며, 범용 진공 부품과 즉시 연결가능하기 때문이다. 플랜지는 또한 상용의 메탈 오링을 사용하는 방식도 가능하다. 메탈 오링을 사용하는 방식은 구리 개스킷(14)을 파고드는 나이프 에지(15) 대신 잘 폴리싱된 금속면으로 메탈 오링을 압착하여 실링을 한다.Conical
도 1, 2와 같이 제작이 완성된 용기는 고진공, 초고진공, 극고진공용 진공챔버에 적합한 화학세척공정(chemical cleaning)을 거칠 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, the completed container can undergo a chemical cleaning process suitable for a high vacuum, ultra-high vacuum, and ultra-high vacuum chamber.
이러한 화학세척공정은 유기물 기름을 제거하는 제1단계와 무기물 기름을 제거하는 제2단계와 두껍고 오염이 되어 있는 표면산화막을 제거하는 제3단계와 유기물, 무기물 오염을 동시에 제거하는 제4단계를 포함할 수 있다. 이러한 단계에 의해 폴리싱(산화막 개질)이 되어, 표면적이 작아지고, 저탄소강 표면에서의 가스 방출을 최소화할 수 있는 효과가 있다.The chemical cleaning process includes a first step of removing the organic oil, a second step of removing the mineral oil, a third step of removing the thick and contaminated surface oxide film, and a fourth step of simultaneously removing the organic matter and the inorganic contamination can do. By this step, the polishing (oxide film reforming) is performed, the surface area is reduced, and the gas emission on the surface of the low carbon steel can be minimized.
그러나 제3단계는 적절한 절삭 공정을 거쳐서 표면 오염이 심하지 않다면 생략할 수 있다. 제1단계 내지 제4단계를 통해 화학세척공정이 완료되면, 탄소강의 표면 산화(oxidation) 또는 부식(corrosion)을 막기 위해, 제작한 용기의 내표면과 외표면에 니켈, 또는 크롬 도금 등으로 산화방지 피막을 입히는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 코팅에 의하면, 저탄소강 표면에서의 가스 방출이 최소화되는 효과가 발생된다.
However, the third step may be omitted if the surface contamination is not severe due to proper cutting process. When the chemical washing process is completed through the first to fourth steps, in order to prevent oxidation or corrosion of the carbon steel, the inner and outer surfaces of the prepared container are oxidized by nickel or chromium plating or the like And applying an anti-reflective coating. With such a coating, the effect of minimizing the gas emission on the low carbon steel surface is generated.
위에서 설명한 방법대로 저탄소강을 재료로 초고진공, 극고진공용의 본 발명의 일실시예에 따른 진공챔버를 제작하여 그 배기 성능을 평가하였다. 탄소강 재료 중 시중에서 쉽게 구할 수 있고 값 싼 기계구조용강(저탄소강, KS 3752) 재료를 사용하여 본 발명에 따라 초고진공, 극고진공챔버를 제작하여 그 진공성능을 측정하였다.A vacuum chamber according to an embodiment of the present invention for ultrahigh vacuum and ultra high vacuum was made of a low carbon steel as described above to evaluate its exhaust performance. Vacuum performance was measured by using ultra low vacuum and ultra high vacuum chambers according to the present invention by using a material of low carbon steel (KS 3752) which is easily available and cheap in the market.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 성능 평가용 저탄소강 진공챔버를 도시한 측면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 성능 평가용 저탄소강 진공챔버는 저탄소강 봉을 절삭하여 플랜지(21)와 용기(22)를 일체형으로 제작하였다. 내표면적(inner surface area)은 1,600mm2 이고 출구(배기구) 플랜지(21)는 콘플랫형 CF114 이다.3 is a side view showing a low-carbon steel vacuum chamber for performance evaluation according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the low-carbon steel vacuum chamber for performance evaluation cut the low-carbon steel bar to fabricate the
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 진공챔버 진공 테스트를 도시한 그래프이다. 도 4에는 300 l/s의 터보분자펌프로 배기한 배기곡선이 도시되어 있으며, 시험은 진공챔버를 배기하면서 150℃에서 24시간 베이크 아웃 과정을 포함하여 측정한 값이다. 측정을 위한 게이지는 초고진공에서 표준적으로 사용되는 이온게이지(ion gague)이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 탄소강 진공챔버의 도달 압력은 24시간 베이크 아웃 후 5x10-10 Torr 이하로 매우 낮게 측정되었으며, 이는 초고진공용 진공챔버의 재료로 사용되기에도 충분한 값으로 평가된다. 결국 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따르면 값 싼 저탄소강을 이용하여 초고진공용 진공챔버를 구현할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
4 is a graph showing a vacuum chamber vacuum test according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 shows an exhaust curve exhausted by a turbo molecular pump of 300 l / s. The test is a measurement including a baking process at 150 ° C. for 24 hours while evacuating the vacuum chamber. The gauge for the measurement is an ion gauge that is standard in ultra-high vacuum. As shown in FIG. 5, the ultimate pressure of the carbon steel vacuum chamber according to an embodiment of the present invention was very low, i.e., 5 x 10 < -10 > Torr or less after 24 hours of bakeout, Is also evaluated as a sufficient value. As shown in FIG. 4, according to an embodiment of the present invention, it can be seen that a vacuum chamber for ultrahigh vacuum can be realized using low-cost low-carbon steel.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 저탄소강 초고진공 진공 챔버를 채용하여 초고진공 전자총 또는 이온총에 적용한 실시예로, 저탄소강 진공챔버 안에 전자원 또는 이온원(31), 하전입자빔 렌즈(32), 고전압 절연용 세라믹(33)을 설치하여 전자 또는 이온빔을 발생시킬 수 있다. 전자 또는 이온빔을 집속시키는 하전입자빔 렌즈(32)는 전기장을 사용하는 정전렌즈와 자기장을 사용하는 자기렌즈 모두 사용이 가능하다. 전자원으로는 전계방출 전자원(field emission electron source or Schottky emitter), 냉전계방출 전자원(cold field emission electron source), 광전자방출 전자원(photo cathode or photoelectron electron source)등을, 이온원으로는 갈륨등을 포함한 액체 이온원(liquid metal ion source), 가스전계방출이온원(gas field ion source)등을 사용할 수 있다.
FIG. 5 shows an embodiment of a ultra-high vacuum electron gun or an ion gun employing the ultra-high vacuum ultra-vacuum chamber according to an embodiment of the present invention. In the low-carbon steel vacuum chamber, an electron source or
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 저탄소강 초고진공 진공 챔버를 채용하여 초고진공 광전자 분광기(photoemission electron spectrometer) 또는 오제이 전자분광기(Auger electron spectrometer)에 적용한 실시예로, 저탄소강 용기(22) 내에 전자분광기(electron spectrometer, 41), X선, 자외선 등을 포함하는 전자기파 소스(42), 관찰하려는 샘플을 지지하고 이송, 회전시키는 샘플홀더(43)를 설치하여, 전자기파 또는 전자를 샘플에 조사하고 발생되는 전자를 전자분광기로 분광하여(에너지를 분석) 샘플의 전자구조, 원자구조 등을 분석할 수 있다.FIG. 6 shows an embodiment of a low-carbon steel ultrahigh vacuum vacuum chamber according to an embodiment of the present invention applied to a photoemission electron spectrometer or an Auger electron spectrometer, An
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 저탄소강 초고진공 진공 챔버를 채용하여 질량분석기(mass analyzer)에 적용한 실시예로도 이해될 수 있고, 저탄소강 용기(22) 내에 전자기파, 이온빔 등을 포함하는 소스(42), 질량 분석기(41), 관찰하려는 샘플을 지지하고 이송, 회전시키는 샘플홀더(43)를 설치하여 소스에서 방출되는 레이저 등의 전자기파 빔 또는 이온빔에 의해 방출되는 원자, 분자, 이온 또는 산란된 이온 등의 질량을 분석하여 샘플의 성분, 원자-분자 구조 등을 분석할 수 있다.
FIG. 6 is an embodiment of a mass analyzer employing a low-carbon steel ultra-high vacuum chamber according to an embodiment of the present invention. The low-
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 저탄소강 초고진공 진공 챔버를 채용하여 저에너지 전자현미경(low energy electron microscope, LEEM)에 적용한 실시예로, 저탄소강 용기(22) 안에 전자빔 소스(51), 복수의 전자빔 렌즈로 구성된 전자빔 렌즈계(52), 관찰하려는 샘플을 지지하고 이송, 회전시키는 샘플홀더(53), 전자빔 이미지를 관찰하는 스크린(54)를 설치하여, 전자를 샘플에 조사하고 반사 또는 산란되는 전자를 결상하여 샘플의 표면 형상 등을 분석할 수 있다.
FIG. 7 is an embodiment of a low energy electron microscope (LEEM) employing a low-carbon steel ultra-high vacuum chamber according to an embodiment of the present invention. In the low-
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 저탄소강 초고진공 진공 챔버를 채용하여 광전자현미경(photoelectron microscope; PEEM)에 적용한 실시예로, 저탄소강 용기(22)안에 X선, 자외선 등을 포함하는 전자기파 소스(61), 복수의 전자빔 렌즈로 구성된 전자빔 렌즈계(62), 관찰하려는 샘플을 지지하고 이송, 회전시키는 샘플홀더(63), 전자빔 이미지를 관찰하는 스크린(64)을 설치하여, 전자기파를 샘플에 조사하여 발생하는 전자를 결상하여 샘플의 표면 형상, 전자구조 등을 분석할 수 있다.
FIG. 8 is an embodiment of a photoelectron microscope (PEEM) employing a low-carbon steel ultra-high vacuum chamber according to an embodiment of the present invention. In the low-
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
As described above, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
11: 플랜지
12: 용기
13: 접합부
14: 개스킷
15: 나이프 에지
21: 플랜지
22: 용기
31: 전자원 또는 이온원
32: 하전입자빔 렌즈
33: 고전압 절연용 세라믹
41: 전자분광기(electron spectrometer) 또는 질량분석기(mass analyzer)
42: X선, 자외선, 가시광, 레이저 등을 포함하는 전자기파 소스, 전자원 또는 이온원
43: 샘플홀더
51: 전자빔 소스
52: LEEM용 전자빔 렌즈계
53: 샘플홀더
54: 스크린
61: 전자기파 소스
62: PEEM용 전자빔 렌즈계
63: 샘플홀더
64: 스크린11: Flange
12: container
13:
14: Gasket
15: Knife edge
21: Flange
22: container
31: Electron source or ion source
32: charged particle beam lens
33: Ceramics for high-voltage insulation
41: Electron spectrometer or mass analyzer.
42: an electromagnetic wave source including an X-ray, an ultraviolet ray, a visible light, a laser, etc., an electron source or an ion source
43: Sample holder
51: electron beam source
52: Electron beam lens system for LEEM
53: Sample holder
54: Screen
61: electromagnetic wave source
62: Electron beam lens system for PEEM
63: Sample holder
64: Screen
Claims (13)
상기 용기의 개방된 일측이 밀폐될 수 있도록 결합되는 커버;
를 포함하고,
상기 용기의 내부에는 하전입자빔 분석장치가 수용되며,
상기 용기는 저탄소강 재질로 구성되고,
상기 용기의 내부는 1x10-7 torr 이하의 초고진공으로 이용되는 것을 특징으로 하는 저탄소강 재질의 초고진공 진공챔버.
A container having a hollow pillar shape and having one side opened; And
A cover coupled to an open side of the container so as to be hermetically sealed;
Lt; / RTI >
A charged particle beam analyzer is housed in the vessel,
The container is made of a low carbon steel material,
Wherein the inside of the container is used in an ultra-high vacuum of 1 x 10 < -7 > torr or less.
상기 용기는 0.5wt% 이하의 탄소를 함유한 저탄소강 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 저탄소강 재질의 초고진공 진공챔버.
The method according to claim 1,
Characterized in that the container is made of a low carbon steel containing 0.5 wt% or less of carbon.
상기 용기는 화학세척공정을 거치는 것을 특징으로 하는 저탄소강 재질의 초고진공 진공챔버.
The method according to claim 1,
Characterized in that the vessel undergoes a chemical cleaning process.
상기 화학세척공정은,
상기 용기의 유기물 기름을 제거하는 유기물 기름 제거단계;
상기 용기의 무기물 기름을 제거하는 무기물 기름 제거단계; 및
상기 용기의 유기물, 무기물 오염을 동시에 제거하는 오염제거단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 저탄소강 재질의 초고진공 진공챔버.
The method of claim 3,
The chemical cleaning process comprises:
Removing organic matter oil from the container;
An inorganic oil removing step of removing the mineral oil of the container; And
A decontamination step of simultaneously removing organic and inorganic contamination of the container;
Wherein the vacuum chamber is made of a low-carbon steel material.
상기 무기물 기름 제거단계 이후에,
상기 용기의 표면산화층을 제거하는 표면산화층 제거단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저탄소강 재질의 초고진공 진공챔버.
5. The method of claim 4,
After the step of removing the mineral oil,
A surface oxide layer removing step of removing the surface oxide layer of the container;
Wherein the vacuum chamber is a vacuum chamber.
상기 오염제거단계 이후에,
상기 용기의 표면 산화(oxidation) 또는 부식(corrosion)을 막기 위해, 상기 용기의 내표면과 외표면에 니켈 도금 또는 크롬 도금으로 산화방지 피막을 입히는 산화방지단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저탄소강 재질의 초고진공 진공챔버.
5. The method of claim 4,
After the decontamination step,
An antioxidant step of applying an antioxidant coating to the inner and outer surfaces of the container by nickel plating or chromium plating to prevent oxidation or corrosion of the container;
Wherein the vacuum chamber is a vacuum chamber.
상기 용기의 개방된 일측에 직경방향으로 돌출구성되는 플랜지;
를 더 포함하고,
상기 커버는 상기 용기의 개방된 일측이 밀폐될 수 있도록 상기 플랜지와 결합되는 것을 특징으로 하는 초고진공 진공챔버.
The method according to claim 1,
A flange protruding in a radial direction on an open side of the container;
Further comprising:
Wherein the cover is coupled to the flange such that an open side of the container is sealed.
상기 용기의 개방된 일측이 밀폐되도록, 상기 커버와 상기 용기의 사이에 구비되는 금속 개스킷; 및
상기 커버 및 상기 용기 중 적어도 하나의 상기 금속 개스킷이 구비되는 부분에 상기 금속 개스킷 측으로 돌출형성되어, 상기 금속 개스킷의 일면에 맞물리는 나이프 엣지;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초고진공 진공챔버.
The method according to claim 1,
A metal gasket provided between the cover and the container so that an open side of the container is sealed; And
A knife edge protruding toward the metal gasket at a portion where at least one of the cover and the container is provided with the metal gasket, the knife edge being engaged with one surface of the metal gasket;
Further comprising a vacuum chamber.
상기 초고진공 진공챔버의 일구성인 용기 내부에 수용되고, 하전입자빔을 방출하는 하전입자빔 이미터(emitter); 및
상기 용기의 내부에 수용되고, 상기 하전입자빔 이미터에서 방출되는 상기 하전입자빔이 조사되는 샘플;
을 포함하고,
상기 용기의 내부는 1x10-7 torr 이하의 초고진공으로 이용되는 것을 특징으로 하는 초고진공 하전입자빔 분석장비.
An ultra-high vacuum chamber of low carbon steel according to claim 1;
A charged particle beam emitter accommodated in the container which is an embodiment of the ultra-high vacuum chamber, the charged particle beam emitter emitting a charged particle beam; And
A sample accommodated in the container and irradiating the charged particle beam emitted from the charged particle beam emitter;
/ RTI >
Wherein the inside of the vessel is used in ultra-high vacuum of 1 x 10 < -7 > torr or less.
상기 하전입자빔 이미터는,
전자총의 전자원인 전계방출 전자원(field emission electron source or Schottky emitter), 냉전계방출 전자원(cold field emission electron source) 또는 광전자방출 전자원(photo cathode or photoelectron electron source)이거나,
이온총의 이온원인 갈륨등을 포함한 액체 이온원(liquid metal ion source) 또는 가스전계방출이온원(gas field ion source)이거나,
초고진공 광전자 분광기(photoemission electron spectrometer) 또는 오제이 전자분광기(Auger electron spectrometer)의 전자기파 소스이거나,
저에너지 전자현미경(low energy electron microscope, LEEM)의 전자빔 소스이거나,
광전자현미경(photoelectron microscope; PEEM)의 전자기파 소스이거나,
질량분석기(mass analyzer)의 전자기파 소스 또는 이온파 소스인 것을 특징으로 하는 초고진공 하전입자빔 분석장비.
10. The method of claim 9,
The charged particle beam emitter
A field emission electron source or a Schottky emitter of a electron gun, a cold field emission electron source or a photo cathode electron source,
A liquid metal ion source or a gas field ion source including gallium or the like, which is an ion gun ion source,
An electromagnetic wave source of a ultra-high vacuum photoemission spectrometer or an Auger electron spectrometer,
An electron beam source of a low energy electron microscope (LEEM)
An electromagnetic wave source of a photoelectron microscope (PEEM)
Wherein the analyzer is an electromagnetic wave source or an ion source of a mass analyzer.
상기 용기의 유기물 기름을 제거하는 유기물 기름 제거단계;
상기 용기의 무기물 기름을 제거하는 무기물 기름 제거단계; 및
상기 용기의 유기물, 무기물 오염을 동시에 제거하는 오염제거단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 저탄소강 재질의 초고진공 진공챔버 제작방법.
A container forming step of forming a low-carbon steel container containing not more than 0.5 wt% of carbon into a column shape with one side opened;
Removing organic matter oil from the container;
An inorganic oil removing step of removing the mineral oil of the container; And
A decontamination step of simultaneously removing organic and inorganic contamination of the container;
Wherein the vacuum chamber is formed of a low-carbon steel material.
상기 무기물 기름 제거단계 이후에,
상기 용기의 표면산화층을 제거하는 표면산화층 제거단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저탄소강 재질의 초고진공 진공챔버 제작방법.
12. The method of claim 11,
After the step of removing the mineral oil,
A surface oxide layer removing step of removing the surface oxide layer of the container;
The method of claim 1, further comprising:
상기 오염제거단계 이후에,
상기 용기의 표면 산화(oxidation) 또는 부식(corrosion)을 막기 위해, 상기 용기의 내표면과 외표면에 니켈 도금 또는 크롬 도금으로 산화방지 피막을 입히는 산화방지단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저탄소강 재질의 초고진공 진공챔버 제작방법.
12. The method of claim 11,
After the decontamination step,
An antioxidant step of applying an antioxidant coating to the inner and outer surfaces of the container by nickel plating or chromium plating to prevent oxidation or corrosion of the container;
The method of claim 1, further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140075944A KR101623256B1 (en) | 2014-06-20 | 2014-06-20 | Mild steel vaccum chambers, manufactual method and ultrahigh vacuum charged particle analysis equipment using thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140075944A KR101623256B1 (en) | 2014-06-20 | 2014-06-20 | Mild steel vaccum chambers, manufactual method and ultrahigh vacuum charged particle analysis equipment using thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150146076A true KR20150146076A (en) | 2015-12-31 |
KR101623256B1 KR101623256B1 (en) | 2016-05-23 |
Family
ID=55128827
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020140075944A KR101623256B1 (en) | 2014-06-20 | 2014-06-20 | Mild steel vaccum chambers, manufactual method and ultrahigh vacuum charged particle analysis equipment using thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101623256B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017188459A (en) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | カール ツァイス マイクロスコーピー エルエルシー | Charged particle beam system |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009038170A (en) * | 2007-08-01 | 2009-02-19 | Nuflare Technology Inc | Optical lens barrel, electron irradiation method, and manufacturing method of mask drawing pattern |
KR101045389B1 (en) * | 2011-01-06 | 2011-06-30 | 덕산산업주식회사 | Method for hot dip aluminum coating for the improvement of corrosion resistance |
-
2014
- 2014-06-20 KR KR1020140075944A patent/KR101623256B1/en active IP Right Grant
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Paul A. Redhead, Foundations of Vacuum Science and Technology(John Wiley & Sons, Inc, New York, 1998). |
The American Iron and Steel Institute(AISI) definition: http://www.keytometals.com/Articles/Art62.htm |
미국 등록특허 US 8,541,738 B2, SURFACE ANALYZER OF OBJECT TO BE MEASURED AND ANALYZING METHOD |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017188459A (en) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | カール ツァイス マイクロスコーピー エルエルシー | Charged particle beam system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101623256B1 (en) | 2016-05-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6329523B2 (en) | Environmental cell for charged particle beam systems | |
JP7319161B2 (en) | Hard X-ray photoelectron spectrometer and system | |
Hofmann | Auger-and X-ray photoelectron spectroscopy in materials science: a user-oriented guide | |
CN107636791B (en) | Sample cell device for electron microscope and electron microscope provided with same | |
US7635842B2 (en) | Method and instrument for chemical defect characterization in high vacuum | |
JP6218403B2 (en) | X-ray tube equipped with a field emission electron gun and X-ray inspection apparatus using the same | |
Zhong et al. | Sample preparation methodologies for in situ liquid and gaseous cell analytical transmission electron microscopy of electropolished specimens | |
JP4796791B2 (en) | Charged particle beam apparatus and charged particle beam image generation method | |
US9666404B2 (en) | Charged particle source arrangement for a charged particle beam device, charged particle beam device for sample inspection, and method for providing a primary charged particle beam for sample inspection in a charged particle beam | |
JP2005174591A (en) | Charged particle beam device and charged particle beam image generation method | |
Babenkov et al. | A new dynamic-XPS end-station for beamline P04 at PETRA III/DESY | |
KR102029869B1 (en) | Detachable Sample Chamber for Electron Microscope and Electron Microscope Comprising The Same | |
KR101623256B1 (en) | Mild steel vaccum chambers, manufactual method and ultrahigh vacuum charged particle analysis equipment using thereof | |
US10614995B2 (en) | Atom probe with vacuum differential | |
JP2006032011A (en) | Low vacuum scanning electron microscope | |
US10340117B2 (en) | Ion beam device and sample observation method | |
CN110459455B (en) | Light emission electron microscopic imaging method capable of working under condition of atmosphere close to normal pressure and imaging system thereof | |
JP2013072785A (en) | Low vacuum soft x-ray experiment device | |
JP2016219412A (en) | Electron beam microscope with improved imaging gas and method of use | |
JP5993356B2 (en) | Scanning electron microscope | |
KR101648269B1 (en) | Apparatus and Method for Evaluation Platform of Charged Particle Beam System | |
Palmberg | Ultrahigh vacuum and surface science | |
Yoshimura et al. | Introduction of the electron microscope | |
Wongkokua et al. | Investigation of gas species generated in the photoemission spectroscopy system at the Siam Photon Laboratory | |
SE1851185A1 (en) | Hard X-ray photoelectron spectroscopy arrangement and system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190417 Year of fee payment: 4 |