KR20170067981A - Vacuum chamber for electron beam scanning using pressure difference and electron beam scanning system having the same - Google Patents

Vacuum chamber for electron beam scanning using pressure difference and electron beam scanning system having the same Download PDF

Info

Publication number
KR20170067981A
KR20170067981A KR1020150174615A KR20150174615A KR20170067981A KR 20170067981 A KR20170067981 A KR 20170067981A KR 1020150174615 A KR1020150174615 A KR 1020150174615A KR 20150174615 A KR20150174615 A KR 20150174615A KR 20170067981 A KR20170067981 A KR 20170067981A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electron beam
air
chamber
inlet pipe
electron
Prior art date
Application number
KR1020150174615A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101751802B1 (en
Inventor
임선종
최지연
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020150174615A priority Critical patent/KR101751802B1/en
Publication of KR20170067981A publication Critical patent/KR20170067981A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101751802B1 publication Critical patent/KR101751802B1/en

Links

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
    • H01J37/18—Vacuum locks ; Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
    • 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, 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
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

본 발명은 전자빔 주사기가 설치되는 챔버 본체와, 상기 챔버 본체의 일측에 형성되는 연통홀과, 상기 연통홀의 외부 공간으로 공기를 유입시킬 수 있도록 상기 챔버 본체에서 연장 형성되는 공기 유입관과, 상기 연통홀과 공기 유입관에 연통되게 형성되며 상기 공기 유입관으로 유입된 공기를 배출시키는 공기 배출관과, 상기 공기 유입관에 공기를 공급하여 상기 공기 배출관으로 공기가 배출되도록 하여 상기 챔버 본체 내 압력을 감소시킴으로써 저진공 상태를 구현하는 송풍기를 포함하는 전자빔 주사용 진공 챔버 및 이를 구비하는 전자빔 주사 시스템을 개시한다.The present invention relates to an electron beam injector and a method of manufacturing the same, which comprises a chamber main body in which an electron beam syringe is installed, a communication hole formed at one side of the chamber main body, an air inflow tube extending from the chamber main body to allow air to flow into the external space of the communication hole, An air outlet pipe communicating with the hole and the air inlet pipe for discharging the air introduced into the air inlet pipe; and air supplied to the air inlet pipe to discharge air to the air outlet pipe, thereby reducing the pressure in the chamber body And an electron beam scanning system including the vacuum chamber for electron beam main beam using the vacuum chamber.

Description

압력차를 이용한 전자빔 주사용 진공 챔버 및 이를 구비한 전자빔 주사 시스템 {VACUUM CHAMBER FOR ELECTRON BEAM SCANNING USING PRESSURE DIFFERENCE AND ELECTRON BEAM SCANNING SYSTEM HAVING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a vacuum chamber for electron beam main injection using a pressure difference, and an electron beam scanning system having the vacuum chamber.

본 발명은 주사전자현미경, 전자빔 가공장치, 전자빔 용접기 등의 장치에서 전자 빔 주사에 사용되는 진공 챔버 및 이를 구비한 전자빔 주사 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum chamber used for electron beam scanning in an apparatus such as a scanning electron microscope, an electron beam machining apparatus, and an electron beam welder, and an electron beam scanning system including the vacuum chamber.

주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)은 시료 표면에 전자빔을 주사하여 시료 표면에서 발생하는 이차전자, 반사전자, X-선 등을 검출하여 분석함으로써 시료 표면의 형상 등을 관찰할 수 있는 장치이다. 이러한 전자빔 주사기술은 최근에는 주사전자현미경뿐 아니라 전자빔 가공기술, 전자빔 용접 기술 등 다양한 분야에 활용되고 있다.Scanning Electron Microscope (SEM) is a device that can observe the shape of the sample surface by detecting and analyzing secondary electrons, reflection electrons, and X-rays generated on the surface of the sample by scanning electron beam on the surface of the sample . Such electron beam scanning technology has recently been utilized not only in scanning electron microscopes but also in various fields such as electron beam processing technology and electron beam welding technology.

도 1은 일반적인 형태의 주사전자현미경의 구조를 개략적으로 나타내고 있다. Fig. 1 schematically shows the structure of a general type scanning electron microscope.

도 1과 같이 주사전자현미경은 일반적으로 시편(1)가 진공 상태로 배치되는 진공 챔버(10)와, 전자빔을 발생시켜 시편(1)에 주사하는 전자빔 주사기(20) 등을 포함하는 구성을 가진다.As shown in Fig. 1, the scanning electron microscope generally has a configuration including a vacuum chamber 10 in which a test piece 1 is placed in a vacuum state, an electron beam injector 20 for generating an electron beam and scanning the test piece 1 .

진공 챔버(10) 내에는 시편(S)이 놓이는 스테이지(11)와, 전자빔이 시편(S)에 주사되었을 때 발생하는 2차 전자를 검출하는 디텍터(12) 등이 설치된다.A vacuum chamber 10 is provided with a stage 11 on which a specimen S is placed and a detector 12 for detecting secondary electrons generated when the specimen S is scanned with the electron beam.

전자빔 주사기(20)는 전자빔을 발생시켜 가속시키는 전자총(21)과, 전자빔을 순간적으로 차단하거나 차단 상태를 해제하는 빔 블랭커(23)와, 집속렌즈 및 대물렌즈가 구비된 컬럼부(23) 등을 포함하는 구성을 갖는다.The electron beam injector 20 includes an electron gun 21 for generating and accelerating an electron beam, a beam blanker 23 for momentarily blocking or canceling the electron beam, a column section 23 having a focusing lens and an objective lens, And the like.

이러한 구성의 주사전자현미경에 따르면, 전자총(21)으로부터 발생된 전자빔이 집속렌즈 및 대물렌즈를 거처 시편(S)으로 조사되면, 시편(S)과 충돌된 빔은 투과전자와 2차 전자를 생성하고, 이 중 2차 전자는 디텍터(12)에 의해 검출되어 디스플레이를 통해 이미지로 표시됨으로써 시편(S)의 표면 및 각종 치수를 측정할 수 있다.According to the scanning electron microscope having such a configuration, when the electron beam generated from the electron gun 21 is irradiated to the specimen S through the focusing lens and the objective lens, the beam collided with the specimen S generates the transmission electron and the secondary electron The secondary electrons are detected by the detector 12 and displayed as an image through a display, whereby the surface of the specimen S and various dimensions can be measured.

진공 챔버(10)에는 공기를 차단하기 위한 공기 차단부(40)가 연결되고, 진공 챔버(10)의 하부에는 진공 챔버(10) 내부를 진공 상태로 만들기 위한 진공 형성 시스템(30)이 설치된다. 이러한 진공 형성 시스템(30)은 상대적으로 크기가 크고 무게가 많이 나가기 때문에 주사전자현미경을 이동시키거나 새롭게 설치하기 위해 진공 형성 시스템(30)의 설치에 많은 시간과 노력이 소요되고 있으며, 이는 주사전자현미경 시스템의 이동성에 큰 저해 요소로 작용하고 있다.An air blocking unit 40 for blocking air is connected to the vacuum chamber 10 and a vacuum forming system 30 for evacuating the inside of the vacuum chamber 10 is provided under the vacuum chamber 10 . Since the vacuum forming system 30 is relatively large in size and heavy in weight, it takes much time and effort to install the vacuum forming system 30 to move or install the scanning electron microscope, Which is a major impediment to the mobility of the microscope system.

한편 시편(S)의 영상을 얻기 위해서는 시편(S)을 진공 챔버(10)의 내부에 배치해야 하는바, 시편(S)의 크기가 큰 경우 시편을 절단하는 등의 전처리 공정이 필요하여 이미지 획득에 많은 시간과 노력이 소요되고 있는 실정이다.On the other hand, in order to obtain the image of the specimen S, the specimen S must be disposed inside the vacuum chamber 10, and when the size of the specimen S is large, a pre- It takes a great deal of time and effort.

일본 실용신안공보 제1995-013912호 (1995.04.05)Japanese Utility Model Publication No. 1995-013912 (1995.04.05)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래보다 간단한 구조로서 새로운 진공 구현 방식이 적용된 전자빔 주사용 진공 챔버를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a vacuum chamber for electron beam application using a new vacuum structure.

또한 본 발명은 전자빔 주사용 진공 챔버를 이동식으로 구성하여 시편의 크기가 크더라도 시편을 절단할 필요없이 바로 측정하는 것이 가능한 전자빔 주사용 진공 챔버를 제공하기 위한 것이다.Further, the present invention is to provide a vacuum chamber for electron beam main-beam use, which can constitute a movable vacuum chamber for electron beam irradiation, so that even if the size of a specimen is large, it is possible to measure the specimen without cutting it.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise forms disclosed. Other objects, which will be apparent to those skilled in the art, It will be possible.

본 발명은 전자빔 주사기가 설치되는 챔버 본체와, 상기 챔버 본체의 일측에 형성되는 연통홀과, 상기 연통홀의 외부 공간으로 공기를 유입시킬 수 있도록 상기 챔버 본체에서 연장 형성되는 공기 유입관과, 상기 연통홀과 공기 유입관에 연통되게 형성되며 상기 공기 유입관으로 유입된 공기를 배출시키는 공기 배출관과, 상기 공기 유입관에 공기를 공급하여 상기 공기 배출관으로 공기가 배출되도록 하여 상기 챔버 본체 내 압력을 감소시킴으로써 저진공 상태를 구현하는 송풍기를 포함하는 전자빔 주사용 진공 챔버를 개시한다.The present invention relates to an electron beam injector and a method of manufacturing the same, which comprises a chamber main body in which an electron beam syringe is installed, a communication hole formed at one side of the chamber main body, an air inflow tube extending from the chamber main body to allow air to flow into the external space of the communication hole, An air outlet pipe communicating with the hole and the air inlet pipe for discharging the air introduced into the air inlet pipe; and air supplied to the air inlet pipe to discharge air to the air outlet pipe, thereby reducing the pressure in the chamber body A vacuum chamber for injecting an electron beam, including a blower for realizing a low vacuum state.

본 발명의 전자빔 주사용 진공 챔버에 따르면, 상기 공기 유입관은 상기 챔버 본체로부터 상측 방향으로 연장되고, 상기 공기 배출관은 상기 공기 유입관의 단부로부터 하향 경사진 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있다.According to the electron beam injection vacuum chamber of the present invention, the air inlet pipe extends upward from the chamber body, and the air outlet pipe may have a shape extending in a downward inclined direction from the end of the air inlet pipe.

본 발명의 전자빔 주사용 진공 챔버에 따르면, 상기 챔버 본체는 하단이 개방된 형태를 가질 수 있으며, 상기 챔버 본체의 개방 단부에는 공기 실링을 위한 오-링이 설치될 수 있다.According to the vacuum chamber for electron beam injection according to the present invention, the chamber body may have a bottom open shape, and an o-ring for air sealing may be installed at the open end of the chamber body.

한편 본 발명은 전자빔을 주사하는 전자빔 주사기와, 상기 전자빔 주사용 진공 챔버를 포함하는 전자빔 주사 시스템을 개시한다.Meanwhile, the present invention discloses an electron beam scanning system for scanning an electron beam and an electron beam scanning system including the electron beam scanning vacuum chamber.

본 발명의 전자빔 주사 시스템에 따르면, 상기 전자빔 주사기는 전자빔을 발생시키는 전자총을 포함할 수 있고, 여기에 상기 전자총에 결합되며 전자빔을 집속하여 주사 대상에 포커싱하는 컬럼부를 더 포함하는 구성을 갖는 것도 가능하다.According to the electron beam scanning system of the present invention, the electron beam injector may include an electron gun that generates an electron beam, and may further include a column portion coupled to the electron gun and further configured to focus the electron beam onto the object to be scanned Do.

본 발명의 전자빔 주사 시스템에 따르면, 상기 전자총은, 필라멘트와, 상기 필라멘트를 수용하는 전극 캡을 포함하며, 상기 필라멘트는 연속적인 선형 빔이 방출되도록 수평 방향을 길이 방향으로 갖는 로드의 형태를 가질 수 있다. 그리고 상기 전극 캡의 하부에는 상기 선형 빔이 통과하는 장공 형태의 슬릿이 형성될 수 있다.According to the electron beam scanning system of the present invention, the electron gun includes a filament and an electrode cap accommodating the filament, wherein the filament has a shape of a rod having a longitudinal direction in a horizontal direction so that a continuous linear beam is emitted have. In addition, a slot-shaped slit through which the linear beam passes may be formed in the lower portion of the electrode cap.

본 발명의 전자빔 주사 시스템에 따르면, 상기 전자빔 주사기의 빔 방출구에는 어퍼처 링을 고정시키는 어퍼처 홀더 또는 전자빔을 선택적으로 차단하는 빔 차단유닛이 설치될 수 있다.According to the electron beam scanning system of the present invention, the beam outlet of the electron beam injector may be provided with an aperture holder for fixing the aperture ring, or a beam shielding unit for selectively shielding the electron beam.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 송풍기의 온/오프 동작만으로 진공 챔버 내 저진공 상태를 구현하거나 진공을 해제하는 것이 가능하므로 종래 기술에 비해 간단하고 단순한 구성 및 작동 방식의 진공 챔버를 구현할 수 있다.According to the present invention, since the vacuum state can be realized or the vacuum can be released in the vacuum chamber only by the ON / OFF operation of the blower, it is possible to realize a vacuum chamber having a simple and simple construction and operation method have.

또한 본 발명에 따르면, 챔버 본체의 구조 변경을 통해 전자빔 주사용 진공 챔버를 이동식으로 구성할 수 있어 시편의 크기가 크더라도 시편을 절단할 필요없이 바로 측정하는 것이 가능하고 챔버의 이동이 용이한 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the vacuum chamber for electron beam main use can be configured to be movable by changing the structure of the chamber body, it is possible to perform measurement immediately without cutting the specimen even when the size of the specimen is large, .

이와 같은 용이한 저진공 상태의 구현 및 이동식 챔버의 구현을 통해 전자빔 가공, 샘플 관찰, 표면 가공 등뿐만 아니라 다양한 분야로 전자빔의 응용 범위를 확대하는 것이 가능할 것이다. Such an easy implementation of a low-vacuum state and the implementation of a mobile chamber will enable the application range of the electron beam to various fields as well as electron beam machining, sample observation, surface processing, and the like.

도 1은 일반적인 형태의 주사전자현미경의 구조를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔 주사용 진공 챔버가 구비된 전자빔 주사 시스템의 개략도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자빔 주사용 진공 챔버가 구비된 전자빔 주사 시스템의 개략도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자빔 주사용 진공 챔버가 구비된 전자빔 주사 시스템의 개략도.
도 5는 도 4에 도시된 전자총을 측면 방향에서 바라본 개략도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 schematically shows the structure of a scanning electron microscope in a general form; FIG.
2 is a schematic view of an electron beam scanning system equipped with an electron beam scanning vacuum chamber according to an embodiment of the present invention;
3 is a schematic view of an electron beam scanning system equipped with an electron beam scanning vacuum chamber according to another embodiment of the present invention.
4 is a schematic view of an electron beam scanning system equipped with an electron beam scanning vacuum chamber according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view of the electron gun shown in FIG. 4 viewed from the side direction.

이하, 본 발명과 관련된 압력차를 이용한 전자빔 주사용 진공 챔버 및 이를 구비한 전자빔 주사 시스템에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, an electron beam scanning vacuum chamber using the pressure difference and an electron beam scanning system having the electron beam scanning vacuum chamber according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 명세서에 기술된 전자빔 주사 시스템은 전자빔을 주사 대상에 주사하여 특정 기능을 수행하는 시스템을 말하며, 이러한 전자빔 주사 시스템은 주사전자현미경, 전자빔 가공장치, 전자빔 용접기 등을 모두 포괄하는 개념이다. 전자빔 주사 시스템은 전자빔을 주사하는 전자빔 주사기와, 전자빔 주사기와 결합되는 진공 챔버를 포함하는 구성을 갖는다.The electron beam scanning system described in this specification refers to a system that performs a specific function by scanning an electron beam to an object to be scanned. Such an electron beam scanning system is a concept including both a scanning electron microscope, an electron beam machining apparatus, and an electron beam welder. The electron beam scanning system has a configuration including an electron beam syringe for scanning an electron beam and a vacuum chamber coupled with the electron beam syringe.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔 주사용 진공 챔버가 구비된 전자빔 주사 시스템의 개략도이다. 2 is a schematic view of an electron beam scanning system equipped with an electron beam scanning vacuum chamber according to an embodiment of the present invention.

본 실시예는 전자빔 주사 시스템으로서 주사전자현미경을 예시하고 있으며, 진공 챔버(100)에 주사전자현미경의 컬럼부(230)가 설치된 구조가 개시되어 있다.컬럼부(230)는 전자총(미도시)에 결합되며, 전자총에서 발생한 전자빔을 집속하여 진공 챔버(100) 내의 주사 대상(시편)에 포커싱하는 기능을 수행한다. The present embodiment illustrates a scanning electron microscope as an electron beam scanning system and a structure in which a column portion 230 of a scanning electron microscope is installed in a vacuum chamber 100. The column portion 230 includes an electron gun (not shown) And focuses the electron beam generated from the electron gun to perform focusing on the object to be scanned (specimen) in the vacuum chamber 100.

참고로 본 도면에서는 주사전자현미경의 전자총, 빔 블랭커, 디텍터 등의 도시는 생략하였으며, 상세한 구조는 도 1에 도시된 주사전자현미경의 구조와 동일하다.In the drawing, the illustration of the electron gun, the beam blanker, the detector, etc. of the scanning electron microscope is omitted, and the detailed structure is the same as that of the scanning electron microscope shown in FIG.

본 실시예의 진공 챔버(100)는 챔버 본체(110), 연통홀(120), 공기 유입관(130), 공기 배출관(140), 송풍기(150)를 포함한다.The vacuum chamber 100 of this embodiment includes a chamber body 110, a communication hole 120, an air inlet pipe 130, an air outlet pipe 140, and a blower 150.

챔버 본체(110)는 전자 주사기가 설치되며, 그 내부에 시편이 수용되는 공간을 구비한다. 본 실시예에 따르면 컬럼부(230)가 챔버 본체(110)의 상부 장착 공간에 설치되어 있다.The chamber body 110 is provided with an electronic syringe, and has a space in which a sample is accommodated. According to the present embodiment, the column portion 230 is installed in the upper mounting space of the chamber body 110.

연통홀(120)은 챔버 본체(110)의 일측에 형성되어 챔버 본체(110) 내부의 공기(대기)가 외부로 빠져 나가는 통로를 제공한다. 본 실시예는 연통홀(120)이 챔버 본체(110)의 측면에 관통 형성된 구조를 예시하고 있다.The communication hole 120 is formed at one side of the chamber body 110 to provide a passage through which the air (atmosphere) inside the chamber body 110 escapes to the outside. The present embodiment illustrates a structure in which the communication hole 120 is penetrated through the side surface of the chamber body 110.

공기 유입관(130)은 연통홀(120)의 외부 공간(외측 공간)으로 공기를 유입시킬 수 있도록 챔버 본체(110)에서 연장 형성된다. 본 실시예에 따르면 공기 유입관(130)은 챔버 본체(110)의 연통홀(120)이 형성된 위치로부터 상측 방향으로 연장된다.The air inlet pipe 130 extends from the chamber body 110 to allow air to flow into the outer space (outer space) of the communication hole 120. According to the present embodiment, the air inlet pipe 130 extends upward from the position where the communication hole 120 of the chamber body 110 is formed.

공기 배출관(140)은 연통홀(120)과 공기 유입관(130)에 연통되게 형성되며, 공기 유입관(130)으로 유입된 공기를 배출시키는 기능을 한다. 본 실시예에 따르면 공기 배출관(140)은 공기 유입관(130)의 단부, 즉 연통홀(120)의 외측 공간에 해당하는 위치로부터 하향 경사진 방향으로 연장된 형태를 갖는다.The air discharge pipe 140 is formed to communicate with the communication hole 120 and the air inlet pipe 130 and discharges the air introduced into the air inlet pipe 130. According to the present embodiment, the air discharge pipe 140 has a shape extending downward from a position corresponding to an end of the air inflow pipe 130, that is, an outer space of the communication hole 120.

송풍기(150)는 공기 유입관(130)에 공기를 공급하는 기능을 하며, 파이프 또는 호스 등의 연결 수단(151)을 통해 공가 유입관(130)에 연결될 수 있다. 송풍기(150)는 공기 유입관(130)에 공기를 공급하여 공기 배출관(140)으로 공기가 배출되도록 하며, 이에 따라 챔버 본체(110) 내 압력이 감소하여 챔버 본체(110) 내 저진공 상태가 구현된다. The blower 150 functions to supply air to the air inlet pipe 130 and may be connected to the air inlet pipe 130 through a connecting means 151 such as a pipe or a hose. The air blower 150 supplies air to the air inlet pipe 130 so that the air is discharged to the air discharge pipe 140. As a result, the pressure in the chamber body 110 is reduced, .

한편, 전자빔 주사기의 빔 방출구, 본 실시예의 경우 컬럼부(230)의 빔 방출구에는 어퍼처 링을 고정시키는 어퍼처 홀더(240)가 설치되거나, 전자빔을 선택적으로 차단하는 빔 차단유닛(빔 셔터)이 설치될 수 있다. 본 실시예와 같이 컬럼부(230)의 빔 방출구에 어퍼처 링을 설치함으로써, 전자빔 주사기 내부는 고진공 상태가 구현되고 진공 챔버(100) 내부는 저진공 상태가 구현되는 차등 진공 상태를 구현할 수 있다. On the other hand, in the beam discharge port of the electron beam syringe, in the case of the present embodiment, the beam outlet of the column portion 230 is provided with an aperture holder 240 for fixing the aperture, or a beam blocking unit Shutter) can be installed. A differential vacuum state in which a high vacuum state is realized in the electron beam injector and a low vacuum state is realized in the vacuum chamber 100 can be realized by providing the aperture at the beam outlet of the column portion 230 as in this embodiment have.

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 전자빔 주사용 진공 챔버의 작동 상태에 대하여 설명하기로 한다. 참고로 도 2에서는 송풍기(150) 작동에 따른 공기의 이동 방향을 화살표로 표시하였다.Hereinafter, an operating state of the electron beam main vacuum chamber having the above structure will be described. 2, the moving direction of the air according to the operation of the blower 150 is indicated by an arrow.

송풍기(150)가 작동되면 공기 유입관(130)을 통해 공기가 유입되어 공기 배출관(140)으로 공기가 배출된다. 이에 따라 연통홀(120) 외측 공간의 공기 속도가 증가하게 되어 이 공간의 압력이 감소하게 되며, 이에 따라 챔버 본체(110) 내부의 공기가 연통홀(120)을 통해 외부로 배출되게 된다. When the blower 150 is operated, air flows in through the air inlet pipe 130 and air is discharged to the air outlet pipe 140. As a result, the air velocity in the space outside the communication hole 120 increases, and the pressure in the space is reduced. Accordingly, the air inside the chamber body 110 is discharged to the outside through the communication hole 120.

이에 따라 챔버 본체(110) 내부는 압력이 감소하게 되며, 압력이 일정 이상 감소하게 되면 저진공(low vacuum) 상태가 구현되게 된다. 이와 같은 저진공 상태에서 송풍기(150)의 작동을 멈추어 공기 유입을 중단하게 되면, 연통홀(120)을 통해 외부의 공기가 챔버 본체(110)의 내부로 유입되게 되며, 이에 따라 챔버 본체(110) 내부는 대기압 상태가 된다.Accordingly, the pressure inside the chamber body 110 is reduced, and when the pressure is reduced by a certain amount or more, a low vacuum state is realized. When the operation of the blower 150 is stopped in the low vacuum state to stop the inflow of air, external air is introduced into the chamber body 110 through the communication hole 120, ) The inside becomes atmospheric pressure.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자빔 주사용 진공 챔버가 구비된 전자빔 주사 시스템의 개략도이다.3 is a schematic view of an electron beam scanning system equipped with an electron beam injection vacuum chamber according to another embodiment of the present invention.

본 실시예에 전자빔 주사용 진공 챔버(100)는 챔버 본체(110)의 구성을 제외하고 앞선 실시예와 동일한 구성을 갖는다.In this embodiment, the vacuum chamber 100 for electron beam injection has the same configuration as that of the previous embodiment except for the configuration of the chamber body 110.

앞선 실시예의 경우 챔버 본체(110)는 하단이 막힌 형태를 가지나, 본 실시예의 경우 챔버 본체(110)는 하단이 개방된 형태를 갖는다. 이와 같은 구성에 따르면 챔버(100)의 진공이 해제된 상태에서 챔버 본체(110)를 이동시켜 전자빔을 조사하고자 하는 위치(시편 또는 스테이지)로 간편하게 이동시킬 수 있다. In the previous embodiment, the chamber body 110 has a closed bottom shape, but in the present embodiment, the chamber body 110 has a bottom opened shape. According to such a configuration, the chamber body 110 can be moved while the vacuum of the chamber 100 is released, and the electron beam can be easily moved to a position (specimen or stage) to be irradiated.

시편(S)의 크기가 큰 경우에도 시편(S)을 절단할 필요없이 전자빔을 조사하고자 하는 위치 위로 챔버 본체(110)를 이동시킨 후 송풍기(150)를 작동시키면 챔버 본체(110) 내의 공간이 저진공 상태로 전환되게 된다. 챔버 본체(110)의 개방 단부에는 공기 실링을 위한 오-링(160, 또는 실링부재)이 설치될 수 있다.Even if the size of the specimen S is large, if the chamber body 110 is moved over a position to irradiate the electron beam without cutting the specimen S and then the blower 150 is operated, The vacuum state is switched to the low vacuum state. An open end of the chamber body 110 may be provided with an o-ring 160 (or a sealing member) for air sealing.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자빔 주사용 진공 챔버가 구비된 전자빔 주사 시스템의 개략도이고, 도 5는 도 4에 도시된 전자총을 측면 방향에서 바라본 개략도이다.FIG. 4 is a schematic view of an electron beam scanning system having an electron beam scanning vacuum chamber according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic view of the electron gun shown in FIG. 4 in a lateral direction.

앞선 실시예의 경우 전자빔 주사 시스템의 한 형태로서 주사전자현미경을 예시하였으나, 본 실시예의 경우 전자빔 주사 시스템으로서 전자빔 가공 장치를 예시하고 있다. In the foregoing embodiment, a scanning electron microscope is exemplified as one type of the electron beam scanning system, but in the present embodiment, an electron beam scanning apparatus is exemplified as the electron beam scanning system.

아울러 앞선 실시예의 경우 진공 챔버(100)의 챔버 본체(110)에 주사전자현미경의 컬럼부(230)가 설치되어 있으나, 본 실시예의 경우 챔버 본체(110)에 전자총(210)이 설치된 구조를 예시하고 있다. 전자빔 가공 장치의 경우 별도의 집광 수단을 적용하지 않고 본 실시예와 같이 전자총(210) 만으로 가공 장치를 구현할 수 있다.Although the column portion 230 of the scanning electron microscope is installed in the chamber main body 110 of the vacuum chamber 100 in the previous embodiment, the structure of the present embodiment in which the electron gun 210 is installed in the chamber main body 110 is shown as an example . In the case of the electron beam machining apparatus, the machining apparatus can be implemented by using only the electron gun 210 as in the present embodiment, without using a separate focusing means.

전자총(210)은 전극선(213)을 통해 전압이 인가됨에 따라전자를 발생시키는 필라멘트(211)와, 필라멘트(221)를 수용하며 바이어스 전압이 가해지는 전극 캡(212)을 포함하는 구성을 가질 수 있다. 전자총(210)은 챔버 본체(110)의 상부에 설치된 서포트(220)에 의해 지지되며, 서포트(220)의 내측 공간에는 가속 전극의 기능을 하는 애노드 플레이트(225)가 설치될 수 있다. 서포트(220)의 빔 방출구에는 빔 셔터(250)가 설치될 수 있다.The electron gun 210 may have a configuration including a filament 211 for generating electrons when a voltage is applied through the electrode line 213 and an electrode cap 212 for receiving the filament 221 and applying a bias voltage thereto have. The electron gun 210 is supported by a support 220 installed on an upper portion of the chamber body 110 and an anode plate 225 serving as an accelerating electrode may be installed in an inner space of the support 220. A beam shutter 250 may be installed at the beam outlet of the support 220.

본 실시예에 따르면, 필라멘트(210)는 도 5와 같이 수평 방향을 길이 방향으로 갖는 로드의 형태를 가질 수 있으며, 전극 캡(210)의 하부에는 선형 빔이 통과하는 장공 형태의 슬릿(215)이 형성될 수 있다. 이와 같은 구성에 따라 전자총(210)은 연속적인 선형 빔을 방출하도록 구성되어 동시에 넓은 면적을 가공할 수 있는 이점이 있다. 특히 본 실시예와 같이 진공 챔버(100)를 이동식 챔버로 구현한 경우 챔버 본체(110)의 이동이 용이하므로, 넓은 면적을 단시간에 가공할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.5, the filament 210 may have the shape of a rod having a longitudinal direction in the longitudinal direction, and a slit 215 in the form of an elongated hole through which a linear beam passes may be formed at a lower portion of the electrode cap 210, Can be formed. According to such a configuration, the electron gun 210 is configured to emit a continuous linear beam, and at the same time, it can advantageously process a large area. In particular, when the vacuum chamber 100 is implemented as a movable chamber as in the present embodiment, the movement of the chamber body 110 is facilitated, so that a large area can be processed in a short time.

이상에서 설명한 압력차를 이용한 전자빔 주사용 진공 챔버 및 이를 구비한 전자빔 주사 시스템은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있으며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.The vacuum chamber for electron beam injection using the pressure difference described above and the electron beam scanning system having the vacuum chamber are not limited to the configurations and the methods of the embodiments described above, Or parts thereof may be selectively combined, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention.

100: 진공 챔버 110: 챔버 본체
120: 연통홀 130: 공기 유입관
140: 공기 배출관 150: 송풍기
160: 오-링 210: 전자총
220: 서포트 230: 컬럼부100: vacuum chamber 110: chamber body
120: communication hole 130: air inlet pipe
140: air outlet pipe 150: blower
160: O-ring 210: electron gun
220: support 230: column part

Claims (10)

전자빔 주사기가 설치되는 챔버 본체;
상기 챔버 본체의 일측에 형성되는 연통홀;
상기 연통홀의 외부 공간으로 공기를 유입시킬 수 있도록 상기 챔버 본체에서 연장 형성되는 공기 유입관;
상기 연통홀과 공기 유입관에 연통되게 형성되며, 상기 공기 유입관으로 유입된 공기를 배출시키는 공기 배출관; 및
상기 공기 유입관에 공기를 공급하여 상기 공기 배출관으로 공기가 배출되도록 하여 상기 챔버 본체 내 압력을 감소시킴으로써 저진공 상태를 구현하는 송풍기;를 포함하는 전자빔 주사용 진공 챔버.A chamber main body in which an electron beam syringe is installed;
A communication hole formed on one side of the chamber body;
An air inlet pipe extending from the chamber body to allow air to flow into the external space of the communication hole;
An air discharge pipe communicating with the communication hole and the air inlet pipe and discharging the air introduced into the air inlet pipe; And
And a blower for supplying air to the air inlet pipe and discharging air to the air discharge pipe to reduce the pressure in the chamber body, thereby realizing a low vacuum state. 제1항에 있어서,
상기 공기 유입관은 상기 챔버 본체로부터 상측 방향으로 연장되고,
상기 공기 배출관은 상기 공기 유입관의 단부로부터 하향 경사진 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 전자빔 주사용 진공 챔버.The method according to claim 1,
Wherein the air inlet pipe extends upward from the chamber body,
And the air discharge pipe extends in a downward inclined direction from the end of the air inflow pipe. 제1항에 있어서,
상기 챔버 본체는 하단이 개방된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 전자빔 주사용 진공 챔버.The method according to claim 1,
Wherein the chamber body has a bottom opening shape. 제3항에 있어서,
상기 챔버 본체의 개방 단부에는 공기 실링을 위한 오-링이 설치되는 것을 특징으로 하는 전자빔 주사용 진공 챔버.The method of claim 3,
Wherein an open end of the chamber body is provided with an o-ring for air sealing. 전자빔을 주사하는 전자빔 주사기; 및
상기 전자빔 주사기와 결합되며, 제1 내지 제4항 중 어느 한 항을 따르는 전자빔 주사용 진공 챔버를 포함하는 전자빔 주사 시스템.An electron beam injector for scanning an electron beam; And
And an electron beam scanning vacuum chamber coupled to the electron beam syringe, the electron beam scanning vacuum chamber according to any one of claims 1 to 4. 제5항에 있어서,
상기 전자빔 주사기는 전자빔을 발생시키는 전자총을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 주사 시스템.6. The method of claim 5,
Wherein the electron beam scanner comprises an electron gun for generating an electron beam. 제5항에 있어서, 상기 전자빔 주사기는,
상기 전자총에 결합되며 전자빔을 집속하여 주사 대상에 포커싱하는 컬럼부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 주사 시스템.6. The electron beam apparatus according to claim 5,
Further comprising a column portion coupled to the electron gun and configured to focus the electron beam onto an object to be scanned. 제5항에 있어서, 상기 전자총은,
필라멘트와, 상기 필라멘트를 수용하는 전극 캡을 포함하며,
상기 필라멘트는 연속적인 선형 빔이 방출되도록 수평 방향을 길이 방향으로 갖는 로드의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 전자빔 주사 시스템.6. The electron gun according to claim 5,
A filament; and an electrode cap for receiving the filament,
Wherein the filament has the form of a rod having a longitudinal direction in the horizontal direction so that a continuous linear beam is emitted. 제8항에 있어서,
상기 전극 캡의 하부에는 상기 선형 빔이 통과하는 장공 형태의 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 하는 전자빔 주사 시스템.9. The method of claim 8,
And an elongated slit through which the linear beam passes is formed in a lower portion of the electrode cap. 제5항에 있어서,
상기 전자빔 주사기의 빔 방출구에는 어퍼처 링을 고정시키는 어퍼처 홀더 또는 전자빔을 선택적으로 차단하는 빔 차단유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 전자빔 주사 시스템.6. The method of claim 5,
Wherein the beam discharge port of the electron beam syringe is provided with an aperture holder for fixing the aperture ring or a beam shielding unit for selectively shielding the electron beam.
KR1020150174615A 2015-12-09 2015-12-09 Vacuum chamber for electron beam scanning using pressure difference and electron beam scanning system having the same KR101751802B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150174615A KR101751802B1 (en) 2015-12-09 2015-12-09 Vacuum chamber for electron beam scanning using pressure difference and electron beam scanning system having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150174615A KR101751802B1 (en) 2015-12-09 2015-12-09 Vacuum chamber for electron beam scanning using pressure difference and electron beam scanning system having the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170067981A true KR20170067981A (en) 2017-06-19
KR101751802B1 KR101751802B1 (en) 2017-06-29

Family

ID=59278986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150174615A KR101751802B1 (en) 2015-12-09 2015-12-09 Vacuum chamber for electron beam scanning using pressure difference and electron beam scanning system having the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101751802B1 (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101421090B1 (en) * 2013-11-22 2014-07-18 한국기계연구원 Scanning electron microscope with detachable vaccum chamber unit

Also Published As

Publication number Publication date
KR101751802B1 (en) 2017-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101389660B1 (en) Charged particle beam apparatus
US8115180B2 (en) Processing system
CN103348439B (en) Ultramicroscope sample mount and sample observation method
US11276547B2 (en) Charged particle optical apparatus for through-the-lens detection of particles
US9741528B2 (en) Charged particle optical apparatus having a selectively positionable differential pressure module
JP2013020918A (en) Charged particle beam device
US7923686B2 (en) Transmission electron microscope
US10636615B2 (en) Composite beam apparatus
US7923702B2 (en) System and method for processing an object
EP2442346B1 (en) Improvements in and relating to charged particle beam devices
KR101751802B1 (en) Vacuum chamber for electron beam scanning using pressure difference and electron beam scanning system having the same
KR101554594B1 (en) Apparatus for forming charged particle beam probe and method for using thereof
JP4023741B2 (en) Charged particle beam apparatus for inspecting or processing samples
US10340117B2 (en) Ion beam device and sample observation method
JP6364167B2 (en) Environmentally controlled charged particle observation system
JP5976147B2 (en) Charged particle beam device, method for adjusting charged particle beam device, and sample inspection or sample observation method.
JP2018152327A (en) Collision ionization source
JPWO2018220809A1 (en) Charged particle beam equipment
JP5678134B2 (en) Charged particle beam equipment
JP6118870B2 (en) Sample observation method
JPH11307031A (en) Analytic electron microscope
KR20080010842A (en) Miniature scanning electron microscope
JP2015079765A (en) Charged particle beam device

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200309

Year of fee payment: 4