KR20210032336A - 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스 - Google Patents

전자기 차폐부를 구비한 글러브박스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정밀측정용 계측장비를 이용한 계측 진행시 외부 전자기장의 간섭을 차단할 수 있는 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스에 관한 것이다. 본 발명의 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스는 시료 처리 이후 글러브박스 내에 측정장비에서 측정을 시작하기 전에 글러브박스 전면을 차폐부로 막거나, 글로브 박스의 투명창 재질을 차폐 가능한 전도성 유리나 플라스틱을 이용하여 제작하여 사용함으로써 외부의 전자기파 노이즈를 차단하여전자기파의 간섭이 없는 신뢰성 있는 미세 측정 결과를 얻을 수 있다.

Description

전자기 차폐부를 구비한 글러브박스{Glove Box with Electromagnetic Shield}
본 발명은 글러브박스에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 정밀 측정용 계측장비를 이용한 계측 진행시 외부 전자기장의 간섭을 차단할 수 있는 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스에 관한 것이다.
전자재료, 유기 물질 등 다양한 샘플의 표면 형상과 물리적 성질 등을 측정하기 위해 미세영역 측정기기들이 사용된다. 이러한 미세영역 측정기기는 정밀측정이 요구되며 외부 스트레스에 매우 민감하다. 이러한 정밀 측정기기는 사용자로부터 발생하는 정전기, 주변의 전자기기 및 통신기기에서 발생하는 전기장이나 전자기장, 시간에 따라 변하는 저주파 자기장이나 라디오파 등 무수한 노이즈에 노출된다. 측정기기가 이와 같은 노이즈에 노출되어 신호가 간섭되면 측정결과에 신뢰성이 떨어지게 되므로 이러한 노이즈로부터의 영향을 배제하는 것이 필요하다.
통상적으로 전자기장의 차폐를 위하여 페러데이 상자의 개념을 이용하게 된다. 어떤 공간의 내부가 도체로 둘러싸인 경우, 내부의 전자기장은 외부 전자기장의 영향을 받지 않게 되며 또한 외부 전자기장에 영향을 끼치지도 않는다. 즉, 두 공간의 전자기장이 차폐되어 서로 독립적으로 형성된다. 또한 전기장이나 전자기장, 시간에 따라 변하는 저주파 자기장이나 라디오파에도 이와 같은 원리가 적용된다. 전자기파를 차폐하기 위해 일반적으로 금속 판, 금속 그물망, 플라즈마(plasma, 이온화된 가스) 등을 사용하며, 예민한 전기 장치를 놓을 때 외부 전자기장으로부터의 영향을 막기 위해 접지된 페러데이 상자(faraday cage)를 사용한다. 그러나 SPM(Scanning Probe Microscope)이나 probe station 등 미세한 전류를 사용하는 정밀측정용 계측장비는 측정시료의 처리를 위해 글러브박스 내에 장비를 설치하고 측정을 해야 하는 경우가 빈번하다. 이와 같은 정밀측정용 계측장비는 장비 외부에서 가해지는 전자기장에 의해 측정값이 영향을 받기 때문에 전자기장의 차폐가 필수적이지만, 시료처리용 글러브박스 안에 설치하는 경우에는 글러브를 설치하여 작업하는 정면에 전자기 차폐막을 설치되지 않아서 정밀 측정을 하지 못하는 문제가 있다.
미국 등록특허 10775406 호는 접촉강도를 측정하기 위한 장치에 관한 것으로, 글러브박스 내에 AFM을 구비하여 샘플에 적합한 기체, 온도 실험조건을 설정할 수 있는 장치를 개시한다. 그러나 이는 전자기 차폐 기능이 없어 전자기파에 민감한 샘플을 측정하기엔 어려움이 있다.
따라서, 장비 내부에서 미세시료 작업을 할 수 있고, 시료 측정시 전자기파를 차단할 수 있는 차폐 기능이 구비된 글러브박스가 필요하다.
미국 등록특허 10775406호
본 발명은 글러브박스 내에서 작업과 정밀계측을 진행해야 장비가 계측시 외부 전자기장의 간섭을 막을 수 있는 글러브박스를 제공하고자 한다.
본 발명은 전자기 차폐부를 구비한 글러브 박스를 사용하여 글러브 박스에서 내의 정밀 측정 장비 구동시 전자기파 노이즈를 차단하여 높은 신뢰도의 분석 결과를 얻는 것에 근거한 것이다.
본 발명은 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스로: 상기 글러브박스는 전면에 장갑 및 투명창을 구비하고 밀폐된 글러브 박스 형태의 본체; 상기 본체 내부에 위치하는 계측 장비 거치대; 및, 상기 투명창을 덮는 개폐식 전자기 차폐부를 구비하고, 상기 본체의 재질은 전자기 차폐가 가능한 전기 전도성 물질인, 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 전자기 차폐부는, 상기 본체의 양측에 로드의 일 말단이 고정되고 상기 로드의 타말단은 상기 전자기 차폐부의 양측면 중앙에 각각 고정되며, 상기 전자기 차폐부의 로드 고정부를 축으로 회전하면서 개방 또는 폐쇄되는, 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 전자기 차폐부는, 상단이 상기 본체 전면 투명창 상부에 고정되어 상하 여닫이 형태로 개방 또는 폐쇄되는, 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 전자기 차폐부는, 상기 본체의 양측에 리프트업 힌지의 일 말단이 고정되고 상기 힌지의 타말단은 상기 전자기 차폐부의 양측면 중앙에 각각 고정되며, 상하 수직방향 또는 좌우 수평방향으로 개방 또는 폐쇄되는, 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 전자기 차폐부는, 상기 본체의 양측에 각각 고정되는 두 개의 문짝형태로 좌우로 각각 여닫이 형식으로 개방 또는 폐쇄되는, 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 전자기 차폐부는 알루미늄, 철, 또는 전도성 물체로 이루어진 강판 또는 전도성 물체에 뮤메탈 필름 또는 퍼멀로이가 부착된 판인, 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 전자기 차폐부는, 상기 본체의 투명창 전면을 가리는 전자기 차단용 섬유이고, 상기 전자기 차단용 섬유는 슬라이드식, 블라인드식 및 탈착식을 포함하는 개폐방식으로 개폐되는, 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 거치대에 거치되는 계측 장비는 샘플 접촉식 측정 장비로,상기 샘플 접촉식 측정 장비는 주사형 탐침 현미경(Scanning Probe Microscope), 프로브 스테이션(probe station) 또는 프로파일러(Profiler)인, 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스를 제공한다.
본 발명은 또한, 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스로: 상기 글러브박스는 전면에 장갑 및 투명창을 구비하고 밀폐된 글러브 박스 형태의 본체; 및 상기 본체 내부에 위치하는 계측 장비 거치대를 포함하고, 상기 투명창은 전도성 물질을 포함하는 유리 또는 플라스틱이고, 상기 전도성 물질은 투명 전도성 산화물 또는 알루미늄인, 글러브박스를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 본체는, 상기 밀폐공간에 질소 또는 불활성기체를 공급하는 기체 공급부; 및 상기 밀폐공간 내부의 기체를 외부로 강제 배기하는 배기부를 더 포함하는, 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 계측 장비 거치대는, 진동을 흡수하는 방진부를 더 포함하는, 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스를 제공한다.
본 발명의 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스는 시료 처리 이후 글러브박스 내에 측정장비에서 측정을 시작하기 전에 글러브박스 전면을 차폐막 또는 차폐문으로 막을 수 있고 또한 글로브 박스 전면 재질을 차폐가 가능한 전도성 유리나 플라스틱을 이용하여 제작하여 사용시, 외부의 전자기파 노이즈를 차단하여 전자기파의 간섭이 없는 신뢰성 있는 미세 측정 결과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구현예에 따른 글러브박스 정면도(a) 및 내부에 SPM을 구비한 글러브 박스(b)를 나타내는 사진이다.
도 2는 본 발명의 한 구현예에 따른 글러브 박스 전면에서의 전자기 차폐부의 여닫이 도어 형식의 작동을 나타내는 측면 개략도이다.
도 3은 본 발명의 한 구현예에 따른 글러브 박스 전면에서의 전자기 차폐부의 리프트업 도어 형식의 작동을 나타내는 측면 개략도이다.
도 4는 본 발명의 한 구현예에 따른 글러브 박스 전면에 양문형 여닫이 방식의 전자기 차폐부의 정면 개략도이다.
도 5는 본 발명의 한 구현예에 따른 차폐부를 전면에 설치한 글러브 박스의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 한 구현예에 따른 전자기 차폐부를 설치하고 측정한 반도체 SRAM 샘플의 AFM의 이미지 (a)와 차폐부 없이 측정한 반도체 SRAM 샘플의 AFM의 측정 이미지 (b)이다.
이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
한 양태에서 본 발명은 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스로: 상기 글러브박스는 전면에 장갑 및 투명창을 구비하고 밀폐된 글러브 박스 형태의 본체; 상기 본체 내부에 위치하는 계측 장비 거치대; 및, 상기 투명창을 덮는 개폐식 전자기 차폐부를 구비한다.
도 1은 본 발명의 한 구현예에 따른 글러브 박스 정면도(a) 및 내부에 계측 장비를 구비한 글러브 박스(b)를 나타내는 사진이다. 본 발명의 글러브 박스(1)는 밀폐형 상자에 고무 재질의 장갑(11)을 붙여 장갑을 통해 내부에서의 실험조작이 이루어지는 박스로, 특정 시료, 장비를 원하는 대기조건이나 온도에서 취급하기 위해 사용되는 박스이다. 사용자는 구비된 장갑을 착용하여 투명창(12)을 통해 글러브 박스 내부에서 실험 조작이 가능하다. 본 발명의 글러브 박스는 측정하고자 하는 샘플의 특징에 따라 대기조건을 조작할 수 있으며, 본체의 밀폐 공간의 대기조건을 조작할 수 있는 설비를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 질소 또는 불활성기체를 공급하는 기체 공급부; 및 상기 밀폐공간 내부의 기체를 외부로 강제 배기하는 배기부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 글러브 박스(1)는 내부에 특정 실험 조건이 필요한 미세 시료를 용이하게 조작하고 분석하기 위한 정밀 계측 장비(21)를 구비할 수 있다. 상기 정밀 계측 장비는 글러브 박스 내에 구비된 계측 장비 거치대(20)에 거치될 수 있으며, 바람직하게 상기 장비는 표면을 고정밀도로 측정하는 샘플 접촉식 측정 장비를 구비할 수 있다. 상기 접촉식 측정장비는 삼차원 측정기를 사용하여 접촉식으로 측정 대상물의 한 점씩 측정하여 전체 측정대상물 형상을 측정하는 방식인 접촉식 계측 장비이다. 측정용 프로브의 선단을 샘플의 원하는 위치에 접촉시켜 특성을 측정할 수 있고, 또한 물체의 표면을 따라서 측정용 프로브를 이동시켜, 측정용 프로브와 기준면의 위치 관계로부터 물체의 표면 형상을 측정할 수 있다. 본 발명에서는 상기 접촉식 측정 장비로 주사형 탐침 현미경(Scanning Probe Microscope), 프로브 스테이션(probe station) 또는 프로파일러(Profiler)를 본 발명의 글러브 박스의 계측장비 거치대(20)에 위치시켜 사용할 수 있다. 본 발명의 고정밀 샘플 접촉식 측정 장비는 진동에 매우민감하기 때문에 본발명의 장비 거치대는 진동을 흡수하는 방진부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 고정밀 샘플 접촉식 측정 장비는 외부의 전자기의 영향을 받기 때문에 전자기 차단이 필수적이다. 따라서 본원에서는 글러브 박스(1) 본체의 재질은 전자기 차폐가 가능한 전기 전도성 물질로 이루어지며, 전면의 투명창을 덮는 개폐식 전자기 차폐부를 구비하여 전자기를 완전히 차단할 수 있다.
본 발명의 전자기 차폐부는 한 구현예에서 도 2 내지 도 4와 같이 글러브 박스의 설치 위치나 공간에 따라 전자기 차폐부(121) 형태를 선택적으로 구비할 수 있다. 본 발명의 전자기 차폐부(121) 는 글러브 박스 투명창이 위치한 전면에 다양한 형태로 개폐가 가능한 차폐문으로 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 2는 상기 전자기 차폐부가, 상단이 상기 본체 전면 투명창 상부에 고정되어 상하 여닫이 형태로 (a) 내지 (d)와 같이 개방 또는 폐쇄되는 방식이다. 이는 사용자가 차폐부를 위로 들어올리면 차폐부(121)의 상단이 글러브 박스 전면 상부에 고정 된채로 위로 올라 개방되는 방식이다. 도 3은 상기 전자기 차폐부(121)가 리프트업 도어 형태로 개폐되는 차폐부이다. 도 3(a)는 상기 글러브 박스(1) 본체의 양측에 로드(122)의 일 말단이 고정되고 상기 로드의 타말단은 상기 전자기 차폐부의 양측면 중앙에 각각 고정되며, 상기 전자기 차폐부에 위치한 로드 고정부(122a)를 축으로 회전하면서 개방 또는 폐쇄되는 것으로, 사용자가 차폐문을 위로 들어 올리면 차폐부가 글러브 박스 상부로 올라가며 개방되는 방식이다. 도 3(b)는 리프트업 도어 형태의 일 구현예로, 상기 본체의 양측에 리프트업 힌지(123)의 일 말단이 고정되고 상기 힌지의 타말단은 상기 전자기 차폐부의 양측면 중앙에 각각 고정되며, 상하 수직방향 또는 좌우 수평방향으로 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 도 4는 차폐부가 두 개의 문짝으로 설계된 방식으로, 각 바깥 측면이 글러브 박스 본체 양측에 고정되며 중앙에서 문짝을 여닫을 수 있는 형태로 설치될 수 있다. 본 발명의 전자기 차폐부에는 손잡이가 구비될 수 있어 차폐부 개폐를 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 전자기 차폐부는 전도성 물질 부재를 포함할 수 있고, 한 구현예에서 알루미늄, 철, 또는 전도성 물질로 이루어진 강판 또는 전도성 물체(124)에 뮤메탈 필름 또는 퍼멀로이(125)가 부착된 판을 사용할 수 있다. 도 5와 같이 상기 부재를 조합하여 판형태로 제작한 후 전술한 차폐부의 형태대로 사용이 가능하며, 글러브 박스 전면에 차폐부를 설치할 수 있다. 또 다른 일 구현예에서 본 발명의 전자기 차폐부는 전자기 차단용 섬유를 사용할 수 있으며, 상기 섬유는 전도성 섬유를 사용할 수 있다. 상기 전도성 섬유는 예를 들면, 본 발명의 글러브 박스 본체 전면 투명창에 덮어 사용하거나, 또한 슬라이드식, 블라인드식 및 탈착식을 포함하는 개폐방식으로 개폐될 수 있으며, 또한 판 부재에 섬유를 부착하여 전술한 도 2 내지 도 4의 차폐부 형태로 제작하여 사용할 수 있다. 또 다른 일 구현예에서 상기 글러브 박스 전면의 투명창 자체가 전자기파 차단 효과를 갖는 재료를 사용한 투명창을 구비할 수 있다. 예를 들면, 투명창 자체가 전도성 물질을 포함하는 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 투명창 자체를 사용할 수 있다. 상기 전도성 물질은 유리 또는 플라스틱에 코팅되어 사용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 전자기 차폐부 설치 유무에 따른 AFM 측정 결과이다. 도 6(a)는 전자기 차폐부를 설치하고 측정한 반도체 SRAM 샘플의 SCM 모드촬영 이미지이며, 도 6(b)는 글러브 박스 전면에 전자기 차폐부 없이 측정한 반도체 SRAM 샘플의 SCM 모드촬영 이미지이다. 전자기 차폐부를 설치하고 측정한 결과(a)에서는 SRAM의 도핑이 명확히 보이는 깨끗한 SCM 이미지를 얻을 수 있으나, 차폐부가 없는 경우(b)는 외부 전자기에 의해 이미지 왜곡이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본원의 예시적인 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본원의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본원의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본원의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다.
1. 글러브 박스
11. 글러브
12. 투명창
20. 계측 장비 거치대
21. 계측 장비
121. 전자기 차폐부
122. 로드
122a. 전자기 차폐부 로드 고정부
123. 리프트업 힌지
124. 강판 또는 전도성 물체
125. 뮤메탈 필름 또는 퍼멀로이

Claims (11)

  1. 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스로:
    상기 글러브박스는 전면에 장갑 및 투명창을 구비하고 밀폐된 글러브 박스 형태의 본체;
    상기 본체 내부에 위치하는 계측 장비 거치대; 및,
    상기 투명창을 덮는 개폐식 전자기 차폐부를 구비하고,
    상기 본체의 재질은 전자기 차폐가 가능한 전기 전도성 물질인,
    전자기 차폐부를 구비한 글러브박스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전자기 차폐부는,
    상기 본체의 양측에 로드의 일 말단이 고정되고 상기 로드의 타말단은 상기 전자기 차폐부의 양측면 중앙에 각각 고정되며, 상기 전자기 차폐부의 로드 고정부를 축으로 회전하면서 개방 또는 폐쇄되는,
    전자기 차폐부를 구비한 글러브박스.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전자기 차폐부는, 상단이 상기 본체 전면 투명창 상부에 고정되어 상하 여닫이 형태로 개방 또는 폐쇄되는,
    전자기 차폐부를 구비한 글러브박스.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전자기 차폐부는,
    상기 본체의 양측에 리프트업 힌지의 일 말단이 고정되고 상기 힌지의 타말단은 상기 전자기 차폐부의 양측면 중앙에 각각 고정되며, 상하 수직방향 또는 좌우 수평방향으로 개방 또는 폐쇄되는,
    전자기 차폐부를 구비한 글러브박스.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 전자기 차폐부는,
    상기 본체의 양측에 각각 고정되는 두 개의 문짝형태로 좌우로 각각 여닫이 형식으로 개방 또는 폐쇄되는,
    전자기 차폐부를 구비한 글러브박스.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 전자기 차폐부는 알루미늄, 철, 또는 전도성 물체로 이루어진 강판 또는 전도성 물체에 뮤메탈 필름 또는 퍼멀로이가 부착된 판인,
    전자기 차폐부를 구비한 글러브박스.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 전자기 차폐부는,
    상기 본체의 투명창 전면을 가리는 전자기 차단용 섬유이고,
    상기 전자기 차단용 섬유는 슬라이드식, 블라인드식 및 탈착식을 포함하는 개폐방식으로 개폐되는,
    전자기 차폐부를 구비한 글러브박스.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 거치대에 거치되는 계측 장비는 샘플 접촉식 측정 장비로,
    상기 샘플 접촉식 측정 장비는 주사형 탐침 현미경(Scanning Probe Microscope), 프로브 스테이션(probe station) 또는 프로파일러(Profiler)인,
    전자기 차폐부를 구비한 글러브박스.
  9. 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스로:
    상기 글러브박스는 전면에 장갑 및 투명창을 구비하고 밀폐된 글러브 박스 형태의 본체; 및
    상기 본체 내부에 위치하는 계측 장비 거치대를 포함하고,
    상기 투명창은 전도성 물질을 포함하는 유리 또는 플라스틱이고,
    상기 전도성 물질은 투명 전도성 산화물 또는 알루미늄인,
    글러브박스.
  10. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 본체는,
    상기 글러브 박스 본체에 질소 또는 불활성기체를 공급하는 기체 공급부; 및
    상기 글러브 박스 본체 내부의 기체를 외부로 강제 배기하는 배기부를 더 포함하는,
    전자기 차폐부를 구비한 글러브박스.

  11. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 계측 장비 거치대는,
    진동을 흡수하는 방진부를 더 포함하는,
    전자기 차폐부를 구비한 글러브박스.
KR1020210028906A 2021-03-04 2021-03-04 전자기 차폐부를 구비한 글러브박스 KR102476418B1 (ko)

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