KR101079170B1

KR101079170B1 - 고니오미터 연결형 커넥터

Info

Publication number: KR101079170B1
Application number: KR1020100019207A
Authority: KR
Inventors: 남정대
Original assignee: 남정대
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2011-11-02
Also published as: KR20110100108A

Abstract

경통이 진공상태로 유지되는 검사장치의 고니오미터에 연결되는 고니오미터 연결형 커넥터로서, 고니오미터에 삽입되는 파이프부와, 파이프부와 연결되는 드럼부와, 드럼부와 연결되고 RF 플라즈마 클리닝 장치 또는 진공펌프와 연결되는 구조를 가지는 플랜지부를 포함하여 구성되고, 경통 내부의 진공펌프에 의해 RF 플라즈마 클리닝 장치의 설정압력을 형성할 수 없는 경우에도 고니오미터 연결형 커넥터를 이용하여 진공펌프를 연결시켜 설정압력을 설정할 수 있고, 경통에 직접적으로 RF 플라즈마 클리닝 장치를 연결하지 않고 고니오미터 연결형 커넥터를 이용하여 고니오미터에 RF 플라즈마 클리닝 장치를 연결시킬 수 있으므로 고진공상태에서의 누출을 방지할 수 있으며, 기존의 검사장치의 구조를 변경시키지 않은 상태에서 기존의 고니오미터 구조를 그대로 이용할 수 있으므로 사용이 편리하고 경제적인 이점이 있다.

Description

고니오미터 연결형 커넥터{CONNECTOR HAVING A TYPE FOR CONNECTING WITH GONIOMETER}

본 발명은 고니오미터 연결형 커넥터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투과전자현미경, 주사전자현미경 또는 접속이온빔 장비 등과 같은 검사장치의 외부에서 RF 플라즈마 클리닝 장치 또는 진공펌프 등을 연결하기 위한 커넥터에 관한 것이다.

투과전자현미경(TEM), 주사전자현미경(SEM) 또는 접속이온빔 장비(FIB) 등은 진공상태에서 시편에 대한 고배율의 영상을 관찰하거나 진공상태에서 이온빔을 집속시켜 나노스케일 단위의 크기로 시편을 만들기 위한 장치이다.

투과전자현미경(TEM), 주사전자현미경(SEM) 또는 접속이온빔 장비(FIB) 등은 고에너지로 가속된 전자빔(이온빔)을 시편에 주사하여 고배율 고해상도의 영상을 관찰하거나 나노스케일 단위의 크기로 시편을 만들기 위한 장치인바. 시편과 경통(column)은 모두 고진공 상태로 유지되어야 한다.

도 1에는 일반적인 전자현미경이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 전자현미경은 진공상태의 경통(1) 내부에 스테이지(3)가 구비되고, 상기 스테이지(3)에 놓은 시편에 전자빔을 주사하여 형성되는 영상을 관찰하도록 구성되어 있다.

그러나 이러한 전자현미경 내부에는 시편에 의한 오염, 진공펌프에서의 오일 역류 및 장비 수리에 의한 오염 등과 같은 많은 오염인자들이 존재하며, 이러한 오염인자들은 전자현미경에 대한 고해상도 영상을 얻는데 방해요소로 작용한다.

따라서, 이러한 오염인자들을 제거하기 위하여 RF 플라즈마 클리닝 장치(10)를 사용한다. 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(10)는 외부로부터 공기를 인입시켜 RF 플라즈마를 이용하여 산소 라디칼(radical)을 생성하고, 이러한 산소 라디칼을 경통(1) 내부에 인입시킴으로써 탄화수소 및 유기물 등을 제거하는 장치이다. 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(10)에 의해 탄화수소 및 유기물은 일산화탄소 등으로 변화되어 진공펌프(11, 13)에 의해 외부로 배출된다. 상기 진공펌프(11, 13)는 예비로 진공상태를 만드는 예비 진공펌프(11)와, 고진공상태를 만드는 고진공 펌프(13)로 구성된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 전자현미경에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

전자현미경 등의 경통 내부를 클리닝하기 위한 RF 플라즈마 클리닝 장치(10)는 경통(1)에 구비된 진공 포트에 연결되는데, 전자현미경 중에는 흡입펌프(11, 13)에 의해 배기시킨 후 다시 펌핑을 하여 설정압력(0.4 torr)을 만들 수 없는 경우가 있다.

즉, RF 플라즈마 클리닝 장치(10)는 챔버의 진공도가 0.4 torr로 유지되는 상태에서 클리닝을 시작하는데, 대부분의 전자현미경의 임계압력(예비 진공펌프(11)에서 고진공 펌프(13)로 전환되는 진공도)이 0.9 torr이기 때문에 RF 플라즈마 클리닝 장치(10)를 사용할 수 없는 경우가 있다.

또한, 경통(1) 내부를 진공상태로 만들기 위해서는 먼저, 예비 진공펌프(11)에서 저진공 상태를 형성한 후에, 고진공 펌프(13)에 의해 고진공 상태를 만드는데, 고진공 상태에서는 고진공 펌프(13)의 진공속도가 매우 빠르므로(경통(1) 내부의 작은 공간 때문임) RF 플라즈마 클리닝 장치(10)의 진공밸브가 0.4 torr를 제어할 수 있는 시간보다 더 빠르게 고진공 펌프(13)가 진공상태를 형성해버리므로 RF 플라즈마 클리닝 장치(10)의 진공도인 0.4 torr를 제어할 수 없는 전자현미경이 대부분이다. 이 경우, 보조적인 진공펌프를 연결할 수 있는 장치나 커넥터가 필요하다.

한편, RF 플라즈마 클리닝 장치(10)는 경통(1)에 구비된 진공포트에 연결될 수 있는데, 경통(1)에 구비된 진공포트에 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(10)를 연결하는 경우, 고진공 상태에서의 누출문제가 발생할 수 있으므로 진공포트에 RF 플라즈마 클리닝 장치(10)를 연결하는 것은 바람직하지 않다.

또한, 경통(1)에는 일반적으로 하나의 진공포트가 구비되는데, 상기 진공포트에 진공라인, 고니오미터 또는 대물렌즈 조리개 등이 연결되는 경우에는, RF 플라즈마 클리닝 장치(10)를 연결할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 고니오미터에 연결됨으로써 진공펌프 또는 RF 플라즈마 클리닝 장치를 검사장치와 연결하기 위한 커넥터를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 고니오미터 연결형 커넥터는 경통 내부가 진공상태로 유지되는 검사장치의 고니오미터에 연결되고, 일단에 외부 접속장치가 연결되기 위한 구조를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 외부 접속장치는 진공펌프 또는 RF 플라즈마 클리닝 장치인 것이 바람직하다.

본 발명은 고니오미터에 삽입되는 파이프부;및 상기 파이프부와 연결되고, 상기 진공펌프 또는 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치와 연결되는 구조를 포함하는 플랜지부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 파이프부와 상기 플랜지부 사이에는 드럼부가 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 파이프부 또는 상기 드럼부에는 노치가 더 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 플랜지부는 일단은 상기 플랜지부와 연결되고, 타단은 상기 플랜지부의 연결구조와 상이한 연결구조를 가지는 커넥터부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 검사장치는 상기 고니오미터 연결형 커넥터를 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 의한 고니오미터 연결형 커넥터에 의하면, 경통 내부의 진공펌프에 의해 RF 플라즈마 클리닝 장치의 설정압력을 형성할 수 없는 경우에도 고니오미터 연결형 커넥터를 이용하여 진공펌프를 연결시켜 설정압력을 설정할 수 있고, 경통에 직접적으로 RF 플라즈마 클리닝 장치를 연결하지 않고 고니오미터 연결형 커넥터를 이용하여 고니오미터에 RF 플라즈마 클리닝 장치를 연결시킬 수 있으므로 고진공상태에서의 누출을 방지할 수 있으며, 기존의 검사장치의 구조를 변경시키지 않은 상태에서 기존의 고니오미터 구조를 그대로 이용할 수 있으므로 사용이 편리하고 경제적인 이점이 있다.

도 1은 종래기술에 의한 전자 현미경의 구조를 보인 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 고니오미터 연결형 커넥터가 설치된 전자 현미경을 개략적으로 보인 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 고니오미터 연결형 커넥터가 설치된 전자 현미경의 다른 실시예를 보인 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 고니오미터 연결형 커넥터의 바람직한 실시예를 보인 측면 사시도.
도 5는 도 4의 전면 사시도.
도 6은 도 4의 후면 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 고니오미터 연결형 커넥터가 전자현미경에 설치된 상태를 보인 설치 상태도.

이하에서는 본 발명에 의한 고니오미터 연결형 커넥터의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2 내지 도 7에는 본 발명에 의한 고니오미터 연결형 커넥터의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.

본 발명의 고니오미터 연결형 커넥터는 투과전자현미경(TEM), 주사전자현미경(SEM) 또는 접속이온빔 장비(FIB)과 같이 경통 내부가 진공상태로 유지되는 검사장치에 사용될 수 있다.

도 2에는 RF 플라즈마 클리닝 장치가 경통의 일 측에 연결된 전자현미경이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 내부가 진공상태로 유지되는 경통(20)이 구비되고, 상기 경통(20)의 상단에는 전자빔(또는 이온빔)을 생성하기 위한 빔 생성부(30)가 구비된다.

그리고, 상기 경통(20)의 일 측면에는 경통(20) 내부에서 발생하는 탄화수소 및 유기물 등을 제거하기 위한 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)가 구비된다. 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)는 'EVACTRON'이라는 상표명으로 XEI SCIENTIFIC 회사에 의해 생산되고 있다.

상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)는 외부로부터 공기를 인입시켜 RF 플라즈마를 이용하여 산소 라디칼을 생성한 후, 이를 경통(20) 내부에 인입시켜 탄화수소를 H₂0, CO, CO₂로 변화시킴으로써 탄화수소를 제거한다.

그리고, 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)에는 압력밸브가 구비되어 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)가 작동될 수 있는 설정압력인 0.4torr를 형성할 수 있다.

그리고, 상기 경통(20)의 하단에는 상기 경통(20) 내부를 진공상태로 만들거나 상기 경통(20) 내부에서 발생하는 H₂0, CO, CO₂ 등과 같은 기체를 외부로 배출하기 위한 예비진공 펌프(50)와 고진공 펌프(60)가 구비된다.

상기 예비진공 펌프(50)는 상기 경통(20) 내부를 예비적으로 진공상태를 만들기 위한 것이고, 상기 고진공 펌프(60)는 ODP(Oil Diffusion Pump) 또는 TMP(Turbo Molecule Pump)와 같은 것으로 구성되는데, 상기 경통(20) 내부를 고진공상태로 만드는 역할을 한다.

그리고, 상기 경통(20)의 일 측면에는 시편 홀더(specimen holder)를 장착시키고 상기 시편 홀더의 위치를 4축(X, Y, Z, tilt)으로 이동시키기 위한 고니오미터(70)가 구비된다.

상기 시편 홀더는 일단에 구비되는 그리드에 시편을 안착시켜 상기 고니오미터(70)에 삽입한 후 영상을 관찰하기 위한 유닛이다. 상기 시편 홀더(41)는 상기 고니오미터(70)에 자유롭게 삽입되거나 제거될 수 있으며, 다양한 형태로 구성될 수 있다.

상기 시편 홀더가 장착되는 고니오미터(70)에는 본 발명에 의한 고니오미터 연결형 커넥터(100)가 연결된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 고니오미터 연결형 커넥터(100)는 상기 고니오미터에 삽입될 수 있도록 시편 홀더와 같은 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 고니오미터 연결형 커넥터(100)는 RF 플라즈마 클리닝 장치(40) 또는 보조 진공펌프(80)와 연결될 수 있도록 구성된다.

상기 보조 진공펌프(80)는 상기 경통(20) 내부를 진공상태로 형성하는 것을 보조하기 위한 것으로서, 상기 보조 진공펌프(80)와 상기 고니오미터 연결형 커넥터(100) 사이의 연결을 선택적으로 차폐하는 진공밸브(81)가 구비될 수 있다.

상기 고니오미터 연결형 커넥터(100)에는 상기 고니오미터(70)에 시편 홀더가 삽입되기 위한 삽입홈(도시되지 않음) 내에 삽입되는 파이프부(101)가 구비된다. 상기 파이프부(101)는 상기 고니오미터(70)의 내부 형상에 대응되도록 형성되고, 그 내부가 비어있도록 형성된다.

상기 파이프부(101)의 일측면에는 상기 고니오미터 연결형 커넥터(100)가 상기 고니오미터(70) 내에 고정되도록 하는 노치(103)가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 파이프부(101)의 일단에는 상기 고니오미터(70)에 형성된 상기 시편 홀더 삽입홈을 차폐하기 위한 드럼부(110)가 구비된다. 상기 드럼부(110)에도 상기 고니오미터 연결형 커넥터(100)를 고정시키기 위한 노치(103)가 구비될 수 있다.

상기 드럼부(110)의 일면에는 RF 플라즈마 클리닝 장치(40) 또는 보조 진공펌프(80)와 연결되기 위한 플랜지부(120)가 구비된다. 상기 플랜지부(120)는 RF 플라즈마 클리닝 장치(40) 또는 보조 진공펌프(80)와 연결될 수 있도록 형성되는데, 예를 들어 나사결합이나 볼베어링 결합 등으로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 플랜지부(120)에는 일단이 상기 플랜지부(120)와 연결되고 타단은 상기 플랜지부(120)의 연결구조와 상이한 연결구조를 가지는 보조 커넥터부(130)가 더 구비될 수 있다. 상기 보조 커넥터부(130)는 서로 다른 연결구조를 가지는 구성요소를 결합시키기 위한 것으로서, 상기 플랜지부(120)의 연결구조와 상이한 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)와 보조 진공펌프(80)를 연결시키거나 상기 플랜지부(120)의 연결구조와 맞지 않는 연결구조를 가지는 외부접속장치를 연결시키기 위해 사용될 수 있다. 상기 보조 커넥터부(130)는 여러 가지 연결형태에 대응되도록 다양한 구조로 구성될 수 있다.

이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 고니오미터 연결형 커넥터의 작용을 상세하게 설명한다.

도 2에 도시된 전자 현미경은 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)가 경통(20)의 측면에 연결된 것으로서, 예비 진공펌프(50) 및 고진공 펌프(60)의 임계압력이나 고진공펌프(60)의 빠른 진공형성으로 인해 보조 진공펌프(80)가 필요한 전자 현미경이다.

상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)는 경통(20)의 진공도가 0.4 torr로 유지되는 상태에서 클리닝을 시작하는데, 위와 같은 전자 현미경은 임계압력(예비 진공펌프(50)에서 고진공 펌프(60)로 전환되는 진공도)이 0.9 torr이기 때문에 펌프에 의해 경통(20) 내부를 배기시킨 후 다시 펌핑을 하여 설정압력(0.4 torr)을 만들 수 없다.

또한, 경통(20) 내부를 진공상태로 형성하기 위하여 예비 진공펌프(50)에 의해 저진공 상태를 형성한 후에, 고진공 펌프(60)에 의해 고진공 상태를 만든다. 그러나, 경통(20) 내부의 작은 공간으로 인해 고진공 펌프(60)에 의해 고진공 상태를 형성하기 위한 시간이 매우 빠르기 때문에, RF 플라즈마 클리닝 장치(40)의 압력밸브가 설정압력으로 맞추기 전에 고진공 펌프(60)에 의해 진공상태가 형성되므로 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)의 진공도인 0.4 torr를 제어할 수 없는 경우가 발생한다.

따라서, 본 발명의 고니오미터 연결형 커넥터(100)를 이용하여 보조 진공펌프(80)를 상기 경통(20)에 연결함으로써 경통(20) 내부를 진공상태로 유지할 수 있다.

위와 같은 전자 현미경의 클리닝 과정을 설명하면 아래와 같다.

먼저, 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)를 경통(20)의 측면에 연결한다. 그리고, 상기 고니오미터 연결형 커넥터(100)를 고니오미터(70)에 연결하여 상기 경통(20) 내부를 벤트(vent)시킨다.

그리고, 보조 진공펌프(80)를 상기 고니오미터(70)에 연결된 고니오미터 연결형 커넥터(100)에 연결하여 펌핑을 한다. 상기 보조 진공펌프(80)에 의해 펌핑된 상태에서 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)에 구비된 압력밸브를 이용하여 설정압력인 0.4torr를 맞춘다.

그리고, 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)에 의해 RF 플라즈마 클리닝을 실시한다. 이 과정에서 탄화수소가 H₂0, CO, CO₂ 로 변화됨으로써 클리닝 과정이 수행된다.

상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)에 의해 클리닝이 완료되면, 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)의 작동을 정지시키고 진공밸브(81)를 차폐한다. 그리고, 고진공 펌프(60)를 이용하여 경통(20) 내부를 고진공 상태로 만든다.

상기 경통(20) 내부가 고진공 상태로 형성되면, 고니오미터 연결형 커넥터(100)를 분리함으로써 클리닝을 종료한다.

그리고, 도 3에 도시된 전자 현미경은 예비 진공펌프(50) 및 고진공 펌프(60)에 의해 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)의 작동 압력을 형성할 수 있는 것으로서, 고진공에서의 누출문제를 고려하여 상기 경통(20)에 형성된 여분의 진공 포트에 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)를 연결하지 않고 고니오미터(70)에 연결하기 위한 일 실시예이다.

따라서, 본 발명의 고니오미터 연결형 커넥터(100)를 이용하여 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)를 상기 경통(20)에 연결함으로써 경통(20) 내부를 클리닝할 수 있다.

먼저, 본 발명의 고니오미터 연결형 커넥터(100)를 고니오미터(70)에 삽입 연결하고, 상기 경통(20) 내부를 벤트시킨다. 그리고, 상기 고니오미터 연결형 커넥터(100)에 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)를 연결한다.

상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)가 연결되면, 예비진공 펌프(50)를 가동시켜 펌핑을 한다. 그리고, 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)의 압력밸브를 열어서 설정압력인 0.4torr를 맞춘다.

그리고, 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)를 이용하여 경통(20) 내부를 클리닝한다. 클리닝 후, 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치(40)의 압력밸브를 차폐하고, 상기 고진공 펌프(60)를 가동시켜 상기 경통(20) 내부를 고진공 상태로 형성한다.

상기 경통(20)이 고진공 상태로 형성되면, 상기 고니오미터 연결형 커넥터(100)를 제거함으로써 클리닝이 종료된다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

부가적으로, 상기 고니오미터 연결형 커넥터(100)에는 RF 플라즈마 클리닝 장치 및 진공펌프 이외에도 경통 내부에 접속되기 위한 진공라인 또는 대물렌즈 조리개 등과 같은 다양한 외부 접속장치가 연결될 수 있다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
20 ; 경통 30 : 빔 생성부
40 : RF 플라즈마 클리닝 장치 50 : 예비 진공펌프
60 : 고진공 펌프 70 : 고니오미터
80 : 보조 진공펌프 100 : 고니오미터 연결형 커넥터
101 : 파이프부 103 : 노치
110 : 드럼부 120 : 플랜지부
130 : 보조 커넥터부

Claims

경통 내부가 진공상태로 유지되는 검사장치의 고니오미터에 연결되고, 일단에 진공펌프 또는 RF 플라즈마 클리닝 장치인 외부 접속장치가 연결되기 위한 구조를 포함하고,
상기 고니오미터에 삽입되는 파이프부;및
상기 파이프부와 연결되고, 상기 진공펌프 또는 상기 RF 플라즈마 클리닝 장치와 연결되는 구조를 포함하는 플랜지부를 포함하고,
상기 파이프부와 상기 플랜지부 사이에는 드럼부가 구비되고,
상기 파이프부 또는 상기 드럼부에는 노치가 더 구비되는
고니오미터 연결형 커넥터.
삭제
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 플랜지부는
상기 플랜지부의 연결구조에 맞지않는 연결구조를 가지는 외부접속장치를 연결시키는 보조 커넥터부를 포함하는
고니오미터 연결형 커넥터.
제1항 또는 제6항에 의한 고니오미터 연결형 커넥터를 포함하는 검사장치.