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모노크로미터의 제조방법으로, 상기 제조방법은, 전자선장치에서 에너지 범위를 제한하는 직사각형 개구부가 있는 복수의 전극을 구비한 제1 전극부를 준비하는 단계;복수개의 직사각형 에너지선택 슬릿, 복수개의 원형슬릿 및 복수개의 더미(dummy) 슬릿이 형성되어 전자선이 통과할 수 있는 슬릿 가공면을 구비한 조리개부(Aperture)를 준비하는 단계; 및슬릿의 위치를 전자선의 위치에 따라 이동 전환하기 위해 조리개의 위치를 이동 조절하는 이동조절부를 이용하여 상기 조리개부를 상기 전극부에 조립하는 단계를 포함하고,상기 조리개부를 준비하는 단계는, 상기 슬릿가공면에 박막층을 준비하는 단계;상기 박막층을 FIB(focused Ion Beam)로 가공하여 복수개의 직사각형 에너지선택 슬릿, 및 복수개의 원형 슬릿을 형성하는 단계; 및주사전자현미경(SEM) 또는 주사형투과전자현미경(STEM)으로 슬릿을 검사하는 단계를 포함하는, 모노크로미터의 제조방법
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모노크로미터의 제조방법으로, 전자선의 입사방향(z)과 수직한 평면(xy)을 이루는 복수개의 전극으로 구성되되, 상기 복수개의 전극은 상기 입사방향(z)과 평행하게 형성된 직사각형 개구부를 구비하고, 상기 전극에 전압이 인가되면 상기 직사각형 개구부가 형성한 전기장의 정전렌즈 작용으로 상기 입사방향의 중심축(x0y0)을 따라 입사하는 전자선이 상기 직사각형 개구부의 짧은 변 방향(x)으로 에너지 분포에 따라 서로 다른 위치로 편향되어 상기 입사방향과 평행하게 진행하도록 하는 제1 전극부를 준비하는 단계;상기 편향되어 진행하는 전자선 중 미리 정한 에너지 범위(E, E+ΔE)에 속한 입자를 미리 정한 편향 위치(x+Sx)에서 선택적으로 통과시키도록 상기 편향되는 방향(x)이 짧은 변(Sx)으로 형성된 복수개의 직사각형 에너지선택 슬릿, 복수개의 원형 슬릿 및 복수개의 더미(dummy) 슬릿을 구비하는 조리개(Aperture)부를 준비하는 단계; 및편향되어 진행하는 전자선의 슬릿을 전환하기 위해 위치를 이동 조절하는 이동조절부를 준비하는 단계를 포함하고, 상기 조리개부를 준비하는 단계는, 중심층의 상면 및 하면에 금속 박막을 형성한 박막층을 복수개의 슬릿을 가공하되, 상기 중심층의 재질은 질화규소(Si3N4), 탄소(C), 플라티늄이리듐(PtIr) 또는 몰리브덴(Mo)이고 두께가 20nm 내지 500μm이며, 상기 금속 박막의 재질은 백금(Pt) 또는 금(Au)이고 두께는 10 내지 200nm인 박막층을 스퍼터링으로 증착하여 준비하는 단계;상기 증착된 금속박막의 두께를 원자력 현미경(AFM)으로 측정하는 단계;상기 박막층을 FIB(focused Ion Beam)로 가공하여 지름이 10nm 내지 500μm인 원형 슬릿, 및 짧은 변의 길이는 50nm 내지 100μm이고 긴 변의 길이는 100nm 내지 1,000μm인 직사각형 에너지선택 슬릿을 형성하는 단계; 및주사형 전자현미경(SEM) 또는 주사형 투과전자현미경(STEM)으로 상기 형성된 슬릿의 형상을 관찰하고 치수를 측정하는 검사단계를 포함하는,모노크로미터 제조방법
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제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 FIB로 가공하는 단계는,상기 박막층을 지지하는 홀더(holder)를 FIB에 장착하고 상기 박막층을 식각하여 슬릿을 형성하는,모노크로미터의 제조방법
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제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 FIB로 가공하는 단계는,상기 박막층을 지지하는 홀더(holder)를 FIB에 장착하되, 상기 제1 전극 부의 상기 직사각형 개구부의 긴 변 방향과 상기 직사각형 에너지선택 슬릿의 긴 변 방향의 서로 어긋나는 각도 범위가 1도 이내가 되도록 정밀 식각하는,모노크로미터의 제조방법
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제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 복수개의 더미(dummy) 슬릿은,상기 원형 슬릿 또는 상기 직사각형 에너지선택 슬릿을 FIB(focused Ion Beam)로 가공하는 단계에서, FIB 가공 조건의 선택과 FIB 빔의 초점 및 비점 보정 조정 시 생성되는,모노크로미터의 제조방법
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제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 주사전자현미경(SEM) 또는 주사형투과전자현미경(STEM)으로 슬릿을 검사하는 단계는, 상기 박막층을 지지하는 홀더(holder)를 상기 SEM 또는 STEM에 이송하여 검사하는, 모노크로미터의 제조방법
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제 6항에 있어서, 상기 검사는,상기 제1 전극부의 상기 직사각형 개구부의 긴 변 방향과 상기 직사각형 에너지선택 슬릿의 긴 변 방향의 서로 어긋나는 각도 범위가 1도 이내일 때 합격기준으로 하는, 모노크로미터의 제조방법
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제 6항에 있어서, 상기 검사는,상기 가공된 직사각형 에너지선택 슬릿의 단면에 부착된 미립자의 크기가 5nm 이상일 때 불합격기준으로 하는, 모노크로미터의 제조방법
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제 6항에 있어서, 상기 검사는,상기 가공된 직사각형 에너지선택 슬릿의 긴 변과 짧은 변의 길이 오차가 각각 설계값에 비해 1/10 이하일 때 합격기준으로 하는, 모노크로미터의 제조방법
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제 6항에 있어서,상기 검사는,상기 주사형투과전자현미경(STEM)의 상(image)을 이용하고, 상기 주사형투과전자현미경(STEM)의 전자선의 에너지가 상기 모노크로미터를 구비한 전자선 장치에서 모노크로미터를 통과한 전자선의 에너지와 같거나 클 때, 상기 가공된 슬릿 이외의 부분에서 전자가 투과하지 않는 경우 합격 기준으로 하는,모노크로미터의 제조방법
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제 6 항에 있어서,상기 검사는,상기 주사전자현미경(SEM) 상(image)을 통해 상기 박막층 표면에 대전 된 부분이 없을 때 합격기준으로 하는,모노크로미터의 제조방법
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제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 FIB로 가공하는 단계 및 상기 검사하는 단계는, FIB 가공을 위한 시료실이 주사전자현미경(SEM) 또는 주사형투과전자현미경(STEM)의 시료실과 동일한 진공장치 내에 설치된 복합장치로 실시하는,모노크로미터의 제조방법
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