KR100462532B1 - Products obtained from ultra-high vacuum concentrated ion beam micromills - Google Patents

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KR100462532B1
KR100462532B1 KR1019960705477A KR19960705477A KR100462532B1 KR 100462532 B1 KR100462532 B1 KR 100462532B1 KR 1019960705477 A KR1019960705477 A KR 1019960705477A KR 19960705477 A KR19960705477 A KR 19960705477A KR 100462532 B1 KR100462532 B1 KR 100462532B1
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브루스 씨. 라마르틴
로저 에이. 스투쯔
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더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아
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Abstract

초고압 진공 집중 이온 빔 마이크로밀링장치와 프로세스는 화학제 없는 환경에서 고애스팩트 비를 달성할수 있는 것이 개시되어 있다. 초고압 진공 챔버(10)는대상기판을 보고, 대상기판을 박막화하고, 대상기판을 삽입 또는 조정하고 대상기판을 다양한 분석을 하기 위한 다수의 포트를 포함한다. 포트(12)는 카메라 포트에 사용되는 포트(14)를 보기 포트로 한다. 또한, 마이크로밀링 프로세스를 사용하는 항구성 데미터 저장 매체가 개시되고, 항구성 데이터 .저장 매체는 예를들면, 디지탈 또는 알파뉴머릭문자와 그래픽형태와 문자 까지도 저장할수 있다.Ultrahigh pressure vacuum concentrated ion beam micromilling devices and processes have been disclosed that can achieve high aspect ratios in chemical-free environments. The ultra-high pressure vacuum chamber 10 includes a plurality of ports for viewing the counter substrate, thinning the target substrate, inserting or adjusting the target substrate, and performing various analyzes on the target substrate. The port 12 uses the port 14 used for a camera port as a viewing port. Also disclosed is a permanent metric storage medium using a micromilling process, which can store digital or alphanumeric characters, graphic forms and even characters, for example.

Description

초고진공 집중 이온 빔 마이크로밀과 이로부터 얻어진 제품Ultra-high vacuum concentrated ion beam micromills and products obtained therefrom

(발명의 분야)(Field of invention)

본 발명은 고 종횡비(aspect ratio)로 재료를 마이크로밀링을 하는 방법 및 고 밀도 내구성 데이터 저장 매체와 같은 상기 방법에 의해 제공된 제품(articles)에 관한 것이다. 본 발명은 미국 에너지성과 계약(계약번호 W-7405-ENG-36)한 결과를 나타낸다.The present invention relates to a method for micromilling a material at high aspect ratios and to articles provided by such methods, such as high density durable data storage media. This invention shows the result of contracting with the US Department of Energy (contract No. W-7405-ENG-36).

(발명의 배경 )(Background of invention)

현재, 이온 밀링은 약 10-6Torr의 중진공 아래서 진행되고 있다. 종횡비, 즉 수평 절단에 대한 밀링 깊이의 비는 일반적으로 시스템 내에서 잔류 가스로부터 산란하여서 발생된 스퍼터링된 재료의 재용착 때문에 약 10으로 제한된다. 증가된 종횡비로 밀링하는 방법이 필요해졌다.At present, ion milling is performed under a medium vacuum of about 10 −6 Torr. The aspect ratio, ie the ratio of milling depth to horizontal cut, is generally limited to about 10 due to the redeposition of sputtered material generated by scattering from residual gas in the system. There is a need for a method of milling with increased aspect ratio.

정보 또는 데이터의 저장기술은 과거 수백 년간 획기적인 변화가 있었으며, 오랜 기간의 저장과 그러한 데이터의 해석이 중요한 문제로 대두되고 있다.The technology of storing information or data has changed drastically over the past hundreds of years, and long-term storage and interpretation of such data are becoming important issues.

Rothenberg, Scientific American, 42-47 pp, l995에서는 서류의 장기 보관에 관한 문제점을 기술하고 있다.Rothenberg, Scientific American, 42-47 pp, l995 describes the problem of long-term storage of documents.

정보 또는 데이터 저장은 일반적으로 자기 또는 광학 기록매체에 관계되어 있다. 최근에는, 주사형 터널 현미경(Scanning Tunnel Microscope, STM's)이 금속 표면을 평탄하게 하는 지형 변경에 의해 저장정보의 기록 및 판독을 조사하는데 쓰인다. Wiesendanger, J.Vac, Sci. technol B, v. 12, no. 2, pp. 515-529(1994)에STM과 나노미터 크기 구조로 제조된 유사한 주사 프로브 현미경 사용법과 그 나노미터 크기구조의 제한된 일시적인 안정성의 미해결 문제가 개시되어 있다. 기타 유사한 인용 예로, Adamchuk et al., Ultramicroscopy v, 45, pp. 1-4(1992)에는 평탄 실리콘 기판 상에 금박막내에 10nm깊이와 직경 약 50나노미터(nm) 크기의 구멍을 마이크로 프로세스 하는 STM의 사용법이 기술되어 있고, Li et al , Appl.Phys. Lett., v. 54, no. 15, pp. 1424-1426(1989)에는 대기에서 STM 동작으로 평탄한 금 기판에 1nm까지의 깊이와 직경 약 2nm의 나노미터 크기의 구멍을 전자 에칭하는 것이 기술되어 있으며, Silver et al., Appl. phys. Lett., v. 51, no. 4,pp. 247-249(1987)에는 STM으로 표면상에 새로운 재료(유기금속 가스로 부터의 카드뮴)의 용착에 의해 서브미크론 단위의 금속 특성의 직접 기록에 대해 기술되어 있고, Abraham et al., IBM J, Res. DEVELOP v. 30, no. 5, pp. 492-499(1986)에는 표면 확산을 통해 STM으로 표면 변형과 고밀도 메모리 저장의 가능성에 대해 언급되어 있다. 현재의 데이터 저장 시스템은 장시간의 안정성 또는 매체의 내구성을 포함하는 하나 이상의 문제점을 각각 가지고 있다.Information or data storage is generally related to magnetic or optical record carriers. Recently, Scanning Tunnel Microscopes (STM's) have been used to examine the recording and reading of stored information by changing the terrain to flatten metal surfaces. Wiesendanger, J. Vac, Sci. technol B, v. 12, no. 2, pp. 515-529 (1994) discloses the use of similar scanning probe microscopes made of STM and nanometer size structures and the unresolved problem of limited transient stability of the nanometer size structure. For other similar citations, see Adamchuk et al., Ultramicroscopy v, 45, pp. 1-4 (1992) describe the use of STM to micro process a 10 nm deep and about 50 nanometer (nm) diameter hole in a gold thin film on a flat silicon substrate. Li et al., Appl. Phys. Lett., V. 54, no. 15, pp. 1424-1426 (1989) describe the electronic etching of nanometer-sized holes of depth up to 1 nm and a diameter of about 2 nm on a flat gold substrate in STM operation in the atmosphere, described in Silver et al., Appl. phys. Lett., V. 51, no. 4, pp. 247-249 (1987) describe the direct recording of metal properties in submicron units by the deposition of new materials (cadmium from organic metal gases) on surfaces with STM, Abraham et al., IBM J, Res. DEVELOP v. 30, no. 5, pp. 492-499 (1986) discuss the possibility of surface deformation and high density memory storage with STM through surface diffusion. Current data storage systems each have one or more problems, including long term stability or durability of the media.

본 발명의 목적은, 약 10이상 바람직하게는 약 50보다 큰 증가된 종횡비로 밀링하는 방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a method of milling with an increased aspect ratio of at least about 10 and preferably greater than about 50.

본 발명의 다른 목적은, 상기 밀링 방법에 의해 형성되어 제조되는, 예를 들면 내구성 데이터 저장 매체를 포함하는 제품을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a product comprising, for example, a durable data storage medium which is formed and manufactured by the milling method.

(발명의 요약)(Summary of invention)

본 발명에 따른 상술한 목적을 달성하기 위해, 이 명세서의 실시예에서 기술한 바와 같이, 본·발명은 초고 진공 환경 내에 타겟 기판을 배치하고, 상기 타겟 기판에서 밀링된 마이크로 구조의 형성 중에 컴퓨터 제어 집중 이온 빔의 동작용으로 구성된 컴퓨터 데이터 화일을 생산하고, 타겟 기판을 컴퓨터 제어 집중 이온 빔에 노출시키는 것을 포함하는 타겟 기판내의 고 종횡비를 갖는 마이크로구조를 머시닝(maching) 하는 방법을 제공하되, 상기 컴퓨터 제어 집중 이온 빔을 컴퓨터 데이터화일을 이용하는 소프트웨어에 의해 제어하여서, 고 종횡비의 밀링된 마이크로구조를 상기 타겟 기판에 형성한다.In order to achieve the above object according to the present invention, as described in the embodiments of the present specification, the present invention locates a target substrate in an ultra-high vacuum environment, and computer control during formation of a milled microstructure on the target substrate. A method is provided for machining a high aspect ratio microstructure in a target substrate, the method comprising producing a computer data file configured for operation of the concentrated ion beam and exposing the target substrate to a computer controlled concentrated ion beam. The computer controlled focused ion beam is controlled by software using a computer data file to form a high aspect ratio milled microstructure on the target substrate.

또한, 본 발명은 그 안에 밀링 특성을 가진 기판으로 구성된 내구성 데이터 저장 매체를 제공하고, 상기 밀링 특성은 약 l에서 50 까지의 폭으로 깊이 종횡비를 가진다. 저장 매체는 디지털 문자, 영숫자 문자, 상형문자(glyPhical) 및 3-D그래픽 문자 및 하프톤(halftone)과 그레이스케일 화상으로 이루어진 그룹에서 선택된 밀링특성을 포함한다The present invention also provides a durable data storage medium composed of a substrate having milling properties therein, wherein the milling properties have a depth aspect ratio from about l to 50 in width. Storage media include milling properties selected from the group consisting of digital characters, alphanumeric characters, glyphical and 3-D graphic characters, and halftones and grayscale images.

(도면의 간단한 설명)(Short description of the drawing)

제ll도는 본 발명에 따른 초고 진공 집중 이온 빔 시스템을 이용하는 챔버의 평면도.Figure ll is a plan view of a chamber using an ultra-high vacuum concentrated ion beam system according to the present invention.

제2도는 이온밀 버젼 2.5가 어떻게 패턴을 밀링하는 가를 나타내면서 상세 분해능을 표시하기 위해 85도 회전된 격자 선을 나타낸 도면.2 shows a grid line rotated 85 degrees to show detailed resolution showing how ion mill version 2.5 mills the pattern.

제3도는 영숫자식 밀링을 생성하기 위한 Raw Ⅰ(x,y) 화일을 나타낸 도면.3 shows a Raw I (x, y) file for generating alphanumeric milling.

제4도는 매쓰캐드(Mathcad) 내부에 운영되는 제4세대 소프트웨어 루틴에서3-D이온밀링에 사용되는 수학적으로 생성된 형태의 일 예를 나타낸 도면.4 shows an example of a mathematically generated form used for 3-D ion milling in fourth generation software routines operating inside Mathcad.

제5도는 제4도의 3-D 이온 밀링에서 밀링된 구조의 원자력 현미경의 영상을 나타낸 도면.FIG. 5 shows an image of an atomic force microscope with a milled structure in 3-D ion milling of FIG.

제6도는 본 발명의 방법에 의해 형성할 수 있는 밴드패스 필터를 나타낸 도면.6 shows a bandpass filter that can be formed by the method of the present invention.

(상세한 설명 )(Detailed explanation)

본 발명은 나노 크기로 줄인 소형 제조용 마이크로밀링 방법 및 이 방법에 의해 제조된 제품에 관한 것이다. 본 발명의 방법에서는, 마이크로밀링이 초고 진공상태 하에 행해지는데 예를 들면 약 10-9 Torr 미만의 진공, 바람직하게는 약50-120 picoTorr(6.3 × 10-11 ~ 1.6 × 10-10 millibar) 범위의 초고 진공에서 행해진다.The present invention relates to a micromilling process for miniaturization reduced to nano size and to a product produced by the method. In the process of the present invention, micromilling is carried out under ultra-high vacuum, for example in a vacuum of less than about 10 -9 Torr, preferably in the range of about 50-120 picoTorr (6.3 x 10 -11 to 1.6 x 10 -10 millibar). Is carried out in ultra-high vacuum.

본 발명의 마이크로밀링 방법은, 고 종횡비, 즉, 수평 절단(폭)에 대한 밀링깊이는 10이상 일반적으로 50까지 달성할 수 있다. 이러한 종횡비로써, 본 발명의 방법은, 서브미크론의 가로 크기의 교차 구획을 하고 깊이-프로파일링(depth-profiling)하는 매우 유익한 기구로서 이용된다. 이것은, 예를 들면, 집적회로 내에서 서브미크론 크기의 급속화가 깊은 분석 실패로, 적당한 아우거 분석기(Auger analyzer) 또는 본 방법에 사용된 장치와 연관되는 제2 이온 질량 스팩트로미터의 사용에 의해 기본 오염물을 추적하기 위한 체크를 하게 한다.The micromilling method of the present invention can achieve a high aspect ratio, that is, a milling depth for horizontal cutting (width) of 10 or more and generally up to 50. With this aspect ratio, the method of the present invention is used as a very advantageous mechanism for making sub-micron transverse cross sections and depth-profiling. This is due to, for example, rapid failure of submicron size in an integrated circuit, which is fundamental by the use of a suitable auger analyzer or a second ion mass spectrometer associated with the apparatus used in the method. Have a check to track contaminants.

본 발명의 마이크로밀링 방법은, 예를 들면, 빔, 레버, 커패시터, 렌즈, 회절격자, 도파관, 밴드패스 필터, 안테나 및 파스너(fastener)를 제조하는데 사용할수 있고, 초소형 화학, 전자, 기계 센서에 대해 각각 고특성의 종횡비를 갖는다.The micromilling method of the present invention can be used to fabricate beams, levers, capacitors, lenses, diffraction gratings, waveguides, bandpass filters, antennas and fasteners, for example, for microchemical, electronic and mechanical sensors. Each has a high aspect ratio.

또한, 이 마이크로밀링 방법은, 적합한 기판 상에 데이터를 기록하는데 사용될 수 있다. 이때의 데이터는, 예를 들면, 디지털 또는 숫자 문자, 알파베트 또는 영숫자식 문자, 및 그래픽 또는 상형 문자, 즉 3차원(3-D) 그래픽 또는 화상의 형태로 된 문자를 사용해서, 기판 상에 문자를 기록할 수 있다. '문자'는, 일반적으로 기록 또는 통신 시스템의 어느 심볼을 나타내는 것을 의미하고, 데이터를 기록하는 본 방법에서는 기판의 표면 배경에서 구별될 수 있는 어떤 특징을 가지고 있다. 데이터를 기록하는 2진 시스템은, 기판 상에 단일 표면 함몰(depression)과 기판 상에 그 단일 표면 함몰 없이 2진 데이터 문자를 나타내는데 사용된다. 또한, 아날로그데이터 시스템은, 그레이스케일 또는 하프톤 화상을 각 화소의 거주시간이 그 소스 그레이스케일 값에 비례적으로 대응하는 밀링 제어 화일로 변환할 수 있는데에 구성된다. 미로우(Mirau) 또는 적합한 간섭계와 같은 위상 감응 광학 현미경으로 다시 판독될 때, 그레이스케일 영상이 관찰된다. 그래서, 각 간섭계 영상 화소의 공간 위치 및 그레이스케일 값은, 프레임 그래버(grabber)로 CCD카메라 상에 잡혀지고서 컬러화 함에 의해 컬러 처리된다. 예를 들면, 그레이스케일 값을 포함한 룩업테이블(Lookup Table)에서의 비트맵내의 유일한 컬러 값으로 할당한다.This micromilling method can also be used to record data on a suitable substrate. The data at this time is, for example, characters on the substrate using digital or numeric characters, alphabet or alphanumeric characters, and characters in the form of graphics or hieroglyphs, ie three-dimensional (3-D) graphics or images. Can be recorded. 'Character' generally refers to any symbol of a recording or communication system, and in the present method of recording data has certain characteristics that can be distinguished from the surface background of the substrate. Binary systems for recording data are used to represent binary data characters without a single surface depression on the substrate and without a single surface depression on the substrate. The analog data system is also configured to convert a grayscale or halftone image into a milling control file whose residence time of each pixel is proportional to its source grayscale value. When read back with a phase sensitive optical microscope, such as a Mirau or a suitable interferometer, grayscale images are observed. Thus, the spatial position and grayscale value of each interferometer video pixel are color processed by being grabbed on a CCD camera with a frame grabber and colorizing. For example, assign it as the only color value in a bitmap in a lookup table that contains grayscale values.

제 1 도는 본 발명의 실시예 또는 데이터 저장 매체를 형성하는 데 이용 가능한 초고 진공 집중 이온 빔 시스템에 사용되는 챔버를 나타낸다. 제1도에서, 초고진공 챔버 10은, 타겟 기판을 보고, 타겟 기판을 박막화하고, 타겟 기판의 삽입 또는 조정을 하고, 2차 전자 방출과 같은 타겟 기판의 다양한 분석을 하기 위한 다수의 포트를 포함한다. 포트 12는 카메라 포트로 사용되는 포트 14로 관찰 포트로 할수 있다. 다른 관찰 포트 16, 18은 도시된 것처럼 거친 펌프 포트 20이다. 또 다른포트 22는 적합한 소프트웨어에 의해 구동되는 이온 빔 총을 포함한다. 다중 이온 빔 총은 밀릴 속도를 추가하기를 바라는 경우 사용될 수 있다.1 shows a chamber used in an embodiment of the present invention or an ultra-high vacuum concentrated ion beam system that can be used to form a data storage medium. In FIG. 1, the ultrahigh vacuum chamber 10 includes a plurality of ports for viewing the target substrate, thinning the target substrate, inserting or adjusting the target substrate, and performing various analyzes of the target substrate such as secondary electron emission. do. Port 12 is port 14, which is used as a camera port. Other observation ports 16 and 18 are coarse pump ports 20 as shown. Another port 22 includes an ion beam gun driven by suitable software. Multiple ion beam guns can be used if you wish to add a rate to be pushed.

이전의 밀링 시스템과 비교해서, 본 방법은 화학제 도움이 없는 환경에서 고종횡비를 달성한다. 즉, 화학제 도움이 필요없다는 것은 10이상 적어도 약 50까지의 종횡비를 달성할 수 있도록 시스템에 부가될 필요가 있다. "화학제 도움(chemical-assist)"이라는 것은 일반적으로 염소와 같은 반응성 가스가 스퍼터링된재료와 반응하여 임의 재용착을 감소시키데 추가되는 것을 의미한다. 본 발명의 마이크로 밀링 방법에 의해 밀링할 수 있는 재료들은, 이리듐, 탄탈, 텅스텐, 몰리브덴 및 니오븀과 같은 내화성 금속과, 스칸듐, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈 및 구리와 같은 주기율 표의 제l열 천이 금속의 원소와, 실리콘과 갈륨비소화물과 같은 진공 호환 반도체를 포함하고 있다. 기타 재료는 어느 부가 전하가 밀릭 중에 보조 전자 총 또는 다른 적합한 수단에 의해 보상될 수 있는 한 알루미나, 루비, 사파이어, 실리카 또는 수정과 같은 고온 절연체도 포함할 수 있다.Compared with previous milling systems, the method achieves a high aspect ratio in an environment without chemical aid. That is, the absence of chemical assistance needs to be added to the system to achieve an aspect ratio between 10 and at least about 50. By "chemical-assist" is generally meant that a reactive gas such as chlorine is added to react with the sputtered material to reduce any redeposition. Materials that can be milled by the micromilling method of the present invention include refractory metals such as iridium, tantalum, tungsten, molybdenum and niobium and periodic rates such as scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel and copper The elements of the first row transition metal of the table and vacuum compatible semiconductors such as silicon and gallium arsenide are included. Other materials may also include high temperature insulators such as alumina, ruby, sapphire, silica or quartz, as long as any additional charge can be compensated by a secondary electron gun or other suitable means in the mill.

본 발명의 마이크로밀링 방법의 일 실시예에 있어서, 전송회절 격자는 적외선밴드패스 필터로서 사용하게 제조되어 있다. 사용된 하나의 격자 재료는 가스 알루미나를 맥동해서 약 2-5 미크론 두께의 도전막을 만든다. 어레이를 통한 회절 강도는 종래의 레일리(Rayleigh) 광학 연산에 의해 모델화할 수 있도록, 완전히 박막을통해 밀링된 회절소자는 규칙적인 어레이로 위치조정되었다. 그 결과, 제6도에 도시된 형태와 규격을 갖는 격자는 원하는대로 11-12 미크론(적외선)에서 주 대역을 생성한다. 이러한 방법의 사용은, Microparts에 의해 1993년 5월경 또는 그것에 보고된 것 보다 회절 소자가 작다는 점에서 Mircroparts Gesellschaft fur Mikrostructurtechnik, karlsruhe, 독일에 의해 기술한 바와 같은 종래의LIGA(Synchrotron X-ray lithography and electroforming)의 대안으로 등장한다.In one embodiment of the micromilling method of the present invention, the transmission diffraction grating is manufactured for use as an infrared bandpass filter. One lattice material used pulsates the gas alumina to make a conductive film about 2-5 microns thick. The diffractive elements milled through the thin film were positioned in a regular array so that the diffraction intensity through the array could be modeled by conventional Rayleigh optical calculations. As a result, the grating with the shape and specification shown in FIG. 6 produces the main band at 11-12 microns (infrared) as desired. The use of this method is known as conventional Synchrotron X-ray lithography and as described by Mircroparts Gesellschaft fur Mikrostructurtechnik, karlsruhe, Germany, in that the diffraction element is smaller than that reported by or in May 1993 by Microparts. as an alternative to electroforming.

이온 빔의 스폿 크기는 극히 작게(직경 50nm이하) 만들 수 있으므로, 초고 진공 집 광 이온 마이크로밀링의 사용은 일반적인 고속 전송에서 자외선 또는 가시광선을 대역통과시키는 전송 회절 격자를 생산하는데 상당히 연장할 수 있을 것으로 기대된다.Since the spot size of the ion beam can be made extremely small (less than 50 nm in diameter), the use of ultra-high vacuum condensed ion micromilling can be significantly extended to produce transmission diffraction gratings that bandpass ultraviolet or visible light at typical high speed transmissions. It is expected to be.

본 발명의 또다른 실시예에서는 마이크로밀링 방법은, 예를 들면, 금속과 반도체 재료상에 데이터를 저장하기 위해 사용된다. 그러한 데이터의 저장은 고밀도이고 고 내구성이어야 한다. "고밀도"라는 의미는 직경이 약 l/l6 인치, 길이가 약 1인치인 작은 못 형태의 매체가, 각 라틴문자가 8비트 또는 1바이트라고 가정하면,약 1기가 바이트의 ASCⅡ정보를 수용할 수 있는 약 1입방 미크론의 밀링된 문자를포함한다. 동등한 2진 표기는, 비교에 의해 4기가 바이트의 정보를 같은 공간에 기록되게 한다.In another embodiment of the present invention, the micromilling method is used for storing data on metal and semiconductor materials, for example. The storage of such data should be high density and high durability. "High Density" means that a small nail-shaped medium of approximately l / l6 inches in diameter and approximately one inch in length will accommodate approximately one gigabyte of ASCII information, assuming each Latin character is eight bits or one byte. About 1 cubic micron of milled characters. Equivalent binary notation allows comparison to write four gigabytes of information in the same space.

본 발명의 데이터 저장 매체는, 전자기 펄스, 무선 주파수, 간섭, 자장과, 물,알코올 및 아세톤으로 제한되지 않는 솔벤트에 대한 노출과, 열의 증감과, 그리고 불을 일반적으로 회생시킬 수 있는 매체에 데이터 저장을 위한 극히 내구성이 있는 매체를 제공한다. 이때의 데이터 저장 매체는 자기/자기광학 매체와 비교해서 고신뢰성의 이점을 제공함으로써 백업 데이터를 대체할 필요성을 감소시키고, 실제의기판으로 저장 데이터로 저가격으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 데이터를 밀링하기 위한 실제의 저장재료로서 강철 못 핀이 이용될 수 있다. 그러한 데이터 저장 매체의 또다른 이점은, 문자 에칭밀링을 환경학적으로 드라이 프로세스로 시작하고, 시간에 대한 매체의 파손이 없고, 매체를 재생하여 사용하거나 원하는 경우 그 매체를 분쇄하고 광택을 내어서 재 사용할 수 있는 것이다.The data storage medium of the present invention is a medium in which electromagnetic pulses, radio frequencies, interferences, magnetic fields, solvents not limited to water, alcohol, and acetone, exposure to heat, increase and decrease of heat, and general regeneration of the fire can be obtained. Provide an extremely durable medium for storage. The data storage medium at this time reduces the need to replace the backup data by providing an advantage of high reliability compared to the magnetic / magneto-optical medium, and can be provided at low cost as the storage data on the actual substrate. For example, steel nail pins may be used as the actual storage material for milling data. Another advantage of such a data storage medium is that the character etch milling starts with an environmentally dry process, there is no breakage of the medium over time, and the medium can be recycled and used or, if desired, crushed and polished to It can be used.

본 발명의 밀링 방법의 데이터 저장 응용의 일 실시예에 있어서, 적합한 기판이, 일련의 개개의 표면 함몰을 나타내는 2진 문자, 즉 1 또는 0의 한 형태를 프리-밀링에 의해 프리포맷된 매체에 형성된다. 다음의 데이터 저장 시스템의 처리를촉진시키는 한가지 방법에서, 프리-밀링된 기판은 기판 재료 그 자체보다 더 쉽고빨리 제거 가능하지만, 오버코트(overcoat) 재료의 의도하지 않은 열화에 대해 내구력이 있고 저항력이 있는 것을 특징으로 하는 오버코트 재료로 역충전되어질 수 있다. 그래서, 이때의 오버코트 재료는 2진 문자 표시를 변화시키는 데 필요한 문자들을 위해서만 제거되어질 수 있다. 다른 방법에서는, 이진 문자의 한 형태, 즉,1이나 0을 나타내는 일련의 개별 범프의 프리-캐스팅(pre-casting)은 적합한 기판위에 형성되어질 수 있다. 이러한 프리-캐스팅은 폴리비닐 알코올, 폴리스티렌, 그리고 예를 들어 두께 약 75 미크론까지 스핀 온(spin-on) 유리를 사용할 수 있다.In one embodiment of the data storage application of the milling method of the present invention, a suitable substrate comprises a binary character representing a series of individual surface depressions, one form of 1 or 0, on a preformatted medium by pre-milling. Is formed. In one way to promote processing of the following data storage systems, the pre-milled substrate is easier and faster to remove than the substrate material itself, but is durable and resistant to unintended degradation of the overcoat material. It can be backfilled with an overcoat material. Thus, the overcoat material at this time can be removed only for the characters necessary to change the binary character representation. In another method, one form of binary character, i.e. pre-casting of a series of individual bumps representing one or zero, can be formed on a suitable substrate. Such pre-casting may use polyvinyl alcohol, polystyrene, and spin-on glass, for example up to about 75 microns thick.

그런 다음, 프리-캐스트 재료에 있어서 필수적인 범프는 2진 문자 표시를 변화시키는 데 필요한 문자들만을 위해서 제거되어질 수 있다.Then, the necessary bumps in the pre-cast material can be removed only for the characters needed to change the binary character representation.

데이터의 장기간 저장에 전형적으로 결부된 한가지 문제는, 백에서 천년의 데이터가 쓰여진 후 그것을 판독하기 위해서 사용되어질 방법에 관한 것이다. 데이터저장을 위한 본 마이크로밀링 방법의 이점은, 같은 매체상의 여러 포맷(format)과 밀도에서 데이터의 저장이 가능하다는 것이다. 예를 들어, 데이터를 저장하는데 사용된 프로토콜은, 간단한 도구를 가지고 또는 단순한 비전(vision)이나 작은 확대에 의해 인간이 판독할 수 있는 하나의 데이터 밀도(크기)에서 기록되어질 수 있다. 그래서, 이러한 프로토콜은 더 높은 밀도(작은 크기)에서 그리고 다른 포맷에서 기록되어진 잔여 데이터를 판독하도록 사용되어질 수 있다. 따라서, 사실상 "로 세따 스톤(Rosetta Stone)" 유형은 저장과 검색 방법으로부터 정보의 결합도를 줄일 수 있도록, 멀리 미래까지 저장된 데이터를 판독할 수 있도록 사용되어지는 데필요한 열쇠를 제공할 수 있도록 만들어질 수 있다. 원래의 "로세따 스톤(Rosetta Stone)"과 대조적으로, 본 데이터 저장 매체는 단 하나보다는 여러 크기의 정보를 사용하고, 본 데이터 저장 매체는 실제 데이터를 반복하는 게 아니라, 잔여 데이터를 판독하기 위한 열쇠를 단순히 제공한다.One problem typically associated with long-term storage of data relates to the method that will be used to read out data after hundreds of millennia of data have been written. The advantage of this micromilling method for data storage is that it is possible to store data in multiple formats and densities on the same medium. For example, the protocol used to store data can be recorded at a single data density (size) that can be read by humans with a simple tool or by simple vision or small magnification. Thus, this protocol can be used to read residual data that has been recorded at higher densities (small sizes) and in other formats. Thus, in fact, the "Rosetta Stone" type makes it possible to provide the keys needed to be used to read stored data far into the future, reducing the coupling of information from storage and retrieval methods. Can lose. In contrast to the original "Rosetta Stone", this data storage medium uses several sizes of information rather than just one, and this data storage medium does not repeat the actual data, but rather to read the remaining data. Simply provide the key.

본 발명의 데이터 저장 시스템은, 단일 저장 매체에 있는 다양한 유형의 정보의 저장을 고려하는, 즉, 영숫자와 그래픽 또는 도형 문자를 단일 기판 내에 밀링할 수 있어서, 그 두 가지 형태의 정보를 검색할 수 있다. 다른 방법에서는 여러크기의 문자들을 단일 기판 내에 밀링할 수 있다. 여러 크기 가운데서, 인간의 육안으로 볼 수 있는 관찰을 위해 목표된 큰 크기뿐만 아니라 거대한 양의 데이터를 효과적으로 저장하기 위해 목표된 작은 크기가 포함되어질 수 있다. 이 방법에 있어서, 거대한 양의 데이터는 기판 위에 저장되어질 수 있으나, 얼마 후 시대, 심지어 훨씬 후 미래에, 기판 위에 저장된 정보가 있었다는 사실은 데이터 저장 시스템을 개별적으로 보기에 있어서 명백할 것이다. 게다가, 작은 크기의 문자를 읽는 방법에 관한 큰 크기의 명령은 기판 위에 직접 포함될 수 있다. 그래서, 작은 크기의 문자들은 큰 크기의 구조 주위에 있는 기판의 잔여 지역에 포함되어질 수 있거나,더 큰 크기의 문자들의 밀링된 영역 내에 포함될 수도 있다.The data storage system of the present invention allows for the storage of various types of information in a single storage medium, i.e., milling alphanumeric characters and graphic or graphic characters into a single substrate, thereby retrieving both types of information. have. Alternatively, characters of different sizes can be milled into a single substrate. Among the various sizes, not only the large size targeted for human visual observation but also the small size targeted for effectively storing huge amounts of data can be included. In this way, huge amounts of data can be stored on a substrate, but after some time, even in the future, the fact that there is information stored on the substrate will be evident in the individual view of the data storage system. In addition, large size instructions on how to read small size characters can be included directly on the substrate. Thus, small sized characters may be included in the remaining area of the substrate around the large sized structure, or may be included in the milled area of larger sized characters.

본 발명의 다른 실시예에서, 마이크로밀링 방법은 안테나를 형성하도록 사용되어질 수 있다. 기본적인 모노폴(monopole) 안테나가 밴드패스필터로서 작동하는 공진 구조이기 때문에, 만약 관계된 주파수가 안테나의 대역 안에 있으면, 신호가 안테나 출력부에서 나타날 것이다. 무선파(RF 신호)는 안테나인 미분 변위 필드 검출기(derivative displacement field detector)를 사용하여 통상적으로 검출된다. 신호 대 잡음을 향상시키기 위해 안테나 어레이를 사용함으로써 얻어지는 이점이 흔히 있어서 안테나 시스템의 수행을 향상시킬 수 있다. 본 마이크로밀링 방법을 이용함으로써, 아주 작은 안테나와 안테나 어레이를 만들 수 있고, 이와 같은 작은 크기의 안테나와 안테나 어레이는 잠정적인 관련 주파수를 증가시킬 수 있다. 이런방법을 적용한 한가지는 용량으로 충전된 결합 장치(Capacitively-Charged-Coupled Device, CCCD)에 접속된 작은 안테나를 사용하여서, RF 신호를 광원으로 사용하는 "화상(picture)"를 만들 수 있다.In another embodiment of the present invention, the micromilling method can be used to form an antenna. Since a basic monopole antenna is a resonant structure that acts as a bandpass filter, if the relevant frequency is in the band of the antenna, the signal will appear at the antenna output. Radio waves (RF signals) are typically detected using differential displacement field detectors, which are antennas. The advantages gained by using antenna arrays to improve signal-to-noise are often to improve the performance of the antenna system. By using this micromilling method, very small antennas and antenna arrays can be made, and such small antennas and antenna arrays can increase the potential associated frequencies. One application of this approach is to use a small antenna connected to a Capacitively-Charged-Coupled Device (CCCD) to create a "picture" that uses an RF signal as a light source.

데이터 저장을 위한 마이크로밀링 방법에서, 세 개의 별도의 절차가 디지털,영숫자, 3 차원 영상 데이터를 제조하기 위해서 사용될 수 있다. 결국, 모든 절차들은 상업적인 디지털-아날로그 변환기에 의해 판독되어 빠르게 처리될 수 있는 밀 스트림(millstream) 파일이라 불리우는 파일을 제조한다. 그 파일의 형식은 다음과 In micromilling methods for data storage, three separate procedures can be used to produce digital, alphanumeric, and three-dimensional image data. As a result, all procedures produce a file called a millstream file that can be read and processed quickly by a commercial digital-to-analog converter. The file has the following format:

s= 3차원 모드 지명자(designator): nf= 프레임 반복수: np= 데이터 라인의 총 수;t[i]x[i]y[i]에서 t[i]= 나노초(nanoseconds)에서의 빔 멈춤(dwell) 시간; x[i]=디지털-아날로그(DA) 변환기 단위(0-4095)에서의 수평 위치, y[i]= 디지털-아날로그 변환기 단위(0-4095)에서의 수직 수평 위치이다. 엔트리 s, nf 및 np는 총괄적으로 밀스트림 헤더(header)라고 알려져 있다. 사용되어진 디지털과 영숫자의 데이터 모드는 실제로 3차원 영상 밀링(milling)의 제한된 경우이다. 별개의 소프트웨어는 단순한 라인(line)과 박스 밀링(box milling)하는데 사용되고, 이러한 소프트웨어는 FEI사의 이온밀(lonmill) 2.5판으로서 유용하다.s = three-dimensional mode designator: nf = number of frame repetitions: np = total number of data lines; t [i] x [i] y [i] to t [i] = beam stop at nanoseconds dwell time; x [i] = horizontal position in digital-to-analog converter unit 0-4095, y [i] = vertical horizontal position in digital-to-analog converter unit 0-4095. The entries s, nf and np are collectively known as millstream headers. The digital and alphanumeric data modes used are actually a limited case of three-dimensional image milling. Separate software is used for simple line and box milling, which is useful as FEI's 2.5-million edition.

이온밀링(Ionmilling) 제어용 디지털 데이터의 처리는, 다음과 같다. 디지털데이터는 우선 수학적으로 유도되어질 수 있거나 매스캐드내에서 작동할 수 있도록 개발되어진 다음의 소프트웨어를 사용하는 상업적인 숫자와 그래픽 패키지인 패스캐드(Mathcad) 4.0에 의해서 판독되어질 수 있다. 예를 들면, 1과 0을 교대로 하는 다음의 어레이는 대응하는 이온 빔 멈춤 시간의 디지털 어레이를 생성하는데 사용되었다.Processing of the digital data for ion milling control is as follows. Digital data can be first derived mathematically or read by Mathcad 4.0, a commercial number and graphics package using the following software that has been developed to work within Masscad. For example, the next array of alternating 1s and 0s was used to create a digital array of corresponding ion beam stop times.

테스트 패턴(test patterns)은 이온 밀링(ion milling)시에 연속적인 사용을 위해 만들어진다. 예를 들어, 위에서 언급된 디지털 어레이는 아래에 있는 소프트웨어 예제에서 만들어질 수 있다.Test patterns are made for continuous use in ion milling. For example, the above mentioned digital array can be made in the software example below.

상기 예제의 변화는 n, m, D, T와 E의 값이나 매개변수(parameters)를 조정함으로써 얻어진다. 이러한 중간 파일(예: NGRATE2. prn)은 왼쪽에서 증명되었고 유일한 단일 공간만이 t, x, y값을 분리시킨다. 이것은 FEI 사에서의 상업용 이온밀(ionmill) 소프트웨어 패키지에 의해 얻어진 파일 구조이다. 연속적인 파일 처리는, 마이너스(-) 부호의 제거, 왼쪽 레지스트리 이동과 적합한 헤더(header)의 첨가를 필요로 한다. 중간 xxx.prn 파일로부터 마지막 밀(mill) 파일을 만들기 위해베이직(BASIC)에 있는 변환 루틴(routine)을 기록하는 데 있어 이것은 아주 편리하다는 것을 입증한다. 바람직한 파일 변환 루틴의 예제를 아래에 나타내었다.The change in the above example is obtained by adjusting the values or parameters of n, m, D, T and E. These intermediate files (eg NGRATE2. Prn) are proven on the left and only a single space separates the t, x and y values. This is the file structure obtained by a commercial ionmill software package from FEI. Subsequent file processing requires removal of the minus sign, shifting the left registry, and adding appropriate headers. This proves very convenient for writing the conversion routines in BASIC to make the last mill file from the intermediate xxx.prn file. An example of a preferred file conversion routine is shown below.

또한, 어떤 텍스트 편집기 패키지는 이 목적을 위해 파일을 변환하는데 사용될수 있다. 사용하기 편리한 패키지는 버전 2. 0의 Window용 Microsoft Word의 "Find and Replace"특징을 포함한다. 전형적으로, "find" 동작은 예를 들어, "-"의 위치를 알아낼 수 있고, "replace all " 동작은 " "로 변환하는데 사용될 수 있다. 그러므로, 왼쪽 레지스트리 시프트는 자동적으로 달성될 수 있다. 그러면, 그 처리된 파일은 xxx. txt로서 기억될 수 있고, 마침내, 밀스트림 헤더(millstream header)는xxx. txt 파일에 첨가되어 FEI Co. Ionmill software Version 2. 5와 호환할 수 있는 파일, xxx. str로서 기억된다.Also, any text editor package can be used to convert files for this purpose. An easy-to-use package includes the "Find and Replace" feature of version 2.0 of Microsoft Word for Windows. Typically, the "find" operation can locate the "-", for example, and the "replace all" operation can be used to convert to "". Therefore, the left registry shift can be achieved automatically. Then, the processed file is xxx. txt, and finally, the millstream header is xxx. txt file to add FEI Co. Ionmill software Version 2.5 compatible files, xxx. stored as str

사람이 읽기 쉬운 문자, 노출 마스크, 비지니스 카드 로고, 또는 그레이스케일(grayscale) 이미지를 생성하도록 플랫베드(flatbed) 스캐너에 배치될 수 있는 임의 항목과 같은 영숫자의 데이터, 또는 임의 비디오 프레임 그래버(grabber) 출력은 이 범주내에 빠진다. 일반적으로, 이 처리 구성(scheme)은, (1) 그 항목(예: 텍스트북 페이지)을 스캔하여, 전자적으로 관련된 이미지 영역을 노출하는데 있고, (2) 그 선택된 영역에서 콘트라스트(contrast)를 향상시키고, (3) 검은색과 흰색 이미지로 변환하고, (4) 변환된 이미지를 예를 들면, PostScript 파일로서 저장하고, (5) 그 PostScript파일로부터 헤더 및 풋터(footer)를 제거하여, 순서가 정해진 Mathcad 파일로서 저장하며, (6) 어두운 영역(예: 검정색으로 인쇄된 텍스트)에 멈춤(dwell)시간을 할당하고, (7) 그 파일을 벡터화하고(즉, 불필요한 흰색 영역으로 부터 데이터를 제거하고), (8) 디지털 데이터에 대해서 상기 설명된 방법을 사용하여, 제3도에 나타낸 것처럼 마지막 밀스트림 파일을 생성한다.Alphanumeric data, such as human-readable characters, exposure masks, business card logos, or any item that can be placed on a flatbed scanner to produce grayscale images, or any video frame grabber The output falls within this category. In general, this processing scheme is to (1) scan the item (e.g., textbook page) to expose the electronically related image area, and (2) improve contrast in the selected area. (3) convert the image into a black and white image, (4) save the converted image as a PostScript file, for example, and (5) remove the header and footer from the PostScript file, Save as a defined Mathcad file, (6) assign dwell time to dark areas (e.g. black printed text), (7) vectorize the file (i.e. remove data from unnecessary white areas) And (8) create the last millstream file as shown in Figure 3, using the method described above for digital data.

(1)-(4) 동작은, 메뉴 기능을 사용하는 IBM-PC 어댑터를 가진 ColorlabVersion 4.0 With an Epson Es-300-C 플랫베드 스캐너라고 하는 상업용 스캐너 패키지에서 수행될 수 있다. (5) 동작은, Delete 기능을 사용하여 Microsoft Word for Windows Version 2.0에서 행해질 수 있다. (5)-(6)동작은, 이하 예에서 처럼 Mathcad 내부에서 동작하도록 개발된 추가 소프트웨어를 사용하여 행해질 수 있다.Operations (1)-(4) can be performed in a commercial scanner package called ColorlabVersion 4.0 With an Epson Es-300-C Flatbed Scanner with an IBM-PC adapter using the menu function. (5) The operation can be performed in Microsoft Word for Windows Version 2.0 using the Delete function. Operations (5)-(6) can be done using additional software developed to operate inside Mathcad, as in the examples below.

This'software is designed to read a file which was generated in Colorlab by scanning a printed logo and rendering a black and white Postscript file. Then in Microsoft WinWord, the Postscript header and footer are removed, the grayscale text 0-F(hex) is replaced with 0-9(dec)(we have chosen the simplest case of 0-1(dec). ), and every other character was replaced by a space so that single digits could be recognized(Set a very large page size in WinWord).There is no loss of resolution, but the number of columns in WinWord doubles(this example was executed at 72 1pi. ). The file was stored as lanlblk.pm. a structured Mathcad file of 239 lines by 78/2=39 columns. The Los Alamos logo is rendered below.This'software is designed to read a file which was generated in Colorlab by scanning a printed logo and rendering a black and white Postscript file. Then in Microsoft WinWord, the Postscript header and footer are removed, the grayscale text 0-F (hex) is replaced with 0-9 (dec) (we have chosen the simplest case of 0-1 (dec).), And every other character was replaced by a space so that single digits could be recognized (Set a very large page size in WinWord) .There is no loss of resolution, but the number of columns in WinWord doubles (this example was executed at 72 1pi.) . The file was stored as lanlblk.pm. a structured Mathcad file of 239 lines by 78/2 = 39 columns. The Los Alamos logo is rendered below.

그 후, (7)동작은 디지털 데이터에 대해서 상기 설명된 것 처럼 행해질 수 있다.Then, operation (7) can be performed as described above with respect to digital data.

또한, (3)-(5)동작은 스킵될 수 있고, 그 그레이스케일 이미지는 TIFF(소수의 플레이버(flavors) xxx. tif), 윈도우즈 비트맵(xxx. bmp), 윈도우즈 페인트브러쉬(xxx. pcx), TARGA(xxx. tga) 또는 그레이스케일 Postscript(xxx. eps)로서 저장될수 있다. 그 후, 소프트웨어 패키지 Mocha Version 1. 1 내부에 메뉴를 이용하여 명령하고, 그 픽셀 세기를 어레이 포맷에서 추출할 수 있고, ASCⅡ 스트링 파일(+xxx. dat)의 범위를 정한 콤마 또는 공간으로서 기억할 수 있다. 그 후, (6)동작은 이하 예에서 처럼 Mathcad 내부에서 동작하도록 여전히 또 다른 소프트웨어 루틴에 의해 달성될 수 있다.Also, (3)-(5) operations can be skipped and the grayscale image can be TIFF (a few flavors xxx. Tif), Windows bitmap (xxx. Bmp), Windows paintbrush (xxx.pcx). ), TARGA (xxx. Tga) or Grayscale Postscript (xxx.eps). Thereafter, the software package Mocha Version 1.1 can be commanded using a menu, and the pixel intensity can be extracted from the array format, and stored as a comma or space delimiting an ASCII string file (+ xxx.dat). have. Then, operation (6) can still be accomplished by another software routine to operate inside Mathcad as in the example below.

This program will extract pixel intensity data from a Mocha Vl,1 worksheet and produce an Ionmill xxx.prn precursor file for subsequent conversion to an Ionmill xxx. str file.This program will extract pixel intensity data from a Mocha Vl, 1 worksheet and produce an Ionmill xxx.prn precursor file for subsequent conversion to an Ionmill xxx. str file.

N=# of x elements: M=# of y elements: P=# of pixels=rows(Mt). Initial read file is lanllog. dat. Change as necessary for other file reads, Other changes: WRITEPRN(lanlmoc). We also incorporate a vectorizing routine which reduces the size of the mill files to only the essential pixels.N = # of x elements: M = # of y elements: P = # of pixels = rows (Mt). Initial read file is lanllog. dat. Change as necessary for other file reads, Other changes: WRITEPRN (lanlmoc). We also incorporate a vectorizing routine which reduces the size of the mill files to only the essential pixels.

이온밀 프리커서 파일(precursor file)을 구성할 때 사용하기 위한 PostScript파일의 구조는 문자 " i "의 특정화에 따라 " j "를 포함하는 xxx. eps 헤더를 요구한다. 그러므로, 공간은 그 대응하는 파일 크기가 2배, 예를 들면, 78×70은 156X70에 소용되지만 해상도가 없도록 텍스트 편집기에서 문자들 사이에 추가된다.The structure of a PostScript file for use in constructing an ion mill precursor file is xxx. Which contains "j" depending on the characterization of the character "i". Requires an eps header. Therefore, space is added between characters in the text editor so that its corresponding file size is twice as large, for example 78 × 70, which is useful for 156 × 70 but without resolution.

그러므로, 이온밀 소프트웨어의 수용 한계까지의 이들 파일이 처리될 수 있다. 그러나, 스캔된 텍스트 이미지는 삼각법 센스(trigonometry sense)에서 +90도 회전되어야 하고, 즉, 시계바늘과 반대방향으로: 그렇지 않으면, 매우 느린 매트릭스 변환 기능은 이온밀 파일에 대해서 정확한 방위를 만드는데 요구된다.Therefore, these files up to the acceptance limit of ion mill software can be processed. However, the scanned text image must be rotated +90 degrees in trigonometry sense, ie counterclockwise: otherwise, a very slow matrix transformation function is required to create the correct orientation for the ion mill file. .

3-D 이미지 데이터는, 사실상 기판 재료에서 이온밀링된 3-D 구조로서 기억된다. 이 범주내의 모든 구조는 형식의 종속적인 가변 함수로서 수학적으로 설명될수 있다.3-D image data is actually stored as a 3-D structure ion-milled in the substrate material. All structures within this category can be described mathematically as form-dependent variable functions.

z=t(X, y)z = t (X, y)

그 이상의 제한은, 주어진 x, y값 세트에 대해서, 단지 t의 1개의 값만 허가된다는 것이다. 물리적으로, 이것은 이온 빔이 보이지 않는 라인에서 모든 밀링(milling)위치를 위반이라고 판정한다. 그러나, 다른 오리엔테이션으로부터 다음의구조적인 밀링은 z의 단일 평가된 제한을 제거할 것이다.A further restriction is that for a given set of x and y values, only one value of t is allowed. Physically, this determines that all milling positions are violated in the line where the ion beam is not visible. However, the following structural milling from other orientations will remove a single evaluated limit of z.

단일 오리엔테이션 3-D 밀링은 어레이 z[i, j]를 계산하고, 통상 검사 목적을 위해 그것의 그래프를 만들며, 디지털의 케이스와 영숫자의 데이터에 대해서 이미 설명된 것처럼 동일 형식의 이온밀(ionmill) 프리커서 파일을 창조함으로써 행해진다. 밀스트림 파일을 이루도록 연속적인 처리를 하는 것은 이미 설명된 것과 같다.Single orientation 3-D milling computes array z [i, j], makes its graph for normal inspection purposes, and ion mills of the same type as already described for digital case and alphanumeric data. This is done by creating a precursor file. Continuous processing to form a millstream file is as described previously.

이와 같이 먼 밀링된 각 3-D형상에 대한 분리된 소프트웨어 루틴이 기록되어 왔다.Separate software routines have been recorded for each such distant milled 3-D shape.

각 형상에 대한 방정식은 하나밖에 없지만, 어레이를 인덱스하고, 데이터를 포맷하고, 파일을 기록하고, 변환하는 기술은 이 범주내의 모든 형상에 대해서 동일하다.There is only one equation for each shape, but the techniques for indexing arrays, formatting data, writing files, and converting are the same for all shapes in this category.

이하 실례는 3-D특징을 생성하기 위해 요구된 전형적인 소프트웨어를 나타낸다(이 경우에, 나사의 회전(screw thread)).The example below shows the typical software required to create a 3-D feature (in this case, a screw thread).

제4도는 상기 생성된 3-D구조의 플롯을 나타내고, 제5도는 실제의 밀링된 구조의원자력 현미경(Atomic Force Microscope) 이미지를 나타낸다.FIG. 4 shows a plot of the generated 3-D structure, and FIG. 5 shows an atomic force microscope image of the actual milled structure.

상기 설명된 기술을 이용하여, 비디오-생성 TIFF, 비트맵, TARGA, 또는 다른그래픽 파일로부터 발췌된 그레이스케일 또는 컬러 화소 값에 따라 3-D형상을 밀링하는 방법을 연장할 수 있다. 그 형상으로부터의 데이터는 원자력 현미경 및 주사 터널링 현미경과 같은 주사 프로브(probe) 기술로부터 이용할 수 있는 깊이 정보로부터 회복될 수 있다.Using the techniques described above, one can extend the method of milling 3-D shapes according to grayscale or color pixel values extracted from video-generated TIFF, bitmap, TARGA, or other graphics files. Data from that shape can be recovered from depth information available from scanning probe techniques such as atomic force microscopy and scanning tunneling microscopy.

특히, 다양한 변경 및 변화는 기술에 능숙한 사람들에게서 분명해지기 때문에, 본 발명은 단지 실례로서 고안된 이하 예에서 더 설명된다.In particular, since various changes and modifications will become apparent to those skilled in the art, the present invention is further illustrated in the following examples, which are intended only as examples.

예 1Example 1

전체의 52 영숫자의 문자는 알파벳의 모든 상, 하부 케이스의 문자를 포함하여 타이핑되어 있었다. 그러므로, 이들 타이핑된 영문자는 데이터 파일 내로 스캔되었고, FEI 이온밀 기계의 소프트웨어에 의해 인식용 밀스트림 파일로 변환되었으며,그 기계는 하이 카본 스틸(HCS: high carbon steel) 맞춤못(dowel)핀 상의 문자를 에치했거나 마이크로밀링 했다. 그 문자들은 10미크론의 크기를 가졌고, 520 평방미크론의 맞춤못 핀상의 전체 공간을 점유했다. 부가의 4개의 문자는 문자당 1평방미크론의 크기에서 동일 HCS 맞춤못 상에 기록되었다. 밀링된 데이터를 검색하기위해서, 500배 확대된 실제의 밀링된 표면의 스캔된 비디오 프린트는 상업상의 문자 인식 소프트웨어 응용에 공급되었다. 이 테스트의 결과는 학습되지 않은 레벨에서 조차도, 그 문자 인식 프로그램이 대부분의 밀링된 문자를 인식할 수 있다는 것을 나타내었다. 이때의 밀링된 문자는 원자력 현미경의 측정값 한계에 의해 결정된 것처럼 적어도 15의 폭에 대한 깊이의 종횡비를 가졌다.All 52 alphanumeric characters were typed, including all upper and lower case letters of the alphabet. Therefore, these typed alphabetic characters were scanned into data files and converted into recognition millstream files by the software of the FEI ion mill machine, which was placed on high carbon steel (HCS) dowel pins. Etched or micromilled text. The letters were 10 microns in size and occupied the entire space on the dowel pins of 520 square microns. Four additional characters were recorded on the same HCS dowel at a size of one square micron per character. In order to retrieve the milled data, a scanned video print of the actual milled surface 500 times magnified was supplied to a commercial character recognition software application. The results of this test showed that the character recognition program can recognize most milled characters, even at the unlearned level. The milled text at this time had an aspect ratio of depth to at least 15 widths, as determined by the measurement limits of the atomic force microscope.

상기 발명을 상세히 설명했지만, 상기 설명은 모든 관점에 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 다양한 변경 및 변화는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 고안될 수 있다. 또, 이번 개시된 실시예는 단순한 일례에 지나지 않고, 특허청구의 범위에 기재된 발명의 균등의 범위 내에서, 여러 가지의 실시예가 얻어진다는 것이 의도된다.While the invention has been described in detail, the description is illustrative in all respects and not restrictive. Various modifications and variations can be devised without departing from the scope of the present invention. In addition, the Example disclosed this time is only an example and it is intended that various Example is obtained within the range of the equivalent of invention described in the claim.

Claims (14)

초고진공 환경 내부에 타겟 기판을 배치하는 공정과;Arranging the target substrate inside the ultra-high vacuum environment; 상기 타겟 기판에 밀링된 마이크로구조를 형성하도록 컴퓨터 제어 집중 이온빔의 동작을 위해 구성된 컴퓨터 데이터 파일을 생성하는 공정과,Generating a computer data file configured for operation of a computer controlled focused ion beam to form a milled microstructure on the target substrate; 상기 컴퓨터 제어 집중 이온 빔으로 상기 타겟 기판을 노출시키고, 상기 컴퓨터 데이터 파일을 이용하는 소프트웨어에 의해 상기 컴퓨터 제어 집중 이온 빔을 제어하여서 상기 타겟 기판에 고 종횡비로 밀링된 마이크로구조를 형성하는 공정을 포함하며 ,Exposing the target substrate with the computer controlled concentrated ion beam, and controlling the computer controlled concentrated ion beam by software using the computer data file to form a high aspect ratio milled microstructure on the target substrate; , 상기 마이크로구조는 10 : 1보다 더 큰 밀링된 깊이 : 밀링된 폭의 종횡비를 가지는 것을 특징으로 하는 타겟 기판내부에서 고 종횡비의 마이크로구조를 머시닝하는 방법 .Wherein said microstructure has a milled depth: milled width aspect ratio of greater than 10: 1. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공정은, 화학-어시스트 프리(chemical-assist free)인 것을 특징으로 하는 방법 .Said process being chemical-assist free. 제1항에 있어서 ,The method of claim 1, 상기 마이크로구조는 밴드패스 필터인 것을 특징으로 하는 방법.The microstructure is a bandpass filter. 제1항에 있어서 ,The method of claim 1, 상기 마이크로구조는 데이터 저장 매체인 것을 특징으로 하는 방법.The microstructure is a data storage medium. 내부에 밀링된 문자를 가지는 기판을 구비하되,With a substrate having milled characters therein, 상기 밀링된 문자가 약 1에서 약 50까지의 깊이 : 폭의 종횡비를 가지는 것을 특징으로 하는 내구성 데이터 저장 매체.And the milled character has an aspect ratio of depth to width from about 1 to about 50. 제 5 항에 있어서 ,The method of claim 5, 상기 밀링된 문자는 디지털 문자, 영숫자 문자, 상형 문자 및 그래픽 문자로 이루어진 그룹으로부터 선택된 문자인 것을 특징으로 하는 내구성 데이터 저장 매체.And said milled character is a character selected from the group consisting of digital characters, alphanumeric characters, hieroglyphs and graphic characters. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 기판은 이리듐, 탄탈륨, 텅스텐, 몰리브덴, 니오븀, 티타늄, 바나듐,크롬, 망간, 철, 구리, 니켈, 코발트, 실리콘, 골드, 스칸듐, 및 펄스된 가스 알루미늄으로 이루어져 있는 그룹으로부터 선택된 재료인 것을 특징으로 하는 내구성 데이터 저장 매체.The substrate is a material selected from the group consisting of iridium, tantalum, tungsten, molybdenum, niobium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, copper, nickel, cobalt, silicon, gold, scandium, and pulsed gas aluminum. Durable data storage medium. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 밀링된 문자는 각각 약 1 평방 미크론을 점유한 것을 특징으로 하는 내구성 데이터 저장 매체.And the milled characters each occupy about one square micron. 제 5항에 있어서 ,The method of claim 5, 상기 밀링된 문자는 각각 약 150 나노미터의 최소 직경을 가진 공간을 점유한 디지털 문자인 것을 특징으로 하는 내구성 데이터 저장 매체.And the milled characters are digital characters each occupying space with a minimum diameter of about 150 nanometers. 제 5 항에 있어서 ,The method of claim 5, 상기 밀링된 문자는 각각 단일의 함몰인 것을 특징으로 하는 내구성 데이터저장 매체Durable data storage medium, characterized in that each milled character is a single depression 제 10 항에 있어서 ,The method of claim 10, 상기 밀링된 문자는 충분한 레벨에 오버코트 재료로 채워져서 구별가능한 밀 링된 문자를 포함하지 않는 본질적으로 부드러운 표면을 형성하는 것을 특징으로 하는 내구성 데이터 저장 매체.And wherein the milled text is filled with overcoat material at a sufficient level to form an essentially smooth surface that does not contain distinguishable milled text. 제 11항에 있어서 ,The method of claim 11, 상기 밀링된 문자의 적어도 일부가 충분한 레벨에 오버코트 재료로 채워져서 상기 밀링된 문자의 상기 적어도 일부가 문자로서 구별할 수 없는 상기 기판상에 본질적으로 부드러운 표면을 형성하는 것을 특징으로 하는 내구성 데이터 저장 매체.At least a portion of the milled character is filled with an overcoat material at a sufficient level such that the at least part of the milled character forms an essentially smooth surface on the substrate that is indistinguishable as a character. . 제11항에 있어서 ,The method of claim 11, 오버코트 재료로 채워진 상기 밀링된 문자의 적어도 일부는, 상기 밀링된 문자가 하나의 문자로서 구별가능하도록 상기 오버코트 재료가 제거된 것을 특징으로 하는 내구성 데이터 저장 매체.At least a portion of the milled characters filled with overcoat material is such that the overcoat material has been removed such that the milled characters are distinguishable as one character. 제 5 항에 있어서 ,The method of claim 5, 상기 밀링은 가변 깊이와 종횡비를 갖는 화소로서 기억된 데이터를 나타내고, 상기 데이터는 하프톤 이미지, 그레이스케일 이미지 및 컬러 이미지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 이미지로서 회복가능한 것을 특징으로 하는 내구성 데이터저장 매체 .And said milling represents data stored as pixels having variable depth and aspect ratio, said data being recoverable as an image selected from the group consisting of a halftone image, a grayscale image and a color image.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3651303A (en) * 1968-10-18 1972-03-21 Siemens Ag Method and apparatus for treating objects in a corpuscular ray device

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