KR100644892B1 - 수평 조절이 가능한 트라이포드 폴리셔 - Google Patents

Abstract

전자 현미경용 시편 제작에 사용되는 트라이포드 폴리셔(Tripod polisher)의 수평 조절을 위한 장치에 대한 것으로, 트라이포드 폴리셔를 설치한 바닥면의 수평상태를 확인하기 위하여, 플레이트와, 상기 플레이트의 상부에 설치되는 3개 이상의 마이크로미터와, 상기 마이크로미터와 일체로 연결되고 상기 플레이트 하부에 형성되어 상기 마이크로미터에 의해 길이가 변화하는 지지편과, 상기 플레이트 상면에 3개 이상의 수평계를 포함하는 수평레벨장치이다.

또 다른 발명은, 몸체를 이루는 프레임과, 상기 프레임의 상면에 120˚ 간격으로 배치된 3개의 마이크로미터와, 상기 프레임의 하부에 형성되고 상기 마이크로미터에 의해 길이가 변하는 복수의 지지편을 포함 트라이포트 폴리셔에 있어서, 상기 프레임의 상부면에 수평계를 설치한 것을 특징으로 하는 트라이포트 폴리셔이다.

트라이포드 폴리셔

Description

수평 조절이 가능한 트라이포드 폴리셔{Tripod polisher to regulate level surface}

도 1은 일반적인 트라이포드 폴리셔

도 2는 도 1을 이용한 시편 제작방법의 개념도

도 3은 도 2에 의해 시편이 부착된 트라이포드 폴리셔의 측면도

도 4는 본 발명인 수평레벨장치의 사시도

도 5는 본 발명인 수평계를 장착한 트라이포드 폴리셔

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 마이크로미터 20: 프레임

30: 지지편 40: 브라켓

50: 마운트 60: 시편

70: 마이크로미터 71: 지지편

80: 수평판 90,91: 수평계

전자 현미경용 시편 제작에 사용되는 트라이포드 폴리셔(Tripod polisher)의 수평 조절을 위한 장치 구성에 대한 것이다.

트라이포드 폴리셔는 원판에 세 개의 마이크로미터를 120˚ 간격으로 배치하여, 각각의 마이크로미터의 조절을 통하여 시편의 높낮이 및 기울기를 자유롭게 조절 가능하도록 고안된 장치이다.

도 1은 일반적인 트라이포드 폴리셔를 도시한 것으로, 몸체를 이루는 프레임(20)과, 상기 프레임(20)의 상면에 120˚ 간격으로 배치된 3개의 마이크로미터(10)와, 상기 프레임(20)의 하부에 형성되고 상기 마이크로미터(10)에 의해 길이가 변하는 복수의 지지편(30)을 포함한다.

실제 이 장치를 이용하여 전자현미경 관찰용 시편을 제작할 때에는, 도 2와 같이 도 1의 트리포트 폴리셔의 프레임(20)의 측면과 하부에 걸쳐 L자형의 브라켓(40)을 설치한다.

그리고, 상기 시편(60)이 마운팅된 마운트(50)를 상기 브라켓의 절곡부에 장착한다. 이 때, 바닥면(100)과 닿는 부분은 시편(60)과 상기 지지편(30)이다.

상기 시편(60)에 새겨진 패턴에서 관찰을 원하는 지역(도 2의 'Area of interest')이 드러날 때까지 광학현미경 등을 통하여 확인해 가며 해당 패턴 영역의 단면을 얻을 수 있다.

현재까지 실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer) 등과 같은 반도체 시편의 TEM(투과전자현미경, Transmiss ion Electron Microscope) 분석을 위한 평면시편의 제작방 법으로는 이온밀링법(Ion Milling Method)과 포커싱이온빔(Focusing Ion Beam; FIB)을 이용한 방법 등이 일반화되어 있다.

상기 이온밀링법은 특정영역에 해당하지 않는 단면과 평면시편을 제작하는 경우에 주로 사용되고, 포커싱이온빔을 이용한 방법은 특정영역의 단면을 관찰하고자 하는 경우에 주로 사용된다.

그 외에도 트라이포드법(TripodMethod), 파우더법(Powder Method), 다이아몬드 커터(Diamond Cutter)를 이용한 방법 및 산(Acid)에 의한 에칭법(Etching Method) 등이 있으며, 이러한 방법들은 시편의 종류 및 관찰하고자 하는 내용 등에 따라 매우 제한적으로 사용되는 것이다.

투과전자현미경에 의한 웨이퍼 테스트는 시편의 마킹 관찰을 통해 웨이퍼의 특정영역 및 특정층에 대한 단면 및 평면상태를 분석하는 것으로, 트라이포드 폴리셔(tripod polisher)는 투과전자현미경 시편제작의 여러 방법 중 포커스 이온빔(focused ion beam, FIB)을 이용한 시편제작의 전처리 과정에 사용되고 있다.

상기 전처리 과정이란 FIB작업전에 시편을 약 60㎛이하로 그라인딩하는 작업을 말한다. FIB를 이용한 투과전자현미경 시편제작은 주로 약 200nm이하의 특정 포인트를 분석하기 위한 시편제작방법으로 그 특정 포인트를 마킹한 후 트라이포드 폴리셔를 이용하여 그라인딩한다.

즉, 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 시편(60)을 마운트(50)에 부착한 후, 도 3에서 도시한 바와 같이, 시편(60)과 지지편(30)의 높이를 수평이 되게 맞춘 다음 폴리싱(polishing)을 하여 시편(60)과 지지편(30)을 동시에 연마하면서 시 편(60)의 원하는 영역(area of interest)까지 연마해 간다.

그러나, 상기의 방법으로 시편(60)을 연마하게 되면 연마과정 중 계속해서 시편(60)과 지지편(30) 간의 불균질 재료간의 연마속도 차이로 인해 시편의 90˚ 단면의 확보가 어려워져 지속적인 수평확인이 필요하게 된다.

또한 수시로 시편(60)과 지지편(30) 간의 수평 확인 시 마이크로미터(10)를 놓는 장소에 따라 수평값이 달라져 수평 조절의 어려움이 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 트라이포드 폴리셔의 프레임의 수평을 용이하게 맞출 수 있는 장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 트라이포드 폴리셔를 설치한 바닥면의 수평상태를 확인하기 위하여, 플레이트와, 상기 플레이트의 상부에 설치되는 3개 이상의 마이크로미터와, 상기 마이크로미터와 일체로 연결되고 상기 플레이트 하부에 형성되어 상기 마이크로미터에 의해 길이가 변화하는 지지편과, 상기 플레이트 상면에 3개 이상의 수평계를 포함하는 수평레벨장치이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 또 다른 발명은, 몸체를 이루는 프레임과, 상기 프레임의 상면에 120˚ 간격으로 배치된 3개의 마이크로미터와, 상기 프레임의 하부에 형성되고 상기 마이크로미터에 의해 길이가 변하는 복수의 지지편을 포함 트라이포트 폴리셔에 있어서, 상기 프레임의 상부면에 수평계를 설치한 것을 특징으로 하는 트라이포트 폴리셔이다.

이하, 본 발명을 실시예 및 도면을 통하여 상세히 설명한다.

상기의 수평레벨장치는 버블수평계를 사용하여 트라이포드 폴리셔를 놓는 장소인 바닥면(100)의 수평상태를 미리 측정할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이러한, 상기의 수평레벨장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 플레이트(80), 상기 플레이트의 상부에 설치되는 3개 이상의 마이크로미터(70)와, 상기 마이크로미터(70)와 일체로 연결되고 상기 플레이트(80) 하부에 형성되어 상기 마이크로미터(70)에 의해 길이가 변화하는 지지편(71)과, 상기 플레이트(80) 상면에 3개 이상의 버블수평계(90)를 포함하는 수평레벨장치이다.

상기 플레이트(80)는 형상의 제한은 없으나, 본 발명의 실시예에서는 플레이트(80)는 단면이 원형으로 제작된다.

또한, 상기 플레이트(80)는 정확한 수평상태를 측정하기 위하여 휘어지지 않는 강성재료로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 플레이트(80)의 상부에는 마이크로미터(70)가 3개 이상 장착되며, 중심각은 360°를 상기 마이크로미터(70)의 개수로 나눈 각도로 하여 일정하게 배치된다. 그러나, 마이크로미터(70)의 개수는 최소 3개로 하는 것이 비용절감을 위해 바람직하다.

그리고, 상기 마이크로미터(70)와 연결되어 상기 플레이트(80)의 하부로 돌 출되도록 지지편(71)이 설치된다.

상기 지지편(71)은 마이크로미터(70)를 조작함에 따라 길이가 변화하므로, 상기 플레이트(80)를 위아래로 움직일 수 있다.

그리고, 상기 플레이트(80)의 상면에는 수평계가 설치된다.

상기 수평계는 상기 플레이트(80)에 장착할 수 있는 크기이면, 제한은 없다. 본 실시예에서는 설치가 용이하고 부피가 작은 버블수평계(90)가 장착된다.

상기 버블수평계(90)는 양단이 막힌 투명한 튜브속에 액체를 채우고, 상기 액체 속에 공기방울 하나를 포함시킨다. 따라서, 상기 공기방울이 튜브 중간에 오면 버블수평계(90)는 수평상태를 나타내고 있는 것이다.

상기 버블수평계(90)의 튜브의 형상은 반구형과 실린더형이 있는데, 실린더형 버블수평계의 경우, 상기 플레이트(80)에 홈을 내어 설치하여야 하며, 반구형 버블수평계는 접착제 등을 사용하여 상기 플레이트(80) 상면에 부착하기만 하면 된다.

본 발명의 실시예에서는 상기 버블수평계(90) 3개를 120°각도로 하여 상기 마이크로미터(70)의 사이에 위치하도록 하여, 육안 관찰이 용이하도록 하였다.

상기와 같은 본 발명의 수평레벨장치를 바닥면(100)에 올려놓으면, 상기 버블수평계(90) 3개의 공기방울이 전부 튜브의 중앙에 있을 때, 현재 바닥면(100)이 수평이 맞추어 졌다고 판단할 수 있다. 그렇지 않다면, 바닥면(100)을 수평상태를 보정한다.

다음, 상기 바닥면(100)에 트라이포드 폴리셔를 설치하면 된다.

그리고, 상기 수평레벨장치의 수평조절은 기준이 될 수 있는, 즉 정확히 수평상태인 바닥면에 올려놓고, 상기 마이크로미터(70)를 조정하여 맞춘다.

그러나, 상기의 수평레별장치를 가지고 바닥면의 수평상태를 파악하는 것보다, 어떠한 바닥면이라도 트리포드 폴리셔의 프레임(20)이 수평상태를 유지하는 것이 더욱 바람직하므로, 상기의 수평계를 직접 트리포드 폴리셔의 프레임(20)의 상면에 부착함으로써, 이를 해결할 수 있다.

따라서, 상기의 트리포드 폴리셔의 구성은, 도 5에 도시된 바와 같이, 몸체를 이루는 프레임과, 상기 프레임의 상면에 120˚ 간격으로 배치된 3개의 마이크로미터와, 상기 프레임의 하부에 형성되고 상기 마이크로미터에 의해 길이가 변하는 복수의 지지편을 포함 트라이포트 폴리셔에 있어서, 상기 프레임의 상부면에 수평계를 설치한 것이다.

상기 프레임(20), 마이크로미터(10), 지지편(30)은 종래의 기술과 동일한 것이므로 상술한 바와 같다.

그리고, 수평계는 상기의 수평레벨장치와 마찬가지로, 상기 프레임(20)에 장착할 수 있는 크기이면, 제한은 없다. 본 실시예에서는 설치가 용이하고 부피가 작은 버블수평계(90,91)가 장착된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 버블수평계는 튜브형 버블수평계(90)와 디스크형 버블수평계(91)를 장착하였다.

상기 튜브형 버블수평계(90) 3개를 120°각도로 하여 상기 마이크로미터(10)의 사이에 위치하도록 하여, 육안 관찰이 용이하도록 하였다.

또한, 상기 디스크형 버블수평계(91)는 상기 프레임(20)의 상부면 중심부에 설치하여, 상기 튜브형 버블수평계(90)의 수평상태 판단을 보완하는 역할을 한다.

상기 디스크형 버블수평계(91)는 투명한 재료로 된 디스크 상의 하우징에, 공기방울 하나를 포함하도록 형성된 것이다.

상기와 같은 본 발명의 상기 트라이포드 폴리셔를 바닥면(100)에 올려놓으면, 상기 튜브형 버블수평계(90) 3개의 공기방울 및 상기 디스크형 버블수평계(91)이 전부 그 중앙에 있을 때, 현재 트라이포드 폴리셔의 프레임(20)의 수평이 맞추어 졌다고 판단할 수 있다.

그렇지 않다면, 상기 마이크로미터(10)를 조작하여 프레임(20)의 수평상태를 보정한다.

따라서, 시편(60) 연마시 발생하게 되는 시편(60)과 지지편(30) 간의 높이 차이의 존재여부를 버블수평계(90,91)로 확인할 수 있다.

그러므로, 상기 마이크로미터(10)를 이용하여 계속적으로 수평을 맞추는 방식으로 시편(60)의 수평을 지속적으로 유지하며 연마할 수 있다.

또한, 상기 수평계에는 미세한 눈금을 삽입하여 시편(60)과 지지편(30) 간의 연마속도 차이로 인한 높이 차이가 얼마인지를 확인할 수 있게 한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

종래의 수평조절 방식에 비하여 본 발명에서는 수평계를 직접 트라이포드 폴리셔에 부착하여 지속적으로 변화하는 시편과 지지편 간의 높이 차를 모니터링 할 수 있으며, 수평작업을 원활히 할 수 있도록 전용 수평판을 마련하여 수평 작업 시 편리함과 시간 단축의 효과가 있다. 이것은 전체 시편제작 시간의 단축 효과가 크다.

또한, 시편의 수평을 지속적으로 정확히 맞추어 주게 되어 전자현미경 관찰용 시편 제작 성공율을 향상 시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 트라이포드 폴리셔를 설치한 바닥면의 수평상태를 확인하기 위하여,

   플레이트와, 상기 플레이트의 상부에 설치되는 3개 이상의 마이크로미터와, 상기 마이크로미터와 일체로 연결되고 상기 플레이트 하부에 형성되어 상기 마이크로미터에 의해 길이가 변화하는 지지편과, 상기 플레이트 상면에 3개 이상의 수평계를 포함하는 수평레벨장치.
2. 몸체를 이루는 프레임과, 상기 프레임의 상면에 설치된 복수의 마이크로미터와, 상기 프레임의 하부에 형성되고 상기 각 마이크로미터에 의해 길이가 변하는 복수의 지지편을 포함 트라이포트 폴리셔에 있어서,

   상기 프레임의 상부면에 수평계를 설치한 것을 특징으로 하는 트라이포트 폴리셔.

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