KR100791589B1

KR100791589B1 - 나노가공장치

Info

Publication number: KR100791589B1
Application number: KR1020060026507A
Authority: KR
Inventors: 장동영
Original assignee: 장동영
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2008-01-03

Abstract

본 발명은, 나노가공장치에 관한 것으로서, 진공 수용 공간을 형성하며 시료 출입용 진공도어를 갖는 단일의 진공챔버와; 상기 진공챔버 내부 일측에 설치되며, 미세요동 가능한 시료 적재용 가공스테이지와, 상기 가공스테이지에 적재된 시료를 가공하는 집속이온빔가공기를 갖는 가공유닛과; 상기 진공챔버 내부 타측에 설치되며, 미세요동 가능한 시료 적재용 측정스테이지와, 상기 측정스테이지에 적재된 시료를 측정하는 전자주사현미경을 갖는 측정유닛과; 상기 가공스테이지와 상기 측정스테이지에 인접하게 수직 설치된 수직가이드와, 상기 수직가이드에 수평방향으로 설치되어 상기 가공스테이지와 상기 측정스테이지로 상하 접근 및 이격되는 수평가이드와, 상기 수평가이드를 상하이동시키는 수직이동기와, 상기 수평가이드를 따라 수평이동하며 상기 수평가이드 영역으로부터 상기 진공도어 또는 상기 가공스테이지 또는 상기 측정스테이지를 향해 연장 및 수축 구동되는 시료이송체와, 상기 시료이송체를 상기 수평가이드의 수평방향으로 이송시키는 수평이동기와, 상기 시료이송체의 자유단부에 마련되어 상기 시료를 파지 및 파지해제하는 시료파지기를 갖는 시료이송유닛과; 상기 진공챔버 내부를 소정의 진공도로 유지시키는 진공유지수단과; 미리 설정된 가공 및 측정프로그램과 상기 진공챔버의 적정 진공도에 따라 상기 가공유닛과 측정유닛 및 상기 시료이송유닛과 상기 진공유지수단의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하여, 본 발명에 따르면, 장치를 소형화할 수 있고, 구성이 간단하면서 제작가와 판매가를 낮출 수 있으며, 시료의 이동과정에서 진공도의 변화없이 정밀한 진공도를 유지하여 시료의 변형을 방지할 수 있는 나노가공장치가 제공된다.

나노가공, 진공, 챔버, 집속이온빔, 전자주사현미경

Description

나노가공장치{Nano processing system}

도 1은 본 발명에 따른 나노가공장치의 평단면도,

도 2 내지 도 9는 도 1의 나노가공장치 작동 상태 평단면도 및 정단면도,

도 10은 도 1 내지 도 9의 나노가공장치 제어블록도,

도 11은 종래 나노가공장치의 간략한 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

5 : 시료 10 : 진공챔버

13a : 진공도어 20 : 가공유닛

21 : 가공스테이지 23 : 집속이온빔가공기

30 : 측정유닛 31 : 측정스테이지

33 : 전자주사현미경 40 : 시료이송유닛

50 : 진공유지수단 60 : 제어부

본 발명은, 나노가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 집속이온빔 가공장치와 전계 방사형 전자주사현미경을 갖는 나노가공장치에 관한 것이다.

근래, 미세 가공 기술의 발달에 따라 나노(nano : n,nm)치수를 가공 할 수 있는 기술이 지속적으로 개발되고 있다.

이러한 미세 가공 기술 중 대표적인 예로는 반도체 제조공정에서 이용되는 포토리소그라피(Photo lithography) 기술을 꼽을 수 있으나. 이 포토리소그라피 기술을 이용한 미세 가공은 초미세 가공 및 초미세 가공품의 대량 가공에서 가공품의 치수편차가 발생하는 등의 한계를 가지고 있었다.

이에 따라 최근에는 대량 가공에 있어서 초미세 치수의 균일성을 확보할 수 있는 집속이온빔(Focused Ion Beam : FIB)을 이용한 초미세 가공 기술이 이용되고 있으며, 초미세 가공품의 측정장비로서 나노계측기인 전자주사현미경(Scanning Electron Microscope : SEM)이 이용되고 있다.

종래 FIB와 SEM을 이용한 나노가공장치로서 본 출원인이 특허출원한 나노가공장치에 대한 기술 내용이 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0092233호(2005년09월21일)에 도 11과 같이 개시된 바 있다.

이 나노가공장치(101)는 진공 상태의 가공챔버(111)에서 집속이온빔가공기(113)로 시료(107)를 가공하는 이온빔가공부(110)와, 이온빔가공부(110)에서 가공된 시료(107)를 진공 상태의 측정챔버(121)에서 전자주사현미경(123)으로 측정하는 전자주사측정부(120)와, 진공상태를 유지하면서 시료(107)를 이온빔가공부(110)의 가공챔버(111)와 전자주사측정부(120)의 측정챔버(121)로 이송시키는 진공이송부(130)가 진공상태의 시스템챔버(105) 내에 마련되어 있다.

이때, 진공이송부(130)는 이온빔가공부(110)의 가공챔버(111)와 전자주사측 정부(120)의 측정챔버(121)를 진공상태로 연결하는 진공이송챔버(131)와, 진공이송챔버(131) 내부에서 길이방향을 따라 가공챔버(111)와 측정챔버(121) 쪽 양측으로 왕복이송되는 시료이송테이블(133)로 이루어진다.

또한, 진공이송챔버(131)의 양측에는 시료이송테이블(133)이 가공챔버(111) 및 측정챔버(121)로 출입할 수 있도록 가공챔버진공도어(131a) 및 측정챔버진공도어(131b)가 마련되어 있고, 진공이송챔버(131)의 중간영역에는 시료이송테이블(133)이 외부로부터 출입할 수 있는 시료출입구(131c)가 형성되어 있다. 이 시료출입구(131c)에도 역시 시료출입진공도어(131d)가 설치되어 있다.

그리고, 이 나노가공장치(101)는 각 챔버의 진공유지수단(미도시)으로서, 각 챔버의 내부 진공도를 진공상태로 유지시키는 적어도 하나의 진공펌프(미도시)와, 각 챔버의 내부진공도를 측정하여 그 신호를 제어컴퓨터(미도시)로 전달하는 진공게이지(미도시)를 구비하고 있다.

이러한 구성의 종래 나노가공장치(101)는 제어컴퓨터(미도시)가 진공게이지(미도시)로부터 전달되는 신호에 기초하여 미리 설정된 각 챔버의 진공도가 유지되도록 진공펌프(미도시) 및 각 진공도어의 개폐를 제어하여 각 챔버들을 최적의 진공도로 유지시킴으로써, 진공의 파기없이 시료(107)의 초미세 가공정밀도를 보장하게 된다.

그런데, 이러한 종래의 나노가공장치에 있어서는 가공챔버와 측청챔버가 각각 별도의 진공 공간으로 형성되어 진공이송챔버로 연결되어 있고, 이들 가공챔버 와 측정챔버 및 진공이송챔버가 또 다시 시스템챔버에 진공 상태로 수용되어 있는 구조를 가지고 있기 때문에, 장치의 소형화에 한계가 따르는 문제점이 있었다.

또한, 각 챔버들의 진공상태를 별도로 제어하고, 시료의 이동 과정에서 진공의 파기를 방지해야 하기 때문에, 구성이 복잡해지고 장치의 제작가 및 판매가가 상승되는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 시료의 이동과정에서 각 챔버의 진공도 변화 발생에 의해 정밀한 진공 제어가 어렵고 시료의 변형을 초래하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 장치를 소형화할 수 있고, 구성이 간단하면서 제작가와 판매가를 낮출 수 있으며, 시료의 이동과정에서 진공도 변화없고 정밀한 진공도를 유지하여 시료의 변형을 방지할 수 있는 나노가공장치을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 나노가공장치에 있어서, 진공 수용 공간을 형성하며 시료 출입용 진공도어를 갖는 단일의 진공챔버와; 상기 진공챔버 내부 일측에 설치되며, 미세요동 가능한 시료 적재용 가공스테이지와, 상기 가공스테이지에 적재된 시료를 가공하는 집속이온빔가공기를 갖는 가공유닛과; 상기 진공챔버 내부 타측에 설치되며, 미세요동 가능한 시료 적재용 측정스테이지와, 상기 측정스테이지에 적재된 시료를 측정하는 전자주사현미경을 갖는 측정유닛과; 상기 가공스테이지와 상기 측정스테이지에 인접하게 수직 설치된 수직가이드와, 상기 수직가이드에 수평방향으로 설치되어 상기 가공스테이지와 상기 측정스테이지로 상하 접근 및 이격되는 수평가이드와, 상기 수평가이드를 상하이동시키는 수직이동기와, 상기 수평가이드를 따라 수평이동하며 상기 수평가이드 영역으로부터 상기 진공도어 또는 상기 가공스테이지 또는 상기 측정스테이지를 향해 연장 및 수축 구동되는 시료이송체와, 상기 시료이송체를 상기 수평가이드의 수평방향으로 이송시키는 수평이동기와, 상기 시료이송체의 자유단부에 마련되어 상기 시료를 파지 및 파지해제하는 시료파지기를 갖는 시료이송유닛과; 상기 진공챔버 내부를 소정의 진공도로 유지시키는 진공유지수단과; 미리 설정된 가공 및 측정프로그램과 상기 진공챔버의 적정 진공도에 따라 상기 가공유닛과 상기 측정유닛 및 상기 시료이송유닛과 상기 진공유지수단의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노가공장치에 의해 달성된다.

삭제

그리고, 상기 진공유지수단은 상기 진공챔버의 내부 진공도를 감지하여 상기 제어부로 전달하는 적어도 하나의 진공감지센서와, 상기 제어부에 의해 제어되어 상기 진공챔버의 내부를 미리 설정된 적정 진공도로 유지시키는 적어도 하나의 진공펌프를 갖는 것이 효과적이다.

또한, 상기 제어부는 미리 설정되어 있는 상기 진공챔버의 내부 진공도와 상기 진공감지센서로부터 전달되는 상기 진공챔버의 내부 진공도를 비교하여 상기 진공감지센서부터 전달되는 진공도가 미리 설정되어 있는 진공도와 일치하도록 상기 진공펌프를 구동시키는 것이 보다 바람직하다.

한편, 상기 제어부는 미리 저장되어 있는 가공프로그램 및 측정프로그램에 따라 상기 시료이송유닛 및 상기 가공유닛과 상기 측정유닛의 동작을 제어하여 상기 시료를 가공 및 측정하며, 상기 가공된 시료가 상기 측정프로그램의 측정치와 일치하면, 상기 시료를 상기 진공도어를 통해 외부로 인출시키는 것이 보다 효과적이다.

또한, 상기 가공유닛과 상기 측정유닛에는 각각 상기 시료의 가공과 측정 상태를 확인하기 위한 가공영상처리부와 측정영상처리부가 각각 설치되어 있으며, 상기 제어부는 상기 가공영상처리부와 상기 측정영상처리부에서 전달되는 영상신호를 표시하는 한편, 상기 진공유지수단의 동작을 모니터링하는 모니터를 포함하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 나노가공장치의 평단면도이고, 도 2 내지 도 9는 도 1의 나노가공장치 작동 상태 평단면도 및 정단면도이며, 도 10은 도 1 내지 도 9의 나노가공장치 제어블록도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 나노가공장치(1)는 진공공간을 형성하는 진공챔버(10)와, 진공챔버(10)에 소정의 이격을 두고 마련되어 각각 시료(5)를 가공 및 측정하는 가공유닛(20) 및 측정유닛(30)과, 외부로부터 공급된 시료(5)를 가공유닛(20)과 측정유닛(30)으로 이동시키는 시료이송유닛(40)과, 진공챔버(10)를 소정의 진공도로 유지시키는 진공유지수단 (50)과, 각 유닛 및 진공유지수단(50)의 동작을 제어하는 제어부(60)를 포함한다.

진공챔버(10)는 전방 개구된 진공공간을 형성하는 챔버본체(11)와, 챔버본체(11)의 전방 개구를 개폐하는 챔버커버(13)를 가지고 있다. 챔버본체(11)에는 후술할 가공유닛(20)의 집속이온빔가공기(23)와 측정유닛(30)의 전자주사현미경(33)이 설치된다.

그리고, 챔버커버(13)에는 진공공간을 향하는 내측면에 후술할 가공유닛(20)의 가공스테이지(21) 일부구성과 측정유닛(30)의 측정스테이지(31) 일부 구성이 설치되며, 챔버커버(13)의 외측에는 가공스테이지(21) 및 측정스테이지(31)의 미세요동을 조작하기 위한 가공스테이지조작부(21c) 및 측정스테이지조작부(31c)가 마련되어 있다. 또한, 챔버커버(13)의 중앙영역에는 시료(5)의 출입을 위한 진공도어(13a)가 설치되어 있다. 진공도어(13a)는 제어부(60)에 의해 개폐 제어된다.

이러한 진공챔버(10)는 챔버커버(13)가 챔버본체(11)에 대해 전후방 슬라이딩 이동하여 챔버본체(11)의 전방 개구를 기밀하게 개폐하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 챔버본체(11)와 챔버커버(13)의 양 외측에는 슬라이더지지부재(11a)와 슬라이더봉(13b)이 마련될 수 있다.

가공유닛(20)은 시료(5)를 적재하고 적재된 시료(5)를 미세요동 시키는 가공스테이지(21)와, 가공스테이지(21)에 적재된 시료(5)를 가공하는 집속이온빔가공기(23)로 구성되어 있다.

가공스테이지(21)는 반도체 웨이퍼 제조 공정에서 사용되는 스테이지와 마찬가지로 시료(5)를 적재하는 가공테이블(21a)과, 가공테이블(21a)을 X-Y축 평면이동 및 Z축 승강 이동과 회전 및 틸팅의 5축 미세요동시키는 5축구동부(21b)와, X-Y조작노브 및 Z축조작노브와 회전조작노브 및 틸팅조작노브로 이루어진 가공스테이지조작부(21c)를 구비하고 있다.

여기서, 가공스테이지(21)의 가공테이블(21a) 및 5축구동부(21b)는 전술한 바와 같이, 챔버커버(13)의 내측면에 설치되며, 가공스테이지조작부(21c)는 챔버커버(13)의 외측면에 설치된다. 이에 의해, 챔버커버(13)를 개방하면 가공테이블(21a) 및 5축구동부(21b)는 챔버본체(11)로부터 외부로 인출될 수 있다.

그리고, 이 가공스테이지(21)의 가공테이블(21a) 이송변위는 약 200mm의 이송변위와 약 1μm의 분해능 구동에서 약 100μm의 이송변위와 3nm의 분해능 구동범위에서 미세구동이 가능하다.

집속이온빔가공기(23)는 상세히 도시하지 않았지만 일반적인 집속이온빔가공기와 마찬가지로 액체금속이온원(LMIS)으로부터 방출된 이온이 콘덴서렌즈 및 가변어퍼쳐와 어라이너 스티그마, 블랭커, 블랭킹 어퍼쳐 및 디플렉터와 대물렌즈를 거치면서 이온빔으로 변환되어 시료(5)에 집속됨으로써 시료(5)를 가공한다. 이 집속이온빔가공기(23)에는 시료(5)의 가공상태를 촬영하여 후술할 제어부(60)의 모니터(61)로 전달하는 가공영상처리부(25)가 마련되어 있다.

측정유닛(30)은 시료(5)를 적재하고 적재된 시료(5)를 미세요동시키는 측정 스테이지(31)와, 측정스테이지(31)에 적재된 시료(5)를 측정하는 전자주사현미경(33)으로 구성되어 있다.

여기서, 측정스테이지(31)의 구성은 전술한 가공스테이지(21)와 동일하게 측정테이블(31a) 및 5축구동부(31b)와 측정스테이지조작부(31c)를 구비하고 있다.

전자주사현미경(33)은 상세히 도시하지는 않았지만 일반적인 전자주사현미경(33)과 마찬가지로 전자빔을 발생하는 전자총과, 전자총에서 발생된 전자빔을 여과 및 집속하는 집속모듈과, 시료(5)로 주사되는 전자빔의 편향 각도를 조절하기 위해 집속모듈과 후술할 대물모듈 사이에 설치되는 주사코일과, 주사코일에 의해 편향 각도가 조절된 전자빔을 시료(5)로 주사하는 대물모듈과, 시료(5)와 충돌하여 발생된 2차 전자를 검출하는 2차 전자 검출기와, 2차 전자 검출 신호를 비디오 회로를 통해 수신하여 비디오 신호로 변환하여 후술할 제어부(60)의 모니터(61)로 전달하는 측정영상처리부(35)로 구성되어 있다.

여기서, 전자주사현미경(33)은 보다 정밀한 측정이 가능한 전계방사형 전자주사현미경(Field Emission - Scanning Electron Microscope : FE-SEM)로 마련되는 것이 바람직하다.

시료이송유닛(40)은 챔버본체(11) 내에서 가공스테이지(21)와 측정스테이지(31)에 인접하게 수직 설치된 수직가이드(41)와, 수직가이드(41)에 수평방향으로 설치되어 가공스테이지(21)와 측정스테이지(31)로 상하 접근 및 이격되는 수평가이드(43)와, 수평가이드(43)를 상하이동시키는 수직이동기(45)와, 수평가이드(43)를 따라 수평이동하며 수평가이드(43) 영역으로부터 진공도어(13a) 또는 가공스테이지(21) 또는 측정스테이지(31)를 향해 연장 및 수축 구동되는 시료이송체(47)와, 시료이송체(47)를 수평방향으로 이송시키는 수평이동기(48)와, 시료이송체(47)의 자유단부에 마련되어 시료(5)를 파지 및 파지해제하는 시료파지기(49)로 구성되어 있다.

진공유지수단(50)은 진공챔버(10)의 내부를 소정의 진공도로 유지시키는 진공펌프(51)와, 진공챔버(10)의 내부진공도를 감지하여 그 신호를 제어부(60)로 전달하는 적어도 하나의 진공감지센서(53)로 이루어진다.

제어부(60)는 미리 저장되어 있는 가공프로그램 및 측정프로그램에 따라 가공유닛(20)과 측정유닛(30) 및 시료이송유닛(40)의 구동을 제어하여 시료(5)의 가공 및 측정을 실행한다. 또한, 제어부(60)는 진공챔버(10)의 진공도가 미리 설정되어 있는 진공도를 유지하도록 진공유지수단(50)의 구동을 제어한다.

이때, 제어부(60)는 시료(5)의 가공 및 측정 상태와 과정을 확인하기 위해 모니터(61)링 하기 위한 모니터(61)를 구비하는 것이 바람직하다. 이 모니터(61)는 가공유닛(20)의 가공영상처리부(25)와 측정유닛(30)의 측정영상처리부(35)에서 전달되는 영상신호를 표시하는 한편, 진공유지수단(50)의 동작을 표시할 수 있다.

이러한 구성에 의해서, 본 발명에 따른 나노가공장치(1)에 의한 시료(5)의 가공 과정을 살펴본다.

먼저, 가공 대상인 시료(5)가 도 2와 같이, 진공챔버(10)의 외부에서 시료공급테이블(7)에 적재된 다음, 챔버커버(13)의 진공도어(13a)로 접근하면 제어부(60)의 제어에 의해 진공도어(13a)가 개방되고, 시료이송유닛(40)의 시료파지기(49)가 진공도어(13a)를 통해 유입된 시료공급테이블(7)의 시료(5)를 파지한다.

그런 다음, 도 3 내지 도 5와 같이, 제어부(60)는 진공도어(13a)를 폐쇄하고 시료이송유닛(40)의 수평이동기(48) 및 수직이동기(45)와 시료파지기(49)의 구동을 제어하여 시료(5)가 가공유닛(20)의 가공테이블(21a)에 적재되도록 한다.

이때, 진공챔버(10) 내부의 진공도는 진공감지센서(53)에 의해 측정되어 제어부(60)로 전달되고, 제어부(60)는 미리 설정되어 있는 진공챔버(10)의 적정 내부 진공도와 진공감지센서(53)에서 측정된 진공도가 일치하도록 진공펌프(51)를 동작시킨다.

시료(5)가 가공테이블(21a)에 적재되면, 제어부(60)는 미리 저장되어 있는 가공프로그램에 따라 도 6과 같이, 집속이온빔가공기(23)와 가공스테이지(21)를 구동시켜서 시료(5)를 가공한다.

이때, 제어부(60)는 가공영상처리부(25)로부터 전달되는 시료(5)의 가공상태를 모니터(61)에 표시하여 작업자가 가공과정을 모니터(61)링 할 수 있도록 한다.

한편, 시료(5)의 가공이 완료되면, 제어부(60)는 집속이온빔가공기(23)의 동작을 정지시키고, 도 7 및 도 8과 같이, 시료이송유닛(40)의 수평이동기(48) 및 수 직이동기(45)와 시료파지기(49)의 구동을 제어하여 가공테이블(21a)의 시료(5)를 파지하여 측정유닛(30)으로 이동시킨 다음, 시료(5)가 측정유닛(30)의 측정테이블(31a)에 적재되도록 한다.

시료(5)가 측정테이블(31a)에 적재되면, 제어부(60)는 미리 저장되어 있는 측정프로그램에 따라 도 9와 같이, 전자주사현미경(33)과 측정스테이지(31)를 구동시켜서 시료(5)를 정밀 측정한다. 이때, 제어부(60)는 측정영상처리부(35)로부터 전달되는 시료(5)의 측정상태를 모니터(61)에 표시하여 작업자가 시료(5)의 측정을 모니터링 할 수 있도록 한다.

한편, 시료(5)의 측정과정에서 가공오류가 발생되면, 제어부(60)는 가공오류데이터를 저장한 후, 전자주사현미경(33)과 측정스테이지(31)의 동작을 정지시키고, 시료이송유닛(40)의 수평이동기(48) 및 수직이동기(45)와 시료파지기(49)의 구동을 제어하여 시료(5)를 측정유닛(30)으로부터 도 5와 같이, 가공유닛(20)의 가공테이블(21a)로 이동 적재시킨다.

그러면, 제어부(60)는 가공오류데이터와 미리 설정되어 있는 가공프로그램을 비교하여 시료(5)의 가공 오류부분을 도 6과 같이, 재가공하게 되며, 재가공된 시료(5)는 전술한 이송과정을 통해 도 8 및 도 9와 같이, 측정유닛(30)의 측정테이블(31a)로 이송되어 다시 측정된다.

한편, 시료(5)의 측정치가 미리 설정되어 있는 시료(5)의 가공치와 일치하여 재가공이 필요하지 않으면, 제어부(60)는 시료이송유닛(40)의 구동을 제어하여 측정테이블(31a)에 적재되어 있는 시료(5)를 파지한 후, 도 2와 같이, 챔버커버(13)의 진공도어(13a) 영역으로 이송시킨다. 그런 다음, 진공도어(13a)를 개방하여 가공 및 측정완료된 시료(5)를 외부로 인출 시킴으로써, 시료(5)의 가공 및 측정과정을 완료한다.

이와 같이, 단일의 진공챔버내에 가공유닛과 측정유닛 및 시료이송유닛을 설치하여 시료가 진공챔버 내부에서 가공 및 측정 이송되도록 함으로써, 나노가공장치를 현격하게 소형화할 수 있다.

또한, 단일의 진공챔버를 이용함으로써, 나노가공장치의 구성이 간단해지고 장치의 제작가 및 판매가를 현격하게 낮출 수 있다.

뿐만 아니라, 시료의 이동과정에서 진공도의 변화가 발생하지 않으므로 진공챔버 내부의 진공도를 정밀하게 제어할 수 있으며, 이에 의해, 시료의 변형을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 장치를 소형화할 수 있고, 구성이 간단하면서 제작가와 판매가를 낮출 수 있으며, 시료의 이동과정에서 진공도의 변화없이 정밀한 진공도를 유지하여 시료의 변형을 방지할 수 있는 나노가공장치가 제공된다.

Claims

나노가공장치에 있어서,

진공 수용 공간을 형성하며 시료 출입용 진공도어를 갖는 단일의 진공챔버와;

상기 진공챔버 내부 일측에 설치되며, 미세요동 가능한 시료 적재용 가공스테이지와, 상기 가공스테이지에 적재된 시료를 가공하는 집속이온빔가공기를 갖는 가공유닛과;

상기 진공챔버 내부 타측에 설치되며, 미세요동 가능한 시료 적재용 측정스테이지와, 상기 측정스테이지에 적재된 시료를 측정하는 전자주사현미경을 갖는 측정유닛과;

상기 가공스테이지와 상기 측정스테이지에 인접하게 수직 설치된 수직가이드와, 상기 수직가이드에 수평방향으로 설치되어 상기 가공스테이지와 상기 측정스테이지로 상하 접근 및 이격되는 수평가이드와, 상기 수평가이드를 상하이동시키는 수직이동기와, 상기 수평가이드를 따라 수평이동하며 상기 수평가이드 영역으로부터 상기 진공도어 또는 상기 가공스테이지 또는 상기 측정스테이지를 향해 연장 및 수축 구동되는 시료이송체와, 상기 시료이송체를 상기 수평가이드의 수평방향으로 이송시키는 수평이동기와, 상기 시료이송체의 자유단부에 마련되어 상기 시료를 파지 및 파지해제하는 시료파지기를 갖는 시료이송유닛과;

상기 진공챔버 내부를 소정의 진공도로 유지시키는 진공유지수단과;

미리 설정된 가공 및 측정프로그램과 상기 진공챔버의 적정 진공도에 따라 상기 가공유닛과 상기 측정유닛 및 상기 시료이송유닛과 상기 진공유지수단의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노가공장치.
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제2항에 있어서,

상기 진공유지수단은

상기 진공챔버의 내부 진공도를 감지하여 상기 제어부로 전달하는 적어도 하나의 진공감지센서와,

상기 제어부에 의해 제어되어 상기 진공챔버의 내부를 미리 설정된 적정 진공도로 유지시키는 적어도 하나의 진공펌프를 갖는 것을 특징으로 하는 나노가공장치.
제3항에 있어서,

상기 제어부는 미리 설정되어 있는 상기 진공챔버의 내부 진공도와 상기 진공감지센서로부터 전달되는 상기 진공챔버의 내부 진공도를 비교하여 상기 진공감지센서부터 전달되는 진공도가 미리 설정되어 있는 진공도와 일치하도록 상기 진공펌프를 구동시키는 것을 특징으로 하는 나노가공장치.
제4항에 있어서,

상기 제어부는 미리 저장되어 있는 가공프로그램 및 측정프로그램에 따라 상기 시료이송유닛 및 상기 가공유닛과 상기 측정유닛의 동작을 제어하여 상기 시료를 가공 및 측정하며,

상기 가공된 시료가 상기 측정프로그램의 측정치와 일치하면, 상기 시료를 상기 진공도어를 통해 외부로 인출시키는 것을 특징으로 하는 나노가공장치.
제1항에 있어서,

상기 가공유닛과 상기 측정유닛에는 각각 상기 시료의 가공과 측정 상태를 확인하기 위한 가공영상처리부와 측정영상처리부가 각각 설치되어 있으며,

상기 제어부는 상기 가공영상처리부와 상기 측정영상처리부에서 전달되는 영상신호를 표시하는 한편, 상기 진공유지수단의 동작을 모니터링하는 모니터를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노가공장치.