KR100919827B1 - 시편 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학현미경, 주사전자현미경 등 각종 현미경을 통해 다양한 문제 해결을 위한 미세구조 분석시 사용하는 각종 시편을 제조하는 장치에 관한 것이다.

본 발명은 다양한 형상을 가진 시편을 다양한 크기로 마운팅하여 연마할 때, 하나의 장치로 다양한 크기의 시편을 연마할 수 있는 최적의 연마용 툴(Tool) 수단을 통해 마이크로미터 단위의 두께 조절이 가능하고, 원하는 충분한 영역의 편평면 확보가 가능하며, 시편 제조와 관련한 재현성과 정확성을 보장할 수 있는 한편, 침탄 혹은 질화 처리 등을 통해 연마용 툴의 하단부 표면을 경화시켜 내마모성을 향상시킴으로써, 시편 연마시 툴이 함께 연마되는 현상을 배제할 수 있고, 또 연마용 툴 표면을 Ni 등 각종 금속 도금으로 처리하여 표면 질감을 향상시킴으로써, 그립감을 향상시킬 수 있는 등 편의성, 내구성 및 상품성을 보장할 수 있는 시편 제조장치를 제공한다.

Description

시편 제조장치{Device for polishing sample}

본 발명은 시편 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광학현미경, 주사전자현미경 등 각종 현미경을 통해 다양한 문제 해결을 위한 미세구조 분석시 사용하는 각종 시편을 제조하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자의 제조 공정에 있어서 확산 공정, 산화 공정, 금속 공정 등이 반복적으로 수행됨에 따라 웨이퍼상에는 다수의 막질이 형성된다.

상기 웨이퍼상에 형성된 막질 가운데 특정 막질에 결함이 있으면, 후속 공정에 의해서 형성되는 반도체 장치의 동작에 이상이 발생할 수 있으며, 이를 방지하게 위해 특정 반도체 소자 제조 공정이 진행된 웨이퍼 가운데 임의로 몇 장의 웨이퍼를 추출하여 검사하는 작업을 수행한다.

또한, 반도체 소자의 고집적화에 따라 그 제조 공정 또한 복잡화, 미세화 되어가고 있으므로 분석 및 검증은 필수적인 과정이라 할 수 있으며, 이에 대한 많은 투자와 노력을 기울이고 있다.

이러한 분석 및 검증에는 주로 시편을 제조하여 이용하는 것이 일반적이고, 광학현미경, 주사전자현미경, 투과전자현미경 등과 같은 설비를 이용하여 분석 및 검증을 수행하고 있다.

예를 들면, 웨이퍼에서 소정의 크기로 커팅하여 시편을 준비하고, 다수의 막질이 형성된 시편의 앞면을 상부 막질에서 하부 막질로 갈아서 평탄화시키는 연마 공정을 수행한 후, 그리고 건식 식각 또는 습식 식각을 진행한 다음, 이후 주사전자현미경 등을 이용하여 가공처리되어 있는 시편을 분석하는 분석 공정을 진행한다.

이와 같이, 커팅 공정, 연마 공정, 그리고 식각 공정을 거쳐 시편을 전처리 해야만 주사전자현미경 등에 의한 분석이 가능하다.

이러한 시편 제조 방법에 있어서 연마 공정은 시편이 부착된 시편 고정장치에 대향하는 연마 패드가 자동으로 고속회전하면서 시편을 연마하는 기계적인 연마 방법과, 시편 고정장치를 직접 손으로 잡고 연마 패드에 마찰시켜 연마하는 수동 연마 방법이 있다.

상기 수동 연마 방법으로 시편 준비를 함에 있어서 동일한 재료에 정해진 단계의 과정으로 시편을 준비할 경우 그 결과가 동일하게 나타나는 시편 준비 결과의 재현성이 있어야 한다.

또한, 원하는 목적에 맞는 분석 결과를 얻기 위해서는 최적의 시편이 준비되어야 한다.

상기 주사전자현미경 분석용 시편을 준비할 때, 큰 덩어리의 시편 중에 관찰하고 싶은 부분이 수 마이크로미터일 경우에는 시편을 미세하게 조절할 수 있어야 원하는 위치에서 최종 연마를 할 수 있다.

특히, 투과전자현미경 분석용 시편은 직경 3mm 정도의 크기를 양쪽면을 연마하여 최종 시편의 두께가 100㎛ 이하로 되도록 연마하여야 한다.

따라서, 시편을 수동으로 제작시 투과전자현미경 분석용 시편은 물론 주사전자현미경 분석용 시편의 제조는 재현성과 정확성을 보장해 줄 적당한 툴(Tool)의 지원이 필요하다.

시편 제조 방법에 있어서 자동화 연마기가 꾸준히 증가하고 있는 추세이지만, 아직도 많은 사용자들이 수동으로 시편을 제작하고 있는 현실이다.

예를 들면, 다양한 형상을 가진 시편을 연마하여 단면을 관찰하기 위해 마운팅을 하여 고정시킨 후에 연마를 한다.

마운팅을 하는 방법에는 고온, 고압에서 마운팅하는 핫 마운팅(Hot Mounting)과 상온에서 마운팅하는 콜드 마운팅(Cold Mounting) 방법이 있다.

보통 핫 마운팅은 Phenolic, Blue Diallyl Phthalate, Black Glass-Filled Epoxy, conductive 혹은 Transparent Thermoplastic Powder 등이나 Acrylic resin, Dialylphtalate, Epoxy, Melamine, Bakelite 등과 iron, glass, carbon, wood, mineral filler 등을 혼합하여 약 200℃의 온도, 약 5,500psi의 압력 조건에서 수 분 동안 유지하여 마운팅한다.

그리고, 콜드 마운팅은 Acrylic이나 Epoxy(수지와 경화제) 등을 사용하여, 수에서 수십분간 상온에서 마운팅한다.

이때, 마운팅의 균열을 막고 작업시간을 단축시키기 위해 시편의 크기와 알맞은 마운팅 컵(Mounting Cup)을 선택하여 적당양의 마운팅 재료로 마운팅을 한다.

이러한 다양한 크기의 마운팅을 한 시편을 연마하기 위해 연마기가 꾸준히 증가하는 추세이지만, 마운팅한 시편을 연마기에 직접 연마하는 경우 연마하는 부분을 균일하게 연마하기가 힘들고, 대부분의 경우 어느 한쪽이 더 연마되어 편마모 현상이 일어나는 것이 보통이다.

특허 제10-0840732호에서는 위의 문제점을 해소하면서 재현성과 정확성을 보장할 수 있는 장치를 제시하고 있다.

상기 장치를 통해 시편을 제작할 경우, 마이크로미터 단위의 두께 조절이 가능하고 원하는 충분한 영역의 편평면 확보가 가능한 새로운 방식으로 시편을 제조함으로써, 시편 제조와 관련한 재현성과 정확성을 보장할 수 있다.

그러나, 상기 장치를 사용함에 있어서 마운팅한 시편의 크기가 다양할 경우에는 구조적인 한계, 즉 한정된 대직경부 내의 홀 크기로 인해 마운팅한 시편의 크기 별로 장치를 제조하여 사용하여야 하는 문제점이 있다.

그리고, 시편을 연마할 때, 장치의 무게를 이용해 연마를 하게 되는데, 연마가 과하게 되었을 경우, 대직경부까지 같이 연마가 되는 현상이 발생하게 되고, 이로 인해 장치 자체의 평편성을 유지하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 연마시 시편 연마 장치의 하단부도 동시에 연마되어 시편 제조 장치의 수명을 단축시키는 단점이 있다.

또한, 장치를 잡고 연마를 하기 때문에 시편 제조 장치 제조시 기계적 가공으로 인한 장치 표면에서 느껴지는 표면 질감과 같은 그립감에 대한 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 다양한 형상을 가진 시편을 다양한 크기로 마운팅하여 연마할 때, 하나의 장치로 다양한 크기의 시편을 연마할 수 있는 최적의 연마용 툴(Tool) 수단을 통해 마이크로미터 단위의 두께 조절이 가능하고, 원하는 충분한 영역의 편평면 확보가 가능하며, 시편 제조와 관련한 재현성과 정확성을 보장할 수 있는 시편 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 침탄 혹은 질화 처리 등을 통해 연마용 툴의 하단부 표면을 경화시켜 내마모성을 향상시킴으로써, 시편 연마시 툴이 함께 연마되는 현상을 배제할 수 있고, 또 연마용 툴 표면을 Ni 등 각종 금속 도금으로 처리하여 표면 질감을 향상시킴으로써, 그립감을 향상시킬 수 있는 등 편의성, 내구성 및 상품성을 보장할 수 있는 시편 제조장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 시편 제조장치는 중심부의 장착홀을 이용하여 시편이 고정되어 있는 마운트를 직접, 또는 홀더를 매개로 시편이 고정되어 있는 마운트를 간접 고정시킬 수 있는 시편 고정블럭, 상기 시편 고정블럭에 결합되며 장착홀 내에서 마운트와 접하면서 시편을 포함하는 마운트 전체를 장착홀 밖으로 밀어내는 시편 두께조절기구, 상기 마운트에 있는 장착홀 내에 수납가능하며 중심부의 장착홀을 이용하여 시편이 고정되어 있는 마운트를 고정시킬 수 있는 홀더 등을 포함하는 형태로 이루어져 있으며, 이에 따라 마운트를 통해 고정되어 있는 종류별 다양한 크기의 시편을 하나의 장치를 사용하여 연마할 수 있는 특징을 갖는다.

여기서, 상기 홀더의 경우, 외측에서 중심을 향해 반경방향으로 체결되어 장착홀의 직경보다 작은 크기의 직경을 갖는 마운트를 고정시킬 수 있는 스크류를 포함하는 형태로 구성함으로써, 장착홀의 크기보다 작은 다양한 크기의 시편도 효과적으로 연마할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 시편 제조장치는 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 마이크로미터 단위의 두께 조절이 가능하고 원하는 충분한 영역의 편평면 확보가 가능하기 때문에 시편을 수동으로 제조시 사용자가 시편이 연마되는 정도를 확인하면서 마이크로 단위로 정밀한 연마를 할 수 있고, 시편의 특정부위까지 평행하고 미세하게 연마할 수 있으며, 마이크로미터 단위로 최종 두께를 원하는 두께로 조절할 수 있다.

둘째, 시편을 수동으로 제조하는 경우에도 시편 제조와 관련한 재현성과 정확성을 확보할 수 있다.

셋째, 사용자가 손으로 잡기 편한 형태로 설계된 홀더를 적용함에 따라 취급이 간편하고, 또 홀더의 무게 때문에 연마 중에 추가적인 힘을 많이 들이지 않아도 되는 편리함이 있다.

넷째, 홀더를 선택적으로 사용해가면서 하나의 연마용 툴을 가지고도 다양한 크기의 시편을 연마할 수 있다.

다섯째, 연마용 툴의 하단부 표면이 침탄이나 질화 처리 등이 되어 있기 때문에 표면 경화에 따른 내마모성을 향상시킬 수 있는 등 시편 연마시 툴이 함께 연마되는 문제를 해소할 수 있다.

여섯째, 연마용 툴의 표면이 Ni 등 각종 금속 도금으로 처리되어 있기 때문에 표면 질감을 향상시킬 수 있는 등 사용시 그립감을 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 시편 제조장치는 각종 현미경을 이용한 분석용 시편을 제작할 때 사용하는 기존 시편 제조 장치의 시편 크기 제한에 따른 경제성 문제와 장치 내구성 및 상품성에 관한 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 제조장치를 나타내는 분해 사시도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 제조장치를 나타내는 결합 사시도

도 3a,3b,3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 제조장치의 사용상태를 나타내는 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10a,10b : 장착홀 11 : 시편

12 : 마운트 13 : 홀더

14 : 시편 고정블럭 14a : 소직경부

14b : 대직경부 15 : 시편 두께조절기구

16 : 마운트 고정용 스크류 17 : 기구 고정용 스크류

18 : 연마면 19 : 홀

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 제조장치를 나타내는 사시도이다.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 시편 제조장치는 금속 재료, 세라믹 재료르 포함하는 각종 공업용 무기 재료의 미세 구조 검사시, 또는 문제 해결을 위한 광학현미경, 주사전자현미경, 기타 이외의 현미경 관찰을 통한 조직 검사시 재료 연마를 위한 하나의 시편을 제조하는 장치로서, 시편의 크기가 종류별로 다양한 경우 하나의 장치로 다양한 크기의 시편을 연마할 수 있다.

이를 위하여, 상기 시편 제조장치는 대직경의 시편(11)이 고정되어 있는 마운트(12)를 장착하기 위한 시편 고정블럭(14)과, 연마시 시편(11)의 두께를 조절해가면서 연마를 하기 위한 시편 두께조절기구(15)와, 중간직경이나 소직경의 시편(11)이 고정되어 있는 마운트(12)를 장착하기 위한 홀더(13) 등을 포함한다.

상기 시편 고정블럭(14)은 소직경부(14a)와 대직경부(14b)로 구성되는 단차진 형태의 원판블럭으로 이루어져 있으며, 중심축선을 따라 관통되면서 서로 수직으로 연통되는 홀(19)과 장착홀(10a)을 가지고 있다.

이때의 윗쪽의 홀(19)은 시편 두께조절기구(12)의 몸체 일부가 삽입 설치되는 부분이고, 아래쪽의 장착홀(19)은 마운트(12)가 장착되거나, 또는 홀더(13)가 장착되는 부분이다.

이러한 시편 고정블럭(14)은 시편 수동제작시 작업자가 손으로 잡기 편하도록 해주는 소직경부(14a)를 제공할 수 있고, 또 소직경부(14a)를 포함하는 대직경부(14b) 전체가 소정의 매스(mass) 역할을 수행함에 따라 연마시 이때의 무게때문에 시편을 연마면에 대고 손으로 눌러주는 힘 등과 같은 추가적인 힘의 필요성을 배제할 수 있다.

즉, 시편 고정블럭(14)이 자체적으로 무게를 가지고 있기 때문에 연마 중에 추가적인 힘을 많이 들이지 않아도 연마작업을 용이하게 할 수 있다.

이때의 시편 고정블럭(14)은 금속재질을 사용하여 제작하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 시편 고정블럭(14)의 소직경부(14a)에는 둘레면을 따라 일정간격으로 배치되면서 외측에서 중심을 향해 반경방향을 따라 체결되는 적어도 1개의 기구 고정용 스크류(17)가 마련되며, 이때의 체결되는 기구 고정용 스크류(17)에 의해 시편 두께조절기구(15)가 시편 고정블럭(14)상에 견고히 고정 설치될 수 있다.

그리고, 상기 시편 고정블럭(14)은 하단부 표면이 각종 하드 코팅으로 처리되어 있어서 연마면(18)과 접촉이 일어나는 경우에도 강한 내마모성을 발휘할 수 있다.

즉, 시편이 연마된 후, 연마가 더 진행될 경우 장치 하단부에는 연마되지 않도록 장치 하단부 표면(시편 고정블럭 저면)은 각종 하드 코팅으로 처리되어 있다.

예를 들면, 표면경화를 위해 coating(electrochemical plating, deposition, Thin films 등)이나 hardfacing(Thermal spray, Fusion hardfacing 등)과 같은 코팅층을 부가하는 방법과, Diffusion(Carburizing, Nitriding, Carbonitriding, Nitrocarburizing, Boriding 등)이나 selective hardening(flame, inducition, Laser, Electron beam, Ion implantation 등)과 같은 Substrate treatment 방법을 사용할 수 있다.

이 중에서 장치의 내마모성을 올리기 위하여 침탄 혹은 질화 처리 방법을 사용하며, 탄소나 질소의 함량에 의해 경도가 달라지므로, 최적화된 탄소나 질소의 농도의 분포를 정하는 것은 중요하다.

물질전달과정, 표면반응과정, 확산과정으로 이루어지는 처리 공정 중, 최종 농도의 분포는 확산에 의해 얻어지므로, 원소의 확산계수 D가 온도에만 의존한다고 하면, 확산 방정식(Fick‘s second law) dC / dt =D( d ² C / dx ² ) 로부터 식은 풀이되어 (C-C ₀ )/(C _g -C ₀ )=erf{x/2√(Dt)} 와 같이 유도 되며, 이 값은 여러 실험식에서 나타난 유효침탄 혹은 질화 깊이 D _E =K√ t 의 근거식이 된다.

이를 통해 표면 경화시, 시편으로의 내마모성 향상을 위한 경화 두께를 5~10 mm로 정할 수 있고 처리를 한다.

그리고, 상기 시편 고정블럭(14)의 표면, 예를 들면 사용자가 손으로 잡는 부분인 대직경부와 소직경부의 표면은 금속 도금 처리가 되어 있어서 표면질감을 높일 수 있게 된다.

즉, 장치의 표면은 Ni 등을 포함하는 각종 금속 도금이 처리되어 있으며, 이에 따라 장치의 표면질감을 더욱 향상시켜 실제 사용시의 그립 감을 좋게 하고, 상품성을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 시편(11)은 마운트(12)와 함께 시편 고정블럭(14)의 장착홀(10a)를 통해 고정시킬 수 있는데, 직접 또는 소정의 마운트(Mount)나 파이렉스(Pyrex)를 사용하여 고정시킬 수 있다.

본 발명에서는 장착홀(10a) 내에 삽입가능하고, 또 시편(11)을 부착 방식으로 잡아줄 수 있는 원통형의 마운트(12)를 사용한 예를 제공한다.

상기 시편 두께조절기구(15)는 시편의 연마두께를 마이크로미터 단위로 조절할 수 있는 수단으로서, 조작부인 헤드와 이것에 의해 전후진 동작하는 로드를 포함하는 보통의 마이크로미터로 이루어져 있다.

이러한 시편 두께조절기구(15)는 시편 고정블럭(14)의 홀(19) 내에 윗쪽으로부터 그 몸체의 선단부가 일부 삽입 형태로 결합되고, 시편 고정블럭(14)에 체결되는 2개 정도의 기구 고정용 스크류(17)에 의해 시편 고정블럭(14)에 일체식으로 고정될 수 있다.

물론, 스크류 체결을 해제하면 시편 고정블럭(14)으로부터 시편 두께조절기구(15)를 분리할 수 있다.

이렇게 시편 고정블럭(14)과 결합되는 시편 두께조절기구(15)의 로드는 장착홀(10a) 내에서 그 아래쪽으로 삽입되는 시편(11), 실질적으로는 시편(11)이 고정되어 있는 시편 마운트(12) 윗면과 접하게 되고, 결국 시편 두께조절기구(15)의 조작에 따른 로드의 길이변화에 의해 시편(11)을 포함하는 시편 마운트(12)는 장착홀(10a) 밖으로 밀려나면서 노출될 수 있다.

즉, 시편 두께조절기구(15)가 마이크로미터 단위로 조작됨에 따라 시편(11) 또한 마이크로미터 단위로 노출되면서 정밀한 연마가 이루어질 수 있다.

그리고, 본 발명에서는 다양한 크기별 시편의 연마를 위한 수단으로 홀더(13)를 제공한다.

상기 홀더(13)는 중심부에 장착홀(10b)을 가지는 원판형 블럭으로 이루어져 있으며, 상기 시편 고정블럭(14)에 장착되는 시편을 중간 크기로 봤을 때, 중간 정도의 크기를 갖는 시편과 이보다 작은 크기의 여러 시편을 장착할 수 있도록 되어 있다.

이러한 홀더(13)는 중심부에 형성되어 있는 장착홀(10b)을 이용하여 종류별 다양한 크기의 시편(11) 및 마운트(12)를 수납 장착시킬 수 있으며, 상기 마운트(12)에 있는 장착홀(10a) 내에 수납되는 형태로 설치가 가능하게 된다.

또한, 상기 홀더(13)에는 원판형 블럭의 외측에서 중심을 향해 반경방향으로 체결되는 적어도 2개 정도의 마운트 고정용 스크류(16)가 마련되고, 이때의 마운트 고정용 스크류(16)의 체결 정도를 조절하여 장착홀(10b)의 직경보다 작은 크기의 직경을 갖는 마운트(12)를 고정시킬 수 있다.

따라서, 이와 같이 구성되는 본 발명의 시편 제조장치를 사용하여 시편을 수동으로 연마하는 방법에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 제조장치의 사용상태를 나타내는 단면도로서, 도 3a는 대직경의 시편 및 마운트를 홀더없이 직접 시편 고정블럭에 장착하여 연마하는 상태를 보여주고, 도 3b와 도 3c는 중간직경 및 소직경의 시편 마운트를 홀더를 사용하여 시편 고정블럭에 장착한 후에 연마하는 상태를 보여준다.

예를 들면, 마운트를 통해 고정되어 있는 종류별 다양한 크기의 시편을 하나의 장치를 사용하여 연마할 수 있는데, 가장 큰 외경의 시편은 홀더없이 시편 고정블럭 자체의 장착홀에 고정시켜 연마를 하고, 중간 크기 외경의 시편은 홀더의 장착홀 크기를 중간 크기 시편 외경에 맞춰 제작하여 홀더의 장착홀에 시편을 고정한 후에 홀더를 시편 고정블럭 자체 장착홀에 고정시켜 연마하고, 작은 크기 외경의 시편은 홀더 내 장착홀로 연결된 스크류를 조여 홀더에 고정하고 홀더를 시편 고정블럭 자체의 장착홀에 고정시켜 연마할 수 있다.

그러므로, 시편 크기별로 장치를 다수 제조하여 사용할 필요가 없이 하나의 장치로 연마가 가능한 것이다.

도 3a 내지 도 3c에 도시한 바와 같이, 대직경의 시편을 연마하는 경우, 시편 마운트(12)에 시편(11)을 왁스 등으로 붙이고 시편 고정블럭(14)의 장착홀(10a) 아래쪽으로 시편 마운트(12)를 직접 집어 넣는다.

중간직경 또는 소직경의 시편을 연마하는 경우, 이 역시도 시편 마운트(12)에 시편(11)을 붙이고 홀더(13)의 장착홀(10b) 아래쪽으로 시편 마운트(12)를 집어 넣은 후, 시편(11) 및 시편 마운트(12)를 포함하는 홀더(13) 전체를 시편 고정블럭(14)의 장착홀(10a) 내에 집어 넣는다.

여기서, 소직경의 시편(11)의 경우에는 마운트 고정용 스크류(16)를 조여 시편(11)을 홀더(13)상에 고정시킨다.

그리고, 시편(11)이 시편 고정블럭(14)의 대직경부 저면에 조금만 노출되도록 시편 두께조절기구(15)의 헤드부를 조작한다.

이때, 시편 고정블럭(14)의 바닥면, 다시 말해 대직경부(14b)의 저면과 시편(11)의 평형상태를 슬라이드 글래스 등으로 확인한다.

계속해서, 시편 고정블럭(14)을 연마면(18)에 수직으로 세우고 좌우 방향 등 임의의 방향을 따라 수평으로 움직여가면서 노출된 시편(11)을 연마한다.

예를 들면, 시편(11)을 연마할 때는 시편 마운트(12)에 시편(11)을 부착한 후, 파이렉스와 같은 시편 마운트(12)를 시편 고정블럭(14)의 장착홀(10a)에 넣고 연마를 한다.

연마를 하기 전에 대직경부(14b)의 저면과 시편(11)의 평면 상태를 공지의 슬라이드 글래스로 확인하고 연마를 한다.

이때, 소직경부(14a)와 함께 대직경부(14b) 전체가 매스(mass) 역할을 하며, 대직경부(14b)가 시편 마운트(12)의 지지대 역할을 하기 때문에 시편(11)을 돌출시켜 연마를 할 경우, 시편 주변의 지지대에 의해서 시편이 수평을 유지하게 된다.

또한, 연마용 툴 자체의 무게만으로 연마되기 때문에 연마용 툴과 시편이 외부 힘에 의해서 기울어지지 않고 대직경부 저면과 평행한 상태에서 연마된다.

따라서 최종적으로 동일한 두께의 시편을 얻을 수 있다.

시편 고정블럭(14)의 저면에 노출되어 있는 시편(11)의 일부분이 더 이상 연마되지 않으면, 다시 말해 노출되어 있던 시편 부분이 전부 연마되면, 시편 두께조절기구(15)의 마이크로미터 헤드부의 눈금을 읽으면서 조금씩 시편을 노출시켜 연마한다.

이때, 마이크로미터 헤드부를 통해서 시편을 노출시킬 때, 한 눈금당 수 마이크로미터씩 전진하기 때문에 정밀한 연마가 이루어진다.

그리고, 노출되어 있던 시편(11)이 거의 연마되어 시편 고정블럭(14)의 저면이 연마면과 접하는 경우, 시편 고정블럭(14)의 저면이 하드 코팅으로 처리되어 있는 관계로 시편 고정블럭이 연마될 때에도 내구성을 가짐으로써, 장치의 수명을 연장 시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서 제공하는 시편 제조장치의 경우 현미경 분석용 시편을 수동으로 제작시 시편 고정블럭이 손으로 잡기 편하면서 그립감이 좋도록 설계되고, 또 시편 고정블럭의 자체 무게 때문에 연마 중에 추가적인 힘을 들이지 않아도 된다.

또한, 마이크로미터 헤드가 마이크로미터 단위로 되어 있기 때문에 사용자가 시편이 연마되는 정도를 확인하면서 정밀한 연마를 할 수 있고, 시편의 특정부위까지 평행하고 미세하게 연마할 수 있으며, 마이크로미터 단위의 헤드를 이용하여 최종 두께를 원하는 두께로 맞출 수 있다.

또한, 시편의 정확한 두께를 측정하기 위해 시편을 분리할 경우 마이크로미터 헤드부의 눈금을 기록해두었다가 원하는 작업을 실시 후 기록해 둔 눈금으로 맞추면 이전의 연마단계를 계속 실행할 수 있으므로 시편의 연속성을 보장할 수 있다.

특히, 직경이 작은 다양한 크기의 여러 시편을 고정시킬 수 있는 홀더를 채용함으로써, 장치 하나로 종류별 다양한 크기의 시편을 연마할 수 있는 이점을 갖는다.

Claims (6)

1. 중심부의 장착홀(10a)을 이용하여 시편(11)이 고정되어 있는 마운트(12)를 직접, 또는 홀더(13)를 매개로 시편(11)이 고정되어 있는 마운트(12)를 간접 고정시킬 수 있는 시편 고정블럭(14);

   상기 시편 고정블럭(11)에 결합되며 장착홀(10a) 내에서 마운트(12)와 접하면서 시편(11)을 포함하는 마운트(12) 전체를 장착홀(10a) 밖으로 밀어내는 시편 두께조절기구(15);

   상기 마운트(12)에 있는 장착홀(10a) 내에 수납가능하며 중심부의 장착홀(10b)을 이용하여 시편(11)이 고정되어 있는 마운트(12)를 고정시킬 수 있는 홀더(13);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 시편 제조장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 홀더(13)는 외측에서 중심을 향해 반경방향으로 체결되어 장착홀(10b)의 직경보다 작은 크기의 직경을 갖는 마운트(12)를 고정시킬 수 있는 마운트 고정용 스크류(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시편 제조장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 시편 고정블럭(14)의 저면부는 표면 경화를 위한 침탄 또는 질화 처리가 되어 있는 것을 특징으로 하는 시편 제조장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 시편 고정블럭(14)의 표면은 표면질감을 향상시켜 그립감을 좋게 하고 상품성을 높이기 위한 금속 도금 처리가 되어 있는 것을 특징으로 하는 시편 제조장치.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 시편 두께조절기구(15)는 마이크로미터로 이루어진 것을 특징으로 하는 시편 제조장치.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 시편 고정블럭(14)는 손으로 잡기 편리한 소직경부(14a)와 매스(mass)역할을 하는 대직경부(14b)를 가지는 단차형의 원판블럭 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 시편 제조장치.