KR101335064B1 - 이온밀링 시편 홀더 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이온밀링장치 등을 이용하여 시편을 연마할 때 사용하는 홀더로서, 특히 편의성, 내마모성 및 사용 수명이 향상된 이온밀링 시편 홀더에 관한 것이다.
본 발명은 시편의 고정을 위한 홀더 몸체의 상면에 작은 턱을 형성하여 클램프 윗단의 정확한 위치를 잡아줄 수 있는 새로운 형태의 시편 고정방식을 구현함으로써, 클램프 윗단과 밑단이 어긋나지 않고 항상 그 위치에서 시편을 고정할 수 있으며, 이에 따라 시편을 안정적으로 고정시킬 수 있는 등 사용상의 편의성을 도모할 수 있는 한편, 클램프 윗단의 재료로서 Ti 혹은 Mo 계 합금을 채용하고, 크램프 윗단의 표면을 DLC(Diamond Like Carbon) 코팅 등으로 처리하는 재질 설계 및 표면 개질을 통하여 내구성 및 표면경도 향상, 그리고 사용 수명을 연장할 수 있는 이온밀링 시편 홀더를 제공한다.

Description

이온밀링 시편 홀더{Sample holder for ion beam processing apparatus}
본 발명은 이온밀링장치 등을 이용하여 시편을 연마할 때 사용하는 홀더에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 편의성, 내마모성 및 사용 수명이 향상된 이온밀링 시편 홀더에 관한 것이다.
일반적으로 투과전자현미경(Transmission Electron Microscope;TEM)은 물질의 상(Phase) 및 성분을 분석하는 장비로써 박형의 시편을 제조하여 고정시킨 후, 고전위차로 가속시킨 전자를 시편에 입사 및 투과시켜서 물질의 상 및 성분을 얻는 것이다.
이러한 투과전자현미경 분석은 약 10㎛ 이하인 특정 부위의 분석에 많이 이용되고 있다.
예를 들면, 반도체 제조 공정 중에 웨이퍼에서 특정부위를 투과전자현미경을 사용하여 관찰하고자 할 경우에는 우선, 웨이퍼의 특정부위를 샘플링하여 시편을 형성한 후, 이 시편을 분석장치로 확인하면서 특정부위의 단면의 구조라든지 표면의 형상 또는 성분조사 등을 분석한다.
이와 같은 투과전자현미경에서는 전자가 투과할 수 있도록 시편이 얇아야 현미경에서 상이나 회절상을 관찰할 수 있게 되어 있다.
보통 전자가 투과할 정도의 두께를 지닌 시편은 거의 없고, 또 시편을 있는 그래도 관찰하는 경우는 매우 드물기 때문에 전자현미경 속에서 관찰하기에 적절한 두께의 시편으로 제작하여야 한다.
시편을 제작하는 방법은 재료에 따라 다르나, 일반적으로 먼저 관찰하고자 하는 시편을 적당한 크기로 절단한 다음, 투과전자현미경의 시편 홀더에 들어갈 수 있는 크기의 원판 모양으로 기계적, 화학적 방법이나 이온 연마 등의 방법으로 전자빔이 투과할 수 있는 얇은 두께로 연마하여 관찰한다.
최근에는 20nm급 DRAM의 양산 등과 같은 수 십 nm 영역의 전자소자의 개발로 인해 이온집속방법(Focused Ion Beam;FIB)을 이용하여 투과전자현미경 시편을 약 3시간 이내에 제작하지만, 높은 비용과 약 12㎛ 정도의 범위 및 약 70nm의 시편 두께의 제약으로 인해 아직까지도 대부분의 시편 제작은 이온 연마 및 화학적 연마를 통해 이루어지고 있다.
이온 연마 및 화학적 연마를 하기 위해서는 시편을 약 100㎛ 이하의 두께로 정확하고 균일하게 기계적 연마를 해야 한다.
SiC, 다이아몬드, Al2O3 등이 도포되어 있는 페이퍼나 필름 혹은 특수 연마천 등을 사용하여 표면의 거칠기가 높은 것에서 낮은 순으로 양면을 미세하고 균일하게 연마하여 약 100㎛ 이하의 두께를 맞추고, 각각의 시편의 조성에 맞는 화학 연마를 하거나 딤플 후, 이온 연마를 하는 방법을 택한다.
그 중 이온밀링을 이용하는 방법은 가장 많은 분야에서 다양한 시편의 종류와 함께 널리 쓰이는 방법이다.
이온밀링을 이용하는 방법은 기계적 연마를 하여 3mm 지름의 100㎛ 이하의 두께를 가지는 디스크 형태의 시편을 제조한 후, 딤플과 같은 2차 기계적 연마를 하여 수 ㎛대로 연마된 시편의 중심부를 Ar 이온을 이용하여 얇게 연마하는 방법이다.
예를 들면, 이온밀링을 하기 위해서, 시편 홀더를 시편장착용 장치에 삽입하여 클램프의 윗단과 밑단을 벌려주는 조작 후, 100㎛ 이하의 두께로 연마됨과 더불어 딤플링 과정을 거친 3mm 지름의 디스크 형태로 제작한 시편을 삽입한다.
그 후, 다시 시편장착용 장치를 조작하여 클램프의 윗단과 밑단을 좁혀서 시편을 고정시킨 상태로 시편장착용 장치로부터 분리한 다음, 이온밀링 장치에 삽입하여 이온밀링을 진행한다.
수월한 이온밀링을 위한 시편 홀더의 일 예로서, 특허 US 05472566호에서는 "양면 이온밀링 가공을 위한 시편 홀더 및 장치"를 제시하고 있다.
이러한 시편 홀더는 현재 상용화되어 Gatan社의 PIPS(Precision Ion Polishing System) 장비와 함께 Duo-post라는 명칭으로 사용되고 있다.
그러나, 도 1에 도시한 바와 같이, 클램프 형식으로 되어 있는 시편 홀더의 경우, 윗단과 밑단이 그 설계 및 용도상 고정되어 있지 않아 사용시 어긋날 수 있어 시편을 고정시키는 역할을 하지 못할 수 있는 문제가 있다.
예를 들면, 클램프 형식의 시편 홀더는 설계 특성상 시편을 잡아주는 윗단이 밑단과 어긋나게 될 수 있고, 수동으로 장착해야 하는 장치를 사용함에 있어 사용상 불편함을 유발할 수 있다.
또한, 시편 홀더 자체가 Al로 구성되어 있어 이온밀링에 의해 시편 홀더의 마모가 심한 문제가 있다.
즉, Al로 구성된 시편 홀더는 재료 특성상 이온밀링의 속도가 높아 쉽게 시편을 잡아주는 부분이 제거되는 문제가 있다.
특히, 시편 홀더 윗단의 표면은 직접적으로 이온빔을 맞게 되므로 내구성 측면에서 취약한 면을 보이는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 시편의 고정을 위한 홀더 몸체의 상면에 작은 턱을 형성하여 클램프 윗단의 정위치를 잡아줄 수 있는 새로운 형태의 시편 고정방식을 구현함으로써, 클램프 윗단과 밑단이 어긋나지 않고 항상 그 위치에서 시편을 고정할 수 있으며, 이에 따라 시편을 안정적으로 고정시킬 수 있는 등 사용상의 편의성을 도모할 수 있는 이온밀링 시편 홀더를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 클램프 윗단의 재료로서 Ti 혹은 Mo 계 합금을 채용하고, 크램프 윗단의 표면을 DLC(Diamond Like Carbon) 코팅 등으로 처리하는 재질 설계 및 표면 개질을 통하여 내구성 및 표면경도 향상, 그리고 사용 수명을 연장할 수 있는 이온밀링 시편 홀더를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 이온밀링 시편 홀더는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 이온밀링 시편 홀더는 윗쪽과 아래쪽에서 그 사이의 시편을 잡아주는 수단으로서, 가운데의 장착용 로드와 양편의 클램프 장착홀을 가지면서 시편장착용 장치나 이온밀링 장치에 삽입 설치되는 하부 클램프와, 시편을 눌러주는 클램프 플레이트와 하부 클램프의 클램프 장착홀 내에 끼워지는 클램프 로드로 구성되어 시편의 양측을 위에서 눌러주는 한 쌍의 상부 클램프와, 상기 상부 클램프의 클램프 로드에 결합되어 상부 클램프를 항상 아래쪽으로 당겨주는 스프링 및 핀을 포함하는 형태로 이루어지며, 특히 하부 클램프의 상면에는 상부 클램프에 있는 클램프 플레이트의 위치를 항상 같은 위치에 고정시킬 수 있는 어긋남 방지턱이 형성되어 있어서, 시편 장착시의 편의성을 제공할 수 있고, 시편을 정확하게 안정적으로 고정시킬 수 있는 특징이 있다.
여기서, 상기 하부 클램프의 상면에 형성되는 어긋남 방지턱은 서로 일정간격을 두고 위치되는 2개의 돌출턱 형태로 구성하여, 클램프 플레이트의 폭 양쪽을 수용하면서 견고하게 잡아줄 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 이온밀링 시편 홀더의 상부 클램프 표면은 경도 향상과 내마모성 향상을 위하여 DLC 코팅 처리하고, 또 상부 클램프와 하부 클램프의 재질을 Ti계 합금 혹은 Mo계 합금으로 구성하여, 내구성 증진에 따른 사용 수명을 연장할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 제공하는 이온밀링 시편 홀더는 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 시편 홀더의 클램프 부분에 작은 턱을 형성하여 윗단과 밑단, 즉 상부 클램프와 하부 클램프가 어긋나지 않고 항상 같은 위치에서 시편을 잡아줌으로써, 시편을 안정적으로 고정시킬 수 있고, 시편 장착과 관련한 편의성을 도모할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 클램프 재질로서 강도가 높고 이온밀링 속도가 낮는 Ti계 합금, Mo계 합금을 사용함으로써, 내마모성을 향상시킬 수 있는 등 사용 수명을 연장할 수 있는 장점이 있다.
셋째, 클램프 상단 표면을 DLC 코팅하여 표면을 개질함으로써, 더욱 향상된 내마모성을 기대할 수 있는 등 내구성을 한층 높일 수 있는 장점이 있다.
따라서, 투과전자현미경 분석을 위한 시편제조법 중 가장 일반화되어 있는 방법으로, 많은 기관과 기업에서 사용하고 있어, 편의성 향상을 통한 제조시의 시간 단축과, 내마모성 향상을 통한 수명 연장을 기대함으로써, 이러한 분야에서 경제효과를 기대할 수 있다.
도 1은 종래 클램프 형식의 이온밀링 시편 홀더가 가지고 있는 문제점을 보여주는 개략도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온밀링 시편 홀더를 나타내는 분해 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온밀링 시편 홀더를 나타내는 결합 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온밀링 시편 홀더에 시편을 장착한 상태를 나타내는 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온밀링 시편 홀더를 이용한 시편 제작과정을 나타내는 개략도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온밀링 시편 홀더를 나타내는 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온밀링 시편 홀더를 나타내는 결합 사시도이다.
도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 시편 홀더는 시편 제작을 위한 기계적인 연마시 및 이온 연마시에 시편을 고정하는 수단으로서, 시편장착용 장치나 이온밀링 장치 등에 설치하여 사용하는 구조로 이루어지며, 재료 설계 및 표면 개질 등으로 내마모성이 향상되고 내구성이 증진되어 더욱 진보된 기능을 갖는다.
이를 위하여, 상기 시편 홀더는 윗쪽과 아래쪽에서 그 사이에 위치되는 시편을 잡아주는 상부 클램프(15)와 하부 클램프(12)로 구성되며, 상부 클램프(15)가 발휘하는 가압력에 의해 시편이 고정될 수 있는 형식으로 이루어진다.
상기 하부 클램프(12)는 시편을 받쳐주면서 장치측에 설치되는 부분으로서, 클램프 몸체의 저면 가운데에는 내부에 볼트체결용 홀(19)을 가지는 일정길이의 장착용 로드(10)가 수직 연장 형성되고, 클램프 몸체의 양편에는 상부 클램프(15)의 클램프 로드(14)가 끼워지게 되는 클램프 장착홀(11)이 각각 형성된다.
그리고, 상기 하부 클램프(12)의 클램프 몸체 중앙부위에는 소정의 공간부(20)가 조성되며, 이렇게 조성되는 공간부(20)의 윗쪽으로 시편이 놓여질 수 있게 된다.
즉, 상기 시편은 공간부(20)로 인해 만들어진 클램프 몸체 상면의 가장자리를 따라 그 양측 단부가 걸쳐지는 형태로 놓여져 고정될 수 있게 된다.
특히, 상기 하부 클램프(12)는 상부 클램프(15)의 위치를 항상 같은 위치에 오게 할 수 있는 수단으로 어긋남 방지턱(18)을 포함한다.
이러한 어긋남 방지턱(18)은 상부 클램프(15)에 있는 클램프 플레이트(13)를 항상 같은 위치에 고정시켜주는 역할을 하는 것으로서, 하부 클램프(12)의 클램프 몸체 상면에 형성되는 2개의 돌출턱 형태로 이루어질 수 있게 된다.
예를 들면, 클램프 몸체의 상면에는 몸체 폭방향으로 서로 일정간격을 두고 위치되는 2개의 돌출턱이 형성되고, 이렇게 형성되는 2개의 돌출턱 사이에 클램프 플레이트(13)의 폭 양쪽이 수용되는 동시에 클램프 몸체 길이방향을 따라 나란한 상태로 그 위치가 고정될 수 있게 된다.
이때의 어긋남 방지턱(18)은 클램프 몸체의 중심, 즉 장착용 로드(10)의 중심축선을 기준하여 양편에 각각 구비되어, 한 쌍의 상부 클램프(15)를 각각 고정시켜줄 수 있게 되고, 따라서 하부 클램프(12)의 양편에 있는 한 쌍의 상부 클램프(15)는 어긋남 방지턱(18)에 의해 그 클램프 플레이트(13)가 고정됨에 따라 서로 일직선상으로 마주보는 위치에 항상 정확하게 고정될 수 있게 된다.
상기 상부 클램프(15)는 시편을 실질적으로 눌러주는 부분인 클램프 플레이트(13)와 하부 클램프(12)에 있는 클램프 장착홀(11) 내에 끼워지는 클램프 로드(14)의 일체형으로 구성되며, 이때의 클램프 로드(14)는 클램프 플레이트(13)의 후단부 저면에서 수직으로 연장되는 형태로 형성된다.
이에 따라, 상기 상부 클램프(15)는 클램프 로드(14)를 이용하여 하부 클램프(12)의 클램프 장착홀(11)에 수직으로 끼워지는 구조를 통해 하부 클램프(12)측에 결합될 수 있게 되고, 이렇게 결합된 상태에서 상부 클램프(15)의 클램프 플레이트(13)는 하부 클램프(12)의 상면에 밀착될 수 있게 되며, 결국 하부 클램프(12)의 상면에 놓여지는 시편은 윗쪽에서 눌러주는 상부 클램프(15)의 클램프 플레이트(13) 사이에 끼워진 상태로 고정될 수 있게 된다.
여기서, 상기 상부 클램프(15)의 클램프 로드(14)는 클램프 장착홀(11) 내에서 상하 슬라이드 및 회전 가능한 구조로 결합되며, 이에 따라 시편 장착 및 탈거시 상부 클램프(15)를 위로 잡아 당기거나 옆으로 돌려서 젖혀 놓을 수 있게 된다.
그리고, 상기 상부 클램프(15)는 항상 아래쪽으로 당겨지는 힘을 받게 되며, 이를 위해 클램프 로드(14)의 하단부 둘레에는 스프링(16)이 장착되는 동시에 하단부 끝에는 핀(17)이 나사체결 구조 등으로 결합된다.
이에 따라, 상기 스프링(16)은 하부 클램프(12)의 클램프 몸체 저면과 핀(17)의 헤드부분 사이에 양단 지지되면서 탄성력을 발휘하게 되고, 이때의 스프링(16)이 발휘하는 탄성력에 의해 상부 클램프(15)는 항상 아래로 당겨지면서 시편을 눌러서 잡아줄 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서는 재질 개선을 통해 내마모성을 향상시킨 시편 홀더를 제공한다.
이를 위하여, Al로 구성된 기존의 시편 홀더와는 달리, 본 발명에서 제공하는 시편 홀더, 즉 상부 클램프(15)와 하부 클램프(12)는 Ti계 합금 혹은 Mo계 합금 등의 재질로 이루어지게 된다.
즉, 상기 상부 클램프(15)와 하부 클램프(12)는 강도가 높아 이온밀링 속도가 낮은 Ti계 합금 혹은 Mo계 합금으로 이루어짐으로써, 이온밀링 속도가 내마모성 향상을 도모할 수 있게 된다.
보통 Al 합금은 종류에 따라 다르나 경우에 따라 표면경도가 비커스 경도를 기준으로 Hv 180까지 나가는 합금이 있다.
하지만, Ti 합금의 경우에는 일반적으로 Hv 250 에서 Hv 500까지의 표면 경도값을 가지며, Mo 합금의 경우는 Hv 200에서 Hv 300까지의 표면 경도값을 가진다.
따라서, 본 발명에서 제공하는 Ti 합금이나 Mo 합금 등으로 이루어진 시편 홀더는 Ar 이온에 의한 이온밀링 속도가 낮아 사용 수명이 향상될 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 표면 개질을 통해 내구성을 증진시킨 시편 홀더를 제공한다.
이를 위하여, 상기 상부 클램프(15)는 그 표면이 DLC 코팅 처리되어 있어서, 경도 향상은 물론 내마모성 향상을 도모할 수 있게 된다.
즉, 상부 클램프(또는 하부 클램프도 같이)의 표면을 내구성 있게 개질하기 위하여, DLC 코팅 기술을 이용하여 표면을 개질시켜줌으로써, 더욱 향상된 내마모성을 기대할 수 있다.
이렇게 DLC를 코팅하게 되면 그 기법 및 조건과 sp3-sp2의 비에 따라 평균 1,000∼8,000 정도까지 표면 경도를 향상시킬 수 있고, 이러한 경우 이온밀링에 의한 시편 홀더의 손상 및 시편으로의 재증착을 방지할 수 있게 된다.
또한, TiN, CrN 등과 같은 질화물 계열 코팅막도 보통 Hv 3,000의 높은 표면경도를 가지지만 DLC에 비해 내마모성이 떨어진다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온밀링 시편 홀더에 시편을 장착한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 투과전자현미경에서 관찰하기 위해 사용되는 시편(100)은 3mm 정도의 지름을 가지는 디스크 형태로 이루어져, 시편 홀더에 장착된 상태로 이온 연마 과정을 거치게 된다.
이를 위하여, 시편장착용 장치에 시편 홀더를 설치한 상태에서 시편(100)을 시편 홀더에 장착하게 되는데, 먼저 하부 클램프(12)에 있는 장착용 로드(10)를 시편장착용 장치에 삽입 및 고정시킨 다음, 시편장착용 장치를 조작하여 상부 클램프(15)와 하부 클램프(12) 사이에 시편(100)을 장착하게 된다.
즉, 시편 홀더의 상부 클램프(15)를 위로 밀어서 올려 놓은 다음, 시편(100)을 하부 클램프(12)의 상면 중심에 배치하고, 이 상태에서 재차 상부 클램프(15)를 아래로 내려서 시편(100)의 가장자리 윗면에 그 클램프 플레이트(13)의 끝부분이 놓여지도록 하면, 스프링(16)의 아래로 당기는 힘에 의해 시편(100)이 고정될 수 있게 된다.
이때, 상기 상부 클램프(15)는 그 클램프 플레이트(13)가 하부 클램프(12)의 상면에 있는 어긋남 방지턱(18) 속으로 끼워지면서 위치가 고정되므로, 하부 클램프(12)측과의 어긋남 없이 항상 같은 위치에서 시편을 고정시킬 수 있게 된다.
즉, 사용자는 상부 클램프(15)의 클램프 플레이트(13)를 하부 클램프(12)의 어긋남 방지턱(18) 내에 끼워넣기만 하면, 시편(100)을 정확하게 고정시킬 수 있고, 결국 사용상의 편리함을 가질 수 있고 안정적으로 고정된 시편 상태를 확보할 수 있게 된다.
물론, 상기 시편장착용 장치는 보통 실험실이나 필드 등에서 사용하는 공지의 장치를 이용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온밀링 시편 홀더를 이용한 시편 제작과정을 나타내는 개략도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 투과전자현미경에서 관찰하기 위해 제작되는 시편은 100㎛ 이하의 두께로 연마된 후, 딤플링 과정을 거쳐 3mm 정도의 지름을 갖는 원판 모양의 디스크 형태로 제작되고, 계속해서 시편 홀더에 고정된 상태로 이온밀링 장치에 투입되어 이온밀링 공정을 거치게 된다.
즉, 시편이 고정된 시편 홀더를 이온밀링 장치의 진공 챔버 내에 투입하여 진공 내에서 이온밀링을 수행한다.
도 5에서는 좌측에서부터 딤플 및 이온밀링 전 상태, 딤플 후 상태, 이온밀링 후 상태, 이온밀링된 시편을 차례로 보여준다.
그리고, 위의 과정을 거쳐 제작된 시편의 얇아진 부분을 통해 시편의 상이나 회절상을 관찰하는 방법으로 시편에 대한 정보를 획득할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 클램프 형식의 기존 이온밀링 시편 홀더에서 발생하는, 시편 고정 부분의 윗단과 밑단의 어긋남 문제점을 신규 설계를 통해 보완하여 편의성을 향상시키고, 기존 재료의 높은 이온밀링 속도로 인한 문제점을 재료 설계 및 표면 개질 등으로 보완하여 내마모성 및 내구성을 향상시킴으로써, 이온밀링 시편 홀더의 수명 연장은 물론, 시편 제작과 관련한 시간 단축과 편의성을 도모할 수 있다.
10 : 장착용 로드 11 : 클램프 장착홀
12 : 하부 클램프 13 : 클램프 플레이트
14 : 클램프 로드 15 : 상부 클램프
16 : 스프링 17 : 핀
18 : 어긋남 방지턱 19 : 볼트체결용 홀
20 : 공간부

Claims (4)

  1. 윗쪽과 아래쪽에서 그 사이의 시편을 잡아주는 수단으로서,
    가운데의 장착용 로드(10)와 양편의 클램프 장착홀(11)을 가지면서 시편장착용 장치나 이온밀링 장치에 삽입 설치되는 하부 클램프(12)와, 시편을 눌러주는 클램프 플레이트(13)와 하부 클램프(12)의 클램프 장착홀(11) 내에 끼워지는 클램프 로드(14)로 구성되어 시편의 양측을 위에서 눌러주는 한 쌍의 상부 클램프(15)와, 상기 상부 클램프(15)의 클램프 로드(14)에 결합되어 상부 클램프(15)를 항상 아래쪽으로 당겨주는 스프링(16) 및 핀(17)을 포함하며,
    상기 하부 클램프(12)의 상면에는 상부 클램프(15)에 있는 클램프 플레이트(13)의 위치를 항상 같은 위치에 고정시킬 수 있도록 상기 클램프 플레이트(13)의 폭 양쪽을 수용하면서 잡아줄 수 있는 2개의 돌출턱 형태로 이루어진 어긋남 방지턱(18)이 형성되는 것을 특징으로 하는 이온밀링 시편 홀더.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 클램프(15)의 표면은 경도 향상과 내마모성 향상을 위하여 DLC 코팅 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 이온밀링 시편 홀더.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 클램프(15) 및 하부 클램프(12)의 재질은 Ti계 합금 혹은 Mo계 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이온밀링 시편 홀더.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101458392B1 (ko) * 2013-07-31 2014-11-05 케이맥(주) 회전하는 시편의 분석 위치가 일정하게 유지되는 매니퓰레이터
KR101662543B1 (ko) * 2015-02-04 2016-10-06 (주)에스제이엔 진공 챔버 내 전자빔 시료 클램핑 장치
EP4283277A1 (en) * 2022-05-24 2023-11-29 Leica Mikrosysteme GmbH Sample holder, loading device, and method for inserting a sample into a sample holder

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5472566A (en) * 1994-11-14 1995-12-05 Gatan, Inc. Specimen holder and apparatus for two-sided ion milling system
JP2002221472A (ja) * 2001-01-25 2002-08-09 Jeol Ltd 試料作成装置
KR20030042155A (ko) * 2001-11-21 2003-05-28 삼성전자주식회사 시편 고정 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5472566A (en) * 1994-11-14 1995-12-05 Gatan, Inc. Specimen holder and apparatus for two-sided ion milling system
JP2002221472A (ja) * 2001-01-25 2002-08-09 Jeol Ltd 試料作成装置
KR20030042155A (ko) * 2001-11-21 2003-05-28 삼성전자주식회사 시편 고정 장치

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