KR101398456B1 - 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시료 홀더의 몸체와 받침대를 결합시킴으로써 간편하고 신속하게 시료를 장착하고 시료의 표면을 관찰할 수 있도록 시료를 고정할 수 있는 시료 홀더 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 일례와 관련된 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더는 몸체, 상기 몸체의 일단에 형성되고 시료를 고정시키는 시료장착부, 상기 몸체의 내부에 위치하는 탄성수단 및 상기 몸체와 체결 또는 분리 가능한 받침대를 포함하되, 상기 받침대는, 상기 받침대의 하부를 이루는 베이스부 및 상기 베이스부의 상면에 돌출 형성되고 상기 시료장착부의 적어도 일부가 삽입 가능한 관통홈이 형성되어 있는 체결부를 더 포함하고, 상기 시료장착부는, 상기 시료장착부의 단부에 위치하여 상기 시료의 일 측면을 고정시키는 제 1 그립부 및 상기 탄성수단과 연결되어 이동 가능하고 상기 탄성수단의 탄성을 이용하여 상기 시료의 타 측면을 고정시키는 제 2 그립부를 더 포함할 수 있다.

Description

시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더 및 그 제어방법{SPECIMEN HOLDER FOR OBSERVING TOP SECTION OF SPECIMEN AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}

본 발명은 제조된 웨이퍼에 결함이 있는지 판단하기 위하여 주사 전자 현미경으로 웨이퍼 시료의 표면을 관찰하는 데 사용되는 시료 홀더 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시료 홀더의 몸체와 받침대를 결합시킴으로써 간편하고 신속하게 시료를 장착하고 시료의 표면을 관찰할 수 있도록 시료를 고정할 수 있는 시료 홀더 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자의 제조공정은 확산공정, 산화공정, 금속공정 등이 반복적으로 실시된다. 이에 따라, 웨이퍼 상에는 다양한 종류의 재료, 예를 들면, Al, Ti, W 등의 금속막질, 질화막, 산화막 등의 절연막질 등이 적층된다.

다수의 적층된 막질 가운데 일부 막질에 이상이 있는 경우, 후속공정에 의해서 형성되는 반도체 장치의 동작에 이상이 있을 수 있으므로, 이러한 이상 여부를 정확하고 효과적으로 분석, 검증하는 기술이 요구된다.

반도체 소자가 더욱 집적화됨에 따라 미세한 원인으로 반도체 소자에 이상이 생길 수 있으며, 반도체 장치에 발생될 수 있는 불량을 분석하는 데 따르는 어려움이 더욱 가중되고 있다.

웨이퍼에 형성된 막이나 패턴의 분석 및 검증을 위해, 투과 전자 현미경(Transmission Electron Microscope: TEM) 또는 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)과 같은 장비가 이용될 수 있다.

투과 전자 현미경은 전자빔을 시료에 조사하여 투과된 전자빔으로 영상을 얻고 회절된 전자빔에서 얻어진 회절도형(Diffraction Pattern)으로 상의 결정구조를 해석하는 장비이다.

주사 전자 현미경은 전자총을 이용하여 가속 에너지(normal ~ 30KV)를 갖는 전자류를 발사하고, 각종 전자계 렌즈, 조리개 등을 이용하여 전자빔의 초점(focus)을 형성한다. 이렇게 형성된 전자빔을 관찰하고자 하는 대상 샘플(sample)에 주사(scan)하고 배율을 조절한다. 대상 샘플에서 형성된 2차 전자, 후방산란 전자, 투과전자, 특성 X-ray 등을 검출하면 대상 샘플의 표면을 관찰하고 그 특성을 분석할 수 있다.

주사 전자 현미경의 기본적으로 전자 컬럼(Electron Column)과 샘플챔버(Sample Chamber), 진공펌프와 진공계, 전자 컬럼을 제어하기 위한 각종 제어부, 화상 처리 시스템 등으로 구성된다. 전자 컬럼은 전자총, 렌즈, 조리개, 신호 검출기 등으로 구성되고, 진공펌프는 대기의 가스분자에 의한 전자빔의 산란 및 방전, 오염 등의 각종 장애를 제거하기 위한 초고진공을 형성하는 구성이다.

주사 전자 현미경의 전자총은 열전자총, 냉음극 전계 방출총(CFE-Gun), 쇼트키 방출총(SFE-Gun) 등이 있으며, 전자총의 종류에 따라 주사 전자 현미경의 성능 및 구성이 크게 달라진다. 일반적으로 CFE-Gun과 SFE-Gun을 사용하는 주사 전자 현미경을 FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscope), 열전자총을 사용하는 것을 Normal SEM 이라고 칭한다.

렌즈는 크게 집속렌즈(Condenser Lens)와 대물렌즈(Objective Lens)의 두 가지로 구분될 수 있다. 집속렌즈는 전자총에서 방출된 전자빔을 1차로 집속하여 최초 초점을 형성하고, 샘플에 도달하는 주사 전류량(Probe Current) 등을 제어하며, 일반적으로 1 ~ 2 개로 구성되어 있다. 대물렌즈는 집속렌즈에서 형성된 전자빔이 대상 샘플에 정확하게 초점이 맞도록 조절하는 구성으로서, 대상 샘플에 주사되는 전자빔의 주사 면적을 제어하여 배율을 형성시키는 주사코일이 함께 구성된다.

조리개는 고정형 조리개와 홀의 크기를 가변하여 사용할 수 있는 가변형 조리개로 구성된다. 고정형 조리개는 제조사의 설계상의 구조에 따라 다수가 전자 컬럼 내에 용도별로 위치한다. 가변형 조리개는 일반적으로 대물렌즈 조리개라고 칭하고, 대물렌즈 상에 위치하여 대물렌즈로 유입되는 빔의 전류량 제어 및 초점 크기 조절, 각종 수차를 줄이는 기능을 수행한다.

전자 컬럼에서 각 분석 목적에 따른 가속 전압을 가진 전자빔이 초점 형성 및 축소되어 대상 샘플에 주사되면 대상 샘플이 가진 고유 특성에 따라 2차 전자와 입사빔이 후방 산란된 신호(BSE)가 발생한다. 이 신호를 2차 전자 검출기 또는 BSE 검출기로 포집 및 증폭하여 신호량에 따른 Contrast 및 Brightness를 부여하고 영상을 처리하면 표면의 형태학적인 영상을 모니터로 확대 관찰할 수 있다. 또한, 입사빔이 대상 샘플에 충돌할 때 발생되는 각 원소의 특성 X-Ray를 검출(EDXS)하면 정성 및 정량 분석 데이터를 얻을 수 있다. 또한, 용도에 따라 투과 전자 검출기(STEM)를 부착하면 대상 샘플의 구조 분석 등 다양한 응용을 할 수 있다.

도 1은 Out-Lens와 Semi-In-Lens 타입의 FE-SEM을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 In-Lens 타입의 FE-SEM을 나타낸 도면이다. FE-SEM은 반도체, 디스플레이(LCD, LED, OLED 등), 태양광, 각종 나노 소재, 생물, 의학, 전자, 기계, 물리, 화학 소재 분야, 각종 재료 및 소재 연구 분야 등의 다양한 분야에서 활용 가능하다. 도 1과 도 2에 도시된 FE-SEM은 전자총(31), Beam Monitor Aperture(32), 제 1 집속렌즈(33), 에어 로크 밸크(Air Lock Valve)(34), Objective Movable Aperture(35), 제 2 집속렌즈(36), 편향코일(37), EXB(38), 대물렌즈(39), 2차 전자 검출기(45) 등으로 구성된다. 도 2의 In-Lens 타입의 FE-SEM은 대물렌즈코일(40), Beam Blanking(41) 등을 더 포함하며, Dark Field STEM Detector(42), Bright Field Aperture(43), Bright Field STEM Detector(44) 등이 추가될 수 있다. 도 2에 도시된 Out-Lens와 Semi-In-Lens 타입의 FE-SEM의 경우에는 시료(11)가 대물렌즈의 아랫부분에 위치하며, 작업거리(WD)가 길고 큰 사이즈의 샘플을 관찰할 수 있는 장점이 있으나, 작업거리가 멀기 때문에 영상 분해능이 떨어지게 된다. 이에 반하여 본 발명이 적용되는 도 3의 In-Lens 타입의 FE-SEM의 경우에는 시료(11)가 대물렌즈 내부에 위치하며, 작업거리가 짧고 작은 사이즈 샘플만을 관찰할 수 있으나, 초고분해능의 영상을 얻을 수 있다.

한편, 종래에는 도 3에 도시한 것과 같이 테이프(Tape)나 접착제(Paste)(12)를 이용하여 시료(11)를 고정시키는 방식이 이용되었다. 상기 테이프는 전도성이 있는 Carbon Tape나 Copper Tape, Al Tape 등이 이용될 수 있으며, 상기 접착제에는 Silver Paste, Carbon Paste 등의 전도성이 있는 액체 상태의 접착제가 이용될 수 있다.

그러나, 테이프를 이용하는 종래의 방식에 의하면, 시료 관찰 시 테이프의 접착제 탄성에 의하여 시료 고정이 불안정해질 수 있고, 접촉 저항에 의하여 전자 대전 형상이 높아져 영상이 흐르는 현상이 발생될 수 있으며, 영상의 왜곡 및 CD(Critical Dimension) 사이즈가 변형될 수 있다는 문제점이 있었다. 또한, 시료 관찰 시 전자를 밀어내는 간섭현상을 유발시킬 수 있고, 시료를 수만 배 이상 확대하여야 하기 때문에 테이프의 미세한 변형이 확대 영상에 큰 영향을 줄 수 있으며, 감지되는 신호에 노이즈가 섞일 수 있어 선명하지 못한 영상이 얻어진다는 문제점이 있었다. 또한, 테이프의 접착 불량으로 시료가 주사 전자 현미경의 진공 챔버에서 이탈되는 경우가 빈번하게 발생될 수 있었으며, 시료 관찰 후 시료를 제거하거나 수거하는 경우에 테이프에 의하여 시료가 훼손되는 경우가 자주 발생한다는 문제점이 있었다.

접착제를 이용하는 종래의 방식에 의하면, 접착제를 시료에 부착하고 최소 20분 정도 건조시킨 후에야 관찰을 할 수 있었으므로 작업 시간이 크게 지연될 수 있었으며, 액체 상태의 접착제에 의하여 시료가 오염될 수 있고, 정밀한 영상을 획득하기가 어렵다는 문제점이 있었다. 또한, 액체 상태의 접착제가 완전히 건조되지 않는 경우에는 시료 챔버가 오염되어 관찰 영역에 Hydro-carbon 등의 Gas 증착 현상이 발생될 수 있으며, 이에 따라 관찰 패턴의 Contamination 현상이 증가할 수 있다는 문제점이 있었다. 또한, 시료 관찰 후 시료를 제거하거나 수거하는 경우에 접착제에 의하여 시료가 훼손되는 경우가 자주 발생한다는 문제점이 있었다.

이에 따라, 간편하고 손쉬운 방식으로 시료를 고정시킬 수 있으며, 선명하고 깨끗한 관찰 결과를 얻을 수 있는 시료 홀더의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

대한민국 공개특허 제10-2009-0022745호 대한민국 공개실용 제20-1999-0027792호 대한민국 공개특허 제10-2008-0075682호 대한민국 공개특허 제10-2009-0096167호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 제조된 웨이퍼에 결함이 있는지 판단하기 위하여 주사 전자 현미경으로 웨이퍼 시료의 표면을 관찰하는 데 사용되는 시료 홀더에 있어서, 시료 홀더의 몸체와 받침대를 결합시킴으로써 간편하고 신속하게 시료를 장착하고 시료의 표면을 관찰할 수 있도록 시료를 고정할 수 있는 시료 홀더 및 그 제어방법을 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.

구체적으로, 본 발명은 시료 홀더의 몸체와 받침대를 체결하여 시료를 장착하고, 몸체와 받침대를 분리하여 시료를 고정시킴으로써 원터치 방식으로 용이하고 효율적으로 시료를 고정시킬 수 있는 시료 홀더를 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 시료에 변형을 가하지 않고 시료를 고정시킴으로써 선명하고 정밀한 확대 영상을 얻을 수 있는 시료 홀더를 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더는, 몸체(100), 상기 몸체(100)의 일단에 형성되고 시료(11)를 고정시키는 시료장착부(110), 상기 몸체(100)의 내부에 위치하는 탄성수단(120) 및 상기 몸체(100)와 체결 또는 분리 가능한 받침대(200)를 포함하되, 상기 받침대(200)는, 상기 받침대(200)의 하부를 이루는 베이스부(210) 및 상기 베이스부(210)의 상면에 돌출 형성되고 상기 시료장착부(110)의 적어도 일부가 삽입 가능한 관통홈(222)이 형성되어 있는 체결부(220)를 더 포함하고, 상기 시료장착부(110)는, 상기 시료장착부(110)의 단부에 위치하여 상기 시료(11)의 일 측면을 고정시키는 제 1 그립부(112) 및 상기 탄성수단(120)과 연결되어 이동 가능하고 상기 탄성수단(120)의 탄성을 이용하여 상기 시료(11)의 타 측면을 고정시키는 제 2 그립부(114)를 더 포함하며, 상기 몸체(100)가 상기 받침대(200)에 체결되어 상기 관통홈(222)에 상기 시료장착부(110)의 적어도 일부가 삽입되는 경우, 상기 제 2 그립부(114)가 이동하여 상기 탄성수단(120)을 압축하고, 상기 제 1 그립부(112)와 상기 이동된 제 2 그립부(114) 사이에 제 1 공간이 형성되며, 상기 제 1 공간에 상기 시료(11)를 장착한 후 상기 몸체(100)를 상기 받침대(200)로부터 분리하는 경우, 상기 분리에 따른 탄성수단(120)의 탄성에 의하여 상기 제 2 그립부(114)가 이동하고, 상기 이동된 제 2 그립부(114)가 상기 시료(11)의 타 측면을 고정시킬 수 있다.

또한, 상기 시료(11)의 표면이 외부를 향하도록 상기 시료(11)가 상기 제 1 공간에 고정되고, 주사 전자 현미경을 이용하여 상기 고정된 시료(11)의 표면을 관찰할 수 있다.

또한, 상기 체결부(220)와 연결되고, 걸림돌기(225)가 형성된 걸림부재(224)를 더 포함하되, 상기 걸림돌기(225)는 상기 체결부(220)에 형성된 상기 관통홈(222)의 적어도 일부를 막을 수 있다.

또한, 상기 제 2 그립부(114)에는 외부로 돌출된 단차(117)가 더 형성될 수 있다.

또한, 상기 몸체(100)가 상기 받침대(200)에 체결되어 상기 관통홈(222)에 상기 시료장착부(110)의 적어도 일부가 삽입되는 경우, 상기 제 2 그립부(114)에 형성된 단차(117)가 상기 걸림돌기(225)에 걸려 상기 제 2 그립부(114)가 이동될 수 있다.

또한, 상기 몸체(100)의 타단에 형성되는 손잡이부(130)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 받침대(200)는, 상기 베이스부(210)의 상면에 돌출 형성되는 지지대(230)를 더 포함하되, 상기 지지대(230)의 상면에 상기 손잡이부(130)의 적어도 일부가 거치될 수 있다.

또한, 상기 지지대(230)의 상면에 형성되고, 외부로 돌출된 형상으로 이루어진 고정돌기(233)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 손잡이부(130)에 형성되고, 내부로 인입된 형상으로 이루어진 고정홈(132)을 더 포함하되, 상기 몸체(100)와 상기 받침대(200)를 체결하여 상기 손잡이부(130)의 고정홈(132)을 상기 지지대(230)의 고정돌기(233)에 결합시키는 경우, 상기 몸체(100)가 상기 받침대(200)에 고정될 수 있다.

또한, 상기 지지대(230)는, 상기 지지대(230)의 하부를 이루는 지지대 받침(231) 및 외부로 돌출된 레버(234)가 형성되고 상기 지지대 받침(231)과 지지대 나사(230a)에 의하여 결합되며 상기 지지대 나사(230a)를 중심으로 기 설정된 각도 내에서 회전 가능한 지지대 상부(232)를 더 포함하되, 상기 레버(234)에 누르는 힘이 인가되는 경우, 상기 레버(234)에 인가되는 힘에 의하여 상기 지지대 상부(232)가 상기 지지대 나사(230a)를 중심으로 회전하면서 상기 지지대 상부(232)가 하강하고, 상기 하강된 지지대 상부(232)를 이용하여 상기 받침대(200)에 체결된 상기 몸체(100)를 상기 받침대(200)로부터 분리시킬 수 있다.

또한, 상기 지지대(230)는, 상기 지지대 받침(231)과 상기 지지대 상부(232)를 연결하는 탄성부(236)를 더 포함하되, 상기 레버(234)를 누르는 힘이 해제되는 경우, 상기 탄성부(236)의 탄성에 의하여 상기 지지대 상부(232)가 상기 지지대 나사(230a)를 중심으로 회전하면서 상기 지지대 상부(232)가 상승할 수 있다.

또한, 상기 받침대(200)는, 상기 베이스부(210)의 상면에 돌출 형성되어 상기 몸체(100)의 적어도 일부가 거치될 수 있는 거치대(240)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 2 그립부(114)는, 상기 시료의 타 측면을 고정시키는 평판(115) 및 상기 탄성수단과 연결되는 밀대(116)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 시료의 일 측면과 맞닿는 상기 제 1 그립부(112)의 일면은 제 1 각도로 기울어지고, 상기 시료의 타 측면과 맞닿는 상기 평판(115)의 일면은 제 2 각도로 기울어질 수 있다.

한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 제어방법은, 몸체(100)가 받침대(200)에 체결되는 제 1 단계, 제 1 공간에 시료(11)를 장착하는 제 2 단계 및 상기 몸체(100)를 상기 받침대(200)로부터 분리하는 제 3 단계를 포함하되, 상기 제 1 단계는, 시료장착부(110)의 적어도 일부가 관통홈(222)에 삽입되는 단계, 제 2 그립부(114)가 이동하는 단계 및 제 1 그립부(112)와 상기 이동된 제 2 그립부(114) 사이에 상기 제 1 공간이 형성되는 단계를 포함하고, 상기 시료장착부(110)는 상기 몸체(100)의 일단에 형성되고, 상기 시료(11)를 고정시키며, 상기 시료장착부(110)는 상기 제 1 그립부(112)와 상기 제 2 그립부(114)를 더 포함하고, 상기 제 1 그립부(112)는 상기 시료(11)의 일 측면을 고정시키고, 상기 제 2 그립부(114)는 상기 시료(11)의 타 측면을 고정시키며, 상기 관통홈(222)은 베이스부(210)의 상면에 위치한 체결부(220)에 형성되고, 상기 시료장착부(110)의 적어도 일부가 삽입 가능하며, 상기 베이스부(210)는 상기 받침대(200)의 하부를 이룰 수 있다.

본 발명은 제조된 웨이퍼에 결함이 있는지 판단하기 위하여 주사 전자 현미경으로 웨이퍼 시료의 표면을 관찰하는 데 사용되는 시료 홀더에 있어서, 시료 홀더의 몸체와 받침대를 결합시킴으로써 간편하고 신속하게 시료를 장착하고 시료의 표면을 관찰할 수 있도록 시료를 고정할 수 있는 시료 홀더 및 그 제어방법을 사용자에게 제공할 수 있다.

구체적으로, 본 발명은 시료 홀더의 몸체와 받침대를 체결하여 시료를 장착하고, 몸체와 받침대를 분리하여 시료를 고정시킴으로써 원터치 방식으로 용이하고 효율적으로 시료를 고정시킬 수 있는 시료 홀더를 사용자에게 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 시료에 변형을 가하지 않고 시료를 고정시킴으로써 선명하고 정밀한 확대 영상을 얻을 수 있는 시료 홀더를 사용자에게 제공할 수 있다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시례를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 Out-Lens와 Semi-In-Lens 타입의 FE-SEM을 나타낸 도면이다.
도 2는 In-Lens 타입의 FE-SEM을 나타낸 도면이다.
도 3은 종래 테이프류나 접착제류를 이용하여 시료를 고정하는 시료 홀더의 일례를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 몸체 및 받침대가 체결되기 전의 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 몸체와 받침대가 체결된 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 몸체의 결합관계를 도시한 분해도이다.
도 7은 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 몸체에 대한 측면 단면도이다.
도 8은 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 제 2 그립부의 분해도이다.
도 9는 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 받침대의 결합관계를 도시한 분해도이다.
도 10은 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 받침대에 대한 측면 단면도이다.
도 11은 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 체결부의 분해도이다.
도 12는 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 지지대의 분해도이다.
도 13은 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 몸체 및 받침대가 체결되기 전의 상태를 도시한 측면도이다.
도 14는 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 몸체와 받침대가 체결된 상태를 도시한 측면도이다.
도 15는 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 몸체와 받침대가 분리되어 시료를 고정한 상태를 도시한 측면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시례에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일 실시례는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.

일반적인 반도체 소자의 제작 공정에서 있어서, 시료 홀더는 주사 전자 현미경을 이용한 웨이퍼의 분석 및 검사 시 시료를 고정시키기 위한 필수적인 장치이다.

그러나, 종래의 테이프나 접착제를 이용하여 시료를 고정시키는 방식은 확대 영상에 노이즈를 발생시켜 정밀하고 선명한 영상을 얻어내는 데 어려움이 있었으며, 번거롭고 시간이 많이 소요된다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 스크류 장치를 이용하여 시료를 고정시키는 방식은 시료에 손상을 줄 수 있으며, 작업성이 떨어진다는 문제점이 있었다.

본 발명은 간편하고 용이하게 시료를 고정시켜 효율적인 반도체 소자 제작 공정을 제공할 수 있는 시료 홀더를 제안하고자 한다. 나아가, 선명하고 정밀한 확대 영상을 얻을 수 있어 반도체 소자의 불량률을 저감시킬 수 있는 시료 홀더를 제안하고자 한다.

이하에서는, 본 발명이 제안하는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더(10)를 구체적으로 설명한다.

<시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 구성>

이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더(10)의 전체적인 구성을 살펴본다. 도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 몸체 및 받침대가 체결되기 전의 상태를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 몸체와 받침대가 체결된 상태를 도시한 사시도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더(10)는 크게 몸체(100)와 받침대(200)로 구성될 수 있다.

몸체(100)는 시료(11)를 안정적으로 고정시킬 수 있는 시료장착부(110)를 포함하며, 사용자는 시료장착부(110)에 고정된 시료(11)를 주사 전자 현미경을 이용하여 관찰할 수 있다. 또한, 몸체(100)는 사용자의 파지를 위한 손잡이부(130)를 포함하며, 상기 시료장착부(110)와 손잡이부(130)를 연결하는 결합부재(140), 하우징(124) 등을 더 포함할 수 있다.

받침대(200)는 몸체(100)와 체결되거나 분리될 수 있다. 받침대(200)가 몸체(100)가 체결되는 경우, 몸체(100)의 시료장착부(110)에 시료(11)를 장착할 수 있다. 몸체(100)와 체결된 받침대(200)가 몸체(100)에서 분리되는 경우, 몸체(100)의 시료장착부(110)에 시료(11)를 고정시킬 수 있다.

받침대(200)는 체결부(220)를 포함하며, 상기 체결부(220)에는 시료장착부(110)의 적어도 일부가 삽입 가능한 홈이 형성되어 있다. 또한, 받침대(200)는 몸체(100)의 손잡이부(130)가 거치될 수 있는 지지대(230)를 포함하며, 결합부재(140)나 하우징(124)의 일부가 거치될 수 있는 거치대(240)를 더 포함할 수 있다.

이하에서는, 몸체(100)와 받침대(200)로 구성되는 본 발명의 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더(10)의 구체적인 구성을 살펴본다.

먼저, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더(10)를 구성하는 몸체(100) 구성을 상세하게 살펴본다. 도 6은 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 몸체의 결합관계를 도시한 분해도이고, 도 7은 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 몸체에 대한 측면 단면도이다.

본 발명의 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더(10)의 몸체(100)는 길이방향으로 긴 관 형상으로 이루어지며, 시료장착부(110), 탄성수단(120), 손잡이부(130), 결합부재(140) 등을 포함할 수 있다. 단, 도 6 및 도 7에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 몸체(100)가 구현될 수도 있다. 이하 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

시료장착부(110)는 몸체(100)의 일단에 형성될 수 있다. 본 발명이 적용되는 주사 전자 현미경은 시료(11)를 매우 크게 확대 관찰하므로 시료(11)를 단단하게 고정시키는 것이 매우 중요하다. 시료(11)의 정밀한 관찰을 위하여 시료장착부(110)는 시료(11)를 장착하고, 장착된 시료(11)를 단단하게 고정시킬 수 있다. 시료장착부(110)에는 시료(11)의 양 측면이 고정되므로 시료(11) 표면 부분이 위를 향하게 되고, 사용자는 주사 전자 현미경을 이용하여 시료(11)의 표면을 관찰할 수 있다.

시료장착부(110)는 고정된 제 1 그립부(112)와 이동 가능한 제 2 그립부(114)로 이루어질 수 있다. 상기 제 2 그립부(114)는 평판(115)과 밀대(116)로 이루어질 수 있다. 시료장착부(110)가 개방되어 제 1 그립부(112)와 제 2 그립부(114) 사이에 제 1 공간이 형성되고 상기 제 1 공간에 시료(11)가 장착되는 경우, 제 1 그립부(112)와 제 2 그립부(114)를 이용하여 상기 시료(11)를 고정시킬 수 있다.

제 1 그립부(112)는 시료장착부(110)의 단부에 고정되어 있으며, 도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이 시료장착부(110)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 제 1 그립부(112)를 이용하여 시료(11)의 일 측면을 고정시킬 수 있다. 시료의 일 측면과 맞닿는 제 1 그립부(112)의 일면은 시료(11)를 용이하게 고정시킬 수 있도록 기울어진 형태로 이루어질 수 있으며, 일례로 60˚의 각도로 기울어지게 형성될 수 있다.

제 2 그립부(114)는 연결수단(122)을 통하여 탄성수단(120)과 연결되어 있으며, 외력에 의하여 이동될 수 있다. 상기 제 2 그립부(114)를 이용하여 시료(11)의 타 측면을 고정시킬 수 있다.

제 1 그립부(112)가 시료(11)의 일 측면을 고정시키고, 제 2 그립부(114)는 시료(11)의 타 측면을 고정시키므로, 시료(11)의 표면이 윗 방향을 향하게 된다. 따라서, 사용자는 주사 전자 현미경에 시료장착부(110)를 결합하여 시료(11)의 표면을 관찰할 수 있다.

한편, 시료장착부(110)의 제 2 그립부(114)에 대한 구체적인 구성을 살펴보기 위하여 도 8을 먼저 살펴본다. 도 8은 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 제 2 그립부의 분해도이다.

도 8에 도시된 것과 같이, 제 2 그립부(114)는 평판(115)과 밀대(116)가 제 2 그립부 나사(114a)에 의하여 결합되어 구성된다.

제 2 그립부(114)를 구성하는 평판(115)은 도 8에 도시된 것과 같이 납작한 모양의 사각형 형상으로 이루어질 수 있다. 다만, 본 발명에 적용되는 평판(115)의 구성이 상기 형상으로 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상으로 변형 가능하다.

제 2 그립부(114)의 평판(115)은 시료(11)의 한 측면에 접촉하여 시료(11)를 고정시킬 수 있다. 평판(115)과 시료(11)가 접촉되는 상기 측면은 시료(11)를 용이하게 고정시킬 수 있도록 기울어진 형태로 이루어질 수 있으며, 일례로서 60˚의 각도로 기울어진 형상을 가질 수 있다. 평판(115)에는 평판 끼움홈(115a)이 형성되어 있으며, 상기 평판 끼움홈(115a)은 상부가 하부보다 크게 형성될 수 있다. 평판 끼움홈(115a)은 밀대(116)의 제 1 밀대 끼움홈(116a)과 맞물려서 평판(115)과 밀대(116)를 결합시킬 수 있다.

제 2 그립부(114)를 구성하는 밀대(116)는 도 8에 도시된 것과 같은 형상으로 이루어질 수 있다. 다만, 본 발명에 적용 가능한 밀대(116)의 구성이 상기 형상으로 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상으로 변형 가능하다.

밀대(116)의 단부에는 제 1 밀대 끼움홈(116a)이 형성되어 있다. 제 1 밀대 끼움홈(116a)은 평판(115)의 평판 끼움홈(115a)과 맞물리며, 제 1 밀대 끼움홈(116a)과 평판 끼움홈(115a)에 제 2 그립부 나사(114a)와 같은 결합장치를 삽입하여 평판(115)과 밀대(116)를 결합시킬 수 있다. 밀대(116)의 다른 쪽 단부에는 제 2 밀대 끼움홈(116b)이 형성되어 있다. 제 2 밀대 끼움홈(116b)에는 연결수단(122)의 일단에 형성된 연결수단 끼움돌기(122a)가 삽입될 수 있으며, 제 2 밀대 끼움홈(116b)에 연결수단 끼움돌기(122a)이 삽입되어 제 2 그립부(114)와 연결수단(122)이 서로 결합될 수 있다.

밀대(116)의 상부에는 외부로 돌출된 단차(117)가 형성되어 있다. 단차(117)는 관통홈(222)의 일부를 막고 있는 걸림부재(224)의 걸림돌기(225)와 맞닿을 수 있는 높이로 형성된다.

다시 도 6 및 도 7을 참조하면, 깔때기 형상의 시료장착부(110)의 끝부분에는 홈이 형성되어 있으며, 상기 홈에 자연산 사파이어 재질의 첨단부(119)가 Quick-Drying Glue를 이용하여 접착되어 있다. 또한, 본 발명이 적용되는 주사 전자 현미경에도 깔때기 형상의 공간이 형성되어 있어 시료장착부(110)의 끝부분이 삽입될 수 있으며, 주사 전자 현미경의 깔대기 형상의 공간의 첨단도 사파이어 재질로 이루어져 있다. 주사 전자 현미경에 시료장착부(110)의 끝부분이 삽입되는 경우, 상기 사파이어 재질의 첨단부(119)와 주사 전자 현미경의 사파이어 재질 부분이 서로 만나게 된다. 따라서, 시료장착부(110)가 주사 전자 현미경으로부터 미끄러지지 않고 견고하게 고정되며, 시료(11)를 정밀하게 관찰할 수 있게 된다.

한편, 탄성수단(120)은 스프링과 같이 탄성력을 갖는 구성으로서, 몸체(100)의 하우징(124) 내부에 위치한다. 탄성수단(120)의 일측은 결합부재(140)의 일단에 형성된 결합부재 끼움부(140a)에 연결되어 있으며, 탄성수단(120)의 타측은 제 2 그립부(114)와 연결될 수 있다.

도 6 및 도 7에 도시된 것과 같이 탄성수단(120)의 타측과 제 2 그립부(114) 사이에는 연결수단(122)이 개재되어 있을 수 있다. 연결수단(122)의 일단에는 연결수단 끼움돌기(122a)가 형성되어 있으며, 연결수단 끼움돌기(122a)는 상기 밀대(116)의 제 2 밀대 끼움홈(116b)에 삽입될 수 있다. 연결수단(122)의 타단은 탄성수단(120)과 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있다.

이렇게 제 2 그립부(114)는 탄성수단(120)과 서로 연결되어 있으므로, 제 2 그립부(114)에 외력이 가해지는 경우 제 2 그립부(114)는 전후로 이동할 수 있다. 즉, 제 2 그립부(114)의 일부가 외력에 의하여 힘을 받는 경우, 탄성수단(120)이 압축되어 제 2 그립부(114)가 뒤로 이동하며 제 1 공간을 형성한다. 상기 제 2 그립부(114)의 일부에 가해진 외력이 제거되는 경우, 탄성수단(120)의 탄성에 의하여 제 2 그립부(114)는 다시 원위치로 이동하게 된다.

한편, 손잡이부(130)는 시료장착부(110)의 반대편인 몸체(100)의 타단에 위치할 수 있다. 손잡이부(130)는 사용자가 편하게 몸체(100)를 파지할 수 있도록 고무나 플라스틱 재질로 이루어질 수 있으며, 손잡이부(130)의 표면은 용이한 파지를 위하여 요철 형상으로 이루어질 수 있다.

손잡이부(130)에는 내부로 인입된 형상의 고정홈(132)을 포함할 수 있으며, 상기 고정홈(132)은 지지대(230)의 고정돌기(233)와 결합될 수 있다.

한편, 결합부재(140)는 몸체(100)의 손잡이부(130)와 하우징(124)을 연결하며, 관 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 결합부재(140)는 본 발명이 적용되는 주사 전자 현미경의 규격에 따라 적절한 길이와 두께로 이루어질 수 있다.

결합부재(140)의 일단에는 결합부재 끼움부(140a)가 형성되어 있다. 결합부재 끼움부(140a)는 탄성수단(120)을 둘러싸는 하우징(124)에 연결될 수 있으며, 탈부착될 수 있도록 형성될 수 있다. 결합부재 끼움부(140a)는 주사 전자 현미경의 챔버가 진공 상태를 유지할 수 있도록 공기를 차단하는 역할을 한다. 또한, 결합부재(140)와 하우징(124)의 연결단에는 오링(O-Ring)(144)이 더 포함될 수 있으며, 상기 오링(144)은 주사 전자 현미경의 챔버가 진공 상태를 유지할 수 있도록 외부 공기를 차단하는 역할을 한다.

결합부재(140)에는 포지션 핀(142)이 외부로 돌출되어 있다. 포지션 핀(142)은 본 발명의 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더(10)를 주사 전자 현미경에 장착할 때, 시료(11)가 정확하게 장착될 수 있도록 가이드 역할을 한다. 즉, 포지션 핀(142)이 주사 전자 현미경에 설치된 가이드 레일을 따라가도록 함으로써 시료(11)가 주사 전자 현미경의 챔버 내의 정확한 위치에 장착될 수 있도록 할 수 있다.

본 발명의 시료의 단면 관찰에 사용되는 시료 홀더(10)의 하우징(124)은 인청동 재질의 구리 계열 소재로 이루어진다. 주사 전자 현미경 이용 시 자성에 의하여 초점이 맞지 않게 되는 현상을 방지하기 위하여 자화가 되지 않는 재질을 이용한다. 하우징(124) 내부에 있는 탄성수단(120)도 인청동 재질로 이루어진다. 몸체(100) 내부에 있는 부품은 신쭈 재질로 이루어질 수 있다. 결합부재(140)는 알루미늄 재질을 사용할 수 있다.

다음으로, 도 9 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더(10)를 구성하는 받침대(200) 구성을 상세하게 살펴본다. 도 9는 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 받침대의 결합관계를 도시한 분해도이고, 도 10은 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 받침대에 대한 측면 단면도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더(10)의 받침대(200)는 길이방향으로 긴 직육면체 형상으로 이루어질 수 있으며, 베이스부(210), 체결부(220), 지지대(230), 거치대(240) 등으로 이루어질 수 있다. 단, 도 9 및 도 10에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 받침대(200)가 구현될 수도 있다. 이하 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

베이스부(210)는 받침대(200)의 하부를 이루며 받침대(200)를 지지하는 구성으로서, 도 9 및 도 10에 도시된 것과 같이 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명의 베이스부(210)는 반드시 도 9 및 도 10의 형상에 한정되는 것은 아니며, 다른 형상으로 변형되어 형성되는 것도 가능하다.

베이스부(210)의 상면과 하면은 지면에서 안정적인 작업을 수행할 수 있도록 평평하게 형성되어 있으며, 베이스부(210)의 상면에는 체결부(220), 지지대(230), 거치대(240) 등의 받침대(200)의 주요 구성이 돌출 형성되어 있다.

베이스부(210)에는 체결부(220)와 결합될 수 있는 홈(210a, 210b, 210c, 210d)과 지지대(230)와 결합될 수 있는 홈(210e, 210f, 210g, 210h)이 형성되어 있다. 상기 체결부(220)와 결합될 수 있는 홈(210a, 210b, 210c, 210d)은 체결부(220)의 하단에 결합을 위하여 위치한 홈과 대응되도록 배치되도록 설계된다. 또한, 상기 지지대(230)와 결합될 수 있는 홈(210e, 210f, 210g, 210h)은 지지대(230)의 하단에 결합을 위하여 위치한 홈과 대응되도록 배치되도록 설계된다. 도 8에서 볼 수 있듯이, 상기 홈(210a 내지 210h)은 하부가 상부보다 크게 형성될 수 있다. 상기 홈(210a 내지 210h)에 나사와 같은 결합장치를 삽입하여 베이스부(210)를 체결부(220)나 지지대(230)에 결합시킬 수 있다.

한편, 체결부(220)는 베이스부(210)의 일단의 상면에 돌출 형성되어 있다. 구체적으로는, 몸체(100)와 받침대(200)가 체결되는 경우 몸체(100)의 시료장착부(110)가 위치하는 부분에 체결부(220)가 형성될 수 있다.

체결부(220)에 대한 구체적인 구성을 살펴보기 위하여 도 11을 먼저 살펴본다. 도 11은 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 체결부의 분해도이다.

체결부(220)에는 관통홈(222)이 형성되어 있어 시료장착부(110)의 적어도 일부가 삽입될 수 있다. 체결부(220)에 형성되는 관통홈(222)은 시료장착부(110)가 삽입되기에 적절한 크기로 설계된다. 체결부(220)의 관통홈(222)에 시료장착부(110)의 적어도 일부가 삽입되는 경우 시료장착부(110)가 개방되면서 제 1 공간이 형성된다. 사용자는 핀셋 등을 이용하여 상기 제 1 공간에 시료(11)를 장착할 수 있다.

도 11에 도시된 것과 같이 체결부(220)의 상면에 반원형의 홈이 형성될 수 있으며, 상기 반원형의 홈은 관통홈(222)과 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 관통홈(222)에 삽입된 시료장착부(110)의 일부가 체결부(220)의 상면에 형성된 반원형의 홈까지 진행할 수 있다.

체결부(220)에는 제 1 체결부 끼움홈(220a)과 제 2 체결부 끼움홈(220b)이 형성될 수 있다. 제 1 체결부 끼움홈(220a)과 제 2 체결부 끼움홈(220b)은 체결부(220)를 후술할 걸림부재(224)와 결합시키기 위한 구성이다.

걸림부재(224)에는 체결부(220)에 형성된 관통홈(222)의 적어도 일부를 막는걸림돌기(225)가 형성되어 있다. 시료장착부(110)가 관통홈(222)에 삽입되는 경우, 걸림부재(224)의 걸림돌기(225)는 밀대(116)에 형성된 단차(117)와 맞닿게 된다. 걸림돌기(225)와 단차(117)가 맞닿아 제 2 그립부(114)는 진행이 막히게 되며, 상기 제 2 그립부(114)는 탄성수단(120)을 압축하며 뒤쪽으로 이동한다. 따라서, 상기 이동된 제 2 그립부(114)와 고정된 제 1 그립부(112) 사이에 제 1 공간이 형성되고, 사용자는 핀셋 등을 이용하여 시료(11)를 상기 제 1 공간에 장착할 수 있다.

또한, 걸림부재(224)에는 제 1 걸림부재 끼움홈(224a)과 제 2 걸림부재 끼움홈(224b)이 형성되어 있다. 제 1 걸림부재 끼움홈(224a)과 제 2 걸림부재 끼움홈(224b)은 각각 체결부(220)에 형성된 제 1 체결부 끼움홈(220a)과 제 2 체결부 끼움홈(220b)과 맞물리며, 체결부 나사(221a, 221b)와 같은 결합장치를 삽입하여 체결부(220)와 걸림부재(224)를 결합시킬 수 있다.

체결부(220)의 하면에는 제 3 체결부 끼움홈(220c), 제 4 체결부 끼움홈(220d), 제 5 체결부 끼움홈(220e), 제 6 체결부 끼움홈(220f)이 형성되어 있다. 상기 제 3 체결부 끼움홈 내지 제 6 체결부 끼움홈(220c 내지 220f)은 베이스부(210)의 일단에 형성된 홈(210a, 210b, 210c, 210d)과 맞물리며, 나사와 같은 결합장치가 삽입되어 체결부(220)를 베이스부(210)에 결합시킬 수 있다.

한편, 다시 도 9 및 도 10을 참조하면, 지지대(230)는 베이스부(210)의 타단의 상면에 돌출 형성되어 있다. 구체적으로는, 몸체(100)와 받침대(200)가 체결되는 경우 몸체(100)의 손잡이부(130)가 위치하는 부분에 지지대(230)가 형성될 수 있다. 지지대(230)에는 몸체(100)의 손잡이부(130)가 거치되므로, 체결부(220)의 반대편에 지지대(230)가 형성된다. 베이스부(210) 상면에 형성된 지지대(230)와 체결부(220) 사이의 간격은 몸체(100)의 길이에 대응하여 설계될 수 있다. 또한, 몸체(100)와 받침대(200)가 체결되는 경우, 몸체(100)는 수평을 이루며 거치되어야 한다. 따라서, 돌출된 지지대(230)와 체결부(220)의 높이는 몸체(100)를 수평으로 만들 수 있도록 설계된다.

지지대(230)에 대한 구체적인 구성을 살펴보기 위하여 도 12를 먼저 살펴본다. 도 12는 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 지지대의 분해도이다.

몸체(100)의 손잡이부(130)를 거치하는 지지대(230)는 도 12에 도시된 것과 같이 지지대 받침(231)과 지지대 상부(232)가 결합하여 이루어진다.

지지대 받침(231)에는 레버홈(231a)이 형성되어 있으며, 상기 레버홈(231a)은 지지대 상부(232)에 형성된 회전홈(232a)과 맞물려서 지지대 받침(231)과 지지대 상부(232)를 결합시킬 수 있다. 또한, 지지대 받침(231)에는 스프링홈(231b)이 형성되어 있으며, 상기 스프링홈(231b)에는 지지대 상부(232)와 연결되는 탄성부(236)가 연결될 수 있다.

지지대 상부(232)에는 회전홈(232a)이 형성되어 있으며, 상기 회전홈(232a)은 지지대 받침(231)의 레버홈(231a)과 맞물리며, 지지대 나사(230a)와 같은 결합장치를 삽입하여 지지대 받침(231)과 지지대 상부(232)를 결합시킬 수 있다. 지지대 상부(232)는 지지대 나사(230a)를 중심으로 일정한 각도로 회전 가능하게 연결된다.

지지대 상부(232)의 상면에는 외부로 돌출된 형상으로 이루어진 고정돌기(233)가 형성되어 있다. 고정돌기(233)는 손잡이부(130)의 고정홈(132)가 맞물려서 몸체(100)가 받침대(200)에 견고하게 체결될 수 있도록 한다. 따라서, 고정돌기(233)는 내부로 인입된 형상의 고정홈(132)과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 고정돌기(233)의 형상이 반드시 고정홈(132)의 형상과 동일할 필요는 없으며, 고정돌기(233)가 고정홈(132)에 결합될 수 있는 구조를 갖도록 하는 형상이면 충분하다. 고정돌기(233)와 고정홈(132)을 형성하여 결합시킴으로써 몸체(100)와 받침대(200)의 체결이 더욱 용이하고 간편해지는 효과가 있다.

또한, 지지대 상부(232)에는 레버(234)가 형성되어 있으며, 스프링과 같은 탄성부(236)가 연결되어 있다. 레버(234)는 지지대 상부(232)의 외부로 돌출 형성되며 사용자가 손으로 누를 수 있다. 사용자가 레버(234)를 누르는 경우, 지지대 상부(232)가 지지대 나사(230a)를 중심으로 아래쪽으로 회전하면서 하강하게 되며, 이는 지지대(230)에 거치된 손잡이부(130)를 지지대(230)에서 분리시킨다. 손잡이부(130)가 지지대(230)에서 분리된 후 사용자가 레버(234)를 누르는 힘을 해제하면, 탄성부(236)의 탄성력에 의하여 지지대 상부(232)는 원위치로 되돌아간다. 즉, 사용자가 레버(234)를 누르는 힘을 해제하면, 지지대 상부(232)는 지지대 나사(230a)를 중심으로 위쪽으로 회전하면서 원위치로 되돌아가게 된다. 이렇게 지지대 상부(232)에 형성된 레버(234)를 눌러 손잡이부(130)를 지지대(230)에서 분리시킴으로써 몸체(100)와 받침대(200)의 분리가 더욱 용이하고 간편해지는 효과가 있다.

지지대 받침(231)의 하부에는 제 1 지지대 받침 끼움홈(231c), 제 2 지지대 받침 끼움홈(231d), 제 3 지지대 받침 끼움홈(231e), 제 4 지지대 받침 끼움홈(231f)이 형성되어 있다. 상기 제 1 지지대 받침 끼움홈 내지 제 4 지지대 받침 끼움홈(231c 내지 231f)은 베이스부(210)의 상면에 형성된 홈(210e, 210f, 210g, 210h)과 맞물리며, 나사와 같은 결합장치를 삽입하여 지지대(230)와 베이스부(210)를 결합시킬 수 있다.

한편, 다시 도 9 및 도 10을 참조하면, 거치대(240)는 몸체(100)가 받침대(200)에 체결되는 경우 몸체(100)를 받쳐주는 구성으로서, 베이스부(210)의 상면에 돌출 형성되어 있다. 거치대(240)는 복수로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 체결부(220)와 지지대(230) 사이에 형성될 수 있다. 도 9 및 도 10에서는 거치대(240)가 두 개 형성된 받침대(200)를 도시하였으나, 본 발명의 시료 홀더에 적용될 수 있는 거치대(240)의 개수에는 특별한 제한이 없다. 거치대(240)에는 몸체(100)의 적어도 일부가 거치될 수 있으므로, 체결부(220), 지지대(230)와 함께 몸체(100)를 수평하게 거치할 수 있도록 적절한 높이를 갖도록 설계될 수 있다.

또한, 거치대(240) 상면에는 반원형의 홈이 형성되어 있으며, 몸체(100)의 일부가 상기 반원형의 홈에 거치될 수 있다. 따라서, 받침대(200)에 체결된 몸체(100)가 쉽게 떨어지지 않고 안정적으로 체결될 수 있다. 거치대(240)에 형성된 반원형의 홈은 몸체(100)의 크기에 대응하여 형성될 수 있다. 몸체(100)는 일반적으로 시료장착부(110) 부분 보다는 손잡이부(130) 부분이 굵게 형성되므로, 거치대(240)가 위치한 부분에 따라 거치대(240)에 형성된 홈의 크기도 달라질 수 있다. 몸체(100)와 받침대(200)가 체결되는 경우 몸체(100)가 수평을 유지할 수 있도록 체결부(220)에 형성된 관통홈(222)의 높이, 지지대(230)와 거치대(240)의 높이가 설계되어야 한다.

<시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 동작>

본 발명의 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더(10)에 시료(11)를 장착하기 위해서는 몸체(100)와 받침대(200)를 체결시켜야 하고, 장착된 시료(11)를 고정시키기 위해서는 몸체(100)를 받침대(200)에서 분리하여야 한다. 이하에서는, 도 13 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더(10)의 구체적인 동작을 살펴본다.

먼저, 도 13은 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 몸체 및 받침대가 체결되기 전의 상태를 도시한 측면도이다. 도 13을 참조하면, 몸체(100)와 받침대(200)를 체결시키기 위하여 받침대(220)의 거치대(240)에 몸체(100)의 일부를 거치시킨다. 거치대(240) 상면에는 반원형의 홈이 형성되어 있으므로 원형의 관 형상으로 이루어진 몸체(100)의 일부가 상기 반원형의 홈에 거치될 수 있다. 이렇게 몸체(100)의 일부를 거치대(240)에 거치하면 몸체(100)의 시료장착부(110)는 체결부(220)의 관통홈(222)이 형성된 위치에 놓이게 된다.

몸체(100)와 받침대(200)를 체결되기 전에는 제 2 그립부(114)는 앞으로 전진하여 제 1 그립부(112)와 거의 맞닿아 있으므로 시료(11)를 장착할 수 없다. 제 2 그립부(114)를 뒤로 이동시켜 제 1 그립부(112)와 제 2 그립부(114) 사이에 시료(11)를 장착하기 위하여 몸체(100)를 앞으로 밀어 넣는다.

다음으로, 도 14는 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 몸체와 받침대가 체결된 상태를 도시한 측면도이다. 도 14를 참조하면, 체결부(220)에 형성된 관통홈(222)에 몸체(100)의 시료장착부(110)를 삽입하면 몸체(100)와 받침대(200)를 체결시킬 수 있다. 시료장착부(110)의 일부를 관통홈(222)에 삽입하는 경우, 제 2 그립부(114)에 외부로 돌출 형성된 단차(117)는 관통홈(222)의 일부를 막고 있는 걸림부재(224)의 걸림돌기(225)와 맞닿게 된다. 제 2 그립부(114)는 연결수단(122)을 통하여 탄성수단(120)과 연결되어 있으므로, 제 2 그립부(114)에 외력이 가해지는 경우 제 2 그립부(114)는 이동할 수 있다. 따라서, 시료장착부(110)가 앞으로 이동함에 따라 제 2 그립부(114)는 탄성수단(120)을 압축하며 뒤로 이동한다.

시료장착부(110)를 관통홈(222)에 충분히 삽입하면 제 2 그립부(114)는 뒤로 더 이동하고, 제 1 그립부(112)와 제 2 그립부(114) 사이에 시료(11)를 장착하기에 충분한 제 1 공간이 형성된다. 제 1 공간이 형성된 후 손잡이부(130)를 받침대(200)의 지지대(230)에 거치한다. 손잡이부(130)에는 내부로 인입된 형상의 고정홈(132)이 형성되어 있고, 지지대(230)의 상면에는 외부로 돌출된 형상으로 이루어진 고정돌기(233)가 형성되어 있으며, 상기 고정홈(132)과 고정돌기(233)는 서로 대응되는 형상으로 이루어질 수 있다. 고정홈(132)과 고정돌기(233)가 결합되면, 손잡이부(130)와 지지대(230)가 견고하게 결합되므로, 몸체(100)와 받침대(200)의 체결이 더욱 견고해질 수 있다. 몸체(100)와 받침대(200)가 체결되면, 사용자는 핀셋 등을 이용하여 상기 제 1 공간에 시료(11)를 장착할 수 있다. 제 1 공간에 장착된 시료(11) 표면 부분이 위를 향하므로 사용자는 주사 전자 현미경을 이용하여 시료(11)의 표면을 관찰할 수 있다.

다음으로, 도 15는 본 발명에 적용될 수 있는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 몸체와 받침대가 분리되어 시료를 고정한 상태를 도시한 측면도이다. 도 15를 참조하면, 몸체(100)를 받침대(200)로부터 분리하는 경우에는 사용자는 손잡이부(130)를 잡고 지지대 상부(232)의 외부로 돌출 형성된 레버(234)를 누른다. 사용자가 레버(234)를 누르는 경우 상기 레버(234)에 가해지는 힘에 의하여 지지대 상부(232)가 아래쪽으로 회전하면서 하강하게 된다. 하강된 지지대 상부(232)는 지지대(230)에 거치된 손잡이부(130)를 지지대(230)로부터 용이하게 분리시킬 수 있게 한다. 레버(234)를 눌러 손잡이부(130)가 지지대(230)로부터 분리된 경우, 사용자는 손잡이부(130)를 잡고 천천히 몸체(100)를 후진시켜 몸체(100)를 받침대(200)로부터 분리시킬 수 있다.

관통홈(222)에서 시료장착부(110)를 빼내는 경우, 제 2 그립부(114)의 단차(117)와 걸림부재(224)의 걸림돌기(225)가 분리되면서 제 2 그립부(114)의 단차(117)에 가해진 외력이 제거되고, 탄성수단(120)의 탄성에 의하여 제 2 그립부(114)는 다시 앞으로 이동하게 된다. 따라서, 제 1 공간에 장착된 시료(11)의 일 측면은 제 1 그립부(112)에 의하여 고정되고, 제 1 공간에 장착된 시료(11)의 타 측면은 제 2 그립부(114)에 의하여 고정되므로, 사용자는 고정된 시료(11)를 주사 전자 현미경에 적용하여 정밀한 시료(11) 표면의 확대 영상을 얻을 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더 및 그 제어방법에 의하면, 별도의 테이프나 접착제 등을 이용하지 않고 간단하고 신속하게 시료를 장착시키고 고정시키는 것이 가능하다. 이에 따라, 본 발명의 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더를 주사 전자 현미경에 적용하여 시료를 관찰하는 경우, 선명한 영상을 얻을 수 있으며 보다 정밀하고 정확한 관찰을 할 수 있다.

한편, 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행할 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시례들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시례들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시례들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

10: 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더
11: 시료
100: 몸체
110: 시료장착부
112: 제 1 그립부
114: 제 2 그립부
115: 평판
116: 밀대
119: 첨단부
120: 탄성수단
122: 연결수단
124: 하우징
130: 손잡이부
132: 고정홈
140: 결합부재
200: 받침대
210: 베이스부
220: 체결부
222: 관통홈
224: 걸림부재
225: 걸림돌기
230: 지지대
231: 지지대 받침
232: 지지대 상부
233: 고정돌기
240: 거치대

Claims (15)

1. 몸체(100);
   상기 몸체(100)의 일단에 형성되고, 시료(11)를 고정시키는 시료장착부(110);
   상기 몸체(100)의 내부에 위치하는 탄성수단(120); 및
   상기 몸체(100)와 체결 또는 분리 가능한 받침대(200);를 포함하되,
   상기 받침대(200)는,
   상기 받침대(200)의 하부를 이루는 베이스부(210); 및
   상기 베이스부(210)의 상면에 돌출 형성되고, 상기 시료장착부(110)의 적어도 일부가 삽입 가능한 관통홈(222)이 형성되어 있는 체결부(220);를 더 포함하고,
   상기 시료장착부(110)는,
   상기 시료장착부(110)의 단부에 위치하여 상기 시료(11)의 일 측면을 고정시키는 제 1 그립부(112); 및
   상기 탄성수단(120)과 연결되어 이동 가능하고, 상기 탄성수단(120)의 탄성을 이용하여 상기 시료(11)의 타 측면을 고정시키는 제 2 그립부(114);를 더 포함하며,
   상기 몸체(100)가 상기 받침대(200)에 체결되어 상기 관통홈(222)에 상기 시료장착부(110)의 적어도 일부가 삽입되는 경우, 상기 제 2 그립부(114)가 이동하여 상기 탄성수단(120)을 압축하고, 상기 제 1 그립부(112)와 상기 이동된 제 2 그립부(114) 사이에 제 1 공간이 형성되며,
   상기 제 1 공간에 상기 시료(11)를 장착한 후 상기 몸체(100)를 상기 받침대(200)로부터 분리하는 경우, 상기 분리에 따른 탄성수단(120)의 탄성에 의하여 상기 제 2 그립부(114)가 이동하고, 상기 이동된 제 2 그립부(114)가 상기 시료(11)의 타 측면을 고정시키며,
   상기 시료(11)의 표면이 외부를 향하도록 상기 시료(11)가 상기 제 1 공간에 고정되고, 주사 전자 현미경을 이용하여 상기 고정된 시료(11)의 표면을 관찰 가능한 것을 특징으로 하는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 체결부(220)와 연결되고, 걸림돌기(225)가 형성된 걸림부재(224);를 더 포함하되,
   상기 걸림돌기(225)는 상기 체결부(220)에 형성된 상기 관통홈(222)의 적어도 일부를 막는 것을 특징으로 하는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제 2 그립부(114)에는 외부로 돌출된 단차(117)가 더 형성된 것을 특징으로 하는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 몸체(100)가 상기 받침대(200)에 체결되어 상기 관통홈(222)에 상기 시료장착부(110)의 적어도 일부가 삽입되는 경우,
   상기 제 2 그립부(114)에 형성된 단차(117)가 상기 걸림돌기(225)에 걸려 상기 제 2 그립부(114)가 이동되는 것을 특징으로 하는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 몸체(100)의 타단에 형성되는 손잡이부(130);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 받침대(200)는,
   상기 베이스부(210)의 상면에 돌출 형성되는 지지대(230);를 더 포함하되,
   상기 지지대(230)의 상면에 상기 손잡이부(130)의 적어도 일부가 거치될 수 있는 것을 특징으로 하는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 지지대(230)의 상면에 형성되고, 외부로 돌출된 형상으로 이루어진 고정돌기(233);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 손잡이부(130)에 형성되고, 내부로 인입된 형상으로 이루어진 고정홈(132);을 더 포함하되,
   상기 몸체(100)와 상기 받침대(200)를 체결하여 상기 손잡이부(130)의 고정홈(132)을 상기 지지대(230)의 고정돌기(233)에 결합시키는 경우, 상기 몸체(100)가 상기 받침대(200)에 고정되는 것을 특징으로 하는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더.
10. 제 7항에 있어서,
    상기 지지대(230)는,
    상기 지지대(230)의 하부를 이루는 지지대 받침(231); 및
    외부로 돌출된 레버(234)가 형성되고, 상기 지지대 받침(231)과 지지대 나사(230a)에 의하여 결합되며, 상기 지지대 나사(230a)를 중심으로 기 설정된 각도 내에서 회전 가능한 지지대 상부(232);를 더 포함하되,
    상기 레버(234)에 누르는 힘이 인가되는 경우,
    상기 레버(234)에 인가되는 힘에 의하여 상기 지지대 상부(232)가 상기 지지대 나사(230a)를 중심으로 회전하면서 상기 지지대 상부(232)가 하강하고,
    상기 하강된 지지대 상부(232)를 이용하여 상기 받침대(200)에 체결된 상기 몸체(100)를 상기 받침대(200)로부터 분리시키는 것을 특징으로 하는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 지지대(230)는,
    상기 지지대 받침(231)과 상기 지지대 상부(232)를 연결하는 탄성부(236);를 더 포함하되,
    상기 레버(234)를 누르는 힘이 해제되는 경우,
    상기 탄성부(236)의 탄성에 의하여 상기 지지대 상부(232)가 상기 지지대 나사(230a)를 중심으로 회전하면서 상기 지지대 상부(232)가 상승하는 것을 특징으로 하는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더.
12. 제 1항에 있어서,
    상기 받침대(200)는,
    상기 베이스부(210)의 상면에 돌출 형성되어 상기 몸체(100)의 적어도 일부가 거치될 수 있는 거치대(240);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더.
13. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 그립부(114)는,
    상기 시료의 타 측면을 고정시키는 평판(115); 및
    상기 탄성수단과 연결되는 밀대(116);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더.
14. 제 13항에 있어서,
    상기 시료의 일 측면과 맞닿는 상기 제 1 그립부(112)의 일면은 제 1 각도로 기울어지고,
    상기 시료의 타 측면과 맞닿는 상기 평판(115)의 일면은 제 2 각도로 기울어진 것을 특징으로 하는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더.
15. 몸체(100)가 받침대(200)에 체결되는 제 1 단계;
    제 1 공간에 시료(11)를 장착하는 제 2 단계; 및
    상기 몸체(100)를 상기 받침대(200)로부터 분리하는 제 3 단계;를 포함하되,
    상기 제 1 단계는,
    시료장착부(110)의 적어도 일부가 관통홈(222)에 삽입되는 단계;
    제 2 그립부(114)가 이동하는 단계; 및
    제 1 그립부(112)와 상기 이동된 제 2 그립부(114) 사이에 상기 제 1 공간이 형성되는 단계;를 포함하고,
    상기 시료장착부(110)는 상기 몸체(100)의 일단에 형성되고, 상기 시료(11)를 고정시키며,
    상기 시료장착부(110)는 상기 제 1 그립부(112)와 상기 제 2 그립부(114)를 더 포함하고,
    상기 제 1 그립부(112)는 상기 시료(11)의 일 측면을 고정시키고, 상기 제 2 그립부(114)는 상기 시료(11)의 타 측면을 고정시키며,
    상기 관통홈(222)은 베이스부(210)의 상면에 위치한 체결부(220)에 형성되고, 상기 시료장착부(110)의 적어도 일부가 삽입 가능하며,
    상기 베이스부(210)는 상기 받침대(200)의 하부를 이루고,
    상기 시료(11)의 표면이 외부를 향하도록 상기 시료(11)가 상기 제 1 공간에 고정되고, 주사 전자 현미경을 이용하여 상기 고정된 시료(11)의 표면을 관찰 가능한 것을 특징으로 하는 시료의 표면 관찰에 사용되는 시료 홀더의 제어방법.

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