KR101934593B1 - Machining system using saddle field ion source - Google Patents

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KR101934593B1 KR1020120042814A KR20120042814A KR101934593B1 KR 101934593 B1 KR101934593 B1 KR 101934593B1 KR 1020120042814 A KR1020120042814 A KR 1020120042814A KR 20120042814 A KR20120042814 A KR 20120042814A KR 101934593 B1 KR101934593 B1 KR 101934593B1
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성창 최
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재단법인 인천경제산업정보테크노파크
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Abstract

본 발명은, 고성능 고효율의 이온 빔 가공장치를 제공하기 위해, 새들 필드 이온 원의 구조를 변형하여, 애노드를 중심에 두고 양쪽으로 배열된 두 개의 대칭형 캐소드로부터 이온 빔을 인출하고자 하는 쪽 캐소드의 개구부를 더 확장하여 비대칭형으로 만들어 생성된 이온 빔을 인출용 캐소드 쪽으로 더 많이 방출되게 하고, 확장된 개구부를 갖는 캐소드의 형상을 고깔 형으로 개량하고, 나아가 종래 양쪽 캐소드 모두 접지시켜 사용하던 동작 방식으로부터 이온 빔 인출용 캐소드는 접지시키지 않고 플로팅(Floating) 시켜 인출되는 이온 빔이 촛점을 향해 수렴 후 발산되는 형태로 만들고, 이들 이온 원을 다수 방사상으로 배치하여, 이온 원들의 상대적인 배치각도 θ와 시편이 놓이는 스테이지까지의 간격 및/또는 대향 캐소드의 이온 전류 측정을 통한 인출용 캐소드의 이온 전류를 조절하여 원하는 이온 빔 강도 및 이온빔 단면적을 얻도록 하였다. In order to provide a high-performance and high-efficiency ion beam processing apparatus, the present invention modifies the structure of a saddle field ion source so as to form a saddle field ion source in which an ion beam is extracted from two symmetrical cathodes arranged on both sides of the anode, The ion beam is made to be asymmetric, and the generated ion beam is further released toward the drawing cathode, the shape of the cathode having the extended opening is improved to a point, and furthermore, both of the conventional cathodes are grounded, The cathode for drawing out the ion beam is floated without being grounded, and the ion beam drawn out is converged toward the focal point, and the ion beams are radially arranged. A relative arrangement angle? By measuring the gap to the set stage and / or the ion current of the opposing cathode By controlling the ion current of the cathode was chulyong to obtain the desired ion beam intensity and ion beam cross-sectional area.

Description

새들 필드 이온 원을 이용한 이온빔 가공장치{MACHINING SYSTEM USING SADDLE FIELD ION SOURCE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an ion beam processing apparatus using a saddle field ion source,

본 발명은 새들 필드 이온 원을 이용한 이온 빔 가공장치에 관한 것이다. The present invention relates to an ion beam processing apparatus using a saddle field ion source.

이온 원은 이온 빔 소스로서 여러 가지 방식이 사용되고 있다. The ion source is an ion beam source and various methods are used.

특히, 이온빔을 이용하여 금속 시편의 밀링(milling), 연마(polishing), 세정(cleaning), 절단, 홀(hole) 가공 등을 할 수 있어, 이온 원을 이용한 이온 빔 가공장치가 제작사용되고 있다. 이에 따라 이온 빔 가공을 위한 가스 이온소스는 다양하게 개발되어 왔는데 높은 이온빔 밀도를 얻는데는 페닝 타입 이온 소스(Penning type ion source)나 RF 방식이 유리하나, 페닝 타입 이온 소스의 경우 주로 네거티브(Negative) 이온이 발생하며, RF 방식의 경우 파워서플라이 가격이 고가이다. 최근 DC 방전 방식을 이용하는 콜드 할로 캐소드(cold hollow cathode) 이온소스도 꾸준한 기술개발로 RF 방식의 이온 원과 대등한 성능의 이온빔 전류를 얻을 수 있고 콜드 할로 캐소드의 경우 필라멘트를 사용하지 않기 때문에 산소와 같은 반응성 가스 사용이 가능하다는 장점이 있다.Particularly, an ion beam machining apparatus using an ion source can be used for milling, polishing, cleaning, cutting, and hole processing of a metal specimen using an ion beam. Therefore, a variety of gas ion sources have been developed for ion beam processing. Penning type ion sources and RF methods are favorable for obtaining high ion beam density, but negative ion sources are mainly used for penning type ion sources. Ions, and in the case of the RF method, the power supply price is high. Recently, a cold hollow cathode ion source using a DC discharge method has been continuously developed to obtain an ion beam current equivalent to that of an RF ion source. In the case of a cold halo cathode, a filament is not used. The same reactive gas can be used.

한편, 플라즈마 발생부에 새들 필드(saddle feild)를 형성하여 생성된 플라즈마의 전자 이동경로를 좀더 늘려 가속하는 방식의 이온 원을 새들 필드 이온 원이라 한다. 이와 같은 새들 필드 이온 원의 구조는 대개 캐소드가 애노드를 둘러싼 형태를 가진다. On the other hand, an ion source in which a saddle feild is formed in a plasma generating portion to accelerate an electron transfer path of a generated plasma to accelerate it is called a saddle field ion source. The structure of such a saddle field ion source usually has a form in which the cathode surrounds the anode.

새들 필드 이온 원의 구조에 대하여는 본 발명자 및 본 출원인에 의한 대한민국특허출원 제10-2012-0033799호에 상세히 소개되어 있으므로 이를 참작할 수 있다. 이들 이온 원의 캐소드는 모두 접지시키고, 애노드에 전압을 인가하여 방전을 통해 생성된 이온 빔을 양쪽의 캐소드 개구부를 통해 방출하게 된다. The structure of the saddle field ion source is described in detail in Korean Patent Application No. 10-2012-0033799 by the present inventor and the present applicant, so this can be considered. All the cathodes of these ion sources are grounded, and a voltage is applied to the anode to discharge the ion beam generated through the discharge through both cathode openings.

이온 빔 가공장치에 시용되는 이온 원은 실린더형이 일반적이며, 종래 일반적인 실린더형 새들 필드 이온 원으로는 이온 빔 가공장치로서 사용되기에는 인출되는 이온 빔의 밀도, 집속도, 빔 단면적의 자유조절 등이 아직 만족스럽지 못한 상태이다. 특히, 양쪽의 캐소드를 통해 양방향으로 방출되는 이온 빔은 어느 한쪽으로 고밀도 인출하여 사용할 수 있을 때 밀링 등의 가공 효율을 높일 수 있기 때문에 이온 빔의 인출 방향의 제어 또한 요구되고 있다. The ion source used in the ion beam machining apparatus is a cylindrical type. In general, a conventional cylindrical saddle field ion source is used as an ion beam machining apparatus. In order to use the ion source, the density, This is still unsatisfactory. Particularly, since ion beams emitted in both directions through both cathodes can be drawn out at a high density on either side and used, it is possible to increase processing efficiency such as milling, and so control of the extraction direction of the ion beam is also required.

이와 같이 이온 빔 가공장치의 주가 되는 이온 원 자체의 성능 개선의 여지가 있으며, 기존의 이온 빔 가공장치는 상기 문제점을 지닌 이온 원을 이용하여 구성됨으로써 이온 빔 밀도, 이온 빔 제어 자유도, 인가 전력 대비 성능 등에 있어 만족스럽지 않은 상황이다. Thus, there is room for improving the performance of the ion source itself, which is the main source of the ion beam machining apparatus. The conventional ion beam machining apparatus is constituted by using the ion source having the above-mentioned problems, so that the ion beam density, And the contrast performance is unsatisfactory.

따라서 본 발명의 목적은 이온 빔 가공장치로서 사용되기에 충분한 이온 빔의 밀도, 인출방향, 집속도, 이온 빔 단면적 등을 제어할 수 있으며, 가공 등 제작이 용이한 구조의 새로운 새들 필드 이온원을 제공함을 전제로, 이를 이용하여 고성능의 새로운 이온빔 가공장치를 제공하고자 하는 것이다. Therefore, an object of the present invention is to provide a new saddle field ion source capable of controlling the density, drawing direction, collection speed, and ion beam cross-sectional area of an ion beam sufficient for use as an ion beam processing apparatus, It is intended to provide a new high-performance ion beam processing apparatus using the same.

특히, 이온 빔을 이용한 밀링, 절단, 홀 가공, 연마, 세정 등이 가공 상 필요로 하는 이온 빔의 강도와 단면적이 조금씩 달라 각각의 경우에 적합한 이온 빔으로 인출되게 제어할 수 있는 이온빔 가공장치를 제공하고자 하는 것이다. Particularly, an ion beam machining apparatus which can control the ion beam to be drawn out by a suitable ion beam in a case where the intensity and cross sectional area of the ion beam required for processing such as milling, cutting, hole processing, polishing, .

그에 따라 본 발명은, 먼저 이온 원을 새로운 구조와 동작 방법으로 제공하고 그에 따라 필요에 맞게 이온 빔의 인출을 제어할 수 있는 이온 빔 가공장치를 다음과 같이 제공하였다.Accordingly, the present invention provides an ion beam processing apparatus capable of initially providing an ion source in a new structure and operating method, and controlling the extraction of the ion beam accordingly.

즉, 본 발명은, 통상적으로 대칭형 구조를 가지는 새들 필드 이온원의 구조를 변형하여, 애노드를 중심에 두고 양쪽으로 배열된 두 개의 대칭형 캐소드로부터 이온 빔을 사용하고자 하는 쪽 캐소드(인출용 캐소드라 하기로 하고 반대편의 캐소드를 대향 캐소드라고 함)의 개구부를 더 확장하여 비대칭형으로 만들고, 확장된 개구부를 갖는 인출용 캐소드의 형상을 원판 중심에 홀이 형성된 기존 구조로부터 중심부에 고깔 구조를 갖도록 개량하여, 생성된 이온 빔을 인출용 캐소드 쪽으로 더 많이 방출되게 하였다. That is, the present invention relates to a saddle field ion source having a symmetrical structure, which is modified to change the structure of a saddle field ion source having a cathode that is intended to use an ion beam from two symmetrical cathodes arranged on both sides of the anode, And the opposite cathode is referred to as an opposite cathode) is further extended to form an asymmetric shape, and the shape of the drawing cathode having the extended opening is modified from a conventional structure having a hole at the center of the original plate to have a high- , Causing the generated ion beam to be released more toward the drawing cathode.

또한 기존의 종래 양쪽 캐소드 모두 접지시켜 사용하던 동작 방식으로도 동작시킬 수 있으나, 매우 강한 이온빔 집속이 필요할 경우 대향 캐소드의 경우 종래와 마찬가지로 접지시키되, 인출용 캐소드는 접지시키지 않고 플로팅(Floating) 시켜 이온 빔을 고밀도로 집속시킬 수 있다. 인출용 캐소드를 플로팅(Floating) 시킬 경우 새들 필드 이온원 내부에 형성된 플라즈마와의 인출용 캐소드와의 상호작용에 의하여 자발적으로 일정한 전위가 인출용 캐소드에 형성되게 되는데 이 때 인출용 캐소드는 이온빔을 집속시켜주는 집속렌즈와 같은 역할을 하게 되어 새들 필드 이온소스로부터 나오는 이온빔을 매우 좁은 영역에 집속하게 되어 이온빔을 고밀도로 집속시킬 수 있다. If a very strong ion beam focusing is required, the opposite cathode may be grounded in the same manner as in the conventional case, but the drawing cathode may be floated without being grounded, The beam can be focused at a high density. When the drawing cathode is floated, a certain potential is spontaneously formed in the drawing cathode by the interaction with the drawing cathode from the plasma formed in the saddle field ion source. At this time, The ion beam from the saddle field ion source is focused in a very narrow region, and the ion beam can be focused at a high density.

즉, 본 발명은, 애노드를 중심으로 양쪽에 각각 이격 되어 배열된 캐소드를 구비하는 새들 필드 이온 원에서,That is, the present invention provides a saddle field ion source having cathodes arranged on both sides of the anode,

애노드에 전위를 인가하고,A potential is applied to the anode,

양쪽의 캐소드를 모두 접지시켜 발산형 이온 빔을 인출하는 새들 필드 이온 원을 구성하거나, A saddle field ion source which draws out a divergent ion beam by grounding both cathodes,

양쪽의 캐소드 중 어느 하나는 접지시키고, 다른 하나는 플로팅시켜, 플로팅 된 캐소드 쪽으로 더 많은 양의 이온 빔을 인출하는 새들 필드 이온 원을 구성하고,One of the cathodes of both is grounded and the other is floated to construct a saddle field ion source that draws a larger amount of ion beam toward the floated cathode,

상기 새들 필드 이온 원을 이용하여 이온 빔으로 시편을 가공하는 것을 특징으로 하는 이온빔 가공장치를 제공할 수 있다.And an ion beam machining apparatus for processing a sample with an ion beam using the Saddle field ion source.

또한, 본 발명은, 상기 이온빔 가공장치에 있어서, 상기 새들 필드 이온 원은 양쪽의 캐소드 중 어느 하나는 반대편 캐소드의 개구부에 비해 더 큰 개구부를 구비하여 이온 빔을 더 많은 양으로 인출하게 하는 이온 빔 인출용 캐소드로 하고, 상기 이온 빔 인출용 캐소드의 개구부 전방에 가공하고자 하는 시편을 고정하는 스테이지를 배치한 것을 특징으로 하는 이온빔 가공장치를 제공할 수 있다.Further, in the ion beam processing apparatus according to the present invention, the Saddle field ion source has a larger opening than either of the cathodes of the opposite cathodes so as to extract the ion beam in a larger amount, And a stage for fixing a specimen to be machined is disposed in front of the opening of the cathode for drawing out the ion beam.

또한, 본 발명은, 상기 이온빔 가공장치에 있어서, 상기 이온 빔 인출용 캐소드는 고깔형으로 형성된 것을 특징으로 하는 이온빔 가공장치를 제공할 수 있다.In the ion beam machining apparatus according to the present invention, the ion beam drawing cathode may be formed in a circular shape.

또한, 본 발명은, 상기 이온빔 가공장치에 있어서, 상기 이온 빔 인출용 캐소드를 통해 인출되는 이온 빔은 수렴 후 발산하는 형태를 나타내어, 가공하고자 하는 시편의 위치를 제어하여 이온 빔의 강도와 면적을 선택하는 것을 특징으로 하는 이온빔 가공장치를 제공할 수 있다.Further, the present invention is characterized in that in the ion beam machining apparatus, the ion beam drawn out through the cathode for drawing out the ion beam exhibits a shape after convergence so as to control the position of the specimen to be processed, The ion beam processing apparatus according to the present invention can be provided.

또한, 본 발명은, 상기 이온빔 가공장치에 있어서, 상기 이온 빔 인출용 캐소드의 반대편에 있는 대향 캐소드의 이온 전류를 측정하여 상기 이온 빔 인출용 캐소드의 이온 전류를 계산하고, 대향 캐소드의 이온 전류량을 피드 백으로 하여 상기 이온 빔 인출용 캐소드의 이온 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 이온빔 가공장치를 제공할 수 있다.In the ion beam processing apparatus of the present invention, it is preferable that the ion current of the cathode for drawing out the ion beam is calculated by measuring the ion current of the opposite cathode opposite to the cathode for drawing out the ion beam, And controlling the ion current of the cathode for drawing out the ion beam by feeding back the ion beam.

또한, 본 발명은, 상기 이온빔 가공장치에 있어서, 상기 새들 필드 이온 원은 2 대 이상이 사용되고, 각각의 새들 필드 이온 원은 인출되는 이온 빔이 스테이지를 향하도록 상기 스테이지를 중심으로 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 이온빔 가공장치를 제공할 수 있다.Further, in the ion beam processing apparatus of the present invention, two or more Saddle field ion sources are used, and each saddle field ion source is radially arranged around the stage such that the ion beam to be drawn is directed to the stage The ion beam processing apparatus according to the present invention can provide an ion beam processing apparatus.

또한, 본 발명은, 상기 이온빔 가공장치에 있어서, 상기 다수의 새들 필드 이온 원은 각각의 새들 필드 이온 원으로부터 인출되는 이온 빔 간의 교차 각 θ와 각각의 이온 빔 인출구로부터 스테이지까지의 간격 d1, d2, d3...dn를 조절하여 이온 빔의 단면적 및 합성되는 이온 빔 강도를 조절하는 것을 특징으로 하는 이온빔 가공장치를 제공할 수 있다.Further, in the ion beam processing apparatus according to the present invention, the plurality of saddle-field ion sources may include an intersecting angle? Between ion beams extracted from respective saddle-field ion sources and distances d 1 , d 2 , d 3, ..., d n are adjusted to control the cross-sectional area of the ion beam and the intensity of the ion beam to be synthesized.

또한, 본 발명은, 상기 이온빔 가공장치에 있어서, 각각의 새들 필드 이온 원에서, 이온 빔 인출용 캐소드의 반대편에 있는 대향 캐소드의 이온 전류를 측정하여 상기 이온 빔 인출용 캐소드의 이온 전류를 계산하고, 대향 캐소드의 이온 전류량을 피드 백으로 하여 상기 이온 빔 인출용 캐소드의 이온 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 이온빔 가공장치를 제공할 수 있다.In the ion beam processing apparatus according to the present invention, the ion current of the opposite cathode located on the opposite side of the ion beam extraction cathode is measured in each saddle field ion source, and the ion current of the cathode for drawing out the ion beam is calculated And controlling the ion current of the cathode for drawing out the ion beam by making the amount of ion current of the opposite cathode feed back.

본 발명의 새들 필드 이온 원을 이용한 이온 빔 가공장치에 따르면, 새로운 구조의 새들 필드 이온 원에 의해, 생성된 이온 빔의 거의 대부분을 한쪽 방향으로 인출할 수 있어 효율이 좋고, 특히, 인출되는 이온 빔이 발산하는 형태뿐만 아니라 발상하지않고 수렴 후 발산하기 때문에 다수의 이온 원을 배열하여 전체적인 촛점 거리를 조합함에 따라 원하는 면적의 이온 빔을 인출하여 사용할 수 있어 시편의 크기나 종류, 원하는 가공 형태에 따라 최적의 이온 빔을 사용할 수 있어 효율적이고 편리하다. According to the ion beam processing apparatus using the saddle field ion source of the present invention, most of the generated ion beam can be drawn out in one direction by the saddle field ion source of the new structure, Since the ion beam is diverged after convergence as well as the shape that the beam emits, the ion beam can be drawn out and used in a desired area by arranging a plurality of ion sources and combining the entire focal distance. Therefore, it is efficient and convenient because an optimal ion beam can be used.

또한, 본 발명에 따른 새들 필드 이온 원은 이온 빔 인출용 캐소드 쪽으로 다량의 이온 빔이 방출되나, 이와 반대편에 배치된 대향 캐소드 쪽으로도 소량의 이온 빔이 방출되므로, 대향 캐소드 쪽의 이온 전류를 측정하여 인출용 캐소드 쪽의 이온 전류량을 계측할 수 있어, 이 전류량을 피드백으로 하여 실제 가공에 사용되는 인출용 캐소드 쪽의 이온 전류를 제어할 수 있다. In addition, the Saddle field ion source according to the present invention emits a large amount of ion beam toward the cathode for ion beam extraction, but a small amount of ion beam is also emitted toward the opposite cathode disposed on the opposite side. Therefore, So that the amount of ion current on the drawing cathode side can be measured and the ion current on the drawing cathode side used in actual processing can be controlled by using this amount of current as a feedback.

도 1은 일반적인 실린더형 새들 필드 이온 원의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 대칭형 실린더형 새들 필드 이온 원과 대비하여, 본 발명에 따른 비대칭형 캐소드를 구비한 실린더형 새들 필드 이온 원의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고깔형 캐소드를 구비한 실린더형 새들 필드 이온 원의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 대칭형 실린더형 새들 필드 이온 원의 이온 빔 방출과 대비하여, 본 발명에 따른 비대칭형 캐소드를 구비한 실린더형 새들 필드 이온 원의 이온 빔 방출을 보여주는 사진이다.
도 5는 일반적인 대칭형 실린더형 새들 필드 이온 원의 이온 빔의 발산을 보여주는 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 고깔형 캐소드를 구비한 실린더형 새들 필드 이온 원으로부터 이온 빔이 집속형으로 인출되는 것을 보여주는 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 고깔형 캐소드를 구비한 실린더형 새들 필드 이온 원을 이용하여 구리 시편을 밀링한 결과를 보여주는 사진이다.
도 8은 본 발명의 이온 빔 가공장치의 구성을 나타내는 개요도이다.
도 9는 본 발명의 이온 빔 가공장치에 사용된 이온 원으로부터 방출되는 이온 빔의 특성 및 이에 따라 제어될 수 있는 빔 단면적을 나타낸다. 1 is a cross-sectional view showing the construction of a general cylindrical saddle field ion source.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a cylindrical saddle field ion source having an asymmetric cathode according to the present invention, in contrast to a symmetrical cylindrical saddle field ion source.
3 is a cross-sectional view showing the configuration of a cylindrical saddle field ion source having a conical cathode according to the present invention.
4 is a photograph showing the ion beam emission of a cylindrical saddle field ion source having an asymmetric cathode according to the present invention, in contrast to ion beam emission of a symmetrical cylindrical saddle field ion source.
5 is a photograph showing the divergence of the ion beam of a general symmetrical cylindrical saddle field ion source.
FIG. 6 is a photograph showing that the ion beam is concentratedly drawn out from a cylindrical saddle field ion source having a conical cathode according to the present invention.
FIG. 7 is a photograph showing a result of milling a copper specimen using a cylindrical saddle field ion source having a conical cathode according to the present invention.
8 is a schematic diagram showing the configuration of the ion beam machining apparatus of the present invention.
9 shows the characteristics of the ion beam emitted from the ion source used in the ion beam processing apparatus of the present invention and thus the beam cross sectional area that can be controlled.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해, 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명자 및 본 출원인에 의한 대한민국특허출원 제10-2012-0033799호에 기재된 내용은 본 발명의 내용과 관련되어 본 발명에 편입된다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The contents described in Korean Patent Application No. 10-2012-0033799 by the present inventors and applicants are incorporated into the present invention in the context of the present invention.

도 2는, 종래 캐소드(320)가 대칭형으로 구성된 실린더형 새들 필드 이온 원의 구조(좌)로부터, 비대칭형 캐소드(330, 340)로 개선된 것을 나타낸다. 즉, 기존의 대칭형 구조는 실린더 내부의 플라즈마 발생공간에서 생성된 이온이 양쪽에 동일하게 만들어지고 대칭으로 배치된 캐소드(320)의 개구부를 통해 동일한 양으로 분배되어 방출됨으로써 이온 빔의 밀도를 고밀도화하기 어려운 점 및 대부분 어느 한쪽의 개구부를 통해 이온 빔을 활용하게 되는 점을 고려하여 개선책을 마련한 것이다. 본 발명은, 어느 한쪽의 캐소드, 즉 이온 빔 인출용 캐소드(330)의 개구부 면적을 증가시켜, 이온 빔은 개구부가 넓은 쪽으로 더 많은 양의 이온 빔이 인출되게 하고, 반대편 캐소드, 즉 대향 캐소드(340)의 개구부는 종래와 같게 하되, 좀 더 바깥쪽으로 이동 배치하여 방전전류의 양을 줄이도록 개선하였다. 이와 같은 개선으로 대칭형에 비해 비대칭형은 이온 원으로서의 성능이 전반적으로 두 배정도 향상됨을 알 수 있었다. 도 4에서 대칭형 실린더형 새들 필드 이온 원의 이온 빔 방출과 본 발명에 따른 비대칭형 캐소드를 구비한 비대칭형 실린더형 새들 필드 이온 원의 이온 빔 방출을 대비하여 나타내고 있다. 비대칭형 캐소드(330, 340)를 구비한 경우, 이온 빔이 개구부가 큰 인출용 캐소드(330)를 통해 거의 대부분의 이온 빔을 방출하고 있음을 도 4의 사진에서 확인할 수 있다. Fig. 2 shows that the conventional cathode 320 is improved from the structure (left) of the cylindrical saddle field ion source formed symmetrically to the asymmetric cathodes 330 and 340. Fig. That is, in the conventional symmetric structure, ions generated in the plasma generating space inside the cylinder are made equal to each other, and are distributed and discharged through the openings of the symmetrically disposed cathodes 320 to densify the density of the ion beam It is difficult, and most of them are made by taking into consideration the fact that the ion beam is utilized through one of the openings. In the present invention, the opening area of either one of the cathodes, that is, the cathode for drawing out the ion beam 330 is increased so that the ion beam allows a larger amount of ion beam to be drawn toward the wide opening, 340 have been modified so as to reduce the amount of discharge current by arranging the openings of the discharge cells in the same manner as in the prior art. As a result, the performance of the asymmetric type ion source is improved by two times as compared with the symmetric type. FIG. 4 illustrates ion beam emission of a symmetrical cylindrical saddle field ion source and ion beam emission of an asymmetric cylindrical saddle field ion source with an asymmetric cathode according to the present invention. It can be seen from the photograph of FIG. 4 that when the asymmetric cathodes 330 and 340 are provided, the ion beam almost emits most of the ion beams through the drawing cathode 330 having a large opening.

또한, 본 발명은, 비대칭형으로 구성한 캐소드에 대해 다음과 같은 추가적인 구조적 개선을 시도하였다.Further, the present invention has attempted the following additional structural improvement for the asymmetrically configured cathode.

즉, 이온 빔을 다량 인출하고자 하는 인출용 캐소드의 형상을 평면형으로부터 도 3에서와 같은 고깔형 캐소드(350)로 개선한 것이다. 이와 같은 개선으로, 이온 빔은 더욱 더 많은 양이 고깔형 캐소드(350)를 통해 방출된다. 또한, 고깔형 캐소드(350)의 위치를 애노드(430)와 좀 더 가깝게 배치하여 양단의 전기장을 더 강화시킴으로써 고깔형 캐소드(350)를 통해 방출되는 이온 빔의 양을 더 증가시킬 수 있다. That is, the shape of the drawing cathode for drawing out a large amount of the ion beam is changed from a planar shape to a circular cathode 350 as shown in FIG. With this improvement, an even greater amount of ion beam is emitted through the cathode 350. In addition, the position of the pointed cathode 350 may be located closer to the anode 430 to further enhance the electric field at both ends, thereby further increasing the amount of ion beam emitted through the pointed cathode 350.

도 3에 나타낸 이온 원은 고깔형 캐소드(350)의 구성과 더불어 애노드(430)를 둘러싸고 있던 하우징을 제거하여 애노드(430) 냉각이 용이하도록 하여 전체적인 효율 및 성능을 더 좋게 한 것이다. The ion source shown in FIG. 3 can easily cool the anode 430 by removing the housing surrounding the anode 430, in addition to the configuration of the cathode 350, thereby improving the overall efficiency and performance.

한편, 본 발명자는, 애노드에 고전압을 인가하고 양쪽의 캐소드는 모두 접지시키는 기존의 새들 필드 이온 원의 동작 방식에서 벗어나 다음과 같은 시도를 하여 매우 이질적이고도 유익한 결과를 얻었다. On the other hand, the present inventor has succeeded in deviating from the conventional operation method of the saddle field ion source in which a high voltage is applied to the anode and both cathodes are grounded, and the following attempts have been made to obtain very heterogeneous and beneficial results.

즉, 비대칭형의 이온 원에서 애노드(430)에는 고전압을 인가하고, 대향 캐소드(340)는 접지시키되, 고깔형 캐소드(350)는 접지시키지 않고 플로팅(floating) 상태로 두었다. 이러한 동작 방식에 의해, 고깔형 캐소드(350)를 통해 인출되는 이온 빔은 인출 시 개구부로부터 즉시 발산하지 않고 소정 거리까지 집속(수렴)된 후 촛점을 지나 다시 발산하는 것을 발견하였으며, 결과에 대한 사진을 도 6에 나타내었다. 도 5의 사진은 양 캐소드를 모두 접지시킬 때 발산되는 이온 빔의 사진이며, 도 6은 이와 매우 대비되는 비 발산 집속형 빔임을 보여준다. 이러한 집속형 빔은 일정거리까지는 한 촛점을 향해 수렴하고 이후 다시 발산하게 된다(도 9 참조).That is, in the asymmetric ion source, a high voltage is applied to the anode 430, the counter electrode 340 is grounded, and the cathode 350 is kept floating without being grounded. With this operating mode, it has been found that the ion beam drawn through the cathode 350 is converged (converged) to a predetermined distance without diverging immediately from the opening, and then diverges again after passing through the focus. Is shown in Fig. The photograph of FIG. 5 is a photograph of the ion beam that is emitted when both cathodes are grounded, and FIG. 6 shows that it is a non-divergent focusing beam which is very contrasting with this. Such a convergent beam converges to a certain distance to a certain distance, and then diverges again (see FIG. 9).

이에 따라 고도로 집속된 이온 빔을 얻을 수 있어 이온 빔의 촛점 거리에 금속 시편을 배치하면, 고강도 이온 빔 에너지를 이용한 가공이 가능하다. 예를 들면, 이온 빔 밀링, 홀(hole) 가공, 절단 가공 등을 매우 효과적으로 실시할 수 있다. Thus, a highly focused ion beam can be obtained. If a metal specimen is disposed at the focal distance of the ion beam, it is possible to process using high-intensity ion beam energy. For example, ion beam milling, hole machining, cutting machining, and the like can be performed very effectively.

본 발명의 이온 원을 이용하여 구리 시편의 표면을 밀링한 예를 도 9에 나타내었다. An example of milling the surface of a copper specimen using the ion source of the present invention is shown in Fig.

본 발명의 이온 원에 의한 밀링(에칭) 속도는 300 μm/hr. 이상으로 매우 고성능이라 할 수 있다. The milling (etching) rate by the ion source of the present invention is 300 [mu] m / hr. It can be said that it is very high performance.

또한, 본 발명의 이온 원의 동작 방식에 따르면, 이온 빔이 촛점을 지난 후 발산하므로, 면적이 넓은 시편에 대해 연마나 세정을 하고자 하는 경우, 발산하는 빔을 이용하여 빔 단면적이 시편의 면적에 적합한 거리를 선택하여 시편을 배치하고 가공을 실시할 수 있다. 즉, 본 발명의 이온 빔 가공장치는 시편의 물성이나 크기, 밀링, 연마, 세정, 절단, 홀 가공 등과 같이 가공목적 내지는 형태에 따라 시편의 위치를 이온 빔의 촛점 거리, 발산하여 빔 단면이 큰 지점 등을 선택하여 원하는 가공을 할 수 있는 장점이 있다. According to the operating method of the ion source of the present invention, since the ion beam diverges after passing through the focal spot, when polishing or cleaning is performed on a specimen having a large area, the beam cross- The specimen can be positioned and machined by selecting the appropriate distance. In other words, the ion beam machining apparatus of the present invention differs from the ion beam machining apparatus in that the position of the specimen is diverged by the focal distance of the ion beam depending on the purpose or form of machining such as the physical properties and size of the specimen, milling, polishing, It is advantageous that you can make the desired machining by selecting the point etc.

또한, 양쪽 캐소드를 모두 접지시킬 경우, 도 5에서처럼 이온 빔은 발산하므로, 대면적 연마나 세정 등의 가공을 할 경우는 양쪽 캐소드를 접지시키는 동작 방식을 택할 수 있다. When both the cathodes are grounded, the ion beam is diverged as shown in Fig. 5. Therefore, in the case of machining such as large-area polishing or cleaning, an operation method of grounding both cathodes can be adopted.

한편, 본 발명의 이온 원은 인출용 캐소드 쪽으로 대부분의 이온 빔이 방출되나, 반대편의 대향 캐소드 쪽으로도 소량의 이온 빔이 방출되므로, 대향 캐소드 쪽의 이온 전류를 측정하면 , 인출용 캐소드 쪽 이온 전류를 계측할 수 있다. 따라서 대향 캐소드 쪽의 이온 전류치를 피드백으로 하여 인가 전압 등을 변화시켜, 이온 빔 가공에 필요한 수준의 인출용 캐소드쪽 이온 전류를 제어할 수 있다.
On the other hand, in the ion source of the present invention, most of the ion beam is emitted toward the drawing cathode but a small amount of ion beam is also emitted toward the opposite counter electrode. Therefore, when the ion current on the opposite cathode side is measured, Can be measured. Therefore, it is possible to control the ion current to the withdrawing cathode at a level necessary for ion beam machining by changing the applied voltage or the like with the ion current value at the opposite cathode side as feedback.

상기와 같이 어느 한쪽의 캐소드를 접지하지 않고 플로팅 시켜 이온 빔을 집속하는 것은 여러 형태의 이온 원, 즉, 구형, 실린더형, 와이어형 등에 모두 적용될 수 있음은 물론이며, 이에 따라 필요한 정도의 구조변경은 당업자에게 자명한 기술사상이다. As described above, it is needless to say that it is possible to apply any one of the cathodes to a plurality of types of ion sources, that is, spherical, cylindrical, or wire type, by floating the ion beam without grounding, Is a technical idea that is obvious to a person skilled in the art.

상기와 같이 하여, 고성능의 새들 필드 이온 원에 의한 이온 빔 가공장치를 구성할 수 있고, 이를 이용하여, 도 8과 같은 트리플 이온 원 이온빔 가공장치를 제작할 수 있다.As described above, an ion beam machining apparatus using a saddle field ion source with high performance can be constructed, and a triple ion ion beam machining apparatus as shown in Fig. 8 can be manufactured by using this.

도 8에는 상술한 이온 빔이 촛점을 향해 수렴 후 발산하는 새들 필드 이온 원 3 대를 소정 각도 θ를 두고 배열하여 구성한 이온 빔 가공장치의 평면 구성도가 나와 있다. 이온 빔의 수렴 후 발산 특성을 이용하여, 3 대의 이온 원을 시편이 놓이는 스테이지(600)를 향해 이온 빔을 방출하도록 스테이지(600)와 직선거리에 위치하는 제1 새들 필드 이온 원(500) 1 대, 연직 방향에 대해 θ만큼 기울인 각도로 좌우 배치된 제2 새들 필드 이온 원(510), 제3 새들 필드 이온 원(520) 1 대씩을 배치하여 각도변수 θ와 더불어 제1 새들 필드 이온 원(500)의 이온 빔 방출구로부터 스테이지(600)까지의 간격 d1, 제2 새들 필드 이온 원(510)의 이온 빔 방출구로부터 스테이지(600)까지의 간격 d2, 제3 새들 필드 이온 원(520)의 이온 빔 방출구로부터 스테이지(600)까지의 간격 d3를 조절하면, 원하는 강도의 이온 빔 및 이온 빔의 단면적 크기를 얻을 수 있다. Fig. 8 shows a plan view of an ion beam machining apparatus in which three saddle field ion sources, which are converged toward the focal point, are arranged at a predetermined angle &thetas; A first saddle field ion source 500 (1) positioned at a straight distance from the stage 600 to emit an ion beam toward the stage 600 in which the three ion sources are placed, using the divergence characteristics after convergence of the ion beam, A second saddle field ion source 510 and a third saddle field ion source 520 disposed left and right at an angle inclined by θ with respect to the vertical and vertical directions are disposed so as to form a first saddle field ion source 500) the ion beam outlet port interval from to stage 600, d 1, a second interval to the saddle field ion source 510, ion from the beam outlet port stage 600 of the d 2, third saddle field ion source ( 520, the distance d 3 from the ion beam emitting port to the stage 600 can be adjusted to obtain the sectional area size of the ion beam and the ion beam of the desired intensity.

간격 d1, d2, d3의 조절로 빔 직경 D를 선택하여(도 9 참조) 하고자 하는 가공의 종류 내지는 정도, 시편의 크기 등에 적합한 빔 단면적을 설계하는 것이다. 더구나 3 대의 이온 원에 의한 이온 빔을 중첩시키기 때문에 빔 면적, 빔 강도 등을 최적화하여 가공 효율과 품질을 극대화할 수 있다.
The beam diameter D is selected by adjusting the distances d 1 , d 2 and d 3 to design the beam cross-sectional area suitable for the kind of work to be performed, the size of the specimen, and the like. Moreover, since ion beams are superimposed by three ion sources, beam area and beam intensity can be optimized to maximize processing efficiency and quality.

도 7에는 구리 시편에 대한 밀링 가공된 면을 볼 수 있으며, 좀 더 이온 빔 노출시간을 길게 하여 구멍을 뚫은 것을 보여 준다. FIG. 7 shows the milled surface of the copper specimen and shows a longer hole-boring time with longer ion beam exposure time.

이와 같이 이온 원의 전력 및 압력 제어로 이온 원의 이온 빔 강도를 제어할 수 있는 상황에서 이들 변수를 고정 선택한 후에는 d1, d2, d3 및/또는 θ를 선택 및/또는 조합 제어함으로써 밀링, 연마, 세정, 절단, 홀 형성(구멍 뚫기) 등의 가공을 실시할 수 있다. In the situation where the ion source intensity of the ion source can be controlled by controlling the power and the pressure of the ion source as described above, after fixing these parameters, the d 1 , d 2 , d 3 Polishing, cleaning, cutting, and hole formation (hole punching) by selecting and / or controlling the combination of the angle?

또한, 본 실시예에서는 3 대의 이온 원을 사용하였으나, 이에 대한 응용으로 1 대만 가지고도 이온 빔 가공장치가 가능하며(단 이 경우는 단지 간격 d1에 의한 제어만 할 수 있다) 또는 2 대만으로 조합할 수도 있고, 3 대 이상을 조합할 수 있음은 물론이다. 이 경우, 각각의 새들 필드 이온 원은 인출되는 이온 빔이 스테이지를 향하도록 상기 스테이지를 중심으로 방사상으로 배치되고, 각각의 이온 빔 간의 교차 각 θ와 각각의 이온 빔 인출구로부터 스테이지까지의 간격 d1, d2, d3...dn를 조절하여 이온 빔의 단면적 및 합성 강도를 조절하여 원하는 가공에 최적화시킬 수 있다. In this embodiment, three ion sources are used. However, the ion beam machining apparatus can be used even if only one ion beam processing apparatus is used (in this case, only the interval d 1 can be controlled) Or may be a combination of three or more. In this case, each saddle field ion source is arranged radially about the stage so that the drawn ion beam is directed to the stage, and the intersection angle between each ion beam and the distance d 1 from each ion beam extraction port to the stage , d 2 , d 3 ... d n can be adjusted to optimize the desired machining by adjusting the cross-sectional area and the composite strength of the ion beam.

여러 대의 이온 원을 이용한 이온 빔 가공장치는 이온 빔의 강도, 이온 빔 단면적 선택을 위한 시편의 위치 선택, 각 이온 원의 대향 캐소드쪽 이온 전류를 이용한 인출용 캐소드 쪽 이온 전류 피드 백 제어 등을 여러 대의 이온 원으로 할 수 있으므로, 더욱 미세 제어가 가능하여 진다. 즉, 어느 한대의 이온 원의 위치와 출력을 고정 한 후, 다른 이온 원들의 이온 전류 제어나 위치, 각도 제어 등으로 필요한 수준의 이온 빔 강도와 빔 단면을 원하는 수준에 정확히 맞추는 미세 제어가 가능하여 지는 것이다. The ion beam machining apparatus using multiple ion sources can be classified into various types such as intensity of ion beam, position of the sample for selection of the cross-sectional area of the ion beam, and ion current feedback control for the withdrawing cathode using the counter- It is possible to make fine control. In other words, after fixing the position and output of one of the ion sources, it is possible to control the ion beam intensity and the beam cross section to the desired level precisely by controlling the ion current, position and angle of other ion sources I will lose.

또한, 다수의 이온 원들의 동작 방식은 양쪽 캐소드를 모두 접지시켜 대면적 가공을 하게 하거나, 한쪽 캐소드만 접지시키고 다른 쪽 캐소드는 플로팅시켜, 플로팅 된 캐소드로부터 나오는 수렴형 이온 빔을 이용한 홀 가공, 절단, 밀링 등의 고에너지를 요하는 형태의 이온 빔 가공을 실시할 수 있다. 뿐만 아니라 필요에 따라 다수의 이온 원들 중 일부는 수렴형 이온 빔(한쪽 캐소드 플로팅 이용)을 인출하고 일부는 발산형 이온 빔(양쪽 캐소드 모두 접지)을 인출하는 동작 방식을 택할 수도 있다.
In addition, a plurality of ion sources are operated by grounding both cathodes so as to perform a large-area processing, or grounding only one of the cathodes and floating the other cathode, and performing hole processing, cutting, It is possible to perform ion beam machining in a form requiring high energy such as milling. In addition, some of the plurality of ion sources may be operated in a manner that draws a converging ion beam (using one of the cathode floats) and draws out a divergent ion beam (both of the cathodes are grounded) as needed.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiment, but is capable of many modifications and variations within the scope of the appended claims. It is self-evident.

100: 구형 새들 필드 이온 원
200, 210: 하우징
300, 310, 320, 330, 340: 캐소드
350: 고깔 형 캐소드
400, 410, 420, 430: 애노드
500, 510, 520: 새들 필드 이온 원
600: 스테이지100: spherical saddle field ion source
200, 210: housing
300, 310, 320, 330, 340: cathode
350: cone type cathode
400, 410, 420, 430: anode
500, 510, 520: Saddle field ion source
600: stage

Claims (9)

애노드를 중심으로 양쪽에 각각 이격 되어 배열된 캐소드를 구비하는 새들 필드 이온 원으로서,
캐소드는 개구부를 구비하고, 개구부가 형성된 캐소드 중 어느 한 캐소드의 개구부를 더 크게 형성하고, 개구부가 더 작게 형성된 대향 캐소드는 애노드로부터 이격된 거리를 개구부가 더 큰 캐소드보다 더 멀리 배치하여, 캐소드를 비대칭으로 구성하고,
애노드에 전위를 인가하고,
양쪽의 캐소드를 모두 접지시켜 발산형 이온 빔을 인출하는 새들 필드 이온 원을 구성하거나,
양쪽의 캐소드 중 어느 하나는 접지시키고, 다른 하나는 플로팅시켜, 플로팅 된 캐소드로부터 수렴 후 발산하는 이온 빔을 인출하는 새들 필드 이온 원을 구성하고,
상기 새들 필드 이온 원을 이용하여 이온 빔으로 시편을 가공하는 것을 특징으로 하는 이온빔 가공장치.A saddle field ion source comprising a cathode arranged on both sides of the anode,
The cathode has an opening, and the opening of one of the cathodes having the opening is formed to be larger, and the opposing cathode having the opening smaller is disposed farther from the anode than the cathode having a larger opening, Asymmetric configuration,
A potential is applied to the anode,
A saddle field ion source which draws out a divergent ion beam by grounding both cathodes,
One of the cathodes of both the cathodes is grounded and the other is floated to constitute a saddle field ion source which draws out an ion beam converging and diverging from the floating cathode,
And the sample is processed by the ion beam using the Saddle field ion source. 제1항에 있어서, 상기 새들 필드 이온 원은 양쪽의 캐소드 중 어느 하나는 반대편 캐소드의 개구부에 비해 더 큰 개구부를 구비하여 이온 빔을 더 많은 양으로 인출하게 하는 이온 빔 인출용 캐소드로 하고, 상기 이온 빔 인출용 캐소드의 개구부 전방에 가공하고자 하는 시편을 고정하는 스테이지를 배치한 것을 특징으로 하는 이온빔 가공장치.3. The ion source according to claim 1, wherein the Saddle field ion source is a cathode for drawing out an ion beam, wherein one of the cathodes has a larger opening than the opening of the opposite cathode to draw the ion beam in a larger amount, Wherein a stage for fixing a specimen to be processed is arranged in front of the opening of the cathode for drawing out the ion beam. 제1항에 있어서, 상기 이온 빔 인출용 캐소드는 고깔형으로 형성된 것을 특징으로 하는 이온빔 가공장치.The ion beam processing apparatus according to claim 1, wherein the cathode for drawing the ion beam is formed in a circular shape. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이온 빔 인출용 캐소드를 통해 인출되는 이온 빔을 이용하여 세정, 연마, 밀링, 절단 또는 홀 가공을 하고자 할 때, 가공하고자 하는 시편의 위치를 제어하여 가공의 종류에 맞도록 이온 빔의 강도와 면적을 선택하며, 플로팅 된 캐소드로부터 수렴 후 발산하는 이온 빔의 촛점 거리에 시편을 배치하여 밀링, 절단 또는 홀 가공을 실시하는 것을 특징으로 하는 이온빔 가공장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein, when cleaning, polishing, milling, cutting or drilling using an ion beam drawn through the ion beam drawing cathode, And the specimen is arranged at the focal distance of the ion beam converging from the floating cathode to diverge from the floating cathode to perform the milling, cutting or hole processing. Ion beam processing apparatus. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이온 빔 인출용 캐소드의 반대편에 있는 대향 캐소드의 이온 전류를 측정하여 상기 이온 빔 인출용 캐소드의 이온 전류를 계산하고, 대향 캐소드의 이온 전류량을 피드 백으로 하여 상기 이온 빔 인출용 캐소드의 이온 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 이온빔 가공장치.4. The ion beam exposure apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the ion current of the cathode for drawing out the ion beam is calculated by measuring an ion current of the opposite cathode opposite to the ion beam drawing cathode, Is fed back to control the ion current of the cathode for drawing out the ion beam. 제4항에 있어서, 상기 이온 빔 인출용 캐소드의 반대편에 있는 대향 캐소드의 이온 전류를 측정하여 상기 이온 빔 인출용 캐소드의 이온 전류를 계산하고, 대향 캐소드의 이온 전류량을 피드 백으로 하여 상기 이온 빔 인출용 캐소드의 이온 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 이온빔 가공장치.5. The ion beam exposure apparatus according to claim 4, wherein an ion current of the opposite cathode located on the opposite side of the cathode for drawing out the ion beam is measured to calculate an ion current of the cathode for drawing the ion beam, And controls the ion current of the drawing cathode. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 새들 필드 이온 원은 2 대 이상이 사용되고, 각각의 새들 필드 이온 원은 인출되는 이온 빔이 스테이지를 향하도록 상기 스테이지를 중심으로 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 이온빔 가공장치.The method of any one of claims 1 to 3, wherein at least two Saddle field ion sources are used, and each Saddle field ion source is arranged radially about the stage so that the ion beam to be drawn is directed to the stage Wherein the ion beam processing apparatus further comprises: 제7항에 있어서, 상기 다수의 새들 필드 이온 원은 각각의 새들 필드 이온 원으로부터 인출되는 이온 빔 간의 교차 각 θ와 각각의 이온 빔 인출구로부터 스테이지까지의 간격 d1, d2, d3...dn를 조절하여 이온 빔의 단면적 및 합성되는 이온 빔 강도를 조절하는 것을 특징으로 하는 이온빔 가공장치.Of claim 7 wherein the plurality of saddle field ion source is a crossing angle θ with a respective spacing of the ion beam from the outlet from stage d 1, d 2 between the ion beam is drawn out from each of the saddle field ion source, in the d 3 .. ion beam processing machine, characterized in that for adjusting the .d n by controlling the ion beam intensity and the cross-sectional area of the ion beam synthesis. 제8항에 있어서, 각각의 새들 필드 이온 원에서, 이온 빔 인출용 캐소드의 반대편에 있는 대향 캐소드의 이온 전류를 측정하여 상기 이온 빔 인출용 캐소드의 이온 전류를 계산하고, 대향 캐소드의 이온 전류량을 피드 백으로 하여 상기 이온 빔 인출용 캐소드의 이온 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 이온빔 가공장치.






9. The method according to claim 8, wherein in each saddle field ion source, the ion current of the cathode for drawing out the ion beam is calculated by measuring the ion current of the opposite cathode opposite to the cathode for drawing out the ion beam, And controls the ion current of the cathode for drawing out the ion beam by feeding back the ion beam.






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JP2005183382A (en) * 2003-12-19 2005-07-07 Samsung Electronics Co Ltd Ion source and ion implanting device having the same

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