KR20010050739A - 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드들 및 그 제조 방법 - Google Patents

극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드들 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

컷팅 기구를 위한 극히 미세하게 예리해진 컷팅 엣지가 설명된다. 집속 이온 빔(focused ion beam; FIB) 밀링 공정은 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지를 제공한다. 한 실시예에서, 컷팅 엣지 블랭크(cutting edge blank)가 제공되고 FIB에 의하여 밀링되어 극히 미세하게 예리한 엣지가 형성된다. 다른 실시예에서, 금속 컷팅 엣지 블랭크가 제공되고, 보다 경질의 재료 층이 블랭크의 적어도 일측상에 제공되며, FIB로 밀링되어 극히 미세하게 예리한 엣지를 형성한다.

Description

극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드들 및 그 제조 방법{Atomically sharp edged cutting blades and methods for making the same}
본 발명은 매우 예리한 컷팅 엣지를 가지며 외과 수술 기구용으로 특히 유용한 장치 및 그 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 단일 또는 이중 집속 이온 빔 밀링을 이용하여 재료 내에 극히 예리한 컷팅 엣지를 형성하는 공정 및 그에 의하여 제조되는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히 컷팅 엣지의 증가된 예리함이 바람직한 모든 컷팅 엣지를 제공하기 위하여 사용될 수 있는 외과 수술용 컷팅 기구의 제조에 유용하다.
현대 의학 수술은 특별한 예리함과 내 마모성 그리고 특히 최소의 조직 (tissue) 저항력을 나타내는 컷팅 기구(cutting instruments)를 요구한다. 세밀한 현미경 수술 그리고 특히 안과 수술에서, 컷팅 엣지(cutting edges)는 매우 예리하여야 하며 수술 동안 그 예리함을 유지하여야 한다. 그러나, 현재 이용할 수 있는 예민하게 예리해진 블레이드들 조차도 실질적인 저항력을 나타낼 수 있으며 이는 "거친(ragged)" 절단을 생성하지 않고 조직을 통하여 움직이는 것을 어렵게 한다. 나아가, 많은 연구들이 블레이드 열화(劣化)는 조직 손상, 수술후 합병증 및 느린 회복의 원인이 될 수 있다는 것을 보여주고 있다.
수술 블레이드의 중요한 요소는 컷팅 엣지이다. 엣지의 흠(chips), 홈 (nicks) 또는 원형 파손, 잔류 버(burrs), 및/또는 블레이드의 늘려진(rolled) 또는 비틀어진 컷팅 엣지는 블레이드를 사용 못하게 만들 수 있으며 또는 심한 경우 환자에게 부상을 입힐 수 있다.
전형적으로 예리한 컷팅 기구는 스테인레스 스틸, 카보런덤과 같은 금속 또는 실리콘 카바이드, 실리콘, 글라스, 사파이어, 루비 또는 다이아몬드와 같은 다른 비교적 경질 재료로부터 제조된다. 글라스, 실리콘 및 스테인레스 스틸은 비교적 저가이며 따라서 일회용이며, 반면에 다이아몬드, 루비 및 사파이어는 비교적 고가이며, 경제적인 문제로서 당연히 재사용이 요구된다. 컷팅 에지를 제공하기 위하여 이들 각 재료는 수많은 수단에 의하여 연삭, 타발, 식각, 립핑(lapped) 연마 (honed)될 수 있다. 예를 들어, 금속은 연삭, 타발 및/또는 식각될 수 있어 매우 정교한 컷팅 엣지를 갖는 컷팅 블레이드가 제조된다. 그러나, 금속의 컷팅 엣지가 얇아질수록 컷팅 엣지를 형성하는 경사각이 점점 좁아진다. 결과로서, 얇은 엣지 컷팅 블레이드들이 비교적 두꺼운 엣지 블레이드들보다 더 부서지기 쉬워짐을 나타낸다. 이 연약함은 현저한 마모, 즉 흠, 홈 또는 파손, 잔류 버 및/또는 늘려진 또는 비틀어진 컷팅 엣지에 의하여 입증된다. 또한, 단일 사용동안에 금속 컷팅 블레이드들은 현저하게 무디어질 수 있다.
본 기술분야의 숙련된 많은 사람들이 예리함에 대한 인정된 표준으로서 다이아몬드 블레이드를 생각하고 있다. 그러나, 다이아몬드 블레이드는 매우 고가이고 극도로 정교하며 또한 아직까지 정기적으로 다시 예리하게 하는 것이 요구된다. 따라서, 본 기술분야의 숙련된 사람들은 다양한 수단에 의하여 다이아몬드류의 예리함을 갖는 컷팅 장치를 만드는 보다 경제적인 수단을 추구하였다. 경질의 예리한 컷팅 엣지를 제공하기 위한 보다 최근의 일부 시도들이 아래에 설명된다.
헨더슨(미국특허 제 4,534,827 호)은 최대 곡률 반경이 약 100 옹스트롬(Å)인 엣지를 형성하기 위하여 예를 들어, 루비 또는 사파이어 같은 단결정 알루미늄 산화재를 식각하고 화학적으로 연마하여 구성된 컷팅 기구를 개시한다. 그러나, 개시된 재료들은 부서지기 쉬우며, 나아가 재료의 격자(lattice)에 의하여 형성된 컷팅 블레이드들은 자연적인 빗각의 경사를 나타낸다.
미르티치 등(미국특허 제 4,490,229 호)은 기판상에 다이아몬드류 카본 필름을 만드는 방법을 개시한다. 기판의 표면은 탄화수소를 함유하는 아르곤 이온 빔에 노출된다. 동시에, 보다 큰 이온 에너지를 갖는 (탄화수소가 없는) 제 2 아르곤 이온 빔이 표면을 향하게 되며, 이는 압축된 원자들의 유동성을 증가시키며 적은 결합된 원자들을 제거한다.
바체 등(미국특허 제 4,933,058 호)은 화학 기상 증착 또는 스퍼터링 (sputtering)에 의하여 보다 경질의 재료로 컷팅 기판을 코팅하는 방법을 개시하며, 반면에 컷팅 엣지가 동시에 이온 충격을 받는다. 이온 충격은 보다 경질의 재료의 바람직한 증착 방향을 야기하며, 더욱이, 증착된 재료의 스퍼터 제거를 야기하고, 이는 특별한 횡단 형상 및 마지막 팁 반경을 갖는 코팅막을 생성한다.
코카이(일본 평 61-210179 호)는 1nm 내지 20nm의 두께를 갖는 컷팅 엣지를 생산하기 위하여 수소와 수소 화합물(예를 들어, 메탄)의 가스 혼합물 내에서 플라즈마--유도 기상 증착에 의한 비결정 카본(실리콘 카바이드) 코팅막의 제품을 개시한다.
호시노(미국특허 제 4,832,979 호)는 레이저 나이프(laser knife) 제조 공정을 설명하며, 여기서 나이프의 프로브(probe)부의 표면은 1 내지 50㎛ 두께의 카본 코팅막으로 코팅되어 있으며, 이 카본 코팅막에는 1 내지 50㎛ 두께의 사파이어, 루비 또는 석영 글래스의 보호 코팅막이 코팅되어 있다.
키타무라 등(미국특허 제 4,839,195 호)은 플라즈마-유도 화학기상 증착 및 700 내지 1,300℃에서의 후속 열처리에 의하여 약 5 내지 50nm 두께의 다이아몬드막으로 베이스 블레이드 기판, 예를 들어 사파이어를 코팅하여 마이크로톰 (microtome)을 형성하여 다이아몬드 막 내의 흡착된 분순물들을 배출시키는 것을 개시한다. 키타무라 등(미국특허 제 4,980,021 호)은 또한 글래스한 표면 거칠기를 제공하기 위하여 블레이드 표면상의 탄소질 코팅막 표면을 식각하는 것을 개시한다.
바체 등(미국특허 제 5,032,243 호)는 스테인레스 스틸 레이저 블레이드들의 스택(stack)을 평면의 양측부에 위치한 2개의 이온 소스로부터의 이온 충격을 받게 함으로서 레이저 블레이드들(razor blade)의 컷팅 엣지를 형성 또는 변형하는 방법을 개시하며, 위의 평면은 스택 내에 놓여지며 블레이드들의 주요 표면과 평행하다. 전자 빔 증발기가 작동하여 원하는 화합물인 코팅 재료 또는 성분을 기화시키킨 후에 기계적으로 예리해진 컷팅 엣지는 2개의 소스로부터의 이온으로 충격을 받아 새로운 엣지를 형성하며, 이온 소스의 작동은 계속된다. 증착이 시작된 후, 이온 소스로 인한 스퍼터 제거율은 증착 비율보다 작아야 하며, 이온 소스는 작동되어 증착을 보장한다.
한(미국특허 제 5,048,191 호)는 세라믹 기판을 제공하고; 30。 이하의 사잇각을 가지는 연마면을 갖는 예리한 엣지를 형성하기 위하여 기판의 엣지를 기계적으로 연마하고; 표면 거칠기 및 표면 결함을 감소시키기 위하여 기계적으로 연마된 엣지를 화학적으로 처리하고; 40。 이상의 사잇각을 갖는 보조 연마면을 제공하기 위하여 예리해진 엣지를 스퍼터링으로 예리하게 하여 500Å 이하의 팁 반경을 한정함으로서 레이저(razor) 블레이드를 형성하는 방법을 개시한다.
크레이머(미국특허 5,121,660 호)는 2㎛ 이하의 그레인(grain) 크기를 갖는 다결정 세라믹 기판을 제공하고; 20。 이하의 사잇각을 갖는 예리해진 엣지를 형성하기 위하여 기판의 엣지를 기계적으로 연마하고; 300Å 이하로 팁 반경을 줄이기 위하여 예리해진 엣지를 스퍼터-식각하고; 그로 인하여 컷팅 엣지가 형성되는 단계를 포함하는 레이저 블레이드 형성하는 공정을 설명한다.
드쥬안, 쥬니어 등(미국특허 제 5,317,938 호)은 평평한 평면 기판으로부터 현미경 수술 커터를 만드는 방법을 설명한다. 포토레지스트 마스크 층은 현미경 수술 기구의 패턴 형태로 기판의 표면상에 형성되며, 기판의 상부 표면은 하부 표면까지 등방성으로 식각되어 컷팅 엣지부를 형성하며, 컷팅 엣지부는 마스크 층의 엣지부와 대응하는 형상을 갖는다. 실리콘, 실리콘 카바이드, 사파이어 및 다이아몬드와 같은 반도체 재료들이 기판용으로 사용될 수 있다.
누드센 등(미국특허 제 5,724,868 호)은 향상된 컷팅 성능을 갖는 나이프 (knife) 제조 방법을 설명하고 있다. 증착원에 대한 블레이드 블랭크의 동시 가열 및 회전과 함께 선형 증착원을 이용한 음극 아크 공정에 의하여 스틸 나이프 블레이드 블랭크는 TiN, Ti(CN) 또는 (TiAl)N으로 코팅된다. 블랭크의 블레이드 엣지는 코팅막의 증착 전에 예리해질 수도 또는 예리해지지 않을 수도 있다. 만일 블랭크가 증착 전에 예리해지지 않을 경우, 그 후에 블레이드의 연마 그라인딩 및 마지막 스트로핑(stropping)을 이용한 일반적인 방법에 의하여 블랭크는 바람직하게는 한면만이 예리해진다.
덱커 등(미국특허 제 5,799,549 호)은 개선된 레이저 블레이드 및 비결정 다이아몬드로 블레이드 기판의 예리해진 엣지를 경질 카본 코팅함으로서 예리하고 영구적인 컷팅 엣지를 제조하는 방법을 설명하고 있다. 기판은 기계적으로 연마 (hone)될 수 있으며 기판과 다이아몬드 코팅층 사이에 중간층(interlayer)이 존재하지 않는다. 코팅막은 큰 종횡비(aspect ratio)를 유지하는 반면에 박형 블레이드에 강도와 견고함을 부여한다.
마르쿠스 등(미국특허 제 5,842,387 호)은 "극단적으로 예리한" 컷팅 엣지를 갖는 나이프 블레이드들을 개시하며, 이들은 단결정 실리콘의 웨이퍼로부터 구성된다. 먼저, 웨이퍼는 연장된 릿지(ridge)에 걸쳐 식각 마스킹 층으로 덮여진다. 그 뒤 웨이퍼는 식각되어 마스크가 언더컷(undercut)되고 릿지 팁을 향하여 덮여진 릿지 측벽들이 형성된다. 산화물 형성/산화물 제거 공정을 이용하여 예리한 릿지 정점이 제공된다. 우수한 예리함을 갖는 블레이드들이 얻어지게 되나, 산화물 형성/산화물 제거 공정 사이클은 시간이 소요된다. 나아가, 매우 예리한 블레이드 엣지는 비교적 파손되기 쉬우며, 여러 응용에서, 엣지를 무디게 하는 것이 바람직하며 나아가, 예를 들어, RF 스퍼터링에 의한 하나 이상의 보호층을 추가함으로서 엣지를 강하게 하는 것이 바람직하다. 게다가, 이중 경사를 나타내는 블레이드들은 이러한 기술로 제조하기가 어려우며, 많은 비용이 소요된다.
결과적으로, 특히 정밀 수술을 위한 컷팅 기구 상의 보다 예리하고 보다 영구적인 엣지에 대한 필요성이 지속된다. 그뿐 아니라, 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지 및 블레이드 팁을 제공하는 경제적인 컷팅 기구를 위한 산업 분야에서의 해결되지 않은 필요성이 남아있다.
이러한 환경 내에서, 제한된 재사용 또는 폐기 가능한, 단일 또는 이중 경사진 컷팅 기구로서 예외적인 예리함, 우수한 내마모성 및 최소한의 블레이드 저항력을 나타내는 컷팅 기구를 생산하는 것이 바람직하며, 현미경 수술 과정에 사용을 위한 재 사용가능하고 폐기가능한 기구 제조 방법이 바람직하다. 더 나아가, 연속적인 컷팅 엣지를 갖는 기구를 제공하는 것이 바람직하다. 더욱이, 외과 수술 기구로서의 사용을 위하여 생물학적으로 적합한 재료로부터 이러한 컷팅 기구를 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 기구 및 경제적인 기구의 제조 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 경질의 영구적인 재료로 이루어진 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지를 갖는 블레이드를 제공한다. 본 발명은 컷팅 기구의 블레이드에 대한 극히 미세하게 예리한 엣지를 "극히 미세하게" 밀링하기 위한 집속 이온 빔(FIB) 밀링 기술을 이용한다. 즉, 엣지는 초미세 규모로 예리하며, 약 1Å 내지 300Å와 거의 비슷한 곡률 반경을 가질 수 있다.
FIB 기술은 반도체 재료에 매우 정밀한 집적회로 패턴을 "이온 밀" 또는 "식각"하기 위하여 발전되어져 왔다. FIB 조건들 및 기술들은 미국특허 제 5,482,802 호, 제 5,658,470 호, 제 5,690,784 호, 제 5,744,400 호, 제 5,840,859 호, 제 5,852,297 호, 및 제 5,945,677 호에 설명되며, 이 내용들은 본 명세서에서 참고적으로 관련된다.
본 발명의 한 실시예에서, 컷팅 기구를 위한 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드는 주요 표면 및 주요 표면의 한종단에서의 테이퍼진 엣지를 갖는 금속 재료로 만들어진 컷팅 엣지; 테이퍼진 엣지에서 컷팅 엣지 블랭크의 적어도 일측상의 주요 표면의 일부분 상에 증착된, 금속보다 단단한 물질의 제 2 재료의 층을 포함하며, 상기 층은 연속적인, 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지를 갖는 블랭크를 제공하는 집속 이온 빔에 의하여 상기 주요 표면과 평행한 평면에 대해 예각으로 밀링된다.
다른 실시예에서, 컷팅 기구를 위한 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드는 주요 표면 및 주요 표면의 한 일단에서의 엣지를 갖는 블레이드 블랭크를 포함하며, 엣지는 집속 이온 빔에 의하여 상기 주요 표면에 평행한 면에 대해 예각으로 밀링되어 연속적인, 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지를 갖는 블랭크를 제공한다. 바람직하게는, 블레이드 블랭크는 실리콘, 세라믹, 글래스, Al2O3, AlTiN, TiN, SiC, SiN, MoS2, 비결정 카본, 다이아몬드류 카본, 지르콘 및 유사 재료들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는 웨이퍼로부터 만들어진다.
본 발명은 또한 컷팅 기구를 위한 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지를 만드는 방법을 제공한다. 한 방법은 금속 재료로 만들어지며, 주요 표면 및 주요 표면의 한 종단에 테이퍼진 엣지를 갖는 블랭크를 제공하는 단계; 테이퍼진 엣지에서의 주요 표면의 일부분 상에 금속보다 단단한 제 2 재료의 연속 층을 증착하는 단계; 및 집속 이온 빔으로 제 2 재료 층을 밀링하여 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지를 형성하는 단계를 포함한다.
컷팅 기구를 위한 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지를 제조하기 위한 또다른 방법은 컷팅 엣지 형성에 적합한 재료의 웨이퍼를 제공하는 단계; 삼각형 단면을 가지는 다수의 엣지를 갖는 적어도 하나의 블레이드 블랭크를 제조하기 위하여 웨이퍼를 절단하는 단계; 블레이드 블랭크를 진공 챔버 내에 위치시키는 단계; 원하는 압력까지 진공 챔버를 진공화하는 단계; 및 집속 이온 빔으로 블레이드 블랭크의 엣지를 밀링하여 블레이드 블랭크 상에 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지를 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 장치들은 단일 경사진 컷팅 엣지 또는 이중 경사진 컷팅 엣지를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 태양 및 실시예를 아래에서 설명한다. 본 발명의 부가의 목적 및 이점들은 다음의 도면과 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 특성과 원하는 목적을 보다 완전하게 이해하기 위하여 첨부된 도면들과 관련한 다음의 상세한 설명을 참고하며, 여기서 모든 도면을 통하여 대응 부분에는 유사한 도면 부호를 표시하였다.
도 1은 코팅막이 증착된 후, 그러나 새로운 컷팅 엣지의 집속 이온 밀링 공전의 본 발명의 한 실시예에 따른 컷팅 블레이드용 블랭크의 컷팅 엣지의 개략적인 도면.
도 2는 새로운 컷팅 엣지를 형성하기 위하여 코팅되고 집속 이온 밀링된 본 발명의 한 실시예에 따른 컷팅 블레이드용 블랭크의 컷팅 엣지의 개략적인 도면.
도 3(a)는 거친 블랭크 제조를 위한 웨이퍼 절단 공정의 실시예를 도시한 도면.
도 3(b)는 집속 이온 빔 밀링 공정을 거친 블랭크의 실시예를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 블랭크의 극히 미세하게 연마된 부분은 컷팅 엣지의 부분을 형성하지 않음을 나타냄.
도 3(c)는 집속 이온 빔 밀링 공정을 거친 블랭크의 대안 실시예를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 블랭크의 극히 미세하게 연마된 부분은 컷팅 엣지의 부분을 형성하는 것을 나타냄.
도 4(a)는 전형적인 미세 엣지 결함을 갖는 일반적으로 예리해진 엣지를 도시한 디지털 현미경 사진.
도 4(b) 내지 도 4(e)는 엣지에서 미세 롤오버 및/또는 미세 파편을 갖는 일반적으로 예리해진 엣지를 도시한 디지털 현미경 사진.
도 5(a)는 본 발명에 따른 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지 제조에 유용한 컷팅 엣지 블랭크의 실시예를 도시한 평면도.
도 5(b)는 도 5(a)의 선 5B-5B를 따라 절취한 상태의 횡단면도.
도 6은 일반적으로 예리해진 엣지를 도시한 디지털 현미경 사진으로서, 그 일부는 본 발명에 따라 집속 이온 빔 밀링에 의하여 더 예리해 졌으며, 그로 인하여 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지를 위한 집속 이온 빔 밀링의 극적인 결과를 나타냄.
도 7은 기판에 부착된 본 발명에 따른 예리해진 컷팅 엣지 블랭크를 나타낸 도면.
본 발명에 따른 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드들은 예리해진 엣지의 집속 이온 빔(FIB) 밀링에 의하여 형성된 예리해진 엣지를 갖는 경질 재료를 포함하는 컷팅 엣지부를 포함한다. 본 발명의 실행을 위하여 적합한 경질 재료는는 Si, Al2O3, TiN, AlTiN, SiC, SiN, 몰리브데늄 이황화물(MoS2), 비결정 카본, 다이아몬드류 카본, 지르콘 및 집속 이온 빔에 의하여 제거가능한 유사 재료들이다. 경질 재료의 엣지부는 전형적으로 보다 부드럽고 보다 단단한 재료의 기판 상에 지지될 수 있다. 대안적으로, 경질 재료는 예리해진 엣지가 집속 이온 빔에 의하여 형성된 기판 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 한 실시예(도 1)에서, 금속 컷팅 엣지 블랭크(5)는 예를 들어, 동력 캐스트 야금(powered cast metallurgy), 단조(forging), 주조(coining), 전기 방전 기계 가공, 마이크로 기계 가공, 포토 에칭 또는 그 종류의 다른 어떠한 방법에 의하여 형성된다. 바람직하게는, 블랭크(5)는 적어도 하나의 테이퍼진 컷팅 엣지(7)를 가지고 형성된다. 따라서, 컷팅 엣지(7)는 블랭크(5)의 나머지 부분보다 실질적으로 덜 두껍다. 블랭크(5)는 요구되는 컷팅 툴 또는 수술 기구(10)에 적합한 어떠한 두께로 만들어진다.
형성된 컷팅 엣지 블랭크(5)는 세정되며, 블랭크(5)의 재로보다 실질적으로 더 단단한 재료의 코팅막(6)이 예를 들어, 화학 기상 증착, 스퍼터링 또는 이온 보조 증착에 의하여 블랭크에 형성된다. 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게 잘 알려진 이러한 공정들은 진공압이 10-2Torr 이하, 예를 들어, 10-3, 10-4등의 높은 진공압을 이용한다. 경질 재료의 코팅막(6)은 진공 증착 공정에 의하여 공급된 적합한 가스 성분의 존재 하에서 형성될 수 있다. 그뿐 아니라, 특정 가스의 존재가 블랭크(5)으로의 코팅막(6) 접착을 돕는다는 것은 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자들에게는 알려진 것이다. 증착된 코팅막(6)에 적합한 경질의 재료는 Si, Al2O3, AlTiN, TiN, SiC, SiN, MoS2, 비결정 카본, 다이아몬드류 카본, 지르콘 및 이 재료와 유사한 것이다.
코팅막(6)이 형성되어 보다 경질의 재료의 실질적인 층이 블랭크(5)의 컷팅 엣지(7)의 적어도 일측부에 연속적으로 덮여진다. 바람직하게는, 코팅막(6)은 컷팅 엣지(7)에 연속적인 막을 형성한다. 30,000Å 두께의 코팅막(6)이 형성되지만, 일반적으로는 약 500Å 또는 그 이하와 비슷한 정도의 코팅막을 형성하는 것이 더 경제적이다. 더욱이, 바람직한 실시예에서, 집속 이온 밀링 후의 코팅막(6)의 두께는 약 100Å 내지 약 500Å이며, 더 바람직하게는 적어도 약 200Å이다.
코팅막(6)이 단지 한 부분, 즉 단일 경사진 절단 기구(10)의 컷팅 엣지(7)를 위하여 형성되는 것이 바람직한 적용에서, 코팅 공정은 일반적으로 베이스 표면 (11)상에 반드시 제거되어야할 과다한 코팅 재료(6)를 증착한다. 더욱이, 바람직하지 않는 과도한 경질 재료(6)를 제거하기 위하여 코팅되어지는 것이 의도되지 않은 블레이드의 부분(즉, 베이스 표면(11))을 예를 들어, 비집속 이온 밀링 또는 이온 에칭으로 처리하는 것이 바람직하다. 따라서, 블랭크(5)는 집속 이온 빔(FIB) 밀링에 의해서 예리해져 극히 미세하게 예리한 엣지를 갖는 새로운 예리한 엣지(9)가 만들어진다. 블랭크의 양측부가 테이퍼지고 경질 재료로 코팅된 이중 경사진 컷팅 기구를 위해서는, 블랭크의 각 코팅된 부분이 집속 이온 빔으로 밀링되어 극히 미세하게 예리한 이중 경사진 엣지를 갖는 새로운 예리해진 종단이 만들어진다.
집속 이온 빔은 엣지(7)로부터 코팅막(6)을 부분들을 제거하고 새로운 "극히 미세하게 예리한" 컷팅 엣지(도 2의 9)를 복구하며, 이는 블랭크(5)의 초기 컷팅 엣지(7)로부터 코팅막(6)의 잔여 두께, 즉 밀링되지 않은 잔여 두께에 의하여 교체된다. 본 설명에서 참고적으로 설명되는 미국특허 제 5,945,677 호는 미소리소그래피(nanolithography)를 위하여 사용될 수 있는 집속 이온 빔(FIB)을 제공하는 방법을 설명한다. 이러한 FIB는 경질 재료(6)을 제거하기 위하여 코팅된 블랭크(5)의 컷팅 엣지에 대하여 비스듬히 집속될 수 있어 새로운 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지(9)를 형성한다.
상술한 바와 같이, 집속 이온 빔 밀링은 FEI의 마이크리온 디비젼 또는 유사한 회사에 의하여 제조된 특별한 장비로 수행된다. 가공 에너지원을 형성하는 집속 이온 빔(40)은 바람직하게는 전기적으로 여자된 액체 갈리움 소스(45)로부터 유도된다; 그러나 본 기술 분야에 숙련된 자들에게 알려진 다른 이온 소스(45)도 본 발명의 기술에서 벗어남이 없이 사용될 수 있다. 소스(45)는 원하는 직경으로 집속된 갈리움 이온들(40)을 방사한다. 집속된 빔(40)은 바람직하게는 직경이 약 5nm로 공간적으로 제한된다. 그러나 보다 넓은 집속 빔 직경, 예를 들어, 10nm도 만족할만한 결과를 갖고 사용될 수 있다. 블레이드 블랭크(5) 상의 예리한 컷팅 엣지(9)를 밀링하기 위하여 요구되는 에너지 준위는 직경 5nm 빔을 위한 30pA에서부터 직경 10nm 빔을 위한 100pA까지의 범위이다. 어떠한 밀링 공정에서와 같이, 본 공정 단계의 목적은 (1) 원하는 컷팅 엣지(9)를 따라서 경질의 코팅막(6)의 일부 또는 모든 특정 영역을 제거하고, (2) 베이스 표면(11)의 평면 내 또는 이중 경사진 컷팅 엣지를 위하여 원하는 컷팅 엣지를 따라서 경질 코팅막을 제거하는 것이다.
집속 이온 빔(4)은 원자 밀링 머신과 같이 절단하고 응력에서 자유로운 인-시튜 구분(in-situ sectioning)을 허용하여 극히 미세하게 밀링된 컷팅 엣지(9)를 형성한다.
집속 이온 빔(10)은 예리해진 컷팅 엣지(9)의 원하는 최종 각도의 수 도(a few degrees) 내의 각도로 블랭크(5) 상의 코팅막(6)을 향한다. 전형적으로, 빔 (40)은 블랭크 컷팅 엣지(9)의 주요 표면에 평행한 평면에 대한 기준보다 큰 약 5도의 각도로 블랭크(5)의 컷팅 엣지(9)를 향한다. 본 발명의 공정들은 양질의 표면 마무리와 형성된 제품의 치수 공차의 반복성을 갖는 컷팅 엣지(9)를 제공한다. 치수 공차가 적어도 ±0.3미크론 또는 그 이하까지 정밀한 것이 바람직하다. 나아가, 약 300Å보다 작은, 바람직하게는 약 100Å보다 작은, 보다 바람직하게는 약 10Å보다 작은 컷팅 엣지의 곡률 반경이 제공될 수 있다. 더 나아가, 본 발명에 따른 컷팅 엣지를 만듦으로서 컷팅 엣지에서의 미세한 파편 방생이 방지된다.
새로운 극히 미세하게 예리해진 엣지를 갖는 컷팅 엣지 블랭크(5)는 마지막으로 지지 기판(도 7)에 결합되며, 지지 기판은 예를 들어 금속 또는 플라스틱일 수 있으며 실질적으로 어떠한 형상 또는 외형을 가지며 최종 컷팅 엣지(9)에 대한 구조적 지지, 강도 및 내파괴성을 제공한다. 도7에 도시된 바와 같이, 이중 경사진, 극히 미세하게 예리해진 블랭크는 접착 수단(도시되지 않음)에 의하여 기판(25)에 장착된다. 기판은 금속 또는 플라스틱과 같은 어떠한 적합한 재료로 만들어질 수 있다.
제 2 실시예에서, 컷팅 엣지 블랭크들(60)은 금속성 실리콘, 세라믹, 글래스, Al2O3, AlTiN, TiN, SiC, SiN, MoS2, 비결정 카본, 다이아몬드류 카본, 지르콘 및 경질 재료와 같은 유사한 재료의 웨이퍼와 같은 시트(65)로 제조된다. 다양한 형태를 갖는 컷팅 엣지 블랭크들은 마이크로 기계 가공, 비집속 이온 빔 밀링 또는 에칭에 의하여 시트(65)로부터 만들어질 수 있으며(도 5a 및 도 5b), 이들 공정들은 본 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자들에게 알려진 것이다. 본 실시예에서, 다수의 블랭크들(60)은 먼저 상기 공정들에 의하여 거칠게 형성된다. 컷팅 엣지 블랭크들(60)은 화학적으로 식각되어 절단 엣지(63)를 제공하며 거칠게 절단되어 백 엣지(back edge)를 제공한다. 그뒤, 컷팅 엣지(63)는 상술한 바와 같이, 필요에 따라 일측 또는 양측상의 집속 이온 빔을 이용한 밀링에 의하여 예리해져 원하는 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지를 제공한다. 본 실시예는 예리해진 컷팅 엣지들을 비교적 신속하게 제공할 수 있다. 컷팅 기구를 제공하기 위하여 FIB로 밀링된 예리해진 엣지들을 갖는 블랭크는 지지체들(예를 들어, 도 7 참조)에 장착될 수 있다.
마이크로 기계 가공, 에칭 또는 비접속 빔 밀링으로 제조된 사각형 블랭크 (61)는 바람직한 형상이지만, 원형, 타원형, 삼각형 및 다각형 형상들이 본 발명의 기술 내에 포함된다. 사각형 블랭크(61)를 형성하기 위하여, 마이크로 기계 가공, 에칭 또는 비집속 빔 밀링이 이러한 방법으로 수행되어 사각형 블랭크(61)의 주변을 한정한다. 거친 블랭크(61)의 컷팅 엣지(63)의 경사각(62)은 전형적으로 약 30°와 약 60°사이이며, 바람직하기는 도 5b에 도시된 바와 같이 약 36.8°이다. 사각형 블랭크(61)는 그후 집속된 이온 빔으로 밀링되어 63에서 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지가 만들어진다. 사각형 블랭크들(61)로부터 개별적인 컷팅 블레이드 들(60)이, 예를 들어 반분(69)될 수 있다. 도 5a에서, 한 예로서, 하나의 사각형 블랭크(61)가 반분(69)되어 3개의 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지들(63)을 갖는 한쌍의 컷팅 엣지 블랭크들(60)을 생성한다. 컷팅 엣지는 어떠한 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 금속, 플라스틱, 글래스 등등의 지지 기판은 그후 컷팅 엣지 블랭크(60)에 적층되어 구조적 지지, 강도 및 내파손성을 제공한다.
다른 실시예(도 3a)에서, 다수의 블레이드 컷팅 엣지 블랭크들(30)은 예를 들어, 실리콘, 세라믹, 글래스, Al2O3, AlTiN, TiN, SiC, SiN, MoS2, 비결정 카본, 다이아몬드류 카본, 지르콘 및 경질 재료와 같은 유사한 재료의 웨이퍼(35)로부터, 바람직하게는 반도체 산업으로부터 웨이퍼의 형태로 쉽게 이용할 수 있는 재료들로부터 제조된다. 바람직하게는 웨이퍼(35)의 두께는 약 100㎛ 내지 1,000㎛이다. 보다 바람직하게는 웨이퍼(35)의 적어도 일측(38)이 원자 마무리(atomic finish)상태 로 연마되며, 이 특징 역시 반도체 산업에서 공통적인 것이다.
최초, 웨이퍼 절단 톱(wafer-dicing saw; 32)이 웨이퍼(35) 상에서 사용되어 컷팅 엣지 블랭크(30)을 위한 거친 배열을 제공한다. 더욱이, 절단 공정의 목적은 웨이퍼(35)의 표면을 가로질러 일련의 연장된 컷팅 엣지 블랭크들(30), 예를 들어 삼각형 프리즘 형태의 요소들을 형성하거나 만드는데 있다. 절단 공정 전에, 웨이퍼는 고정대 내에 견고하게 장착되며, 그 후 절단 톱(32)이 다수의 블랭크들(30)을 체계적으로 생성한다. 절단 톱(32)은 약 100㎛의 절단면을 갖는 특별히 제조된 블레이드(39; 예를 들어, 다이아몬드, 실리콘 카바이드 또는 유사 재료)를 갖추고 있다. 절단 톱(32)의 특별히 제조된 블레이드(39)는 웨이퍼(35) 내에 정밀한 절단 경사를 형성할 수 있으며, 여기서, 형성된 정점은 바람직하게 약 10 내지 90。의 범위의 사잇각을 갖는다. 그러나, 톱(32)의 절단 매체는 규격이 0.3㎛보다 큰 칩을 생성하지 않도록 선택된다.
절단된 웨이퍼(35)를 컷팅 엣지로 분리한 후, 예를 들어 초음파 세정, 플라즈마, 고압 탈이온화수 및 유사한 것으로 세정하여 표면을 오염시킬 수 있는 모든 파편들과 절단 용액을 제거한다. 그후 컷팅 엣지 블랭크들(30)은 집속 이온 빔 밀의 진공 챔버 내로 로딩된다. 챔버는 약 10-7토르(Torr)의 진공압까지 진공화된다. 그뒤, 집속된 이온 빔(30)은 블레이드 블랭크(30)의 정점(34)를 향하여 적어도 한 부분(31, 33)을 따라서 진행한다(도 3b).
컷팅 엣지 블랭크들은 또한 본 기술분야의 숙련자들에게 잘 알려진 화학 식각 기술에 의하여 만들어질 수 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼는 포토레지스트 마스크를 갖추고 있으며, 이 포토레지스트 마스크는 사용된 식각 용액에 대한 내성이 있다. 마스크는 컷팅 엣지 블랭크의 상부 블레이드 엣지의 위치, 즉 웨이퍼 평면에 수직 높이를 갖는 컷팅 엣지 블랭크의 정점에 위치한 길이 방향의 레지스트 스트립 (strips)으로 이루어진다. 웨이퍼에 150 미크론의 깊이를 에칭하기 위하여 상부 블레이드 엣지를 따라서 적어도 1 미크론 폭의 레지스트 스트립을 제공하여 엣지 구조체의 식각 및 손상을 방지하는 것이 필요하다. 최종 엣지는 FIB에 의하여 형상화된다.
원하는 최종 사용 및/또는 최후의 곡률 반경, 즉 엣지 예리함에 따라, 집속 이온 빔(40)은 블레이드 블랭크(30)에서 선단 엣지(50)의 앞으로부터 또는 선단 엣지(50)의 뒤로부터 향할 수 있다(도 3b). 집속 이온 빔 원(45)이 바람직하게는 컷팅 엣지 블랭크(30)의 선단 엣지 뒤로부터 컷팅 엣지(50)에 가해질 때 최종 예리함이 형성된다. 약 10 내지 70。의 사잇각을 갖는 예리해진 엣지들이 바람직하다. 따라서 전형적으로 약 5 내지 약 70。각의 FIB가 이용된다.
바람직하게는, 인접하는 연마된 측부(38)를 갖는 엣지가 이용되며, FIB는 그 반대측(31)으로부터 향하여 극히 미세하게 예리해진 단일 경사진 엣지가 제공된다.
원하는 극히 미세하게 예리한 엣지(50)이 컷팅 엣지 블랭크(30)상에서 제조되어지면, 컷팅 엣지 블랭크(30)의 베이스(예리해진 엣지의 반대편, 즉 측부(33))는 예를 들어, 납땜(solder), 에폭시, 땜납(brazing), 스테이킹(staking), 크림핑 (crimping), 접착제, 마찰끼워맞춤(friction fit) 또는 공융 접착(eutectic bonding)의 방법으로 지지 기판(예를 들어, 도 7 참조)에 고정적으로 부착되며, 이 지지 기판은 예를 들어 금속, 플라스틱, 글래스, 세라믹 또는 그와 유사한 재질로 만들어진다. 지지 기판은 어떤 원하는 컷팅 기구 또는 공구 본체에 장착된 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지 블랭크(30)를 마지막으로 부착되는 것을 용이하게 한다. 예리해진 블레이드 블랭크(30)를 컷팅 기구 또는 공구 본체에 직접 부착함으로서 본 발명을 실행하는 것 또한 가능하다.
이중 경사진 컷팅 엣지를 위하여 FIB는 컷팅 엣지의 양측으로부터 향한다.
횡적이고 높은 전류 모드의 집속 이온 빔 메커니즘을 이용하면 "빔 형성"으로 언급되는 공정에 의하여 다양한 엣지 형상들을 조각하는 것이 가능하다."빔 형성"을 위한 집속 이온 빔은 적어도 약 10nm의 빔 직경을 갖는 것이 바람직하다.
도 4a 내지 4e는 현미경 수술 기구를 위한 매우 예리함을 제공하기 위하여 기계적으로 예리해지고 연마된 기존 블레이드들의 엣지를 도시한다. 도 4a는 예리해진 엣지 내의 전형적인 결함을 나타낸다. 도 4b 내지 도 4e는 예리해진 엣지에서의 금속의 전형적인 롤오버(rollover) 및 기계적인 예리함 공정 및 연마 공정에 의하여 남겨진 미세 파편들을 도시한다.
도 6은 집속 이온 빔 밀링 결과로서 일어나는 예리함의 극적인 향상을 그래프적으로 입증한다. 도 6은 블레이드 엣지상의 2개의 영역을 도시한다. 제 1 영역 (52)은 엣지의 일반적인 마모 그라인딩 및 연마 공정으로 예리해졌다. 이는 예리해진 엣지 주변에 미세 파편들을 가지고 있으며, 엣지 자체는 롤오버를 보여준다. 제 2 영역(54)은 본 발명에 따라 집속 이온 빔(40)으로 밀링된 것을 도시한다. 예리해진 엣지 주변의 놀랍게 깨끗한 표면 및 깨끗한 극히 미세하게 예리한 엣지를 주목하자.
바람직한 실시예를 포함한 본 발명이 상세하게 설명되었다. 그러나, 명세서 및 도면의 본 설명을 고려할 때, 본 기술분야의 숙련된 자들이 본 발명의 사상과 범위를 벗어남이 없이 변형, 부가 및/또는 개선할 수 있다는 것이 명백하다.

Claims (47)

  1. 주요 표면 및 주요 표면의 한종단에서의 테이퍼진 엣지를 갖는, 금속 재료로 만들어진 컷팅 엣지 블랭크;
    상기 테이퍼진 엣지에서 컷팅 엣지 블랭크의 적어도 일측상의 상기 주요 표면의 일부분 상에 증착된, 금속보다 단단한 물질의 제 2 재료 층을 포함하며,
    여기서 상기 층은 집속 이온 빔에 의하여 상기 주요 표면과 평행한 평면에 대해 예각으로 밀링되어 연속적인, 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지를 갖는 블랭크를 제공하는, 컷팅 기구를 위한 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  2. 제 1 항에 있어서, 금속 블랭크가 부착되는 지지 기판을 더 포함하는 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 재료 층은 두께가 약 100 내지 약 500Å인 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 코팅층은 두께가 적어도 약 200Å인 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 재료는 실리콘, 세라믹, 글래스, Al2O3, AlTiN, TiN, SiC, SiN, MoS2, 비결정 카본, 다이아몬드류 카본 및 지르콘으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 약 300Å보다 작은 곡률 반경을 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 약 100Å보다 작은 곡율 반경을 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 약 10Å보다 작은 곡율 반경을 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 단일 경사진 엣지를 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 이중 경사진 엣지를 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  11. 주요 표면과 그 일단에서의 엣지를 갖는 블레이드 블랭크를 포함하며, 여기서 상기 엣지는 집속 이온 빔에 의하여 상기 주요 표면과 평행한 평면에 대해 예각으로 밀링되어 연속적인, 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지를 갖는 블랭크를 제공하는, 컷팅 기구를 위한 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 블레이드 블랭크는 실리콘, 세라믹, 글래스, Al2O3, AlTiN, TiN, SiC, SiN, MoS2, 비결정 카본, 다이아몬드류 카본 및 지르콘으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는 웨이퍼로부터 만들어진 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 블레이드 블랭크의 컷팅 엣지는 예리해지기 전에 약 1 미크론 보다 작은 블레이드 엣지를 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  14. 제 11 항에 있어서, 컷팅 기구는 연속적인, 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지를 갖는 블레이드 블랭크의 부착을 위한 지지 기판을 더 포함하는 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 지지 기판은 금속, 플라스틱, 글래스 또는 세라믹을 포함하는 그룹으로부터 선택된 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 약 300Å보다 작은 곡율 반경을 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 약 100Å보다 작은 곡율 반경을 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  18. 제 11 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 약 10Å보다 작은 곡율 반경을 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  19. 제 11 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 단일 경사진 엣지를 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  20. 제 11 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 이중 경사진 엣지를 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 블레이드.
  21. 금속 재료로 만들어지며, 주요 표면 및 주요 표면의 한 종단에 테이퍼진 엣지를 갖는 블랭크를 제공하는 단계;
    테이퍼진 엣지에서의 주요 표면의 일 부분 상에 금속보다 단단한 제 2 재료의 연속 층을 증착하는 단계; 및
    집속 이온 빔으로 제 2 재료층을 밀링하여 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지를 형성하는 단계를 포함하는 컷팅 기구를 위한 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지 제조 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 제 2 재료층은 약 100 내지 약 500Å의 두께로 증착되는 극히 미세하게 예리한 컷팅 기구 제조 방법.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 제 2 재료층은 적어도 약 200Å의 두께로 증착되는 극히 미세하게 예리한 컷팅 기구 제조 방법.
  24. 제 21 항에 있어서, 상기 제 2 재료는 실리콘, 세라믹, 글래스, Al2O3, AlTiN, TiN, SiC, SiN, MoS2, 비결정 카본, 다이아몬드류 카본 및 지르콘으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 극히 미세하게 예리한 컷팅 기구 제조 방법.
  25. 제 21 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 약 300Å보다 작은 곡율 반경을 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 기구 제조 방법.
  26. 제 21 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 약 100Å보다 작은 곡율 반경을 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 기구 제조 방법.
  27. 제 21 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 약 10Å보다 작은 곡율 반경을 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 기구 제조 방법.
  28. 제 21 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 단일 경사진 엣지를 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 기구 제조 방법.
  29. 제 21 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 이중 경사진 엣지를 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 기구 제조 방법.
  30. 주요 표면 및 그 한 종단에 엣지를 갖는 블레이드 블랭크를 제공하는 단계;
    집속 이온 빔을 이용하여 상기 주요 표면과 평행한 평면에 대해 예각으로 엣지를 밀링하여 연속적인, 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지를 갖는 블랭크를 제공하는 단계를 포함하는 컷팅 기구를 위한 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지 제조 방법.
  31. 제 30 항에 있어서, 상기 블랭크는 실리콘, 세라믹, 글래스, Al2O3, AlTiN, TiN, SiC, SiN, MoS2, 비결정 카본, 다이아몬드류 카본 및 지르콘으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는 웨이퍼인 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지 제조 방법.
  32. 제 30 항에 있어서, 상기 블랭크는 약 100㎛ 내지 약 1000㎛ 의 두께를 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지 제조 방법.
  33. 제 30 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 약 300Å보다 작은 곡율 반경을 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 기구 제조 방법.
  34. 제 30 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 약 100Å보다 작은 곡율 반경을 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 기구 제조 방법.
  35. 제 30 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 약 10Å보다 작은 곡율 반경을 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 기구 제조 방법.
  36. 제 30 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 단일 경사진 엣지를 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 기구 제조 방법.
  37. 제 30 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 이중 경사진 엣지를 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 기구 제조 방법.
  38. 컷팅 엣지 형성에 적합한 재료의 웨이퍼를 제공하는 단계;
    삼각형 단면 형상을 가지며, 다수의 엣지를 갖는 적어도 하나의 블레이드 블랭크를 제조하기 위하여 웨이퍼를 절단하는 단계;
    블레이드 블랭크를 진공 챔버 내에 위치시키는 단계;
    원하는 압력까지 진공 챔버를 진공화하는 단계; 및
    집속 이온 빔으로 블레이드 블랭크의 엣지를 밀링하여 블레이드 블랭크 상에 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지를 제공하는 단계를 포함하는, 컷팅 기구를 위한 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지 제조 방법.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 컷팅 기구 기판에 극히 미세하게 예리해진 블레이드 블랭크를 부착하는 단계를 더 포함하는 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지 제조 방법.
  40. 제 38 항에 있어서, 상기 웨이퍼는 실리콘, 세라믹, 글래스, Al2O3, AlTiN, TiN, SiC, SiN, MoS2, 비결정 카본, 다이아몬드류 카본 및 지르콘으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지 제조 방법.
  41. 제 38 항에 있어서, 상기 웨이퍼는 두께가 약 100 내지 약 1000 미크론인 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지 제조 방법.
  42. 제 38 항에 있어서, 상기 웨이퍼를 웨이퍼의 표면에 대하여 약 5 내지 약 70도 범위에서 경사지게 절단하는 단계를 포함하는 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지 제조 방법.
  43. 제 38 항에 있어서, 적어도 하나의 극히 미세하게 연마된 표면을 갖는 웨이퍼를 제공하는 단계를 포함하는 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지 제조 방법.
  44. 제 38항에 있어서, 직경이 5㎚ 인 집속 이온 빔을 제공하는 단계를 포함하는 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지 제조 방법.
  45. 제 38항에 있어서, 직경이 10㎚인 집속 이온 빔을 제공하는 단계를 포함하는 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지 제조 방법.
  46. 제 38 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 단일 경사진 엣지를 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지 제조 방법.
  47. 제 38 항에 있어서, 상기 컷팅 엣지는 이중 경사진 엣지를 갖는 극히 미세하게 예리한 컷팅 엣지 제조 방법.
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