KR20060110958A

KR20060110958A - Freestanding thin film tester

Info

Publication number: KR20060110958A
Application number: KR1020050033209A
Authority: KR
Inventors: 김재현; 이학주; 조기호; 한승우; 김정엽; 최병익
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2006-10-26
Also published as: KR100670233B1

Abstract

A freestanding thin film tester is provided to measure mechanical property of a freestanding thin film sample by easily aligning a position of the freestanding thin film sample having a micro or a nano scale through a transparent glass plate. In a freestanding thin film tester, a main body(1) has a hollow part(11) opened to an upper part. A sample multi-axis alignment unit(2) contains a hollow part which aligns a freestanding thin film sample by an external operation. A fixing plate(3) holds the freestanding thin film sample to measure the mechanical property of freestanding thin film sample. And, a test unit(4) presses the freestanding thin film sample at the hollow part.

Description

Freestanding thin film tester

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 자유지지 박막 시험기를 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a free support thin film tester of a first embodiment according to the present invention;

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 3은 본 발명에 따른 제1 실시예의 자유지지 박막 시험기를 통한 자유지지 박막 시편의 시험상태를 나타낸 개략도.Figure 3 is a schematic diagram showing a test state of the free support thin film specimens through the free support thin film tester of the first embodiment according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 제1 실시예의 자유지지 박막 시험기를 통한 다른 실시예의 자유지지 박막 시편을 나타낸 도면.4 is a view showing another embodiment of the free support thin film specimens through the free support thin film tester of the first embodiment according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 제2 실시예의 자유지지 박막 시험기를 나타낸 개략 사시도.5 is a schematic perspective view showing a free supporting thin film tester of a second embodiment according to the present invention;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

1 : 본체1: main body

11 : 중공부 11: hollow part

2 : 시편 다축정렬수단2: specimen multi-axis alignment means

21 : 중공부 21: hollow part

22 : 이동 테이블 22: moving table

221 : 중공부 221 hollow part

23 : 수평도 조정 회전 테이블 23: horizontal adjustment table

231 : 중공부 231 hollow part

3 : 고정판3: fixed plate

4 : 시험수단4 test means

41 : 액츄에이터 41: Actuator

42 : 이동계 42: mobile meter

43 : 하중막대 43: load bar

44 : 로드셀 44: load cell

5 : 변위 측정수단5: displacement measuring means

6 : 관측수단6: observation means

7 : 촬영수단 7: shooting means

71 : 시편 분석부 71: specimen analysis

8 : 자유지지 박막 시편8: Free Support Thin Film Specimen

본 발명은 자유지지 박막 시험기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고정판에 미세기계전자시스템 및 나노기술에 사용되는 마이크로 또는 나노 스케일의 크기를 갖는 자유지지 박막 시편을 고정한 후 자유지지 박막 시편의 위치를 정렬하여 기계적 물성값을 측정하기 위한 자유지지 박막 시험기에 관한 것이다.The present invention relates to a free-supported thin film tester, and more particularly, to fix a free-supported thin film specimen having a micro or nano-scale size used in micromechanical electronic systems and nanotechnology on a fixed plate, and then align the positions of the free-supported thin film specimens. It relates to a free support thin film tester for measuring the mechanical property value.

일반적으로 박막 재료는 반도체의 메모리 칩이나 CPU등의 제품과 MEMS/NEMS 제품을 제조하는데 널리 사용되는 것으로서, 일정 크기 이하의 박막 재료는 취급하기가 용이하지 않기 때문에 그 기계적인 물성을 측정하는 것이 매우 어렵다.In general, thin film materials are widely used in the manufacture of semiconductor memory chips, CPUs, etc., and MEMS / NEMS products. Since the thin film materials below a certain size are not easy to handle, it is very difficult to measure their mechanical properties. it's difficult.

또한, 종래 박막 재료의 기계적인 물성을 측정하는데 널리 사용되는 압입 시험기는 박막이 모재 위에 증착된 경우에 적용할 수 있으며, 박막 두께의 1/10 이하인 깊이까지 압입하여 기계적인 물성을 측정하는 것으로 일정 두께 이상(대략 1㎛ 이상)의 박막 재료의 물성 측정시에 용이하나, 그 이하의 두께를 가지는 RF-MEMS를 비롯한 각종 미세구조 응용 제품에서 널리 사용되는 박막의 일부가 모재로부터 완전히 분리되어 그 강성이 매우 작은 자유지지 박막에는 적용할 수 없다.In addition, the indentation tester widely used to measure the mechanical properties of the conventional thin film material can be applied when the thin film is deposited on the base material, and the mechanical property is measured by indenting to a depth of 1/10 or less of the thickness of the thin film. It is easy to measure the physical properties of thin film material of more than thickness (approx. It is not applicable to this very small free supporting thin film.

또한, 정렬수단이 구비되어 있지 않기 때문에 자유지지 박막 시편의 위치를 정렬하기가 곤란한 문제점을 가지고 있다.In addition, there is a problem that it is difficult to align the position of the free support thin film specimen because no alignment means is provided.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 발명된 것으로, 고정판을 통해 미세기계전자시스템 및 나노기술에 사용되는 마이크로 또는 나노 스케일의 크기를 갖는 자유지지 박막 시편의 기계적 물성을 측정할 수 있는 자유지지 박막 시험기를 제공함을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the above problems, it is possible to measure the mechanical properties of free-supported thin film specimens having a micro or nano-scale size used in micromechanical electronic systems and nanotechnology through a fixed plate It is an object to provide a free supporting thin film tester.

또, 투명의 유리판을 통해 마이크로 또는 나노 스케일의 크기를 갖는 자유지지 박막 시편의 위치를 손쉽게 정렬하여 자유지지 박막 시편의 기계적 물성값을 측정할 수 있는 자유지지 박막 시험기를 제공함을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a free-supported thin film tester capable of easily aligning positions of free-supported thin film specimens having a micro or nano-scale size through a transparent glass plate to measure mechanical property values of the free-supported thin film specimens.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자유지지 박막 시험기는 내부에는 상부가 개방된 중공부가 구비된 본체와; 상기 중공부의 상부 둘레에 구비되어 외부의 조작을 통해 자유지지 박막 시편을 정렬하는 중공부가 포함된 시편 다축정렬수단과; 상기 시편 다축정렬수단의 중공부 상부에 상기 자유지지 박막 시편의 물성값을 측정할 수 있도록 자유지지 박막 시편을 고정하는 고정판과; 상기 본체를 구성하는 중공부의 일측에 구비되어 상기 자유지지 박막 시편을 눌러 주는 시험수단으로 구성됨을 특징으로 한다.Free-supported thin film tester according to the present invention for achieving the above object is a body having a hollow portion with an open top therein; Specimen multi-axis alignment means including a hollow portion provided around the upper portion of the hollow portion to align the free supporting thin film specimens through external manipulation; A fixing plate for fixing the free support thin film specimen to measure the physical property value of the free support thin film specimen on the hollow portion of the specimen multi-axis alignment means; It is provided on one side of the hollow portion constituting the main body is characterized in that the test means for pressing the free support thin film specimen.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 자유지지 박막 시험기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 제1 실시예의 자유지지 박막 시험기를 통한 자유지지 박막 시편의 시험상태를 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명에 따른 제1 실시예의 자유지지 박막 시험기를 통한 다른 실시예의 자유지지 박막 시편을 나타낸 도면이다.1 is a perspective view showing a free support thin film tester of a first embodiment according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a free support through a free support thin film tester of a first embodiment according to the present invention. 4 is a schematic view showing a test state of a thin film specimen, and FIG. 4 is a view showing a free supported thin film specimen of another embodiment through the free supported thin film tester of the first embodiment according to the present invention.

이에 본 발명에 따른 제1 실시예의 자유지지 박막 시험기는, 상부가 개방된 중공부(11)가 내부에 구비된 본체(1)와, 상기 중공부(11)의 상부 둘레에 구비되어 외부의 조작을 통해 자유지지 박막 시편을 정렬하는 중공부(21)가 포함된 시편 다축정렬수단(2)과, 상기 시편 다축정렬수단(2)에 구비된 중공부(21) 상부에 구비되어 자유지지 박막 시편(8)을 고정하는 고정판(3), 및 상기 본체(1)를 구성하는 중공부(11)의 일측에 구비되어 상기 자유지지 박막 시편(8)을 눌러 주는 시험수단(4) 으로 구성됨을 특징으로 한다.Accordingly, the free-supporting thin film tester according to the first embodiment of the present invention includes a main body 1 having a hollow portion 11 having an open upper portion and a circumference of an upper portion of the hollow portion 11 and externally operated. Free support thin film specimens provided on the specimen multi-axis alignment means (2) including a hollow portion 21 for aligning the free support thin film specimens through the hollow portion 21 provided in the specimen multi-axis alignment means (2) (8) is provided with a fixing plate (3), and the test means (4) provided on one side of the hollow portion 11 constituting the main body 1 to press the free supporting thin film specimen (8) It is done.

특히, 상기 시편 다축정렬수단(2)은 상기 중공부(11)의 상부 둘레에 구비되어 외부의 조작을 통해 X,Y축 방향으로 이동이 가능하며 내부에는 중공부(221)가 형성된 X,Y축 이동 테이블(22)과, 상기 X,Y축 이동 테이블(22)의 상부에 구비되어 외부의 조작을 통해 상면 수평도의 조정이 가능하고 회전이 가능하며 내부에는 중공부(231)가 형성된 수평도 조정 회전 테이블(23)로 구성되는 것으로서 그 구체적인 설명은 후술한다. In particular, the specimen multi-axis alignment means (2) is provided around the upper portion of the hollow portion 11 is movable in the X, Y axis direction through an external operation, the inside of the X, Y formed hollow portion 221 It is provided at the upper portion of the axis movement table 22 and the X, Y axis movement table 22 to adjust the horizontal level of the upper surface through external manipulation and to rotate, and the hollow part 231 is formed inside. It is comprised by the degree adjustment rotation table 23, The specific description is mentioned later.

그리고, 상기 고정판(3)은 상기 시편 다축정렬수단(2)을 구성하는 수평도 조정 회전 테이블(23)의 내부 중앙에 형성된 중공부(231)의 상부에 자유지지 박막 시편(8)을 고정하기 위한 것이다.In addition, the fixing plate 3 is to fix the free support thin film specimen 8 to the upper portion of the hollow portion 231 formed in the inner center of the horizontal adjustment rotating table 23 constituting the specimen multi-axis alignment means (2) It is for.

한편, 상기 시험수단(4)은 상술한 바와 같이 상기 본체(1)의 중공부(11) 일측에 구비되어 상기 자유지지 박막 시편(8)을 눌러 주는 것으로, 자유지지 박막 시편(8)을 누르는 하중과 이 하중에 따른 자유지지 박막 시편(8)의 변위를 측정할 수 있는 것이다. On the other hand, the test means 4 is provided on one side of the hollow portion 11 of the main body 1 as described above to press the free support thin film specimen 8, the pressing of the free support thin film specimen (8) It is possible to measure the load and the displacement of the free supporting thin film specimen 8 according to the load.

즉 상기 시험수단(4)은, 상기 중공부(11)의 일측에 액츄에이터(41)를 통해 승강되게 구비되는 이동계(42)와 상기 이동계(42)의 측부에 구비되어 하중을 측정하면서 상기 자유지지 박막 시편(8)을 눌러주는 하중막대(43)를 포함하는 로드셀(44)이 포함되며, 아울러 상기 하중막대(43)를 누르는 과정에서 상기 하중막대(43)의 누름에 따른 자유지지 박막 시편(8)의 변위를 측정하는 변위 측정수단(5)도 포함되는 것이다. That is, the test means 4 is provided on the side of the mobile system 42 and the mobile system 42 which is provided to be elevated by the actuator 41 on one side of the hollow portion 11 while measuring the load A load cell 44 including a load bar 43 for pressing the free support thin film specimen 8 is included, and the free support thin film according to the pressing of the load bar 43 in the process of pressing the load bar 43. Displacement measuring means 5 for measuring the displacement of the specimen 8 is also included.

그리고 상기 변위 측정수단(5)은, 상기 액츄에이터(41)에 구비되어 액츄에이터(41) 로드의 승강위치를 직접적으로 계측하는 엔코더로 구성될 수 있으며, 또한 상기 이동계(42)의 승강위치를 직접적으로 계측하는 엔코더로 구성될 수도 있다. The displacement measuring means 5 may be configured as an encoder provided in the actuator 41 to directly measure the lifting position of the rod of the actuator 41, and also directly to the lifting position of the movement system 42. It may be configured as an encoder to measure.

또한 상기 변위 측정수단(5)은, 상기 하중막대(43)의 변위를 직접적으로 측정할 수 있는 물리적 측정수단인 엔코더나 또는 하중막대(43)에 빔을 주사하여 하중막대(43)의 변위를 간접적으로 측정할 수 있는 레이저 변위 센서로 구성될 수도 있는 것으로서, 상기 변위 측정수단(5)은 하나의 측정수단에 한정되는 것은 아니고 상술한 수단 중 하나를 선택하여 채택할 수 있는 것이다.In addition, the displacement measuring means 5 scans the displacement of the load rod 43 by scanning a beam to an encoder or a load rod 43 which is a physical measuring means capable of directly measuring the displacement of the load rod 43. It may be composed of a laser displacement sensor that can be measured indirectly, the displacement measuring means 5 is not limited to one measuring means can be selected by adopting one of the above means.

또 상기 액츄에이터(41)는 DC모터, 스텝모터, 압전 구동기, 보이스 코일 구동기 중 어느 하나를 선택하여 채택할 수 있는 것이다.The actuator 41 may be any one selected from a DC motor, a step motor, a piezoelectric driver, and a voice coil driver.

또 상기 자유지지 박막 시편(8)에 하중을 전달하는 하중막대(43)의 상단에는, 자유지지 박막 시편(8)과 접촉되는 단단한 재료의 팁(Tip)이 부착되는 것이 바람직하며 상기 자유지지 박막 시편(8)에 선접촉 하중을 가해야 하기 때문에 쐐기형의 팁을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, a tip of a rigid material in contact with the free supporting thin film specimen 8 may be attached to an upper end of the load rod 43 that transmits a load to the free supporting thin film specimen 8. It is preferable to use a wedge-shaped tip because a linear contact load must be applied to the specimen 8.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. If this is explained in more detail as follows.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 시편 다축정렬수단(2)은, 상술한 바와 같이 상기 본체(1)에 구비된 중공부(11)의 상부 둘레에 구비되어 외부의 조작을 통해 X,Y축으로 이송되는 X,Y축 이동 테이블(22)과 이 X,Y축 이동 테이블(22)의 상부에 구비되어 외부의 조작을 통해 상면 수평도의 조정이 가능하고 회전이 가능한 수평도 조정 회전 테이블(23)을 포함하는 것이며, 상기 X,Y축 이동 테이블(22)을 이송시키는 수단 또는 수평도 조정 회전 테이블(23)의 각도를 변경시키거나 회전시키는 수단은 이미 공지된 것으로 도면에서는 그 구체적인 구성은 생략하였다. As shown in Figure 1 and 2, the specimen multi-axis alignment means (2), as described above is provided around the upper portion of the hollow portion 11 provided in the main body (1) through an external operation X The upper and lower sides of the X and Y axis moving table 22 and the X and Y axis moving table 22, which are transferred to the Y axis, can be used to adjust the horizontalness of the upper surface through external manipulation and can be rotated. And a means for transporting the X, Y-axis movement table 22 or a means for changing or rotating the angle of the horizontal adjustment rotating table 23 is already known. The specific configuration is omitted.

즉 상기 X,Y축 이동 테이블(22)은, 핸들의 조작을 통해 회전되는 통상의 볼 스크류 구동을 통해 X,Y 이동 테이블(22)을 상호 이동시킬 수 있고, 스위치 조작을 통해 통상의 리니어 모터를 구동시켜 X,Y 이동 테이블(22)을 상호 이동시킬 수도 있는 것으로, 이러한 X,Y 이동 테이블(22)의 상호 이동을 통해 그 상부에 올려진 수평도 조정 회전 테이블(23)의 위치를 수평적으로 가변시킬 수 있는 것이다. 이에, 상기 이동 테이블(22)에 장착되는 시편 다축정렬수단(2)은 하나에 국한 되는 것이 아니고 여러 공지된 수단 중 하나를 선택하여 채택할 수 있는 것이다. That is, the X, Y axis movement table 22 can move the X, Y movement table 22 to each other through the normal ball screw drive rotated through the operation of the handle, the normal linear motor through the switch operation It is also possible to move the X, Y moving table 22 to each other by driving the horizontal, the position of the horizontal adjustment rotating table 23 mounted on the upper level through the mutual movement of the X, Y moving table 22 It can be changed automatically. Thus, the specimen multi-axis alignment means (2) mounted on the moving table 22 is not limited to one and can be selected by adopting one of several known means.

그리고 상기 수평도 조정 회전 테이블(23)도 공지된 것으로, 통상적으로 알려진 나선축의 수동조작이나 모터의 구동을 통한 각도 조정수단과, 회전 단속장치의 수동조작이나 모터의 회전구동을 통한 회전수단을 포함함으로서, 수동 조작이나 전기적인 스위치 조작을 통해 자유지지 박막 시편(8)의 경사각도나 회전위치를 가변시킬 수 있는 것이다. 이에 상기 각도 조정수단 및 회전수단은 하나에 국한 되는 것이 아니고 여러 공지된 수단 중 하나를 선택하여 채택할 수 있는 것이다. In addition, the horizontal adjustment rotating table 23 is also known, and includes a known angle adjustment means by the manual operation of the spiral shaft or the drive of the motor, and a rotation means by the manual operation of the rotary control device or the rotational drive of the motor. By doing so, the inclination angle or rotational position of the free supporting thin film specimen 8 can be changed by manual operation or electrical switch operation. Accordingly, the angle adjusting means and the rotating means are not limited to one but can be selected by adopting one of several known means.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 고정판(3)은 양측이나 일측에 돌출부가 형성된 자유지지 박막 시편(8)의 양단이나 일단을 접착제등을 통해 밀착 고정하는 것으로서, 마이크로 또는 나노 스케일 크기의 자유지지 박막 시편(8)을 용이하게 장착함으로서 자유지지 박막 시편(8)의 물성시험을 가능하게 할 수 있는 것이다. As shown in FIGS. 3 and 4, the fixing plate 3 is fixed to both ends or one end of the free-supporting thin film specimen 8 having protrusions at both sides or one side thereof through an adhesive or the like, and has a micro or nano scale size. By easily mounting the free-supporting thin film specimen 8, it is possible to test the physical properties of the free-supporting thin film specimen 8.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 제1 실시예의 자유지지 박막 시험기를 통해 자유지지 박막 시편의 물성값을 측정하는 과정을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the process of measuring the physical property value of the free support thin film specimen through the free support thin film tester according to the first embodiment of the present invention configured as described above is as follows.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 시험을 준비할 경우에는, 분리되어 있는 고정판(31) 하부에 상기 자유지지 박막 시편(8)을 접착제등을 사용하여 고정시킨다.As shown in Figure 2 and 3, when preparing the test first, the free supporting thin film specimen 8 is fixed to the lower part of the fixed plate 31 by using an adhesive or the like.

그리고 고정판(31)을 수평도 조정 회전 테이블(23)에 구비된 중공부(231)의 상부 둘레에 접착제등을 통해 고정시킨다.The fixing plate 31 is fixed to the upper circumference of the hollow part 231 provided in the horizontal adjustment rotating table 23 through an adhesive or the like.

다음으로 이동 테이블(22)의 핸들 조작이나 스위치 조작을 통해 X,Y축 방향으로 자유지지 박막 시편(8)을 이동시켜 위치를 정렬하고, 또한 수평도 조정 회전 테이블(23)의 수동 조작이나 스위치 조작을 통해 자유지지 박막 시편(8)의 수평도와 회전 위치를 조정 정렬하는 것이다. Next, the free supporting thin film specimens 8 are moved in the X and Y axis directions by the handle operation and the switch operation of the movement table 22 to align the positions, and the manual operation and the switch of the horizontal adjustment rotating table 23 are also performed. By adjusting, the horizontal and rotational positions of the free supporting thin film specimens 8 are adjusted and aligned.

즉 일련의 과정을 통해 시험을 준비하는 것이다.In other words, you prepare for the exam through a series of processes.

다음, 시험은 상기 시험수단(4)을 통해 진행되는데 상기 시험수단(4)의 구동을 통해 자유지지 박막 시편(8)의 기계적 물성값을 측정하게 될 경우에는, 액츄에이터(41)의 구동을 통해 이동계(42)와 로드셀(44) 및 하중막대(43)를 상승시키는 과정을 진행함으로서 자유지지 박막 시편(8)의 기계적 물성값을 얻기 위한 시험을 수행하는 것이다. Next, the test is carried out through the test means 4, when the mechanical property value of the free-supported thin film specimen 8 is measured through the driving of the test means 4, the actuator 41 moves through the drive. By performing the process of raising the system 42, the load cell 44 and the load rod 43, a test for obtaining the mechanical properties of the free support thin film specimen (8) is performed.

이를 구체적으로 설명하면, 먼저 상기 액츄에이터(41)가 구동되면 액츄에이터(41)를 구성하는 로드가 상승됨으로서 로드의 상단에 연결된 이동계(42)가 상승된다.In detail, first, when the actuator 41 is driven, the rod constituting the actuator 41 is raised to raise the mobile system 42 connected to the top of the rod.

다음 이동계(42)의 측부에 고정되는 로드셀(44)도 상기 이동계(42)의 상승과 동일한 높이로 상승되고, 로드셀(44)의 상부로 인출되는 하중막대(43)도 연동되어 상승된다. 그리고 상기 로드셀(44)과 하중막대(43)가 상승되는 과정에서 하중막대(43)의 상단이 자유지지 박막 시편(8)을 눌러줌으로서 시험을 수행한다. Next, the load cell 44 fixed to the side of the mobile system 42 is also raised to the same height as that of the mobile system 42, and the load rod 43 withdrawn to the upper part of the load cell 44 is also linked to be elevated. . The test is performed by pressing the free supporting thin film specimen 8 at the upper end of the load bar 43 while the load cell 44 and the load bar 43 are raised.

이에 상기와 같이 시험이 진행됨에 있어서, 하중막대(43)가 자유지지 박막 시편(8)을 눌러주는 과정에서는 자유지지 박막 시편(8)에 가해지는 하중이 로드셀(44)을 통해 계측되고, 상기 액츄에이터(41)나 이동계(42) 또는 하중막대(43)의 변위를 측정하는 변위 측정수단(5)을 통해 현재의 자유지지 박막 시편(8)의 변위를 계측할 수 있는 것이다.Thus, in the course of the test as described above, in the process of the load rod 43 presses the free support thin film specimen 8, the load applied to the free support thin film specimen 8 is measured through the load cell 44, The displacement of the current free supporting thin film specimen 8 can be measured by the displacement measuring means 5 which measures the displacement of the actuator 41, the moving system 42, or the load rod 43.

그러므로, 상기 자유지지 박막 시편(8)에 가해지는 현재의 하중을 얻을 수 있고 이 하중에 따른 자유지지 박막 시편(8)의 변위도 얻을 수 있음에 따라서, 누르는 하중에 대한 자유지지 박막 시편(8)의 정밀한 기계적 물성값을 얻을 수 있는 것이다.Therefore, the present load applied to the free supporting thin film specimen 8 can be obtained and the displacement of the free supporting thin film specimen 8 according to this load can also be obtained, so that the free supporting thin film specimen 8 with respect to the pressing load can be obtained. The precise mechanical property value of) can be obtained.

따라서 상기와 같이 고정판(31)을 통해 미세기계전자시스템 및 나노기술에 사용되는 미세한 마이크로 또는 나노 스케일의 크기의 자유지지 박막 시편(8)을 정렬함으로서, 미세한 마이크로 또는 나노 스케일의 크기의 자유지지 박막 시편(8)의 물성값을 용이하게 측정할 수 있는 것이다. Therefore, by arranging the fine micro- or nano-scale free support thin film specimens 8 used in micromechanical electronic systems and nanotechnology through the fixing plate 31 as described above, the free-supported thin film having a fine micro or nano scale size The physical property value of the specimen 8 can be measured easily.

도 5는 본 발명에 따른 제2 실시예의 자유지지 박막 시험기를 나타낸 개략 사시도이다. Fig. 5 is a schematic perspective view showing the free supporting thin film tester of the second embodiment according to the present invention.

도시된 바와 같이 상기 고정판(31)은 상기 자유지지 박막 시편(8)의 위치를 정렬할 수 있도록 투명의 유리판으로 구성된다.As shown, the fixing plate 31 is composed of a transparent glass plate to align the positions of the free supporting thin film specimens 8.

즉 상기 유리판은, 자유지지 박막 시편(8)의 두께보다 굵게 하는 것이 바람직하며 자유지지 박막 시편(8)의 상부에 구비되어 미세한 먼지나 기타 부유물등이 적층되는 것을 방지함으로서 현미경을 통한 자유지지 박막 시편(8) 관찰이 가능한 것이다.That is, the glass plate is preferably made thicker than the thickness of the free support thin film specimen 8 and is provided on the free support thin film specimen 8 to prevent fine dust or other suspended matter from being deposited. Specimen 8 can be observed.

상기 유리판을 통한 자유지지 박막 시편(8)을 정렬하는데에는 육안 또는 레이저 간섭계등을 적용할 수 있으며, 레이저 간섭계를 이용한 자유지지 박막 시편(8)의 정렬방법은 지금까지 알려진 자유지지 박막 시편(8)의 시험 방법 중에서 가장 정확하게 자유지지 박막 시편(8)을 정렬시키는 방법이다. In order to align the free-supported thin film specimen 8 through the glass plate, a naked eye or a laser interferometer may be applied, and the alignment method of the free-supported thin film specimen 8 using the laser interferometer is a free-supported thin film specimen 8 known until now. ) Is the method of aligning the free-supporting thin film specimens 8 most accurately.

한편, 자유지지 박막 시편(8)의 위치를 정렬한 후 중공부의 투명 유리판을 통하여 가해지는 과정 또는 하중이 가해진 후에 자유지지 박막 시편(8)의 상태를 정밀하게 측정할 수 있다.On the other hand, after aligning the positions of the free support thin film specimen 8, the state of the free support thin film specimen 8 can be precisely measured after a process or load is applied through the transparent glass plate of the hollow portion.

이에 본 발명에 따른 제2 실시예의 자유지지 박막 시험기는, 상기 제1 실시예의 자유지지 박막 시험기에 있어서, 상기 본체(1)의 상부인 시편(도 3 참조)의 상부에는, 본체(1)에 고정되어 자유지지 박막 시편(8)의 변화를 실시간으로 관측하는 기존의 분광학적/광학적 계측기(Raman, FTIR, XRD, XRR, Ellipsometer)인 관측수단(6)이 더 구비됨을 특징으로 하는 것이다. Accordingly, in the free-supporting thin film tester of the second embodiment according to the present invention, the free-supporting thin film tester of the first embodiment includes the main body 1 on the upper part of the specimen (see FIG. 3) that is the upper part of the main body 1. Observation means 6, which is a conventional spectroscopic / optical measuring instrument (Raman, FTIR, XRD, XRR, Ellipsometer), which is fixed and observes the change of the free-supported thin film specimen 8 in real time, is further provided.

즉 상기 관측수단(6)은, 자유지지 박막 시편(8)을 촬영하는 촬영수단(7)을 포함하고 이 촬영수단(7)으로부터 형상 데이터를 입력받아 이를 저장하는 메모리부와 메모리부에 저장된 데이터를 입력받아 자유지지 박막 시편(8)의 상태를 분석하 는 시편 분석부(71)로 구성됨을 특징으로 한다. That is, the observing means 6 includes a photographing means 7 for photographing the free-supporting thin film specimen 8 and the data stored in the memory part and the memory part for receiving shape data from the photographing means 7 and storing it. It is characterized in that it consists of a specimen analysis unit 71 for receiving the input to analyze the state of the free support thin film specimen (8).

그리고 상기 촬영수단(7)은 카메라 또는 캠코더 등으로 구성됨으로서, 정지된 상태의 자유지지 박막 시편(8)의 촬영은 물론 시간의 경과에 따른 자유지지 박막 시편(8)의 상태를 촬영할 수도 있는 것이다. In addition, the photographing means 7 may be configured as a camera or a camcorder, such that the free supporting thin film specimen 8 in a stationary state may be photographed as well as the state of the free supporting thin film specimen 8 with time. .

그러므로 상기 하중막대(43)를 통해 자유지지 박막 시편(8)을 누르는 과정에서, 하중의 변화에 따른 자유지지 박막 시편(8)의 상태 변화를 좀 더 정밀하게 측정하여 이를 분석할 수 있는 고 정밀도의 자유지지 박막 시험기를 제공할 수 있는 것이다. Therefore, in the process of pressing the free support thin film specimen 8 through the load bar 43, the high precision that can more accurately measure and analyze the change in the state of the free support thin film specimen 8 according to the load change It is possible to provide a free supporting thin film tester.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자유지지 박막 시험기는 고정판을 통해 미세기계전자시스템 및 나노기술에 사용되는 마이크로 또는 나노 스케일의 크기를 갖는 자유지지 박막 시편을 고정한 후 투명의 유리판을 통하여 자유지지 박막 시편의 위치를 정렬하여 기계적 물성값을 측정할 수 있는 효과가 있다.As described above, the free-supporting thin film tester according to the present invention fixes a free-supporting thin film specimen having a micro or nano-scale size used in micromechanical systems and nanotechnology through a fixed plate, and then free-supporting thin film specimen through a transparent glass plate. By aligning the position of the mechanical property value can be measured.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.While the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many various obvious modifications are possible without departing from the scope of the invention from this description. Therefore, the scope of the invention should be construed by the claims described to include examples of many such variations.

Claims

A main body 1 having a hollow portion 11 having an upper portion opened therein;

A specimen multi-axis alignment means (2) provided around the upper portion of the hollow portion (11) and including a hollow portion (21) for aligning the free-supported thin film specimen (8) through external manipulation;

A fixing plate (3) for fixing the free supporting thin film specimen (8) to measure the physical property value of the free supporting thin film specimen (8) on the hollow portion (21) of the specimen multi-axis alignment means (2);

Free supporting thin film tester, characterized in that the test means (4) provided on one side of the hollow portion (11) constituting the main body (1) for pressing the free supporting thin film specimen (8).

The method according to claim 1, wherein the test means (4)

A moving system 42 provided to be elevated by an actuator 41 on one side of the hollow part 11 and the free supporting thin film specimen 8 while being provided on the side of the moving system 42 to measure a load A load cell 44 including a pushing rod 43;

Free supporting thin film specimen 8 according to the pressing of the load bar 43 by measuring the displacement of one of the actuator 41, the moving system 42, or the load bar 43 in the process of pressing the load bar 43. Free-supported thin film tester, characterized in that consisting of a displacement measuring means (5) for measuring the displacement of.

The method of claim 1, wherein the specimen multi-axis alignment means (2),

It is movable in the X, Y axis direction and is provided on the X, Y axis moving table 22 having a hollow portion 221 therein, and on the X, Y axis moving table 22 through an external operation. Free-supported thin film tester, it is possible to adjust the horizontal degree of the upper surface and the rotation is possible, the inside is composed of a horizontal adjustment rotating table 23, the hollow portion 231 is formed.

The fixing plate 3 according to any one of claims 1 to 3,

Free-supported thin film tester, characterized in that composed of a transparent glass plate to align the position of the free-supported thin film specimen (8).

The upper portion of the free support thin film specimen (8) according to claim 4,

Free supporting thin film tester, characterized in that the observation means (6) for observing the change of the free supporting thin film specimen (8) in real time through the glass plate which is the fixed plate (31).