KR20150025149A - 시편 고정 장치 - Google Patents

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KR20150025149A
KR20150025149A KR20130102409A KR20130102409A KR20150025149A KR 20150025149 A KR20150025149 A KR 20150025149A KR 20130102409 A KR20130102409 A KR 20130102409A KR 20130102409 A KR20130102409 A KR 20130102409A KR 20150025149 A KR20150025149 A KR 20150025149A
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차진욱
김규석
함석진
양은주
김미양
박성열
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삼성전기주식회사
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    • G—PHYSICS
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/36—Embedding or analogous mounting of samples
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/20—Means for supporting or positioning the objects or the material; Means for adjusting diaphragms or lenses associated with the support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes

Abstract

본 발명은 시편 고정 장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 시편 고정 장치는 제1홀더 및 상기 제1홀더에 탈착가능하게 결합되며, 그리드가 고정되는 제2홀더를 포함한다.

Description

시편 고정 장치{FIXING DEVICE OF SAMPLE}
본 발명은 시편 고정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시편의 가공과 분석시 시편을 고정할 수 있는 시편 고정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 투과전자 현미경(Transmission Electron Microscopy : TEM)은 나노재료에 대한 분석을 하는 장치로 가속된 전자를 시편에 투과시켜 형성된 이미지로부터 시편에 대한 정보를 얻는 원리를 채용하고 있으며, 시편의 분석 및 검증 과정에서 시편은 시편 홀더에 의해 지지된 상태를 유지한다.
투과전자 현미경을 이용하여 분석하는 시편은 이온 밀링(Ion Milling), 접속이온빔(Focused Ion Beam : FIB)을 이용하여 제작하는 것이 가장 일반적인 방법이다. 이온 밀링을 이용한 방법은 특정영역에 해당하지 않는 단면과 평면 시편을 제작하는 경우에 주로 사용되고, 이에 반하여 접속이온빔을 이용한 방법은 특정영역의 단면을 관찰하고자 하는 경우에 주로 사용된다. 특히, 접속이온빔은 갈륨(Ga) 이온에 의한 이온 빔을 이용하여 시료에 주사하여 미세 가공해 시편을 제작한다.
이때, 가공되기 전의 시료와 제작된 시편을 각각 고정하기 위해서 홀더(Holder) 및 그리드(Grid)가 사용된다. 특히, 시료를 가공할 때와 시료를 가공하여 만들어진 시편을 분석할 때에 서로 다른 형태를 갖는 하나 이상의 홀더가 사용된다.
즉, 시료를 가공할 때 시료는 접속이온빔용 그리드에 붙여져 접속이온빔용 홀더에 장착된 상태로 접속이온빔을 이용하여 시편을 제작하고, 접속이온빔을 이용하여 제작된 시편은 반원 형태의 투과전자 현미경용 그리드에 붙여진 상태로 투과전자 현미경용 홀더에 장착되게 된다.
이때, 시편이 붙여진 그리드를 트위저(Tweezer)를 이용하여 접속이온빔용 홀더에서 투과전자 현미경용 홀더로 운반하여 장착하는 작업이 수작업으로 이루어진다.
그러나, 작업자의 숙련도에 따라 시편이 손상되는 경우가 발생하게 되는데, 트위저를 이용하여 그리드를 운반할 시 그리드를 떨어뜨려 유실되거나, 시편이 있는 부분이 트위저에 집혀 손상시키는 등의 손상이 발생되고, 외부 환경 의해 오염되는 등의 문제점이 있다.
한국공개특허공보 제10-2010-0104235호 한국공개특허공보 제10-2008-0075682호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 본 발명은 하나의 고정 장치로 접속이온빔(Focused Ion Beam : FIB)을 이용하여 시편을 가공하거나, 투과전자현미경(Transmission Electron Microscopy : TEM)을 이용하여 가공된 시편을 분석하는 두 가지 공정 모두에서 시편을 고정할 수 있는 시편 고정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 시편을 분석할 시 분석할 시편의 초점 및 분석 각도를 조절할 수 있는 시편 고정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 시편 고정 장치는 제1홀더 및 상기 제1홀더에 탈착가능하게 형성되며, 그리드가 고정되는 제2홀더를 포함한다.
여기서, 상기 제2홀더는 홀더본체와, 상기 홀더본체의 일측에 형성된 레일홈 및 상기 레일홈에 이동가능하도록 결합되고, 상기 그리드가 고정되는 그리드고정부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제2홀더는 상기 홀더본체의 일측에 상기 레일홈이 연장되도록 형성된 연장부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2홀더는 상기 홀더본체에 일면과 타면이 관통되도록 형성된 장홀 및 상기 장홀에 상기 그리드고정부와 관통결합되도록 삽입되어 상기 그리드고정부를 상기 홀더본체의 일면과 타면 방향으로 이동시키는 높이조절핀를 더 포함할 수 있다.
아울러, 상기 제1홀더의 일단부에 결합돌기가 형성되고, 상기 결합돌기와 대응되도록 상기 제2홀더의 일단부에 결합홈이 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 시편 고정 장치는 탈착가능하도록 형성된 제1홀더 및 제2홀더로 구성됨으로써, 시편이 부착된 그리드를 제2홀더에 장착하여 가공하고, 제2홀더에 장착한 상태로 운반하여 시편을 분석하기 위한 제1홀더에 결합함으로써, 시편을 하나의 홀더에 고정한 상태로 가공 및 분석을 모두 수행할 수 있으므로, 각각의 공정에 사용할 별도의 홀더가 필요하지않아 비용을 절감할 수 있고, 시편이 부착된 그리드가 홀더에 고정된 상태로 운반되므로, 시편의 운반시 발생할 수 있는 손상 또는 오염을 방지할 수 있다.
또한, 시편이 부착된 그리드가 고정되는 그리드고정부가 승하강 또는 회전함으로써, 투과전자 현미경을 이용한 시편의 분석시 손쉽게 초점을 맞추거나 분석 각도를 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시편 고정 장치를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 제2홀더를 나타낸 평면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시편 고정 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 제2홀더를 나타낸 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시편 고정 장치는 제1홀더(100) 및 상기 제1홀더(100)에 탈착가능하게 형성되며, 그리드(10)가 고정되는 제2홀더(200)를 포함한다.
상기 제1홀더(100)는 하부에 그리드(10)가 위치할 수 있도록 반원 형태의 제1중공부(111)가 형성될 수 있으며, 후술되는 제2홀더(200)와의 결합시 제2홀더(200)에 형성된 제2중공부(211)와 합쳐져 원 형상의 중공부(111,211)가 형성되게 된다.
또한, 상기 제1홀더(100)의 하단에는 돌출된 다수개의 결합돌기(101)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 결합돌기(101)는 제2홀더(200)의 상단부에 결합돌기(101)와 대응되도록 형성된 결합홈(201)에 삽입될 수 있다.
즉, 상기 제1홀더(100)와 제2홀더(200)의 결합 시 결합돌기(101)가 결합홈(201)에 삽입됨으로써, 제1홀더(100)와 제2홀더(200)의 결합을 용이하게 할 수 있으며, 제1홀더(100)와 제2홀더(200)가 서로 어긋나게 결합되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제2홀더(200)는 시편이 부착된 그리드(10)를 고정하는 것으로, 제1홀더(100)에 결합 및 분리될 수 있도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제2홀더(200)는 상부에 제2중공부(211)가 형성된 홀더본체(210)가 구성될 수 있다. 상기 제2중공부(211)는 반원 형태로 형성될 수 있으며, 제1홀더(100)와의 결합 시 제1홀더(100)에 형성된 제1중공부(111)와 합쳐져 원 형상의 중공부(111,211)가 형성되게 된다.
또한, 상기 홀더본체(210)의 상부에 형성된 제2중공부(211)의 내측면에는 함몰된 레일홈(220)이 형성될 수 있다. 이때 상기 레일홈(220)은 제2중공부(211)의 내측면을 따라 형성되어 평면의 형상이 원호 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 레일홈(220)에는 레일홈(220)을 따라 이동가능하도록 그리드고정부(230)가 개재될 수 있다. 이때, 상기 그리드고정부(230)에는 시편이 부착된 그리드(10)가 장착될 수 있는데, 그리드고정부(230)에 홈이 형성되어 그리드(10)가 끼움 결합될 수 있다.
또한, 상기 그리드고정부(230)는 레버(231)가 연결될 수 있다. 이때, 상기 레버(231)는 홀더본체(210)의 측면에 수직방향으로 형성된 홀(도면 미도시)을 통해 그리드고정부(230)에 연결될 수 있다.
즉, 상기 레버(231)를 홀을 따라 상하로 이동시키면 레버(231)가 연결된 그리드고정부(230)는 레일홈(220)을 따라 이동됨으로써, 시편이 부착된 그리드(10)를 회전시킬 수 있으므로, 투과전자 현미경을 이용한 시편의 분석시 간편하게 분석 각도를 조절할 수 있다.
아울러, 상기 홀더본체(210)의 일측 상단에는 레일홈(220)이 연장되도록 연장부(240)가 형성될 수 있다. 여기서, 상기 연장부(240)는 홀더본체(210)의 일측 상단에 돌출되도록 형성될 수 있으며, 제2중공부(211)와 대응되도록 구부러진 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 레일홈(220)을 따라 그리드고정부(230)가 이동됨에 따라, 회전하는 시편은 그리드고정부(230)가 레일홈(220)에서 연장된 연장부(240)까지 그리드고정부(230)가 이동될 수 있으므로, 시편의 충분한 회전각도를 확보할 수 있다.
이때, 상기 제1홀더(100)에는 제2홀더(200)와 결합 시 연장부(240)가 삽입되도록 연장부삽입홈(도면 미도시)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 홀더본체(210)에는 전면과 후면이 관통되도록 장홀(250)이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 장홀(250)에는 그리드고정부(230)와 관통결합되는 높이조절핀(260)이 삽입될 수 있다. 이때, 상기 높이조절핀(260)과 그리드고정부(230)는 나사결합되어 고정될 수 있다.
즉, 상기 높이조절핀(260)을 조절함으로써, 높이조절핀(260)에 나사결합된 그리드고정부(230)를 전면 또는 후면 방향으로 이동시킬 수 있으므로, 투과전자 현미경을 이용한 시편의 분석시 초점을 간편하게 조절할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 상기 장홀(250)은 제2중공부(211)와 대응되도록 원호 형태로 형성되어 그리드고정부(230)가 레일홈(220)을 따라 이동시 장홀(250)에 삽입된 높이조절핀(260)은 장홀(250)을 따라 이동하게 된다.
한편, 상기 홀더본체(210)의 양측면에는 제2홀더(200)를 제1홀더(100)에 결합 시 제2홀더(200)를 제1홀더(100)에 고정할 수 있도록 결합편(300)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 결합편(300)은 회동가능하도록 경첩 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 결합편(300)에는 결합홀(301)이 형성될 수 있으며, 제1홀더(100)의 측면에 형성된 결합핀(302)이 삽입되고, 너트(303)가 결합되어 고정될 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 시편 고정 장치는 시료가 부착된 그리드(10)를 제2홀더(200)의 그리드고정부(230)에 장착한 상태로 접속이온빔(Focused Ion Beam : FIB)으로 가공하여 시편을 제작한다.
이후, 제작된 시편이 부착된 그리드는 제2홀더(200)에 장착한 상태로 운반하여 제1홀더(100)에 결합하고, 투과전자 현미경(Transmission Electron Microscopy : TEM)을 이용하여 시편을 분석하게 된다.
이때, 제2홀더(200)의 측면에 형성된 레버(231)를 홀(도면 미도시)을 따라 상하로 이동시키면 레버(231)가 연결된 그리드고정부(230)는 레일홈(220)을 따라 이동됨으로써, 시편이 부착된 그리드(10)를 회전시킬 수 있으므로, 투과전자 현미경을 이용한 시편의 분석시 간편하게 분석 각도를 조절할 수 있다. 또한, 높이조절핀(260)을 조절함으로써, 높이조절핀(260)에 나사결합된 그리드고정부(230)를 전면 또는 후면 방향으로 이동시킬 수 있으므로, 투과전자 현미경을 이용한 시편의 분석시 간편하게 초점을 조절할 수 있는 효과가 있다.
즉, 결합 및 분리가 가능한 제1홀더(100) 및 제2홀더(200)를 통하여 시편의 가공 및 분석을 하나의 홀더에 고정한 상태로 모두 수행할 수 있으므로, 각각의 공정에 사용할 별도의 홀더가 필요하지않아 비용을 절감할 수 있고, 시편이 부착된 그리드가 홀더에 고정된 상태로 운반되므로, 시편의 운반시 발생할 수 있는 손상 또는 오염을 방지할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 제1홀더 101 : 결합돌기
111 : 제1중공부 200 : 제2홀더
201 : 결합홈 210 : 홀더본체
211 : 제2중공부 220 : 레일홈
230 : 그리드고정부 240 : 연장부
250 : 장홀 260 : 높이조절핀
300 : 결합편 301 : 결합홀
302 : 결합핀 303 : 너트

Claims (5)

  1. 제1홀더; 및
    상기 제1홀더에 탈착가능하게 형성되며, 그리드가 고정되는 제2홀더;
    를 포함하는 시편 고정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2홀더는
    홀더본체;
    상기 홀더본체의 일측에 형성된 레일홈; 및
    상기 레일홈에 이동가능하도록 결합되고, 상기 그리드가 고정되는 그리드고정부;
    를 포함하는 시편 고정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2홀더는
    상기 홀더본체의 일측에 상기 레일홈이 연장되도록 형성된 연장부를 더 포함하는 시편 고정 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2홀더는
    상기 홀더본체에 일면과 타면이 관통되도록 형성된 장홀; 및
    상기 장홀에 상기 그리드고정부와 관통결합되도록 삽입되어 상기 그리드고정부를 상기 홀더본체의 일면과 타면 방향으로 이동시키는 높이조절핀;
    를 더 포함하는 시편 고정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1홀더의 일단부에 결합돌기가 형성되고,
    상기 결합돌기와 대응되도록 상기 제2홀더의 일단부에 결합홈이 형성되는 시편 고정 장치.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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