WO2015122713A1 - 단면 시편 제조 장치 및 회전형 단면 시편 제조 장치 - Google Patents

단면 시편 제조 장치 및 회전형 단면 시편 제조 장치 Download PDF

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WO2015122713A1
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mill
cross
specimen
angle
manufacturing apparatus
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PCT/KR2015/001468
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손우식
유정호
양준모
현문섭
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한국과학기술원
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/32—Polishing; Etching
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    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
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    • H01J37/3053—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching for evaporating or etching
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    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
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    • H01J2237/31—Processing objects on a macro-scale
    • H01J2237/3151—Etching

Definitions

  • the present invention relates to a single-sided specimen manufacturing apparatus, and more particularly, to a single-sided specimen manufacturing apparatus capable of manufacturing a specimen for scanning electron microscope (SEM) analysis.
  • SEM scanning electron microscope
  • a semiconductor device is manufactured by repeatedly performing a unit process such as film formation, etching, diffusion, metal wiring, or the like for forming a pattern having electrical characteristics on a semiconductor substrate.
  • a unit process such as film formation, etching, diffusion, metal wiring, or the like for forming a pattern having electrical characteristics on a semiconductor substrate.
  • semiconductor devices have been highly integrated and miniaturized to realize high capacity and high speed response speed, and thus, the importance of analytical devices or technologies required for structural and chemical analysis of finer regions has been highlighted.
  • SEM scanning electron microscopy
  • the materials used in these fields are a lot of compounds, and if the cross-section specimen for SEM analysis is manufactured by a general method, the surface of the material may not be smooth, and SEM analysis may be difficult due to problems such as charging and defocus.
  • ion mills ion guns or cross-section polishing devices or focused beam beams
  • the conventional ion mill has a problem in that the milling region is formed only on the upper surface of the specimen, and it takes too much time to cross-section all desired observation regions in the vertical direction from the upper surface to the lower surface of the specimen.
  • the conventional ion mill can produce only one specimen or only one process at a single speed within the chamber, and thus, the production time and cost of the specimen are high, and thus the productivity is greatly reduced.
  • the idea of the present invention is to simultaneously mill the upper and lower surfaces of the specimen by using the first mill and the second mill, and simultaneously rotate the plurality of specimens alternately, and at the same time, a variety of high speed rough milling, medium speed general milling, and low speed precision milling. Simultaneous milling process in one chamber, greatly reducing specimen manufacturing time and enabling fast production of large quantities of high quality, single-sided specimens mixed with different materials, and rotating It is to provide a single-sided specimen manufacturing apparatus.
  • these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereby.
  • an apparatus for manufacturing a cross section specimen includes: at least one first mill for milling the first surface by irradiating a first beam to a first surface of an object; And at least one second milling machine for milling the second surface by irradiating a second beam to a second surface opposite to the first surface of the object.
  • the first mill and the second mill are installed in the main body, the first mill is installed above the object accommodated in the main body, and the second mill is mounted on the main body. Installed below the received object, the first mill and the second mill may be an ion beam mill or a laser mill.
  • the cross-sectional specimen manufacturing apparatus according to the spirit of the present invention, the first angle adjusting device for adjusting the first beam irradiation angle of the first mill; And a second angle adjusting device for adjusting the second beam irradiation angle of the second mill.
  • the apparatus for manufacturing a cross-section specimen applies an angle fixing control signal or a continuous angle adjusting signal to the first angle adjusting device, and an angle fixing control signal or a continuous angle to the second angle adjusting device.
  • the control unit may further include a control signal.
  • the cross-sectional specimen manufacturing apparatus according to the spirit of the present invention, the first stage for supporting a plurality of objects; And a stage moving device for relatively moving the first stage with respect to the first mill and the second mill so as to select one of a milling region of the object or a plurality of the objects to irradiate a beam. can do.
  • the second stage is provided on the opposite side of the first stage so as to support a plurality of reverse object facing the object supported on the first stage;
  • the first mill and the second mill may be formed such that the milling region spans the object supported by the first stage and the reverse object proximate thereto.
  • the first beam of the first mill so that an overlapping irradiation area in which the first beam and the second beam overlap each other may be formed between the first mill and the second mill.
  • the second beam of the second mill may have a second irradiation angle.
  • the apparatus for manufacturing a cross section specimen according to the spirit of the present invention may further include a control unit for applying a first energy density control signal to the first mill and applying a second energy density control preference to the second mill. have.
  • the first mill may include a 1-1 mill for irradiating a 1-1 beam to the first region of the first surface of the object; And a 1-2 milling machine for irradiating the first 1-2 beams to the first region of the first side of the object, wherein the second milling machine includes a second region of the second side of the second side of the object.
  • the first mask is installed between the object and the first mill, the first mask is provided with at least one through-window; And a second mask installed between the object and the second mill and having at least one through window installed therein.
  • the cross-section specimen manufacturing apparatus according to the spirit of the present invention, the sensor for sensing the degree of milling progress of the first mill or the second mill; And a controller configured to receive a milling progress signal from the sensor and apply a milling stop control signal to the first mill or the second mill.
  • the rotatable cross-section specimen manufacturing apparatus for solving the above problems, the chamber in which the receiving space is formed; Rotation is installed in the chamber, a plurality of specimens are placed on the radiation on the basis of the rotation axis to support the specimen so that the specimen can be rotated at various angles along the rotation path around the rotation axis in the receiving space Device; And a plurality of mills installed in the chamber to irradiate beams to one surface of the plurality of specimens that are rotated and moved along the rotation path.
  • the mill may include a first mill having a first milling speed driven by a first voltage or a first current; A second mill having a second milling speed driven by a second voltage or second current; And a third mill having a third milling speed driven by a third voltage or third current.
  • the first mill is at least one high speed rough mill driven at a high voltage or high current of 1 to 8 kV or more
  • the second mill is a medium voltage or medium current of less than 1 to 10 kV.
  • At least one medium speed general mill driven with a third mill the third mill may be at least one low speed precision mill driven at low voltage or low current of less than 100 V to 8 kV.
  • the first mill is irradiated with the first beam to the first specimen
  • the second mill is irradiated with the second beam to the second specimen
  • the third mill is A first angle adjusting device irradiating a third beam to the third specimen and adjusting an irradiation angle of the first beam of the first mill
  • a second angle adjusting device for adjusting an irradiation angle of the second beam of the second mill
  • a third angle adjusting device for adjusting an irradiation angle of the third beam of the third mill.
  • the first mill is irradiated with the first beam to the first specimen
  • the second mill is irradiated with the second beam to the second specimen
  • the third mill is A first height adjusting device irradiating a third beam to the third specimen and adjusting an irradiation height of the first beam of the first mill
  • a second height adjusting device for adjusting an irradiation height of the second beam of the second mill
  • a third height adjusting device for adjusting the irradiation height of the third beam of the third mill.
  • the first mill, the second mill and the third mill may be an ion beam mill or a laser mill.
  • the rotating device is provided outside the chamber, the rotating motor for rotating the rotating shaft; Three rotating arms installed inside the chamber and projecting 120 degrees isometrically projected radially from the rotating shaft with respect to the rotating shaft when viewed from above; Mounts respectively installed at the ends of the rotary arms; Mount heads mounted to the mounts, the mount heads respectively mounted; And masks fixed to the mount head to be installed between the specimen and the mill.
  • the mount heads when viewed from the side, may be installed so that the specimen is inclined at an oblique angle toward the bottom.
  • the mount heads may be detachably fixed to the mounts using a fixture, and a height adjusting device may be installed to allow height adjustment.
  • the first angle rotation control signal is applied to the rotating device, and then the primary drive control signal to the mill, the second angle to the rotating device
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a cross-sectional specimen manufacturing apparatus according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram conceptually illustrating the cross-sectional specimen manufacturing apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing a cross-sectional specimen manufacturing apparatus according to some other embodiments of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating an example of a first mask of the cross-sectional specimen manufacturing apparatus of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a plan view illustrating a through window of a first mask of the cross-sectional specimen manufacturing apparatus of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an operating state of the cross-sectional specimen manufacturing apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of an apparatus for manufacturing a cross-section specimen according to yet another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of an apparatus for manufacturing a cross-section specimen according to yet another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view illustrating an example of a specimen manufactured by the cross-sectional specimen manufacturing apparatus according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view schematically illustrating a rotatable cross-section specimen manufacturing apparatus according to other embodiments of the present invention.
  • FIG. 11 is a side cross-sectional view of the rotating cross-section specimen manufacturing apparatus of FIG. 10.
  • FIG. 12 is an enlarged plan view of a portion of a rotating cross-section specimen manufacturing apparatus according to some other embodiments of the present invention.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view showing a part of a rotating device of the rotating cross-section specimen manufacturing apparatus according to some other embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a side cross-sectional view illustrating a rotating device of the rotatable cross-section specimen manufacturing apparatus of FIG. 13.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a cross-sectional specimen manufacturing apparatus 100 according to some embodiments of the present invention.
  • 2 is a block diagram conceptually illustrating the cross-sectional specimen manufacturing apparatus 100 of FIG. 1.
  • the apparatus 100 for manufacturing a cross-section specimen may include a first mill 10 and a second mill 20.
  • the first mill 10 at least one ion gun for milling the first surface (1a) by irradiating the first beam (B1) to the first surface (1a) of the object (1).
  • It may be an ion gun, a cross-section polishing device, an ion beam focusing device, or a laser beam device.
  • the first surface 1a may mean an upper surface of the object 1.
  • the first surface 1a may mean one side of the object 1.
  • the first mill 10 uses a ion implantation apparatus to ionize an impurity atom, such as argon, and concentrate and accelerate ions in a high pressure electric field to process a sample.
  • Cross-section polishing CP
  • a high voltage is applied between the anode and the cathode as a kind of a high-pressure electric field environment inside or outside the first mill 10, and after forming a high electric field, a plasma environment may be formed.
  • the first mill 10 may include only the ion gun, or may include a cross-section polishing, an ion beam focusing device, or an entire laser beam device including the ion gun. have.
  • the first mill 10 does not only mean the whole device according to the appearance, but may also mean only a part of the components capable of generating an ion beam therein. That is, in the following drawings, the first mill 10 is merely conceptually illustrated, and the first mill 10 is not limited to the drawings, and all ion or laser milling apparatuses of various shapes and types may be applied. .
  • the second mill 20 irradiates the second beam (B2) to the second surface (1b) that is the opposite surface of the first surface (1a) of the object (1) to the second surface (1b).
  • the second surface 1b may mean the lower surface of the object 1.
  • the second surface 1b may mean the other side of the object 1.
  • the second mill 20 is a dry etching method that can ionize an impurity atom such as argon using an ion implanter and process a sample by focusing and accelerating ions in a high pressure electric field.
  • Cross-section polishing CP
  • a high voltage is applied between the anode and the cathode as a kind of a high-pressure electric field environment inside or outside the second mill 20, and after forming a high electric field, a plasma environment may be formed.
  • the second mill 20 may include only the ion gun, or may include a cross-section polishing, an ion beam focusing device, or an entire laser beam device including the ion gun. have.
  • the second mill 20 does not only mean the whole device according to the appearance, but may also mean only a part of the components capable of generating an ion beam therein.
  • the second mill 20 is merely conceptually illustrated, and the second mill 20 is not limited to the drawings, and all ion or laser milling apparatuses of various shapes and types may be applied. .
  • the second mill 20 may have the same shape and type as the first mill 10 described above.
  • the second mill 20 is not necessarily limited to the same shape and type as the first mill 10.
  • the first mill 10 is cross-section polishing (CP)
  • the second mill 20 is an ion beam focusing device (FIB)
  • the first mill Numeral 10 is an ion beam focusing device
  • the second mill 20 may be a laser beam device.
  • Such a shape and type of the first mill 10 and the second mill 20 may be selectively used in various ways depending on the specimen and its purpose of use.
  • the first mill 10 and the second mill 20 is installed in one main body 30 consisting of a panel or a frame, etc. to form an external appearance to form a single equipment as a whole. Can be. That is, the first mill 10 and the second mill 20 may be spatially installed in one equipment.
  • first mill 10 and the second mill 20 are not necessarily limited thereto, and may be installed or arranged in separate places without a separate main body in the space. 1 and 2, the first mill 10 is located above the object 1 accommodated in the main body 30 so that the upper and lower surfaces of the object 1 can be milled at the same time. Installed in, the second mill 20 may be installed below the object (1) accommodated in the main body (30).
  • the first mill 10 is installed on the left side of the object 1 accommodated in the main body 30 so that the left side and the right side of the object 1 can be milled at the same time.
  • 2 milling machine 20 may be installed in the right direction of the object (1) accommodated in the main body (30).
  • first and second mills 10 and 20 are installed vertically, the first mill 10 may be vertically illustrated.
  • the second mill 20 are installed horizontally, and in addition, the first mill 10 and the second mill 20 may be inclined diagonally. have. That is, the present invention is applicable to all of the vertical type, the horizontal type and the inclined type.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an operating state of the cross-sectional specimen manufacturing apparatus 100 of FIG. 1.
  • the apparatus 100 for manufacturing a single-sided specimen may be installed in the main body 30, and the first beam irradiation angle of the first mill 10 may be It is installed in the first angle adjusting device 110 and the main body 30 to manually or automatically adjust K1), and adjust the second beam irradiation angle K2 of the second mill 20 manually or automatically.
  • a second angle adjusting device 120 may be further included.
  • the first angle adjusting device 110 and the second angle adjusting device 120 are X-axis driving motors and Y-axis driving motors installed in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, as the side mirror angle adjusting device of the vehicle.
  • a wide variety of types of actuators may be applied using the back.
  • the description of such an angle adjustment actuator is a widely used technique and a detailed description thereof will be omitted.
  • the overlapping irradiation area C in which the first beam B1 and the second beam B2 overlap with each other may be formed between the first mill 10 and the second mill 20.
  • the first beam B1 of the first mill 10 has a first irradiation angle K1 with respect to the reference plane F
  • the second beam B2 of the second mill 20 has a reference plane ( It may have a second irradiation angle K2 based on F).
  • the angle fixation control signal or continuous angle adjustment to the first angle adjustment device 110 may further include a control unit 40 for applying a signal and applying an angle fixing control signal or a continuous angle adjusting signal to the second angle adjusting device 120.
  • the controller 40 may apply a first energy density control signal to the first mill 10 and apply a second energy density control preference to the second mill 20.
  • the cross-sectional specimen manufacturing apparatus 100 by fixedly milling by adjusting the angle of the first beam (B1) and the second beam (B1), or the first beam
  • One of the angles of B1 and the second beam B1 is fixed and milled while the other is continuously changed, or both the angles of the first beam B1 and the second beam B1 are continuously It can be milled while changing to.
  • the controller 40 may adjust energy densities of the first beam B1 and the second beam B1. For example, if the second surface 1b of the object 1, that is, the portion to increase the milling speed, increases the energy density and the first surface 1a of the object 1 is the region of interest, the object 1 In order to increase the precision of the milling of the first surface 1a of), the milling operation may be performed by lowering the energy density.
  • the cross-section specimen manufacturing apparatus 100 and further comprises a sensor (S) for detecting the degree of milling progress of the first mill 10 or the second mill (20)
  • the controller 40 may receive a milling progress signal from the sensor S and apply a milling stop control signal to the first mill 10 or the second mill 20.
  • the irradiation angle of the second mill 20 so that the second beam B2 of the second mill 20 does not reach the first mill 10 using the control unit 40.
  • the control unit 40 To adjust the milling operation or, if the operation is carried out to some extent stop the second beam (B2) of the second mill 20, only the milling operation of the first mill 10 proceeds, It is also possible to safely move the two mills 20 from the first mill 10.
  • the cross-sectional specimen manufacturing apparatus 100 is provided in the main body 30, the agent for supporting a plurality of objects (1)
  • the first mill 10 and the second mill 20 so as to irradiate a beam by selecting one of the first stage S1 and the milling region of the object 1 or a plurality of the objects 1.
  • It may further include a stage moving device 50 for relatively moving the first stage (S1) relative to.
  • the first stage S1 may be provided with various fixing members or fixing structures to support one or a plurality of the objects 1.
  • the stage shifting device 50 may include the first stage S1 such that the first beam B1 and the second beam B2 may be moved in a relatively narrow space within the object 1. ) Or move the first stage S1 at a high speed so that the first beam B1 and the second beam B2 can be moved relatively large to the neighboring object 1. You can.
  • the stage shifting device 50 may be applied with a wide variety of actuators using a motor, a linear motor, various linear reciprocating members such as a screw rod, a belt, and a chain.
  • a motor a linear motor
  • various linear reciprocating members such as a screw rod, a belt, and a chain.
  • the technology for such a mobile actuator is a widely used technology and a detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing the cross-sectional specimen manufacturing apparatus 200 according to some other embodiments of the present invention.
  • the apparatus 200 for manufacturing a single-sided specimen may include a plurality of reverse objects facing the object 1 supported by the first stage S1 ( It further comprises a second stage (S2) provided on the opposite side of the first stage (S1) to support 2), the first mill 10 and the second mill 20, the milling area (A) may be formed to span the object 1 supported by the first stage S1 and the reverse object 2 adjacent thereto.
  • the second stage S2 may have a different direction from the first stage S1 and its configuration and type may be the same.
  • the cross-section specimen manufacturing apparatus 200 may face two objects (1) (2) to each other and simultaneously mill the upper and lower surfaces of the two objects (1) (2). have. Therefore, it is possible not only to shorten the milling time, but also to prevent waste of energy and to greatly improve productivity.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating an example of the first mask M1 of the cross-sectional specimen manufacturing apparatus 200 of FIG. 3, and FIG. 5 is a through-window of the first mask M1 of the cross-sectional specimen manufacturing apparatus 200 of FIG. 4. It is a top view which shows (W).
  • the cross-sectional specimen manufacturing apparatus 200 of FIG. 3 is provided between the object 1 and the first mill 10 and has at least one through-window W installed therein.
  • the first mask M1 may further include a second mask M2 installed between the object 1 and the second mill 20 and having at least one through-window W installed therein.
  • the shape of the milling area A may be modified to match the through-window W using the masks M1 and M2 to mill the desired portion.
  • the type, shape, position and size of the masks M1 and M2 or the type, shape, position and size of the through-window W may be optimized depending on the number of specimens, the shape of the cross section or the processing environment. As applicable to, it is possible to modify and change without being limited to the drawings.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of an apparatus 300 for manufacturing a sectional specimen according to yet another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of an apparatus 400 for manufacturing a cross-section specimen according to some other embodiments of the present invention.
  • the first mill 10 irradiates the first-first beam B1-1 to the first area A1 of the first surface 1a of the object 1.
  • a 1-2 milling machine for irradiating a 1-2 beam B1-2 to the first region A1 of the 1-1 mill 11 and the first surface 1a of the object 1 (12) is configured to irradiate the second-first beam (B2-1) to the second area (A2) of the second surface (1b) of the object (1).
  • FIG. 9 is a perspective view illustrating an example of a specimen manufactured by the cross-sectional specimen manufacturing apparatus 100 according to some embodiments of the present invention.
  • the object 1 made of a specimen may be variously adjusted to the length L of the observation area IA by using the above-described angle saving device or moving device, and the object ( 1) That is, by simultaneously milling the upper and lower surfaces of the specimen, the specimen manufacturing time can be greatly reduced, and a large amount of cross-section specimen can be produced in a short time.
  • the upper and lower surfaces of the specimen may be simultaneously milled to produce high quality cross-sectional specimens.
  • FIG. 10 is a plan view schematically illustrating a rotatable cross-section specimen manufacturing apparatus 500 according to other embodiments of the present invention.
  • 11 is a side cross-sectional view of the rotatable cross section specimen manufacturing apparatus 500 of FIG. 10.
  • the rotating cross-section specimen manufacturing apparatus 500 includes a chamber 60, a rotating device 70, and a milling machine C1. (C2) (C3) may be included.
  • the chamber 60 may be a vacuum chamber in which an accommodation space B is formed so that a vacuum environment or a processing environment may be formed therein.
  • the chamber 60 may be installed as a single equipment structure consisting of a panel or a frame, etc. to form an exterior to form a single device as a whole. That is, the mills C1, C2, and C3 may be installed in the chamber 60, and the accommodation space B may also be formed in one piece of equipment.
  • various chambers for operating the chamber 60 such as various vacuum pumps, process gases, particle removal apparatuses, washing apparatuses, gates, and load lock / unload lock chambers, are not shown.
  • the devices may additionally be installed.
  • the rotating device 70 is installed in the chamber 60, a plurality of specimens 5 is disposed on the radiation on the basis of the rotation axis 71 isometric
  • the specimen 5 may be a structure or an assembly supporting the specimen 5 so that the specimen 5 may be rotated at various angles along the rotation path P about the rotation axis 71 in the accommodation space B.
  • the rotary device 70 includes a rotary motor 72, rotary arms 73, mounts 74, mount heads 75 and May include masks 76.
  • the rotary motor 72 is installed outside the chamber 60, and the rotary shaft 71 is partially positioned in the accommodation space B. It may be part of a rotary power source or actuator that rotates.
  • various power transmission devices such as various gear boxes, gear combinations, belt and pulley combinations, wire and pulley combinations, chain and sprocket wheel combinations, may be additionally installed between the rotary motor 72 and the rotary shaft 71. have.
  • the rotary arm 73 is installed inside the chamber 60, and viewed from above, from the rotary shaft 71 with respect to the rotary shaft 71. It may be a structure or assembly that is radially projected 120 degrees radially.
  • the rotary arm 73 is not necessarily limited to the protruding protrusion shape, and a variety of shapes such as a circular plate, an elliptical plate, or a triangular plate may be applied.
  • the mounts 74 are respectively installed at the ends of the rotary arms 73, and may be portions detachably supporting the mount heads 75.
  • the mount heads 75 are detachably mounted to the mounts 74, and serve as a kind of stage on which the specimens 5 may be seated, respectively. can do.
  • the mount heads 75 may be integrated with the mounts 74.
  • the masks 76 are provided between the specimen 5 and the mills C1, C2, C3, for example, the through-window W of FIG. 13. It may be a structure that is also detachably fixed to the mount head 75 together with the specimen 5 so that the beams can be selectively irradiated to the specimen (5) through.
  • the user first detaches the mount head 75 from the mount 74, then fixes the specimen 5 and the mask 76 to the mount head 75, and then again the mount head ( The specimen 5 may be firmly fixed to the rotating device 70 by fixing 75 to the mount 74.
  • the mount heads 75 may be installed such that the specimens 5 are inclined downward at an inclination angle K so as not to be seen.
  • the beams B1, B2 and B3 are driven by the mills C1, C2 and C3. Even if particles are generated by irradiation on one surface, the particles may fall as they are without passing through other portions of the specimen 5.
  • the mills C1, C2, and C3 of the present invention are respectively provided on one surface of the plurality of specimens 5 that are rotated along the rotation path P.
  • FIG. A plurality of isometrics may be disposed and installed in the chamber 60 on the radiation around the rotating device 70 so as to irradiate beams B1, B2, and B3.
  • the mills C1, C2, and C3 are the rotation shafts of the rotary device 70 in the chamber 60 or the accommodation space B.
  • a second mill C2 having a speed and a third mill C3 driven with a third voltage or third current to have a third milling speed may be included.
  • the first voltage may be the largest
  • the second voltage is the next largest
  • the third voltage may be the smallest. That is, the first mill C1 may be at least one high speed rough mill driven at a high voltage or a high current of 1 to 8 kV or more, and the second mill C2 may be a medium voltage or a heavy field of less than 1 to 10 kV. At least one medium speed general mill driven in a flow rate, and the third mill C3 may be at least one low speed precision mill driven at a low voltage or low current of 100 V to less than 8 kV.
  • the voltage or current driving value of the mills can be applied to a wide variety of values, types or standards without being limited thereto.
  • the first mill C1 first moves the specimen 5 to the specimen 5 before the observation area.
  • the milling time can be shortened while milling at speed.
  • the second mill C2 may secondarily process the specimen while performing medium-speed milling of the specimen 5 to a level that can be analyzed.
  • the third mill C3 may reduce the surface damage of the specimen 5 in the third order, increase the milling effect of the soft specimen, and increase the milling effect of the specimen.
  • the specimen 5 can be processed more precisely by precisely polishing the surface of the c) or increasing the image contrast.
  • the specimen 5 may be initially positioned at a specific angle so that the specimen 5 may be simultaneously drawn out sequentially or several specimens.
  • the rotatable cross-section specimen manufacturing apparatus 500 may irradiate the third beam B3, and the irradiation angle of the first beam B1 of the first mill C1 may be applied.
  • the first angle adjusting device 81, the second angle adjusting device 82 and the third angle adjusting device 83, in the X-axis direction and Y-axis direction, like the side mirror angle adjusting device of the vehicle A wide variety of actuators using X-axis drive motors, Y-axis drive motors, and the like, respectively, may be applied. In addition, the description of such an angle adjustment actuator is a widely used technique and a detailed description thereof will be omitted.
  • the rotating cross-section specimen manufacturing apparatus 500 according to some embodiments of the present invention, the irradiation of the first beam (B1) of the first mill (C1)
  • the first height adjusting device 91 for adjusting the height H1, the second height adjusting device 92 and the third for adjusting the irradiation height H2 of the second beam B2 of the second mill.
  • It may further include a third height adjustment device 93 for adjusting the irradiation height (H3) of the third beam (B3) of the mill (C3).
  • the first height adjustment device 91, the second height adjustment device 92 and the third height adjustment device 93 is a variety of forms such as screw rod, linear motor, rack and pinion gear, various motors, etc. Actuators may be applied.
  • the technology for such a height adjustment actuator is a widely used technology and a detailed description thereof will be omitted. Therefore, the user may perform the process more precisely while precisely adjusting the irradiation angle and the irradiation height of the beams through a monitor or various programs connected to the control unit.
  • the above-described first mill C1, the second mill C2, and the third mill C3 are milled by irradiating the specimen 5 with an ion beam.
  • the at least one ion gun may be at least one ion gun, a cross-section polishing device, an ion beam focusing device, or a laser beam device.
  • the specimen 5 may be milled surface including the upper surface, lower surface side.
  • the mills C1, C2, and C3 may use an ion implanter to ionize an impurity atom, such as argon, and concentrate and accelerate ions in a high pressure electric field to process a sample.
  • Cross-section polishing CP
  • a high voltage is applied between the anode and the cathode as a kind of high-pressure electric field environment inside or outside the mills C1, C2, and C3, and a high electric field may be formed, and then a plasma environment may be formed.
  • the mills C1, C2, and C3 may include only the ion gun or a cross-section polishing, focus ion beam, or laser beam device including the ion gun. It may include the whole. In addition, the mills C1, C2 and C3 do not just mean the whole device according to its appearance, but may also mean only some of the parts capable of generating an ion beam therein.
  • the mills C1, C2, and C3 are merely conceptually illustrated, and the mills C1, C2, and C3 are not limited to the drawings, and all ions of various forms and types are illustrated. It may be a beam mill or a laser mill. In addition, the above-described mills C1, C2, and C3 may have the same shape and type. However, the mills C1, C2 and C3 are not necessarily limited to the same shape and type.
  • the first mill C1 is a cross-section polishing device (CP), and the second mill C2 or the third mill C3 is an ion beam focusing device (FIB).
  • beam or the first mill C1 may be an ion beam focusing device, and the second mill C2 or the third mill C3 may be a laser beam device.
  • Such a shape and type of the mills C1, C2, and C3 may be selectively used in various ways depending on the specimen and its purpose of use.
  • the rotating cross-section specimen manufacturing apparatus 500 according to some embodiments of the present invention, the first angular rotation control signal to the rotary motor 72 of the rotary device 70
  • the first drive control signal is then applied to the mills C1, C2, C3 or the angle adjusting devices 81, 82, 83 or the height adjusting devices 91, 92, 93.
  • the controller 40 may further include a controller 40 for applying a third driving control signal to the adjusting devices 81, 82, 83, and the height adjusting devices 91, 92, 93.
  • the controller 40 may output control signals to perform a series of programs previously input by an input device or to receive a user's command so that various processes described above may be performed.
  • FIG. 12 is an enlarged plan view of a portion of a rotating cross-section specimen manufacturing apparatus 600 according to some other embodiments of the present invention.
  • the first mill C1, the second mill C2, or the third mill C3 may have two left sides capable of irradiating two beams onto the same specimen 5. It may consist of a mill CL and a right mill CR. Therefore, by changing the number of the mill can be adjusted more suitably the speed or quality of the mill.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view illustrating an example of a rotating device of the rotating cross-section specimen manufacturing apparatus 700 according to some other embodiments of the present disclosure
  • FIG. 14 is a rotating cross-section specimen manufacturing apparatus 700 of FIG. 13. It is a side sectional view which shows the rotating apparatus 70 of this.
  • the mount heads 75 of the rotating cross-section specimen manufacturing apparatus 700 according to some other embodiments of the present invention using the fastener (X) the mounts 74 Removably fixed to the height adjustment device 90 may be installed to enable height adjustment.
  • a sliding groove 74a may be formed in the mount 73, and a sliding protrusion 75a may be formed in the mount head 75 so as to correspond to the sliding groove 74a.
  • the fastener (X) may be a screw or bolt screwed to the screw hole formed in the mount
  • the height adjustment device 90 is based on the mount 74 the mount head 75 ) May be a long hole that is formed long in the vertical direction to be adjusted up and down.
  • the user first detaches the mount head 75 from the mount 74 by detaching the fastener X, and then the height appropriate for the mount head 75.
  • the specimen 5 and the mask 76 are fixed to each other, and then the mount head 75 is fixed to the mount 74 by using the fastener X so that the specimen 5 is rotated. It can be firmly fixed to 70.

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Abstract

본 발명은 주사 전자현미경(SEM: Scanning Electron Microscope) 분석용 시편을 제조할 수 있는 단면 시편 제조 장치 및 회전형 단면 시편 제조 장치에 관한 것으로서, 대상물의 제 1 면에 제 1 빔을 조사하여 상기 제 1 면을 밀링하는 적어도 하나의 제 1 밀링기; 및 상기 대상물의 상기 제 1 면의 반대면인 제 2 면에 제 2 빔을 조사하여 상기 제 2 면을 밀링하는 적어도 하나의 제 2 밀링기;를 포함할 수 있다.

Description

단면 시편 제조 장치 및 회전형 단면 시편 제조 장치
본 발명은 단면 시편 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주사 전자현미경(SEM: Scanning Electron Microscope) 분석용 시편을 제조할 수 있는 단면 시편 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치는 반도체 기판 상에 전기적 특성을 갖는 패턴을 형성하기 위한 막 형성, 식각, 확산, 금속 배선 등의 단위 공정을 반복적으로 수행함으로서 제조된다. 최근, 이러한 반도체 장치는 고용량 및 고속의 응답 속도 등을 구현하기 위해 고집적화, 미세화 되어가고 있으며, 이에 따라 보다 미세한 영역의 구조적, 화학적 분석에 필요한 분석 장치 또는 기술의 중요성이 부각되고 있다.
특히, 여러 가지 분석 장치 중에서, 주사 전자현미경(SEM)은 나노 미터 급의 해상도를 가지고 마이크로 스케일 이하에 대한 매우 작은 성분을 영상화 하는데 대단히 유용하다. 따라서, 다양한 SEM 시스템이 공학 및 계측학용 반도체 산업에 사용된다.
최근에, 반도체 회로에 대한 결함 연구에 SEM의 사용에 대한 관심이 집중되고 있는데, 결함의 크기가 설계의 축소와 더불어 계속 축소되면서, SEM으로 얻어지는 영상 분야의 발전이 계속적으로 요구되기 때문이다.
또한, SEM을 이용하여 반도체 소자는 물론, 이차 전지, 태양 전지, LED 등의 특성 및 불량 분석을 수행하기 위해서는 SEM 분석용 단면 시편의 제작이 요구된다.
특히 이러한 분야에서 사용되어지는 물질은 화합물이 많으며 일반적인 방법으로 SEM 분석용 단면 시편을 제작하면 다면이 매끈하지 않아 Charging 및 Defocus등의 문제로 SEM분석이 어려울 수 있다. 이 때, 사용되어 지는 SEM 시편의 제작을 위해 일반적으로 이온 밀링기(이온 건 또는 단면 폴리싱 장치: Cross-section Polishing 또는 이온 빔 집속 장치: Focused ion beam)가 이용되고 있는데, 이러한 이온 밀링기는 일정한 크기로 절단된 시편의 일부분에 아르곤 이온 빔 등의 이온 빔을 주사하는 것에 의해 시편의 소정 부위를 에칭하는 장치의 일종이다.
그러나, 종래의 이온 밀링기는 시편의 상면에만 밀링 영역을 형성하는 것으로서, 시편의 상면에서 하면에 이르기까지 상하방향으로 원하는 관찰 영역을 모두 단면 처리하는 데에 너무 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 이온 밀링기는 단순히 하나의 시편만을 제작하거나 챔버 내부에서 단일 속도로 한가지 공정만 진행할 수 있어서, 시편 제작 시간 및 비용이 많이 소요되어 생산성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명의 사상은, 제 1 밀링기와 제 2 밀링기를 이용하여 시편의 상면과 하면을 동시에 밀링하고, 또한, 복수개의 시편을 번갈아 각회전시키면서 동시에 고속 러프 밀링, 중속 일반 밀링, 저속 정밀 밀링 등 다양한 밀링 공정을 하나의 챔버 내부에서 동시 진행할 수 있어서, 시편 제조 시간을 크게 절감할 수 있고, 서로 다른 물질이 혼재된 대량의 고품질의 단면 시편을 빠른 시간에 생산할 수 있게 하는 단면 시편 제조 장치 및 회전형 단면 시편 제조 장치를 제공함에 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 단면 시편 제조 장치는, 대상물의 제 1 면에 제 1 빔을 조사하여 상기 제 1 면을 밀링하는 적어도 하나의 제 1 밀링기; 및 상기 대상물의 상기 제 1 면의 반대면인 제 2 면에 제 2 빔을 조사하여 상기 제 2 면을 밀링하는 적어도 하나의 제 2 밀링기;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제 1 밀링기 및 상기 제 2 밀링기는 본체에 설치되고, 상기 제 1 밀링기는, 상기 본체에 수용된 대상물의 상방에 설치되며, 상기 제 2 밀링기는, 상기 본체에 수용된 대상물의 하방에 설치되고, 상기 제 1 밀링기 및 상기 제 2 밀링기는 이온 빔 밀링기 또는 레이져 밀링기일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 단면 시편 제조 장치는, 상기 제 1 밀링기의 상기 제 1 빔 조사 각도를 조절하는 제 1 각도 조절 장치; 및 상기 제 2 밀링기의 상기 제 2 빔 조사 각도를 조절하는 제 2 각도 조절 장치;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 단면 시편 제조 장치는, 상기 제 1 각도 조절 장치에 각도 고정 제어 신호 또는 연속적인 각도 조절 신호를 인가하고, 상기 제 2 각도 조절 장치에 각도 고정 제어 신호 또는 연속적인 각도 조절 신호를 인가하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 단면 시편 제조 장치는, 복수개의 대상물을 지지하는 제 1 스테이지; 상기 대상물의 밀링 영역 또는 복수개의 상기 대상물 중 어느 하나를 선택하여 빔을 조사할 수 있도록 상기 제 1 밀링기 및 상기 제 2 밀링기를 기준으로 상기 제 1 스테이지를 상대적으로 이동시키는 스테이지 이동 장치;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 단면 시편 제조 장치는, 상기 제 1 스테이지에 지지된 상기 대상물과 대향하는 복수개의 역방향 대상물을 지지할 수 있도록 상기 제 1 스테이지의 반대편에 설치되는 제 2 스테이지;를 더 포함하고, 상기 제 1 밀링기 및 상기 제 2 밀링기는, 그 밀링 영역이 상기 제 1 스테이지에 지지된 상기 대상물과 이와 근접하는 상기 역방향 대상물에 각각 걸쳐지도록 형성되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제 1 밀링기와 상기 제 2 밀링기 사이에 상기 제 1 빔과 상기 제 2 빔이 서로 겹쳐지는 중복 조사 영역이 형성될 수 있도록 상기 제 1 밀링기의 상기 제 1 빔은 제 1 조사 각도를 갖고, 상기 제 2 밀링기의 상기 제 2 빔은 제 2 조사 각도를 갖는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 단면 시편 제조 장치는, 상기 제 1 밀링기에 제 1 에너지 밀도 제어 신호를 인가하고, 상기 제 2 밀링기에 제 2 에너지 밀도 제어 선호를 인가하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제 1 밀링기는, 상기 대상물의 상기 제 1 면의 제 1 영역에 제 1-1 빔을 조사하는 제 1-1 밀링기; 및 상기 대상물의 상기 제 1 면의 상기 제 1 영역에 제 1-2 빔을 조사하는 제 1-2 밀링기;를 포함하고, 상기 제 2 밀링기는, 상기 대상물의 상기 제 2 면의 제 2 영역에 제 2-1 빔을 조사하는 제 2-1 밀링기; 및 상기 대상물의 상기 제 2 면의 상기 제 2 영역에 제 2-2 빔을 조사하는 제 2-2 밀링기;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 단면 시편 제조 장치는, 상기 대상물과 상기 제 1 밀링기 사이에 설치되고, 적어도 하나의 관통창이 설치되는 제 1 마스크; 및 상기 대상물과 상기 제 2 밀링기 사이에 설치되고, 적어도 하나의 관통창이 설치되는 제 2 마스크;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 단면 시편 제조 장치는, 상기 제 1 밀링기 또는 상기 제 2 밀링기의 밀링 진행 정도를 감지하는 센서; 및 상기 센서로부터 밀링 진행 정도 신호를 인가받아 상기 제 1 밀링기 또는 상기 제 2 밀링기에 밀링 중단 제어 신호를 인가하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 회전형 단면 시편 제조 장치는, 내부에 수용 공간이 형성되는 챔버; 상기 챔버에 설치되고, 회전축을 기준으로 방사선상에 복수개의 시편이 등각 배치되어 상기 시편이 상기 수용 공간 안에서 상기 회전축을 중심으로 회전 경로를 따라 여러 각도로 회전 이동될 수 있도록 상기 시편을 지지하는 회전 장치; 및 상기 회전 경로를 따라 회전 이동된 복수개의 시편의 일면에 각각 빔을 조사할 수 있도록 상기 챔버에 설치되는 복수개의 밀링기;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 밀링기는, 제 1 전압 또는 제 1 전류로 구동되어 제 1 밀링 속도를 갖는 제 1 밀링기; 제 2 전압 또는 제 2 전류로 구동되어 제 2 밀링 속도를 갖는 제 2 밀링기; 및 제 3 전압 또는 제 3 전류로 구동되어 제 3 밀링 속도를 갖는 제 3 밀링기;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제 1 밀링기는, 1 내지 8 kV 이상의 고전압 또는 고전류로 구동되는 적어도 하나의 고속 러프 밀링기이고, 상기 제 2 밀링기는, 1 내지 10kV 미만의 중전압 또는 중전류로 구동되는 적어도 하나의 중속 일반 밀링기이고, 상기 제 3 밀링기는, 100 V 내지 8kV 미만의 저전압 또는 저전류로 구동되는 적어도 하나의 저속 정밀 밀링기일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제 1 밀링기는, 상기 제 1 시편에 제 1 빔을 조사하고, 상기 제 2 밀링기는, 상기 제 2 시편에 제 2 빔을 조사하며, 상기 제 3 밀링기는, 상기 제 3 시편에 제 3 빔을 조사하고, 상기 제 1 밀링기의 상기 제 1 빔의 조사 각도를 조절하는 제 1 각도 조절 장치; 상기 제 2 밀링기의 상기 제 2 빔의 조사 각도를 조절하는 제 2 각도 조절 장치; 및 상기 제 3 밀링기의 상기 제 3 빔의 조사 각도를 조절하는 제 3 각도 조절 장치;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제 1 밀링기는, 상기 제 1 시편에 제 1 빔을 조사하고, 상기 제 2 밀링기는, 상기 제 2 시편에 제 2 빔을 조사하며, 상기 제 3 밀링기는, 상기 제 3 시편에 제 3 빔을 조사하고, 상기 제 1 밀링기의 상기 제 1 빔의 조사 높이를 조절하는 제 1 높이 조절 장치; 상기 제 2 밀링기의 상기 제 2 빔의 조사 높이를 조절하는 제 2 높이 조절 장치; 및 상기 제 3 밀링기의 상기 제 3 빔의 조사 높이를 조절하는 제 3 높이 조절 장치;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제 1 밀링기, 상기 제 2 밀링기 및 상기 제 3 밀링기는, 이온 빔 밀링기 또는 레이져 밀링기일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 회전 장치는, 상기 챔버의 외부에 설치되고, 상기 회전축을 회전시키는 회전 모터; 상기 챔버의 내부에 설치되고, 위에서 볼 때, 상기 회전축을 기준으로 상기 회전축으로부터 방사선상으로 120도 등각 돌출되는 3개의 회전암들; 상기 회전암들의 선단에 각각 설치되는 마운트들; 상기 마운트들에 설치되고, 상기 시편들이 각각 안착되는 마운트 헤드들; 및 상기 시편과 상기 밀링기 사이에 설치되도록 상기 마운트 헤드에 고정되는 마스크들;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 마운트 헤드들은, 옆에서 볼 때, 상기 시편들이 아래를 향하여 기울임 각도로 경사지도록 설치되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 마운트 헤드들은 고정구를 이용하여 상기 마운트들에 착탈가능하게 고정되고, 높이조절이 가능하도록 높이조절장치가 설치되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 회전형 단면 시편 제조 장치는, 상기 회전 장치에 제 1 각도 회전 제어 신호를 인가하고, 이어서 상기 밀링기에 1차 구동 제어 신호를 인가하며, 상기 회전 장치에 제 2 각도 회전 제어 신호를 인가하고, 이어서 상기 밀링기에 2차 구동 제어 신호를 인가하며, 상기 회전 장치에 제 3 각도 회전 제어 신호를 인가하고, 이어서 상기 밀링기에 3차 구동 제어 신호를 인가하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 시편의 상면과 하면을 동시에 밀링하여 시편 제조 시간을 크게 절감할 수 있고, 서로 다른 물질들이 혼재되더라도 대량의 고품질의 단면 시편을 빠른 시간에 생산할 수 있다. 또한, 복수개의 시편을 회전축을 중심으로 등각 배치하여 번갈아 각회전시키면서 동시에 복수개의 밀링기들을 이용하여 고속 러프 밀링, 중속 일반 밀링, 저속 정밀 밀링 등 다양한 밀링 공정을 하나의 챔버 내부에서 동시 진행할 수 있어서, 시편 제작 시간 및 비용을 크게 단축시키고, 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 단면 시편 제조 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면 시편 제조 장치를 개념적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 단면 시편 제조 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 단면 시편 제조 장치의 제 1 마스크의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 단면 시편 제조 장치의 제 1 마스크의 관통창을 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 1의 단면 시편 제조 장치의 작동 상태를 나타내는 작동 상태 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 단면 시편 제조 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 단면 시편 제조 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 단면 시편 제조 장치에 의해 제조된 시편의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 회전형 단면 시편 제조 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 11는 도 10의 회전형 단면 시편 제조 장치의 측단면도이다.
도 12은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 회전형 단면 시편 제조 장치의 일부를 확대하여 나타내는 평면도이다.
도 13는 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 회전형 단면 시편 제조 장치의 회전 장치의 일례를 나타내는 부품 분해 사시도이다.
도 14는 도 13의 회전형 단면 시편 제조 장치의 회전 장치를 나타내는 측단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 단면 시편 제조 장치(100)를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 2는 도 1의 단면 시편 제조 장치(100)를 개념적으로 나타내는 블록도이다.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 단면 시편 제조 장치(100)는, 크게 제 1 밀링기(10) 및 제 2 밀링기(20)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제 1 밀링기(10)는, 대상물(1)의 제 1 면(1a)에 제 1 빔(B1)을 조사하여 상기 제 1 면(1a)을 밀링(milling)하는 적어도 하나의 이온 건(Ion gun)이나, 단면 폴리싱 장치(Cross-section Polishing)나 이온 빔 집속 장치(Focused ion beam) 또는 레이져 빔 장치일 수 있다. 여기서, 상기 제 1 면(1a)은 상기 대상물(1)의 상면을 의미할 수 있다. 이외에도, 도시하지 않았지만, 상기 제 1 면(1a)은 상기 대상물(1)의 일측면을 의미할 수도 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 제 1 밀링기(10)는, 이온주입장치를 이용하여 아르곤 등 불순물 원자를 이온화하고, 고압의 전계에서 이온을 집속 및 가속화시켜서 시료를 가공할 수 있는 건식 에칭 방법의 단면 폴리싱 장치(CP: Cross-section Polishing)일 수 있다. 여기서, 상기 제 1 밀링기(10)의 내부 또는 외부에 고압의 전계 환경의 일종으로 양극과 음극 간에 고전압을 인가하고, 높은 전계를 형성한 후, 플라즈마 환경을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제 1 밀링기(10) 상기 이온 건만을 포함하거나, 상기 이온 건을 포함하는 단면 폴리싱 장치(Cross-section Polishing)나 이온 빔 집속 장치(Focused ion beam) 또는 레이져 빔 장치 전체를 포함할 수 있다.
이외에도, 상기 제 1 밀링기(10)는 단지 외관에 따른 장치 전체를 의미하지 않고, 내부에서 이온 빔을 생성할 수 있는 부품들 일부만을 의미할 수도 있다. 즉, 이하의 도면에서는 상기 제 1 밀링기(10)를 다만 개념적으로 예시하였을 뿐이고, 상기 제 1 밀링기(10)는 도면에 국한되지 않으며, 다양한 형태 및 종류의 모든 이온 또는 레이져 밀링 장치들이 적용될 수 있다.
한편, 상기 제 2 밀링기(20)는, 상기 대상물(1)의 상기 제 1 면(1a)의 반대면인 제 2 면(1b)에 제 2 빔(B2)을 조사하여 상기 제 2 면(1b)을 밀링하는 적어도 하나의 이온 건(Ion gun)이나, 단면 폴리싱 장치(Cross-section Polishing)나 이온 빔 집속 장치(Focused ion beam) 또는 레이져 빔 장치일 수 있다. 여기서, 상기 제 2 면(1b)은 상기 대상물(1)의 하면을 의미할 수 있다. 이외에도, 도시하지 않았지만, 상기 제 2 면(1b)은 상기 대상물(1)의 타측면을 의미할 수도 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 제 2 밀링기(20)는, 이온주입장치를 이용하여 아르곤 등 불순물 원자를 이온화하고, 고압의 전계에서 이온을 집속 및 가속화시켜서 시료를 가공할 수 있는 건식 에칭 방법의 단면 폴리싱 장치(CP: Cross-section Polishing)일 수 있다. 여기서, 상기 제 2 밀링기(20)의 내부 또는 외부에 고압의 전계 환경의 일종으로 양극과 음극 간에 고전압을 인가하고, 높은 전계를 형성한 후, 플라즈마 환경을 형성할 수 있다.
또한, 상기 제 2 밀링기(20) 상기 이온 건만을 포함하거나, 상기 이온 건을 포함하는 단면 폴리싱 장치(Cross-section Polishing)나 이온 빔 집속 장치(Focused ion beam) 또는 레이져 빔 장치 전체를 포함할 수 있다. 이외에도, 상기 제 2 밀링기(20)는 단지 외관에 따른 장치 전체를 의미하지 않고, 내부에서 이온 빔을 생성할 수 있는 부품들 일부만을 의미할 수도 있다.
즉, 이하의 도면에서는 상기 제 2 밀링기(20)를 다만 개념적으로 예시하였을 뿐이고, 상기 제 2 밀링기(20)는 도면에 국한되지 않으며, 다양한 형태 및 종류의 모든 이온 또는 레이져 밀링 장치들이 적용될 수 있다. 또한, 상기 제 2 밀링기(20)는 상술된 상기 제 1 밀링기(10)와 그 형태 및 종류가 동일할 수 있다.
그러나, 상기 제 2 밀링기(20)는 반드시 상기 제 1 밀링기(10)와 동일한 형태 및 종류인 것으로 국한되지 않는다. 예를 들면, 상기 제 1 밀링기(10)는 단면 폴리싱 장치(CP: Cross-section Polishing)이고, 상기 제 2 밀링기(20)는 이온 빔 집속 장치(FIB: Focused ion beam)이거나, 상기 제 1 밀링기(10)는 이온 빔 집속 장치(Focused ion beam)이고, 상기 제 2 밀링기(20)는 레이져 빔 장치일 수도 있다. 이러한, 상기 제 1 밀링기(10)와 상기 제 2 밀링기(20)의 형태 및 종류는 시편 및 그 사용 목적에 따라 다양하게 선택적으로 활용될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 밀링기(10) 및 상기 제 2 밀링기(20)는 전체적으로 하나의 장비를 이루도록 외관을 형성하는 패널이나 프레임 등으로 이루어지는 하나의 본체(30)에 설치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 밀링기(10) 및 상기 제 2 밀링기(20)는 공간적으로 하나의 장비 내에 설치될 수 있다.
그러나, 상기 제 1 밀링기(10) 및 상기 제 2 밀링기(20)는 반드시 이에 국한되지 않고, 공간 상에 별도의 본체가 없이도 각각 별도 장소에 설치되거나 배치되는 것도 가능하다. 또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 대상물(1)의 상면과 하면을 동시에 밀링할 수 있도록 상기 제 1 밀링기(10)는, 상기 본체(30)에 수용된 대상물(1)의 상방에 설치되며, 상기 제 2 밀링기(20)는, 상기 본체(30)에 수용된 대상물(1)의 하방에 설치될 수 있다.
이외에도 도시하지 않았지만, 상기 대상물(1)의 좌측면과 우측면을 동시에 밀링할 수 있도록 상기 제 1 밀링기(10)는, 상기 본체(30)에 수용된 대상물(1)의 좌측 방향에 설치되며, 상기 제 2 밀링기(20)는, 상기 본체(30)에 수용된 대상물(1)의 우측 방향에 설치될 수도 있다.
예를 들어서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 밀링기(10)와 상기 제 2 밀링기(20)가 상하로 설치된 것을 수직형이라 한다면, 도시하지 않았지만, 상기 제 1 밀링기(10)와 상기 제 2 밀링기(20)가 좌우방향으로 설치된 것을 수평형이라 할 수 있고, 이외에도 상기 제 1 밀링기(10)와 상기 제 2 밀링기(20)가 대각선방향으로 경사지게 설치된 것은 경사형이라 할 수 있다. 즉, 본 발명은 상기 수직형, 상기 수평형 및 상기 경사형 모두 적용이 가능하다.
도 6은 도 1의 단면 시편 제조 장치(100)의 작동 상태를 나타내는 작동 상태 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 단면 시편 제조 장치(100)는, 상기 본체(30)에 설치되고, 상기 제 1 밀링기(10)의 상기 제 1 빔 조사 각도(K1)를 수동 또는 자동으로 조절하는 제 1 각도 조절 장치(110) 및 상기 본체(30)에 설치되고, 상기 제 2 밀링기(20)의 상기 제 2 빔 조사 각도(K2)를 수동 또는 자동으로 조절하는 제 2 각도 조절 장치(120)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 각도 조절 장치(110) 및 상기 제 2 각도 조절 장치(120)는 자동차의 사이드 미러 각도 조절 장치처럼 X축 방향 및 Y축 방향에 각각 설치되는 X축 구동 모터 및 Y축 구동 모터 등을 이용하는 매우 다양한 형태의 액츄에이터들이 적용될 수 있다. 이외에도 이러한 각도 조절 액츄에이터에 대한 기술은 널리 사용되는 기술로서 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 제 1 밀링기(10)와 상기 제 2 밀링기(20) 사이에 상기 제 1 빔(B1)과 상기 제 2 빔(B2)이 서로 겹쳐지는 중복 조사 영역(C)이 형성될 수 있도록 상기 제 1 밀링기(10)의 상기 제 1 빔(B1)은 기준면(F)을 기준으로 제 1 조사 각도(K1)를 갖고, 상기 제 2 밀링기(20)의 상기 제 2 빔(B2)은 기준면(F)을 기준으로 제 2 조사 각도(K2)를 가질 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 단면 시편 제조 장치(100)는, 상기 제 1 각도 조절 장치(110)에 각도 고정 제어 신호 또는 연속적인 각도 조절 신호를 인가하고, 상기 제 2 각도 조절 장치(120)에 각도 고정 제어 신호 또는 연속적인 각도 조절 신호를 인가하는 제어부(40)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어부(40)는, 상기 제 1 밀링기(10)에 제 1 에너지 밀도 제어 신호를 인가하고, 상기 제 2 밀링기(20)에 제 2 에너지 밀도 제어 선호를 인가할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 단면 시편 제조 장치(100)는, 상기 제 1 빔(B1) 및 상기 제 2 빔(B1)의 각도를 조절하여 고정적으로 밀링하거나, 또는 상기 제 1 빔(B1) 및 상기 제 2 빔(B1)의 각도 중 어느 하나를 고정하고, 나머지 하나를 연속적으로 변화시키면서 밀링하거나, 상기 제 1 빔(B1) 및 상기 제 2 빔(B1)의 각도를 모두 연속적으로 변화시키면서 밀링할 수 있다.
이 때, 상기 제어부(40)는 상기 제 1 빔(B1) 및 상기 제 2 빔(B1)의 에너지 밀도를 조절할 수 있다. 예컨데, 상기 대상물(1)의 제 2 면(1b) 즉, 밀링 속도를 높이고자 하는 부분은 에너지 밀도를 높이고, 상기 대상물(1)의 제 1 면(1a)이 관심 영역이라면, 상기 대상물(1)의 제 1 면(1a)의 밀링의 정밀도를 높이고자 에너지 밀도를 낮추어 밀링 작업을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 단면 시편 제조 장치(100)는, 상기 제 1 밀링기(10) 또는 상기 제 2 밀링기(20)의 밀링 진행 정도를 감지하는 센서(S)를 더 포함하고, 상기 제어부(40)는, 상기 센서(S)로부터 밀링 진행 정도 신호를 인가받아 상기 제 1 밀링기(10) 또는 상기 제 2 밀링기(20)에 밀링 중단 제어 신호를 인가할 수 있다.
따라서, 예를 들면, 상기 제어부(40)를 이용하여 상기 제 2 밀링기(20)의 제 2 빔(B2)이 상기 제 1 밀링기(10)에 도달되지 않도록 상기 제 2 밀링기(20)의 조사 각도를 조절하여 밀링 작업을 수행하거나, 또는 어느 정도 작업이 진행되면 상기 제 2 밀링기(20)의 제 2 빔(B2)을 중단하고, 상기 제 1 밀링기(10)의 밀링 작업만 진행하며, 상기 제 2 밀링기(20)를 상기 제 1 밀링기(10)로부터 안전하게 이동시키는 것도 가능하다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 단면 시편 제조 장치(100)는, 상기 본체(30)에 설치되고, 복수개의 대상물(1)을 지지하는 제 1 스테이지(S1)와, 상기 대상물(1)의 밀링 영역 또는 복수개의 상기 대상물(1) 중 어느 하나를 선택하여 빔을 조사할 수 있도록 상기 제 1 밀링기(10) 및 상기 제 2 밀링기(20)를 기준으로 상기 제 1 스테이지(S1)를 상대적으로 이동시키는 스테이지 이동 장치(50)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 스테이지(S1)는 하나 또는 복수개의 상기 대상물(1)을 지지할 수 있도록 각종 고정 부재 또는 고정 구조물이 설치될 수 있다. 또한, 상기 스테이지 이동 장치(50)는, 상기 제 1 빔(B1) 및 상기 제 2 빔(B2)이 상기 대상물(1) 내에서 상대적으로 좁은 공간 내에서 이동될 수 있도록 상기 제 1 스테이지(S1)를 저속으로 이동시키거나, 상기 제 1 빔(B1) 및 상기 제 2 빔(B2)이 이웃하는 상기 대상물(1)로 상대적으로 크게 이동될 수 있도록 상기 제 1 스테이지(S1)를 고속으로 이동시킬 수 있다.
여기서, 상기 스테이지 이동 장치(50)는 모터나, 리니어 모터나, 나사봉이나, 밸트, 체인 등 각종 직선 왕복 운동 부재 등을 이용하는 매우 다양한 형태의 액츄에이터들이 적용될 수 있다. 이외에도 이러한 이동 액츄에이터에 대한 기술은 널리 사용되는 기술로서 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 단면 시편 제조 장치(200)를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 단면 시편 제조 장치(200)는, 상기 제 1 스테이지(S1)에 지지된 상기 대상물(1)과 대향하는 복수개의 역방향 대상물(2)을 지지할 수 있도록 상기 제 1 스테이지(S1)의 반대편에 설치되는 제 2 스테이지(S2)를 더 포함하고, 상기 제 1 밀링기(10) 및 상기 제 2 밀링기(20)는, 그 밀링 영역(A)이 상기 제 1 스테이지(S1)에 지지된 상기 대상물(1)과 이와 근접하는 상기 역방향 대상물(2)에 각각 걸쳐지도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제 2 스테이지(S2)는 상기 제 1 스테이지(S1)와 방향만 다르고 그 구성과 종류는 동일할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 단면 시편 제조 장치(200)는 2개의 대상물(1)(2)을 서로 맞대고 동시에 2개의 대상물(1)(2)의 상면 및 하면을 밀링할 수 있다. 그러므로, 밀링 시간을 단축시키는 것은 물론, 에너지 낭비를 방지하고, 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 4는 도 3의 단면 시편 제조 장치(200)의 제 1 마스크(M1)의 일례를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4의 단면 시편 제조 장치(200)의 제 1 마스크(M1)의 관통창(W)을 나타내는 평면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 도 3의 단면 시편 제조 장치(200)는, 상기 대상물(1)과 상기 제 1 밀링기(10) 사이에 설치되고, 적어도 하나의 관통창(W)이 설치되는 제 1 마스크(M1) 및 상기 대상물(1)과 상기 제 2 밀링기(20) 사이에 설치되고, 적어도 하나의 관통창(W)이 설치되는 제 2 마스크(M2)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 마스크(M1)(M2)를 이용하여 밀링 영역(A)의 형상을 상기 관통창(W)에 맞추어 변형하여 원하는 부분을 밀링할 수 있다. 여기서, 상기 마스크(M1)(M2)의 종류, 형상, 위치, 크기나 상기 관통창(W)의 종류, 형상, 위치, 크기 등은 시편의 개수나 단면의 형상이나 가공 환경 등에 따라 최적화되어 선택적으로 적용될 수 있는 것으로서, 도면에 국한되지 않고 수정 및 변경이 가능하다.
도 7은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 단면 시편 제조 장치(300)를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 밀링기(10) 및 상기 제 2 밀링기(20)를 상기 대상물(1) 마다 한 조씩 설치하는 것도 가능하다. 따라서, 동시에 3개의 상기 대상물(1)의 상하면을 밀링하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 단면 시편 제조 장치(400)를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 밀링기(10)는, 상기 대상물(1)의 상기 제 1 면(1a)의 제 1 영역(A1)에 제 1-1 빔(B1-1)을 조사하는 제 1-1 밀링기(11) 및 상기 대상물(1)의 상기 제 1 면(1a)의 상기 제 1 영역(A1)에 제 1-2 빔(B1-2)을 조사하는 제 1-2 밀링기(12)를 포함하고, 상기 제 2 밀링기(20)는, 상기 대상물(1)의 상기 제 2 면(1b)의 제 2 영역(A2)에 제 2-1 빔(B2-1)을 조사하는 제 2-1 밀링기(21) 및 상기 대상물(1)의 상기 제 2 면(1b)의 상기 제 2 영역(A2)에 제 2-2 빔(B2-2)을 조사하는 제 2-2 밀링기(22)를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 대상물(1)의 상하면에 밀링 에너지를 집중하여 밀링 속도를 향상시켜서 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 단면 시편 제조 장치(100)에 의해 제조된 시편의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 시편으로 제작된 상기 대상물(1)은 상술된 각도 저절 장치나 이동 장치 등을 이용하여 관찰 영역(IA)의 길이(L)를 다양하게 조절할 수 있고, 상기 대상물(1), 즉 시편의 상면과 하면을 동시에 밀링하여 시편 제조 시간을 크게 절감할 수 있고, 대량의 단면 시편을 빠른 시간에 생산할 수 있다. 또한, 상기 대상물(1)에 서로 다른 물질들이 혼재되어 있더라도 시편의 상면과 하면을 동시에 밀링하여 고품질의 단면 시편을 생산할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 회전형 단면 시편 제조 장치(500)를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 그리고, 도 11는 도 10의 회전형 단면 시편 제조 장치(500)의 측단면도이다.
먼저, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 회전형 단면 시편 제조 장치(500)는, 크게 챔버(60)와, 회전 장치(70) 및 밀링기(C1)(C2)(C3)들을 포함할 수 있다. 여기서, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(60)는, 내부에 진공 환경 또는 가공 환경이 형성될 수 있도록 수용 공간(B)이 형성되는 진공 챔버일 수 있다.
이러한, 상기 챔버(60)는, 전체적으로 하나의 장비를 이루도록 외관을 형성하는 패널이나 프레임 등으로 이루어지는 하나의 장비 구조물로 설치될 수 있다. 즉, 상기 밀링기(C1)(C2)(C3)들은 상기 챔버(60)에 설치될 수 있고, 상기 수용 공간(B) 역시 하나로 장비 내에 형성될 수 있다. 또한, 상기 챔버(60)는 도시하지 않았지만, 각종 진공 펌프나, 공정 가스나, 파티클 제거 장치나, 세척 장치나, 게이트나, 로드락/언로드락 챔버 등 상기 챔버(60)를 운용하기 위한 각종 장치들이 부가적으로 설치될 수 있다.
한편, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 회전 장치(70)는, 상기 챔버(60)에 설치되고, 회전축(71)을 기준으로 방사선상에 복수개의 시편(5)이 등각 배치되어 상기 시편(5)이 상기 수용 공간(B) 안에서 상기 회전축(71)을 중심으로 회전 경로(P)를 따라 여러 각도로 회전 이동될 수 있도록 상기 시편(5)을 지지하는 구조물 또는 조립체일 수 있다. 여기서, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 회전 장치(70)는, 회전 모터(72)와, 회전암(73)들과, 마운트(74)들과, 마운트 헤드(75)들 및 마스크(76)들을 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 회전 모터(72)는 상기 챔버(60)의 외부에 설치되는 것으로서, 상기 수용 공간(B) 내에 부분적으로 위치되는 상기 회전축(71)을 회전시키는 회전 동력원 또는 액츄에이터의 일부분일 수 있다. 여기서, 이러한 상기 회전 모터(72)와 상기 회전축(71) 사이에는 각종 기어 박스, 기어 조합, 벨트 및 풀리 조합, 와이어 및 도르레 조합, 체인 및 스프로킷휠 조합 등 각종 동력 전달 장치가 추가로 설치될 수 있다.
또한, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 회전암(73)은, 상기 챔버(60)의 내부에 설치되고, 위에서 볼 때, 상기 회전축(71)을 기준으로 상기 회전축(71)으로부터 방사선상으로 120도 등각 돌출되는 구조물 또는 조립체일 수 있다. 이외에도 상기 회전암(73)은 반드시 돌출된 돌기 형상에만 국한되지 않고, 원형판이나, 타원형판이나, 삼각판 형상등 매우 다양한 형태가 적용될 수 있다.
또한, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 마운트(74)들은, 상기 회전암(73)들의 선단에 각각 설치되는 것으로서, 상기 마운트 헤드(75)들을 착탈 가능하게 지지하는 부분일 수 있다. 또한, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 마운트 헤드(75)들은, 상기 마운트(74)들에 착탈 가능하게 설치되는 것으로서, 상기 시편(5)들이 각각 안착될 수 있는 일종의 스테이지 역할을 할 수 있다. 이외에도, 상기 마운트 헤드(75)들은, 상기 마운트(74)들과 일체를 이루는 것도 가능하다.
또한, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 마스크(76)들은, 상기 시편(5)과 상기 밀링기(C1)(C2)(C3) 사이에 설치되어 예컨데, 도 13의 관통창(W)을 통해서 상기 빔들이 상기 시편(5)에 선택적으로 조사될 수 있도록 상기 시편(5)과 함께 상기 마운트 헤드(75)에 역시 착탈 가능하게 고정되는 구조체일 수 있다.
따라서, 사용자는 먼저 상기 마운트(74)로부터 상기 마운트 헤드(75)를 분리한 후, 상기 마운트 헤드(75)에 상기 시편(5) 및 상기 마스크(76)를 고정시킨 다음, 다시 상기 마운트 헤드(75)를 상기 마운트(74)에 고정시켜서 상기 시편(5)을 상기 회전 장치(70)에 견고하게 고정시킬 수 있다.
한편, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 밀링기(C1)(C2)(C3)들에 의해 상기 시편(5)에서 발생된 파티클이나 각종 이물질들이 중력에 의해 낙하되면서 다시 상기 시편(5)을 오염시키지 않도록 상기 마운트 헤드(75)들은, 옆에서 볼 때, 상기 시편(5)들이 아래를 향하여 기울임 각도(K)로 경사지도록 설치될 수 있다.
따라서, 상기 시편(5)이 아래를 향하여 기울어지게 경사 고정되어 있기 때문에, 상기 밀링기(C1)(C2)(C3)들에 의해 빔(B1)(B2)(B3)들이 상기 시편(5)의 일면에 조사되어 파티클이 발생되더라도 상기 파티클들은 상기 시편(5)의 다른 부위를 거치지 않고 그대로 낙하될 수 있다.
한편, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 상기 밀링기(C1)(C2)(C3)들은, 상기 회전 경로(P)를 따라 회전 이동된 복수개의 시편(5)의 일면에 각각 빔(B1)(B2)(B3)을 조사할 수 있도록 상기 챔버(60)에 상기 회전 장치(70)를 중심으로 방사선상에 복수개가 등각 배치 및 설치될 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 밀링기(C1)(C2)(C3)는, 상기 챔버(60) 또는 상기 수용 공간(B)에 상기 회전 장치(70)의 상기 회전축(71)을 중심으로 각각 120도 등각 배치되고, 제 1 전압 또는 제 1 전류로 구동되어 제 1 밀링 속도를 갖는 제 1 밀링기(C1)와, 제 2 전압 또는 제 2 전류로 구동되어 제 2 밀링 속도를 갖는 제 2 밀링기(C2) 및 제 3 전압 또는 제 3 전류로 구동되어 제 3 밀링 속도를 갖는 제 3 밀링기(C3)를 포함할 수 있다.
여기서, 예컨데, 상기 제 1 전압이 제일 크고, 상기 제 2 전압이 그 다음으로 크며, 상기 제 3 전압이 제일 작을 수 있다. 즉, 상기 제 1 밀링기(C1)는, 1 내지 8 kV 이상의 고전압 또는 고전류로 구동되는 적어도 하나의 고속 러프 밀링기일 수 있고, 상기 제 2 밀링기(C2)는, 1 내지 10kV 미만의 중전압 또는 중전류로 구동되는 적어도 하나의 중속 일반 밀링기일 수 있고, 상기 제 3 밀링기(C3)는, 100 V 내지 8kV 미만의 저전압 또는 저전류로 구동되는 적어도 하나의 저속 정밀 밀링기일 수 있다. 여기서, 이러한 상기 밀링기들의 전압 또는 전류 구동치는 이에 국한되지 않고 매우 다양한 수치나 종류나 규격으로 적용될 수 있다.
따라서, 상기 시편(5)을 특정 각도에서 순차적 또는 여러개의 시편을 동시에 투입한 후, 0도(기준 각도)에서 1차로 상기 제 1 밀링기(C1)가 상기 시편(5)을 관찰 영역 이전까지 빠른 속도로 밀링하면서 시편 제작 시간을 단축시킬 수 있다. 이어서, 120도 각회전시키면, 2차로 상기 제 2 밀링기(C2)가 상기 시편(5)을 분석 가능한 수준으로 중속 밀링하면서 시편을 2차로 가공할 수 있다. 이어서, 240도 각회전시키면, 3차로 상기 제 3 밀링기(C3)가 상기 시편(5)의 표면 데미지를 감소시키고, 연질 시편의 밀링 효과를 증대시키면서 후술될 플립 기능 등을 이용하여 상기 시편(5)의 표면을 정밀하게 폴리싱하거나 영상 컨트라스트를 증대시켜서 상기 시편(5)을 보다 정밀하게 가공할 수 있다. 이어서, 상기 시편(5)을 최초 특정 각도로 위치시켜서 외부로 순차적 또는 여러개의 시편을 동시에 인출할 수 있다.
한편, 예를 들면, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 빔의 각도 및 높이를 정밀하게 조절할 수 있도록, 상기 제 1 밀링기(C1)는, 상기 제 1 시편(5)에 제 1 빔(B1)을 조사하고, 상기 제 2 밀링기(C2)는, 상기 제 2 시편(5)에 제 2 빔(B2)을 조사하며, 상기 제 3 밀링기(C3)는, 상기 제 3 시편(5)에 제 3 빔(B3)을 조사할 수 있고, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 회전형 단면 시편 제조 장치(500)는, 상기 제 1 밀링기(C1)의 상기 제 1 빔(B1)의 조사 각도를 조절하는 제 1 각도 조절 장치(81)와, 상기 제 2 밀링기(C2)의 상기 제 2 빔(B2)의 조사 각도를 조절하는 제 2 각도 조절 장치(82) 및 상기 제 3 밀링기(C3)의 상기 제 3 빔(B3)의 조사 각도를 조절하는 제 3 각도 조절 장치(83)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 각도 조절 장치(81)와, 상기 제 2 각도 조절 장치(82) 및 상기 제 3 각도 조절 장치(83)는, 자동차의 사이드 미러 각도 조절 장치처럼 X축 방향 및 Y축 방향에 각각 설치되는 X축 구동 모터 및 Y축 구동 모터 등을 이용하는 매우 다양한 형태의 액츄에이터들이 적용될 수 있다. 이외에도 이러한 각도 조절 액츄에이터에 대한 기술은 널리 사용되는 기술로서 상세한 설명은 생략한다.
또한, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 회전형 단면 시편 제조 장치(500)는, 상기 제 1 밀링기(C1)의 상기 제 1 빔(B1)의 조사 높이(H1)를 조절하는 제 1 높이 조절 장치(91)와, 상기 제 2 밀링기의 상기 제 2 빔(B2)의 조사 높이(H2)를 조절하는 제 2 높이 조절 장치(92) 및 상기 제 3 밀링기(C3)의 상기 제 3 빔(B3)의 조사 높이(H3)를 조절하는 제 3 높이 조절 장치(93)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 높이 조절 장치(91)와, 상기 제 2 높이 조절 장치(92) 및 상기 제 3 높이 조절 장치(93)는 나사봉, 리니어 모터, 랙 앤 피니언 기어, 각종 모터 등 매우 다양한 형태의 액츄에이터들이 적용될 수 있다. 이외에도 이러한 높이 조절 액츄에이터에 대한 기술은 널리 사용되는 기술로서 상세한 설명은 생략한다. 따라서, 사용자는 제어부와 연결된 모니터나 각종 프로그램을 통해서 상기 빔들의 조사 각도 및 조사 높이를 정밀하게 조절하면서 공정을 보다 정밀하게 수행할 수 있다.
한편, 더욱 구체적으로 예를 들면, 상술된 상기 제 1 밀링기(C1), 상기 제 2 밀링기(C2) 및 상기 제 3 밀링기(C3)는, 상기 시편(5)에 이온 빔을 조사하여 밀링(milling)하는 적어도 하나의 이온 건(Ion gun)이나, 단면 폴리싱 장치(Cross-section Polishing)나 이온 빔 집속 장치(Focused ion beam) 또는 레이져 빔 장치일 수 있다. 여기서, 상기 시편(5)은 상면, 하면 측면을 포함한 표면이 밀링될 수 있다.
또한, 예컨데, 상기 밀링기(C1)(C2)(C3)들은, 이온주입장치를 이용하여 아르곤 등 불순물 원자를 이온화하고, 고압의 전계에서 이온을 집속 및 가속화시켜서 시료를 가공할 수 있는 건식 에칭 방법의 단면 폴리싱 장치(CP: Cross-section Polishing)일 수 있다. 여기서, 상기 밀링기(C1)(C2)(C3)의 내부 또는 외부에 고압의 전계 환경의 일종으로 양극과 음극 간에 고전압을 인가하고, 높은 전계를 형성한 후, 플라즈마 환경을 형성할 수 있다.
또한, 상기 밀링기(C1)(C2)(C3)들은 상기 이온 건만을 포함하거나, 상기 이온 건을 포함하는 단면 폴리싱 장치(Cross-section Polishing)나 이온 빔 집속 장치(Focused ion beam) 또는 레이져 빔 장치 전체를 포함할 수 있다. 이외에도, 상기 밀링기(C1)(C2)(C3)들은 단지 외관에 따른 장치 전체를 의미하지 않고, 내부에서 이온 빔을 생성할 수 있는 부품들 일부만을 의미할 수도 있다.
즉, 이하의 도면에서는 상기 밀링기(C1)(C2)(C3)들을 다만 개념적으로 예시하였을 뿐이고, 상기 밀링기(C1)(C2)(C3)들은 도면에 국한되지 않으며, 다양한 형태 및 종류의 모든 이온 빔 밀링기 또는 레이져 밀링기일 수 있다. 또한, 상술된 상기 밀링기(C1)(C2)(C3)들은 서로 그 형태 및 종류가 동일할 수 있다. 그러나, 상기 밀링기(C1)(C2)(C3)들은 반드시 동일한 형태 및 종류인 것으로 국한되지 않는다.
예를 들면, 상기 제 1 밀링기(C1)는 단면 폴리싱 장치(CP: Cross-section Polishing)이고, 상기 제 2 밀링기(C2)나 상기 제 3 밀링기(C3)는 이온 빔 집속 장치(FIB: Focused ion beam)이거나, 상기 제 1 밀링기(C1)는 이온 빔 집속 장치(Focused ion beam)이고, 상기 제 2 밀링기(C2)나 상기 제 3 밀링기(C3)는 레이져 빔 장치일 수도 있다. 이러한, 상기 밀링기(C1)(C2)(C3)들의 형태 및 종류는 시편 및 그 사용 목적에 따라 다양하게 선택적으로 활용될 수 있다.
한편, 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 회전형 단면 시편 제조 장치(500)는, 상기 회전 장치(70)의 상기 회전 모터(72)에 제 1 각도 회전 제어 신호를 인가하고, 이어서 상기 밀링기(C1)(C2)(C3)나 각도 조절 장치(81)(82)(83)나 높이 조절 장치(91)(92)(93)들에 1차 구동 제어 신호를 인가하며, 상기 회전 장치(70)에 제 2 각도 회전 제어 신호를 인가하고, 이어서 상기 밀링기(C1)(C2)(C3)나 각도 조절 장치(81)(82)(83)나 높이 조절 장치(91)(92)(93)들에 2차 구동 제어 신호를 인가하며, 상기 회전 장치(70)에 제 3 각도 회전 제어 신호를 인가하고, 이어서 상기 밀링기(C1)(C2)(C3)나 각도 조절 장치(81)(82)(83)나 높이 조절 장치(91)(92)(93)들에 3차 구동 제어 신호를 인가하는 제어부(40)를 더 포함할 수 있다. 이러한, 상기 제어부(40)는 입력장치에 의해 미리 입력된 일련의 프로그램을 수행하거나 사용자의 명령을 입력받아 상술될 각종 과정이 수행될 수 있도록 제어 신호들을 출력할 수 있다.
도 12은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 회전형 단면 시편 제조 장치(600)의 일부를 확대하여 나타내는 평면도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 밀링기(C1)나, 상기 제 2 밀링기(C2)나 상기 제 3 밀링기(C3)는 동일한 시편(5)에 2개의 빔을 조사할 수 있는 2개의 좌측 밀링기(CL) 및 우측 밀링기(CR)로 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 밀링기의 개수를 변화시켜서 밀링의 속도나 품질을 보다 적합하게 조절할 수 있다.
도 13는 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 회전형 단면 시편 제조 장치(700)의 회전 장치의 일례를 나타내는 부품 분해 사시도이고, 도 14는 도 13의 회전형 단면 시편 제조 장치(700)의 회전 장치(70)를 나타내는 측단면도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 예컨데, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 회전형 단면 시편 제조 장치(700)의 마운트 헤드(75)들은 고정구(X)를 이용하여 상기 마운트(74)들에 착탈가능하게 고정되고, 높이조절이 가능하도록 높이조절장치(90)가 설치될 수 있다.
여기서, 상기 마운트(73)에는 슬라이딩홈부(74a)가 형성되고, 상기 마운트 헤드(75)에는 상기 슬라이딩홈부(74a)와 대응되어 슬라이딩이 가능한 슬라이딩돌기부(75a)가 형성될 수 있다. 또한, 예를 들어서, 상기 고정구(X)는 상기 마운트에 형성된 나사홀에 나사 결합되는 나사나 볼트일 수 있고, 상기 높이조절장치(90)는 상기 마운트(74)를 기준으로 상기 마운트 헤드(75)가 승하강 조절될 수 있도록 상하방향으로 길게 형성되는 장공일 수 있다.
따라서, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 사용자는 먼저 상기 고정구(X)를 분리하여 상기 마운트(74)로부터 상기 마운트 헤드(75)를 분리한 후, 상기 마운트 헤드(75)에 적절한 높이로 상기 시편(5) 및 상기 마스크(76)를 고정시킨 다음, 다시 상기 고정구(X)를 이용하여 상기 마운트 헤드(75)를 상기 마운트(74)에 고정시켜서 상기 시편(5)을 상기 회전 장치(70)에 견고하게 고정시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 시편의 상면과 하면을 동시에 밀링하여 시편 제조 시간을 크게 절감할 수 있고, 서로 다른 물질들이 혼재되더라도 대량의 고품질의 단면 시편을 빠른 시간에 생산할 수 있다. 또한, 복수개의 시편을 회전축을 중심으로 등각 배치하여 번갈아 각회전시키면서 동시에 복수개의 밀링기들을 이용하여 고속 러프 밀링, 중속 일반 밀링, 저속 정밀 밀링 등 다양한 밀링 공정을 하나의 챔버 내부에서 동시 진행할 수 있어서, 시편 제작 시간 및 비용을 크게 단축시키고, 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

Claims (20)

  1. 대상물의 제 1 면에 제 1 빔을 조사하여 상기 제 1 면을 밀링하는 적어도 하나의 제 1 밀링기; 및
    상기 대상물의 상기 제 1 면의 반대면인 제 2 면에 제 2 빔을 조사하여 상기 제 2 면을 밀링하는 적어도 하나의 제 2 밀링기;
    를 포함하는, 단면 시편 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 밀링기 및 상기 제 2 밀링기는 본체에 설치되고,
    상기 제 1 밀링기는, 상기 본체에 수용된 대상물의 상방에 설치되며,
    상기 제 2 밀링기는, 상기 본체에 수용된 대상물의 하방에 설치되고,
    상기 제 1 밀링기 및 상기 제 2 밀링기는 이온 빔 밀링기 또는 레이져 밀링기인, 단면 시편 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 밀링기의 상기 제 1 빔 조사 각도를 조절하는 제 1 각도 조절 장치; 및
    상기 제 2 밀링기의 상기 제 2 빔 조사 각도를 조절하는 제 2 각도 조절 장치;
    를 더 포함하는, 단면 시편 제조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 각도 조절 장치에 각도 고정 제어 신호 또는 연속적인 각도 조절 신호를 인가하고, 상기 제 2 각도 조절 장치에 각도 고정 제어 신호 또는 연속적인 각도 조절 신호를 인가하는 제어부;
    를 더 포함하는, 단면 시편 제조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    복수개의 대상물을 지지하는 제 1 스테이지;
    상기 대상물의 밀링 영역 또는 복수개의 상기 대상물 중 어느 하나를 선택하여 빔을 조사할 수 있도록 상기 제 1 밀링기 및 상기 제 2 밀링기를 기준으로 상기 제 1 스테이지를 상대적으로 이동시키는 스테이지 이동 장치;
    를 더 포함하는, 단면 시편 제조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 스테이지에 지지된 상기 대상물과 대향하는 복수개의 역방향 대상물을 지지할 수 있도록 상기 제 1 스테이지의 반대편에 설치되는 제 2 스테이지;를 더 포함하고,
    상기 제 1 밀링기 및 상기 제 2 밀링기는, 그 밀링 영역이 상기 제 1 스테이지에 지지된 상기 대상물과 이와 근접하는 상기 역방향 대상물에 각각 걸쳐지도록 형성되는 것인, 단면 시편 제조 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 밀링기와 상기 제 2 밀링기 사이에 상기 제 1 빔과 상기 제 2 빔이 서로 겹쳐지는 중복 조사 영역이 형성될 수 있도록 상기 제 1 밀링기의 상기 제 1 빔은 제 1 조사 각도를 갖고, 상기 제 2 밀링기의 상기 제 2 빔은 제 2 조사 각도를 갖는 것인, 단면 시편 제조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 밀링기에 제 1 에너지 밀도 제어 신호를 인가하고, 상기 제 2 밀링기에 제 2 에너지 밀도 제어 선호를 인가하는 제어부;
    를 더 포함하는, 단면 시편 제조 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 밀링기는,
    상기 대상물의 상기 제 1 면의 제 1 영역에 제 1-1 빔을 조사하는 제 1-1 밀링기; 및
    상기 대상물의 상기 제 1 면의 상기 제 1 영역에 제 1-2 빔을 조사하는 제 1-2 밀링기;를 포함하고,
    상기 제 2 밀링기는,
    상기 대상물의 상기 제 2 면의 제 2 영역에 제 2-1 빔을 조사하는 제 2-1 밀링기; 및
    상기 대상물의 상기 제 2 면의 상기 제 2 영역에 제 2-2 빔을 조사하는 제 2-2 밀링기;를 포함하는, 단면 시편 제조 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 대상물과 상기 제 1 밀링기 사이에 설치되고, 적어도 하나의 관통창이 설치되는 제 1 마스크; 및
    상기 대상물과 상기 제 2 밀링기 사이에 설치되고, 적어도 하나의 관통창이 설치되는 제 2 마스크;
    를 더 포함하는, 단면 시편 제조 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 밀링기 또는 상기 제 2 밀링기의 밀링 진행 정도를 감지하는 센서; 및
    상기 센서로부터 밀링 진행 정도 신호를 인가받아 상기 제 1 밀링기 또는 상기 제 2 밀링기에 밀링 중단 제어 신호를 인가하는 제어부;
    를 더 포함하는, 단면 시편 제조 장치.
  12. 내부에 수용 공간이 형성되는 챔버;
    상기 챔버에 설치되고, 회전축을 기준으로 방사선상에 복수개의 시편이 등각 배치되어 상기 시편이 상기 수용 공간 안에서 상기 회전축을 중심으로 회전 경로를 따라 여러 각도로 회전 이동될 수 있도록 상기 시편을 지지하는 회전 장치; 및
    상기 회전 경로를 따라 회전 이동된 복수개의 시편의 일면에 각각 빔을 조사할 수 있도록 상기 챔버에 설치되는 복수개의 밀링기;
    를 포함하는, 회전형 단면 시편 제조 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 밀링기는,
    제 1 전압 또는 제 1 전류로 구동되어 제 1 밀링 속도를 갖는 제 1 밀링기;
    제 2 전압 또는 제 2 전류로 구동되어 제 2 밀링 속도를 갖는 제 2 밀링기; 및
    제 3 전압 또는 제 3 전류로 구동되어 제 3 밀링 속도를 갖는 제 3 밀링기;
    를 포함하는, 회전형 단면 시편 제조 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 밀링기는, 1 내지 8 kV 이상의 고전압 또는 고전류로 구동되는 적어도 하나의 고속 러프 밀링기이고,
    상기 제 2 밀링기는, 1 내지 10kV 미만의 중전압 또는 중전류로 구동되는 적어도 하나의 중속 일반 밀링기이고,
    상기 제 3 밀링기는, 100 V 내지 8kV 미만의 저전압 또는 저전류로 구동되는 적어도 하나의 저속 정밀 밀링기인, 회전형 단면 시편 제조 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 밀링기는, 상기 제 1 시편에 제 1 빔을 조사하고,
    상기 제 2 밀링기는, 상기 제 2 시편에 제 2 빔을 조사하며,
    상기 제 3 밀링기는, 상기 제 3 시편에 제 3 빔을 조사하고,
    상기 제 1 밀링기의 상기 제 1 빔의 조사 각도를 조절하는 제 1 각도 조절 장치;
    상기 제 2 밀링기의 상기 제 2 빔의 조사 각도를 조절하는 제 2 각도 조절 장치;
    상기 제 3 밀링기의 상기 제 3 빔의 조사 각도를 조절하는 제 3 각도 조절 장치;
    상기 제 1 밀링기의 상기 제 1 빔의 조사 높이를 조절하는 제 1 높이 조절 장치;
    상기 제 2 밀링기의 상기 제 2 빔의 조사 높이를 조절하는 제 2 높이 조절 장치; 및
    상기 제 3 밀링기의 상기 제 3 빔의 조사 높이를 조절하는 제 3 높이 조절 장치;
    를 더 포함하는, 회전형 단면 시편 제조 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 밀링기, 상기 제 2 밀링기 및 상기 제 3 밀링기는, 이온 빔 밀링기 또는 레이져 밀링기인, 회전형 단면 시편 제조 장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 회전 장치는,
    상기 챔버의 외부에 설치되고, 상기 회전축을 회전시키는 회전 모터;
    상기 챔버의 내부에 설치되고, 위에서 볼 때, 상기 회전축을 기준으로 상기 회전축으로부터 방사선상으로 120도 등각 돌출되는 3개의 회전암들;
    상기 회전암들의 선단에 각각 설치되는 마운트들;
    상기 마운트들에 설치되고, 상기 시편들이 각각 안착되는 마운트 헤드들; 및
    상기 시편과 상기 밀링기 사이에 설치되도록 상기 마운트 헤드에 고정되는 마스크들;
    을 포함하는, 회전형 단면 시편 제조 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 마운트 헤드들은, 옆에서 볼 때, 상기 시편들이 아래를 향하여 기울임 각도로 경사지도록 설치되는 것인, 회전형 단면 시편 제조 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 마운트 헤드들은 고정구를 이용하여 상기 마운트들에 착탈가능하게 고정되고, 높이조절이 가능하도록 높이조절장치가 설치되는 것인, 회전형 단면 시편 제조 장치.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 회전 장치에 제 1 각도 회전 제어 신호를 인가하고, 이어서 상기 밀링기에 1차 구동 제어 신호를 인가하며, 상기 회전 장치에 제 2 각도 회전 제어 신호를 인가하고, 이어서 상기 밀링기에 2차 구동 제어 신호를 인가하며, 상기 회전 장치에 제 3 각도 회전 제어 신호를 인가하고, 이어서 상기 밀링기에 3차 구동 제어 신호를 인가하는 제어부;
    를 더 포함하는 회전형 단면 시편 제조 장치.
PCT/KR2015/001468 2014-02-14 2015-02-13 단면 시편 제조 장치 및 회전형 단면 시편 제조 장치 WO2015122713A1 (ko)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3961671A1 (en) * 2020-08-14 2022-03-02 Jeol Ltd. Ion milling apparatus and sample holder

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05337671A (ja) * 1992-06-09 1993-12-21 Nec Corp レーザ加工装置
JPH0727767B2 (ja) * 1985-07-12 1995-03-29 日新電機株式会社 イオン処理装置
KR970003152Y1 (ko) * 1994-12-20 1997-04-14 포항종합제철 주식회사 인장시편 양면밀링 가공장치
US20020149321A1 (en) * 2001-03-20 2002-10-17 Advanced Electron Beams, Inc. Electron beam irradiation apparatus
KR20100032497A (ko) * 2008-09-18 2010-03-26 한국과학기술원 시편 제작 장치
JP2012094265A (ja) * 2010-10-25 2012-05-17 Hitachi High-Tech Control Systems Corp イオンミリング装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0727767B2 (ja) * 1985-07-12 1995-03-29 日新電機株式会社 イオン処理装置
JPH05337671A (ja) * 1992-06-09 1993-12-21 Nec Corp レーザ加工装置
KR970003152Y1 (ko) * 1994-12-20 1997-04-14 포항종합제철 주식회사 인장시편 양면밀링 가공장치
US20020149321A1 (en) * 2001-03-20 2002-10-17 Advanced Electron Beams, Inc. Electron beam irradiation apparatus
KR20100032497A (ko) * 2008-09-18 2010-03-26 한국과학기술원 시편 제작 장치
JP2012094265A (ja) * 2010-10-25 2012-05-17 Hitachi High-Tech Control Systems Corp イオンミリング装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3944285A1 (en) * 2020-07-20 2022-01-26 Jeol Ltd. Ion milling apparatus and method of manufacturing sample
US11621143B2 (en) 2020-07-20 2023-04-04 Jeol Ltd. Ion milling apparatus and method of manufacturing sample
EP3961671A1 (en) * 2020-08-14 2022-03-02 Jeol Ltd. Ion milling apparatus and sample holder
US11562886B2 (en) 2020-08-14 2023-01-24 Jeol Ltd. Ion milling apparatus and sample holder

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