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KR100787536B1 - Calculation method of machining error correction data when processing microstructures of microstructures, processing method of microstructures to which machining error correction data is applied, and microstructure processing apparatus using FIV - Google Patents

Calculation method of machining error correction data when processing microstructures of microstructures, processing method of microstructures to which machining error correction data is applied, and microstructure processing apparatus using FIV Download PDF

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KR100787536B1
KR100787536B1 KR1020060046074A KR20060046074A KR100787536B1 KR 100787536 B1 KR100787536 B1 KR 100787536B1 KR 1020060046074 A KR1020060046074 A KR 1020060046074A KR 20060046074 A KR20060046074 A KR 20060046074A KR 100787536 B1 KR100787536 B1 KR 100787536B1
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KR
South Korea
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processing
pocket
fib
correction data
microstructure
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김경석
정재원
민병권
이상조
이희원
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 미세구조물의 집속이온빔(Focused Ion Beam:이하 FIB라 한다) 가공시의 가공오차 보정데이터의 산출방법, 가공오차 보정데이터를 적용한 미세구조물의 FIB 가공방법 및 FIB를 이용한 미세구조물 가공장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, FIB를 이용하여 미세구조물을 가공하고, 재부착에 의해 발생하는 가공오차에 대한 보정데이터를 생성하며, 그 가공오차 보정데이터를 이후의 가공에 적용하여 한번에 효과적으로 목표한 형상을 가공하게 할 수 있는, 미세구조물의 FIB 가공시 가공오차 보정데이터의 산출방법, 가공오차 보정데이터를 적용한 미세구조물의 FIB 가공방법 및 FIB를 이용한 미세구조물 가공장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, FIB 가공 후, 화상처리기법을 이용하여 재부착된 재료형태를 정확히 측정하고, 이에 따른 FIB 수정가공을 행하는 제어 알고리즘을 통하여, 재부착에 의한 가공오차 보정데이터를 산출하고, 이에 따라 향후 대량생산 시에는 상기 보정데이터를 이용한 FIB 가공으로써, 고가의 가스(gas)를 이용할 필요없이, 의도했던 정확한 형상으로 다양한 재료의 미세구조물에 대하여 효율적인 가공을 할 수 있다.The present invention relates to a method for calculating processing error correction data when processing a focused ion beam (FIB) of a microstructure, an FIB processing method of a microstructure to which machining error correction data is applied, and a microstructure processing apparatus using FIB. More specifically, the FIB is used to process microstructures, generate correction data for machining errors caused by reattachment, and apply the machining error correction data to subsequent machining to effectively target at a time. The present invention relates to a method for calculating machining error correction data during FIB machining of microstructures, an FIB machining method for microstructures to which machining error correction data is applied, and a microstructure processing apparatus using FIB. According to the present invention, after FIB processing, processing error correction data due to reattachment is calculated through a control algorithm that accurately measures the reattached material shape using an image processing technique, and performs FIB correction processing accordingly. Accordingly, in the future mass production, by FIB processing using the correction data, it is possible to efficiently process the microstructures of various materials in the intended precise shape without using expensive gas.

집속이온빔, 미세구조물 가공, 가공오차 보정 Focused ion beam, microstructure processing, processing error correction

Description

미세구조물의 FIB(Focused Ion Beam)가공시 가공오차 보정데이터의 산출방법, 가공오차 보정데이터를 적용한 미세구조물의 FIB 가공방법 및 FIB를 이용한 미세구조물 가공장치{METHOD FOR PRODUCING ERROR-REDUCTION DATA IN FIB(FOCUSED ION BEAM) FABRICATION OF MICRO STRUCTURES, METHOD FOR FIB FABRICATION OF MICRO STRUCTURES USING ERROR-REDUCTION DATA AND SYSTEM FOR FIB FABRICATION OF MICRO STRUCTURES}Calculation method of machining error correction data when processing microstructure of microstructure FOCUSED ION BEAM) FABRICATION OF MICRO STRUCTURES, METHOD FOR FIB FABRICATION OF MICRO STRUCTURES USING ERROR-REDUCTION DATA AND SYSTEM FOR FIB FABRICATION OF MICRO STRUCTURES}

도 1은 본 발명에 따른 FIB를 이용한 미세구조물의 가공과정을 보여주는 도면.1 is a view showing a process of processing a microstructure using the FIB according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 FIB를 이용한 미세구조물 가공시, 조사된 FIB에 의해 제거된 물질이 미세구조물 내에 가공된 포켓 내에 재부착되는 현상을 나타내는 도면.2 is a view showing a phenomenon in which the material removed by the irradiated FIB is reattached in a pocket processed in the microstructure when processing the microstructure using the FIB according to the present invention.

도 3은 스퍼터링(파편이 되어 흩어짐: sputtering)된 물질의 재부착에 의해 왜곡된 형상과 본래 의도했던 포켓의 형상과이 차이(이하 가공오차라 한다)를 보정하고, 이에 의해 향후 포켓가공시 상기 가공오차를 감안하여, 의도한 포켓형상을 한번에 가공해 낼 수 있는 가공오차 보정데이터의 산출 시퀀스를 나타내는 도면.Figure 3 corrects this difference (hereinafter referred to as a machining error) from the shape of the distorted shape and the original intended pocket by reattachment of sputtered material into sputtered material, thereby processing the pocket in the future pocket processing. The figure which shows the calculation sequence of the processing error correction data which can process the intended pocket shape at once in consideration of the error.

도 4는 가공오차 보정데이터의 산출과정을, 포켓의 단면 형상 다이어그램을 이용하여 나타낸 도면.4 is a diagram showing a calculation process of machining error correction data using a cross-sectional shape diagram of a pocket;

도 5는 가공오차 보정데이터를 산출하는 과정을 나타낸 순서도.5 is a flowchart illustrating a process of calculating processing error correction data.

도 6은 재부착에 의한 가공오차 측정과정을 세부적으로 나타낸 순서도.Figure 6 is a flow chart showing in detail the processing error measurement process by reattachment.

도 7은 가공오차 보정데이터를 적용한 포켓가공과정을 나타내는 순서도. 7 is a flowchart illustrating a pocket machining process to which machining error correction data is applied.

도 8은 FIB를 이용한 미세구조물 가공장치의 내부구성을 나타내는 도면.8 is a view showing the internal structure of the microstructure processing apparatus using FIB.

본 발명은 미세구조물의 집속이온빔(Focused Ion Beam:이하 FIB라 한다) 가공시 가공오차 보정데이터의 산출방법, 가공오차 보정데이터를 적용한 미세구조물의 FIB 가공방법 및 FIB를 이용한 미세구조물 가공장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 FIB를 이용하여 미세구조물을 가공하고, 재부착에 의해 발생하는 가공오차에 대한 보정데이터를 생성하며, 그 가공오차 보정데이터를 이후의 가공에 적용하여 한번에 효과적으로 목표한 형상을 가공하게 할 수 있는, 미세구조물의 FIB 가공시 가공오차 보정데이터의 산출방법, 가공오차 보정데이터를 적용한 미세구조물의 FIB 가공방법 및 FIB를 이용한 미세구조물 가공장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for calculating processing error correction data, a FIB processing method for applying micro-structured correction data when processing a focused ion beam (FIB), and a microstructure processing apparatus using FIB. In more detail, the microstructure is processed using FIB, and the correction data for the machining error caused by the reattachment are generated, and the machining error correction data is applied to the subsequent machining to effectively target the target shape at once. The present invention relates to a method for calculating processing error correction data during FIB processing of microstructures, a FIB processing method for microstructures to which machining error correction data is applied, and a microstructure processing apparatus using FIB.

최근 광 디지털 통신 기술 분야, 디스플레이 기술 분야, 마이크로 가공기술 분야를 비롯하여 전자가전의 산업분야, 의학 분야에 이르기까지 고기능 미세 부품의 생산이 매우 활발하다. 따라서 마이크로-나노 단위 크기의 형상을 가진 미세구조물을 제작할 수 있는 다양한 공정이 연구되고 있다. 그로 인해, 부품 제조 공정에서 제품 형상정밀도에 대한 요구가 점점 높아지고 있는 실정이다.Recently, the production of high-performance micro components is very active in the fields of optical digital communication technology, display technology, micro-processing technology, electronics industry, and medicine. Therefore, various processes for manufacturing microstructures having a micro-nano unit size shape have been studied. For this reason, there is an increasing demand for product shape precision in the component manufacturing process.

그 중 FIB를 이용한 미세구조물의 제작은 상대적으로 다양한 재료에 대하여 에칭 및 증착공정을 적용할 수 있고, 3차원 형상의 가공이 용이하여 새롭게 주목을 받고 있다.Among them, the fabrication of microstructures using FIB has attracted new attention because it can be applied to etching and deposition processes for relatively various materials, and easy to process three-dimensional shapes.

집속이온빔 가공의 하나인 이온빔 에칭은 일반적으로 갈륨이온이 이온소스로 이용되는데, 이온에 가속전압을 걸어주면 시료표면의 정확한 위치에 충돌시켜 스퍼터링(파편이 되어 흩어짐: sputtering) 현상을 통해 특정부위의 재료를 제거하는 방법이다.In ion beam etching, which is a type of focused ion beam processing, gallium ions are generally used as an ion source. When an accelerated voltage is applied to the ions, they collide with the exact position on the surface of the sample to sputter (sputtering) the specific part. This is how you remove the material.

그러나 3차원 구조물의 스퍼터링 공정을 이용하여 가공할 경우, 제거된 재료의 일부가 가공면에 다시 부착되는 현상이 발생하는데 이는 미세구조물의 형상정밀도를 떨어뜨리는 요인이 된다.However, when processing by using the sputtering process of the three-dimensional structure, the phenomenon that a part of the removed material is attached back to the processing surface occurs, which causes the shape precision of the microstructure.

현재까지 미세구조물의 형상정밀도 향상을 위한 방법으로는 가스 어시스트 에칭공정(GAE)이 사용되고 있는데, 이러한 방법은 제거되는 재료와의 화학반응성을 유도함으로써 가공면에 다시 부착되는 현상을 줄여주게 된다. 그러나 사용되는 가스가 매우 고가이므로 미세구조물의 효율적인 대량생산에 있어서 어려운 점이 있고, 적용될 수 있는 재료 또한 실리콘 웨이퍼 계열로 한정되어 있으며, 에칭공정 후에는 시료표면에서의 화학반응으로 인해 높은 표면품위를 얻지 못하게 된다는 단점이 있다.Until now, a gas assist etching process (GAE) has been used as a method for improving the shape precision of microstructures, and this method reduces the reattachment to the processed surface by inducing chemical reactivity with the material to be removed. However, because the gas used is very expensive, there are difficulties in the efficient mass production of microstructures, and the applicable materials are limited to silicon wafer series, and after the etching process, high surface quality is not obtained due to chemical reaction on the sample surface. There is a disadvantage of not being able to.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, FIB 가공 후, 화상처리기법을 이용하여 재부착된 재료형태를 정확히 측정하고, 이에 따른 FIB 수정가공을 행하는 제어 알고리즘을 통하여, 재부착에 의한 가공오차 보정데이터를 산출하고, 이에 따라 향후 대량생산 시에는 상기 보정데이터를 이용한 FIB 가공으로써, 고가의 가스(gas)를 이용할 필요없이, 의도했던 정확한 형상으로 다양한 재료의 미세구조물에 대하여 효율적인 가공을 할 수 있다The present invention was devised to solve the above problems, and after FIB processing, through the control algorithm to accurately measure the reattached material form by using an image processing technique, and to perform the FIB correction processing according to the reattachment, By calculating the machining error correction data, the FIB processing using the correction data in the future mass production, the efficient processing of the microstructures of various materials in the intended precise shape without using expensive gas can do

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 집속이온빔(Focused Ion Beam: 이하 FIB라 한다)을 이용한 미세구조물 가공장치가, 미세구조물의 표면에 특정형상의 홈(이하 포켓이라 한다)을 가공할 때 발생하는, 제거된 재료의 재부착에 의한 가공오차를 보정하는 데이터(이하 가공오차 보정데이터라 한다)를 산출하는 방법에 있어서, (a) 가공오차 누적값을 초기화하는 단계; (b) 상기 미세구조물에 대하여, 상기 의도한 포켓의 깊이(이하 포켓깊이라 한다)만큼 가공할 수 있는 양의 FIB를 조사(irradiate)하는 단계; (c) 가공 전의 재료의 표면(이하 수평면이라 한다)으로부터 상기 포켓 내에재부착된 재료의 표면까지의 깊이(이하 가공깊이라 한다) 및, 상기 포켓깊이에서 상기 가공깊이를 뺀 값(이하 재부착 오차라 한다)을 측정하는 단계; (d) 상기 재부착 오차가 설정된 허용범위 내에 들어왔을 경우는 단계(e)로 진행시키고, 허용범위 내에 들어오지 않았을 경우는 상기 재부착 오차를 상기 가공오차 누적값에 더한 후 단계(b)로부터의 과정을 반복시키는 단계; (e) 상기 미세구조물에 대한 상기 가공오차 누적값에 상기 포켓깊이를 더한 값을 가공오차 보정데이터로서 데이터베이스에 저장하는 단계;를 포함한다.In order to achieve the above object, the microstructure processing apparatus using a focused ion beam (hereinafter referred to as FIB) according to the present invention, a groove of a specific shape (hereinafter referred to as a pocket) on the surface of the microstructure A method of calculating data (hereinafter referred to as machining error correction data) for correcting a machining error due to reattachment of a removed material, which occurs when the method is executed, the method comprising: (a) initializing a machining error accumulation value; (b) irradiating the microstructure with an amount of FIB that can be processed by the intended depth of the pocket (hereinafter referred to as pocket depth); (c) the depth from the surface of the material before processing (hereinafter referred to as the horizontal plane) to the surface of the material reattached into the pocket (hereinafter referred to as processing depth), and the value obtained by subtracting the processing depth from the pocket depth (hereinafter referred to as repositioning). Measuring an error); (d) If the reattachment error is within the set allowable range, proceed to step (e). If the reattachment error is not within the allowable range, add the reattachment error to the cumulative machining error value and then from step (b). Repeating the process; and (e) storing a value obtained by adding the pocket depth to the cumulative machining error value for the microstructure as a machining error correction data in a database.

상기 단계 (c)는, (c1) 포켓의 절삭단면 보호용 물질을 포켓에 채우는 단계; (c2) 포켓의 재부착 오차를 측정하기 위한 단면을 절삭하는 단계; (c3) 포켓의 재부착 오차를 측정하는 단계;로 구성된 것이 바람직하다.Step (c) may include: (c1) filling the pocket with a material for protecting the cut end of the pocket; (c2) cutting the cross section for measuring the reattachment error of the pocket; (c3) measuring the reattachment error of the pocket; preferably.

상기 단계(c1)의 포켓의 절삭단면 보호용 물질은 탄소일 수 있다.The material for protecting the cut end of the pocket of step (c1) may be carbon.

바람직하게는, 상기 단계(c3)에서 포켓의 재부착 오차의 측정은, (c31) 단면의 이미지를 촬영하는 단계; (c32) 상기 촬영된 단면의 이미지에 대하여 이미지 프로세싱 프로그램 수행에 의하여 상기 가공깊이를 검출하는 단계; (c33) 상기 포켓깊이에서 상기 가공깊이를 뺀 값을 상기 포켓의 재부착 오차로 판단하는 단계;로 구성된 것이 좋다.Preferably, the measurement of the reattachment error of the pocket in the step (c3), (c31) taking an image of the cross-section; (c32) detecting the processing depth by performing an image processing program on the image of the photographed section; (c33) determining the reattachment error of the pocket by subtracting the processing depth from the pocket depth.

본 발명의 다른 측면에 따르면, FIB를 이용한 미세구조물 가공장치가 상기 단계(e)에서 산출한 가공오차 보정데이터를 적용하여 미세구조물에 포켓을 가공하는 방법에 있어서, (a) 사용자가 가공하려는 미세구조물 및 포켓의 정보를 입력하면, 이를 수신하는 단계; (b) 상기 포켓의 가공에 있어서 기 측정된 가공오차 보정데이터를 데이터베이스로부터 읽어오는 단계; (c) 상기 미세구조물에 대하여, 상기 가공오차 보정데이터에 해당하는 깊이를 가공할 수 있는 양의 FIB를 조사하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, the microstructure processing apparatus using the FIB by applying the machining error correction data calculated in the step (e) in the method for processing a pocket in the microstructure, (a) the user to process the fine Receiving information on the structure and the pocket; (b) reading processing error correction data previously measured in the processing of the pocket from a database; and (c) irradiating the microstructure with an amount of FIB capable of processing a depth corresponding to the processing error correction data.

상기 가공오차 보정데이터를 적용하여 미세구조물에 포켓을 가공하는 방법의 단계(c) 이후에, (d) 의도한 포켓깊이에서 실제 가공된 깊이를 뺀 값(이하 재부착 오차라 한다)을 측정하여, 상기 재부착 오차가 설정된 허용범위 내에 들어오지 않았을 경우는 이를 모니터에 표시하는 단계;를 더 포함할 수 있다.After the step (c) of the method for processing the pocket in the microstructure by applying the machining error correction data, (d) by measuring the value of the intended pocket depth minus the actual machining depth (hereinafter referred to as reattachment error) If the reattachment error is not within the set allowable range, displaying the same on a monitor.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 미세구조물의 표면에 특정형상의 홈(이하 포켓이라 한다)을 가공할 때 발생하는, 제거된 재료의 재부착에 의한 가공오차의 보정값을 추출하고, 이를 이용하여 상기 미세구조물에 상기 포켓을 가공하는 FIB를 이용한 미세구조물 가공장치에 있어서, FIB를 미세구조물에 조사하는 FIB 조사 프루브(probe); 재부착 두께 측정을 위한 단면 절삭을 수행하는 단면절삭부; 상기 재부착 두께 측정을 위한 단면의 이미지를 촬영하는 이미지 촬영부; 상기 이미지 촬영부에서 촬영한 이미지로부터 재부착 두께를 측정하는 화상처리부; 가공 관련 데이터를 저장하는 데이터베이스; 및 상기 각 구성요소를 제어하여 재부착에 의한 가공오차의 보정데이터 산출 및 이를 적용한 미세구조물 가공에 관한 일련의 처리를 담당하는 제어부;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, the correction value of the machining error due to the reattachment of the removed material, which occurs when processing a groove of a specific shape (hereinafter referred to as a pocket) on the surface of the microstructures is extracted and used In the microstructure processing apparatus using the FIB to process the pocket in the microstructure, FIB irradiation probe (probe) for irradiating the FIB to the microstructure; A section cutting unit for performing a section cut for reattachment thickness measurement; An image photographing unit photographing an image of a cross section for measuring the reattachment thickness; An image processor for measuring a reattachment thickness from the image photographed by the image capturing unit; A database storing processing related data; And a controller configured to control each of the components to calculate correction data of the machining error due to reattachment, and to perform a series of processes related to processing the microstructure.

상기 FIB를 이용한 미세구조물 가공장치는 상기 재부착된 단면의 확대 이미지 및 재부착 면의 두께 등을 포함하는 포켓가공정보를 화면으로 제공하는 모니터;를 더 포함할 수 있다.The microstructure processing apparatus using the FIB may further include a monitor for providing pocket processing information including a magnified image of the reattached cross section and a thickness of the reattached surface.

상기 데이터베이스에 저장되는 상기 가공 관련 데이터에는 가공하려는 미세구조물의 종류, 포켓의 형상데이터 및 가공오차 보정데이터가 포함되는 것이 좋다.The processing related data stored in the database may include the type of microstructure to be processed, shape data of a pocket, and processing error correction data.

상기 FIB를 이용한 미세구조물 가공장치는 상기 화상처리할 절삭단면의 이미지파일, 가공하려는 미세구조물의 종류, 포켓의 형상데이터 및 가공오차 보정데이터를 포함하는 가공 정보 입력시 이를 수신하는 데이터 수신부를 더 포함할 수 있다.The microstructure processing apparatus using the FIB further includes a data receiving unit for receiving the image information including the image file of the cutting section to be processed, the type of the microstructure to be processed, the shape data of the pocket, and the machining error correction data. can do.

상기 FIB를 이용한 미세구조물 가공장치는 FIB를 이용한 미세구조물의 가공시, 미세구조물을 고정시킨 스테이지의 위치를 제어함으로써 미세구조물에의 FIB 조사 위치를 제어하는 스테이지 위치제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.The microstructure processing apparatus using the FIB may further include a stage position control unit for controlling the position of the FIB irradiation to the microstructure by controlling the position of the stage in which the microstructure is fixed when the microstructure is processed using the FIB.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1은 본 발명에 따른 FIB를 이용한 미세구조물의 가공과정을 보여주는 도면이다. 도면을 참조하면, 가공하고자 하는 미세구조물(101.1, 101.2)에 포켓(104)을 가공하기 위해 FIB를 이용한 미세구조물 가공장치의 프루브(probe)(102)에서 FIB(103.1 내지 103.N)를 조사하는 과정이 도시되어 있다. 1 is a view showing a process of processing a microstructure using the FIB according to the present invention. Referring to the drawings, the probe 102 of the microstructure processing apparatus using the FIB to fabricate the pocket 104 in the microstructures 101.1, 101.2 to be processed to investigate the FIB (103.1 to 103.N) The process of doing this is shown.

가공 전의 미세구조물(101.1) 및 가공 후의 미세구조물(101.2)의 단면이 도시되어 있다. 프루브(102)는 일정시간 FIB(103.1)를 조사한 후 목표량의 FIB 조사과정을 마치면 이어 FIB의 조사방향을 바꾸어 FIB(103.2)를 조사하고 최종적으로 제 N 번째 방향으로의 FIB(103.N) 조사과정까지 진행한다. 조사방향(103.1 내지 103.N) 및 조사방향의 수(N)는 가공 전 미리 설정되며, 각 조사방향으로의 FIB 조사량도 가공하려는 포켓(104)의 모양에 따라 미리 설정된다.Cross sections of the microstructure 101.1 before processing and the microstructure 101.2 after processing are shown. After the probe 102 irradiates the FIB 103.1 for a predetermined time and finishes the target FIB irradiation process, the probe 102 changes the irradiation direction of the FIB to irradiate the FIB 103.2 and finally irradiates the FIB 103.N in the N-th direction. Proceed to the process. The irradiation directions 103.1 to 103.N and the number N of irradiation directions are set before processing, and the amount of FIB irradiation in each irradiation direction is also set in advance according to the shape of the pocket 104 to be processed.

작은 포켓의 경우는 전술한 바와 같이 FIB의 조사방향을 조정함으로써 가공하나, 포켓의 크기가 클 경우는 FIB의 조사방향은 일정하게 하면서 미세구조물(101.2)을 고정시킨 스테이지(미도시)를 이동시키는 방식에 의해서 가공할 수도 있다.Small pockets are processed by adjusting the irradiation direction of the FIB as described above, but when the size of the pocket is large, the stage (not shown) which fixes the microstructure 101.2 is fixed while the irradiation direction of the FIB is constant. It can also process by a system.

도 2는 본 발명에 따른 FIB를 이용한 미세구조물 가공시, 조사된 FIB에 의해 제거된 물질이 미세구조물 내에 가공된 포켓 내에 재부착되는 현상을 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a view showing a phenomenon in which the material removed by the irradiated FIB is reattached in a pocket processed in the microstructure when the microstructure is processed using the FIB according to the present invention.

FIB를 이용한 미세구조물 가공장치의 프루브(202)에서, 가공하려는 미세구조물(201) 위에 FIB(203)가 조사되면 이에 의해 제거된 물질의 스퍼터링(파편이 되어 흩어짐: sputtering) 현상이 일어난다. 점선으로 도시된 화살표(204,205)는 물질이 스퍼터링되는 방향의 일례를 나타낸다. 가공 미세구조물 외부로 스퍼터링되는 경우(204)는 원래 의도한 포켓 형상을 가공하는데 아무런 영향을 주지 않으나, 가공된 포켓 내부로 스퍼터링되는 경우(205)는 제거된 물질이 가공된 포켓 내부에 쌓여 재부착 층(206)을 형성함으로 인해 원래 의도한 포켓 형상에서 왜곡된 형상을 이루는 원인이 된다.In the probe 202 of the microstructure processing apparatus using the FIB, when the FIB 203 is irradiated onto the microstructure 201 to be processed, sputtering (sputtering) of the removed material occurs. Arrows 204 and 205 shown in dashed lines represent an example of the direction in which material is sputtered. Sputtering outside the processing microstructures (204) has no effect on machining the originally intended pocket shape, while sputtering into the processed pockets (205) re-attachs the removed material inside the processed pockets. Formation of layer 206 causes a shape that is distorted from the originally intended pocket shape.

도 3은 도 2를 참조하여 전술한, 스퍼터링된 물질의 재부착에 의해 왜곡된 형상과 본래 의도했던 포켓의 형상과이 차이(이하 가공오차라 한다)를 보정하고, 이에 의해 향후 포켓가공시 상기 가공오차를 감안하여, 의도한 포켓형상을 한번에 가공해 낼 수 있는 가공오차 보정데이터의 산출 시퀀스를 나타내는 도면이다.FIG. 3 corrects this difference (hereinafter referred to as a machining error) from the shape distorted by the reattachment of the sputtered material and the intended shape of the pocket described above with reference to FIG. It is a figure which shows the calculation sequence of the processing error correction data which can process the intended pocket shape at once in consideration of the error.

먼저 가공하고자 하는 포켓 형상에 대한 데이터(301)를 입력(302)한다. 입력된 데이터는 FIB 가공과정으로 입력되어 FIB 조사에 의한 포켓가공(308)이 진행된다. 1차 가공이 끝나면 단면분석에 의해 상기 가공오차 측정을 시작한다. 이를 위해 먼저 단면절삭과정(309)을 수행한다. 먼저 가공된 포켓내부에 가공단면을 보호하기 위한 물질을 채우는데, 이러한 물질로는 탄소가 사용될 수 있다. 또한 탄소를 채움에 의해, 재부착 층과 탄소를 증착한 층의 색대비차, 즉 명암차를 나타내게 함으로써 재부착 형상을 검출해 낼 수 있게 된다. 이렇게 탄소를 채운 후 단면절삭을 하고, 절삭된 단면의 이미지를 촬영한다(310). 촬영된 단면은 이미지 파일로써 실제가공깊이 검출과정(311)에 입력되고 실제가공깊이 검출과정(311)에서는 화상처리(image processing)를 통하여 재부착에 따른 실제가공깊이를 검출해낸다. 상기 실제 가공깊이는 가공오차 산출과정(304)에 입력된다(303). 가공오차는 전술한 바와 같이 왜곡된 형상과 본래 의도했던 포켓의 형상과이 차이로서, 의도한 포켓 형상 데이터(301), 즉 포켓깊이에서 상기 실제가공깊이를 뺀 값이며, 이 계산을 상기 가공오차 산출과정(304)에서 수행한다. 이 가공오차는 결국 재부착 오차로서, 다시 FIB 가공과정(308)으로 입력되어(307) 전술한 바와 같은 FIB 가공 및 재부착에 의한 가공오차 산출과정(307 내지 311,303,304)을 반복한다. 물론 이때는 목표 가공깊이가 상기 FIB 가공과정(308)에 입력된(307) 가공오차, 즉 재부착 오차가 되며, 이러한 반복에 의해서도 재부착에 의한 가공오차가 또 발생하므로, 가공오차가 허용범위 내에 들어올 때까지 전술한 가공오차 산출과정은 반복된다. 한편 전술한 가 공오차는 항상 오차누적과정(306)으로 입력되어(305) 누적오차를 생성한다. 가공오차가 허용범위 내로 들어오면, 그 가공오차의 FIB 가공과정(308)으로의 입력(307) 및 오차누적과정(306)으로의 입력(305)은 중지되고, 현재까지 누적된 가공오차는 가공오차 보정데이터 산출과정(315)으로 입력되고(313) 또한 의도한 포켓 형상 데이터(301)도 상기 가공오차 보정데이터 산출과정(315)으로 입력되어(314), 두 데이터의 합산(315)으로 가공오차 보정데이터를 산출하여 데이터베이스(316)에 저장한다. 가공오차 보정데이터란, 재부착까지 고려하여, 가공하고자 하는 포켓 형상을 한번에 가공해 낼 수 있는 데이터로서, 이에 대하여는 이하 도 4를 참조하여 후술한다.First, the data 301 for the pocket shape to be processed is input 302. The input data is input to the FIB process to proceed the pocket processing 308 by FIB irradiation. After the primary processing, the measurement error measurement is started by cross-sectional analysis. To this end, first, a cross section cutting process 309 is performed. First, a material for protecting the cross section is filled into the processed pocket, and carbon may be used as such material. By filling the carbon, the reattachment shape can be detected by displaying the color contrast difference, that is, the contrast difference between the reattachment layer and the carbon deposited layer. After filling the carbon, the cross section is cut, and an image of the cut cross section is taken 310. The photographed section is input to the actual processing depth detection process 311 as an image file, and the actual processing depth detection process 311 detects the actual processing depth due to reattachment through image processing. The actual processing depth is input to the processing error calculation process 304 (303). The machining error is a difference between the distorted shape and the intended shape of the pocket as described above, which is the value of the intended pocket shape data 301, i.e., the pocket depth minus the actual machining depth, and this calculation is calculated. In step 304 it is performed. This processing error is finally inputted to the FIB processing process 308 again as a reattachment error, and repeats the processing error calculation process (307 to 311, 303, 304) by FIB processing and reattachment as described above. Of course, in this case, the target machining depth becomes the machining error, that is, the reattachment error (307) input into the FIB machining process 308, and the machining error is again within the allowable range because the machining error due to the reattachment occurs again. The processing error calculation process described above is repeated until it comes in. Meanwhile, the above-described processing error is always input to the error accumulation process 306 to generate a cumulative error. When the machining error is within the allowable range, the input 307 to the FIB machining process 308 and the input 305 to the error accumulation process 306 of the machining error are stopped, and the machining error accumulated up to now is processed. The error correction data calculation process 315 is input (313), and the intended pocket shape data 301 is also input to the processing error correction data calculation process 315 (314), and processed as a sum 315 of the two data. Error correction data is calculated and stored in the database 316. The processing error correction data is data that can be processed at one time in the shape of the pocket to be processed in consideration of reattachment, which will be described later with reference to FIG. 4.

도 4는 도 3을 참조하여 전술한 가공오차 보정데이터의 산출과정을, 포켓의 단면 형상 다이어그램을 이용하여 나타낸 도면이다.‘i=1’은 1차 가공시의 포켓단면 다이어그램(400)을 나타내며, ‘i=2'는 2차 가공시의 포켓단면 다이어그램(410), 나아가 'i=N'은 N차 가공시의 포켓단면 다이어그램(420)을 나타낸다. 'i=1'로 표시된 도면(400)에서, 최초 의도한 포켓형상데이터(401)에서 'K'는 프루브가 미세구조물 위에 FIB를 조사하는 위치 중 하나로서, 포켓의 일 가공위치를 가리키며, 이하 모두 상기 'K'지점을 기준으로 기술한다. 'A'는 포켓 바닥면을 가리킨다. 'K'지점에서 최초 의도된 가공깊이는 포켓의 깊이인 'C1'이다. 1차 가공을 한 후의 포켓형상(402)의 경사면은 전술한 재부착(redeposition)에 의한 면으로서, R1은 재부착에 의해 실제 가공된 깊이, 가공오차 E1은 E1=C0-R1로서, 재부착 두께를 의미한다. E1을 포켓 바닥면 'A'를 기준으로 그 아래로 표시한 도면(403)이 도 시되어 있고, 이때 E1은 후술하는 2차 가공을 하기위한 목표 가공깊이가 된다. 또한 포켓 바닥면 'A'를 기준으로 하여 그 아래로 가공오차의 누적값 S1을 표시한 도면(404)이 도시되어 있다. 'W1'은 재부착너비를 의미한다.4 is a diagram illustrating a process of calculating the machining error correction data described above with reference to FIG. 3 using a cross-sectional shape diagram of a pocket. 'I = 1' represents a pocket cross-sectional diagram 400 at the time of primary processing. is a pocket cross-sectional diagram 410 at the time of secondary processing, and "i = N" represents a pocket cross-sectional diagram 420 at the time of N-th machining. In the drawing 400 denoted by 'i = 1', 'K' in the originally intended pocket shape data 401 indicates one machining position of the pocket as one of positions at which the probe irradiates the FIB on the microstructure. All are described based on the 'K' point. 'A' refers to the bottom of the pocket. The original intended machining depth at point 'K' is 'C1', the depth of the pocket. The inclined surface of the pocket shape 402 after the primary processing is the surface by the redeposition described above, where R1 is the depth actually processed by the redeposition, and the processing error E1 is E1 = C0-R1. Means thickness. The drawing 403 which shows E1 below on the basis of the pocket bottom surface 'A' is shown, and E1 becomes the target processing depth for secondary processing mentioned later. Also shown is a diagram 404 showing the cumulative value S1 of the machining error beneath, based on the pocket bottom surface 'A'. 'W1' means reattachment width.

'i=2'로 표시된 도면(410)에서, 'C2'가 표시된 도면(411)은 최초 의도한 포켓형상데이터(401)의 C1에, 전술한 도면(404)의 가공오차의 누적값 S1을 포켓 바닥면 'A'이하로 더한 형상을 나타내는 도면이다. 즉, C2는 포켓의 깊이인 C1에 1차 가공 후의 누적오차 S1를 더한 데이터로서, 포켓단면 다이어그램(411)으로 도시하였다.In the drawing 410 denoted by 'i = 2', the drawing 411 in which 'C2' is denoted is C1 of the originally intended pocket shape data 401, and the cumulative value S1 of the machining error in the aforementioned drawing 404 is added. It is a figure which shows the shape added to the pocket bottom surface "A" or less. That is, C2 is the data obtained by adding the cumulative error S1 after the primary processing to C1, which is the depth of the pocket, and is illustrated by the pocket cross-sectional diagram 411.

2차 가공을 한 후의 포켓단면 다이어그램(412)에서 실제 가공된 깊이 R2는 R1보다 증가했고, 가공오차 E2 및 재부착 너비 W2는 각각 E1 및 W1보다 감소했다. 즉 전체적으로 재부착 두께가 감소했음을 알 수 있다. E2를 포켓 바닥면 기준으로 그 아래로 표시한 도면(413)이 도시되어 있고, 이때 E2는 3차 가공을 하기위한 목표 가공깊이가 된다. 포켓 바닥면 'A'를 기준으로 하여 그 아래로 가공오차의 누적값 S2를 표시한 도면(414)이 도시되어 있다. In the pocket cross-section diagram 412 after the secondary machining, the actual machined depth R2 was increased than R1, and the machining error E2 and the reattachment width W2 were smaller than E1 and W1, respectively. In other words, it can be seen that the overall reattachment thickness is reduced. A drawing 413 showing E2 below the pocket bottom is shown, where E2 is the target depth for tertiary machining. A drawing 414 is shown showing the cumulative value S2 of the machining error underneath the pocket bottom surface 'A'.

이와 같이 N회의 가공오차를 보정하는 가공 후의 도면으로서 'i=N'로 표시된 도면(420)에서, 'CN'이 표시된 도면(421)은 최초 의도한 포켓형상데이터(401) C1에, 이전까지의 가공오차의 누적값 SN-1을 포켓 바닥면 'A'이하로 더한 형상을 나타내는 도면이다. CN은 상기 'K'위치의 최종적인 가공오차 보정데이터가 된다. 즉, 이를 데이터베이스에 저장한 후, 이후의 동일한 재료의 미세구조물에 대한 동일한 포켓가공시에는 데이터베이스로부터 상기 가공오차 보정데이터(CN)를 읽어와서 그 깊이(CN)만큼 가공할 수 있는 양의 FIB를 상기 'K'지점에 대하여 조사하는 것이다. 이는 전술한 바와 같이 재부착에 의한 오차까지 고려한 데이터이므로, 이와같이 가공한 후에는 최초 의도한 포켓의 깊이 C1이 가공되어 있게 된다. 'K'위치 뿐 아니라 본 포켓의 각 가공위치에 대하여 가공오차 보정데이터를 도시한 도면(421)이 도시되어 있다.Thus, in the drawing 420 indicated by 'i = N' as the drawing after the processing for correcting N machining errors, the drawing 421 in which 'CN' is indicated is the first intended pocket shape data 401 and C1 until the previous time. The figure which shows the shape which added the cumulative value SN-1 of the processing error of less than or equal to the pocket bottom surface "A". CN is the final machining error correction data of the 'K' position. That is, after storing the data in a database, the same pocket machining on the same microstructures of the same material is performed after reading the machining error correction data CN from the database and processing the amount of FIB to the depth CN. The 'K' point is examined. Since this is data considering the error by reattachment as described above, the depth C1 of the originally intended pocket is processed after such processing. A drawing 421 showing the machining error correction data is shown for each machining position of this pocket as well as the 'K' position.

도 5는 전술한 가공오차 보정데이터를 산출하는 과정을 나타낸 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a process of calculating the above-described processing error correction data.

먼저 스테이지에 가공하려는 미세구조물을 위치시킨 후 가공오차 보정데이터를 산출하는 데 필요한 가공오차의 누적값을 0으로 초기화한다(S500). 이후 FIB를 이용한 미세구조물 가공장치의 FIB 조사 프루브(probe)에서 미세구조물에 포켓가공을 위한 FIB를 조사한다(S502). 도 1을 참조하여 전술한 바와 같이, 작은 포켓의 경우는 FIB의 조사방향을 조정함으로써 가공할 수 있고, 포켓의 크기가 클 경우는 FIB의 조사방향은 일정하게 하면서 미세구조물을 고정시킨 스테이지를 이동시키는 방식에 의해서 가공할 수도 있다.First, after positioning the microstructure to be processed on the stage and initializes the accumulated value of the machining error required to calculate the machining error correction data to 0 (S500). Thereafter, the FIB irradiation probe of the microstructure processing apparatus using the FIB is irradiated to the microstructure FIB for pocket processing (S502). As described above with reference to FIG. 1, in the case of a small pocket, the stage can be processed by adjusting the irradiation direction of the FIB. When the size of the pocket is large, the stage in which the microstructure is fixed is fixed while the irradiation direction of the FIB is constant. It can also be processed by the method to make it.

이후 재부착에 의한 가공오차 측정과정을 시작한다(S504). 도 2를 참조하여 전술하였듯이 스퍼터링(sputtering) 된 물질 중 일부가, 가공된 포켓 내부에 재부착(redeposition)되는 현상이 발생하는데, 이에 의하여 원래 가공하려는 포켓형상과 현재 가공된 포켓의 형상의 차이가 발생한다. 이 단계에서는 이러한 재부착에 의한 가공오차를 측정하며, 이에 대하여는 도 6을 참조하여 상세히 후술한다. 이때, 가공오차가 허용범위 내인지를 판단하여(S506), 허용범위 내가 아니면 현재의 가공오차 누적값에 방금 측정된 가공오차를 더한 후(S508) 방금 측정된 가공오차만 큼을 가공할 수 있는 FIB 조사에 의한 포켓가공을 반복하고(S502), 오차가 허용범위 내이면 현재의 가공오차 누적값에, 원래 의도한 포켓의 깊이를 더하여 이를 가공오차 보정데이터로서 데이터베이스에 저장한다(S510).After that, the process of measuring the process error by reattachment is started (S504). As described above with reference to FIG. 2, a phenomenon in which some of the sputtered material is redeposited inside the processed pocket occurs, whereby the difference between the original shape of the pocket and the currently processed pocket Occurs. In this step, the processing error due to such reattachment is measured, which will be described later in detail with reference to FIG. 6. At this time, it is determined whether the processing error is within the allowable range (S506), and if it is not within the allowable range, the processing error just measured is added to the current processing error accumulated value (S508), and the FIB capable of processing only the processing error just measured. The pocket processing by irradiation is repeated (S502), and if the error is within the allowable range, the depth of the original intended pocket is added to the current machining error accumulated value and stored in the database as machining error correction data (S510).

도 6은 도 5를 참조하여 전술한, 재부착에 의한 가공오차 측정과정을 세부적으로 나타낸 순서도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing error measurement process by reattachment described above with reference to FIG. 5.

먼저 도 5를 참조하여 전술한 바와 같이 미세구조물에 FIB를 조사하여 포켓을 일차적으로 가공하고(S600) 이때 전술한 재부착에 의한 가공오차를 측정하기 위하여 일차 가공된 포켓내부에 단면보호용 물질을 채우는데, 상기 단면보호용 물질로는 탄소가 사용될 수 있다(S602). 이는 이후 단면 이미지 분석시 탄소층과 포켓층의 색대비차, 즉 명암차에 의해 재부착 두께를 측정하는데 사용된다. 재부착 두께 측정을 위하여 단면을 절삭하고(S604), 단면의 이미지를 촬영한다(S606). 촬영된 단면에 대하여 이미지 프로세싱을 통하여 목표 가공깊이와 탄소층의 깊이 즉 재부착면까지의 깊이를 파악하고(S608) 이로부터 재부착에 의한 가공오차 즉 재부착 층의 두께를 산출한다(S610).First, as described above with reference to FIG. 5, the pocket is first processed by irradiating the microstructure with FIB (S600), and the surface protection material is filled in the inside of the first processed pocket to measure the processing error due to the reattachment. However, carbon may be used as the cross-sectional protection material (S602). It is then used to measure the reattachment thickness by the color contrast, ie, the contrast, between the carbon layer and the pocket layer in cross-sectional image analysis. The cross section is cut to measure the reattachment thickness (S604), and an image of the cross section is taken (S606). The target processing depth and the depth of the carbon layer, that is, the depth to the reattachment surface, are determined through the image processing on the photographed cross section (S608), and the processing error due to reattachment, that is, the thickness of the reattachment layer is calculated (S610). .

도 7은 가공오차 보정데이터를 적용한 포켓가공과정을 나타내는 순서도이다. 도 5 및 도 6을 참조하여 전술한 내용은 가공오차 보정 데이터를 산출하는 과정이었고, 본 도면은 산출된 상기 가공오차 보정데이터를 적용하여 반복 루프없이 한번에 원하는 포켓형상을 가공해내는 순서도이다.7 is a flowchart showing a pocket machining process to which machining error correction data is applied. 5 and 6 described above was a process of calculating the processing error correction data, this figure is a flow chart for processing the desired pocket shape at a time without a repeat loop by applying the calculated processing error correction data.

먼저, 가공하려는 미세구조물 및 포켓의 정보를 FIB를 이용한 미세구조물 가공장치에 입력한다(S700). 상기 미세구조물 및 포켓에 대하여 가공오차 보정데이터 는 이미 산출되어 데이터베이스에 저장되어 있어야 함은 자명하다. 가공오차 보정데이터를 데이터베이스로부터 추출하고(S702) 상기 가공오차 보정데이터에 따른 포켓가공을 수행한다(S704). 가공오차 보정데이터란 도 4를 참조하여 전술한 바와 같이, 가공 중의 재부착현상을 고려하여 가공하려는 포켓의 형상에 따른 깊이 보다 더 깊이 파도록 보정된 데이터이다. 즉 상기 가공오차 보정데이터에 따라 가공하면 재부착 현상이 고려된 것이므로 가공완료시 본래 목표한 포켓의 형상이 한번에 나오게 되는 것이다. First, input the information of the microstructure and the pocket to be processed into the microstructure processing apparatus using the FIB (S700). Obviously, the machining error correction data for the microstructure and the pocket should already be calculated and stored in the database. The processing error correction data is extracted from the database (S702) and pocket processing according to the processing error correction data is performed (S704). As described above with reference to FIG. 4, the machining error correction data is data that is corrected to dig deeper than the depth according to the shape of the pocket to be processed in consideration of reattachment during machining. In other words, when the machining according to the processing error correction data, the reattachment phenomenon is considered, so that the shape of the original target pocket comes out at a time when the processing is completed.

도 8은 FIB를 이용한 미세구조물 가공장치(800)의 내부구성을 나타내는 도면이다. 도면을 참조하면 본 발명에 따른 FIB를 이용한 미세구조물 가공장치는 제어부(805), FIB 조사 프루브(810), 스테이지 위치제어부(815), 단면절삭부(820), 이미지 촬영부(825), 화상처리부(830), 모니터(835), 데이터 수신부(840) 및 데이터베이스(845)를 구비한다.8 is a view showing the internal structure of the microstructure processing apparatus 800 using the FIB. Referring to the drawings, the microstructure processing apparatus using the FIB according to the present invention includes a control unit 805, FIB irradiation probe 810, stage position control unit 815, cross-section cutting unit 820, image photographing unit 825, image The processor 830 includes a monitor 835, a data receiver 840, and a database 845.

제어부(805)는 각 구성요소를 제어함으로써 FIB 가공에 있어서의 가공오차 보정데이터 산출 및 이에 따른 미세구조물의 가공에 관련된 일련의 처리를 담당한다.The control unit 805 is responsible for calculating processing error correction data in FIB processing and a series of processes related to processing of the microstructure by controlling each component.

FIB 조사 프루브(810)는 이온빔을 조사(irradiate)하는 장치이다.The FIB irradiation probe 810 is a device for irradiating an ion beam.

스테이지 위치제어부(815)는, 비교적 크기가 큰 포켓의 가공시 FIB의 조사방향의 조정만으로는 정확한 가공이 어려우므로, 미세구조물을 고정시킨 스테이지를 이동시켜가면서 가공하는데, 이때 스테이지의 위치를 제어하는 장치이다.Since the stage position control unit 815 is difficult to precisely process only by adjusting the irradiation direction of the FIB when processing a relatively large pocket, the stage position control unit 815 is processed while moving the stage where the microstructure is fixed. to be.

단면절삭부(820)는 가공된 포켓에 단면보호용 물질, 일례로서 탄소를 채우 고, 재부착오차를 측정하기 위하여 포켓의 단면을 절삭하는 역할을 담당한다.The cross section cutout 820 fills the processed pocket with a material for protecting the cross section, for example, carbon, and serves to cut the cross section of the pocket in order to measure the reattachment error.

이미지 촬영부(825)는 상기 단면절삭부(820)에서 절삭한 포켓의 단면 이미지를 촬영하여 화상처리부(830)가 그 이미지 파일로서 가공오차, 즉 재부착두께를 측정할 수 있도록 해 준다.The image capturing unit 825 photographs a cross-sectional image of the pocket cut by the cross-sectional cutting unit 820, and allows the image processing unit 830 to measure a machining error, that is, reattachment thickness, as the image file.

화상처리부(830)는 전술한 바와 같이 상기 이미지촬영부(825)가 촬영한 단면이미지를 분석하여 탄소층의 깊이, 즉 재부착됨으로 인해 실제로 가공된 깊이를 산출해 내고 이로부터 재부착 두께를 측정한다.As described above, the image processor 830 analyzes the cross-sectional image captured by the image capturing unit 825 to calculate the depth of the carbon layer, that is, the depth actually processed due to the reattachment, and then measure the reattachment thickness therefrom. do.

모니터(835)는 전술한 바와 같은 단면이미지, 실제 가공된 깊이 및 재부착 두께 등을 포함하는 일련의 가공관련 데이터를 사용자에게 디스플레이 해주는 장치이다.The monitor 835 is a device for displaying a series of processing-related data to the user, including the cross-sectional image as described above, the actual processed depth and reattachment thickness.

데이터 수신부(840)는 사용자에 의해 입력된 데이터를 수신하는 모듈이다. 본 데이터에는, 예를 들어 이미지 파일의 입력 또는 가공하려는 미세구조물의 종류 및 포켓형상 관련 데이터 등이 포함된다.The data receiver 840 is a module that receives data input by a user. The data includes, for example, the type of the microstructure to be input or processed in the image file, the pocket-related data, and the like.

데이터베이스(845)는 가공하려는 미세구조물의 종류, 이에 가공될 포켓 형상에 따른 가공오차 보정데이터 등이 분류되어 저장되어 있는 장치이다. The database 845 is a device in which types of microstructures to be processed and processing error correction data according to the pocket shape to be processed are classified and stored.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

본 발명에 따르면, FIB 가공 후 화상처리기법을 이용하여 재부착된 재료형태를 정확히 측정하고, 이에 따른 FIB 수정가공을 행하는 제어 알고리즘을 통하여, 재부착에 의한 가공오차 보정데이터를 산출하고, 이에 따라 향후 대량생산 시에는 상기 보정데이터를 이용한 FIB 가공으로써, 고가의 가스(gas)를 이용할 필요없이, 의도했던 정확한 형상으로 다양한 재료의 미세구조물에 대하여 효율적인 가공을 할 수 있다.According to the present invention, the processing error correction data by reattachment is calculated through a control algorithm that accurately measures the reattached material shape using an image processing technique after FIB processing and performs FIB correction accordingly. In the future mass production, by FIB processing using the correction data, it is possible to efficiently process the microstructures of various materials in the intended precise shape, without the need to use expensive gas (gas).

Claims (10)

집속이온빔(Focused Ion Beam: 이하 FIB라 한다)을 이용한 미세구조물 가공장치가, 미세구조물의 표면에 특정형상의 홈(이하 포켓이라 한다)을 가공할 때 발생하는, 제거된 재료의 재부착에 의한 가공오차를 보정하는 데이터(이하 가공오차 보정데이터라 한다)를 산출하는 방법에 있어서,A microstructure processing apparatus using a focused ion beam (hereinafter referred to as FIB) is caused by reattachment of removed material, which occurs when processing a groove of a specific shape (hereinafter referred to as a pocket) on the surface of the microstructure. In a method of calculating data for correcting a machining error (hereinafter referred to as machining error correction data), (a) 가공오차 누적값을 초기화하는 단계;(a) initializing the machining error accumulation value; (b) 상기 미세구조물에 대하여, 상기 의도한 포켓의 깊이(이하 포켓깊이라 한다)만큼 가공할 수 있는 양의 FIB를 조사(irradiate)하는 단계;(b) irradiating the microstructure with an amount of FIB that can be processed by the intended depth of the pocket (hereinafter referred to as pocket depth); (c) 가공 전의 재료의 표면(이하 수평면이라 한다)으로부터 상기 포켓 내에재부착된 재료의 표면까지의 깊이(이하 가공깊이라 한다) 및, 상기 포켓깊이에서 상기 가공깊이를 뺀 값(이하 재부착 오차라 한다)을 측정하는 단계;(c) the depth from the surface of the material before processing (hereinafter referred to as the horizontal plane) to the surface of the material reattached into the pocket (hereinafter referred to as processing depth), and the value obtained by subtracting the processing depth from the pocket depth (hereinafter referred to as repositioning). Measuring an error); (d) 상기 재부착 오차가 설정된 허용범위 내에 들어왔을 경우는 단계(e)로 진행시키고, 허용범위 내에 들어오지 않았을 경우는 상기 재부착 오차를 상기 가공오차 누적값에 더한 후 단계(b)로부터의 과정을 반복시키는 단계;(d) If the reattachment error is within the set allowable range, proceed to step (e). If the reattachment error is not within the allowable range, add the reattachment error to the cumulative machining error value and then from step (b). Repeating the process; (e) 상기 미세구조물에 대한 상기 가공오차 누적값에 상기 포켓깊이를 더한 값을 가공오차 보정데이터로서 데이터베이스에 저장하는 단계;(e) storing a value obtained by adding the pocket depth to the cumulative machining error value for the microstructure as a machining error correction data in a database; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세구조물의 FIB 가공시 가공오차 보정데이터의 산출방법.Method for calculating the processing error correction data during FIB processing of the microstructure, characterized in that it comprises a. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 단계 (c)는,Step (c) is, (c1) 포켓의 절삭단면 보호용 물질을 포켓에 채우는 단계;(c1) filling the pocket with a material for protecting the cut end of the pocket; (c2) 포켓의 재부착 오차를 측정하기 위한 단면을 절삭하는 단계;(c2) cutting the cross section for measuring the reattachment error of the pocket; (c3) 포켓의 재부착 오차를 측정하는 단계;(c3) measuring the reattachment error of the pocket; 로 구성된 것을 특징으로 하는 미세구조물의 FIB 가공시 가공오차 보정데이터의 산출방법.Method for calculating machining error correction data during FIB processing of microstructures, characterized in that consisting of. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 단계(c3)에서 포켓의 재부착 오차의 측정은,Measurement of the reattachment error of the pocket in the step (c3), (c31) 단면의 이미지를 촬영하는 단계;(c31) taking an image of the cross section; (c32) 상기 촬영된 단면의 이미지에 대하여 이미지 프로세싱 프로그램 수행에 의하여 상기 가공깊이를 검출하는 단계;(c32) detecting the processing depth by performing an image processing program on the image of the photographed section; (c33) 상기 포켓깊이에서 상기 가공깊이를 뺀 값을 상기 포켓의 재부착 오차로 판단하는 단계;(c33) determining the reattachment error of the pocket by subtracting the processing depth from the pocket depth; 로 구성된 것을 특징으로 하는 미세구조물의 FIB 가공시 가공오차 보정데이터의 산출방법.Method for calculating machining error correction data during FIB processing of microstructures, characterized in that consisting of. FIB를 이용한 미세구조물 가공장치가 청구항 1의 단계(e)에서 산출한 가공오차 보정데이터를 적용하여 미세구조물에 포켓을 가공하는 방법에 있어서,In the method for processing a pocket in the microstructure by applying the machining error correction data calculated in step (e) of claim 1 by the microstructure processing apparatus using FIB, (a) 사용자가 가공하려는 미세구조물 및 포켓의 정보를 입력하면, 이를 수신하는 단계;(a) receiving information when the user inputs the microstructure and the pocket to be processed; (b) 상기 포켓의 가공에 있어서 기 측정된 가공오차 보정데이터를 데이터베이스로부터 읽어오는 단계;(b) reading processing error correction data previously measured in the processing of the pocket from a database; (c) 상기 미세구조물에 대하여, 상기 가공오차 보정데이터에 해당하는 깊이를 가공할 수 있는 양의 FIB를 조사하는 단계;(c) irradiating the microstructure with an amount of FIB capable of processing a depth corresponding to the processing error correction data; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공오차 보정데이터를 적용한 미세구조물의 FIB 가공방법.FIB processing method of the microstructure to which the processing error correction data, characterized in that it comprises a. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 단계(c) 이후에,After step (c), (d) 의도한 포켓깊이에서 실제 가공된 깊이를 뺀 값(이하 재부착 오차라 한다)을 측정하여, 상기 재부착 오차가 설정된 허용범위 내에 들어오지 않았을 경우는 이를 모니터에 표시하는 단계;(d) measuring a value obtained by subtracting the actually processed depth from the intended pocket depth (hereinafter referred to as reattachment error) and displaying the reattachment error on the monitor if the reattachment error is not within a predetermined allowable range; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공오차 보정데이터를 적용한 미세구조물의 FIB 가공방법.FIB processing method of the microstructure to which the processing error correction data, further comprising a. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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