주사전자현미경(SEM)이란?

안녕하세요^^, 글로벌 정밀제조 ·검사장비 전문기업 쎄크입니다.

오늘은 쎄크가 취급하고 있는 주사전자현미경에 대해 설명해 드리려고 합니다.

많은 분들이 주사전자현미경Scanning Electron Microscope(SEM)이라 하면 생소하실 텐데요~

 

주사전자현미경은 전자선이 시료면 위를 주사할 때 시료에서 발생되는

여러가지 신호 중 그 발생 확률이 가장 많은 이차전자 또는 반사전자를

검출하는 대상 시료를 관찰하는 현미경이랍니다.

 

 

쎄크에서 취급하는 주사전자현미경

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주사전자현미경은 주로 시료 표면의 정보를 얻을 수 있고 시료의 두께, 크기의

제한을 받지 않는답니다.

광학현미경에 비해 집점심도가 2배이상 깊고, 또한 광범위하게 집점을 맞출 수 있어

입체적인 영상을 얻는 것이 가능한 현미경 이에요.

 

 

 

 

주사전자현미경의 원리

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아주 작은 전자선으로 시료를 주사(scan)하고, 전자선을 쏜 좌표의 정보에서 상을 구성하여 표시합니다. 관찰시료는 높은 진공상태(10-3  이상)에서 그 표면의 전계 및 자계에서 섞인 전자선(집점직격 1~100nm정도)으로 주사합니다.

주사는 직선적이지만 주사축을 순차적으로 틀어 가면서 시료표면전체의 정보를

얻습니다.

 

 

 

 

주사전자현미경 렌즈

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가속된 전자선(0.1~30kV)은 집속(모아주는 역할)렌즈 및 대물렌즈에서 섞여집니다.

렌즈라고 말하지만 광선이 가시광이 아니기 때문에 유리렌즈는 이용할 수 없습니다.

전자선이 간섭할 수 있는 전장 및 자장을 이용한 렌즈가 사용됩니다.

전자선속을 제어하기 위한 렌즈에는 자계형과 전계형이 있고, 결상제어에는 자계형렌즈(전자렌즈)가 이용됩니다.

수차가 큰 전계형렌즈(정전렌즈)는 전자선의 가감속에 이용되고, 렌즈에서 섞여진 전자선은 주사코일에 의해 제어되고 시료표면을 주사하면서 진행됩니다.

 

 

 

 

주사전자현미경의 정보 검출 및 형상처리

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전자선이 시료에 닿으면 2차전자의 방출등의 다양한 현상을 일으킵니다.

시료에서 발생한 이것들의 신호는 검출기에서 검출되고, 증폭 및 변조를 거쳐

표시되는데요, TEM의 경우는 전자선을 형광판에 쏘여 형광을 직접 관찰하지만, SEM에서는 신호의 처리결과 이미지와 dB(데시벨)로 표시되어 이것을 관찰하게

되는 것입니다.

 

SEM의 이지미 표시는 내부처리를 하는 시간만큼의 차가 있고, 관찰점의 이동과 배율변경이 시간차가 발생하는 결정이 있습니다. 역으로 신호처리를 절약함으로서 가속전압등의 관찰조건을 변경하는 일이 없이 관찰이미지의 휘도와 Contrast를 변경할 수 있다는 이점도 있습니다.

 

이차전자는 등방적으로 발생하므로 전계를 가해 수집하고, 전하량을 휘도로 합니다.

면 이미지가 보이는 방향은 입사 빔에 대해 수직인 면일수록 휘도가 낮아지고, 그 외의 경우일 수록 휘도가 높아집니다.

 

 

지금까지 주사전자현미경에 대해 알려드렸습니다.

주사전자현미경 전문업체 쎄크는 항상 변화하고 성장하는

글로벌 장비 업체가 되겠습니다.