쎄크에서 취급하는 SEM의 구성

안녕하세요^^, 산업용 엑스레이 검사장비, 주사전자현미경 등 검사,

분석용장비를 개발 및 생산하는 국내 최고의 검사장비회사 쎄크입니다.

오늘은 쎄크에서 취급하는 여러가지 장비들 중 주사전자현미경의 구성에 대해

알아보는 시간을 갖겠습니다.

 

 

 

 

주사전자현미경(Scanning Electron Microscope)은 고체 상태에서

작은 크기의 미세 조직과 형상을 관찰할 때 널리 쓰이는 현미경 인데요!

1965년 최초로 상품화된 후 초점 심도가 깊고 3차원적인 영상의 관찰이 용이해

복잡한 표면구조나 결정 외형 등의 입체적인 형상을 높은 배율로 관찰할 수 있는

분석 장비로 여로 곳에서 심도깊게 활용되어 왔습니다.

 

활용도도 매우 다양해서 금속 파편, 광물과 화석, 반도체 소자와 회로망의 품질

검사, 고분자 및 유기물, 생체 시료와 유가공 제품 등 전 산업 영역에 걸쳐 주사전자현미경을 활용하고 있답니다.

 

특히 X-선을 이용하여 작은 부피의 화학 조성을 빠르고 정확하게 측정할 수 있어서 SEM의 활용분야를 획기적으로 확장해주고 있습니다.

 

 

 

SEM은 집광렌즈(condenser lens)와 대물렌즈(objective lens)를 가지고 있으나, 광학현미경이나 투과전자현미경(TEM)처럼 빛의 법칙에 따라서 화면을 형성하지

않고, 전자기렌즈가 전기가 통하는 시편의 표면에 초점을 형성한 전자빔 spot을

형성하고 이 spot이 관찰하고자 하는 시편부위를 주사하여 영상을 형성합니다.

 

이 과정 중에 여러 형태의 radiation이 발생하지만 SEM에서는 시편의 가장 표면에 가까운 영역에서 발생하는 이차전자(secondary electron)를 이용해 영상을

출력합니다.

 

SEM 이미지에서 한 점의 밝기(brightness)는 전자빔과 시편의 상호작용에 의해서 시편의 해당 부위에서 발생되는 이차전자의 수에 비례하는데요, 전자빔의 시편의

각 점에서 이차전자의 신호를 수집하여 정해진 크기의 pixel로 기록합니다.

 

 

 

SEM의 컬럼부는 전자빔을 발생 및 가속시키는 전자총(electron gun),

전자빔을 가늘게 모아주는 집속렌즈와 대물렌즈, 필라멘트를 떠난 전자가

시편에 닿을 때까지 전자빔의 경로를 조절하는 주사코일(deflection coil)로 구성되어 있습니다.

 

컬럼 아래쪽의 진공 경통 안에는 시편을 이동시키는 시료 stage가 위치하고, 경통에는 이차전자 검출기 등 다양한 검출기를 부착할 수 있는데요, 장비의 하단부는 진공 챔버를 10-5 torr 이하로 유지해주는 진공펌프, 전자총과 검출기 등에 고전압을

공급하는 고전압 공급장치, 전체 시스템을 제어하거나 수집된 신호를 처리하는 Electronics, 외부에서 장비에 전달되는 진동을 차단하는 제진대 등으로

구성됩니다.

 

10년 전만 하더라도 SEM은 덩치가 큰 부품들이 복잡하게 붙어 있었으나

최근에는 전자부품의 소형화 및 고성능, 고기능화로 인해 단순화되면서도

신호처리 속도는 현저하게 향상되었답니다.

 

 

지금까지 주사전자현미경의 구성에 대해 알아보았습니다.

문의 사항이나 궁금한 점이 있으신 분들은

쎄크 홈페이지(http://www.seceng.co.kr/)로 문의 바랍니다.