KR101773861B1 - 모노크로미터를 구비한 전자선장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모노크로미터에서 전자선의 진로를 편향시키는 원통형 정전렌즈를 대칭으로 배열하고 그 사이에 선택 가능한 복수개의 슬릿(slit)이 포함된 조리개(aperture)를 배치하여 중심 에너지 범위의 전자선을 선택하는 것이 가능한 모노크로미터를 구비한 전자선장치에 관한 것으로, 슬릿과 원형의 개구부를 하나의 조리개부에 병렬 배치하여 고분해능을 가지면서도 유지보수성능이 뛰어난 모노크로미터를 구비하기 때문에 공간분해능과 에너지분해능이 향상되는 효과를 가진다.

Description

모노크로미터를 구비한 전자선장치 {Electron Beam Instrument comprising Monochromator}
본 발명은 모노크로미터를 구비한 전자선장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모노크로미터에서 전자선의 진로를 편향시키는 원통형 정전렌즈를 대칭으로 배열하고 그 사이에 선택 가능한 복수개의 슬릿(slit)이 포함된 조리개(aperture)를 배치하여 중심 에너지 범위의 전자선을 선택하는 것이 가능한 모노크로미터를 구비한 전자선장치에 관한 것이다.
움직이는 전자는 정전기장 또는 자기장으로 경로를 변경할 수 있으므로, 여러 개의 전자가 함께 움직이는 전자선의 진행방향을 조정하거나 전자선을 집속 또는 분산하는 기능을 하는 전자 경로조정 장치를 빛의 경로를 조정하는 광학계에 빗대어 전자광학계라고 한다.
전자선은 음극(cathode)에서 얻으며, 대개 텅스텐(W) 표면에 산화 지르코니아(ZrO)로 피복한 쇼트키형(Schottky) 전자원 또는 냉음극전계 방출전자원(Cold field emission electron source)에서 얻는다. 이러한 전자선에서는 빔을 이루는 전자가 평균적으로 가지는 일정한 에너지 범위를 벗어나는 전자가 존재하고, 일정한 에너지 범위를 전제로 하여 조절된 전자광학계에서 이러한 전자의 경로는 설정된 경로 범위를 벗어나게 되어, 빔 직경을 증가시키는 원인이 된다.
전자선에서 중심 에너지 범위의 입자를 선택하고 그 범위를 벗어나는 에너지를 가지는 입자를 제거하는 단색화장치인 모노크로미터(Monochromator)는 전기장과 자기장을 함께 사용하는 비인 필터(Wien filer)형 모노크로미터, 전자선을 원통형 렌즈가 형성하는 정전기장 내부에서 원운동시키는 정전기장 모노크로미터 및 진행하는 전자선이 비대칭 정전기장에 입사하여 경로가 이동되는 묄렌스테트 에너지 분석기(Mollenstedt Energy Analyzer)형 모노크로미터 등이 있다.
여기서 원통형 렌즈는 중심에 직사각형의 개구부를 가진 복수개의 전극으로 구성되어 중심 전극에 전자를 감속하는 고전압이 인가되고, 전후 양측의 두 개의 전극은 동일한 전압으로 하는 전자 렌즈로, 복수개의 전극 사이에는 절연재가 구비된다. 고전압이 인가된 중심 전극 부근에서 전자의 에너지가 거의 0까지 줄어들고, 렌즈의 광축 외부를 통과하는 성분이 선택되며, 렌즈 축의 색수차에 의해 발생하는 에너지 분산을 이용하여 하전 입자의 에너지를 분석하는 방식이다. 전자원에서 중심축을 벗어난 성분을 에너지 조리개(aperture)로 걸러내고, 정전렌즈의 중심축 밖을 통과시켜 에너지를 분광하여, 중심 에너지부만 선택하는 모노크로미터로, 주사전자현미경(SEM)과 같은 전자빔 장치에 이용될 수 있다. 이러한 모노크로미터는 전자선의 색수차 영향을 감소시켜 영상 분해능을 향상시키게 된다.
대한민국 공개특허 2015-0146079는 모노크로메이터 및 이를 구비한 전자빔 장치에 관한 것으로, 각각 복수 개의 전극을 포함하는 두 정전렌즈와 그 사이에 구비된 에너지 조리개(aperture)로 구성된 단색화장치에 관한 기술을 개시하고 있다. 그러나 상기 공개특허는 일반 광학계를 사용하려면 조리개를 교체해야 한다는 문제가 있으며, 에너지 분해능을 높이려면 좁은 폭의 슬릿을 사용해야 하는데 이 경우 전자빔 통과에 따른 오염으로 빔 전류가 감소하고 불안정해지는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 2015-0146079호
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 슬릿이 형성된 조리개 면에 원형 개구부를 함께 설치하여 조리개를 그대로 둔 채 전자선이 통과하는 위치를 슬릿에서 개구부로 바꾸는 위치 이동만으로도 모노크로미터에서 일반 광학계로 전환할 수 있고, 조리개에 동일하거나 다른 크기의 슬릿을 복수개 형성하여 전자빔 통과에 따른 오염으로 빔 전류가 감소하고 불안정해지는 경우에도 조리개 상의 슬릿 위치이동만으로 다른 슬릿을 선택할 수 있도록 하여 빔 전류 안정화를 구현하는 모노크로미터를 구비한 전자선 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은, 모노크로미터를 구비한 전자선장치로, 상기 장치는 전자원, 상기 전자원에서 방출되는 전자선의 에너지를 미리 정한 범위로 제한하는 모노크로미터, 렌즈계, 및 검출기를 포함하고, 상기 모노크로미터는, 복수개의 직사각형 에너지 선택 슬릿, 복수개의 더미(dummy) 슬릿, 및 복수개의 원형 슬릿을 구비한 조리개 (Aperture)부; 및 슬릿을 전환하기 위해 조리개의 위치를 이동조절하는 이동조절부를 포함하는, 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 모노크로미터는 상기 전자선의 입사방향(z)과 수직한 평면(xy)을 이루는 복수개의 전극으로 구성되되, 상기 복수개의 전극은 상기 입사방향(z)과 평행하게 형성된 직사각형 개구부를 구비하고, 상기 전극에 전압이 인가되면 상기 직사각형 개구부가 형성한 전기장의 정전렌즈 작용으로 상기 입사방향의 중심축(x0y0)을 따라 입사하는 전자가 상기 직사각형 개구부의 짧은 변(Sx) 방향(x)으로 에너지 분포에 따라 서로 다른 위치로 편향되어 상기 입사방향과 평행하게 진행하도록 하는 제1 전극부; 상기 편향되어 진행하는 전자선 중 미리 정한 에너지 범위(E, E+ΔE)에 속한 입자를 미리 정한 편향 위치(x+Sx)에서 선택적으로 통과시키도록 편향되는 방향이 짧은 변(Sx)의 방향(x)으로 형성된 복수개의 직사각형 에너지선택 슬릿, 위치선정을 위한 복수개의 더미(dummy) 슬릿 및 복수개의 원형 슬릿을 구비하는 조리개(Aperture)부; 및 편향되어 진행하는 전자선의 에너지에 따라 슬릿 위치를 이동조절하는 이동조절부를 포함하는, 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 조리개(Aperture)부의 슬릿은 중심층의 상면 및 하면에 금속 박막을 형성한 박막층에 형성하되, 상기 중심층의 재질은 질화규소(Si3N4), 탄소(C), 백금이리듐(PtIr) 또는 몰리브덴(Mo)이고 두께가 20nm 내지 500μm이며, 상기 금속 박막의 재질은 백금(Pt) 또는 금(Au)이고 두께는 10 내지 200nm이며, 상기 원형 슬릿의 지름은 10nm 내지 500μm이고, 상기 직사각형 에너지 선택 슬릿의 짧은 변의 길이는 50nm 내지 100μm이고, 긴 변의 길이는 100nm 내지 1,000μm인, 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 조리개(Aperture)부는 상기 박막층을 지지하는 홀더(holder); 상기 홀더를 위치조정기구에 연결하는 지지부(support); 및 상기 위치조정기구를 상기 조리개부의 설치 장치에 고정하는 베이스(Base)를 포함하고, 상기 위치조정기구는 상기 편향되는 방향(x) 또는 상기 편향되는 방향과 수직방향(y)으로 상기 슬릿의 이동을 가능하게 하는, 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 홀더(holder), 상기 지지부(support), 상기 위치조정기구, 및 상기 베이스(Base)의 접속면은, 각각 상기 제1 전극부의 상기 직사각형 개구부의 긴 변 방향에 대한 각도 범위가 1도 이내인, 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 복수개의 직사각형 에너지선택 슬릿은 동일한 크기 또는 다른 크기로, 상기 전자선이 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x)과 직교하는 긴 변(Sy)의 방향(y)으로 미리 정한 간격(Ly)만큼 떨어져서 배열되는, 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 직교하는 긴 변(Sy)의 방향(y)을 따라 배열되는 미리 정한 간격(Ly)은, 상기 제1 전극부에 입사하는 전자선의 단면 분포를 미리 정한 크기로 제한하여 상기 중심축(x0y0)으로 입사하게 하는 입사 조리개의 개구부 지름보다 큰, 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 복수개의 원형 슬릿은 동일한 크기 또는 서로 다른 크기이고, 상기 복수개의 원형 슬릿은 상기 복수개의 직사각형 에너지 선택 슬릿으로부터 상기 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x)으로 미리 정한 거리(Mx)만큼 이격되어 나란히 배열된, 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 복수개의 원형 슬릿은, 상기 입사방향의 중심축 x0와 일치하는 위치에 배치되는, 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 에너지 범위 (E, E+ΔE)로 제한하지 않는 경우, 상기 제1 전극부에 인가되는 전압을 OFF하여 전자선을 편향시키지 않고 직진시켜, 상기 입사 방향의 중심축 X0의 연장 선상에 일치하는 위치에 배치된 상기 복수개의 원형 슬릿을 사용하여 시료에 전자선을 조사하는, 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 복수개의 직사각형 에너지선택 슬릿은 동일한 크기로 상기 전자선이 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x) 및 상기 편향되는 방향과 직교하는 방향(y)을 따라 각각 미리 정한 간격(Lx, Ly)으로 배열되고, 상기 직교하는 방향(y)을 따라 배열되는 미리 정한 간격(Ly)은, 입사하는 전자선의 단면 분포를 미리 정한 크기로 제한하여 상기 중심축(x0y0)으로 입사하게 하는 입사 조리개의 개구부 지름보다 큰, 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 복수개의 직사각형 에너지선택 슬릿은 복수개의 동일한 크기 및 복수개의 서로 다른 크기를 포함하고, 상기 복수개의 동일한 크기를 가지는 슬릿은 전자선이 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x)을 따라 미리 정한 간격(Lx)으로 배열되고, 상기 복수개의 서로 다른 크기를 가지는 슬릿은 상기 편향되는 방향(x)과 직교하는 방향(y)을 따라 미리 정한 간격(Ly)으로 배열되고, 상기 직교하는 방향(y)을 따라 배열되는 미리 정한 간격(Ly)은, 입사하는 전자선의 단면 분포를 미리 정한 크기로 제한하여 상기 중심축(x0y0)으로 입사하게 하는 입사 조리개의 개구부 지름보다 큰, 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 복수개의 더미 슬릿은 2개로, 상기 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x)의 중심 위치에서 상기 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x)과 직교하는 방향(y)의 양쪽 가장자리에 각각 1개씩 위치하는, 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 복수개의 원형 슬릿은 동일한 크기 또는 서로 다른 크기이고, 상기 원형 슬릿은 상기 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x)과 직교하는 방향(y)을 따라 배열되거나, 상기 직교하는 방향(y)의 양 가장자리에 위치하는, 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 에너지 범위(E, E+ΔE)로 제한하지 않는 경우, 상기 제1 전극부에 인가되는 전압을 OFF하여 전자선을 편향시키지 않고 직진시켜, 상기 입사 방향의 중심축 X0의 연장 선상에 일치하는 위치에 배치된 상기 복수의 원형 슬릿을 사용하여 시료에 전자선을 조사하는, 모노크로미터를 구비한 전자선 장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 직사각형 에너지선택 슬릿의 긴 변 방향은 상기 제1 전극부의 상기 직사각형 개구부의 긴 변 방향과 서로 어긋나는 각도 범위가 1도 이내가 되도록 정렬된, 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 조리개(Aperture) 부의 후단에, 상기 에너지선택 슬릿을 통과한 전자빔의 입사 방향(z)과 평행하게 형성된 개구부를 구비한 복수의 전극으로 구성된 전극에 전압이 인가되면 개구부의 전계가 상기 에너지선택 슬릿을 통과한 전자선을 원래 위치인 상기 입사방향의 중심 축(x0y0)에 편향시키는 제2 전극부를 포함하고, 상기 제2 전극부의 위치는 상기 조리개를 중심으로 상기 제1 전극부와 대칭적인, 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 이용한, 전자선 손실 분광장치(EELS)를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 전자선 장치를 이용하여 시료에 전자선을 수렴하고, 시료의 표면에서 발생하는 2차 신호를 감지하고, 시료실의 시료 표면의 영상을 관찰하는, 주사형 전자 현미경을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 전자선 장치를 이용하여 시료실의 시료를 투과한 전자선을 확대 투영하는 스크린을 통해, 상기 투과 전자선에 의해 시료의 확대 상을 수상하는 투과 전자현미경을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 전자선 장치를 이용하여 시료로부터 방출된 전자선의 에너지를 분석하고, 시료의 원소 분석 화학 결합 상태, Phonon 상태, Plasmon 상태를 분석하는, 모노크로미터를 구비한 후방전자선 장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 전자선 장치를 이용하여, 가스 도입부가 구비된 시료실 내의 시료 표면을 에칭하는 전자빔 식각 장비를 제공한다.
본 발명의 전자선장치는 슬릿과 원형의 개구부를 하나의 조리개부에 병렬 배치하여 고분해능을 가지면서도 유지보수성능이 뛰어난 모노크로미터를 구비하기 때문에 공간분해능과 에너지분해능이 향상되는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른, 모노크로미터를 구비한 전자선장치가 EELS와 SEM에 구현된 시스템을 나타내는 개념도이다.
도 2는 조리개부의 슬릿 폭(width)이 좁아질수록 더욱 정밀한 에너지분해능을 얻을 수 있음을 나타내는, 슬릿 간격에 따른 에너지분해능의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른, 모노크로미터의 조리개부에 대한 (a)평면도 및 (b)단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른, 모노크로미터를 구비한 전자선장치가 EELS(전자선손실분광장치)와 TEM(투과전자현미경)에 구현된 시스템을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른, 모노크로미터의 조리개부에 형성된 슬릿의 배열을 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른, 전자선 빔의 분포방향에 따라 에너지선택 슬릿의 위치 정렬을 나타내는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 구현예에 따른, 입사조리개부의 전자선 에너지 분포와 슬릿을 구비한 모노크로미터 조리개부를 나타내는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 구현예에 따른, 입사조리개부의 전자선 에너지 분포와 원형 슬릿과 에너지선택 슬릿을 각 1열씩 배열한 모노크로미터 조리개부를 나타내는 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일 구현예에 따른, 입사조리개부의 전자선 에너지 분포와 1열의 원형 슬릿 및 복수개의 열로 구성된 에너지선택 슬릿을 나란히 배열한 모노크로미터 조리개부를 나타내는 개념도이다.
도 10은 본 발명의 일 구현예에 따른, 입사조리개부의 전자선 에너지 분포와 복수개의 원형 슬릿 및 복수개의 열로 구성된 에너지선택 슬릿을 나란히 배열한 모노크로미터 조리개부를 나타내는 개념도이다.
도 11은 본 발명의 일 구현예에 따른, 모노크로미터를 구비한 전자선장치에서 에너지선택 슬릿이 제1 전극부를 통과한 전자빔의 중심부에 정렬된 상태의 모노크로미터 조리개부를 나타내는 개념도이다.
도 12는 본 발명의 일 구현예에 따른, SEM 및 TEM으로 구현된 모노크로미터를 구비한 전자선장치의 시료관찰 부위를 나타내는 개념도이다.
이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 된다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 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.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른, 모노크로미터를 구비한 전자선장치가 EELS(Electron Energy Loss Spectroscopy)(80)와 SEM에 구현된 시스템을 나타내는 개념도이다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 모노크로미터를 구비한 전자선장치는 전자원(390), 상기 전자원에서 방출된 전자선을 집속하는 제1 투과렌즈(190), 상기 제1 투과렌즈를 통과한 전자선(50)의 에너지를 미리 정한 범위로 제한하는 모노크로미터, 렌즈계(810), 상기 렌즈계에 포함되거나 상기 렌즈계와 별도로 전자선을 추가 집속하는 제2 투과렌즈((290), 및 검출기(831, 832)를 포함한다. 상기 전자원이 렌즈계를 통과한 뒤 진공시료실(900)내의 시료 홀더(860)위에 놓인 시료(850)에 주사되어 방출하는 반사전자 및 2차전자는 상기 검출기(831, 832)에서 검출된다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 모노크로미터는, 복수개의 직사각형 에너지 선택 슬릿(120, 121), 복수개의 더미(dummy) 슬릿(20), 및 복수개의 원형 슬릿(11)을 구비한 조리개(Aperture)부(60); 및 슬릿을 전환하기 위해 조리개의 위치를 이동조절하는 이동조절부(861)를 포함한다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 EELS(80)는 EELS용 조리개부(62) 및 전자검출기(830)를 구비한다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 전자원, 상기 진공시료실 및 상기 렌즈계는 진공펌프(P1, P2)를 통해 진공을 배기하거나 유지한다. 상기 전자선장치는 전기적 제어장치(910) 및 제어용 컴퓨터(920)를 통해 제어한다.
본 발명의 일 구현예에서 상기 모노크로미터는, 상기 전자선의 입사방향(z)과 수직한 평면(xy)을 이루는 복수개의 전극으로 구성되되, 상기 복수개의 전극은 상기 입사방향(z)과 평행하게 형성된 직사각형 개구부를 구비하고, 상기 전극에 전압이 인가되면 상기 직사각형 개구부가 형성한 전기장의 정전렌즈 작용으로 상기 입사방향의 중심축(x0y0)을 따라 입사하는 전자가 상기 직사각형 개구부의 짧은 변(Sx) 방향(x)으로 에너지 분포에 따라 서로 다른 위치(501, 502, 503)로 편향되어 상기 입사방향과 평행하게 진행하도록 하는 제1 전극부(90); 상기 편향되어 진행하는 전자선 중 미리 정한 에너지 범위(E, E+ΔE)에 속한 입자를 미리 정한 편향 위치(x+Sx)에서 선택적으로 통과시키도록 편향되는 방향이 짧은 변(Sx)의 방향(x)으로 형성된 복수개의 직사각형 에너지선택 슬릿(503, 120, 121), 위치선정을 위한 복수개의 더미(dummy) 슬릿(20) 및 복수개의 원형 슬릿(11)을 구비하는 조리개(Aperture)부(60); 및 편향되어 진행하는 전자선의 에너지에 따라 슬릿 위치를 이동조절하는 이동조절부(861)를 포함한다.
상기 제1 전극부는 직사각형 개구부가 나란히 배열된 복수개의 전극으로 구성되며, 상기 직사각형 개구부의 긴 변을 y축으로 두고 짧은 변을 x축으로 둘 때, 입사하는 전자선은 x축의 원점에서 미리 정한 미소 거리(δx)만큼 이동되고 y축은 이동되지 않은 원점으로 입사한다. 즉 상기 제1 전극부에 입사하는 전자선은 편향되어 입사하며 개구부가 형성하는 전위의 중심을 벗어난 위치에 입사하게 되어 x방향으로 편향력을 받게 된다. 이때 직사각형 개구부의 짧은 변 방향인 x방향으로 이동하였기 때문에 긴 변 방향인 y방향으로는 궤적 변화가 없고, x방향으로는 궤적변경을 하면서 에너지별로 하전입자선이 분리되어 진행된다.
즉, 직사각형 개구부가 나란히 배열된 복수개의 전극인 제1 전극부를 통과한 전자선이 이루는 빔은 중심부 에너지(E0) 전자선(500)과 중심부 에너지보다 작은 값(E0-δE)의 에너지 전자선(501) 및 중심부 에너지보다 큰 값(E0+δE)의 에너지 전자선(502)으로 분리되어 진행하게 된다. 이때 상기 조리개부(60)의 에너지 선택 슬릿(503)을 상기 중심부 에너지(E0) 전자선(500)에 정렬(700)하여 균일한 에너지를 가진 전자선만 선택적으로 통과하도록 한다. 이러한 정렬은 상기 슬릿 위치를 이동조절하는 이동조절부(861)를 조절하여 수행한다.
도 2는 조리개부의 슬릿 폭(width)이 좁아질수록 더욱 정밀한 에너지분해능을 얻을 수 있음을 나타내는, 슬릿간격에 따른 에너지분해능의 관계를 나타낸 그래프이다. 슬릿의 폭을 좁게 할수록 전자선의 에너지 균일도를 높이는 것이 가능하다. 본 발명의 일 구현예에서, 상기 조리개(Aperture)부의 슬릿 폭을 좁게 형성하기 위하여 상기 슬릿은 중심층(23)의 상면(21) 및 하면(22)에 금속 박막을 형성한 박막층에 형성하되, 상기 중심층의 재질은 질화규소(Si3N4), 탄소(C), 백금이리듐(PtIr) 또는 몰리브덴(Mo)이고 두께가 20nm 내지 500μm이며, 상기 금속 박막의 재질은 백금(Pt) 또는 금(Au)이고 두께는 10 내지 200nm이며, 상기 원형 슬릿(11)의 지름은 10nm 내지 500μm이고, 상기 직사각형 에너지 선택 슬릿의 짧은 변(Sx)의 길이는 50nm 내지 100μm이고, 긴 변(Sy)의 길이는 100nm 내지 1,000μm로 형성한다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른, 모노크로미터의 조리개부의 연결구조(5)에 대한 (a)평면도 및 (b)단면도이다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 조리개(Aperture)부는 상기 박막층을 지지하는 홀더(holder)(30); 상기 홀더를 이동조절부(861)에 연결하는 지지부(support)(31); 및 상기 이동조절부(861)를 상기 조리개부의 설치 장치에 고정하는 베이스(Base)(33)를 포함하고, 상기 이동조절부(861)는 상기 편향되는 방향(x) 또는 상기 편향되는 방향과 수직방향(y)으로 상기 슬릿의 이동을 가능하게 한다. 상기 조리개부의 상기 박막층에 조리개부 슬릿(1)이 형성되고, 상기 박막층은 중심층을 기준으로 금속박막을 코팅하여 조리개부 코팅층 단면(2)을 관찰하면 금속박막이 중심층 양쪽에 서로 대칭으로 위치한다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 홀더(30)는 전자선장치의 경통(column)에 경통 결합부(32)를 통해 연결된다. 또한, 상기 홀더(30)는 홀더 결합부(300)를 이용하여 상기 지지부(31)에 고정된다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른, 모노크로미터를 구비한 전자선장치가 EELS와 TEM에 구현된 시스템을 나타내는 개념도이다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 모노크로미터를 구비한 전자선장치는 전자원(390), 상기 전자원에서 방출되는 전자선(50)의 에너지를 미리 정한 범위로 제한하는 모노크로미터, 렌즈계(810), 및 STEM(Scanning Transmission Electron Microscopy)용 검출기(833), TEM용 검출기(840), 및 스크린(834)을 포함한다. 상기 전자원이 렌즈계를 통과한 뒤 진공시료실내의 시료 홀더(860)에 위치한 시료(850)를 투과하는 투과전자는 상기 STEM(주사형 투과전자현미경)용 검출기(833) 및/또는 상기 스크린(834)에서 검출된다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 모노크로미터는, 복수개의 직사각형 에너지 선택 슬릿(120, 121), 복수개의 더미(dummy) 슬릿(20), 및 복수개의 원형 슬릿(11)을 구비한 조리개(Aperture)부(60); 및 슬릿을 전환하기 위해 조리개의 위치를 이동조절하는 이동조절부(861)를 포함한다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 EELS(80)는 EELS용 조리개부(62) 및 전자검출기(830)를 구비한다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 전자원, 상기 진공시료실 및 상기 렌즈계는 진공펌프(P1, P2)를 통해 진공을 배기하거나 유지한다. 상기 전자선장치는 전기적 제어장치(910) 및 제어용 컴퓨터(920)를 통해 제어한다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른, 모노크로미터의 조리개부에 형성된 슬릿의 배열을 나타내는 개념도이며, 도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른, 전자선 빔의 분포방향에 따라 에너지선택 슬릿의 위치 정렬을 나타내는 개념도이다. 본 발명의 일 구현예에 따른 상기 홀더(holder)(30), 상기 지지부(support)(31), 상기 이동조절부(861), 및 상기 베이스(Base)(33)의 접속면은, 각각 상기 제1 전극부의 상기 직사각형 개구부의 긴 변 방향에 대한 각도 범위가 1도 이내이다. 즉, 상기 홀더, 상기 지지부, 상기 이동조절부 및 상기 베이스를 조정하여 상기 슬릿과 상기 제1 전극부의 긴 변 방향각도의 오차범위는 1도 이내가 되어야 한다.
도 7은 본 발명의 일 구현예에 따른, 입사조리개부의 전자선 에너지 분포와 슬릿을 구비한 모노크로미터 조리개부를 나타내는 개념도이다. 복수개의 슬릿을 구비한 형태를 나타낸다. 본 발명의 일 구현예에 따른 상기 복수개의 직사각형 에너지선택 슬릿(120, 121)은 동일한 크기 또는 다른 크기로, 상기 전자선이 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x)과 직교하는 긴 변(Sy)의 방향(y)으로 미리 정한 간격(Ly)만큼 떨어져서 배열되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 직교하는 긴 변(Sy)의 방향(y)을 따라 배열되는 미리 정한 간격(Ly)은, 상기 제1 전극부에 입사하는 전자선의 단면 분포를 미리 정한 크기로 제한하여 상기 중심축(x0y0)으로 입사하게 하는 입사 조리개(61)의 개구부 지름보다 큰 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 일 구현예에 따른, 입사조리개부의 전자선 에너지 분포와 원형 슬릿과 에너지선택 슬릿을 각 1열씩 배열한 모노크로미터 조리개부를 나타내는 개념도이다. 본 발명의 일 구현예에 따른 상기 복수개의 원형 슬릿(11)은 동일한 크기 또는 서로 다른 크기이고, 상기 복수개의 원형 슬릿(11)은 상기 복수개의 직사각형 에너지 선택 슬릿(120, 121)으로부터 상기 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x)으로 미리 정한 거리(Mx)만큼 이격되어 나란히 배열된다. 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 상기 복수개의 원형 슬릿(11)은, 상기 입사방향의 중심축 X0와 일치하는 위치에 배열된다. 본 발명의 일 구현예에서, 상기 에너지 범위 (E, E+ΔE)로 제한하지 않는 경우, 상기 제1 전극부에 인가되는 전압을 OFF하여 전자선을 편향시키지 않고 직진시켜, 상기 입사 방향의 중심축 X0의 연장 선상에 일치하는 위치에 배치된 상기 복수개의 원형 슬릿(11) 중 하나를 사용하여 시료에 전자선을 조사하게 된다.
도 9는 본 발명의 일 구현예에 따른, 입사조리개부의 전자선 에너지 분포와 1열의 원형 슬릿 및 복수개의 열로 구성된 에너지선택 슬릿을 나란히 배열한 모노크로미터 조리개부를 나타내는 개념도이고, 도 10은 본 발명의 일 구현예에 따른, 입사조리개부의 전자선 에너지 분포와 복수개의 원형 슬릿 및 복수개의 열로 구성된 에너지선택 슬릿을 나란히 배열한 모노크로미터 조리개부를 나타내는 개념도이다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 복수개의 직사각형 에너지선택 슬릿(120, 121)은 동일한 크기로 상기 전자선이 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x) 및 상기 편향되는 방향과 직교하는 방향(y)을 따라 각각 미리 정한 간격(Lx, Ly)으로 배열되고, 상기 직교하는 방향(y)을 따라 배열되는 미리 정한 간격(Ly)은, 입사하는 전자선의 단면 분포를 미리 정한 크기로 제한하여 상기 중심축(x0y0)으로 입사하게 하는 입사 조리개의 개구부 지름보다 크다. 본 발명의 또 다른 구현예에서 상기 복수개의 직사각형 에너지선택 슬릿(120, 121)은 복수개의 동일한 크기 및 복수개의 서로 다른 크기를 포함하고, 상기 복수개의 동일한 크기를 가지는 슬릿은 전자선이 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x)을 따라 미리 정한 간격(Lx)으로 배열되고, 상기 복수개의 서로 다른 크기를 가지는 슬릿은 상기 편향되는 방향(x)과 직교하는 방향(y)을 따라 미리 정한 간격(Ly)으로 배열되고, 상기 직교하는 방향(y)을 따라 배열되는 미리 정한 간격(Ly)은, 입사하는 전자선의 단면 분포를 미리 정한 크기로 제한하여 상기 중심축(x0y0)으로 입사하게 하는 입사 조리개(61)의 개구부 지름보다 크게 된다.
본 발명의 일 구현예에서 상기 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x)의 중심 위치에서 상기 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x)과 직교하는 방향(y)의 양쪽 가장자리에 각각 1개씩 위치한다. 본 발명의 또 다른 구현예에서 상기 복수개의 원형 슬릿(11)은 동일한 크기 또는 서로 다른 크기이고, 상기 원형 슬릿(11)은 상기 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x)과 직교하는 방향(y)을 따라 배열되거나, 상기 직교하는 방향(y)의 양 가장자리에 위치한다. 또한, 본 발명의 전자선장치는 상기 에너지 범위(E, E+ΔE)로 제한하지 않는 경우, 상기 제1 전극부에 인가되는 전압을 OFF하여 전자선을 편향시키지 않고 직진시켜, 상기 입사 방향의 중심축 X0의 연장 선상에 일치하는 위치에 배치된 상기 복수의 원형 슬릿(11) 중 하나를 사용하여 시료에 전자선을 조사한다. 또한, 상기 에너지선택 슬릿(503)의 긴 변 방향은 상기 제1 전극부의 상기 직사각형 개구부의 긴 변 방향과 서로 어긋나는 각도 범위가 1도 이내가 되도록 정렬된다.
도 11은 본 발명의 일 구현예에 따른, 모노크로미터를 구비한 전자선장치에서 에너지선택 슬릿이 제1 전극부를 통과한 전자빔의 중심부에 정렬된 상태의 모노크로미터 조리개부를 나타내는 개념도이다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 전자선장치는, 상기 조리개(Aperture) 부의 후단에, 상기 에너지선택 슬릿을 통과한 전자빔의 입사 방향(z)과 평행하게 형성된 개구부를 구비한 복수의 전극으로 구성된 전극에 전압이 인가되면 개구부의 전계가 상기 에너지선택 슬릿을 통과한 전자선을 원래 위치인 상기 입사방향의 중심축(x0y0)에 편향시키는 제2 전극부(91)를 포함하고, 상기 제2 전극부의 위치는 상기 조리개를 중심으로 상기 제1 전극부와 대칭이다.
도 12는 본 발명의 일 구현예에 따른, SEM 및 TEM으로 구현된 모노크로미터를 구비한 전자선장치의 시료관찰 부위를 나타내는 개념도이다. 본 발명의 전자현미경은 전자선 장치의 광학계(811)에서 시료입사 전자선(52)을 시료에 입사시킨다. 상기 입사한 전자선의 작용으로 SEM의 경우에는 시료실의 시료에서 나온 이차전자(54)를 이차전자 검출기(833)에서 검출하며, TEM의 경우에는 시료실의 시료를 투과한 전자선(53)을 확대 투영하는 스크린(835)을 통해 확대상을 관찰한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 모노크로미터를 구비한 전자선장치는 전자선 손실 분광장치로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 이용하여 시료로부터 방출된 전자선의 에너지를 분석하고, 시료의 원소 분석 화학 결합 상태, Phonon 상태, Plasmon 상태를 분석하는 것이 가능하다. 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 모노크로미터를 구비한 전자선장치는 가스 도입부를 시료실에 도입하여 시료 표면을 식각하는 전자빔 식각장비로 기능할 수 있다.
이상에서 본원의 예시적인 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본원의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본원의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본원의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다.
1. 조리개부 슬릿
2. 조리개부 코팅층 단면
5. 조리개부 연결구조
11. 원형 슬릿
20. 더미 슬릿
21. 슬릿 상면 금속박막
22. 슬릿 하면 금속박막
23. 슬릿 중심층
30. 홀더
31. 지지부
32. 결합부
33. 베이스
50. 전자선
52. 시료입사 전자선
53. 시료투과 전자선
54. 이차전자
60. 조리개부
61. 입사 조리개
62. EELS용 조리개부
80. EELS(Electron Energy Loss Spectroscopy)
90. 제1 전극부
91. 제2 전극부
120, 121. 직사각형 에너지 선택 슬릿
190. 제1 투과렌즈
290. 제2 투과렌즈
300. 홀더 결합부
390. 전자원
500. 에너지 E0 전자선
501. 에너지 E0-δE 전자선
502. 에너지 E0+δE 전자선
503. 조리개부 에너지선택 슬릿
700. 정렬상태 표시
810. 렌즈계
811. 광학계
830. 전자검출기
831, 832. 검출기
833. STEM용 검출기
835. TEM용 스크린
840. TEM용 검출기
850. 시료
860. 시료 홀더
861. 이동조절부
900. 진공시료실
910. 전기적 제어장치
920. 제어용 컴퓨터
P1, P2. 진공펌프

Claims (22)

  1. 모노크로미터를 구비한 전자선장치로,
    상기 장치는 전자원, 상기 전자원에서 방출되는 전자선의 에너지를 미리 정한 범위로 제한하는 모노크로미터, 렌즈계, 및 검출기를 포함하고,
    상기 모노크로미터는,
    복수개의 직사각형 에너지 선택 슬릿, 복수개의 더미(dummy) 슬릿, 및 복수개의 원형 슬릿을 구비한 조리개(Aperture)부; 및
    슬릿을 전환하기 위해 조리개의 위치를 이동조절하는 이동조절부를 포함하는,
    모노크로미터를 구비한 전자선장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모노크로미터는,
    상기 전자선의 입사방향(z)과 수직한 평면(xy)을 이루는 복수개의 전극으로 구성되되, 상기 복수개의 전극은 상기 입사방향(z)과 평행하게 형성된 직사각형 개구부를 구비하고, 상기 전극에 전압이 인가되면 상기 직사각형 개구부가 형성한 전기장의 정전렌즈 작용으로 상기 입사방향의 중심축(x0y0)을 따라 입사하는 전자가 상기 직사각형 개구부의 짧은 변(Sx) 방향(x)으로 에너지 분포에 따라 서로 다른 위치로 편향되어 상기 입사방향과 평행하게 진행하도록 하는 제1 전극부;
    상기 편향되어 진행하는 전자선 중 미리 정한 에너지 범위(E, E+ΔE)에 속한 입자를 미리 정한 편향 위치(x+Sx)에서 선택적으로 통과시키도록 편향되는 방향이 짧은 변(Sx)의 방향(x)으로 형성된 복수개의 직사각형 에너지선택 슬릿, 위치선정을 위한 복수개의 더미(dummy) 슬릿 및 복수개의 원형 슬릿을 구비하는 조리개(Aperture)부; 및
    편향되어 진행하는 전자선의 에너지에 따라 슬릿 위치를 이동조절하는 이동조절부를 포함하는,
    모노크로미터를 구비한 전자선장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 조리개(Aperture)부의 슬릿은 중심층의 상면 및 하면에 금속 박막을 형성한 박막층에 형성하되,
    상기 중심층의 재질은 질화규소(Si3N4), 탄소(C), 백금이리듐(PtIr) 또는 몰리브덴(Mo)이고 두께가 20nm 내지 500μm이며,
    상기 금속 박막의 재질은 백금(Pt) 또는 금(Au)이고 두께는 10 내지 200nm이며,
    상기 원형 슬릿의 지름은 10nm 내지 500μm이고,
    상기 직사각형 에너지 선택 슬릿의 짧은 변(Sx)의 길이는 50nm 내지 100μm이고, 긴 변(Sy)의 길이는 100nm 내지 1,000μm인,
    모노크로미터를 구비한 전자선장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 조리개(Aperture)부는 상기 박막층을 지지하는 홀더(holder);
    상기 홀더를 이동조절부에 연결하는 지지부(support); 및
    상기 이동조절부를 상기 조리개부의 설치 장치에 고정하는 베이스(Base)를 포함하고,
    상기 이동조절부는 상기 편향되는 방향(x) 또는 상기 편향되는 방향과 수직방향(y)으로 상기 슬릿의 이동을 가능하게 하는,
    모노크로미터를 구비한 전자선장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 홀더(holder), 상기 지지부(support), 상기 이동조절부, 및 상기 베이스(Base)의 접속면은,
    각각 상기 제1 전극부의 상기 직사각형 개구부의 긴 변 방향에 대한 각도 범위가 1도 이내인,
    모노크로미터를 구비한 전자선장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 복수개의 직사각형 에너지선택 슬릿은 동일한 크기 또는 다른 크기로, 상기 전자선이 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x)과 직교하는 긴 변(Sy)의 방향(y)으로 미리 정한 간격(Ly)만큼 떨어져서 배열되는,
    모노크로미터를 구비한 전자선장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 직교하는 긴 변(Sy)의 방향(y)을 따라 배열되는 미리 정한 간격(Ly)은,
    상기 제1 전극부에 입사하는 전자선의 단면 분포를 미리 정한 크기로 제한하여 상기 중심축(x0y0)으로 입사하게 하는 입사 조리개의 개구부 지름보다 큰,
    모노크로미터를 구비한 전자선장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 복수개의 원형 슬릿은 동일한 크기 또는 서로 다른 크기이고,
    상기 복수개의 원형 슬릿은 상기 복수개의 직사각형 에너지 선택 슬릿으로부터 상기 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x)으로 미리 정한 거리(Mx)만큼 이격되어 나란히 배열된,
    모노크로미터를 구비한 전자선장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 복수개의 원형 슬릿은, 상기 입사방향의 중심축 X0와 일치하는 위치에 배열되는,
    모노크로미터를 구비한 전자선장치.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 에너지 범위 (E, E+ΔE)로 제한하지 않는 경우, 상기 제1 전극부에 인가되는 전압을 OFF하여 전자선을 편향시키지 않고 직진시켜, 상기 입사 방향의 중심축 X0의 연장 선상에 일치하는 위치에 배치된 상기 복수개의 원형 슬릿 중 하나를 사용하여 시료에 전자선을 조사하는,
    모노크로미터를 구비한 전자선장치.
  11. 제 2항에 있어서,
    상기 복수개의 직사각형 에너지선택 슬릿은 동일한 크기로 상기 전자선이 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x) 및 상기 편향되는 방향과 직교하는 방향(y)을 따라 각각 미리 정한 간격(Lx, Ly)으로 배열되고,
    상기 직교하는 방향(y)을 따라 배열되는 미리 정한 간격(Ly)은,
    입사하는 전자선의 단면 분포를 미리 정한 크기로 제한하여 상기 중심축(x0y0)으로 입사하게 하는 입사 조리개의 개구부 지름보다 큰,
    모노크로미터를 구비한 전자선장치.
  12. 제 2항에 있어서,
    상기 복수개의 직사각형 에너지선택 슬릿은 복수개의 동일한 크기 및 복수개의 서로 다른 크기를 포함하고,
    상기 복수개의 동일한 크기를 가지는 슬릿은 전자선이 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x)을 따라 미리 정한 간격(Lx)으로 배열되고,
    상기 복수개의 서로 다른 크기를 가지는 슬릿은 상기 편향되는 방향(x)과 직교하는 방향(y)을 따라 미리 정한 간격(Ly)으로 배열되고,
    상기 직교하는 방향(y)을 따라 배열되는 미리 정한 간격(Ly)은,
    입사하는 전자선의 단면 분포를 미리 정한 크기로 제한하여 상기 중심축(x0y0)으로 입사하게 하는 입사 조리개의 개구부 지름보다 큰,
    모노크로미터를 구비한 전자선장치.
  13. 제 2항에 있어서,
    상기 복수개의 더미 슬릿은 2개로,
    상기 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x)의 중심 위치에서 상기 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x)과 직교하는 방향(y)의 양쪽 가장자리에 각각 1개씩 위치하는,
    모노크로미터를 구비한 전자선장치.
  14. 제 2항, 제 11항, 및 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수개의 원형 슬릿은 동일한 크기 또는 서로 다른 크기이고,
    상기 원형 슬릿은 상기 편향되는 방향인 짧은 변(Sx)의 방향(x)과 직교하는 방향(y)을 따라 배열되거나, 상기 직교하는 방향(y)의 양 가장자리에 위치하는,
    모노크로미터를 구비한 전자선장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 전자선 장치는,
    상기 에너지 범위(E, E+ΔE)로 제한하지 않는 경우, 상기 제1 전극부에 인가되는 전압을 OFF하여 전자선을 편향시키지 않고 직진시켜, 상기 입사 방향의 중심축 X0의 연장 선상에 일치하는 위치에 배치된 상기 복수의 원형 슬릿 중 하나를 사용하여 시료에 전자선을 조사하는,
    모노크로미터를 구비한 전자선 장치.
  16. 제 2항 내지 제 9항, 및 제 11항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조리개부의 직사각형 에너지선택 슬릿의 긴 변 방향은 상기 제1 전극부의 상기 직사각형 개구부의 긴 변 방향과 서로 어긋나는 각도 범위가 1도 이내가 되도록 정렬된,
    모노크로미터를 구비한 전자선장치.
  17. 제 2항 내지 제 9항, 및 제 11항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자선장치는,
    상기 조리개(Aperture) 부의 후단에, 상기 에너지선택 슬릿을 통과한 전자빔의 입사 방향(z)과 평행하게 형성된 개구부를 구비한 복수의 전극으로 구성된 전극에 전압이 인가되면 개구부의 전계가 상기 에너지선택 슬릿을 통과한 전자선을 원래 위치인 상기 입사방향의 중심축(x0y0)에 편향시키는 제2 전극부를 포함하고,
    상기 제2 전극부의 위치는 상기 조리개를 중심으로 상기 제1 전극부와 대칭적인,
    모노크로미터를 구비한 전자선장치.
  18. 제 17항의 모노크로미터를 구비한 전자선장치를 이용한,
    전자선 손실 분광장치(EELS).
  19. 제 17항의 전자선 장치를 이용하여 시료에 전자선을 수렴하고,
    시료의 표면에서 발생하는 2차 신호를 감지하고,
    시료실의 시료 표면의 영상을 관찰하는,
    주사형 전자 현미경.
  20. 제 17항의 전자선 장치를 이용하여 시료실의 시료를 투과한 전자선을 확대 투영하는 스크린을 통해,
    상기 시료를 투과한 전자선에 의해 시료의 확대 상을 수상하는 투과 전자현미경.
  21. 제 17항의 전자선 장치를 이용하여 시료로부터 방출된 전자선의 에너지를 분석하고,
    시료의 원소 분석 화학 결합 상태, Phonon 상태, Plasmon 상태를 분석하는,
    모노크로미터를 구비한 후방전자선 장치.
  22. 제 17항의 전자선 장치를 이용하여, 가스 도입부가 구비된 시료실 내의 시료 표면을 식각하는,
    전자빔 식각 장비.
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