KR20210116849A - 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템 - Google Patents

전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시료에 입사하는 전자빔 경로를 거슬러 진행하는 이차전자 및 후방산란전자의 경로를 서로 분리하여 검출효율을 높이는 분리검출 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템은 입사 전자빔의 진행 경로를 수평이동 시켰다가 제자리 또는 평행한 진행방향으로 복귀시키는 전기장만을 대칭방향으로 가하는 간단한 구조변경을 통해, 상기 전기장이 2차전자와 후방산란전자가 서로 섞이지 않고 각각의 검출기로 향하도록 해서 전자현미경의 영상품질을 개선하는 효과를 나타낸다.

Description

전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템{Separation Detection System of Secondary Electron and backscatteed Electron for Electron Microscope}
본 발명은 전자현미경의 이차전자 및 후방산란전자 검출 시스템에 관한 것으로, 특히 상세하게는 시료에 입사하는 전자빔 경로를 거슬러 진행하는 이차전자 및 후방산란전자의 경로를 서로 분리하여 검출효율을 높이는 분리검출 시스템에 관한 것이다.
주사전자현미경에서 전자총에서 방출된 입사 전자빔인 1차 전자로 시료를 주사(scanning)할 때, 시료와 충돌한 입사 전자빔은 다양한 신호를 방출하며 이중 2차 전자(secondary electron)와 후방산란전자(backscattered electron)로 정밀 영상을 얻는다. 2차전자는 입사 전자빔의 전자가 시료내부 원자핵이 아닌 원자 내 전자들과 상호작용하여 생성하며, 음 전하를 가지는 전자 상호간 반발력이 작용한다. 즉, 입사빔의 전자가 시료내부 원자에 충돌하여 속도가 감소하고 그 에너지가 시료 원자에 반발력으로 작용하여 시료 원자의 전자가 표면 밖으로 튕겨 나간다. 2차 전자는 에너지가 크지 않으므로 시료에서 떨어져 나간 뒤 느린 속도로 운동하다가 양으로 대전된 이차전자 검출기로 끌려간다.
이처럼 입사 전자빔의 전자가 시료 내부 원자의 전자와 비탄성 충돌로 발생되는 전자가 2차전자이며, 기본적으로는 활성화된 입사 전자빔의 전자와 약하게 진동하는 금속 중 전자의 상호작용으로 발생한다. 2차전자 검출기는 양전기로 2차전자를 끌어당긴 뒤 형광체(scintillator)소재에 충돌시켜 발생된 광자를 증폭하여 영상을 관찰하게 된다. 입사 전자빔이 시료 표면을 주사하므로 시료표면을 통과하는 시간별로 수집한 이차전자의 정보를 영상으로 변환하면 평면과 모서리까지 입체적인 영상을 획득할 수 있다.
입사 전자빔의 일부 전자는 시료에 충돌하여 시료 분자의 원자핵과 상호작용을 한다. 입사 전자빔 중 시료 분자의 원자핵을 향하는 전자는 원자핵의 양전하로부터 인력을 받으므로 핵 주위로 끌려갔다가 핵을 한바퀴 돌아 원래 입사했던 방향과 비슷한 방향으로 튀어나가게 된다. 이때 튀어나오는 전자가 후방산란전자이며, 원자핵의 크기가 클수록 후방산란전자의 수도 늘어나므로 시료 내부의 서로 다른 원소를 구별할 수 있다. 후방산란전자는 에너지가 크므로 검출기로 끌어들이기 위해 별도로 양으로 대전하지 않아도 된다.
전자현미경의 명암대비(contrast) 등 영상정보를 개선하기 위해서는 2차전자와 후방산란전자를 높은 충실도(fidelity)로 검출기에 전달해야 한다. 대한민국 공개특허 제2013-0160274호는 [이차 전자 광학계 & 검출 디바이스]에 관한 것으로, 입사 빔과 2차 빔을 분리하기 위한 빔 분할기와 이차 빔을 편향시키기 위한 빔 벤더 등을 포함한다. 그러나 상기 기술은 전자현미경 시료실의 내부 구조를 복잡하게 만드는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제2013-0160274호 [이차 전자 광학계 & 검출 디바이스]
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전자현미경 내부구조를 복잡하게 변형하지 않고도 2차전자와 후방산란전자가 서로 섞이지 않으면서 각각의 검출기로 향하도록 하여 전자현미경의 영상을 개선하고자 한다.
본 발명은 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템으로, 상기 분리검출 시스템은, 시료로 향하는 입사전자빔의 경로상에 상기 입사전자빔의 진행방향과 수직한 방향으로 위치하는 판 형상인, 상기 입사 전자빔이 통과하는 개구부를 구비한 후방산란전자 충돌판; 상기 입사전자빔의 경로와 수직한 평행 전기장이 상기 후방산란전자 충돌판 상부에 서로 반대되는 방향을 향하도록 2단으로 적층되어 배열된 상부 2단 평행전기장 생성부; 상기 후방산란전자 검출기를 기준으로 상기 상부 2단 평행전기장 생성부와 대칭되는 2단 평행전기장을 생성하도록 상기 후방산란전자 충돌판 하부에 2단으로 적층되어 배열된 하부 2단 평행전기장 생성부; 상기 하부 2단 평행전기장 생성부의 하단부 중 양극(anode)부에 인접하게 위치하여 상기 입사전자빔의 충돌로 상기 시료로부터 생성된 2차전자를 검출하는 2차전자 검출기; 및 상기 하부 2단 평행전기장 생성부의 상단부 중 양극(anode)부에 인접하게 위치하여 상기 시료로부터 방출된 후방산란전자의 충돌로 상기 후방산란전자 충돌판으로부터 생성된 2차전자를 검출하는 2차전자 검출기를 포함하고, 상기 상부 2단 평행전기장 생성부의 상기 후방산란전자 충돌판과 접하는 전기장 방향과 상기 하부 2단 평행전기장 생성부의 상기 후방산란전자 충돌판과 접하는 전기장 방향은 동일한 방향이며, 상기 상부 2단 평행전기장 생성부와 상기 하부 2단 평행전기장 생성부의 각 전기장은 상기 입사전자빔의 진행경로를 광축으로부터 미리 정한 경로만큼 이동시켜 상기 후방산란전자 충돌판의 상기 개구부를 통과하도록 하고, 통과후에는 광축으로 복귀시키는, 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 후방산란전자 충돌판은 원판형 또는 다각형이고, 상기 후방산란전자 충돌판으로 후방산란전자가 입사하는 하부면은 2차전자 생성을 위한 도전체가 코팅된, 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 2차전자 검출기가 인접하게 위치하는 상기 하부 2단 평행전기장 생성부의 상단부와 하단부의 각 양극(anode)부는 전자가 통과하도록 메쉬(mesh) 또는 그리드(grid) 구조인, 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템을 제공한다.
본 발명은 또한, 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템으로, 상기 분리검출 시스템은, 시료로 향하는 입사전자빔의 경로상에 입사전자빔의 진행방향과 경사지게 위치하고, 상기 입사 전자빔이 통과하는 개구부를 구비한 후방산란전자 충돌 형광판; 상기 입사전자빔의 경로와 수직한 평행 전기장이 상기 후방산란전자 충돌 형광판 상부에 위치하도록 배열된 상부 평행전기장 생성부; 상기 후방산란전자 충돌 형광판 하부에 상기 상부 평행전기장 생성부와 반대 방향의 평행전기장이 위치하도록 배열된 하부 평행전기장 생성부; 상기 하부 평행전기장 생성부 중 양극(anode)부에 인접하게 위치하여 상기 입사전자빔의 충돌로 상기 시료로부터 생성된 2차전자를 검출하는 2차전자 검출기; 및 상기 시료로부터 방출된 후방산란전자의 충돌로 상기 후방산란전자 충돌 형광판에서 생성된 형광이 진행하는 방향에 위치하는 형광검출기를 포함하고, 상기 상부 평행전기장 생성부의 전기장 방향과 상기 하부 평행전기장 생성부의 전기장 방향은 서로 반대 방향이며, 상기 상부 평행전기장 생성부의 전기장은 상기 입사전자빔을 진행경로인 제1 광축으로부터 벗어나도록 하여 상기 후방산란전자 충돌 형광판의 개구부를 통과하도록 하고, 상기 하부 평행전기장 생성부의 전기장은 상기 개구부를 통과한 입사전자빔을 상기 제1 광축과 평행한 제2 광축으로 진행하도록 하는, 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 후방산란전자 충돌 형광판은 원판형 또는 다각형이고, 상기 형광판은 금속재질 판에 상기 후방산란전자가 입사하는 하부면에 형광물질이 코팅된, 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 2차전자 검출기가 인접하게 위치하는 상기 하부 평행전기장 생성부 중 양극(anode)부는 전자가 통과하도록 메쉬(mesh) 또는 그리드(grid) 구조인, 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템을 제공한다.
본 발명의 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템은 입사 전자빔의 진행 경로를 수평이동 시켰다가 제자리 또는 평행한 진행방향으로 복귀시키는 전기장만을 대칭방향으로 가하는 간단한 구조변경을 통해, 상기 전기장이 2차전자와 후방산란전자가 서로 섞이지 않고 각각의 검출기로 향하도록 해서 전자현미경의 영상품질을 개선하는 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 개구부를 구비한 후방산란전자 충돌판 상하로 각각 2단 평행전기장 생성부를 구비한 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 도 1의 분리검출 시스템에서 시료에 입사하는 1차전자의 진행경로가 상기 후방산란전자 충돌판 상하 각각의 2단 평행전기장 생성부를 통과하면서 광축으로부터 수평이동한 뒤 복귀하는 경로를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 개구부를 구비한 후방산란전자 충돌 형광판 상하로 각각 평행전기장 생성부를 구비한 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 도 3의 분리검출 시스템에서, 형광판 상하부 평행전기장 생성부의 전기장은 상기 입사전자빔을 진행경로인 제1 광축으로부터 벗어나 상기 후방산란전자 충돌 형광판의 개구부를 통과하도록 하고, 상기 개구부를 통과한 입사전자빔을 상기 제1 광축과 평행한 제2 광축으로 진행하도록 하는 입사전자빔 경로변화를 나타낸다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 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.
본 발명의 실시 형태를 설명하기 위한 도면에서 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 붙이고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 도면을 중심으로 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 개구부를 구비한 후방산란전자 충돌판 상하로 각각 2단 평행전기장 생성부를 구비한 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템을 나타낸다. 본 발명의 일 구현예에서 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템은, 시료(100)로 향하는 입사전자빔의 경로상에 상기 전자빔의 진행방향과 수직한 방향으로 위치하는 판 형상인, 상기 입사 전자빔이 통과하는 개구부(210)를 구비한 후방산란전자 충돌판(200); 상기 입사전자빔의 경로와 수직한 평행 전기장이 상기 후방산란전자 충돌판(200) 상부에 서로 반대되는 방향을 향하도록 2단으로 적층되어 배열된 상부 2단 평행전기장 생성부(60, 65); 상기 후방산란전자 충돌판(200)을 기준으로 상기 상부 2단 평행전기장 생성부(60, 65)와 대칭되는 2단 평행전기장을 생성하도록 상기 후방산란전자 충돌판(200) 하부에 2단으로 적층되어 배열된 하부 2단 평행전기장 생성부(50, 55); 상기 하부 2단 평행전기장 하단 생성부(50) 중 양극(anode)부에 인접하게 위치하여 상기 입사전자빔의 충돌로 상기 시료(100)로부터 생성된 2차전자(70)를 검출하는 2차전자 검출기(10); 및 상기 하부 2단 평행전기장 상단 생성부(55) 중 양극(anode)부에 인접하게 위치하여 상기 시료(100)로부터 방출된 후방산란전자(80)의 충돌로 상기 후방산란전자 충돌판(200)으로부터 생성된 2차전자(90)를 검출하는 2차전자 검출기(20)를 포함한다. 상기 상부 2단 평행전기장 생성부도 상단 생성부(65)와 하단 생성부(60)으로 표시될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 시스템의 대물렌즈(400)에 의해 집속된 전자빔이 시료(100)에 조사되면 시료에서 방출되는 2차전자(70)와 후방산란전자(80)는 대물렌즈 내부의 전극(450)에 이해 대물렌즈(400) 상부로 유도된다. 상기 대물렌즈에는 전자빔에 대해 자기장 렌즈를 형성하는 전자석(40)이 구비된다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 유도된 낮은 에너지의 2차전자(70)는 상기 하부 2단 평행전기장 생성부의 하단부(50)의 전기장에 의해 크게 휘어져 상기 2차전자 검출기(10)로 입사하여 검출된다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 유도된 높은 에너지의 후방산란전자(80)는 상기 하부 2단 평행전기장 생성부 하단부(50)의 전기장에 의해 궤도가 거의 바뀌지 않고, 금속재질의 상기 후방산란전자 충돌판(200)에 충돌하여 상대적으로 에너지가 낮은 2차전자(90)를 발생시키며, 상기 후방산란전자 충돌판(200)으로부터 생성된 2차전자(90)는 상기 하부 2단 평행전기장 생성부 상단부(55)의 전기장에 의해 크게 휘어져 2차전자 검출기(20)로 입사해 검출된다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 후방산란전자 충돌판(200)은 원판형 또는 다각형이고, 상기 후방산란전자 충돌판으로 후방산란전자(80)가 입사하는 하부면은 2차전자 생성을 위한 도전체가 코팅될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서, 상기 2차전자 검출기가 인접하게 위치하는 상기 하부 2단 평행전기장 생성부의 상단 생성부(55)와 하단 생성부(50)의 각 양극부는 전자가 통과하도록 메쉬(mesh) 또는 그리드(grid) 구조일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 도 1의 분리검출 시스템에서 시료에 입사하는 1차전자의 진행경로가 상기 후방산란전자 충돌판 상하 각각의 2단 평행전기장 생성부를 통과하면서 광축으로부터 수평이동한 뒤 복귀하는 경로를 나타낸다. 상기 후방산란전자 충돌판(200)의 상하부에 각각 2단으로 형성된 평행전기장 생성부(50, 55, 60, 65) 내부의 화살표는 전기장 방향을 나타낸다. 따라서 전기장이 향하는 방향이 음극(cathode)이며, 전기장이 출발하는 지점이 양극(anode)이다. 본 발명의 일 구현예에서, 상기 상부 2단 평행전기장 생성부의 상기 후방산란전자 충돌판과 접하는 상부 평행전기장 하단 생성부(60)의 전기장 방향과 상기 하부 2단 평행전기장 생성부의 상기 후방산란전자 충돌판과 접하는 하부 평행전기장 상단 생성부(55)의 전기장 방향은 동일한 방향이다. 본 발명의 일 구현예에서, 상기 상부 2단 평행전기장 생성부(60, 65)와 상기 하부 2단 평행전기장 생성부(50, 55)의 각 전기장은 상기 입사전자빔의 진행경로를 광축(500)으로부터 미리 정한 경로(600)만큼 이동시켜 상기 후방산란전자 충돌판의 상기 개구부를 통과하도록 하고, 통과후에는 광축(500)으로 복귀시킨다.
주사전자현미경의 1차 전자빔은 모든 렌즈와 전자총의 중심인 광축(500)을 따라 궤도가 형성되어야 한다. 본 발명의 일 구현예에서, 시료에서 발생한 2차전자(70)와 후방산란전자(80)에 의해 발생하는 2차전자(90)의 궤도를 휘게 하여 검출기에 유도하는 상기 하부 2단 평행전기장 생성부(50, 55)의 각 전기장에 의해, 시료에 입사하는 1차 전자빔은 도 2에서 같이 수평이동하게 된다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 상부 2단 평행전기장 생성부(60, 65)의 각 전기장은 1차 전자빔을 상기 광축(500)으로부터 상기 미리 정한 경로(600)만큼 수평 이동시키고, 상기 하부 2단 평행전기장 생성부(50, 55)의 각 전기장은 상기 1차 전자빔을 상기 광축(500)으로 복귀시킨다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 개구부를 구비한 후방산란전자 충돌 형광판 상하로 각각 평행전기장 생성부를 구비한 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템을 나타낸다. 본 발명의 또 다른 구현예에서, 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템은, 시료(100)로 향하는 입사전자빔의 경로상에 입사전자빔의 진행방향과 경사지게 위치하고, 상기 입사 전자빔이 통과하는 개구부(310)를 구비한 후방산란전자 충돌 형광판(300); 상기 입사전자빔의 경로와 수직한 평행 전기장이 상기 후방산란전자 충돌 형광판 상부에 위치하도록 배열된 상부 평행전기장 생성부(60); 상기 후방산란전자 충돌 형광판 하부에 상기 상부 평행전기장 생성부와 반대 방향의 평행전기장이 위치하도록 배열된 하부 평행전기장 생성부(50); 상기 하부 평행전기장 생성부 중 양극(anode)부에 인접하게 위치하여 상기 입사전자빔의 충돌로 상기 시료로부터 생성된 2차전자(70)를 검출하는 2차전자 검출기(10); 및 상기 시료로부터 방출된 후방산란전자(80)의 충돌로 상기 후방산란전자 충돌 형광판(300)에서 생성된 형광(95)이 진행하는 방향에 위치하는 형광검출기(30)를 포함한다. 도 3의 평행전기장 생성부(50, 60)는 1단으로 구성되어 있으므로, 전기장 방향이 도 1의 하부 2단 평행전기장 하단 생성부(50) 및 상부 2단 평행전기장 하단 생성부(60)와 동일할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 시스템의 대물렌즈(400)에 의해 집속된 전자빔이 시료(100)에 조사되면 시료에서 방출되는 2차전자(70)와 후방산란전자(80)는 대물렌즈 내부의 전극(450)에 이해 대물렌즈(400) 상부로 유도된다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 유도된 낮은 에너지의 2차전자(70)는 상기 하부 2단 평행전기장 생성부의 하단부(50)의 전기장에 의해 크게 휘어져 상기 2차전자 검출기(10)로 입사하여 검출된다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 유도된 높은 에너지의 후방산란전자(80)는 상기 하부 2단 평행전기장 생성부 하단부(50)의 전기장에 의해 궤도가 거의 바뀌지 않고, 후방산란전자 충돌 형광판(300)에 충돌하여 형광(95)을 방출하며 이 빛은 형광검출기(30)로 검출한다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 후방산란전자 충돌 형광판(300)은 원판형 또는 다각형이고, 상기 형광판은 금속재질 판에 상기 후방산란전자가 입사하는 하부면에 형광물질이 코팅될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서, 상기 2차전자 검출기가 인접하게 위치하는 상기 하부 평행전기장 생성부(50) 중 양극(anode)부는 전자가 통과하도록 메쉬(mesh) 또는 그리드(grid) 구조일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 도 3의 분리검출 시스템에서, 형광판 상하부 평행전기장 생성부의 전기장은 상기 입사전자빔을 진행경로인 제1 광축으로부터 벗어나 상기 후방산란전자 충돌 형광판의 개구부를 통과하도록 하고, 상기 개구부를 통과한 입사전자빔을 상기 제1 광축과 평행한 제2 광축으로 진행하도록 하는 입사전자빔 경로변화를 나타낸다. 상기 후방산란전자 충돌 형광판(300)의 상하 각각의 평행전기장 생성부(50, 60) 내부의 화살표는 전기장 방향을 나타낸다. 따라서 전기장이 향하는 방향이 음극(cathode)이며, 전기장이 출발하는 지점이 양극(anode)이다. 본 발명의 일 구현예에서, 상기 상부 평행전기장 생성부(60)의 전기장 방향과 상기 하부 평행전기장 생성부(50)의 전기장 방향은 서로 반대 방향이다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 상부 평행전기장 생성부(60)의 전기장은 상기 입사전자빔을 진행경로인 제1광축(510)으로부터 벗어나도록 하여 상기 후방산란전자 충돌 형광판(300)의 개구부(310)를 통과하도록 하고, 상기 하부 평행전기장 생성부(50)의 전기장은 상기 개구부(310)를 통과한 입사전자빔을 상기 제1 광축(510)과 평행한 제2 광축(520)으로 진행하도록 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 일 구현 예를 이용하여 설명한 것으로써, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에서 설명된 구현 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 구현 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10. 시료방출 2차전자 검출기
20. 후방산란전자 충돌판 방출 2차전자 검출기
30. 형광검출기
40. 자기장 렌즈를 형성하는 전자석
50. 하부 평행전기장 (하단) 생성부
55. 하부 평행전기장 상단 생성부
60. 상부 평행전기장 (하단) 생성부
65. 상부 평행전기장 상단 생성부
70. 시료에서 발생한 2차전자
80. 후방산란전자
90. 후방산란전자 충돌판에서 발생한 2차전자
95. 후방산란전자 충돌 형광판에서 생성된 형광
100. 시료
200. 후방산란전자 충돌판
210. 후방산란전자 충돌판 개구부
300. 후방산란전자 충돌 형광판
310. 후방산란전자 충돌 형광판 개구부
400. 대물렌즈
450. 대물렌즈 내부의 전극
500. 광축
510. 제1 광축
520. 제2 광축
600. 이동된 광 경로

Claims (6)

  1. 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템으로,
    상기 분리검출 시스템은, 시료로 향하는 입사전자빔의 경로상에 상기 입사전자빔의 진행방향과 수직한 방향으로 위치하는 판 형상인, 상기 입사 전자빔이 통과하는 개구부를 구비한 후방산란전자 충돌판;
    상기 입사전자빔의 경로와 수직한 평행 전기장이 상기 후방산란전자 충돌판 상부에 서로 반대되는 방향을 향하도록 2단으로 적층되어 배열된 상부 2단 평행전기장 생성부;
    상기 후방산란전자 충돌판을 기준으로 상기 상부 2단 평행전기장 생성부와 대칭되는 2단 평행전기장을 생성하도록 상기 후방산란전자 충돌판 하부에 2단으로 적층되어 배열된 하부 2단 평행전기장 생성부;
    상기 하부 2단 평행전기장 생성부의 하단부 중 양극(anode)부에 인접하게 위치하여 상기 입사전자빔의 충돌로 상기 시료로부터 생성된 2차전자를 검출하는 2차전자 검출기; 및
    상기 하부 2단 평행전기장 생성부의 상단부 중 양극(anode)부에 인접하게 위치하여 상기 시료로부터 방출된 후방산란전자의 충돌로 상기 후방산란전자 충돌판으로부터 생성된 2차전자를 검출하는 2차전자 검출기를 포함하고,
    상기 상부 2단 평행전기장 생성부의 상기 후방산란전자 충돌판과 접하는 전기장 방향과 상기 하부 2단 평행전기장 생성부의 상기 후방산란전자 충돌판과 접하는 전기장 방향은 동일한 방향이며,
    상기 상부 2단 평행전기장 생성부와 상기 하부 2단 평행전기장 생성부의 각 전기장은 상기 입사전자빔의 진행경로를 광축으로부터 미리 정한 경로만큼 이동시켜 상기 후방산란전자 충돌판의 상기 개구부를 통과하도록 하고, 통과후에는 광축으로 복귀시키는,
    전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 후방산란전자 충돌판은 원판형 또는 다각형이고,
    상기 후방산란전자 충돌판으로 후방산란전자가 입사하는 하부면은 2차전자 생성을 위한 도전체가 코팅된,
    전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 2차전자 검출기가 인접하게 위치하는 상기 하부 2단 평행전기장 생성부의 상단부와 하단부의 각 양극(anode)부는 전자가 통과하도록 메쉬(mesh) 또는 그리드(grid) 구조인,
    전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템.
  4. 전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템으로,
    상기 분리검출 시스템은, 시료로 향하는 입사전자빔의 경로상에 입사전자빔의 진행방향과 경사지게 위치하고, 상기 입사 전자빔이 통과하는 개구부를 구비한 후방산란전자 충돌 형광판;
    상기 입사전자빔의 경로와 수직한 평행 전기장이 상기 후방산란전자 충돌 형광판 상부에 위치하도록 배열된 상부 평행전기장 생성부;
    상기 후방산란전자 충돌 형광판 하부에 상기 상부 평행전기장 생성부와 반대 방향의 평행전기장이 위치하도록 배열된 하부 평행전기장 생성부;
    상기 하부 평행전기장 생성부 중 양극(anode)부에 인접하게 위치하여 상기 입사전자빔의 충돌로 상기 시료로부터 생성된 2차전자를 검출하는 2차전자 검출기; 및
    상기 시료로부터 방출된 후방산란전자의 충돌로 상기 후방산란전자 충돌 형광판에서 생성된 형광이 진행하는 방향에 위치하는 형광검출기를 포함하고,
    상기 상부 평행전기장 생성부의 전기장 방향과 상기 하부 평행전기장 생성부의 전기장 방향은 서로 반대 방향이며,
    상기 상부 평행전기장 생성부의 전기장은 상기 입사전자빔을 진행경로인 제1 광축으로부터 벗어나도록 하여 상기 후방산란전자 충돌 형광판의 개구부를 통과하도록 하고, 상기 하부 평행전기장 생성부의 전기장은 상기 개구부를 통과한 입사전자빔을 상기 제1 광축과 평행한 제2 광축으로 진행하도록 하는,
    전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 후방산란전자 충돌 형광판은 원판형 또는 다각형이고,
    상기 형광판은 금속재질 판에 상기 후방산란전자가 입사하는 하부면에 형광물질이 코팅된,
    전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 2차전자 검출기가 인접하게 위치하는 상기 하부 평행전기장 생성부 중 양극(anode)부는 전자가 통과하도록 메쉬(mesh) 또는 그리드(grid) 구조인,
    전자현미경의 이차전자와 후방산란전자 분리검출 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100494298B1 (ko) * 1997-04-18 2005-09-14 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 주사전자현미경
JP4236742B2 (ja) * 1998-10-29 2009-03-11 株式会社日立製作所 走査形電子顕微鏡
KR101693536B1 (ko) * 2015-11-23 2017-01-06 한국표준과학연구원 하전입자선 장치

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