집속이온빔 장치를 이용한 시료제작

전문가 제언

○ SEM을 이용하여 시료의 표면을 관찰할 수 있으나 시료 내부의 정보는 얻을 수 없다. TEM으로 시료의 절편을 관찰하므로 시료 내부에 대한 정보를 얻을 수 있으나 시료의 전처리 과정이 필요하다. 이온빔은 이온 원에서 인출한 이온을 집속하여 시료 위에 충돌시켜서 시료와의 스퍼터링 현상에 의하여 시료를 가공하는 원리이므로 시료의 손상이 문제가 된다. 결정구조의 손상을 줄이기 위해서 다양한 방법이 제안되고 있다.

○ 최근에 상용화되는 이중 빔 장치는 2개의 빔을 사용하여 FIB 작업 후에 시료표면을 전자빔으로 관찰한다. 고집적 다층박막의 표면 및 계면을 고분해능 영상으로 분석할 수 있어 많이 활용하고 있다. 마이크로, 나노 스케일 재료의 단면관찰, 패턴의 절단 및 접합, 나노 구조체 제작, 극미소 영역에 대한 TEM 시료제작에 유용하게 사용되고 있다.

○ SEM을 이용하여 시료의 표면을 관찰할 수 있으나 시료 내부의 정보는 얻을 수 없다. TEM으로 시료의 절편을 관찰함으로써 시료 내부에 대한 정보를 얻을 수 있으나 시료의 전처리 과정이 필요하다. 이온빔은 이온 원에서 인출한 이온을 집속하여 시료 위에 충돌시켜서 시료와의 스퍼터링 현상에 의하여 시료를 가공하는 원리이므로 시료의 손상이 문제가 된다. 결정구조의 손상을 줄이기 위해서 다양한 방법이 제안되고 있다.

○ 최근에 상용화된 이중 빔 장치는 2개의 빔을 사용하여 FIB 작업 후에 시료표면을 전자빔으로 관찰한다. 고집적 다층박막의 표면 및 계면을 고분해능 영상으로 분석할 수 있어 많이 활용하고 있다. 마이크로, 나노 스케일 재료의 단면관찰, 패턴의 절단 및 접합, 나노 구조체 제작, 극미소 영역에 대한 TEM 시료제작에 유용하게 사용되고 있다.

○ 리프트 아웃 법을 활용하여 에너지 분산 X선 분석, 오제전자 분광분석, 주사 탐침 현미경에 의한 물리적 분석 등 각종 분석을 하면 시료가 2차 들뜸 등의 영향을 거의 받지 않는 양호한 분석 결과를 얻을 수 있다. 또 고해상도 깊이 방향 분석이 가능한 것으로 주목받고 있는 원자 탐침 전계이온 현미경의 시료 제작에 FIB를 이용하는 수법도 제안되고 있다.

○ 현재 FIB는 재료, 반도체, 세라믹 시료의 정밀 미세가공 장비로서 연구 및 산업 현장에서 폭넓게 활용되고 있다. 융점이 낮은 시료는 본래의 형태에서 변형되기 쉬우므로 시료 대를 냉각상태로 하여 가공하는 방법도 있다.

○ 현대 첨단과학의 꽃인 나노 스케일 이미지 처리 분야는 비약적인 발전을 하고 있다. 그러나 국내 재료과학 분야에서는 이중 빔 장치를 이용한 금속, 세라믹, 반도체 등의 재료에 대한 3차원 구조의 연구는 아직 초기 단계로 충분하게 연구되어 있지 않다.

저자

S. Sadayama

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

48(5)

잡지명

材料の科學と工學

과학기술
표준분류

재료

페이지

210~215

분석자

강*태

분석물

• 집속이온빔 장치를 이용한 시료제작.pdf [316,441 byte]

이미지변환중입니다.