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전자현미경 : 투과상, 회절패턴 동시 관찰

전문가 제언: ○ 전자현미경은 광 대신 가속된 전자선과 정전식, 전자기적 렌즈를 이용하여 시료를 통과한 전자빔으로 10만∼1,000만 배의 투과전자영상을 얻을 수 있는 장치로서 해상도는 nm 수준이어서, 나노기술연구에 필수적인 도구다. 투과전자현미경(TEM)은 반도체의 결함분석, 선폭측정, 생물학에서 세포, 분자구조, 3D 조직영상, 재료과학에서 나노구조, 신소재 특성평가, 산업에서 품질관리, 결함분석 등에 광범위하게 응용된다.

○ 2013년 미국 Transparency Market Research에 의하면 현미경디바이스 세계시장은 2011년 30억 달러에서 2018년에 62억 달러로 성장할 것으로 예측된다. 이러한 성장은 주로 재료과학, 반도체, 생명과학에서 응용되고 있는 나노기술 개발의 세계적 추세에 기인한다. 현미경디바이스 세계시장을 리드하는 주요기업은 Hitachi High-Technologies Corp., Carl Zeiss, FEI, JEOL, Leica Microsystems, Nikon, Olympus 등이다.

○ 본 발명은 일본 Hitachi High-Technologies Corp.이 발명한 투과전자현미경에 관한 것이다. 전자원에서 발생한 전자빔을 시료에 조사, 이 시료를 회절하여 투과한 전자가 결상하는 위치에 환상의 제1검출기를 놓는다. 이 검출기의 중앙(회절패턴의 중앙)을 통과하는 투과전자선을 검출하는 제2검출기를 설치, 제1검출기에 의한 시료의 전자선 회절패턴과 제2검출기에 의한 시료의 투과전자상을 동시에 획득할 수 있다.

○ KISTI의 DB NDSL에서 특허 ‘electron microscopy'를 검색하면, 미국이 696건으로 제1위이고 다음은 국제 266건, 유럽 178건, 일본, 104건, 한국 42건 순이다. 한국 특허 중 한국인이 출원한 것을 보면, 삼성전자에서 SEM 회전조작장치, 패턴의 선폭 측정방법, LG전자에서 TEM용 시편 제작방법, 기계연구원에서 전자빔 주사장치, 한국기초과학지원연구원에서 초저온 전자현미경 시편 준비 장치 등을 출원하였다.

○ 전자현미경 국산화는 2000년대 초반부터 한국표준과학연구원 조양구 박사팀에 의해 수행되어, 개발된 기술을 2007년 (주)코셈(COXEM)에 이전, 현재 CX-200TA SEM(배율 : 10만배, 해상도 3∼10nm) 등을 생산 시판하고 있다. 앞으로 기술수준을 더욱 고도화해 나가야 할 것이다.

저자: Hitachi High-Technologies Corporation
자료유형: 니즈특허정보