분석 및 광학기기의 Partner

SEM용 3차원(3D surface analyzer) 표면 분석 소프트웨어

2009-05-21T23:00:45Z

SEM/TEM용 3차원 표면 분석 소프트웨어 (3D surface Image Analyzer for SEM)

SEM 이미지 분석의 한계가 단지 표면 형상 측정입니까?

SEM 에서 취득된 이미지를 3D 로 구현하여 Profile 및 모든 3차원 계측이 가능한 강력한 소프트웨어 입니다.

아래 카다로그 파일 첨부합니다.(열기 말고 저장하기로 저장하고 열어야 합니다)

진정한 표면 계측 장치에 디지털 이미징과 SEM을 켤 수있는 독립 실행형 소프트웨어 패키지입니다. 3 차원 정보를 자동으로 검색하고 매우 강력한 정확하고 치밀한 계측을 실행한 후 추적 검사를 수행하는 데 사용되는 3 차원 데이터를 제시하며 3차원 스테레오 이미지를 사용하는 소프트웨어입니다.

전자 현미경 배율 계측 및 마이크로 및 나노 수준의 정보를 얻을 수있습니다. 매우 쉽게 사용할 수 있으며 Profile, 거칠기, 면적 측정, 볼륨 및 모든 측정과 보정이 가능하며 ISO 표준을 준수합니다. Mex의 성능은 세계전역에 걸쳐 많은 고객들이 선도적인 기업과 대학에서 이미징 및 분석 기술을 인정받고 있습니다.

사용자는 광학 이미지에 대한 경로를 정의하고 해당 차원의 프로필을받습니다. 거칠기와 등고선을 측정하여 얻은 ISO 인정 4,288분의 4,287 국제 표준을 준수합니다.프로파일 분석도있습니다 서클, 앵글이나 다른 사람과 같은 원시의 피팅. 또한, 수동 및 반자동 측정 가능성을 제공합니다.

MeXBrochures.pdf

3D surface metrology with a standard SEM

MeX turns any SEM into a measurement device

MeX is a stand alone software package that turns any SEM with digital imaging into a true surface metrology device. Using stereoscopic images the software automatically retrieves 3D information and presents a highly accurate, robust and dense 3D dataset which is then used to perform traceable metrology examination. The results are obtained irrespective of the SEM magnification providing metrology and macro and micro levels.

The Software is extremely easy to use. The modular design of the package allows flexability in use; It also permits users, to purchase only the modules they require. The analysis modules allow measurement of profile, roughness, area, volume and "Z" height. All measurements are traceable, can be calibrated and conform to ISO standards.

The performance of MeX has been proved by many customers in leading companies and universities throughout the world, providing imaging and analysis previously unobtainable with SEM images.

Height & Roughness Analysis

Profile measurement enables virtual cutting of specimen. The user defines a path on the optical image and receives the corresponding 3D profile. Roughness and contour measurements conform to recognized EN ISO 4287/4288 international standards. The profile analysis also allows the fitting of primitives such as circles, angles or others. Further, manual and semi automatic measurement possibilities are provided.

Profile extraction with different width
Filtering of the profile with selectable Lc value with ISO 4288 conformity information
Manual cursor measurement
Automatic measurements of lines, parallel lines, single height steps, double height steps, ISO 5436 conform height steps, angles, 2 line angles and circles
ISO 4287 conform calculation of the following primary parameters: Pa, Pq, Pz, Pp, Pv, Pc, PSm, Psk, Pku, Pdk
ISO 4287 and ISO 11562 conform calculation of the following roughness parameters: Ra, Rq, Rz, Rp, Rv, Rc, RSm, Rsk, Rku, Rdk
ISO 4287 conform calculation of the following waviness parameters: Wa, Wq, Wz, Wp, Wv, Wc, WSm, Wsk, Wku, Wdk
Calculation of fourier spectrum of profiles
Calculation of bearing ratio curve
Calculation of statistical parameters of profiles

Area Analysis

Area analysis provides the determination of Ra, Rq and Rz. Parameters like roughness, waviness and the fractal dimension of user defined surface patches are achieved. The user defines a region of interest such as a rectangle or polygon and MeX auto- matically calculates the values. For the visual representation of the surface a grey scale or pseudo colored depth map can be used. It is also possible to display ISO-lines to highlight depth variations.

Calculation of surface parameters like Sa, Sq, Sz, Sp, Sv
Calculation of fractal dimension
Extraction of horizontal and vertical profiles
Filtering of profiles
Calculation of mean of the primary, roughness and waviness values of the horizontal and vertical profile
Calculation of the primary, roughness and waviness parameter of the mean horizontal and vertical profile
Calculation of bearing ratio curve
Calculation of bearing area curve

Volume Analysis

Volume analysis calculates the volume of voids and protrusions. The measurement area is defined directly on the optical image. The volume is determined throughout the computation of a soap film model. For the 3D-boundary of the selected area MeX calculates a covering surface that behaves like a soap film.

Selectable area for volume measurement
Selectable reference surface (plane, minimum spanning surface, top and bottom cover)
Automatic calculation of reference plane from 3D points

2D Image Analysis

2D image analysis allows the performance of manual and semi automatic measurement of simple primitives. Also, the ability to write on the images as well as saving measurement results in a comprehensive and easy to use database is provided.

Manual measurement of lines, parallel lines, arcs, circles, ellipses, polygons, polylines, freehand, marker
Automatic measurement of lines, parallel lines, circles, arcs
Statistical calculation of results such as mean, standard deviation, minimum, maximum, median
Automatic search of equally shaped structures on the image

tag : 3D, 3차원, SEM, 전자현미경, 표면분석, 3D surface, Image analyzer, 표면 이미지

전자현미경 시편 제작법 / 시료 전처리

2009-05-07T02:33:11Z

주사전자현미경 시편 제작 방법 / 시료 전처리 방법

1. 일반시료 제작법

SEM의 시료제작법은 기본적으로 광 . 투과 전자 현미경(TEM)에 응용되어 온 방법을 기본으로 하고 있으나, SEM 특유의 관찰조건 때문에

시료제작법을 그대로 적용하는 것만으로는 불충분하여 고진공도를 유지시킬 것과 시료표면을 변형시켜서는 안될 것 등 관찰표면이 시료의

표면 형태로 제한되어 있기 때문에, 시료 제작법도 SEM 관찰조건에 맞는 방법을 선택해야할 필요가 있다. SEM으로 시료를 관찰할 경우,

시료에 따른 조건이 있다. 이 조건을 갖추기 위해 시료제작이 필요하다. SEM에서 관찰가능한 시료의 크기는 장치에 따라, 표준 stage,

대형 stage등 여러 종류의 stage가 있으며, 그 이용 목적과 stage크기에 맞게 시료 제작을 세분화해야만 한다. 시료는 진공 중에서도 같은

형태를 유지해야 하며 특히 생물, 식물시료와 수분을 가지고 있는 시료의 경우, 시료를 고정, 탈수, 건조 등의 전처리가 필요하다.

시료는 전자선의 조사에 의해 2차 전자, 반사 전자, 흡수 전자, 투과 전자등이 발생되며, 그 중 흡수 전자는 도전성의 시료인 경우에 stage를

통해 접지된다. 그러나 비도전성 시료인 때에는 시료내와 시료표면에 전자가 모여 charge-up현상을 일으킨다.

Charge-up이 생기면 정상적으로 상을 관찰하기 어렵게 되며, 동시에 2차 전자의 발생이 불안정하게 된다. 그 결과, SEM상에 장애가 일어나

안정된 상관찰이 불가능하게 된다. 이러한 charge-up을 방지하기 위하여 상관찰전에, 진공증착장치, 이온코팅장치등을 사용해 탄소, 금,

금-팔라듐, 백금-팔라듐등 시료표면에 코팅해야 할 필요가 있다. 시료의 코팅은 관찰목적에 따라 코팅의 두께를 변화시켜야 한다.

2. 시료제작에 필요한 물품

장치의 시료 stage 크기에 따라 여러가지 크기의 시료대도 상품으로 나와 있으므로 관찰목적 및 장치크기에 따라 적당히 선택하여 사용한다.

접착제는 시료를 시료대에 붙이거나 시료지지판을 시료대에 붙일 때 사용하며 일반적으로 은 페이스트, 탄소 페이스트을 사용하는 데, 이는

시료와 시료대 사이가 도전될 수 있게 하는 데 한다. 양면 테이프는 분체, 섬유등의 시료를 접착할 때 쓴다. 이 경우 도전성을 지니도록 코팅해야 한다.

3. 코팅의 목적과 방법

코팅을 하는 목적은 Charge-up현상의 방지를 위해서이며, 시료에 전자선이 직접 닿는 것을 방지하고, 열에 대해서는 어느 정도 견디는 힘을

갖게 하는 것이다. 또한 시료의 축소와 팽창을 막고, 2차 전자가 많이 발생하면 밝고 질좋은 상을 얻을 수 있기 때문이다. SEM은 시료표면

으로부터의 2차 전자 신호만으로 상형성이 되는 것이 아니고, 시료 내부의 정보를 가진 전자도 포함되어 있다. 코팅은 시료표면에 탄소, 금

등을 얇게(50∼200Å) 코팅한다. 코팅을 하는 방법은 진공증착법과 Ion sputter법이 있다. 이중 진공증착법은 10-4∼10-7torr정도로 배기된

bell-jar안에서 금등의 금속을 텅스텐선의 basket에 집어넣고 가열 증발시켜 시료의 표면에 금속막을 입힌다. 요철이 심한 시료의 경우에는

모든 각도로부터 시료표면에 금속의 증발입자를 골고루 입혀야 하므로 시료를 여러 각도로 회전시키는 짐벌기구가 부착되어 있는 증착기를

사용하는 것이 좋다. 증착재료로는 일반적으로 금, 탄소가 많이 사용되고 있다. 둘째로 Ion sputter법이 있는데 가장 널리 쓰여지는 방법이다.

이것은 장치의 구조가 간단하고 조작도 쉽기 때문이며 sputter입자는 시료 전부분 골고루 막을 형성하기 때문에 charge-up 방지효과가 월등하다.

결점으로는 탄소 코팅이 불가능하며 ion에 의해 시료가 손상받는 경우가 있다. 코팅재료는 SEM 상관찰의 배율에 따라 골라 사용할 필요가 있다.

일반적으로 1만배이상에서 금, 1∼5만배 정도에서 금 혹은 금-팔라듐, 5만배 이상의 경우 금-팔라듐, 백금-팔라듐 혹은 백금의 코팅 재료를

사용하는 것이 좋다.

4. 비생물 시료 제작법

도전성 시료는 charge-up현상이 나타나지 않기 때문에 코팅을 할 필요는 없고 은 페스트 혹은 카본 페스트로 시료대에 접착할 수 있는 크기일

경우엔 직접 stage에 나사로 고정, 접지를 만들어 주어도 좋다. 또한 SEM은 시료표면 형태를 관찰하기 때문에 표면을 초음파 세척기로 깨끗이

세척한 뒤 시료제작을 하여야 한다. 시료상태, 관찰목적에 따라 도전성 시료일지라도 금등으로 코팅을 하여 관찰하면 2차 전자 발생효율을

높여서 좋은 상을 관찰할 수도 있다. 비도전성 시료중에서 분체시료는 분체의 크기가 직경이 약 10마이크로미터 이하의 것에 대해서는 시료가

용해되지 않는 유기용매에 분산시켜, 직접 시료대 위에나 은 페이스트로 고정시킨 유리 혹은 운모판위에 놓아 건조시킨다. 직경이 10마이크론

이상의 시료에 대해서는 시료대 위에 양면접착 테이프를 붙이고 네귀퉁이에 은 페이스트 혹은 탄소 페이스트를 붙인다.

그 위에 대나무봉에 솜을 감아 시료를 묻혀 시료대 위에 털어 묻힌다.

그 후 air spray로 여분을 불어낸다. 직경 1mm이상의 미립자 시료에 대해서는 TEM용 멧슈에 코로지온 막을 만든뒤 탄소 코팅을 하고서 그 위에

시료를 놓고 관찰한다. 이러한 시료는 물론 금, 금-팔라듐등으로 코팅한다. 박막 박판의 경우는 종이, 섬유 sheet-필름등의 고분자 재료 시료는

시료대위에 올려 놓을 수 있는 크기로 잘라내어 시료대위에 붙인 양면 테이프 혹은 은, 탄소 페이스트에 직접 고정시킨다.

섬유등은 양끝을 은 페이스트에 접착, 고정시키면 좋다.

종이, sheet-필름 등은 필히 네 귀퉁이에 은 페이스트를 살짝 묻혀 고정시킨후 금등으로 코팅한다. 목재나 금속재료등과 같은 시료는 시료대

위에 올려 놓을 수 있는 크기로 잘라 직접 시료대에 은 페이스트, 탄소 페이스트등으로 접착, 고정시킨다. 주변에도 도전성 도료를 칠해, 금으로

코팅한다. 이때, 페이스트를 너무 바르면 상관찰시 배출기체가 발생하여 진공도가 나빠지는 수가 있으므로 주의한다.

반도체, IC시료의 경우는 반도체, IC시료등은 형태, 형상의 관찰을 필요로 할 경우 시료대에 은 페이스트등으로 고정하고 코팅한다.

최근 IC wafer를 그대로 무증착으로 관찰하는 경우가 많아졌다. 이런 경우는 SEM의 가속 전압을 줄여서 charge-up을 방지한다.

5. 생물 식물시료의 제작법

관찰할 시료가 살아있는 상태와 유사한 조건에서 관찰하기 위해서는 다음과 같은 순서로 시료제작을 해야 한다. 시료채취는 생물, 식물등의

시료를 관찰목적에 따라 조직을 잘라내, 4℃로 냉각되어 있는 인산버퍼(buffer) 용액속에 넣어 세척한다.

2∼3％의 gultavaldehyde, 인산버퍼 용액속에 약 5분간 넣어 둔다. 면도칼로 시료대에 놓을 만한 크기로 자른다. SEM으로 관찰하기까지의 과정

에서 형태가 변화하지 않도록 하기 위해 화학적인 처리를 하는 것이다. 고정액은 통상 2∼3％의 gultavaldehyde, phosphate buffer를 전고정액으로

사용한다. 보통 식물은 1∼2％의 potassium permanganate를 사용한다. 또한 경우에 따라서 후고정을 할 때도 있다. 전고정을 2∼3％의 gultavaldehyde, phosphate buffer로 약 2시간으로 고정하고 고정온도는 약 4℃로 한다. Phosphate buffer(4℃)에서 2시간 세척한다.

1％ O6, O4 phosphate buffer(4℃)에서 2시간 고정한다. 탈수시 표면형성 변화를 일으키지 않게 하기 위해 보통적인 탈수조작이 필요한데 50％ 아세톤

용액에서 실온으로 5분간 2회 탈수한다. 70％ 아세톤 용액에서 실온으로 5분간 2회 탈수한다. 80％ 아세톤 용액에서 실온으로 10분간 2회 탈수한다.

90％ 아세톤 용액에서 실온으로 15분간 2회 탈수한다. 100％ 아세톤 용액에서 실온으로 20분간 2회 탈수한다. 탈수가 끝난 시료는 마지막으로 시료에

포함되어 있는 아세톤을 건조시켜야만 한다. 건조가 끝난 시료를 시료대에 은 페이스트로 고정하고 금등으로 코팅한다.

곤충류등의 시료는 클로로포름등으로 마취시킨 상태로 시료대에 올려놓고 금 코팅을 하여 관찰한다.

좋은하루 되세요!!!

tag : 시편, 코팅, 전처리, SEM, 전자현미경, 시료, 시편제작

SEM으로 찍은 입자 이미지 분석 소프트웨어(Particle Image Analyzer)

2009-05-04T00:30:17Z

SEM/TEM 등 전자현미경으로 찍은 입자 이미지/ Particle Image를 가지고 분석하는

입도 분석 소프트웨어로 측정 하는 방법 및 특장점입니다.

1. 기존의 수동이 아닌 간단한 설정으로 자동으로 입자를 스캔하여 인식하며 수동으로도 입자의 인식이 가능합니다.

2. 각 spot 간의 거리, 치수 등 모든 size 계측이 가능합니다.

3. 입자의 개별 크기 뿐 아니라 전체적인 입도분포도를 보여줌으로 별도의 입도분석기를 사용하지 않고도 입도분석기의

모든 기능을 이용할수 있습니다.

4. 전체적인 입자들의 평균 사이즈 및 데이터를 보여줍니다.

5. 수천개에 해당하는 각 개별 입자의 치수, 지름, 원주 , 구형도 및 12가지의 개별 입자의 모든 정보를 Table로 보여줍니다.

장점*
1.화상 사진으로부터 여러 가지 데이터를 측정할수 있습니다.
2.측정은 간단한 조작으로 가능합니다.
3.배율이 표기된 모든 사진은 측정 가능합니다.
4.화상 사진으로부터 즉시 입자를 감지하는 여러 TOOL이 있습니다.
5.측정 데이터를 분석하는 여러기능이 있습니다.

Operation

1단계. 샘플사진을 파일에서 열다.
첫째 : 화상사진을 파일 혹은 사진(scanning함)에서 open

2단계.사진에서 입자를 인식(pick up)
첫째 : 입자 측정은 아래의 6 가지 tool에의해 측정한다.
  1.Automatic tool
  2.Easy tool
  3.Joint tool
  4.Point tool
  5.Pen tool
  6.Eraser tool
둘째 : 입자선택후 배율입력후 측정 button을 누른다.

3단계.측정 과 분석
첫째 : 측정결과는 분석결과 window화면에 보여진다.
둘째 : 데이터와 모든 그라프는 저장 및 프린터가 가능하다.

Automatic tool

자동scan으로 사진상의 입자를 선택

2.Easy tool

반자동으로 각각입자의 center를 클릭하면각각 입자를 감지

3. Joint Tool

입자의 경계가 분리된 경우 하나의 입자로 계측가능하게 합침

4.Point tool

막대모양등의 입자측정시 point와 point를 연결하여 하나로 계측하게 함

5. Pen tool

수동으로 마우스를 이용하여 직접 입자의 모양을 그려 계측

Specification
I.Measurement data
  *Particle diameter
    1.Diameter of a equivalent circle
    2.Diameter of same circumference length circle
    3.Major axis/Minor axis
    4.Maximum length/Minimum length
  *Shape factor
    1.Degree of circularity/Degree of roundness
    2.Shape coefficient
    3.Aspect ratio
II.Analysis functiom
    1.Particle size distribution graph and data
    2.Statistical mean diameter
    3.Diameter of frequency and accumulation
    4.Shape factor graph
    5.Changeable fanction:Diameter classification
Up/Down of sieve,On/Pass of diameter,
Volume/number/length/area-size distribution.etc..
운영환경:OS:Windows '98/Me/2000/Xp
      CPU:1.7GHz or more(recommendation)

tag : SEM, TEM, 입도분석, 입도분석소프트웨어, Particle Image Analyzer

오스뮴코터 FE-SEM 분석에서는 필수인 오스뮴 코팅! 그 장점

2009-05-01T13:06:36Z

오스뮴코터 브로셔.pdf

오스뮴 코터!!!

FE-SEM 분석에는 없어서는 안될 시편 전처리장비인 오스뮴 코터 !!! (Osmium Coater),

오스뮴 스퍼터(osmium sputter) 라고도 합니다. 오스뮴코터 카다록을 맨위에 첨부합니다.

오스뮴코팅의 기본 개념과 특징에 대해 알아보겠습니다.

오스뮴은 원자기호 76번으로 다이아몬드 만큼이나 단단하다고 많이 알려져 있는데 그 의미는 과연 무엇일까요?

오스뮴은 왕수라는 것에 녹지않는 금속으로서 왕수란 질산과 염산의 혼합물로 플라스틱과 유리빼고는 다녺이는 것인데..이 오스뮴이라는 것 만은 녹이지못합니다.

그리고 주기율표라는 것을 찾아보세요... 금속은 왼쪽 아래로 갈수록 금속으로써의 성질이 좋습니다.

1. Osmium Coater의 장점

SEM (주사형 전자현미경) 시료의 전도처리(금속 코팅)는 Gold Sputter Coater나 Carbon Coater 또는 Vacuum Evaporator 가 일반적으로 사용되고

있다. 그러나, 최근 FE-SEM과 같이 고분해능 전자현미경을 사용해서 다양한 시료의 초미세구조를 관찰하려면 이러한 장치로는 대응이 쉽지 않다.
특히, 전자현미경실에서 가장 많이 사용되고 있는금,백금 전용 이온코터(Gold Sputter Coater) 의 문제점을 보면...

첫째,

고배율의 관찰을 하면 증착입자가 눈에 띄게 나타나며, 열에 약한 시료는 열에 의한 손상을 일으켜, 변형되거나 변질을 일으키기 쉽다.

둘째,

Gold Sputter Coater는 요철이 있는 복잡한 Sample에서 세세한 곳까지 모두 코팅하고, Charge up을 방지하기 위해서는 막을 두껍게 코팅할 수 밖에

없다. 따라서 복잡한 형상의 시료는 미세구조가 증착입자에 의해서 파묻혀서, 소위 눈덮인 상태로 되어 미세구조 관찰이 곤란하게 된다.

(그림 1 참고)

<그림 1>

2. Plasma CVD(chemical vapor deposition) Osmium Coater의 원리

Plasma CVD로 오스뮴코팅을 하면 그림 2)와 같이 양극과 음극이 설치된 진공챔버(vacuum chamber)내에 소량의 오스뮴승화 가스를 도입시키며,

전극 사이에 전압을 걸어서 방전을 시키면 도입된 gas는 plasma 상태로 되어 청자색(靑紫色)으로 빛이 난다.
이때 특히 음극 부근의 Negative Glow Phase로 불리우는 영역에서는 Positive Column으로 불리우는 Plasma 상태의 영역보다 음이온화된 오스뮴

원자가 격렬하게 충돌하면서 농축된다. 이곳 즉, Negative Glow Phase 안에 시료를 놓으면, 시료 표면에 양이온화된 오스뮴만 원자 레벨에서 부착,

축적되는 방법이다.

여기에 형성된 오스뮴막의 특성은 비결정(非結晶)의 무결정(amorphous) 상태로써 고배율 관찰에서도 입자의 입상성(粒狀性)이 없다.

오스뮴은 백금(pt)이나 Paladium(pd) 등과 동족 원소이므로 전도성도 우수하고 전자현미경 관찰시의 2차 전자의 방출효율도 양호하여, 지극히

선명한 SEM 관찰이 가능하다.

그림 2) 오스뮴 코터의 원리

3. 전자현미경 시료사진의 비교

A. 사진 3)은 Stocking (스타킹) 의 구조상으로 Osmium Coating에서는 회전 영입이 확실히 좋다.

사진 3) 스타킹의 구조상 비교

B. 사진 4)는 개미의 머리부분을 촬영한 것으로 Sputter Coating 에서는 촉각의 일부분이 나타나지 않는다.

C. 사진 5)에서 눈 부분을 확대해 보면 개미의 눈( 復眼) 에는 곳곳에 돌기가 있지만, Sputter Coater 에서는 돌기가 Coating時에 열의 영향으로

손상을 입었음을 알 수 있다.

사진 4) Heads of Ants 왼쪽은 Osmium coating, 오른쪽은 Sputter coating(Au/Pd) 사진 비교

사진 5) Compound eyes of ants 왼쪽은 Osmium coating, 오른쪽은 Sputter coating(Au/Pd) 사진비교

tag : 이온코터, 오스뮴, 오스뮴코터, 오스뮴 코터, 오스뮴 스퍼터, Osmium Coater, Osmium Sputter