기술 소개

Equipment

• FIB (Focused Ion Beam, 집속이온빔)는 가늘게 집속된 이온 빔을 시료 표면에 주사하여 미세한 현미경 영상을 관찰하거나 시료 표면을 정밀하게 가공하는 데 사용하는 장비
• 나노 사이즈 이미지를 관찰하고 시료를 조작 및 가공할 수 있는 10nm 단위의 정밀도를 가진 가공 장비

Specifications

Focused Ion Beam (FIB)-I (Helios 600 with TKD)

• Ion Source : Ga+
• 표면·단면 분석/회로 수정
• TEM 시편 제작

Focused Ion Beam (FIB)-II (Helios 650 with EBSD)

• Ion Source : Ga+
• 표면·단면 분석/회로 수정
• TEM 시편 제작
• EBSD 분석

Focused Ion Beam (FIB)-III (Helios G3 CX)

• Ion Source : Ga+
• 표면·단면 분석/회로 수정
• TEM 시편 제작

Focused Ion Beam (FIB)-IV (SMI 3050SE)

• Ion Source : Ga+
• 표면·단면 분석/회로 수정
• TEM 시편 제작

Applications

시편 제작 (TEM/APT 분석용)

• 시편 종류에 관계없이 분석이 필요한 위치를 확인한 후
  해당 위치에서 분석 방법에 맞는 두께와 길이로 정밀시편 제작

단면 분석 (불량 분석)

• 시편의 특정 위치를 Ga+ 이온으로 Etching하여 단면을 Vertical Image로 관찰

Equipment

• TEM (Transmission Electron Microscope, 투과전자현미경)은 얇은 시료에 전자를 통과시켜 고배율의 이미지를 얻는 분석 장비
• 전자의 파장은 가시광선보다 훨씬 짧아 나노 단위의 미세 구조를 선명하게 관찰할 수 있음
• 금속 재료의 석출물, 반도체 재료의 계면, 나노 입자 등 다양한 물질의 구조 및 성분비 분포 분석

Specifications

HR-(S)TEM-I (JEOL JEM-2100F)

• Acceleration Voltage : 200KV
• Resolution : 0.19nm @ 200KV
• STEM Resolution : 0.20nm
• EDS Resolution : 136eV
• Energy Resolution : 0.8eV @ 200KV
• EELS Spectrometer : Gatan (776 Enfina 1000 PEELS)
• Resolution with Probe Cs-Corrector : < 0.10nm (STEM mode)
• STEM-HAADF : 0.096nm
• STEM-BF : 0.14nm
• STEM (Scanning Transmission Electron Microscopy) Powerful analytical techniques that utilize a finely focused electron probe for imaging and analysis. (Analytical capabilities are essential to materials science, with applications in semiconductors, metals, ceramics, and polymers.)

Process Result

Specifications

HR-(S)TEM-II (JEOL JEM-2200FS)

• Acceleration Voltage : 160, 200KV
• Resolution : 0.19nm @ 200KV
• STEM Resolution : 0.20nm
• EDS Resolution : 136eV
• Energy Resolution : 0.8eV @ 200KV
• Image Cs-Corrector : Atomic Resolution Imaging
• In-Column Omega Type Filter : Energy-Filtered TEM, Elemental Mapping (EELS)
• SEnergy Filtering Slit : Electron Energy Loss Spectroscopy Imaging

Applications

• Nano-structured Core-shell Analysis
• Oxidation Characterization in Nano-particles
• Elemental Mapping of Nano-sized Precipitates in Steel

Process Result

Equipment

• FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscopy, 주사전자현미경)는 전자총에서 방출한 전자빔을 렌즈나 코일을 이용해 Probe 형태로 형성한 뒤 시료 표면을 주사하면서 생성되는 신호 (이차전자, 후방산란전자 등)를 모니터링하여 표면 형상을 영상으로 구현하는 장비

High Resolution FE-SEM-Ⅰ (JEOL JSM-7401F)

• 저배율 전용
• 표면·단면 분석 샘플 : 박막 두께 100nm 이상
• BE 이미지 분석

High Resolution FE-SEM-Ⅱ (JEOL JSM-7800F PRIME)

• 표면·단면 분석 샘플 : 박막 두께 20nm 이상
• BE 이미지 분석
• Dual Detector EDS 분석
• 특수 모드 (GB), CF 기능

High Resolution FE-SEM-Ⅲ (HITACHI S-4800)

• 표면·단면 분석 샘플 : 박막 두께 50nm 이상
• BE 이미지 분석 불가 (Detector 없음)
• Single Detector EDS

High Resolution FE-SEM-Ⅳ (JEOL JSM-IT710HR)

• 표면·단면 분석 샘플 : 박막 두께 50nm 이상
• BE 이미지 분석
• Single Detector EDS
• 6-inch wafer 로딩, CF 기능

Applications

SE/BSE Image

GB Mode 저전압에서 고해상도의 이미지를 획득

CF Mode : Charge-up 현상을 줄여주는 기능

Equipment

• AFM (Atomic Force Microscope, 원자탐침현미경)는 미세 탐침을 시료 표면에 원자 단위 수준까지 근접시켜 원자간에 작용하는 힘을 측정함으로써 표면의 원자 구조와 형상을 관찰하는 장
• AFM은 탐침 팁과 시료 사이에 작용하는 반데르발스 힘을 검출하여 시료의 표면을 스캔함
• 반데르발스 힘이란 공유결합이나 이온 결합과 같은 전기적 상호적용이 아닌, 분자 간 또는 하나의 분자 내 부분 간에 작용하는 약한 인력 또는 척력을 의미함

Specifications

Atomic Force Microscope (AFM)-Ⅱ (Oxford Jupiter XR)

• X-Y Scan Range : 100µm
• X-Y Sensor Noise :< 150pm
• Z Range : 12um
• Z Sensor Noise :< 35pm
• Tapping Mode (AC mode)
• Contact Mode
• AMFM Mode (Modulus Measurement)
• KPFM Mode (Kelvin Probe Force)
• CAFM Mode (Conductive AFM)
• PFM Mode (Piezo-Response Force)
• EFM Mode (Electrostatic Force)

Applications

Optical Calibration Standard(100um scan)

HF-etched mica sample (2μm scan, acquired in 26 sec)

Modulus mapping of ternary rubber blend

Equipment

• XRD (X-ray Diffraction, X-선 회절분석기)는 무기화합물, 유기화합물, 금속, 고분자 등의 화합물에 대한 결정구조를 분석하며 재료 물성 및 미세구조 연구에 광범위하게 사용되는 장비
• 회절선의 각도 및 강도를 이용하여 결정구조 해석, 화합물 동정 및 정량 분석에 필수적으로 사용되며, 격자상수, 결정화도, 결정립 크기, 격자 결함, 결정성 등에 대한 다양한 정보를 제공함

Specifications

High Resolution Powder-XRD (Rigaku SmartLab 9kW)

• X-ray Generator
  • Max. Output: 9kW
  • X-ray Source: Rotating anode with Cu target and K-beta Ni filter
  • Safety Features
  • Radiation Shielding Enclosure
• Goniometer
  • Geometry: Vertical / scanning type
  • Goniometer Radius: ≥ 300mm
  • Min. Step Size: ≤ 0.0001
• Slit Optics
  • Incident Slit (IS): Automatically adjustable
  • Receiving Slit (RS): Automatically adjustable

Applications

Single crystal/polycrystalline data Jour. of Physics, Vol. 868, 012015, 2017

이차전지 (Cathode materials, 배터리), Nature 611, 61-67, 2022

Equipment

• Raman Spectroscopy (라만 분광기)는 초고처리량 분광기(UHTS)와 결합된 라만 이미징 전용 연구 현미경으로, 속도, 감도, 공초점 기능, 광학 및 스펙트럼 해상도에서 탁월한 성능을 발휘하는 장비
• 라만 효과는 샘플 내 화학 결합의 진동과 광자의 상호작용에 의해 발생하는 에너지 변화로 후방 산란광의 특정 에너지 이동을 기반으로 하며, 라만 스펙트럼은 물질 고유의 특성을 반영하여 재료의 정성 및 정량 분석에 활용됨

Specifications

Raman Spectroscopy (Oxford Alpha 300 R)

• LASER 광원: 532nm
• 렌즈 배율: 10x, 20x, 50x, 100x
• 회절격자: 600, 1800, 2400 gr/mm
• 분광 분해능: ~0.1 - 1.0 cm⁻¹
• 분석 범위: ~100 - 6000 cm⁻¹
• 수평·수직 해상도: ~300nm / ~900nm

Rayleigh and Raman Scattering

Applications

• 탄소소재 신물질 (예: Graphene)의 특성 확인
• 촉매 도금 공정 중 흡착 물질 분석
• 유기 및 무기 불순물 검출
• 원료 의약품 내 성분 분포 분석
• 이성질체, 수화물, 다형체 식별

Raman mapping of a graphene flake, a three-component polymer, and food

Equipment

• APT (Atom Probe Tomography, 원자단층현미경)는 sub-nm 수준의 공간 분해능과 수십 ppm 수준의 검출 한계를 갖추어, 기존 분석법으로는 어려웠던 원자 스케일에서의 원소 위치 및 농도 분석이 가능한 국소 분석 장비
• 원자의 분포를 3차원으로 재현하여 형상 및 조성 정보를 제공하며, FIB(Focused Ion Beam) 장비를 활용하여 APT 분석이 가능한 형태로 시료를 가공한 후 분석을 진행함

Specifications

3D Atom Probe Tomography (CAMECA LEAP4000X HR)

• Mass Resolution (FWHM) : 1 : 1 : 1 : 1000
• Mass Resolution (FWTM) : 1 : 1 : 475
• Mass Resolution (FW1%M) : 1 : 1 : 275
• Max. Pulse Rate (Voltage Mode) : 200 kHz
• Max. Pulse Rate (LASER Mode) : 250 kHz
• Spatial Resolution : 0.2 ~ 0.5nm
• Process Temp. Range : 10 ~ 300 K
• Process Pressure Range : ≤ 1.0 × 10⁻¹⁰ Torr

Applications

LED Device

Steel

Si-based FET Device

Equipment

• UV/Vis/nIR Spectrometer (자외/가시광/근적외선 분광광도계)는 자외선, 가시광선 및 근적외선 영역의 빛을 시료에 조사하여 시료가 흡수, 전이 또는 반사하는 빛의 파장을 측정함으로써 시료의 화학적 및 물리적 특성을 분석하는 장비
• 고체·액체 시료 내 분자 구조 분석
• 용액 내 특정 분자의 농도 정량 측정
• 고체·액체 시료의 빛의 흡광도, 투과율 분석
• 표면의 반사 특성, 물질의 색상 측정
• 화학 반응, 생물학적 프로세스 연구

Specifications

UV/Vis/nIR Spectrometer (JASCO V-670)

• Photometric Modes : Absorbance, Transmittance (%)
• Bandwidth : 2 ~ 8 mm
• Response Time : 0.06 ~ 4 sec/moving average
• Scan Speed : 10 ~ 4000 nm/min
• Wavelength Range : 190 ~ 2700 nm

Spectra of CuWO film

Light Spectrum

Applications

• 자외선-가시광선-근적외선 분석법은 주로 유기화합물과 금속 킬레이트 등의 분자의 분석에 활용되며 금속 이온의 분석과 고체 시료 (필름 등)의 광학 측정에도 사용됨
• 일반 분석 외에도 미량 물질의 분석(생화학 물질, 의약품, 농약, 중금속 등), 임상 분석, 수질 및 공해 물질 분석에 활용됨