ISO 16700 에 따른 주사전자현미경의 배율교정

송주현1, 박병천2

1한국표준과학연구원 중소기업협력센터

2한국표준과학연구원 나노구조측정센터

E-mail: bcpark@kriss.re.kr

현미경 배율은 주사 표시 화면의 길이 대 해당 시료 주사영역 길이의 비로 정의된다. 현미경 배율은 영상 내 표시되는 배율, 척도 표지scale marker - 척도 표지의 해당 길이는 시료위에서의 실제 길이를 나타냄 -, 또는 화소크기로 나타낸다. 주사전자현미경을 이용하여 정확한 크기와 모양을 측정하려면 배율을 정확히 교정해야 한다.

전자총, 콘덴서 렌즈 세기 조합, 대물렌즈 비점, 프로브 수렴각등은 초점의 위치를 변화시켜 배율을 변화시킨다. 주사코일 결함 및 비직교성, 주사발생 회로특성의 비선형성, 외부 전기장 및 자기장등도 배율오차를 유발한다. 따라서 현미경 배율은 기준물질 (격자)을 써서 교정해 주어야 하며, 그래야만 현미경을 이용한 치수측정이 미터 소급성을 갖는다. ISO 16700 문서(미세빔 분석 – 주사전자현미경 - 영상 배율 교정을 위한 지침 , 2판, 2016-08-01)에 배율측정에 대한 절차가 나와 있다.

1차원 격자의 피치를 이용하여 가속전압( 1 kV, 5 kV, 10 kV, 15 kV), 명목배율(x 10k, x 5k) 및 작업거리(2 mm, 3 mm, 5 mm)의 조합에 대하여  보유하고 있는 전계방출 주사전자현미경의 배율을 교정하였다. 다음 기준물질의 인증값 불확도, 반복도, 측정분해능, 드리프트등을 고려하여 배율측정의 불확도를 산정하였다. 새롭게 교정한 배율을 현미경 표시 배율 및 이전 교정배율과 비교하였다. 이 발표에서는 ISO 16700 에 따른 주사전자현미경 배율 교정 절차 및 실제 교정 수행 결과를 소개한다.

Keywords: scanning electron microscope, magnification calibration