전자총의 방출전류량과 소스크기, 그리고 방출 각전류밀도(angular current density)를 측정함으로서 얻어지는 전자총의 휘도(brightness)는 대물렌즈의 수차와 더불어 전자현미경의 성능을 좌우한다. 국내업체의 전자현미경은 대부분 상대적으로 휘도가 낮지만 작동압력이 10-5 Torr의 이하여서 제작과 사용이 용이한 텅스텐 필라멘트 열전자총을 채용하고 있다. 주사전자현미경의 성능을 좌우하는 프로브 크기와 전류량은 광학계의 배율과 전자총의 휘도에 의해서 결정되며, 설계시 전자현미경의 사양을 결정하기 위해서는 전자총의 휘도 측정이 필수이다. 한국표준과학연구원에서는 국내에서 생산되는 전자현미경용 열전자총의 휘도를 측정하기 위해, 전자총의 방출 각전류밀도와 소스 크기를 측정할 수 있는 전자총 휘도 측정 시스템을 개발하고 있다. 본 발표에서는 개발중인 시스템의 측정 원리를 기술한다. 또한 외부 자기장에 의한 교란을 방지하기 위해 연자성 재료인 연강으로 제작한 진공챔버의 진공특성을 보고한다.
인간의 욕구는 무한하다고 한다. 이 무한한 욕구를 충족시켜 주기 위하여 많은 연구가 행하여져 왔으며, 오늘날과 같은 과학의 발달을 가져오게 되었다. 그 중에서도 눈에 보이지 않는 조그마한 물체를 보고 싶어하는 욕망을 충족시키기 위한 연구를 거듭한 결과 렌즈를 통한 빛의 굴절 작용을 이용하여 미세한 물체를 확대하여 보는 광학현미경(Light Microscope 또는 Optical Microscope)이 개발되었다. 그러나 과학의 발달로 인한 여러가지 현상의 다양활를 관찰하기에는 광학현미경의 기능만으로는 한계점에 도달하게 되었다. 이 기능을 향상시키기 위하여 광원을 빛 대신 파장이 매우 짧은 전자선을 이용한 전자현미경이 개발되었다.
TFT-LCD의 구조불량이 발생한 박막 트랜지스터에 대해서 집속이온빔 가공장치(Dual-beam FIB/SEM)를 이용하여 연속절편법(Serial sectioning)과 일련의 연속적인 2차원 주사전자현미경 이미지를 얻었고, IMOD 소프트웨어를 통해서 3차원 구조구현(3D reconstruction) 연구를 하였다. 3차원 구조구현 결과, Gate막과 Data막이 접합되어 있는 불량이 관찰되었다. 두 막이 접합되어서 ON/OFF 역할을 하는 Gate의 기능이 상실되었고, Data신호는 Drain을 통해서 투명전극에 전류를 공급하여 계속 빛나는 선 불량(line defect)이 발생한 것으로 판단된다. 이 논문의 결과인 집속이온빔 가공장치(Dual-Beam FIB/SEM)를 이용한 3차원 구조구현 연구와 연속절편법, 주사전자현미경 이미지작업, 이미지 프로세싱에 대한 결과는 향후 연구의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
본 논문은 주사전자현미경(SEM)의 전자총을 이용하여 MCM 또는 PCB 회로기판의 신호연결선에서 전압차를 유도시켜 개방/단락 등의 결함을 측정 검사하는 방법을 제시한다. 본 실험에서는 주사전자현미경의 구조를 변형시키지 알고 회로기판의 개방/단락 검사를 실시할 수 있는 이중전위전자빔(Dual Potential) 검사방법을 사용한다. 이중전위전자빔(Dual Potential) 측정검사 방법은 이차전자수율 값 δ의 차이를 유기시키는 δ < 1 인 충전 전자빔과 δ > 1 인 읽기 전자빔을 사용하여 한 개의 전자총이 각각 다른 가속전압에 의해 생성된 두 개의 전자빔으로 측정하는 방법으로 특정 회로네트에 대한 개방/단락 등의 측정 검사가 가능하다. 또한 읽기 전자빔을 이용할 경우 검사한 회로 네트를 방전시킬 수 있어 기판 도체에 유기된 전압차를 없앨 수 있는 방전시험도 실시할 수 있어, 많은 수의 회로네트를 지닌 회로 기판에 대해 측정 검사할 때 충전되어 있는 회로네트에 대한 측정오류를 줄일 수 있다. 측정검사를 실시한 결과 glass-epoxy 회로기판 위에 실장된 구리(Cu) 신호연결선은 7KeV의 충전 전자빔으로 충전시키고 10초 이내에 주사전자현미경을 읽기 모드로 바꾸어 2KeV의 읽기 전자빔으로 구리표면에서의 명암 밝기 차이를 읽어 개방/단락 상태를 검사할 수 있었다. 또한 IC 칩의 Au 패드와 BGA의 Au 도금된 Cu 회로패드를 검사한 결과도 7KeV 충전 전자빔과 2KeV 읽기 전자빔으로 IC칩 내부회로에서의 개방 단락 상태를 쉽게 검사할 수 있었다. 이 검사방법은 주사전자현미경에 있는 한 개의 전자총으로 비파괴적으로 회로 기판의 신호 연결선의 개방/단락 상태를 측정 검사할 수 있음을 보여 주었다.
마요네즈 저장 중 미세구조의 변화를 광학현미경과 주사 전자현미경으로 관찰하였다. 신선한 마요네즈는 다양한 크기의 지방구로 이루어져 있었으며 지방구의 크기 분포는 정규분포를 보였다. $60^{\circ}C$와 $-10^{\circ}C$에서 저장하는 동안 지방구의 합일(合一)에 의해 지방구가 커지는 경향을 보였으며, 탁도에 의한 실험결과 또한 이러한 지방구의 합일(合一)현상을 확인시켜 주었다. 전자현미경은 광학현미경에 비해 크기가 작은 지방구를 측정하기가 용이하였으며, 따라서 지방구의 평균 입경이 작았다. 이것은 전자현미경의 높은 해상력과 심도 때문이며, 더욱이 시료를 회석할 필요가 없어 균일한 지방구의 분포를 보여주는 전자현미경 방법은 광학현미경에 비해 유화제품의 지방구 분포를 측정하기에 유리한 방법이라 하겠다.
Praziquantel이 폐흡충에 미치는 영향을 광학 및 주사전자현미경으로 관찰하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 가재에서 분리수집한 폐흡충의 피낭유충을 2마리의 개에 경구감염시키고 11주후에 도살하여 폐로부터 128마리의 성충을 회수하였다. Tyrode 용액에 prasiquantel을 0.01, 0.1, 1, 10, 1000mg/m1 농도로 희석하여 배양액으로 사용하였다. 배양액에 활발히 움직이는 충체를 8마리씩 넣고 $37^{\circ}C$에서 배양하면서 15분, 30분, 1시간, 6시간, 12시간, 26시간에 운동성 및 형태학적 변화를 해부현미경으로 관찰하였다. 또한 각 실험군의 충체를 광학 및 주사전자현미경 표본으로 제작하여 관찰하였다. Praziquantel에 작용된 충체는 즉시 수축하고 점차 이완되었으며 표피와 표피하층의 공포화, 소화관의 수축과 내강의 팍장, 소화관벽의 비후, 난소와 고환의 공포화 및 말단의 구형화, Mehlis선의 공 포화등이 관찰되었다. 주사전자현미경적 소견으로 소수포의 형성은 구흡반과 복흡반 사이의 표면에서 가장 먼저 관찰되었고 배양시간과 praziquantel의 농도가 증가합에 따라 전체표면으로 확산되었다. 고농도의 배양액에 배양한 충체의 측후방 표피에는 분화구모양의 손상이 관찰되었으며 점차 전체표피로 확산되었다. Praziquantel의 작용을 받은 폐흡충의 형태학적 변화는 표피뿐만 아니라 소화기관, 생식기관 기타 조직등 전부위에서도 일어나는 것이 관찰되었다. 특히 충체가 살아있는 농도에서도 생식기관이 파괴되어 산란에 지장을 초래할 것으로 예상된다. 이와같은 변화는 pragiquantel의 농도보다 배양시간에 보다 더 영향을 받는 것으로 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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