• ETRI Journal
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• v.10 no.1
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• pp.53-63
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• 1988

SEM은 전자현미경의 고배율 관찰 기능으로부터 여러가지 분석기능을 부착한 분석장비로서 그 영역을 확장하고 있다. 전자선과 시료의 반응으로부터 발생하는 각종 신호, 즉 X- 선이나 2차 전자 및 반사전자 등을 검출하여 확대상의 형성 이외에 성분분석을 행할 수 있다. 여기에서는 이러한 기능을 나타내기 위한 SEM의 구조와 기본 원리에 대해 조사하였고 검출된 신호를 처리하는 여러 기술을 언급하였다. 그리고 반도체 재료의 분석을 위하여 SEM 및 관련된 분석기술의 중요성과 방향 등을 언급하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.109-110
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• 2014

주사전자현미경(Scanning Electron Microscopy: SEM)은 고체상태에서 미세조직과 형상을 관찰하는 데에 가장 다양하게 쓰이는 분석기기로서 최근에 판매되고 있는 고분해능 SEM은 수 나노미터의 분해능을 가지고 있다. 그리고 SEM의 초점심도가 크기 때문에 3차원적인 영상의 관찰이 용이해서 곡면 혹은 울퉁불퉁한 표면의 영상을 육안으로 관찰하는 것처럼 보여준다. 활용도도 매우 다양해서 금속파면, 광물과 화석, 반도체 소자와 회로망의 품질검사, 고분자 및 유기물, 생체시료 nnnnnnnnn와 유가공 제품 등 모든 산업영역에 걸쳐 있다(Fig. 1). 입사된 전자빔이 시료의 원자와 탄성, 비탄성 충돌을 할 때 2차 전자(secondary electron)외에 후방산란전자(back scattered electron), X선, 음극형광 등이 발생하게 되는 이것을 통하여 topography (시료의 표면 형상), morphology(시료의 구성입자의 형상), composition(시료의 구성원소), crystallography (시료의 원자배열상태)등의 정보를 얻을 수 있다. SEM은 2차 전자를 이용하여 시료의 표면형상을 측정하고 그 외에는 SEM을 플랫폼으로 하여 EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), WDS (Wave Dispersive X-ray Spectroscope), EPMA (Electron Probe X-ray Micro Analyzer), FIB (Focus Ion Beam), EBIC (Electron Beam Induced Current), EBSD (Electron Backscatter Diffraction), PBMS (Particle Beam Mass Spectrometer) 등의 많은 분석장치들이 SEM에 부가적으로 장착되어 다양한 시료의 측정이 이루어진다. 이 중 결정구조, 조성분석을 쉽고 효과적으로 할 수 있게 하는 X선 분석장치인 EDS를 SEM에 일체화시킨 장비와 EDS 및 PBMS를 SEM에 장착하여 반도체 공정 중 발생하는 나노입자의 형상, 성분, 크기분포를 측정하는 PCDS(Particle Characteristic Diagnosis System)에 대해 소개하고자 한다. - EDS와 통합된 SEM 시스템 기본적으로 SEM과 EDS는 상호보완적인 기능을 통하여 매우 밀접하게 사용되고 있으나 제조사와 기술적 근간의 차이로 인해 전혀 다른 방식으로 운영되고 있다. 일반적으로 SEM과 EDS는 별개의 시스템으로 스캔회로와 이미지 프로세싱 회로가 개별적으로 구현되어 있지만 로렌츠힘에 의해 발생하는 전자빔의 왜곡을 보정을 위해 EDS 시스템은 SEM 시스템과 연동되어 운영될 수 밖에 없다. 따라서, 각각의 시스템에서는 필요하지만 전체 시스템에서 보면 중복된 기능을 가지는 전자회로들이 존재하게 되고 이로 인해 SEM과 EDS에서 보는 시료의 이미지의 차이로 인한 측정오차가 발생한다(Fig. 2). EDS와 통합된 SEM 시스템은 중복된 기능인 스캔을 담당하는 scanning generation circuit과 이미지 프로세싱을 담당하는 FPGA circuit 및 응용프로그램을 SEM의 회로와 프로그램을 사용하게 함으로 SEM과 EDS가 보는 시료의 이미지가 정확히 일치함으로 이미지 캘리브레이션이 필요없고 측정오차가 제거된 EDS 측정이 가능하다. - PCDS 공정 중 발생하는 입자는 반도체 생산 수율에 가장 큰 영향을 끼치는 원인으로 파악되고 있으며, 생산수율을 저하시키는 원인 중 70% 가량이 이와 관련된 것으로 알려져 있다. 현재 반도체 공정 중이나 반도체 공정 장비에서 발생하는 입자는 제어가 되고 있지 않은 실정이며 대부분의 반도체 공정은 저압환경에서 이루어지기에 이 때 발생하는 입자를 제어하기 위해서는 저압환경에서 측정할 수 있는 측정시스템이 필요하다. 최근 국내에서는 CVD (Chemical Vapor Deposition) 시스템 내 파이프내벽에서의 오염입자 침착은 심각한 문제점으로 인식되고 있다(Fig. 3). PCDS (Particle Characteristic Diagnosis System)는 오염입자의 형상을 측정할 수 있는 SEM, 오염입자의 성분을 측정할 수 있는 EDS, 저압환경에서 기체에 포함된 입자를 빔 형태로 집속, 가속, 포화상태에 이르게 대전시켜 오염입자의 크기분포를 측정할 수 있는 PBMS가 일체화 되어 반도체 공정 중 발생하는 나노입자 대해 실시간으로 대처와 조치가 가능하게 한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• v.34 no.4
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• pp.9-14
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• 2006

This study was carried out to investigate the distribution and penetration of PEG molecules into the cell wall of wood by SEM-EDS method. SEM observation indicated that the cell walls of PEG-treated specimen were swollen, and didn't show any change in their shapes, while the cells of untreated specimen were more or less collapsed. The results of X-ray analyses of potassium stained samples revealed the distribution of the impregnated chemicals within the cell walls, when considering the distribution of potassium ions in the cell walls. Consequently, this study supported the possibility of PEG molecules penetrated into the wood cell wall play an important role in enhancing the dimensional stability of wood.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.37 no.3
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• pp.334-338
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• 2005

Method was developed to efficiently analyze semicarbazide (SEM) in foods. Although SEM is produced by thermal decomposition of blowing agent azodicarbonamide, it is too small to be activated by ultraviolet light or fluorescence. When 2-nitrobenzaldehyde semicarbazone, derivatization of SEM, was analyzed by HPLC with triple column system, coefficient correlation over 0.9997 and detection limit of 0.48 ng/g were observed. SEM level in commercial bottle cap gasket was 812.20-5771.30ng/g. Recoveries for SEM in food and PVC gasket were 83.45-97.33% and 92.12-98.71%, respectively. SEM level in plastic seals of press twist-off metal lids was ND-5771.330ng/g.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• v.35 no.1
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• pp.36-43
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• 2007

Elemental analysis, SEM-EDX, X-ray diffraction (XRD) and IR analysis were adopted to examine the quality of charred woods excavated from the underground of the Daewoongjeon Hall of Youngguksa Temple, Youngdong-gun, Chungbuk, Korea. A large amount of calcium was detected in SEM-EDX analysis. The analyses of chemical elements suggested that completely charred wood was carbonized at about $500^{\circ}C$. The XRD results indicated the destruction of cellulose crystalline region. The IR analysis exhibited that thermal degradation of wood component was different depending upon the carbonization temperature. It can be suggested from the results that PEG with different molecular weights should be used for the conservation of excavated charred woods.

• Proceedings of the Korea Technical Association of the Pulp and Paper Industry Conference
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• 2010.04a
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• pp.67-67
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• 2010

이미지를 이용한 도공층 구조 분석은 도공층의 실제 Morphology를 분석하여 평가하는 방법으로서 최근 세밀한 도공층 구조 분석을 위해 이 방법에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 이러한 방법은 수은압입법(Mercury intrusion)이나 질소흡착법 (Nitrogen adsorption by BJH theory) 등과 같은 기존의 공극 특성 평가 방법과 달리 pore aspect ratio 및 orientation 등과 같은 공극 dimension을 평가할 수 있는 장점이 있다. 이러한 공극 dimension은 size distribution 및 porosity와 더불어 인쇄, 라미네이션 접착 등과 같은 Liquid interfacial 및 침투 측면에서 중요한 요소이기 때문에 이를 평가하기 위한 적합한 방법으로 인식되고 있다. 또, 원지 부분과 도공층 간의 경계를 명확하게 보여주고 Surface와 Cross-section 영역을 구분하여 평가 할 수 있어 더 명확한 평가를 가능하게 한다. 본 연구에서는 이미지 분석을 통해 도공액 구성 조건에 따른 도공층의 공극 구조 특성을 평가 하였고 일부 요소에 대해서는 수은 압입법과 비교 평가하여 이미지 분석법과의 상관성에 대해 고찰 하였다. 본 연구에서 사용된 FE (Field Emission)-SEM은 일반 SEM과 달리 전압에 의한 높은 전기장의 형성을 통해 저 가속 전압으로 이미지를 구현하는 장비로서 본 연구에서는 FE-SEM을 통해 도공층의 세밀한 Morphology와 공극 구조 이미지를 구현할 수 있었다.

• The Journal of the Convergence on Culture Technology
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• v.9 no.3
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• pp.593-599
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• 2023

Nickel oxide (NiO) nanoparticles were successfully synthesized by a simple liquid phase process for producing ceramics powder using a precursor impregnated with a nickel(II) nitrate hexahydrate aqueous solution in an industrial pulp. The microfibrile structure of the precursor impregnated with nickel nitrate hexahydrate aqueous solution was confirmed by scanning electron microscope (SEM), and the crystal structure and particle size of nickel oxide (NiO) particles produced as the heat treatment temperature of the precursor were analyzed by X-ray diffraction (XRD) and SEM. As a result, it was confirmed through XRD and SEM analysis that the temperature at which the organic material of the precursor is completely thermally decomposed was 495-500℃, and the size and crystallinity of the nickel oxide particles produced increased as the heat treatment temperature increased. The size of the nickel oxide particles obtained by heat treatment at 500-800℃ for 1 hour was 50-200 nm. It was confirmed by XRD and SEM analysis that a NiO crystal phase was formed at a heat treatment temperature of 380℃, only a single NiO phase existed until 800℃.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.21 no.3
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• pp.601-606
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• 2017

SRAM-based FPGAs mainly used to develop and implement high-performance circuits have SRAM-type configuration memory. Soft errors in memory devices are the main threat from a reliability point of view. Soft errors occurring in the configuration memory of FPGAs cause FPGAs to malfunction. SEM(Soft Error Mitigation) Controllers offered by Xilinx can mitigate the influence of soft errors in configuration memory. SEM Controllers use ECC(Error Correction Code) and CRC(Cyclic Redundancy Code) which are placed around the configuration memory to detect and correct the errors. The correction is done through a partial reconfiguration process. This paper presents the availability analysis of SRAM-based FPGAs against soft errors under the protection of SEM Controllers. Availability functions were derived and compared according to the correction capability of SEM Controllers of several different families of FPGAs. The result may help select an SRAM-based FPGA part and estimate the availability of FPGAs running in an environment where soft errors occur.

• The Journal of Korean Association of Computer Education
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• v.22 no.3
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• pp.37-54
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• 2019

The main purpose of STEM education is to understand methods of inquiry in each discipline to develop convergent problem solving skills. To do this, we must first understand the problem-solving process that is regarded as an essential component of each discipline. The purposes of this study is to understand the relationship between the problem solving in science (S), engineering (E), mathematics (M), and computational thinking (CT) based on the comparative analysis of problem solving processes in each SEM discipline. To do so, first, the problem solving process of each SEM and CT discipline is compared and analyzed, and their commonalities and differences are described. Next, we divided the CT into the instrumental and thinking skill aspects and describe how CT's problem solving process differs from SEM's. Finally we suggest a model to explain the relationship between SEM and CT problem solving process. This study shows how SEM and CT can be converged as a problem solving process.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2016.10a
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• pp.655-658
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• 2016

Xilinx 7-Series FPGA(Field Programmable Gate Array)s mainly used for the implementation of high-performance digital circuit have SRAM-type configuration memory and can malfunction when soft errors occur in their configuration memory. SEM(Soft Error Mitigation Controller) offered by Xilinx helps users mitigate the influence of soft errors in configuration memory. When soft errors occur, SEM Controller can recover the state of FPGA through partial reconfiguration if the soft errors are correctable by ECC(Error Correction Code) and CRC(Cyclic Redundancy Code). This paper presents the availability analysis of Xilinx 7-Series FPGAs against soft errors under the protection of the SEM Controller. Availability functions are derived and compared according to the correction capability of the SEM Controller. The result may help to estimate the reliability of SRAM-based FPGA running in an environment where soft errors may occur.