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KR20110134227A - Scintillator manufacturing method for scanning electron microscope - Google Patents

Scintillator manufacturing method for scanning electron microscope Download PDF

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KR20110134227A
KR20110134227A KR1020100054092A KR20100054092A KR20110134227A KR 20110134227 A KR20110134227 A KR 20110134227A KR 1020100054092 A KR1020100054092 A KR 1020100054092A KR 20100054092 A KR20100054092 A KR 20100054092A KR 20110134227 A KR20110134227 A KR 20110134227A
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visible light
scintillator
graphene
charged particles
conversion layer
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조양구
이확주
배문섭
김주황
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한국표준과학연구원
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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a scintillator for a scanning electron microscope is provided to improve durability using the scintillator of a structure in which a graphene thin film is coated in a visible light conversion layer. CONSTITUTION: A visible light conversion layer(310) is formed in a substrate. The visible light conversion layer changes a charged particle into visible light. A graphene layer(320) is inputted the charged particle and transmits the charged particle to the visible light conversion layer. A ground terminal(330) discharges the charged particle which is accumulated in the graphene layer to outside. A scintillator(144) indicates a structure about an under test specimen. A graphene thin film is formed by etching the substrate. The graphene thin film is put on the visible light conversion layer.

Description

주사 전자 현미경용 신틸레이터 제조 방법{Scintillator manufacturing method for scanning electron microscope} Scintillator manufacturing method for scanning electron microscope

본 발명은, 검출 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 주사 전자 현미경 등에 의해 주사되는 시편(specimen)으로부터 방출된 하전입자를 검출하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a detection apparatus, and more particularly, to an apparatus for detecting charged particles emitted from a specimen scanned by a scanning electron microscope or the like.

주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope)은 시료의 형태, 미세구조의 관찰이나 구성원소의 분포, 정성, 정량 등을 분석하는 장치이다. 주로, 금속 등 도체, IC, 산화물 등 반도체, 고분자 재료나 세라믹 등 절연물의 고체, 분말, 박막 시료가 표본이 된다. 주사 전자 현미경은 자기 렌즈를 이용하여 전자빔을 가늘게 집속하며, 이를 시료면 위에 주사함으로써 발생하는 이차전자(secondary electrons)를 검출한다. 이차전자의 양은 표면의 물질 종류와 표면의 굴곡에 따르기 때문에 표면의 미세한 확대상을 얻을 수 있다. 주사 전자 현미경은 시편으로부터 방사되는 하전입자를 모아서 모아진 하전입자들을 가시광 영상으로 변환하여 제공하는 신틸레이터를 포함한다. Scanning Electron Microscope (Scanning Electron Microscope) is a device for observing the shape and microstructure of the sample, the distribution of members, qualitative, quantitative analysis. Samples are mainly solid, powder and thin film samples of conductors such as metals, semiconductors such as ICs and oxides, insulating materials such as polymer materials and ceramics. Scanning electron microscopy uses a magnetic lens to narrow the electron beam and detect secondary electrons generated by scanning the electron beam on a sample surface. Since the amount of secondary electrons depends on the type of material on the surface and the curvature of the surface, a fine magnified image of the surface can be obtained. The scanning electron microscope includes a scintillator which collects charged particles emitted from the specimen and converts the collected charged particles into a visible light image.

통상적인 신틸레이터는 보통 인(phosphorous) 계열 형광 물질과 같은 부도체로 구성된다. 부도체에 하전입자가 충돌하면, 부도체에 하전입자들이 충전되어(charge up), 부도체에서 하전입자들이 나가기 전까지는 하전입자들이 충전된 상태를 유지하게 된다. 부도체에 하전입자들이 포화상태에 도달하도록 충전되면, 새로 입력되는 하전입자들과 척력(repulsive force)이 발생되어, 신틸레이터에 하전입자들이 더 이상 투입되지 못하게 되므로, 원하는 영상을 얻지 못하게 된다. Conventional scintillators usually consist of insulators, such as phosphorus based fluorescent materials. When charged particles collide with the insulator, the charged particles are charged up in the insulator, and the charged particles remain charged until the charged particles exit the insulator. When the insulator is charged to reach the saturation state, newly input charged particles and repulsive force are generated, so that the charged particles are no longer introduced into the scintillator, and thus do not obtain a desired image.

따라서, 통상적으로 신틸레이터에 알루미늄(Al) 등의 금속 코팅을 한다. 금속 코팅은 시편에 축적되는 고전압의 하전입자들을 시편 홀더와 접지된 주사 전자 현미경의 시료실(specimen stage)을 통하여 방전시키는 역할을 한다. 그러나, 신틸레이터에 알루미늄 등의 금속 코팅을 이용하는 경우, 금속 코팅층에 하전입자들이 충돌하면서 금속 코팅에 균열을 생기게 하고, 금속 코팅층은 시간이 지남에 따라 산화된다. 따라서, 신틸레이터에 축적되는 하전입자의 방전 성능이 저하된다. 또한, 주사 전자 현미경의 진공 챔버에 포함된 신틸레이터의 경우, 신틸레이터를 교체하기 위해서는 진공 챔버를 개방하게 되고, 이 경우, 진공 챔버내의 다른 구성부품들에 손상이 생길 수 있으므로 내구성이 강한 신틸레이터가 요구된다. Therefore, a metal coating such as aluminum (Al) is usually applied to the scintillator. The metal coating serves to discharge the high voltage charged particles accumulated in the specimen through the specimen stage of the specimen holder and the grounded scanning electron microscope. However, when a metal coating such as aluminum is used for the scintillator, charged particles collide with the metal coating layer, causing cracks in the metal coating, and the metal coating layer is oxidized over time. Therefore, the discharge performance of the charged particles accumulated in the scintillator decreases. In addition, in the case of the scintillator included in the vacuum chamber of the scanning electron microscope, the vacuum chamber is opened to replace the scintillator, and in this case, the durable scintillator may be damaged because other components in the vacuum chamber may be damaged. Is required.

내구성을 높일 수 있는 구조를 가지는 신틸레이터 및 신틸레이터 제조 방법을 제공한다. It provides a scintillator and a scintillator manufacturing method having a structure that can increase the durability.

일 측면에 따른 신틸레이터(Scintillator)는, 기판과, 기판상에 형성되며, 입력받은 하전입자를 가시광으로 변환하는 가시광 변환층과, 하전입자를 입력받아서 가시광 변환층으로 투과시키는 그래핀(graphene)층을 포함한다. Scintillator (Scintillator) according to one aspect, is formed on the substrate, a visible light conversion layer for converting the input charged particles into visible light, and graphene (graphene) for receiving the charged particles to pass through the visible light conversion layer Layer.

신틸레이터는, 그래핀층에 형성되고, 그래핀층에 축적되는 하전입자를 외부로 배출하는 접지 단자를 더 포함한다. The scintillator further includes a ground terminal formed in the graphene layer and discharging the charged particles accumulated in the graphene layer to the outside.

다른 측면에 따른, 피측정 시편에 대한 구조를 표시하는 신틸레이터(Scintillator)를 포함하는 주사 전자 현미경으로서, 신틸레이터는, 기판과, 기판상에 형성되며, 입력받은 이차전자를 가시광으로 변환하는 가시광 변환층과, 피측정 시편에 하전입자가 충돌함에 따라 발생되는 이차전자를 입력받아서 가시광 변환층으로 투과시키는 그래핀(graphene)층을 포함한다.According to another aspect, a scanning electron microscope including a scintillator displaying a structure of a specimen under test, wherein the scintillator is formed on a substrate, and the visible light converts the received secondary electrons into visible light. A conversion layer and a graphene layer that receives secondary electrons generated as charged particles collide with the specimen to be measured and transmits the secondary electrons to the visible light conversion layer.

또 다른 측면에 따른 신틸레이터 제조 방법은, 기판상에 그래핀을 성장시키는 단계와, 기판을 에칭하여 그래핀 박막을 형성하는 단계와, 하전입자를 가시광으로 변환하는 가시광 변환층상에 그래핀 박막을 수분이 있는 상태에서 올려놓는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a scintillator includes the steps of growing graphene on a substrate, etching the substrate to form a graphene thin film, and depositing the graphene thin film on a visible light conversion layer that converts charged particles into visible light. The step of placing in the presence of water.

신틸레이터 제조 방법은, 그래픽 박막에 입사되어 축적되는 하전입자를 외부로 배출하는 접지 단자를 형성하는 단계를 더 포함한다. The scintillator manufacturing method further includes forming a ground terminal for discharging charged particles that are incident and accumulated in the graphic thin film to the outside.

가시광 변환층에 그래핀 박막을 입힌 구조의 신틸레이터를 이용함으로써, 신틸레이터의 내구성은 높일 수 있으며, 가시광 변환층에 입사되는 하전입자의 투과도를 높임으로써 시편의 구조를 나타내는 고감도의 이미지를 얻을 수 있다. By using a scintillator having a graphene thin film coated on the visible light converting layer, the scintillator's durability can be increased, and a high sensitivity image showing the structure of the specimen can be obtained by increasing the transmittance of charged particles incident on the visible light converting layer. have.

도 1은 주사 전자 현미경 구조 및 동작의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 주사 전자 현미경에 포함되는 검출기 및 PMT의 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 신틸레이터의 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 신틸레이터 제조 방법의 일 예를 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating an example of a structure and operation of a scanning electron microscope.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a structure of a detector and a PMT included in the scanning electron microscope of FIG. 1.
3 is a diagram illustrating an example of a structure of the scintillator of FIG. 2.
4 is a diagram illustrating an example of a scintillator manufacturing method.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that detailed descriptions of related well-known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intention or custom of a user or an operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도 1은 주사 전자 현미경 구조 및 동작의 일 예를 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating an example of a structure and operation of a scanning electron microscope.

주사 전자 현미경(100)은 전계 방사 팁(112), 양극(anode; 114), 집속 렌즈(116, 118), 조리개(aperture; 120), 주사 코일(scanning coil; 122), 대물 렌즈(124), 검출기(140) 및 포토멀티플라이어(photomultiplier;150)를 포함할 수 있다. The scanning electron microscope 100 includes a field emission tip 112, an anode 114, a focusing lens 116, 118, an aperture 120, a scanning coil 122, an objective lens 124. The detector 140 may include a photomultiplier 150.

주사 전자 현미경(100)은 시편(130)에 전자 빔을 주사하여 시편(130)에 대한 정보를 제공한다. 주사 전자 현미경(100)에 포함된 구성부품들(112, 114, 116, 118, 120, 122, 124, 140)은 진공 챔버(110)에 포함된다. 진공을 유지시키는 이유는 전계 방사 팁(112)으로부터 방출된 하전입자들이 시편(130)에 이를 때까지 공기중의 분자들과 충돌하여 진로를 잃는 것을 방지하기 위해서이다. The scanning electron microscope 100 scans the electron beam on the specimen 130 to provide information about the specimen 130. Components 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124, 140 included in the scanning electron microscope 100 are included in the vacuum chamber 110. The reason for maintaining the vacuum is to prevent the charged particles emitted from the field emission tip 112 to collide with the molecules in the air until the specimen 130 is lost.

전계 방사 팁(112)으로부터 나오는 전자 빔(10)은 양극(114)에서 가속되어, 전자기 렌즈인 집속 렌즈(116, 118)에 의해서 집속되고 파장이 일정한(mono-chromatic) 전자빔을 형성한다. 전계 방사 팁(112)은 끝이 뾰족한 텅스텐 팁으로 구성될 수 있다. 전계 방사 팁(112) 및 양극(114)을 포함하는 구성을 전자 총이라고 할 수 있다. The electron beam 10 emerging from the field emission tip 112 is accelerated at the anode 114 to form a mono-chromatic electron beam that is focused by the focusing lenses 116, 118, which are electromagnetic lenses. The field emission tip 112 may be composed of a tungsten tip with a sharp tip. The configuration including the field emission tip 112 and the anode 114 may be referred to as an electron gun.

집속 렌즈(116, 118)는 코일이 감아진 원통형의 전자석으로 전자기 자장에 의해 휘는 성질을 이용하여 하전입자들을 한 곳으로 모으는 역할을 한다. 이 전자빔은 대물 렌즈(124)을 통해 시편(130)상에 초점을 형성한다. 전자 빔(10)은 주사 코일(122)을 이용하여 좌우 및 상하로 스캔된다. The focusing lenses 116 and 118 are cylindrical electromagnets in which coils are wound to collect charged particles in one place using a property of bending by an electromagnetic magnetic field. This electron beam forms a focal point on the specimen 130 through the objective lens 124. The electron beam 10 is scanned left and right and up and down using the scanning coil 122.

전자 빔(10)을 형성하는 하전입자들이 시편(130)의 표면에 충돌하면, 시편(130)의 표면으로부터 이차전자들이 생성된다. 이차전자는 시편(130)의 표면 부위에서 많이 방출되므로 표면의 형상에 관한 정보를 제공한다. 시편(130)에 고속으로 충돌한 전자들 중 일부는 표면에서 반사되거나 튕겨나가기도 한다. 반사된 전자들(back-scattered electrons)은 시료의 성분 분석에 이용된다. When the charged particles forming the electron beam 10 impinge on the surface of the specimen 130, secondary electrons are generated from the surface of the specimen 130. Since secondary electrons are emitted from the surface portion of the specimen 130, the secondary electrons provide information about the shape of the surface. Some of the electrons collided with the specimen 130 at high speed may be reflected or bounced off the surface. Back-scattered electrons are used for component analysis of the sample.

검출기(140)는 신틸레이터 및 광 가이드를 포함할 수 있다. 신틸레이터는 하전입자에 의해 충돌될 때 빛을 발하는 장치(또는 물질)을 가리킨다. 이차전자가 형광물질이 도포된 신틸레이터에 충돌하면, 이차전자가 형광물질을 자극하여 빛을 방출하고, 이 빛은 투명합성수지(lucite)나 쿼츠(qurtz)로 구성될 수 있는 광 가이드를 따라서 이동된다. 검출기(140)의 상세 구성은 도 2를 참조하여 후술한다. The detector 140 may include a scintillator and a light guide. A scintillator refers to a device (or material) that emits light when it is impacted by charged particles. When secondary electrons strike a fluorescently coated scintillator, the secondary electrons excite the fluorescent material and emit light, which travels along a light guide, which may be composed of lucite or quartz. do. The detailed configuration of the detector 140 will be described later with reference to FIG. 2.

포토멀티플라이어(150, 이하에서 PMT라 함)는 검출기(140)를 따라 도달된 빛을 전기적 펄스로 변환한다. 도시되지는 않았으나, PMT(150)의 출력 전압은 증폭되어 디지털 신호로 변환되고, 영상 처리가 수행되어, 시편(130)의 스캔 영역에 대한 영상을 제공할 수 있다. 이차전자는 결국 광전자라는 매개체를 거치게 되므로 방출량이 많을 경우 밝게, 그렇지 않을 경우 어둡게 나타나므로 시편(130)에 대한 명암의 이미지를 얻을 수 있다. The photomultiplier 150 (hereinafter referred to as PMT) converts the light reached along the detector 140 into electrical pulses. Although not shown, the output voltage of the PMT 150 may be amplified and converted into a digital signal, and image processing may be performed to provide an image of the scan area of the specimen 130. Since the secondary electrons eventually pass through a medium called an optoelectronic device, the secondary electrons appear brighter when the emission amount is large and darker when the secondary electrons are large, and thus an image of the contrast of the specimen 130 may be obtained.

도 1에 도시되어 있지 않지만, 주사 전자 현미경(100)은 진공을 제어하는 회로, 주사 회로 및 영상 신호 처리 회로 등 다양한 전자 회로 및 부품을 더 포함할 수 있다. Although not shown in FIG. 1, the scanning electron microscope 100 may further include various electronic circuits and components, such as a circuit for controlling a vacuum, a scanning circuit, and an image signal processing circuit.

도 2는 도 1의 주사 전자 현미경에 포함되는 검출기(140) 및 PMT(150)의 구조의 일 예를 나타내는 도면이다. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of structures of the detector 140 and the PMT 150 included in the scanning electron microscope of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 도 1의 검출기(140)는 컬렉터(142), 접지용 치구(143), 신틸레이터(144) 및 광 가이드(146)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the detector 140 of FIG. 1 may include a collector 142, a grounding jig 143, a scintillator 144, and a light guide 146.

시편(130)에서 발생된 이차전자들은 컬렉터(142)의 고압으로 집속되어, 신틸레이터(144)로 입력되어 광으로 변환된다. 컬렉터(142)는 망상 구조를 가질 수 있다. 접지용 치구(143)는 컬렉터(142)를 신틸레이터(144)에 고정시킨다. Secondary electrons generated in the specimen 130 are focused at a high pressure of the collector 142, input to the scintillator 144, and converted into light. The collector 142 may have a network structure. The grounding jig 143 fixes the collector 142 to the scintillator 144.

입사되는 하전입자가 시편(130)에 깊이 침투하지 못하여 많은 수의 이차전자들이 배출되도록 하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 시편(130)은 입사되는 전자 빔과 90도 각도를 이루지 않도록 비스듬하게 배치될 수 있다. 신틸레이터(144)는 발생되는 이차전자를 입력받고, 입력받은 이차전자를 가시광으로 변환한다. 신틸레이터(144)에서 변환된 가시광은, PMT(150)의 끝에 위치한 포토캐소드(photocathod; 145)에 충돌하게 된다. In order to prevent the charged particles from penetrating deeply into the specimen 130 so that a large number of secondary electrons are discharged, as shown in FIG. 2, the specimen 130 is not obliquely formed at an angle of 90 degrees with the incident electron beam. Can be arranged. The scintillator 144 receives the generated secondary electrons and converts the received secondary electrons into visible light. The visible light converted by the scintillator 144 impacts the photocathod 145 positioned at the end of the PMT 150.

포토캐소드(145)는 빛이 충돌하면 전자를 방출하는 물질로 코팅되어 있으므로, 여기에서 나온 광전자들(photoelectrons)이 PMT(140)로 들어가고, PMT(140)는 광전자들의 개수를 비례적으로 증가시키고, 광전자들을 전압으로 변환한다. PMT(150)에 의해서 발생된 약한 전압은 프리앰프(155)에서 증폭되고, 추가적으로 앰프(도시되지 않음)에서 증폭될 수 있다. 이때 획득된 전기 신호(아날로그 신호)는 디지털 신호로 변환된 후 영상 처리 과정을 거칠 수 있다. Since the photocathode 145 is coated with a material that emits electrons when light collides, photoelectrons from the light enter the PMT 140, and the PMT 140 increases the number of photoelectrons proportionally. Converts photoelectrons to voltage. The weak voltage generated by the PMT 150 may be amplified by the preamp 155 and further amplified by an amplifier (not shown). In this case, the obtained electrical signal (analog signal) may be converted into a digital signal and then subjected to image processing.

일 실시예에 따르면, 신틸레이터(144)는 금속 코팅 대신 그래핀(graphene)을 이용한다. 그래핀은 탄소 원자들이 벌집 모양의 격자 구조를 이루면서 만들어진 2차원 구조 탄소동소체를 가리킨다. 그래핀은 도전성을 보이며, 또한, 도전에 있어서 기하학적 방향에 따른 이방성을 나타낸다. According to one embodiment, scintillator 144 uses graphene instead of metal coating. Graphene refers to a two-dimensional carbon allotrope made by carbon atoms forming a honeycomb lattice structure. Graphene exhibits conductivity and exhibits anisotropy along the geometric direction in conduction.

신틸레이터(144)는, 전자 총으로부터 방사되는 전자 빔을 피측정 시편(130)에 주사하여 피측정 시편(130)에 대한 구조를 표시하기 위한 주사 전자 현미경에 포함되어, 신틸레이터(144)가 시편(130)의 표면으로부터 생성된 이차전자를 하전입자로서 입력받아서 가시광으로 변환하는 예를 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 다양하게 변형될 수 있다. The scintillator 144 is included in a scanning electron microscope for scanning the electron beam radiated from the electron gun to the specimen to be measured 130 to display a structure for the specimen to be measured. Although the description has been made with respect to an example of receiving secondary electrons generated from the surface of the specimen 130 as charged particles and converting them into visible light, the present invention is not limited thereto and may be variously modified.

도 3은 도 2의 신틸레이터(144)의 구조의 일 예를 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating an example of a structure of the scintillator 144 of FIG. 2.

도 3을 참조하면, 신틸레이터(144)는 기판(300), 가시광 변환층(310), 가시광 변환층(310)상에 위치한 그래핀층(320) 및 접지 단자(330)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the scintillator 144 may include a substrate 300, a visible light conversion layer 310, a graphene layer 320 disposed on the visible light conversion layer 310, and a ground terminal 330.

기판(300)은 유리 기판일 수 있다. The substrate 300 may be a glass substrate.

가시광 변환층(310)은 전술한 인 계열의 형광 물질로 구성되어 입사되는 하전입자를 가시광으로 변환한다. 가시광 변환층(310)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 피측정 시편(130)에 입사되는 하전입자와 충돌함에 따라 발생되는 이차전자에 대한 가시광을 생성할 수 있다. The visible light conversion layer 310 is composed of the phosphor-based fluorescent material described above converts the incident charged particles into visible light. The visible light converting layer 310 may generate visible light for secondary electrons generated by colliding with charged particles incident on the specimen to be measured 130 as illustrated in FIGS. 1 and 2.

그래핀층(320)은 그래핀 박막으로 구성된다. 그래핀층(320)은 접지되어, 가시광 변환층(310)에 축적되는 하전입자들을 배출하도록 구성된다. 이를 위해, 그래핀층(320)상에는 그래핀층(320)에 축적되는 하전입자들을 외부로 배출하는 접지 단자(330)가 형성된다. 접지 단자(330)는 금속 전극으로 형성될 수 있다. The graphene layer 320 is composed of a graphene thin film. The graphene layer 320 is grounded and configured to discharge charged particles accumulated in the visible light conversion layer 310. To this end, a ground terminal 330 is formed on the graphene layer 320 to discharge charged particles accumulated in the graphene layer 320 to the outside. The ground terminal 330 may be formed of a metal electrode.

가시광 변환층(310)에 그래핀층(320)을 입힌 구조의 신틸레이터(144)를 이용함으로써, 신틸레이터(144)의 내구성을 높일 수 있다. 또한, 그래핀층(320)은 망상 구조를 가지므로, 입사되는 하전입자들에 대한 가시광 변환층(310)으로의 투과율을 기존의 금속코팅막에 비하여 높일 수 있다. 따라서, 신틸레이터(144) 구조를 이용하여 가시광 변환층(310)에 입사되는 하전입자들의 투과도를 높임으로써 시편(130)의 구조를 나타내는 고감도의 이미지를 얻을 수 있다. By using the scintillator 144 having a structure in which the graphene layer 320 is coated on the visible light conversion layer 310, the durability of the scintillator 144 may be increased. In addition, since the graphene layer 320 has a network structure, transmittance of the charged particles to the visible light conversion layer 310 may be increased as compared with the conventional metal coating layer. Therefore, by using the scintillator 144 structure to increase the transmittance of the charged particles incident on the visible light conversion layer 310, it is possible to obtain a high-sensitivity image representing the structure of the specimen 130.

도 4는 신틸레이터 제조 방법의 일 예를 나타내는 도면이다. 4 is a diagram illustrating an example of a scintillator manufacturing method.

유리 기판과 같이 에칭 등에 의해 제거될 수 있는 기판상에 그래핀을 성장시킨다(410). 그래핀은 기판상에 CVD(Chemical Vapor Deposition) 등의 방법으로 성장될 수 있다. Graphene is grown (410) on a substrate that can be removed by etching, such as a glass substrate. Graphene may be grown on a substrate by a method such as chemical vapor deposition (CVD).

기판을 에칭하여 그래핀 박막을 형성한다(420). 또한, 신틸레이터를 제조하기 위하여, 지지 기판상에 가시광 변환층을 형성한다. 지지 기판상에 인 성분의 형광분말을 포함하는 용액을 도포하고, 인 성분의 형광분말을 포함하는 용액에서 수분을 배출시킴으로써 가시광 변환층이 형성될 수 있다. 가시광 변환층을 형성하는 방법은 공지되어 있으므로 상세한 설명은 생략한다. The substrate is etched to form a graphene thin film (420). In addition, in order to manufacture a scintillator, a visible light conversion layer is formed on a support substrate. The visible light converting layer may be formed by applying a solution including a phosphorescent component of a phosphorescent component on a support substrate and discharging water from a solution containing a phosphorous component of a phosphorous component. Since the method of forming a visible light conversion layer is well-known, detailed description is abbreviate | omitted.

지지 기판에 형성된 가시광 변환층을 막안정제, 예를 들어, 콜로디온(collodion)으로 코팅한다(430). 콜로디온 코팅은 가시광 변환층에 콜로디온 용액을 한 방울 정도 떨어뜨린 후, 수분을 배출함으로써 수행될 수 있다. 가시광 변환층은 표면이 울퉁불퉁하게 형성되므로, 가시광 변환층에 콜로디온과 같은 막안정제를 첨가하면, 가시광 변환층에 형성될 수 있는 간극(gap)을 메울 수 있다. 따라서, 가시광 변환층의 표면상에 형성되는 간극에 의해 이미지의 감도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. The visible light conversion layer formed on the support substrate is coated with a film stabilizer, for example, collodion (430). The collodion coating may be performed by dropping a collodion solution on the visible light conversion layer by about one drop and then releasing moisture. Since the visible light conversion layer is unevenly formed, adding a film stabilizer such as collodion to the visible light conversion layer may fill a gap that may be formed in the visible light conversion layer. Therefore, it is possible to prevent the sensitivity of the image from being lowered by the gap formed on the surface of the visible light conversion layer.

단계 420에서 형성된 그래핀 박막을 수분이 있는 상태에서 가시광 변환층에 올린다(440). 그러면, 수분이 증발되면서 그래핀 박막이 가시광 변환층에 접착되어, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(300)상에, 가시광 변환층(310)과 그래핀층(320)이 형성될 수 있다. 그런 다음, 그래핀층(320)에 입사되어 축적되는 하전입자들을 외부로 배출하는 접지 단자(330)를 형성할 수 있다(450). The graphene thin film formed in step 420 is placed on the visible light conversion layer in the presence of moisture (440). Then, as the moisture evaporates, the graphene thin film is adhered to the visible light conversion layer, and as shown in FIG. 3, the visible light conversion layer 310 and the graphene layer 320 may be formed on the substrate 300. Then, the ground terminal 330 for discharging charged particles that are incident and accumulated in the graphene layer 320 may be formed (450).

이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be construed to include various embodiments within the scope of the claims.

Claims (5)

신틸레이터(Scintillator)로서,
기판;
상기 기판상에 형성되며, 입력받은 하전입자를 가시광으로 변환하는 가시광 변환층; 및
하전입자를 입력받아서 상기 가시광 변환층으로 투과시키는 그래핀(graphene)층을 포함하는 신틸레이터. As a scintillator,
Board;
A visible light conversion layer formed on the substrate and converting input charged particles into visible light; And
A scintillator comprising a graphene layer that receives charged particles and transmits them to the visible light conversion layer. 제1항에 있어서,
상기 그래핀층에 형성되고, 상기 그래핀층에 축적되는 하전입자를 외부로 배출하는 접지 단자를 더 포함하는 신틸레이터. The method of claim 1,
The scintillator is formed on the graphene layer, and further comprising a ground terminal for discharging the charged particles accumulated in the graphene layer to the outside. 피측정 시편에 대한 구조를 표시하는 신틸레이터(Scintillator)를 포함하는 주사 전자 현미경으로서,
상기 신틸레이터는,
기판;
상기 기판상에 형성되며, 입력받은 이차전자를 가시광으로 변환하는 가시광 변환층; 및
상기 피측정 시편에 하전입자가 충돌함에 따라 발생되는 이차전자를 입력받아서 상기 가시광 변환층으로 투과시키는 그래핀(graphene)층을 포함하는 주사 전자 현미경. A scanning electron microscope comprising a scintillator displaying the structure of a specimen under test,
The scintillator is,
Board;
A visible light conversion layer formed on the substrate and converting input secondary electrons into visible light; And
And a graphene layer that receives secondary electrons generated when the charged particles collide with the specimen to be transmitted and transmits them to the visible light conversion layer. 신틸레이터 제조 방법으로서,
기판상에 그래핀을 성장시키는 단계;
상기 기판을 에칭하여 상기 그래핀 박막을 형성하는 단계; 및
하전입자를 가시광으로 변환하는 가시광 변환층상에 상기 그래핀 박막을 수분이 있는 상태에서 올려놓는 단계를 포함하는 방법. As a scintillator manufacturing method,
Growing graphene on the substrate;
Etching the substrate to form the graphene thin film; And
And placing the graphene thin film on a visible light conversion layer for converting charged particles into visible light in a moist state. 제4항에 있어서,
상기 그래픽 박막에 입사되어 축적되는 하전입자를 외부로 배출하는 접지 단자를 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
The method of claim 4, wherein
And forming a ground terminal for discharging charged particles that are incident and accumulated in the graphic thin film to the outside.
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