라즈엣지 / 사진. 제올

제올(JEOL)이 레이저 가공 시스템을 탑재한 주사전자현미경(SEM) 시스템 ‘라즈엣지(LazEdge)’를 개발하고 5월 25일부터 본격적인 판매를 시작한다고 밝혔다.

최근 반도체와 배터리, 첨단 소재 산업을 중심으로 대면적 시료를 고속으로 가공하면서도 높은 품질을 유지할 수 있는 단면 시편 전처리 수요가 확대되고 있다. 기존 집속 이온 빔(FIB) 시스템은 정밀 가공에 강점을 갖고 있지만, 대면적 고속 가공 측면에서는 추가적인 기술 요구가 이어져 왔다.

라즈엣지는 제올의 SEM 기술과 하마마츠 포토닉스(Hamamatsu Photonics K.K.)의 독자적인 레이저 기술을 결합한 시스템이다. 전자현미경 시료 챔버 내부에서 직접 레이저 가공을 수행할 수 있는 것이 특징이다.

이를 통해 고속·대면적 가공으로 제작한 고품질 단면 시료를 외부 대기에 노출하지 않은 상태에서 SEM 관찰과 원소 분석, 결정 방위 분석 등 후속 분석 과정으로 연속 연결할 수 있다.

특히 금속 시료 분석과 대기 비노출(Air-isolation) 환경이 필요한 배터리 분석, 고속 단면 가공이 요구되는 반도체 불량 분석(Failure Analysis) 등 다양한 첨단 산업 분석 분야에 대응할 수 있도록 설계됐다.

라즈엣지는 레이저 빔의 공간 위상 변조를 구현하는 독자 광학 시스템을 적용했다. 이를 통해 시료 챔버 내부에서 LIPSS(Laser-Induced Periodic Surface Structures, 레이저 유도 주기적 표면 구조) 형성을 억제한 고품질 대면적 단면 가공을 구현한다고 회사 측은 설명했다.

또한 독자 차폐 기술인 ‘라즈엣지 실드(LazEdge Shield)’를 적용해 가공 중 발생하는 파편(Debris)의 비산을 최소화했다. 이를 통해 검출기와 컬럼, 시료 챔버 내부 오염을 줄이며 안정적인 가공 환경을 제공한다.

레이저 시스템은 시료 가공 위치와 실드의 레이저 조사 위치에 동시에 초점을 맞출 수 있어 가공과 실드 클리닝을 동시에 수행할 수 있다. 회사 측은 이러한 기술이 안정적인 출력 유지와 고품질 단면 가공의 핵심 기반이라고 설명했다.

아울러 시료 챔버 내부에 실드를 설치하고 챔버 내에서 가공과 관찰을 모두 수행할 수 있어 공정 효율성도 높였다. 예를 들어 EBSD(전자후방산란회절) 측정에서는 레이저 가공만으로도 측정 가능한 수준의 단면 품질 확보가 가능하다.

또한 가공과 측정을 자동 반복하는 방식으로 3D EBSD 데이터 획득도 지원해 재료 분석과 반도체 분석 분야에서 활용성이 확대될 것으로 기대된다.