KR101818406B1 - Composite microscope apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
아래의 설명은 복합현미경 장치에 관한 것이다.The following description relates to a compound microscope apparatus.
주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)은, 집속된 전자 빔을 시료의 표면에 주사하면서 전자 빔과 시료와의 상호작용에서 발생되는 이차 전자 또는 후방 산란 전자를 측정하여 시료의 표면을 관찰하는 장비이다.Scanning Electron Microscope (SEM) is a device that observes the surface of a sample by measuring the secondary electrons or backscattering electrons generated from the interaction between the electron beam and the sample while scanning the focused electron beam on the surface of the sample to be.
주사전자현미경은 일반적으로 시료 표면의 정보를 획득할 수 있지만, 시료 내부의 정보를 얻을 수는 없기 때문에, 시료의 내부 정보를 확인하기 위해서 시료를 부분적으로 절삭하는 작업이 필요하였다.Scanning electron microscope (SEM) generally obtains information on the surface of the sample, but since it can not obtain information within the sample, it is necessary to partially cut the sample in order to confirm the internal information of the sample.
하지만, 시료 내부에 관측하길 희망하는 물질 또는 부분이 존재하는지는 육안으로 확인하기 어렵기 때문에, 시료의 절삭 후에, 주사전자현미경을 통해 관측하는 과정을 통해서, 해당 물질 또는 부분의 위치와 존재 유무를 파악할 수 있었다.However, since it is difficult to visually confirm whether there is a substance or a part desired to be observed in the sample, the position and presence or absence of the substance or part are observed through a scanning electron microscope after the cutting of the sample I could understand.
시료 내에서 사용자가 관측하길 희망하는 물질 또는 부분이 없을 경우, 시료를 절삭하고 주사전자현미경으로 이를 관측하는 과정은 시간과 자원의 낭비로 이어질 수 있다. 따라서, 주사전자현미경을 통해 시료의 내부 이미지를 관측하는 과정에 선행하여 시료 내부의 정보를 측정할 수 있는 장치의 개발이 필요한 실정이다.If there is no material or part that the user wants to observe in the sample, cutting the sample and observing it with a scanning electron microscope may lead to waste of time and resources. Therefore, it is necessary to develop a device capable of measuring information in the sample prior to the process of observing the internal image of the sample through a scanning electron microscope.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.The background art described above is possessed or acquired by the inventor in the derivation process of the present invention, and can not be said to be a known art disclosed in general public before application of the present invention.
일 실시 예의 목적은 복합현미경 장치를 제공하는 것이다.An object of one embodiment is to provide a compound microscope apparatus.
일 실시 예에 따른 복합현미경 장치는, 시료를 고정 및 지지할 수 있는 시료 스테이지 및 상기 시료 스테이지에 대하여 상대적으로 이동함으로써 상기 시료를 절삭할 수 있는 블레이드 장치를 포함하는 시료 절삭 모듈; 상기 시료 절삭 모듈에 대하여 상대적으로 이동 가능하고, 상기 시료 절삭 모듈의 상부에 위치함으로써 상기 시료 절삭 모듈에 수용된 상기 시료를 관찰할 수 있는 광학현미경 장치를 포함하는 광학현미경 모듈; 및 상기 시료 절삭 모듈에 대하여 상대적으로 이동 가능하고, 상기 시료 절삭 모듈의 상부에 위치함으로써 상기 시료 절삭 모듈에 수용된 상기 시료를 관찰할 수 있는 관측 컬럼을 포함하는 주사전자현미경 모듈을 포함할 수 있다.A composite microscope apparatus according to an embodiment includes a sample cutting module including a sample stage capable of fixing and supporting a sample and a blade device capable of cutting the sample by moving relative to the sample stage; An optical microscope module movable relative to the sample cutting module and capable of observing the sample housed in the sample cutting module by being positioned at an upper portion of the sample cutting module; And a scanning electron microscope module that is relatively movable with respect to the sample cutting module and includes an observation column capable of observing the sample accommodated in the sample cutting module by being positioned at an upper portion of the sample cutting module.
상기 광학현미경 모듈은, 상기 시료 절삭 모듈의 측 방향으로 인접하게 배치될 수 있고, 상기 주사전자현미경 모듈은, 상기 시료 절삭 모듈의 상측 방향으로 인접하게 배치될 수 있다.The optical microscope module may be disposed adjacent to the sample cutting module in the lateral direction, and the scanning electron microscope module may be disposed adjacent to an upper side of the sample cutting module.
상기 주사전자현미경 모듈은, 상기 관측 컬럼을 상기 시료 절삭 모듈의 상측에서 수직 방향으로 이동시키는 수직 이동 스테이지; 및 상기 관측 컬럼의 하측에 배치되고 상기 시료 절삭 모듈에 기밀이 유지되도록 결합 가능한 결합부를 더 포함할 수 있다.Wherein the scanning electron microscope module comprises: a vertical moving stage for vertically moving the observation column above the sample cutting module; And a coupling unit disposed below the observation column and coupled to the sample cutting module to maintain airtightness.
일 실시 예에 따른 복합현미경 장치는, 상기 시료 절삭 모듈의 내부 공간을 진공으로 형성시키기 위한 진공 펌프를 더 포함할 수 있고, 상기 시료 절삭 모듈은, 상방으로 개방되고, 상기 결합부와 연결되어 상기 주사전자현미경 모듈의 내부 공간과 연통될 수 있는 개구부; 및 상기 진공 펌프가 연결되는 진공 포트를 더 포함할 수 있다.The composite microscope apparatus according to an embodiment may further include a vacuum pump for forming an internal space of the sample cutting module in a vacuum state. The sample cutting module may be opened upward, An opening communicating with an internal space of the scanning electron microscope module; And a vacuum port to which the vacuum pump is connected.
상기 주사전자현미경 모듈은, 상기 결합부 내에 설치되고, 상기 개구부를 향한 수직 방향으로 신축 가능한 벨로우즈 튜브를 포함할 수 있고, 상기 벨로우즈 튜브는, 상기 벨로우즈 튜브의 하면 및 상기 개구부의 상면 중 어느 하나 이상의 면에 설치됨으로써, 상기 벨로우즈 튜브가 연장될 때, 상기 벨로우즈 튜브의 내부 공간 및 상기 시료 절삭 모듈의 내부 공간의 기밀을 유지하도록 밀폐시키기 위한 오링을 포함할 수 있다.The scanning electron microscope module may include a bellows tube that is installed in the coupling portion and is vertically stretchable toward the opening portion. The bellows tube may include at least one of a lower surface of the bellows tube and an upper surface of the opening portion And an O-ring for sealing the inner space of the bellows tube and the inner space of the sample cutting module to maintain airtightness when the bellows tube is extended.
상기 주사전자현미경 모듈은, 상기 결합부의 외주면에 형성되는 외부 기어; 상기 수직 이동 스테이지에 의해 상기 결합부와 같이 움직이고, 상기 외부 기어와 맞물려 상기 외부 기어를 회전시키는 동작 기어; 상기 결합부의 내주면에 나선형으로 형성되는 가이드 홈; 및 상기 벨로우즈 튜브의 하측에 설치되고, 상기 가이드 홈에 삽입되는 가이드 핀을 더 포함할 수 있고, 상기 동작 기어가 회전하여, 상기 외부 기어가 회전하게 되면, 상기 가이드 홈이 회전함에 따라서, 상기 가이드 홈에 삽입된 상기 가이드 핀이 상하 방향으로 이동하여 상기 벨로우즈 튜브가 상하 방향으로 신축될 수 있다.The scanning electron microscope module includes: an external gear formed on an outer peripheral surface of the engaging portion; An operating gear that moves together with the engaging portion by the vertical moving stage and engages with the external gear to rotate the external gear; A guide groove formed in a spiral shape on an inner peripheral surface of the engaging portion; And a guide pin installed on the lower side of the bellows tube and inserted into the guide groove. When the external gear rotates to rotate the guide groove, as the guide groove rotates, the guide The guide pin inserted in the groove moves up and down so that the bellows tube can be expanded and contracted in the vertical direction.
상기 광학현미경 모듈은, 상기 광학현미경 장치를 상기 시료 절삭 모듈을 향해 수평한 방향으로 이동시키는 수평 이동 스테이지를 더 포함할 수 있다.The optical microscope module may further include a horizontal movement stage for moving the optical microscope device in a horizontal direction toward the sample cutting module.
상기 관측 컬럼의 중심의 위치는, 상기 시료 스테이지의 중심의 위치와 수직 방향으로 오버랩 될 수 있고, 상기 광학현미경 장치가 상기 시료 절삭 모듈을 향해 이동하는 경우, 상기 광학현미경 장치의 대물 렌즈의 위치는 상기 시료 스테이지의 중심의 위치와 수직 방향으로 오버랩 될 수 있다.The position of the center of the observation column may overlap the position of the center of the sample stage in the vertical direction and the position of the objective lens of the optical microscope apparatus when the optical microscope apparatus moves toward the sample cutting module And may overlap the position of the center of the sample stage in the vertical direction.
상기 광학현미경 장치는 형광현미경이고, 상기 형광현미경을 통해, 상기 블레이드 장치에 의해 절삭된 시료의 형광 물질이 분포된 지점의 위치 정보를 통해, 상기 관측 컬럼의 구동을 연동할 수 있다.The optical microscope apparatus is a fluorescence microscope, and through the fluorescence microscope, the driving of the observation column can be interlocked through the positional information of the point where the fluorescent material of the sample cut by the blade apparatus is distributed.
상기 광학현미경 장치는 공초점현미경일 수 있다.The optical microscope apparatus may be a confocal microscope.
일 실시 예에 따른 복합현미경 장치에 의하면, 광학현미경 또는 주사전자현미경을 선택적으로 사용하여 시료를 관측할 수 있다.According to the composite microscope apparatus according to one embodiment, a sample can be observed using an optical microscope or a scanning electron microscope selectively.
일 실시 예에 따른 복합현미경 장치에 의하면, 시료 절삭 장치를 통해 시료를 절삭함과 동시에, 주사전자현미경을 통해 관측할 수 있기 때문에, 시료의 3차원 내부 이미지를 획득할 수 있다.According to the composite microscope apparatus according to one embodiment, since the sample can be cut through the sample cutting device and can be observed through a scanning electron microscope, a three-dimensional internal image of the sample can be obtained.
일 실시 예에 따른 복합현미경 장치에 의하면, 주사전자현미경 모듈로 시료를 관측하기 이전에, 광학현미경 모듈을 통해 시료 내부의 이미지를 사전에 획득하여, 주사전자현미경 모듈 및 시료 절삭 모듈의 구동 여부를 결정할 수 있다.According to the composite microscope apparatus according to the embodiment, before observing the sample with the scanning electron microscope module, an image of the inside of the sample is acquired in advance through the optical microscope module to check whether the scanning electron microscope module and the sample cutting module are driven You can decide.
일 실시 예에 따른 복합현미경 장치에 의하면, 광학현미경 모듈을 통해 관측하길 희망하는 위치를 추적할 수 있고, 해당 위치를 주사전자현미경 모듈을 통해 관측할 수 있다.According to the composite microscope apparatus according to one embodiment, a position desired to be observed through the optical microscope module can be tracked, and the position can be observed through the scanning electron microscope module.
도 1은 일 실시 예에 따른 복합현미경 장치의 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 복합현미경 장치의 블록도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 복합현미경 장치의 동작을 나타내는 측면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 광학현미경 장치의 동작을 나타내는 측면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 관측 컬럼의 동작을 나타내는 측면도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 전자 현미경 모듈이 시료 절삭 모듈에 결합되는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 전자 현미경 모듈이 시료 절삭 모듈에 결합되는 과정을 나타내는 단면도이다.1 is a perspective view of a compound microscope apparatus according to one embodiment.
2 is a block diagram of a compound microscope apparatus according to one embodiment.
3 is a side view showing the operation of the compound microscope apparatus according to one embodiment.
4 is a side view showing the operation of the optical microscope apparatus according to one embodiment.
5 is a side view illustrating the operation of an observation column in accordance with one embodiment.
6 is a cross-sectional view illustrating a process in which an electron microscope module according to an embodiment is coupled to a sample cutting module.
7 is a cross-sectional view illustrating a process in which the electron microscope module according to the embodiment is coupled to the sample cutting module.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the best of an understanding clear.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The components included in any one embodiment and the components including common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless otherwise stated, the description of any one embodiment may be applied to other embodiments, and a detailed description thereof will be omitted in the overlapping scope.
도 1은 일 실시 예에 따른 복합현미경 장치의 사시도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 복합현미경 장치의 블록도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 복합현미경 장치를 나타내는 도면이다. FIG. 1 is a perspective view of a compound microscope apparatus according to one embodiment, FIG. 2 is a block diagram of a compound microscope apparatus according to an embodiment, and FIG. 3 is a diagram illustrating a compound microscope apparatus according to an embodiment.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 복합현미경 장치(1)는 주사전자현미경 및 광학현미경을 동시에 구비하고, 2 개의 현미경 중 하나의 현미경을 선택적으로 사용하여 시료(2)를 관측할 수 있다.Referring to Figs. 1 to 3, the
또한, 복합현미경 장치(1)는, 시료 절삭 모듈(11)을 통해 시료(2)를 절삭함과 동시에 주사전자현미경 모듈(13)을 통해 시료(2)의 표면을 관측할 수 있고, 이를 통해, 시료(2) 내부의 이미지 또는 시료(2)의 입체 이미지를 획득할 수 있다.The
예를 들어, 복합현미경 장치(1)는, 시료 절삭 모듈(11), 광학현미경 모듈(12), 주사전자현미경 모듈(13), 진공 펌프(14), 입력부(15) 및 제어부(16)를 포함할 수 있다.For example, the
시료 절삭 모듈(11)은, 내부에 시료(2)를 수용하고, 시료(2) 표면을 매우 얇게 절삭할 수 있다. 예를 들어, 시료(2)는 생체 시료일 수 있으며, 시료(2)는 시료 절삭 모듈(11)의 내부에 배치되기 이전에 냉동, 건조, 화학 처리 및/또는 코팅 등의 전처리 과정을 거칠 수 있다.The
예를 들어, 시료(2)는 원활한 절삭을 위해서 에폭시와 같은 핸들링용 수지로 코팅될 수 있다.For example, the
예를 들어, 시료 절삭 모듈(11)은 개구부(111), 시료 스테이지(115), 블레이드 장치(114) 및 진공 포트(112)를 포함할 수 있다.For example, the
개구부(111)는, 시료 절삭 모듈(11)의 내부 공간이 상측으로 연통된 구멍일 수 있다The
시료 스테이지(115)는, 시료 절삭 모듈(11)의 내부 공간에 배치되어 시료(2)를 상측으로 지지할 수 있으며, 시료(2)와 함께 수직한 방향 또는 수평한 방향으로 이동하도록 구동될 수 있다. 예를 들어, 시료 스테이지(115)는 개구부(111)의 중심 부분과 수직 방향으로 중첩되는 부분에 위치할 수 있다.The
블레이드 장치(114)는, 지면에 수평한 방향으로 이동함으로써, 시료(2)를 수평방향으로 절삭할 수 있다.The
시료 스테이지(115) 및 블레이드 장치(114)에 의하면, 시료 스테이지(115)가 미세하게 수직 이동함에 따라서, 시료(2)는 블레이드 장치(114)에 의해서 초박(超薄)으로 절삭될 수 있다. 예를 들어, 시료(2)는 80 nm 내지 100 nm의 두께 단위로 절삭될 수 있다.According to the
진공 포트(112)는, 시료 절삭 모듈(11)의 내부 공간과 외부를 연통하는 포트일 수 있다. 예를 들어, 진공 포트(112)는, 시료 절삭 모듈(11)에 주사전자현미경 모듈(13)이 결합됐을 경우, 시료 절삭 모듈(11)의 내부 공간을 진공으로 만들기 위해 진공 펌프(14)와 연결되는 구멍일 수 있다.The
광학현미경 모듈(12)은, 시료 절삭 모듈(11)의 일측에 위치할 수 있고, 시료 절삭 모듈(11)의 개구부(111)의 상측으로 후술할 광학현미경 장치(121)를 이동시킬 수 있다.The
예를 들어, 광학현미경 모듈(12)은, 도 1과 같이, 시료 절삭 모듈(11)과 인접하게 배치될 수 있다, 다시 말하면, 광학현미경 모듈(12)은 시료 절삭 모듈(11)의 x축 방향으로 후방에 위치할 수 있다.For example, the
예를 들어, 광학현미경 모듈(12)은, 제 1 베이스(124), 광학현미경 장치(121), 수평 이동 가이드(123) 및 수평 이동 스테이지(122)를 포함할 수 있다.For example, the
제 1 베이스(124)는 광학현미경 모듈(12)을 감싸는 케이스형 부재일 있다. 예를 들어, 제 1 베이스(124)는, 시료 절삭 모듈(11)의 측부에 인접하게 배치될 수 있고, 주사전자현미경 모듈(13)의 하측에 배치될 수 있다.The
광학현미경 장치(121)는, 복수개의 광학 렌즈, 거울, 또는 프리즘 등을 통해 시료(2)의 상을 만드는 광학계일 수 있다.The
예를 들어, 광학현미경 장치(121)는, 대물 렌즈 뒤편에 바늘 구멍을 두어 시료의 한 점에서 출발한 빛만이 통과하게 하여 2차원 또는 3차원 영상을 얻을 수 있는 공초점현미경(confocal microscope)일 수 있다.For example, the
다른 예로, 광학현미경 장치(121)는, 시료(2)에서 관측하기 희망하는 타겟 물질에 형광성 색소 또는 형광 물질을 흡착시킨 후, 이를 자외선을 조사했을 때 나오는 2차 형광을 관측하는 형광현미경(fluorescent microscope)일 수 있다.As another example, the
수평 이동 가이드(123)는, 광학현미경 장치(121)가 시료 절삭 모듈(11)을 향해 이동하는 경우, 해당 이동을 가이드하는 부재일 수 있다. 예를 들어, 수평 이동 가이드(123)는 제 1 베이스(124)의 내부에서 x축 방향으로 연장 형성되는 부재일 수 있다.The
수평 이동 스테이지(122)는, 광학현미경 장치(121)에 장착되어, 광학현미경 장치(121)를 수평 이동 가이드(123)에 따라 이동시킬 수 있다. 다시 말하면, 수평 이동 스테이지(122)는, 광학현미경 장치(121)를 통해 시료(2)를 관찰하기 위해, 시료 절삭 모듈(11)을 향하는 방향(즉, 양의 x축 방향)으로 광학현미경 장치(121)를 이동시킬 수 있고, 관측을 마친 후, 다시 역 방향(즉, 음의 x축 방향)으로 후퇴시킬 수 있다.The horizontal moving
주사전자현미경 모듈(13)은 시료 절삭 모듈(11) 및 광학현미경 모듈(12)의 상측에 위치할 수 있다.The scanning
예를 들어, 주사전자현미경 모듈(13)은, 제 2 베이스(134), 관측 컬럼(131), 수직 이동 스테이지(132), 결합부(133), 벨로우즈 튜브(135, 도 6 참조) 및 동작 기어(137, 도 6 참조)를 포함할 수 있다.For example, the scanning
제 2 베이스(134)는, 광학현미경 모듈(12)의 상측에 배치될 수 있는 케이스형 부재일 수 있다. 예를 들어, 제 2 베이스(134)는 도 1과 같이, 케이스형으로 형성된 제 1 베이스(124)에 의해 지지될 수 있다. 다만, 제 2 베이스(134)는 광학현미경 모듈(12)에 의해 지지되지 않고, 독립적인 지지 부재에 의해서, 광학현미경 모듈(12)의 상측에 배치될 수 도 있다.The
관측 컬럼(131)은, 복수개의 전자 렌즈를 포함하고 시료(2) 상으로 전자 빔을 조사하여, 시료(2)의 표면에서 발생하는 이차 전자 또는 반사 전자를 측정하는 주사전자현미경 장치일 수 있다.The
예를 들어, 관측 컬럼(131)은 상하로 연장되는 원통형 형상을 가질 수 있고, 제 2 베이스(134)에 대하여 x축 방향으로 전방에 위치할 수 있다. 관측 컬럼(131)의 중심은, 시료 절삭 모듈(11)의 개구부(111)의 중심과 상하 방향으로 오버랩 될 수 있다.For example, the
수직 이동 스테이지(132)는, 제 2 베이스(134)에 설치되어, 관측 컬럼(131)을 수직 방향으로 이동시키도록 구동될 수 있다. 예를 들어, 수직 이동 스테이지(132)는 제 2 베이스(134)에 대해서 수직 방향뿐만 아니라 수평 방향으로 이동시킬 수도 있다. The
결합부(133)는, 관측 컬럼(131)의 하단부를 감싸는 원통형 케이스일 수 있다. 예를 들어, 결합부(133)는, 관측 컬럼(131)에 대해서 회전 가능하게 설치될 수 있다. 결합부(133)의 상측은 관측 컬럼(131)과 기밀 유지되도록 결합되고, 하측으로 개방될 수 있다. 결합부(133)는 외부 기어(1331) 및 가이드 홈(1332, 도 6 참조)을 포함할 수 있다.The
외부 기어(1331)는, 결합부(133)의 외주면에 형성되고, 동작 기어(137)와 맞물려서 회전될 수 있다. 동작 기어(137)가 회전 구동됨으로써, 결합부(133)는 관측 컬럼(131)에 대해서 회전할 수 있다.The
가이드 홈(1332)은, 결합부(133)의 내주면에 수직 방향을 따라 나선형으로 형성된 홈일 수 있다. 예를 들어, 가이드 홈(1332)은, 후술할 벨로우즈 튜브(135)의 가이드 핀(136, 도 6 참조)이 삽입될 수 있고, 결합부(133)가 회전함에 따라서, 가이드 핀(136)이 가이드 홈(1332)을 따라서, 상하 방향으로 이동함으로써, 벨로우즈 튜브(135)를 신축시킬 수 있다.The
벨로우즈 튜브(135)는, 결합부(133) 내부에 동축으로 설치되는 관형 부재일 수 있다. 벨로우즈 튜브(135)의 적어도 일부는 상하로 신축될 수 있는 벨로우즈 또는 주름 모양의 관으로 형성될 수 있다.The
예를 들어, 벨로우즈 튜브(135)의 상측은 결합부(133)의 내주면에 결합되어, 관측 컬럼(131)의 내부와 기밀을 유지할 수 있다. 벨로우즈 튜브(135)의 외부 직경은 개구부(111)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 관측 컬럼(131)의 적어도 일부는 벨로우즈 튜브(135)의 내부에 삽입될 수 있다. 벨로우즈 튜브(135)는, 튜브 하단부(1351, 도 7 참조), 가이드 핀(136) 및 오링(1352, 도 7 참조)을 포함할 수 있다.For example, the upper side of the
튜브 하단부(1351)는, 벨로우즈 튜브(135)의 하측 단부일수 있고, 시료 절삭 모듈(11)의 개구부(111) 주위의 상면에 접촉할 수 있다.The tube
가이드 핀(136)은 결합부(133)의 내부에서 튜브 하단부(1351)의 일측에 고정적으로 설치될 수 있고, 가이드 홈(1332)에 삽입되는 돌출형 부재일 수 있다.The
가이드 핀(136)에 의하면, 결합부(133)의 외부 기어(1331)가 동작 기어(137)에 의해서 회전할 경우, 결합부(133)의 내주면에 형성된 가이드 홈(1332)이 회전할 수 있고, 이에 따라, 가이드 홈(1332)에 삽입된 가이드 핀(136)이 회전하는 가이드 홈(1332)을 따라서, 수직 방향으로 이동함으로써, 튜브 하단부(1351)가 결합부(133) 내부에서 수직 방향으로 신장 또는 수축될 수 있다.According to the
오링(1352)은, 튜브 하단부(1351)가 시료 절삭 모듈(11)에 접촉하였을 경우, 기밀을 유지하기 위해, 튜브 하단부(1351)의 원주 모양의 하면을 따라서 설치될 수 있다. 예를 들어, 튜브 하단부(1351)의 하측 원주면은, 오링(1352)이 장착될 수 있도록 원주 형상에 따라서 함몰된 홈이 형성되어 있을 수 있다.The O-
동작 기어(137)는, 제 2 베이스(134)에 설치되어, 결합부(133)의 외부 기어(1331)와 맞물릴 수 있고, 외부 기어(1331)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 동작 기어(137)는, 수직 이동 스테이지(132)에 설치될 수 있고, 이를 통해, 수직 이동 스테이지(132)가 이동하는 방향에 따라 관측 컬럼(131)과 함께 이동할 수 있다.The
진공 펌프(14)는, 시료 절삭 모듈(11)의 진공 포트(112)에 관형 부재를 통해 연결될 수 있다. 예를 들어, 진공 펌프(14)는 시료 절삭 모듈(11)에 주사전자현미경 모듈(13)이 부착되었을 경우, 주사전자현미경 장치의 가동을 위해서, 시료 절삭 모듈(11) 및 주사전자현미경 모듈(13)의 내부의 공기를 흡입하여, 시료 절삭 모듈(11) 및 주사전자현미경 모듈(13)의 내부를 진공으로 만들 수 있다.The
입력부(15)는, 사용자로부터 복합현미경 장치(1)의 동작 상태를 입력 받을 수 있는 인터페이스 장치일 수 있다. 예를 들어, 사용자는 입력부(15)의 조작을 통해 광학현미경 모듈(12) 및 주사전자현미경 모듈(13) 중 하나의 모듈을 선택하여 시료(2)를 관측하거나, 시료 절삭 모듈(11)의 동작 명령을 입력할 수 있다.The
제어부(16)는, 시료 절삭 모듈(11), 광학현미경 모듈(12), 주사전자현미경 모듈(13) 및 진공 펌프(14)의 구동을 제어할 수 있다.The
예를 들어, 제어부(16)는, 입력부(15)를 통해, 사용자로부터 시료 절삭 모듈(11), 광학현미경 모듈(12), 주사전자현미경 모듈(13) 및 진공 펌프(14)의 동작 신호를 입력 받을 수 있다.For example, the
제어부(16)는, 시료 스테이지(115)의 동작을 제어하여, 시료 스테이지(115)의 위치를 조절할 수 있다. 또한, 제어부(16)는, 블레이드 장치(114)를 구동하여, 블레이드 장치(114)를 통해 시료(2)의 일부를 절삭할 수 있다.The
제어부(16)는, 수평 이동 스테이지(122)의 동작을 제어하여, 광학현미경 모듈(12)을 시료 절삭 모듈(11)을 향해서 전진 또는 후퇴시킬 수 있다.The
제어부(16)는 관측 컬럼(131)을 동작시켜, 전자 빔을 시료(2)를 향해 조사시킬 수 있고, 시료(2)의 표면에서 발생한 이차 전자 또는 반사 전자를 측정하여, 시료(2)의 이미지를 획득 할 수 있다.The
또한, 제어부(16)는, 수직 이동 스테이지(132)의 동작을 제어하여, 관측 컬럼(131)을 수직 방향으로 이동시킬 수 있고, 동작 기어(137)를 구동시켜, 결합부(133) 내부의 벨로우즈 튜브(135)를 수직 방향으로 신장 및 수축시킬 수 있다.The
또한, 제어부(16)는, 진공 펌프(14)의 구동을 통해서, 시료 절삭 모듈(11)의 내부를 진공으로 형성시킬 수 있다.In addition, the
도 3은 일 실시 예에 따른 복합현미경 장치의 동작을 나타내는 측면도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 광학현미경 장치의 동작을 나타내는 측면도이고, 도 5는 일 실시 예에 따른 관측 컬럼의 동작을 나타내는 측면도이다.FIG. 3 is a side view showing the operation of the compound microscope apparatus according to one embodiment, FIG. 4 is a side view showing the operation of the optical microscope apparatus according to an embodiment, and FIG. 5 is a view showing the operation of the observation column according to an embodiment. Side view.
도 3을 참조하면, 초기 상태의 복합현미경 장치(1)의 모습을 확인할 수 있다. 예를 들어, 초기 상태에서, 광학현미경 장치(121)는 시료 절삭 모듈(11)로부터 측 방향으로 이격 되도록 위치될 수 있다. 또한, 관측 컬럼(131)은, 시료 절삭 모듈(11)로부터 상측으로 이격되어 위치할 수 있다.Referring to FIG. 3, the state of the
도 4를 참조하면, 광학현미경 장치(121)를 통해 시료(2)를 관측하기 위해, 수평 이동 스테이지(122)가 구동되는 모습을 확인할 수 있다. 이 과정에서, 제어부(16)는 수평 이동 스테이지(122)를 구동하여, 광학현미경 장치(121)를 시료 절삭 모듈(11)을 향하도록 이동시킬 수 있고, 이에 따라 광학현미경 장치(121)의 대물 렌즈가 시료 스테이지(115)의 상측에 위치할 수 있다. 다시 말하면, 대물 렌즈의 위치가 상기 시료 스테이지의 중심의 위치와 수직 방향으로 오버랩 될 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the
시료 절삭 모듈(11)은, 광학현미경 장치(121)의 부분 중, 시료 절삭 모듈(11)을 향해 돌출되는 부분과 간섭되는 것을 방지하기 위해, 시료 절삭 모듈(11)의 일부분이 함몰되거나, 관통되어 형성될 수 있다.The
예를 들어, 사용자는 먼저 상대적으로 주사전자현미경 모듈(13)보다 배율이 낮은 광학현미경 장치(121)를 통해, 시료(2)의 부분 중 관측하길 희망하는 "타겟 영역"을 관측할 수 있고, 해당하는 부분의 위치를 쉽게 확인할 수 있다. 광학현미경 장치(121)를 통하여, 확인된 위치 정보는 제어부(16)를 통해 주사전자현미경 모듈(13)로 전달될 수 있다. 이를 통해, 사용자는 타겟 영역의 위치를 사전에 인지하여, 차후에 주사전자현미경 모듈(13)을 통해서 타겟 영역을 자세히 관찰할 수 있다.For example, the user can first observe a desired "target area" of the portion of the
위의 구조에 의하면, 차후, 주사전자현미경 모듈(13)을 구동 시, 제어부(16)에 저장된 타겟 영역의 위치 정보를 바탕으로, 주사전자현미경 모듈(13)의 구동을 연동할 수 있으므로, 주사전자현미경 모듈(13)을 이용하여 "타겟 영역"을 쉽게 찾아내어 관측할 수 있다.According to the above structure, since the driving of the scanning
예를 들어, 제어부(16)는, 광학현미경 장치(121)를 통해 시료(2)의 부분들 중 타겟 영역이 존재하는 시료(2)의 높이를 측정할 수 있다. 이에 따라, 주사 현미경 모듈(13)을 통해 해당 타겟 영역을 관측하는 경우, 시료 절삭 모듈(11)을 통해 시료(2)의 타겟 영역이 노출될 수 있도록 상기 측정된 높이를 기준으로 시료(2)를 절삭할 수 있다.For example, the
예를 들어, 광학현미경 장치(121)가 형광현미경일 경우, 사용자는 시료(2) 내에서 측정하길 희망하는 물질을 미리 형광성 색소로 염색시킨 후, 형광현미경으로 이를 관측하여, 형광성 색소가 분포된 위치를 타겟 영역으로 설정하여, 타겟 영역의 위치 정보를 수집할 수 있고, 해당 위치 정보를 제어부(16)에 저장할 수 있다.For example, when the
또한, 시료(2)에 형광성 물질이 관측되지 않을 경우, 주사전자현미경 모듈(13)을 통한 시료(2)의 관측을 보류하고, 다른 시료(2)를 준비할 수 있다.Further, when no fluorescent substance is observed in the
예를 들어, 제어부(16)는, 주사전자현미경 모듈(13)을 통한 타겟 영역의 관측을 용이하게 하도록, 시료 스테이지(115) 또는 수직 이동 스테이지(132)를 제어하여, 시료(2)의 타겟 영역이 관측 컬럼(131)의 관측 범위에 들어오도록 할 수 있다.For example, the
또한, 제어부(16)는, 주사전자현미경 모듈(13)을 사용하면서, 타겟 영역을 보다 정밀하게 관측하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(16)는, 주사전자현미경 모듈(13) 및 시료 절삭 모듈(11)을 통해 획득한 시료(2)의 3차원 이미지에서 타겟 영역에 해당하는 이미지만을 추출 하여 나타낼 수 있다Further, the
도 5를 참조하면, 관측 컬럼(131)을 통해 시료(2)를 관측하기 위해, 수직 이동 스테이지가 구동되는 모습을 확인할 수 있다. 예를 들어, 제어부(16)는 수직 이동 스테이지(132)를 제어하여, 관측 컬럼(131)을 하측으로 수직 이동 시킬 수 있다. 예를 들어, 제어부(16)는 관측 컬럼(131)을 초기 상태의 높이에서 "설정 높이"가 되도록 수직 하강시킬 수 있다. 여기서, 설정 높이는, 결합부(133)가 시료 절삭 모듈(11)의 상면과 접촉하거나 인접하게 위치하게 되는 관측 컬럼(131)의 높이일 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the vertical movement stage is driven to observe the
예를 들어, 수직 이동 스테이지(132)를 통해, 관측 컬럼(131)이 수직 방향으로 이동하는 경우, 동작 기어(137)도 같은 방향으로 이동하여, 동작 기어(137)는 외부 기어(1331)에 항상 맞물려 있을 수 있다.For example, when the
도 4와 같이, 광학현미경 장치(121)로 시료(2)를 관측한 이후에, 관측 컬럼(131)을 사용하려고 하는 경우, 제어부(16)는 먼저, 수평 이동 스테이지(122)를 구동하여, 광학현미경 장치(121)를 시료 절삭 모듈(11)과 떨어지도록 이동시킴으로써, 광학현미경 장치(121)가 관측 컬럼(131)의 수직 이동 경로에 간섭 되지 않도록 할 수 있다.4, when the
도 6은 일 실시 예에 따른 전자 현미경 모듈이 시료 절삭 모듈에 결합되는 과정을 나타내는 단면도이고, 도 7은 일 실시 예에 따른 전자 현미경 모듈이 시료 절삭 모듈에 결합되는 과정을 나타내는 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a process in which the electron microscope module according to an embodiment is coupled to a sample cutting module, and FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a process in which an electron microscope module according to an embodiment is coupled to a sample cutting module.
도 6 및 도 7을 참조하면, 관측 컬럼(131)이 시료 절삭 모듈(11)을 향해 하측으로 수직 이동 된 후, 관측 컬럼(131) 및 시료 절삭 모듈(11) 사이의 기밀을 형성하기 위해, 벨로우즈 튜브(135)가 하측으로 이동하여 시료 절삭 모듈(11)과 접촉하는 과정을 확인할 수 있다.6 and 7, in order to form the airtightness between the
먼저, 도 5와 같이, 관측 컬럼(131) 및 결합부(133)가 설정 높이만큼 하강된 상태에서, 제어부(16)는 동작 기어(137)를 회전 구동하여, 외부 기어(1331) 및 결합부(133)를 회전시킬 수 있다.5, the
동작 기어(137)를 통해, 결합부(133)가 일 방향으로 회전하게 되면, 결합부(133)의 내주면에 형성된 가이드 홈(1332)이 회전할 수 있고, 가이드 홈(1332)에 삽입된 벨로우즈 튜브(135)의 가이드 핀(136)은 나선형의 가이드 홈(1332)을 따라서, 하측으로 이동될 수 있다.The
이에 따라, 도 7과 같이, 튜브 하단부(1351)가 하측으로 이동하면서, 벨로우즈 튜브(135)는 하측으로 신장되어, 시료 절삭 모듈(11)의 개구부(111) 주위의 상면에 접촉할 수 있고, 결합부(133) 및 시료 절삭 모듈(11)의 내부는 서로 연통되고 기밀이 유지될 수 있다.7, the
이와 같이, 주사전자현미경 모듈(13) 및 시료 절삭 모듈(11)이 서로 연통된 후, 제어부(16)는 진공 펌프(14)를 동작하여 시료 절삭 모듈(11) 및 결합부(133)의 내부 공간을 진공으로 만들 수 있고, 이어서, 관측 컬럼(131)을 통해서, 시료(2)의 관측이 진행될 수 있다.After the scanning
예를 들어, 관측 컬럼(131)을 통해 시료(2)를 관측하는 과정에서, 시료 절삭 모듈(11)의 블레이드 장치(114)를 통해, 시료(2)의 절삭 과정이 동시에 수행될 수 있다.For example, during the process of observing the
이상의 구조에 의하면, 시료(2)가 상측으로부터 블레이드 장치(114)에 의해 절삭됨에 따라서, 시료(2)의 수직 방향으로의 단면은 순차적으로 관측 컬럼(131)의 전자 빔에 의해 노출될 수 있고, 이에 따라, 관측 컬럼(131)은 시료(2)의 수직 방향에 따라서 시료(2)의 수직 방향, 즉 깊이 방향으로의 복수의 단면 이미지를 획득할 수 있으며, 이를 취합하여, 시료(2)의 3차원 입체 이미지를 획득하는 것이 가능할 수 있다.According to the above structure, as the
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. For example, it is contemplated that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described structures, devices, and the like may be combined or combined in other ways than the described methods, Appropriate results can be achieved even if they are replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments and equivalents to the claims are within the scope of the following claims.
Claims (10)
상기 시료 절삭 모듈에 대하여 상대적으로 이동 가능하고, 상기 시료 절삭 모듈의 상부에 위치함으로써 상기 시료 절삭 모듈에 수용된 상기 시료를 관찰할 수 있는 광학현미경 장치를 포함하는 광학현미경 모듈; 및
상기 시료 절삭 모듈에 대하여 상대적으로 이동 가능하고, 상기 시료 절삭 모듈의 상부에 위치함으로써 상기 시료 절삭 모듈에 수용된 상기 시료를 관찰할 수 있는 관측 컬럼을 포함하는 주사전자현미경 모듈을 포함하는 복합현미경 장치.
A sample cutting module including a sample stage capable of fixing and supporting a sample and a blade device capable of cutting the sample by moving relative to the sample stage;
An optical microscope module movable relative to the sample cutting module and capable of observing the sample housed in the sample cutting module by being positioned at an upper portion of the sample cutting module; And
And an observation column movable relative to the sample cutting module and capable of observing the sample housed in the sample cutting module by being positioned at an upper portion of the sample cutting module.
상기 광학현미경 모듈은, 상기 시료 절삭 모듈의 측 방향으로 인접하게 배치되고,
상기 주사전자현미경 모듈은, 상기 시료 절삭 모듈의 상측 방향으로 인접하게 배치되는 복합현미경 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the optical microscope module is disposed laterally adjacent to the sample cutting module,
Wherein the scanning electron microscope module is disposed adjacent to an upper side of the sample cutting module.
상기 주사전자현미경 모듈은,
상기 관측 컬럼을 상기 시료 절삭 모듈의 상측에서 수직 방향으로 이동시키는 수직 이동 스테이지; 및
상기 관측 컬럼의 하측에 배치되고 상기 시료 절삭 모듈에 기밀이 유지되도록 결합 가능한 결합부를 더 포함하는 복합현미경 장치.
3. The method of claim 2,
The scanning electron microscope module comprises:
A vertical moving stage for vertically moving the observation column above the sample cutting module; And
And an engaging portion disposed below the observation column and capable of engaging with the sample cutting module so as to maintain airtightness.
상기 복합현미경은,
상기 시료 절삭 모듈의 내부 공간을 진공으로 형성시키기 위한 진공 펌프를 더 포함하고,
상기 시료 절삭 모듈은,
상방으로 개방되고, 상기 결합부와 연결되어 상기 주사전자현미경 모듈의 내부 공간과 연통될 수 있는 개구부; 및
상기 진공 펌프가 연결되는 진공 포트를 더 포함하는 복합현미경 장치.
The method of claim 3,
In the composite microscope,
Further comprising a vacuum pump for vacuum forming the inner space of the sample cutting module,
The sample cutting module includes:
An opening that is opened upward and is connected to the coupling portion and can communicate with the internal space of the scanning electron microscope module; And
And a vacuum port to which the vacuum pump is connected.
상기 주사전자현미경 모듈은,
상기 결합부 내에 설치되고, 상기 개구부를 향한 수직 방향으로 신축 가능한 벨로우즈 튜브를 포함하고,
상기 벨로우즈 튜브는,
상기 벨로우즈 튜브의 하면 및 상기 개구부의 상면 중 어느 하나 이상의 면에 설치됨으로써, 상기 벨로우즈 튜브가 연장될 때, 상기 벨로우즈 튜브의 내부 공간 및 상기 시료 절삭 모듈의 내부 공간의 기밀을 유지하도록 밀폐시키기 위한 오링을 포함하는 복합현미경 장치.
5. The method of claim 4,
The scanning electron microscope module comprises:
And a bellows tube that is installed in the coupling portion and is vertically stretchable toward the opening,
The bellows tube may include:
And an o-ring for sealing the inner space of the bellows tube and the inner space of the sample cutting module to maintain airtightness when the bellows tube is extended by being installed on at least one of a lower surface of the bellows tube and an upper surface of the opening, . ≪ / RTI >
상기 주사전자현미경 모듈은,
상기 결합부의 외주면에 형성되는 외부 기어;
상기 수직 이동 스테이지에 의해 상기 결합부와 같이 움직이고, 상기 외부 기어와 맞물려 상기 외부 기어를 회전시키는 동작 기어;
상기 결합부의 내주면에 나선형으로 형성되는 가이드 홈; 및
상기 벨로우즈 튜브의 하측에 설치되고, 상기 가이드 홈에 삽입되는 가이드 핀을 더 포함하고,
상기 동작 기어가 회전하여, 상기 외부 기어가 회전하게 되면, 상기 가이드 홈이 회전함에 따라서, 상기 가이드 홈에 삽입된 상기 가이드 핀이 상하 방향으로 이동하여 상기 벨로우즈 튜브가 상하 방향으로 신축되는 것을 특징으로 하는 복합현미경 장치.
6. The method of claim 5,
The scanning electron microscope module comprises:
An external gear formed on an outer peripheral surface of the engaging portion;
An operating gear that moves together with the engaging portion by the vertical moving stage and engages with the external gear to rotate the external gear;
A guide groove formed in a spiral shape on an inner peripheral surface of the engaging portion; And
And a guide pin provided below the bellows tube and inserted into the guide groove,
When the external gear is rotated, the guide pin inserted in the guide groove moves up and down as the guide groove rotates, so that the bellows tube is expanded and contracted in the vertical direction A compound microscope device.
상기 광학현미경 모듈은,
상기 광학현미경 장치를 상기 시료 절삭 모듈을 향해 수평한 방향으로 이동시키는 수평 이동 스테이지를 더 포함하는 복합현미경 장치.
The method of claim 3,
The optical microscope module includes:
And a horizontal moving stage for moving the optical microscope device in a horizontal direction toward the sample cutting module.
상기 관측 컬럼의 중심의 위치는, 상기 시료 스테이지의 중심의 위치와 수직 방향으로 오버랩 되고,
상기 광학현미경 장치가 상기 시료 절삭 모듈을 향해 이동하는 경우, 상기 광학현미경 장치의 대물 렌즈의 위치는 상기 시료 스테이지의 중심의 위치와 수직 방향으로 오버랩 되는 복합현미경 장치.
8. The method of claim 7,
The position of the center of the observation column overlaps the position of the center of the sample stage in the vertical direction,
Wherein the position of the objective lens of the optical microscope apparatus overlaps with the position of the center of the sample stage in the vertical direction when the optical microscope apparatus moves toward the sample cutting module.
상기 광학현미경 장치는 형광현미경이고,
상기 형광현미경을 통해, 상기 블레이드 장치에 의해 절삭된 시료의 형광 물질이 분포된 지점의 위치 정보를 통해, 상기 관측 컬럼의 구동을 연동하는 것을 특징으로 하는 복합현미경 장치.
3. The method of claim 2,
The optical microscope apparatus is a fluorescence microscope,
And the driving of the observation column is interlocked through the fluorescence microscope through the positional information of the point where the fluorescent material of the sample cut by the blade device is distributed.
상기 광학현미경 장치는 공초점현미경인 복합현미경 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the optical microscope apparatus is a confocal microscope.
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