KR101964529B1 - 투과전자현미경 장치 및 이를 이용한 이미지 보정 방법 - Google Patents

투과전자현미경 장치 및 이를 이용한 이미지 보정 방법 Download PDF

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Abstract

일 실시 예에 따른 투과전자현미경 장치는, 전자빔을 생성하는 전자총; 상기 전자총에서 방출된 전자빔을 시료에 조사시키는 조사 광학계; 상기 시료를 고정시키는 시료 홀더를 구비하고 이동 가능한 시료 스테이지; 상기 시료에 투과된 전자빔을 확대해 주는 대물 렌즈; 상기 대물 렌즈를 통과한 전자빔을 하측으로 전달하는 결상 광학계; 상기 결상 광학계를 통과한 전자빔을 가시광선으로 변환하여 사용자에게 시료 이미지를 제공하는 형광 스크린; 상기 형광 스크린에서 가시광선으로 변환된 상기 시료 이미지를 수집하는 이미징 장치; 상기 이미징 장치에 수집된 시료 이미지에 기준 관심 영역 및 기준 패턴을 지정할 수 있는 입력부; 상기 기준 패턴에 기초하여 상기 이미징 장치에 수집된 시료 이미지의 패턴을 인식하여 이미지 보정을 수행하는 제어부; 및 상기 제어부에서 보정된 이미지를 출력하는 디스플레이를 포함할 수 있다.

Description

투과전자현미경 장치 및 이를 이용한 이미지 보정 방법{TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPE AND IMAGE CORRECTION METHOD THEREOF}
아래의 설명은 투과전자현미경 장치 및 이를 이용한 이미지 보정 방법에 관한 것이다.
투과전자현미경은, 전자총에서 생성되어 가속전압에 의해 가속된 전자빔을 조사광학계의 전자기 렌즈를 이용하여 시료에 조사하고, 시료를 투과한 전자빔을 대물렌즈와 결상광학계의 전자기 렌즈를 통해 확대하여 상을 얻는 전자 현미경이다.
투과전자현미경에서 고배율로 오랜 시간 동안 시료를 관찰하고 수집하는 경우, 전자기 렌즈 및 편향계의 코일에서 생성되는 열에 의해 자기장의 특성이 변화함에 따라서, 시료 이미지가 정지하고 있지 않고 특정 방향으로 이동하는 드리프트(drift) 현상이 발생하는 경우가 있다.
또한, 투과전자현미경에서 시료 이미지의 초점이나 배율을 변경할 때 각종 전자기 렌즈의 특성 값이 바뀌면서 로렌츠 힘(Lorentz force)에 의해 시료 이미지가 회전하거나 확대 및 축소 비율에 따라 크기가 변하는 경우도 존재한다.
이러한 드리프트 회전, 확대 및 축소 현상은 사용자가 분석하고자하는 시료 이미지를 초기 위치에서 벗어나게 하고, 특히, 장시간 동안 관찰이 요구되는 경우에는 시료의 이미지가 디지털 영상 수집장치의 프레임에서 벗어나게 하거나, 필름에 시료이미지 영상이 맺히는 장치에서는 선명한 영상을 취득할 수 없게 하여 사용자로 하여금 다시 시료 이미지를 조정해야 하는 문제점이 존재한다.
또한 시료 이미지가 회전함에 따라서, 초기 구동에 사용되는 좌표계와 사용자에게 제공되는 표시장치에서의 좌표계가 다르게 되므로 제공되는 표시장치를 보면서 조작하는 사용자는 관찰 중에 시료 이미지를 이동시키는 조작에 있어서 실제 구동 시스템의 좌표계와 표시장치의 좌표계의 불일치에 따른 직관적 조작에 불편함을 초래하였다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예의 목적은 투과전자현미경 장치 및 이를 이용한 이미지 보정 방법을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 투과전자현미경 장치는, 전자빔을 생성하는 전자총; 상기 전자총에서 방출된 전자빔을 시료에 조사시키는 조사 광학계; 상기 시료를 고정시키는 시료 홀더를 구비하고 이동 가능한 시료 스테이지; 상기 시료에 투과된 전자빔을 확대해 주는 대물 렌즈; 상기 대물 렌즈를 통과한 전자빔을 하측으로 전달하는 결상 광학계; 상기 결상 광학계를 통과한 전자빔을 가시광선으로 변환하여 사용자에게 시료 이미지를 제공하는 형광 스크린; 상기 형광 스크린에서 가시광선으로 변환된 상기 시료 이미지를 수집하는 이미징 장치; 상기 이미징 장치에 수집된 시료 이미지에 기준 관심 영역 및 기준 패턴을 지정할 수 있는 입력부; 상기 기준 패턴에 기초하여 상기 이미징 장치에 수집된 시료 이미지의 패턴을 인식하여 이미지 보정을 수행하는 제어부; 및 상기 제어부에서 보정된 이미지를 출력하는 디스플레이를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 기준 관심 영역 내에 설정된 기준 패턴의 중심에 해당하는 초기 좌표 및 기준 패턴의 스케일을 측정하는 기준 파라미터 측정부; 상기 기준 패턴을 이용하여 상기 이미징 장치로부터 수집된 시료 이미지에서 기준 패턴과 대응하는 측정 패턴을 추적하여 매칭하는 패턴 매칭부; 상기 패턴 매칭부를 통해 매칭된 상기 측정 패턴의 중심에 해당하는 측정 좌표, 회전각 및 측정 패턴의 스케일을 산출하는 매칭 파라미터 측정부; 상기 기준 파라미터 측정부 및 매칭 파라미터 측정부에서 측정된 데이터를 바탕으로 측정 좌표를 기준으로 목표 관심 영역을 설정하는 목표 관심 영역 설정부; 및 설정된 상기 목표 관심 영역의 시료 이미지를 생성하여 상기 디스플레이로 전달하는 이미지 생성부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 목표 관심 영역 설정부에서 설정한 목표 관심 영역이 상기 이미징 장치에서 측정한 시료 이미지의 프레임을 벗어나는 경우, 상기 조사 광학계, 시료 스테이지 또는 결상 광학계를 제어하여 상기 측정 패턴의 측정 좌표가 기준 패턴의 초기 좌표와 일치 하도록 상기 시료 이미지를 이동시키는 보정부를 더 포함할 수 있다.
상기 입력부는, 상기 디스플레이 상의 좌표계를 기준으로 시료 이미지의 위치를 조절할 수 있는 조절 신호를 사용자로부터 입력받을 수 있고, 상기 제어부는, 상기 조절 신호를 상기 시료 이미지 상의 좌표계로 변환하여 조절 변환 신호를 형성하는 좌표 변환부; 상기 좌표 변환부에서 출력되는 조절 변환 신호를 상기 조사 광학계, 결상 광학계 또는 시료 스테이지로 인가되는 제어 신호로 변환하는 신호 변환부; 및 상기 신호 변환부에서 변환된 제어 신호를 통해 상기 조사 광학계, 결상 광학계 또는 시료 스테이지를 제어하는 보정부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 투과전자현미경 장치의 이미지 보정 방법은, 시료를 투과한 전자빔이 형광 스크린을 통해 가시광선으로 변환된 시료 이미지를 이미징 장치를 통해 수집하는 초기 영상 수집 단계; 상기 이미징 장치를 통해 수집된 상기 시료 이미지에 기준 관심 영역 및 기준 패턴을 지정하는 기준 설정 단계; 상기 기준 관심 영역 내에 선정된 기준 패턴의 중심에 해당하는 초기 좌표 및 기준 패턴의 스케일을 측정하는 기준 파라미터 측정 단계; 상기 기준 패턴을 이용하여 상기 이미징 장치로부터 수집된 시료 이미지에서 기준 패턴과 대응하는 측정 패턴을 추적하여 매칭하는 패턴 추적 단계; 상기 측정 패턴의 중심에 해당하는 측정 좌표, 회전각 및 측정 패턴의 스케일을 측정하는 매칭 파라미터 측정 단계; 상기 매칭 파라미터 측정 단계에서 측정된 데이터를 바탕으로, 측정 좌표를 기준으로 목표 관심 영역을 설정하는 목표 관심 영역 설정 단계; 및 상기 목표 관심 영역의 시료 이미지를 디스플레이로 출력하는 출력 단계를 포함할 수 있다.
상기 투과전자현미경 장치의 이미지 보정 방법은, 상기 패턴 추적 단계에서 상기 시료 이미지 상에서 기준 패턴과 매칭되는 패턴을 발견하였는지 여부를 확인하는 패턴 확인 단계; 상기 패턴 확인 단계에서 매칭되는 패턴이 없는 경우, 조사 광학계, 결상 광학계 또는 시료 스테이지를 조작하여 상기 시료 이미지가 생성되는 위치를 조절하는 제 1 하드웨어 조절 단계; 위치가 변경된 시료 이미지 상에서 기준 패턴과 매칭되는 패턴을 다시 추적하는 패턴 재추적 단계; 및 상기 패턴 재추적 단계에서 매칭된 측정 패턴의 측정 좌표를 기준 패턴의 초기 좌표로 이동시키기 위해 상기 조사 광학계, 결상 광학계 또는 시료 스테이지를 제어하는 제 2 하드웨어 조절 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 하드웨어 조절 단계 및 제 2 하드웨어 조절 단계 중 어느 하나의 단계에서는, 상기 시료 스테이지를 조작하여 상기 시료 이미지가 생성되는 위치를 조절하고, 나머지 단계에서는, 상기 조사 광학계 또는 결상 광학계를 조작하여 상기 시료 이미지가 생성되는 위치를 조절할 수 있다.
상기 투과전자현미경 장치의 이미지 보정 방법은, 상기 목표 관심 영역이 상기 시료 이미지의 프레임을 벗어났는지 여부를 확인하는 프레임 확인 단계; 상기 프레임 확인 단계에서 상기 목표 관심 영역이 상기 시료 이미지의 프레임을 벗어나 있는 경우, 조사 광학계, 결상 광학계 또는 시료 스테이지를 조작하여 상기 시료 이미지가 생성되는 위치를 조절하는 제 1 하드웨어 조절 단계; 위치가 변경된 시료 이미지 상에서 기준 패턴과 매칭되는 패턴을 다시 추적하는 패턴 재추적 단계; 및 패턴 재추적 단계에서 매칭된 측정 패턴의 측정 좌표를 기준 패턴의 초기 좌표로 이동시키기 위해 상기 조사 광학계, 결상 광학계 또는 시료 스테이지를 제어하는 제 2 하드웨어 조절 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 투과전자현미경 장치의 시료 이미지 위치를 조절하는 방법은, 상기 디스플레이에 출력되는 시료 이미지가 나타나는 방향에 따른 보정 좌표계를 기준으로 상기 시료 이미지의 위치를 조절하기 위한 조절 신호를 생성하는 조절 신호 입력 단계; 상기 이미징 장치를 통해 상기 시료 이미지가 생성되는 방향에 따른 기준 좌표계를 기준으로 상기 조절 신호를 조절 변환 신호로 변환하는 좌표 변환 단계; 상기 조절 변환 신호를 상기 시료 이미지의 위치를 조절할 수 있는 제어 신호로 변환하는 신호 변환 단계; 및 상기 제어 신호를 통해 상기 시료 이미지의 위치를 조절하는 제어 신호 입력 단계를 포함하는 투과전자현미경 장치의 시료 이미지 위치를 조절할 수 있다.
상기 투과전자현미경 장치의 시료 이미지 위치를 조절하는 방법은, 상기 기준 좌표계 및 보정 좌표계 사이의 좌표 변환을 수행하기 위한 좌표 변환 행렬을 생성하는 좌표 변환 준비 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 좌표 변환 단계는, 상기 조절 신호에 상기 좌표 변환 행렬의 역행렬을 곱함으로써 상기 조절 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 신호 변환 단계는, 상기 조절 변환 신호를 상기 조사 광학계를 제어할 수 있는 조사 광학계 제어 신호로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 신호 변환 단계는, 상기 조절 변환 신호를 상기 결상 광학계를 제어할 수 있는 결상 광학계 제어 신호로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 신호 변환 단계는, 상기 조절 변환 신호를 상기 시료 스테이지를 제어할 수 있는 시료 스테이지 제어 신호로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예의 투과전자현미경에 의하면, 투과전자현미경으로 시료를 관찰하는 도중 시료 이미지가 이동 및 회전하더라도 초기에 관측된 시료 이미지와 동일한 조건으로 시료 이미지를 사용자에게 제공할 수 있다.
일 실시 예의 투과전자현미경에 의하면, 시료 이미지 상에 관측 영역을 설정하여, 시료 이미지가 이동 및 회전하더라도 초기에 설정된 관측 영역 상의 시료 이미지를 제공할 수 있다.
일 실시 예의 투과전자현미경에 의하면, 시료 이미지가 회전 및 이동하여, 구동 좌표가 달라지더라도, 초기의 구동 좌표로 직관적으로 시료 이미지를 조절하는 것이 가능할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 투과전자현미경 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 투과전자현미경 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 투과전자현미경 장치의 이미지 보정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 시료 이미지를 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 투과전자현미경 장치의 시료 이미지 위치를 조절하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 시료 이미지를 나타내는 도면이다.
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.
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.
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.
도 1은 일 실시 예에 따른 투과전자현미경 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 투과전자현미경 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 투과전자현미경 장치(1)는, 측정된 시료 이미지(43, 도 4 참조)에서 원하는 관심 영역을 설정하여, 설정된 관심 영역을 디스플레이(14) 상에서 관찰할 수 있는 장치이다. 투과전자현미경 장치(1)는 내부에 구비된 전자기 렌즈의 특성 값이 바뀌면서 시료 이미지(43, 도 4 참조)가 이동 및 회전하더라도 설정된 관심 영역을 추적하여 이를 디스플레이(14) 상에 출력할 수 있다.
투과전자현미경 장치(1)는 투과전자현미경 컬럼(11), 입력부(13), 디스플레이(14) 및 제어부(12)를 포함할 수 있다.
투과전자현미경 컬럼(11)은 시료를 투과 시킨 전자빔을 전자기 렌즈로 확대하여 관찰하는 전자 현미경일 수 있다.
예를 들어, 투과전자현미경 컬럼(11)은 전자 총(111), 조사 광학계(112), 시료 스테이지(114), 대물 렌즈(113), 결상 광학계(116), 형광 스크린(117) 및 이미징 장치(118)를 포함할 수 있다.
전자 총(111)은, 투과전자현미경 컬럼(11)의 상부에 배치되어 하측으로 발진되는 전자빔을 생성할 수 있다.
조사 광학계(112)는, 전자 총(111)에서 형성된 전자빔을 입력 받아 시료에 조사 시킬 수 있다.
예를 들어, 조사 광학계(112)는 집속 자기 렌즈(1121) 및 제 1 편향계(1122)를 포함할 수 있다.
집속 자기 렌즈(1121)는, 입력받은 전자빔을 집속할 수 있다. 예를 들어, 집속 자기 렌즈(1121)는 복수개로 형성될 수 있다.
제 1 편향계(1122)는, 전자기력을 통해 시료에 조사되는 전자빔의 조사 위치 및 방향을 조절할 수 있다.
시료 스테이지(114)는, 시료를 고정시키는 시료 홀더(1141)를 구비할 수 있고, 내부에 구비된 구동기를 통해 시료 홀더(1141)의 위치 및 방향을 조절할 수 있다.
대물 렌즈(113)는, 시료에 조사되는 전자빔을 시료에 조사 할 때 조사되는 전자빔의 조사 각도를 조절하고, 시료를 투과한 전자빔을 입력받아 확대시킬 수 있다.
결상 광학계(116)는, 시료에 투과된 전자빔을 전자기적으로 조절하면서 하측으로 전달하면서 형광 스크린(117)에 상을 맺도록 할 수 있다.
예를 들어, 결상 광학계(116)는, 중간 자기 렌즈(1161), 확대 자기 렌즈(1162) 및 제 2 편향계(1163)를 포함할 수 있다.
중간 자기 렌즈(1161) 및 확대 자기 렌즈(1162)는 시료를 투과한 전자빔을 하측으로 투사할 수 있다.
제 2 편향계(1163)는, 결상 광학계(116)에 입사된 전자빔의 진행 경로를 조절할 수 있다.
형광 스크린(117)은, 시료를 투과한 전자빔을 가시 광선으로 변환하여 시료 이미지(43, 도 4 참조)를 형성할 수 있다.
이미징 장치(118)는, 형광 스크린(117)에서 생성된 시료 이미지(43)를 수집하는 디지털 신호 수집 장치 또는 카메라일 수 있다.
입력부(13)는, 사용자가 시료 이미지(43) 상에서 관찰하기 희망하는 관심 영역을 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 입력부(13)는, 시료 이미지(43) 상에서의 좌표값을 입력할 수 있는 키패드이거나, 디스플레이(14) 상에서 직접 영역을 선택받을 수 있는 터치패드일 수도 있다. 다만, 입력부(13)를 통하여 입력되는 정보나, 입력부(13)의 종류가 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 형태의 사용자의 명령을 입력 받을 수 있는 어떠한 사용자 인터페이스도 사용될 수 있음을 밝혀둔다.
마찬가지로, 입력부(13)는 향후 시료 이미지(43) 상에서 패턴을 인식 및 추적하기 위해 패턴을 입력 받을 수 있다. 한편, 이와 달리 제어부(12)가 입력부(13)에서 입력받은 관심 영역에 기초하여, 그 관심 영역의 내부에서, 소정의 패턴 인식 이미지 추출 프로세스를 통해 자동으로 패턴을 인식할 수도 있을 것이다.
예를 들어, 도 4 를 참조하면, 사용자가 초기에 수집된 시료 이미지 상에서 설정한 관심 영역을 '기준 관심 영역(42)'이라 할 수 있고, 그 후, 시료 이미지(43)가 이동 및 회전함에 따라서, 기준 관심 영역(42)과 매칭되는 관심 영역을 '목표 관심 영역(52)'이라 할 수 있다.
또한, 사용자가 초기에 수집된 시료 이미지 상에서 설정한 패턴을 '기준 패턴(41)'이라 할 수 있고, 그 후, 시료 이미지(43)가 이동 및 회전함에 따라서, 기준 패턴(41)과 매칭되는 패턴을 '측정 패턴(51)'이라 할 수 있다.
여기서, 기준 패턴(41)은 기준 관심 영역(42) 안에서 입력부(13)를 통해 사용자에 의해 수동으로 설정되거나, 제어부(12)를 통해 자동적으로 추출된다.
예를 들어, 사용자는 입력부(13)를 통해서 시료 이미지(43)의 위치를 조절하기 위한 조절 신호를 입력할 수 있다.
디스플레이(14)는, 입력부(13)에서 설정한 기준 관심 영역(42)에 해당하는 시료 이미지(43)를 출력할 수 있다.
제어부(12)는, 이미징 장치(118)를 통해 시료 이미지(43)를 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 입력부(13)를 통해서 기준 관심 영역(42) 및 기준 패턴(41)을 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 기준 관심 영역(42)에 해당하는 시료 이미지(43)를 생성하여 디스플레이(14)에 전달할 수 있다.
예를 들어, 제어부(12)는, 시료 이미지(43)가 이동 및 회전하는 경우, 기준 패턴(41)을 사용한 패턴 인식 및 추적을 통해 시료 이미지(43)의 회전 각도 및 위치 좌표를 측정할 수 있다.
또한, 제어부(12)는 시료 이미지(43)가 이동 및 회전하는 경우, 기준 관심 영역(42)에 대응하는 목표 관심 영역(52)을 설정할 수 있고, 목표 관심 영역(52)에 해당하는 시료 이미지(43)를 생성하여 디스플레이(14)에 전달할 수 있다.
예를 들어, 제어부(12)는, 디스플레이(14) 상에 보정되어 출력되는 시료 이미지의 좌표계의 방향을 기준으로 조절 신호를 입력 받을 수 있고, 입력 받은 조절 신호를, 이미징 장치(118)에 의해 수집되는 시료 이미지(43)의 좌표계로 변환하여 조절 변환 신호를 생성할 수 있으며, 이를 통해 조사 광학계(112), 시료 스테이지(114) 및 결상 광학계(116)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(12)는 기준 파라미터 측정부(121), 패턴 매칭부(122), 매칭 파라미터 측정부(123), 목표 관심 영역 설정부(124), 이미지 생성부(125), 좌표 변환부(126), 신호 변환부(127) 및 보정부(128)를 포함할 수 있다.
기준 파라미터 측정부(121)는, 시료 이미지(43) 상에 설정된 기준 패턴(41)의 중심에 해당하는 초기 좌표(도 4에서 p(x0, y0)) 및 기준 패턴(41)의 스케일을 측정할 수 있다.
패턴 매칭부(122)는, 이미징 장치(118)에서 수집되고 있는 시료 이미지(43) 상에서, 기준 패턴(41)과 대응하는 측정 패턴(51)을 패턴 추적을 통해서 매칭할 수 있다. 여기서 기준 패턴(41)은, 기준 관심 영역(42) 내에서 특정한 형상을 갖는 부분으로, 입력부(13)를 통해 사용자로부터 입력된 패턴이거나, 제어부(12)가 미리 저장된 패턴과 비교하여 그 유사도가 설정 값을 초과하는 것으로 결정하여 자동으로 추출한 패턴일 수 있다. 이상의 유사도는 예를 들어, 공지의 이미지 매칭 프로세싱 기술을 이용하여 측정될 수 있다.
매칭 파라미터 측정부(123)는, 패턴 매칭부(122)를 통해 매칭된 측정 패턴(51)의 중심에 해당하는 측정 좌표(도 4에서 p(x1, y1)), 회전 각도(도 4에서 θ) 및 측정 패턴의 스케일을 산출하고, 이를 기준 좌표, 기준 각도 및 기준 패턴의 스케일과 비교하여 상대적인 값을 구할 수 있다.
목표 관심 영역 설정부(124)는, 기준 파라미터 측정부(121) 및 매칭 파라미터 측정부(123)에서 측정된 데이터를 바탕으로 측정 좌표를 기준으로 목표 관심 영역(52)을 설정할 수 있다.
이미지 생성부(125)는, 목표 관심 영역(52)의 시료 이미지를 추출하여 디스플레이(14)에 전달할 수 있다. 이와 같은 방법에 의하면, 디스플레이(14) 상에 출력되는 보정된 시료 이미지는 기준 관심 영역(42)의 시료 이미지의 위상과 동일한 위상을 가지며 출력될 수 있다.
좌표 변환부(126)는, 입력부(13)에서 전달 받은 조절 신호를 시료 이미지(43)의 좌표계로 변환하여 조절 변환 신호를 형성할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
신호 변환부(127)는, 좌표 변환부(126)에서 변환된 조절 변환 신호를 조사 광학계(112), 시료 스테이지(114) 또는 결상 광학계(116)를 조절하기 위한 제어 신호로 변환할 수 있다.
보정부(128)는, 제어 신호를 바탕으로 상기 조사 광학계(112), 시료 스테이지(114) 또는 결상 광학계(116)를 조절하여 시료 이미지(43)를 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 목표 관심 영역 설정부(124)에서 설정한 목표 관심 영역(52)이 이미징 장치(118)에서 측정한 시료 이미지(43)의 프레임을 벗어나는 경우, 보정부(128)는 상기 조사 광학계(112), 시료 스테이지(114) 및 결상 광학계(116) 중 어느 하나 이상을 제어하여, 목표 관심 영역(52)이 다시 시료 이미지(43)의 프레임 내로 이동되도록 시료 이미지(43)를 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 보정부(128)는 측정 패턴(51)의 측정 좌표를 기준 패턴(41)의 초기 좌표 또는 시료 이미지(43)의 원점과 일치시키도록 시료 이미지(43)를 이동시킬 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 투과전자현미경 장치의 이미지 보정 방법을 나타내는 순서도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 시료 이미지를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 투과전자현미경 장치의 이미지 보정 방법은, 시료 이미지(43)가 드리프트 현상 등으로 실제 형광 스크린(117) 상에서 이동 및 회전하더라도 사용자에게 관심 영역의 시료 이미지(43)를 동일한 위상을 유지한 상태로 지속적으로 출력해줄 수 있는 방법이다. 이하, 관심 영역 및 기준 패턴을 사용자가 직접 지정하는 경우를 예시적으로 설명하기로 한다.
예를 들어, 투과전자현미경 장치의 이미지 보정 방법은 초기 영상 수집 단계(201), 기준 설정 단계(202), 기준 파라미터 측정 단계(203), 현재 영상 수집 단계(204), 패턴 추적 단계(205), 패턴 확인 단계(206), 제 1 하드웨어 조절 단계(212), 패턴 재추적 단계(213), 제 2 하드웨어 조절 단계(214), 매칭 파라미터 측정 단계(207), 목표 관심 영역 설정 단계(208), 프레임 확인 단계(209), 출력 단계(210) 및 측정 중단 확인 단계(211)를 포함할 수 있다.
초기 영상 수집 단계(201)는, 기준 관심 영역(42) 및 기준 패턴(41)을 설정하기 위해 이미징 장치(118)를 통해 기준이 되는 시료 이미지(43)를 입력 받는 단계일 수 있다.
기준 설정 단계(202)에서, 초기 영상 수집 단계(201)에서 수집된 시료 이미지(43)를 기준으로, 사용자가 관측하길 희망하는 관심 영역, 즉, 기준 관심 영역(42)을 설정할 수 있다. 또한 사용자는 기준 관심 영역(42) 내에 형성되는 기준 패턴(41)을 설정할 수 있다. 예를 들어, 기준 패턴(41)이 먼저 설정된 이후 기준 관심 영역(42)이 설정될 수 있다.
기준 파라미터 측정 단계(203)는, 설정된 기준 패턴(41)의 파라미터를 측정하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 기준 파라미터 측정 단계(203)에서, 기준 파라미터 측정부(121)는 기준 패턴(41) 상의 임의의 점, 예를 들면, 기준 패턴(41)의 중심에 해당하는 초기 좌표와, 기준 패턴(41)의 스케일과, 초기 좌표와 기준 관심 영역(42) 사이의 상대 거리를 측정할 수 있다. 도 4를 참조하면 기준 패턴(41)의 초기 좌표는 p(x0, y0)로 나타낼 수 있다.
현재 영상 수집 단계(204)는, 기준 파라미터 측정 단계(203) 이후, 투과전자현미경 컬럼(11)을 통해 시료의 관측을 수행하면서 형성되는 시료 이미지(43)를 수집하는 단계일 수 있다.
패턴 추적 단계(205)는, 패턴 매칭부(122)가 수집된 시료 이미지(43) 상에서 기준 패턴(41)과 대응하는 측정 패턴(51)을 추적하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 패턴 추적 단계(205)에서 패턴 매칭부(122)는 기준 패턴(41)의 이미지를 시료 이미지(43)와 대조하여 기준 패턴(41)의 근방에서 기준 패턴(41)과 동일한 패턴을 가진 측정 패턴(51)을 찾아낼 수 있다.
패턴 확인 단계(206)는, 패턴 추적 단계(205)에서 패턴 매칭부(122)가 시료 이미지(43) 상에서 기준 패턴(41)에 대응되는 측정 패턴(51)을 찾아냈는지 여부를 확인하는 단계일 수 있다.
제 1 하드웨어 조절 단계(212)는, 패턴 확인 단계(206)에서 매칭되는 패턴이 없거나, 후술할 프레임 확인 단계(209)에서 목표 관심 영역(52)이 시료 이미지(43)의 프레임으로부터 벗어났을 경우, 수행될 수 있다. 예를 들어, 제 1 하드웨어 조절 단계(212)는, 측정 패턴(51) 또는 목표 관심 영역(52)이, 시료 이미지(43)의 프레임을 벗어나는 경우, 수행될 수 있다.
예를 들어, 제 1 하드웨어 조절 단계(212)는 보정부(128)를 통해 조사 광학계(112), 시료 스테이지(114) 및 결상 광학계(116) 중 어느 하나 이상을 조절하여 상기 기준 패턴(41)과 대응되는 측정 패턴(51)이 시료 이미지(43)의 프레임 안에 형성되도록 시료 이미지(43)를 이동시키는 단계일 수 있다.
패턴 재추적 단계(213)는, 제 1 하드웨어 조절 단계(212) 이후, 시료 이미지(43) 상에서 기준 패턴(41)과 대응되는 측정 패턴(51)을 다시 추적하고, 측정 패턴(51)의 중심에 해당하는 측정 좌표를 측정하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 측정 패턴(51)을 찾아내지 못한 경우, 다시 제 1 하드웨어 조절 단계(212)가 수행될 수 있다.
제 2 하드웨어 조절 단계(214)는, 패턴 재추적 단계(213)에서 추적한 측정 패턴(51)의 측정 좌표를 초기 좌표 또는 시료 이미지(43)의 중심점으로 이동시키도록 시료 이미지(43)를 이동시키는 단계일 수 있다.
예를 들어, 제 2 하드웨어 조절 단계(214)에서, 보정부(128)는, 조사 광학계(112), 시료 스테이지(114) 또는 결상 광학계(116)를 조절하여 측정 패턴(51)의 측정 위치를 기준 패턴(41)이 설정되었던 초기 위치 또는 시료 이미지(43)의 중심점으로 이동하도록 시료 이미지(43)를 이동시킬 수 있다.
제 1 하드웨어 조절 단계(212)에서 보정부(128)가 조절하는 대상과, 제 2 하드웨어 조절 단계(214)에서 보정부(128)가 조절하는 대상은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제 1 하드웨어 조절 단계(212)에서 보정부(128)는 시료 스테이지(114)를 제어하여 시료 이미지(43)를 이동시키고, 제 2 하드웨어 조절 단계(214)에서 보정부(128)는 조사 광학계(112) 또는 결상 광학계(116)를 제어하여 시료 이미지(43)를 이동시킬 수 있다.
매칭 파라미터 측정 단계(207)는, 패턴 확인 단계(206)에서 기준 패턴(41)과 대응되는 측정 패턴(51)을 찾아낸 경우, 수행될 수 있다.
예를 들어, 매칭 파라미터 측정 단계(207)에서, 매칭 파라미터 측정부(123)는, 측정 패턴(51)의 중심에 해당하는 측정 좌표, 측정 패턴(51)의 스케일 및 측정 패턴(51)과 기준 패턴(41)이 형성하는 회전 각도(θ)를 측정할 수 있다.
예를 들어, 도 4를 참조하면, 측정 좌표는 (x1, y1)로 나타날 수 있고, 매칭 파라미터 측정부(123)는, 기준 파라미터 측정 단계(203)에서 측정된 초기 좌표에 대한 측정 좌표의 상대 위치를 구할 수 있다. 또한, 매칭 파라미터 측정부(123)는, 측정 패턴(51)이 기준 패턴(41)에 대하여 회전된 회전 각도(θ)를 측정할 수 있다.
목표 관심 영역 설정 단계(208)는, 기준 파라미터 측정 단계(203) 및 매칭 파라미터 측정 단계(207)에서 측정된 데이터를 바탕으로, 측정 좌표를 기준으로 목표 관심 영역(52)을 설정할 수 있다.
예를 들어, 목표 관심 영역 설정 단계(208)에서, 목표 관심 영역 설정부(124)는, 초기 좌표와 측정 좌표 사이의 위치 차이, 기준 패턴(41)의 스케일 대한 측정 패턴(51)의 스케일의 비율, 측정 패턴(51)의 회전 각도 및 기준 좌표와 기준 관심 영역(42) 사이의 위치 관계를 측정할 수 있다. 목표 관심 영역 설정부(124)는 측정 좌표를 기준으로 기준 좌표에 대한 기준 관심 영역(42)과 대응되는 목표 관심 영역(52)을 설정할 수 있다.
프레임 확인 단계(209)는, 목표 관심 영역 설정 단계(208)에서 설정한 목표 관심 영역(52)이 시료 이미지(43)의 프레임에 벗어 났는지의 여부를 확인하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 설정된 목표 관심 영역(52)이 시료 이미지(43)의 프레임을 벗어나는 경우, 목표 관심 영역(52)이 시료 이미지(43)의 프레임 내부에 위치될 수 있도록, 시료 이미지(43)를 이동시킬 수 있고, 구체적으로, 제 1 하드웨어 조절 단계(212), 패턴 재추적 단계(213) 및 제 2 하드웨어 조절 단계(214)가 수행될 수 있다.
출력 단계(210)는, 목표 관심 영역(52)이 시료 이미지(43)의 프레임 내부에 위치된 경우 수행될 수 있다. 출력 단계(210)에서는, 매칭 파라미터 측정 단계(207)에서 측정된 상대 위치, 회전 각도(θ), 및 상대적인 스케일에 기초하여 디스플레이(14) 상에 출력되는 이미지를 최초 위치와 동일한 크기 및 방향으로 출력시킬 수 있다.
예를 들어, 출력 단계(210)에서는, 이미지 생성부(125)가 목표 관심 영역(52)에 해당하는 시료 이미지(43)를 실시간으로 저장 또는 생성할 수 있고, 생성된 이미지를 디스플레이(14)로 전송함으로써, 목표 관심 영역(52)의 이미지가 디스플레이(14) 상에서 실시간으로 출력될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(14)에 출력되는 목표 관심 영역(52)의 이미지는 초기에 설정된 기준 관심 영역(42)의 이미지와 동일한 크기 및 방향으로 출력될 수 있다.
측정 중단 확인 단계(211)는, 사용자가 측정을 계속 수행 할 것인지의 여부를 입력부(13)를 통해 입력 받는 단계일 수 있다.
예를 들어, 사용자가 측정을 중단하기 위한 신호를 제어부(12)에 입력하는 경우, 상기 이미지 보정 방법은 중단될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 측정을 중단하는 신호를 제어부(12)에 입력하지 않는 경우, 시료 이미지(43)의 수집 및 시료 이미지(43)의 보정이 계속 수행될 수 있다. 이와 같은 과정을 통하여, 사용자는 오랜 시간 동안 관찰할 필요성이 있는 경우에도, 드리프트 또는 회전 등의 문제로 관찰대상이 시야로부터 사라지는 문제를 염려하지 않고, 지속적으로 원하는 영역의 이미지를 관찰할 수 있다.
투과전자현미경 장치의 이미지 보정 방법에 의하면, 시료 이미지(43) 상에 기준 관심 영역(42)을 설정하여, 설정된 관심 영역 상의 이미지를 수집할 수 있고, 시료 이미지(43)가 이동 및 회전하더라도 초기에 설정된 관심 영역 상의 이미지를 동일한 관측 조건으로 관측할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 투과전자현미경 장치의 시료 이미지 위치를 조절하는 방법을 나타내는 순서도이고, 도 6은 일 실시 예에 따른 시료 이미지를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시한, 일 실시 예에 따른 투과전자현미경 장치의 시료 이미지 위치를 조절하는 방법은, 이상에서 서술한 이미지 보정 방법이 수행되는 투과전자현미경 장치에서 사용되는 방법이다 투과전자현미경 장치(1)로 시료를 측정하는 과정에서, 시료 이미지(43)가 이동 및 회전하면, 이상에서 서술한 이미지 보정 방법에 따라서 시료 이미지(43)를 반대 방향으로 이동 및 회전시킴으로써 사용자에게 출력되는 이미지가 동일한 위상을 유지하도록 할 수 있다. 이 경우, 시료 이미지(43)를 조절하기 위한 구동 좌표계와 시료 이미지(43)가 출력되는 디스플레이(14)의 좌표계가 일치하지 않게 되므로, 기존 방식으로 시료 홀더를 이동하거나, 전자기 렌즈의 전압을 조절하면, 사용자가 예상한 방향과 다르게 시료 이미지(43)가 이동될 수 있다. 이러한 문제를 도 5 및 도 6에 도시한 방법을 통하여 보정함으로써 시료 이미지(43)를 조절할 수 있다.
예를 들면, 사용자가 목표 관심 영역(52) 이외의 영역을 관찰하기 위하여 시료 이미지(43)를 사용자가 원하는 방향으로 이동시킬 때에, 이와 같은 방법이 활용될 수 있다.
좌표 변환 준비 단계(31)에서는, 도 3의 매칭 파라미터 측정 단계(207)에서 측정된 상대 위치, 회전 각도(θ), 및 상대적인 스케일에 기초하여 좌표 변환 행렬(A)을 생성할 수 있다.
조절 신호 입력 단계(32)에서는, 사용자로부터 입력부를 통해 디스플레이 상의 좌표계를 기준으로 시료 이미지의 위치를 조절할 수 있는 조절 신호(△C)를 입력받을 수 있다. 예를 들어, 조절 신호(△C)는 시료 이미지(43)의 이동을 명령하는 이동 조절 신호 및 시료 이미지(43)의 회전을 명령하는 회전 조절 신호를 포함할 수 있다.
좌표 변환 단계(33)에서는, 조절 신호 입력 단계(32)에서 입력받은 조절 신호(△C)를 실제 시료 이미지 상의 좌표계로 변환시킨 조절 변환 신호(△C')를 생성할 수 있다. 예를 들어, 조절 변환 신호(△C')는 좌표 변환 준비 단계(31)에서 생성된 좌표 변환 행렬(A)의 역행렬(A-1)을 조절 신호(△C)에 곱함으로써 생성될 수 있다.
신호 변환 단계(34)에서는, 좌표 변환 단계(33)에서 생성된 조절 변환 신호(△C')를 조사 광학계(112), 결상 광학계(116) 또는 시료 스테이지(114)로 인가되는 "제어 신호"로 변환시킬 수 있다.
예를 들어, 신호 변환 단계(34)에서, 신호 변환부(127)는 조절 변환 신호(△C')를 조사 광학계(112)의 제 1 편향계(1122)를 제어할 수 있는 조사 광학계 제어 신호(△V1)로 변환시킬 수 있다.
이 경우, 수학식 1과 같이, 조절 변환 신호(△C')에 투과전자현미경 내부의 고유 물성에 따라 미리 결정된 제 1 신호 변환 행렬(T1)을 곱함으로써, 조사 광학계 제어 신호(△V1)가 생성될 수 있다. 예를 들어, 조사 광학계 제어 신호(△V1)는 제 1 편향계(1122)의 복수개의 렌즈에 인가될 전압 값들로 이루어진 행렬일 수 있다.
Figure 112017114045131-pat00001
(여기서 △V1은 조사 광학계 제어 신호, T1은 제 1 신호 변환 행렬, △C'는 조절 변환 신호)
다른 예로, 신호 변환 단계(34)에서, 신호 변환부(127)는 조절 변환 신호(△C')를 조사 광학계(112)의 제 2 편향계(1163)를 제어할 수 있는 결상 광학계 제어 신호(△V2)로 변환할 수 있다.
이 경우, 수학식 2와 같이, 조절 변환 신호(△C')에 미리 설정된 제 2 신호 변환 행렬(T2)을 곱함으로써, 결상 광학계 제어 신호(△V2)가 생성될 수 있다. 예를 들어, 결상 광학계 제어 신호(△V2)는 제 2 편향계(1163)의 복수개의 렌즈에 인가될 전압 값들로 이루어진 행렬일 수 있다.
Figure 112017114045131-pat00002
(여기서 △V2은 결상 광학계 제어 신호, T2은 제 2 신호 변환 행렬)
또 다른 예로, 신호 변환 단계(34)에서, 신호 변환부(127)는 조절 변환 신호(△C')를 시료 스테이지(114)를 제어할 수 있는 시료 스테이지 제어 신호(△V3)로 변환할 수 있다.
이 경우, 수학식 3과 같이, 조절 변환 신호(△C')에 미리 설정된 제 3 신호 변환 행렬(T3)을 곱함으로써, 시료 스테이지 제어 신호(△V3)가 생성될 수 있다. 예를 들어, 시료 스테이지 제어 신호(△V3)는 시료 스테이지(114)의 구동부에 인가될 전압 값들로 이루어진 행렬일 수 있다.
Figure 112017114045131-pat00003
(여기서 △V3은 시료 스테이지 제어 신호, T3은 제 3 신호 변환 행렬)
제어 신호 입력 단계(35)에서는, 신호 변환 단계(34)에서 변환된 "제어 신호"를 조사 광학계, 결상 광학계 또는 시료 스테이지로 인가함으로써 각각의 구성을 제어할 수 있다.
제어 신호 입력 단계(35)는, 보정부(128)가 신호 변환 단계(34)에서 변환된 제어 신호(△V1, △V2, △V3)를 입력받아 조사 광학계(112), 결상 광학계(116) 또는 시료 스테이지(114)를 제어하여 시료 이미지(43)의 위치를 조절하는 단계일 수 있다.
일 실시 예의 투과전자현미경 장치의 시료 이미지 위치 조절 방 에 의하면, 시료 이미지가 회전 및 이동하여, 구동 좌표계에 따른 구동 방향과 디스플레이(14) 상의 보정 좌표계의 방향이 일치하지 않더라도, 보정 좌표계에 따른 방향으로 시료 이미지(43)를 직관적으로 조절하는 것이 가능할 수 있다.
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.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (14)

  1. 전자빔을 생성하는 전자총;
    상기 전자총에서 방출된 전자빔을 시료에 조사시키는 조사 광학계;
    상기 시료를 고정시키는 시료 홀더를 구비하고 이동 가능한 시료 스테이지;
    상기 시료에 투과된 전자빔을 확대해 주는 대물 렌즈;
    상기 대물 렌즈를 통과한 전자빔을 하측으로 전달하는 결상 광학계;
    상기 결상 광학계를 통과한 전자빔을 가시광선으로 변환하여 사용자에게 시료 이미지를 제공하는 형광 스크린;
    상기 형광 스크린에서 가시광선으로 변환된 상기 시료 이미지를 수집하는 이미징 장치;
    상기 이미징 장치에 수집된 시료 이미지에 기준 관심 영역 및 기준 패턴을 지정할 수 있는 입력부;
    상기 기준 패턴에 기초하여 상기 이미징 장치에 수집된 시료 이미지의 패턴을 인식하여 이미지 보정을 수행하는 제어부; 및
    상기 제어부에서 보정된 이미지를 출력하는 디스플레이를 포함하고,
    상기 입력부는 상기 디스플레이 상의 좌표계를 기준으로 시료 이미지의 위치를 조절할 수 있는 조절 신호를 사용자로부터 입력받을 수 있고,
    상기 제어부는,
    상기 기준 관심 영역 내에 설정된 기준 패턴의 중심에 해당하는 초기 좌표 및 기준 패턴의 스케일을 측정하는 기준 파라미터 측정부;
    상기 기준 패턴을 이용하여 상기 이미징 장치로부터 수집된 시료 이미지에서 기준 패턴과 대응하는 측정 패턴을 추적하여 매칭하는 패턴 매칭부;
    상기 패턴 매칭부를 통해 매칭된 상기 측정 패턴의 중심에 해당하는 측정 좌표, 회전각 및 측정 패턴의 스케일을 산출하는 매칭 파라미터 측정부;
    상기 기준 파라미터 측정부 및 매칭 파라미터 측정부에서 측정된 데이터를 바탕으로 측정 좌표를 기준으로 목표 관심 영역을 설정하는 목표 관심 영역 설정부;
    설정된 상기 목표 관심 영역의 시료 이미지를 생성하여 상기 디스플레이로 전달하는 이미지 생성부;
    상기 조절 신호를 상기 시료 이미지 상의 좌표계로 변환하여 조절 변환 신호를 형성하는 좌표 변환부;
    상기 좌표 변환부에서 출력되는 조절 변환 신호를 상기 조사 광학계, 결상 광학계 또는 시료 스테이지로 인가되는 제어 신호로 변환하는 신호 변환부; 및
    상기 신호 변환부에서 변환된 제어 신호를 통해 상기 조사 광학계, 결상 광학계 또는 시료 스테이지를 제어하는 보정부를 포함하는 투과전자현미경 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 목표 관심 영역 설정부에서 설정한 목표 관심 영역이 상기 이미징 장치에서 측정한 시료 이미지의 프레임을 벗어나는 경우, 상기 조사 광학계, 시료 스테이지 또는 결상 광학계를 제어하여 상기 측정 패턴의 측정 좌표가 기준 패턴의 초기 좌표와 일치 하도록 상기 시료 이미지를 이동시키는 보정부를 더 포함하는 투과전자현미경 장치.
  4. 삭제
  5. 시료를 투과한 전자빔이 형광 스크린을 통해 가시광선으로 변환된 시료 이미지를 이미징 장치를 통해 수집하는 초기 영상 수집 단계;
    상기 이미징 장치를 통해 수집된 상기 시료 이미지에 기준 관심 영역 및 기준 패턴을 지정하는 기준 설정 단계;
    상기 기준 관심 영역 내에 선정된 기준 패턴의 중심에 해당하는 초기 좌표 및 기준 패턴의 스케일을 측정하는 기준 파라미터 측정 단계;
    상기 기준 패턴을 이용하여 상기 이미징 장치로부터 수집된 시료 이미지에서 기준 패턴과 대응하는 측정 패턴을 추적하여 매칭하는 패턴 추적 단계;
    상기 측정 패턴의 중심에 해당하는 측정 좌표, 회전각 및 측정 패턴의 스케일을 측정하는 매칭 파라미터 측정 단계;
    상기 매칭 파라미터 측정 단계에서 측정된 데이터를 바탕으로, 측정 좌표를 기준으로 목표 관심 영역을 설정하는 목표 관심 영역 설정 단계;
    상기 목표 관심 영역의 시료 이미지를 디스플레이로 출력하는 출력 단계;
    상기 패턴 추적 단계에서 상기 시료 이미지 상에서 기준 패턴과 매칭되는 패턴을 발견하였는지 여부를 확인하는 패턴 확인 단계;
    상기 패턴 확인 단계에서 매칭되는 패턴이 없는 경우, 조사 광학계, 결상 광학계 또는 시료 스테이지를 조작하여 상기 시료 이미지가 생성되는 위치를 조절하는 제 1 하드웨어 조절 단계;
    위치가 변경된 시료 이미지 상에서 기준 패턴과 매칭되는 패턴을 다시 추적하는 패턴 재추적 단계; 및
    상기 패턴 재추적 단계에서 매칭된 측정 패턴의 측정 좌표를 기준 패턴의 초기 좌표로 이동시키기 위해 상기 조사 광학계, 결상 광학계 또는 시료 스테이지를 제어하는 제 2 하드웨어 조절 단계를 포함하는 투과전자현미경 장치의 이미지 보정 방법.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 하드웨어 조절 단계 및 제 2 하드웨어 조절 단계 중 어느 하나의 단계에서는, 상기 시료 스테이지를 조작하여 상기 시료 이미지가 생성되는 위치를 조절하고, 나머지 단계에서는, 상기 조사 광학계 또는 결상 광학계를 조작하여 상기 시료 이미지가 생성되는 위치를 조절하는 투과전자현미경 장치의 이미지 보정 방법.
  8. 시료를 투과한 전자빔이 형광 스크린을 통해 가시광선으로 변환된 시료 이미지를 이미징 장치를 통해 수집하는 초기 영상 수집 단계;
    상기 이미징 장치를 통해 수집된 상기 시료 이미지에 기준 관심 영역 및 기준 패턴을 지정하는 기준 설정 단계;
    상기 기준 관심 영역 내에 선정된 기준 패턴의 중심에 해당하는 초기 좌표 및 기준 패턴의 스케일을 측정하는 기준 파라미터 측정 단계;
    상기 기준 패턴을 이용하여 상기 이미징 장치로부터 수집된 시료 이미지에서 기준 패턴과 대응하는 측정 패턴을 추적하여 매칭하는 패턴 추적 단계;
    상기 측정 패턴의 중심에 해당하는 측정 좌표, 회전각 및 측정 패턴의 스케일을 측정하는 매칭 파라미터 측정 단계;
    상기 매칭 파라미터 측정 단계에서 측정된 데이터를 바탕으로, 측정 좌표를 기준으로 목표 관심 영역을 설정하는 목표 관심 영역 설정 단계;
    상기 목표 관심 영역의 시료 이미지를 디스플레이로 출력하는 출력 단계;
    상기 목표 관심 영역이 상기 시료 이미지의 프레임을 벗어났는지 여부를 확인하는 프레임 확인 단계;
    상기 프레임 확인 단계에서 상기 목표 관심 영역이 상기 시료 이미지의 프레임을 벗어나 있는 경우, 조사 광학계, 결상 광학계 또는 시료 스테이지를 조작하여 상기 시료 이미지가 생성되는 위치를 조절하는 제 1 하드웨어 조절 단계;
    위치가 변경된 시료 이미지 상에서 기준 패턴과 매칭되는 패턴을 다시 추적하는 패턴 재추적 단계; 및
    패턴 재추적 단계에서 매칭된 측정 패턴의 측정 좌표를 기준 패턴의 초기 좌표로 이동시키기 위해 상기 조사 광학계, 결상 광학계 또는 시료 스테이지를 제어하는 제 2 하드웨어 조절 단계를 포함하는 투과전자현미경 장치의 이미지 보정 방법.
  9. 제 1 항에 기재된 투과전자현미경 장치의 시료 이미지 위치를 조절하는 방법에 있어서,
    상기 디스플레이에 출력되는 시료 이미지가 나타나는 방향에 따른 보정 좌표계를 기준으로 상기 시료 이미지의 위치를 조절하기 위한 조절 신호를 생성하는 조절 신호 입력 단계;
    상기 이미징 장치를 통해 상기 시료 이미지가 생성되는 방향에 따른 기준 좌표계를 기준으로 상기 조절 신호를 조절 변환 신호로 변환하는 좌표 변환 단계;
    상기 조절 변환 신호를 상기 시료 이미지의 위치를 조절할 수 있는 제어 신호로 변환하는 신호 변환 단계; 및
    상기 제어 신호를 통해 상기 시료 이미지의 위치를 조절하는 제어 신호 입력 단계를 포함하는 투과전자현미경 장치의 시료 이미지 위치를 조절하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기준 좌표계 및 보정 좌표계 사이의 좌표 변환을 수행하기 위한 좌표 변환 행렬을 생성하는 좌표 변환 준비 단계를 더 포함하는 투과전자현미경 장치의 시료 이미지 위치를 조절하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 좌표 변환 단계는, 상기 조절 신호에 상기 좌표 변환 행렬의 역행렬을 곱함으로써 상기 조절 신호를 생성하는 단계를 포함하는 투과전자현미경 장치의 시료 이미지 위치를 조절하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 신호 변환 단계는, 상기 조절 변환 신호를 상기 조사 광학계를 제어할 수 있는 조사 광학계 제어 신호로 변환하는 단계를 포함하는 투과전자현미경 장치의 시료 이미지 위치를 조절하는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 신호 변환 단계는, 상기 조절 변환 신호를 상기 결상 광학계를 제어할 수 있는 결상 광학계 제어 신호로 변환하는 단계를 포함하는 투과전자현미경 장치의 시료 이미지 위치를 조절하는 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 신호 변환 단계는, 상기 조절 변환 신호를 상기 시료 스테이지를 제어할 수 있는 시료 스테이지 제어 신호로 변환하는 단계를 포함하는 투과전자현미경 장치의 시료 이미지 위치를 조절하는 방법.
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