KR20050021987A - Manipulation system for manipulating a sample under study with a microscope - Google Patents

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KR20050021987A
KR20050021987A KR10-2004-7020657A KR20047020657A KR20050021987A KR 20050021987 A KR20050021987 A KR 20050021987A KR 20047020657 A KR20047020657 A KR 20047020657A KR 20050021987 A KR20050021987 A KR 20050021987A
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KR
South Korea
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sample
electron microscope
interface
sample holder
end effector
Prior art date
Application number
KR10-2004-7020657A
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Korean (ko)
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다이어마크제이.
유민-펭
브레이켄
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지벡스 코포레이션
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/20—Means for supporting or positioning the objects or the material; Means for adjusting diaphragms or lenses associated with the support

Abstract

본 발명은 전자현미경으로 분석하기 위한 샘플을 조작하는 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 조작시스템은 투과전자현미경(TEM) 및 주사전자현미경(SEM) 등과 같은 복수의 다른 유형의 전자현미경 중 어느 것에도 접속할 수 있고, 또한 샘플을 조작하도록 작동하는 하나 이상의 조작기구를 포함하며, TEM과 같은 전자현미경에 분리가능하게 접속할 수 있고 샘플을 조작하기 위한 복수의 조작기구를 포함하며, 복수의 다른 전자현미경 인터페이스에 선택적으로 접속할 수 있도록 조정이 가능한 인터페이스 및 샘플을 조작하기 위해 제어가능하게 작동할 수 있는 복수의 조작기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a system and method for manipulating a sample for analysis by electron microscopy, wherein the operating system is adapted to any of a plurality of different types of electron microscopes such as transmission electron microscope (TEM) and scanning electron microscope (SEM). A plurality of different electron microscope interfaces, including one or more manipulators that are connectable and operable to manipulate the sample, removably connectable to an electron microscope, such as a TEM, and a plurality of manipulators for manipulating the sample. And an interface that is adjustable to selectively connect to and a plurality of operating mechanisms that can be controlled to operate to manipulate the sample.

Description

현미경으로 분석하는 샘플을 조작하기 위한 조작시스템{MANIPULATION SYSTEM FOR MANIPULATING A SAMPLE UNDER STUDY WITH A MICROSCOPE} MANIPULATION SYSTEM FOR MANIPULATING A SAMPLE UNDER STUDY WITH A MICROSCOPE

본 출원은 미국특허출원 제10/173,543호 "현미경으로 분석하는 샘플을 조작하기 위한 모듈러 조작시스템"에 관한 것으로, 상기 출원을 본 발명에서 참고로 한다. This application relates to US patent application Ser. No. 10 / 173,543, "Modular Manipulation System for Manipulating Samples Analyzed by Microscope", the application of which is hereby incorporated by reference.

기술분야Technical Field

본 발명은 현미경으로 분석하는 샘플을 조작하기 위한 조작시스템에 관한 것으로, 특히 적어도 임의의 한 종류의 현미경에 분리가 가능하게 접속되는 인터페이스, 샘플을 수용하기 위한 스테이지 및 샘플을 조작하기 위한 조작기구를 포함하는 조작시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an operating system for manipulating a sample to be analyzed under a microscope, and in particular, to an interface detachably connected to at least one type of microscope, a stage for receiving a sample, and an operating mechanism for manipulating the sample. It relates to an operating system that includes.

배경기술Background

마이크로미터(㎛)와 나노미터(㎚)단위의 기술이 많은 발전을 하고 있다. 물질(예를 들어, 재료, 유기체, 바이러스, 박테리아 등)을 연구하고, 새로운 물질을 만들며, 그리고/또는 매우 정밀하게 물질을 서로 조립하기 위한 과학분야, 예를 들어 생물학, 의학, 물리학, 화학, 전자공학, 공학 및 나노기술 등과 같은 과학분야에서 이와 같이 작은 크기의 연구들이 진행되고 있다.There are many advances in the technology of micrometer (μm) and nanometer (nm) units. Scientific fields such as biology, medicine, physics, chemistry, to study materials (e.g. materials, organisms, viruses, bacteria, etc.), to make new materials, and / or to assemble materials with each other very precisely In the field of electronics, engineering and nanotechnology, such small-scale studies are underway.

이와 같이 작은 크기의 물질을 조작하기 위해서는 상기 물질을 분석하기 위해 현미경을 이용해야 한다. 인간이 육안으로 볼 수 있는 가장 작은 물질의 크기는 0.1mm이다. 성능이 좋은 광학현미경(light microscope 또는 optical microscope)으로 이미지를 약 1500배까지 확대할 수 있다. 그러나 상기 광학현미경의 작동의 근원이 되는 광선의 물리적 특성(즉, 광선의 파장)으로 인해 상기 현미경으로 확대하는 데에는 한계가 있다. 예를 들어, 광학현미경은 상대적으로 한정된 분해능(매우 가까운 두 점을 명확히 구분해내는 능력)을 갖는다. 분해능(α)은 장비로 적절히 검지할 수 있을 정도로 이격된 두 점의 각거리(angular separation)로 측정된다. 이 각도가 작을수로 분해능은 커진다. 따라서 보통 α=1.22λ/D이고, 여기서 λ는 광선의 파장, D는 대물렌즈의 직경(미터단위)이다. 광학현미경으로 얻을 수 있는 최고의 분해능은 약 0.2㎛이다. 이 거리보다 더 가까이 있는 점들은 광학현미경으로는 분리된 점으로 명확히 구분해낼 수 없다.In order to manipulate such small sized materials, a microscope must be used to analyze the material. The smallest substance that humans can see is 0.1 mm. A good light microscope or optical microscope can magnify an image by approximately 1500 times. However, there is a limit to magnification with the microscope due to the physical properties of the light rays (ie the wavelength of the light rays) that are the source of the operation of the optical microscope. For example, optical microscopes have a relatively limited resolution (the ability to clearly distinguish two very close points). The resolution α is measured as the angular separation of two points apart enough to be properly detected by the instrument. The smaller this angle, the greater the resolution. Therefore, it is usually α = 1.22 lambda / D, where lambda is the wavelength of light and D is the diameter of the objective lens in meters. The highest resolution achievable with an optical microscope is about 0.2 μm. Points closer than this distance cannot be clearly distinguished by optical microscopy.

물론 물질을 보기 위해 현미경에 사용되는 복사선의 파장을 줄임으로써 분해능을 증가시킬 수 있다. 그래서 종래의 광학현미경으로는 분석할 수 없는 아주 작은 물질을 분석하기 위해 광선 대신에 전자빔을 이용하는 전자현미경이 개발되었다. 1930년경 'Max Knoll'과 'Ernst Ruska'가 최초로 전자현미경을 만들었다. 일반적으로 전자현미경은 연구대상이 되는 샘플을 밝게하기 위해 전자빔을 사용하고, 상기 전자빔(보통 빔에 작용하는 자기력으로부터 생성)의 파장은 광학현미경에 사용되는 광선의 파장보다 짧다. 따라서, 전자현미경으로 얻을 수 있는 확대 정도(그리고 분해능)가 광학현미경보다 상당히 향상되었다.Of course, the resolution can be increased by reducing the wavelength of the radiation used in the microscope to see the material. Therefore, electron microscopes have been developed that use electron beams instead of light beams to analyze very small materials that cannot be analyzed using conventional optical microscopes. Around 1930 'Max Knoll' and 'Ernst Ruska' made the first electron microscope. In general, electron microscopes use an electron beam to brighten the sample under study, and the wavelength of the electron beam (usually generated from magnetic force acting on the beam) is shorter than that of the light beam used in the optical microscope. Thus, the degree of magnification (and resolution) achievable with an electron microscope is significantly improved over that of an optical microscope.

현대 전자현미경은(1) 가속된 전자빔을 발생시키는 전자총, (2) 정전렌즈(보통 전자석 또는 영구자석으로 제조) 및 샘플의 표면 위로 또는 표면을 통과하는 전자빔을 수렴하여 초점을 맞추고 확대된 이미지를 생성하는 금속조리개(metal aperture)를 포함하는 이미지형성 시스템, (3) 사진건판(photographic plate) 또는 형광스크린을 포함하는 이미지표시 및 기록 시스템, (4) 공기 분자가 전자의 경로를 편향시키기 때문에 현미경을 고진공상태로 유지하기 위한 진공펌프(vacuum pump)를 포함한다. 이와 같은 전자현미경의 발전은 많은 과학분야에서의 지식과 이해에 커다란 영향을 미치고 있다. 현대 전자현미경은 나노미터대의 분해능(예를 들면, 0.1nm, 이는 종래의 광학현미경에 비해 1000배이다)으로 백만배까지 확대하여 원자크기까지 자세히 분석할 수 있다.Modern electron microscopy focuses on (1) electron guns that generate accelerated electron beams, (2) electrostatic lenses (usually made of electromagnets or permanent magnets), and electron beams that converge over or through the surface of the sample to focus and enlarge the image. An image forming system comprising a metal aperture to be produced, (3) an image display and recording system comprising a photographic plate or fluorescent screen, and (4) a microscope because air molecules deflect the electron path. It includes a vacuum pump (vacuum pump) for maintaining the high vacuum state. The development of electron microscopy has a great impact on knowledge and understanding in many scientific fields. Modern electron microscopes can be analyzed in detail down to a million times with nanometer resolution (for example, 0.1 nm, which is 1000 times larger than conventional optical microscopes).

다양한 다른 유형의 전자현미경이 개발되고 있다. 이러한 전자현미경은 대개 광선과는 반대로 샘플에 전자빔을 조사하는 상기 작동원리에 따라 작동한다. 전자현미경의 일례로 투과전자현미경(TEM)이 있다. TEM의 경우에, 전자가 얇게 연마된 샘플을 통과하여 형광스크린 또는 사진건판에 이미지를 형성한다. 샘플의 보다 조밀한 영역은 보다 적은 양의 전자를 투과시키고(즉, 보다 많은 전자를 산란시킨다), 그 결과 이미지가 보다 어둡게 보인다. TEM은 백만배까지 확대가 가능하여, 특히 바이러스 및 동식물의 세포를 연구하는 생물학 및 의학과 같은 과학분야에서 널리 사용되고 있다.Various other types of electron microscopes are being developed. Such electron microscopes usually operate according to the above operating principle of irradiating electron beams onto a sample as opposed to light rays. An example of an electron microscope is a transmission electron microscope (TEM). In the case of a TEM, electrons pass through a thinly ground sample to form an image on a fluorescent screen or photographic plate. The denser area of the sample transmits less electrons (i.e., scatters more electrons), resulting in a darker image. TEMs can be scaled up to one million times, and are widely used in scientific fields such as biology and medicine, especially in the study of cells of viruses and animals and plants.

전자현미경의 또 다른 예로는 주사전자현미경(SEM)이 있다. SEM의 경우에, 전자빔을 한 점으로 초점을 맞추어 샘플의 표면으로 주사한다. 검지기는 표면으로부터의 반사전자와 이차전자를 모아, 후에 실제와 같은 샘플의 3차원 이미지를 형성하는 데에 이용되는 신호로 변환한다. 주사과정에서 검지기는 표면의 오목한 부분에서 반사되는 더 적은 전자를 탐지하기 때문에 표면의 오목한 부분은 이미지에서 어둡게 나타난다. SEM은 일반적으로 전기 전도성을 갖는 샘플을 필요로 한다. 따라서, 도전성이 없는 샘플은 주사하기에 앞서(예를 들어, 스퍼터 코팅장치(sputter coater)를 사용하여) 얇은 금속층(주로 금)을 코팅한다. SEM은 약 10만배 또는 그 이상 확대가 가능하고, 예를 들어 금속 및 세라믹에서부터 혈액세포와 곤충에 이르기까지 그 표면의 3차원(3D)구조를 연구하는 생물학, 의학, 물리학, 화학 및 공학 등의 과학분야에서 특히 광범위하게 이용되고 있다.Another example of an electron microscope is a scanning electron microscope (SEM). In the case of SEM, the electron beam is focused to a point and scanned onto the surface of the sample. The probe collects the reflected and secondary electrons from the surface and converts them into a signal that is later used to form a three-dimensional image of a realistic sample. During the scanning process, the probe detects less electrons reflected from the concave portion of the surface, so the concave portion of the surface appears dark in the image. SEM generally requires a sample with electrical conductivity. Thus, a non-conductive sample is coated with a thin metal layer (primarily gold) prior to scanning (eg using a sputter coater). SEMs can be scaled up to 100,000 times or more, for example in biology, medicine, physics, chemistry and engineering, which study three-dimensional (3D) structures of their surfaces, from metals and ceramics to blood cells and insects. It is particularly widely used in the scientific field.

상기한 광학현미경 및 전자현미경 외에도 예를 들어 AFM(atomic force microscope), STM(scanning tunnelling microscope) 및 NOSM(hear field optical scanning microscope)과 같은 AFM(atomic force microscope), SPM(scanning probe microscope)을 포함하여, 마이크로 크기 및/또는 나노미터 크기의 물질을 연구하기 위한 다양한 다른 유형의 전자현미경이 개발되고 있다. 현미경은 원래 이미지를 형성(샘플 분석)하는 데에 이용되었다. 그러나 요즘에는 활용도를 보다 높이기 위해 현미경으로 이미지를 형성하는 샘플을 조작하기 위해 현미경과 접속되어 사용되는 조작기구를 포함하는 추세이다. 예를 들면 SEM으로 이미지를 형성하는 샘플을 조작하기 위해 SEM에 접속되는 탐침과 같은 조작기구가 개발되었다. 예를 들어, 'LEO ELECTRON MICROSCOPY LTD.'가 SEM용 조작기구를 출시했다. 또한 TEM으로 이미지를 형성하는 샘플을 조작하기 위해 TEM에 접속되는 탐침과 같은 조작기구도 개발되었다. 예를 들어, 'NANOFACTORY INSTRUMENTS'가 TEM용 인 시추 탐침(in situ probe)을 출시했다.In addition to the above-described optical microscopes and electron microscopes, for example, an atomic force microscope (AFM) such as an atomic force microscope (AFM), a scanning tunneling microscope (STM) and a hearing field optical scanning microscope (NOSM), and a scanning probe microscope (SPM) are included. Thus, various other types of electron microscopes have been developed for studying micro- and / or nanometer-sized materials. The microscope was originally used to form the image (sample analysis). However, nowadays, there is a trend to include a control mechanism used in connection with a microscope to manipulate a sample forming an image with a microscope for further utilization. For example, operating mechanisms such as probes connected to the SEM have been developed for manipulating samples that form images with the SEM. For example, 'LEO ELECTRON MICROSCOPY LTD.' Has launched a control mechanism for SEM. In addition, operating mechanisms such as probes connected to the TEM have been developed for manipulating samples that form images with the TEM. For example, NANOFACTORY INSTRUMENTS has launched an in situ probe for TEM.

또한, 분리가능한 조작기구도 개발되어 TEM에 분리가능하게 접속될 수 있다. 예를 들어, 'NANOFACTORY INSTRUMENTS'가 TEM용으로 분리가능한 조작기구를 출시했다. 상기 분리가능한 조작기구는 TEM으로 이미지를 형성하는 샘플을 수용하는 스테이지(sample stage)를 포함하고, 또한 탐침과 같이 샘플을 조작하기 위한 하나의 엔드이펙터(end-effector)를 구비하는 하나의 조작기를 포함한다. 또한 상기 분리가능한 조작기구는 엔드이펙터의 조동조정시에 비교적 긴 범위에 걸친 이동성을 제공하도록 작동할 수 있는 제 1 액추에이터기구를 포함하고, 엔드이펙터를 비교적 정밀하게 위치시키도록 작동할 수 있는 제 2 액추에이터기구를 포함한다.In addition, a detachable operating mechanism may also be developed and detachably connected to the TEM. For example, NANOFACTORY INSTRUMENTS has launched a detachable control mechanism for TEM. The detachable manipulator includes a sample stage for receiving a sample that forms an image with a TEM, and also includes a manipulator having one end-effector for manipulating the sample, such as a probe. Include. The detachable manipulator also includes a first actuator mechanism operable to provide mobility over a relatively long range in coarse adjustment of the end effector, and a second operable to position the end effector relatively precisely. Actuator mechanism is included.

따라서, 작업할 때, 샘플을 분리가능한 조작기구의 스테이지에 올려놓고, 상기 조작가능한 조작기구를 TEM의 샘플 챔버로 삽입한다. 조작기구의 제 1 액추에이터기구는 스테이지에 수용된 샘플에 대해 엔드이펙터를 최초로 정렬하는 데에 이용된다. 상기 제 1 액추에이터기구는 비교적 미세하지 않은 정밀도로(예를 들면, 스테퍼가 긴 마이크로액추에이터의 스텝 분해능에 따라 다름) 비교적 긴 범위의 이동성을 제공하는 스테퍼(stepper)가 긴 마이크로액추에이터를 포함한다. 따라서, 제 1 액추에이터는 스테이지에 놓여진 샘플에 대해 비교적 미세하지 않은 엔드이펙터의 조정을 제공한다. 그 후, 제 2 액추에이터기구는 스테이지에 놓여진 샘플을 조작하는 엔드이펙터의 비교적 미세하고 정밀한 조정을 하기 위해 사용된다. Thus, when working, the sample is placed on the stage of the detachable manipulator and the manipulator is inserted into the sample chamber of the TEM. The first actuator mechanism of the operating mechanism is used to initially align the end effector with respect to the sample received in the stage. The first actuator mechanism includes a long stepper microactuator that provides a relatively long range of mobility with relatively fine precision (eg, depending on the step resolution of the long stepper microactuator). Thus, the first actuator provides adjustment of the relatively fine end effector for the sample placed on the stage. The second actuator mechanism is then used to make relatively fine and precise adjustments of the end effector that manipulates the sample placed on the stage.

그러나 상용 TEM에 있어서 조작기구가 삽입되는 샘플 챔버의 크기가 한정되어 있기 때문에 현재 기술로는 상기 분리가능한 조작기구는 샘플을 조작하기 위해 하나의 조작기(엔드이펙터)만을 포함한다. 또한 현재 기술로는, 상기 분리가능한 조작기구는 TEM에서만 사용이 가능하기 때문에 다른 종류의 전자현미경에는 사용할 수 없다. However, in the commercial TEM, since the size of the sample chamber into which the operating mechanism is inserted is limited, in the present technology, the detachable operating mechanism includes only one manipulator (end effector) to manipulate the sample. In addition, in the present technology, the detachable manipulation mechanism can be used only in the TEM and thus cannot be used in other types of electron microscopes.

발명의 개요Summary of the Invention

상기한 바와 같이, 조작기구(예를 들어, 탐침)는 전자현미경으로 이미지를 형성하는 샘플을 조작하기 위해 SEM 및 TEM과 같은 전자현미경에 사용할 수 있도록 개발되었다. 상기 조작기구는 원래 특정 전자현미경에 사용하기 위해 개발되었다. 예를 들어, SEM에 사용하기 위해 개발된 조작기구는 TEM에서는 사용할 수가 없고 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 또한, 하나의 SEM(임의의 모델)용으로 개발된 조작기구는 다른 종류의 SEM(상기 임의의 모델과 다른 모델)에서는 사용할 수 없다. 따라서, 현재 기술로는, 조작기구가 다른 종류의 전자현미경 인터페이스와 교체가능하게 함께 사용할 수 있는 호환성이 떨어진다. 즉, 현재 기술에 있어서의 조작기구는 다른 종류의 전자현미경에 쉽게 사용할 수 있는 호환성 인터페이스가 부족하다. 또한, 분리가능한 조작기구가 TEM에 대해 개발되었지만 상기 분리가능한 조작기구는 샘플을 조작하기 위해 하나의 조작기(또는 엔드이펙터)만을 포함한다.As noted above, manipulation instruments (eg, probes) have been developed for use in electron microscopes such as SEM and TEM to manipulate samples that form images with electron microscopes. The manipulation mechanism was originally developed for use in certain electron microscopes. For example, operating mechanisms developed for use in SEMs cannot be used in TEMs and vice versa. In addition, the operating mechanism developed for one SEM (any model) cannot be used for another kind of SEM (model different from any of the above models). Thus, with the current technology, the operating mechanism is incompatible with other types of electron microscope interfaces so as to be interchangeable. That is, the operation mechanism in the current technology lacks a compatible interface that can be easily used for other types of electron microscopes. Also, although a detachable manipulator has been developed for the TEM, the detachable manipulator includes only one manipulator (or end effector) for manipulating the sample.

따라서, 복수의 다른 유형의 전자현미경 어느 것에도 사용이 가능한 일반적인 조작기구가 필요하게 되었다. 즉, 조작기구를 복수의 다른 유형의 전자현미경 인터페이스와 접속하여 사용할 수 있도록 하는 인터페이스를 포함하는 조작기구가 필요하게 되었다. 상기 조작기구는 상기 전자현미경의 정상작동(예를 들어, 이미지형성 기능)을 방해하지 않는 방식으로 복수의 다른 유형의 전자현미경과 접속하여 사용할 수 있다. 따라서, 이와 같은 조작기구는 조작능을 제공하기 위해 SEM 또는 TEM과 같은 전자현미경에 접속하는 것이 바람직하지만 사용자가 전자현미경의 표준작동(예를 들어, 이미지형성 기능)을 이용하는 것을 방해하지 않도록 한다. 또한, TEM 및/또는 SEM과 같은 전자현미경에 분리가능하게 접속될 수 있고, 전자현미경으로 분석하는 샘플을 조작하기 위해 제어가 가능한 다수의 조작기를 포함하는 분리가능한 조작기구가 필요하게 되었다.Therefore, there is a need for a general operating mechanism that can be used with any of a plurality of different types of electron microscopes. In other words, there is a need for an operating mechanism including an interface for connecting the operating mechanism with a plurality of different types of electron microscope interfaces. The manipulation mechanism can be used in connection with a plurality of different types of electron microscopes in a manner that does not interfere with the normal operation of the electron microscope (eg, an image forming function). Thus, such manipulators are preferably connected to an electron microscope, such as SEM or TEM, to provide operability, but do not prevent the user from using the standard operation of the electron microscope (e.g., an imaging function). There is also a need for a detachable manipulator that includes a plurality of manipulators that can be detachably connected to electron microscopes, such as TEM and / or SEM, and are controllable for manipulating samples to be analyzed by electron microscopy.

본 발명은 전자현미경으로 분석하는 샘플의 조작을 가능하게 하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 적어도 한 실시예에 따르면, 조작시스템은 복수의 다른 유형의 전자현미경과 접속하여 사용할 수 있다. 예를 들어 본 발명의 한 실시예에 따르면, 조작시스템은 복수의 다른 유형의 전자현미경의 인터페이스에 접속되는 인터페이스를 포함한다. 또한 상기 조작시스템은 샘플을 조작하도록 작동이 가능한 하나 이상의 조작기구를 포함한다.The present invention relates to a system and method for enabling manipulation of a sample for analysis by electron microscopy. According to at least one embodiment of the invention, the operating system can be used in connection with a plurality of different types of electron microscopes. For example, according to one embodiment of the present invention, the operating system includes an interface connected to an interface of a plurality of different types of electron microscopes. The manipulation system also includes one or more manipulation mechanisms operable to manipulate the sample.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 전자현미경에서 분석하기 위해 샘플을 유지하는 운반가능한 샘플 홀더가 제공된다. 상기 운반가능한 샘플 홀더는 샘플을 올려 놓기 위한 스테이지, 상기 샘플을 조작하기 위한 하나 이상의 조작기구 및 전자현미경과 접속하기 위한 인터페이스를 포함한다. 한 실시예에서, 운반가능한 샘플 홀더는 샘플을 조작하기 위한 다수의 조작기구를 포함한다. 예를 들면, 한 실시예에서, 운반가능한 샘플 홀더는 적어도 네 개의 조작기구를 포함한다. 다수의 조작기구를 가짐으로써 종래에는 얻을 수 없었던, 샘플에 대한 다양한 측정량을 얻을 수 있다. 또한, 한 실시예에서, 운반가능한 샘플 홀더의 인터페이스는 복수의 다른 유형의 전자현미경 인터페이스와 접속하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 한 실시예에서, 인터페이스는 투과전자현미경(TEM) 인터페이스 및 주사전자현미경(SEM) 인터페이스에 접속하여 사용할 수 있다.According to one embodiment of the invention, a transportable sample holder is provided for holding a sample for analysis on an electron microscope. The transportable sample holder includes a stage for placing a sample, one or more manipulators for manipulating the sample, and an interface for connecting with an electron microscope. In one embodiment, the transportable sample holder includes a plurality of manipulators for manipulating the sample. For example, in one embodiment, the transportable sample holder includes at least four manipulators. By having a plurality of operating mechanisms, it is possible to obtain various measurement amounts for a sample, which has not been obtained in the past. In addition, in one embodiment, the interface of the transportable sample holder may be used in connection with a plurality of other types of electron microscope interfaces. For example, in one embodiment, the interface can be used in connection with a transmission electron microscope (TEM) interface and a scanning electron microscope (SEM) interface.

또한, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 샘플을 분석하기 위해 전자현미경을 이용하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 복수의 다른 유형의 현미경에서 원하는 종류를 선택하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 다른 유형의 전자현미경은 샘플 홀더를 수용하기 위한 다양한 종류의 인터페이스를 구비한다. 또한 상기 방법은 샘플 홀더의 인터페이스를 소정의 전자현미경의 인터페이스에 맞도록 조정하는 단계를 포함하고, 상기 샘플 홀더의 인터페이스는 샘플 홀더를 수용하기 위한 복수의 다른 유형의 전자현미경의 인터페이스 중 어느 것에도 맞도록 조정할 수 있다. 또한 상기 방법은 샘플을 샘플 홀더에 배치하는 단계 및 상기 소정의 전자현미경으로 상기 시편의 이미지를 형성하도록 소정의 전자현미경에 샘플 홀더를 접속시키는 단계를 포함한다. 한 실시예에서, 샘플 홀더는 적어도 하나의 조작기구를 포함하고, 또한 상기 방법은 상기 조작기구를 이용하여 샘플을 조작하는 단계를 포함한다.In addition, according to one embodiment of the invention, there is provided a method of using an electron microscope to analyze a sample. The method includes selecting a desired type from a plurality of different types of microscopes, the plurality of different types of electron microscopes having various types of interfaces for receiving sample holders. The method also includes adjusting an interface of the sample holder to fit an interface of a predetermined electron microscope, wherein the interface of the sample holder is adapted to any of a plurality of different types of electron microscope interfaces for receiving the sample holder. You can adjust it to fit. The method also includes placing a sample in the sample holder and connecting the sample holder to a predetermined electron microscope to form an image of the specimen with the predetermined electron microscope. In one embodiment, the sample holder includes at least one manipulation instrument, and the method also includes manipulating a sample using the manipulation instrument.

따라서, 본 발명에 따른 한 실시예는 조작기구를 어떠한 종류의 전자현미경에도 이용할 수 있다는 뛰어난 호환성을 조작시스템에 제공한다. 또 다른 실시예는 샘플 홀더와 접속된 조작기구를 제공하고, 상기 샘플 홀더는 샘플 홀더를 수용하기 위한 다른 인터페이스를 갖는 복수의 다른 유형의 전자현미경에 상기 샘플 홀더를 접속할 수 있도록 조정이 가능한 인터페이스를 포함한다.Thus, one embodiment according to the present invention provides the operating system with excellent compatibility that the operating mechanism can be used with any type of electron microscope. Another embodiment provides an operating mechanism connected with a sample holder, the sample holder having an interface adjustable to connect the sample holder to a plurality of different types of electron microscopes having different interfaces for receiving the sample holder. Include.

본 발명에 따른 실시예의 조작시스템은 전자현미경의 정상작동(예를 들어, 이미지화 기능)을 방해하지 않고 복수의 다른 유형의 전자현미경에 접속하여 사용할 수 있다. 따라서, 상기 조작시스템은 분석하기 위한 샘플을 조작하는 조작능을 제공하기 위해 SEM 또는 TEM과 같은 전자현미경에 접속하여 사용할 수 있지만, 사용자가 전자현미경의 표준기능(예를 들어, 이미지형성 기능)을 사용하는 것을 방해하지는 않는다.The operating system of the embodiment according to the present invention can be used in connection with a plurality of different types of electron microscopes without disturbing the normal operation (eg, imaging function) of the electron microscope. Thus, the operating system can be used in connection with an electron microscope, such as SEM or TEM, to provide the ability to manipulate a sample for analysis, but the user may use a standard function of the electron microscope (e.g., an image forming function). It does not interfere with use.

본 발명의 적어도 한 실시예에 따르면, 전자현미경에 분리가능하게 접속되고 샘플을 조작하기 위한 다수의 조작기구를 포함하는 조작시스템이 제공된다. 예를 들어, 적어도 한 실시예에 따르면, 샘플 홀더는 엔드이펙터와 상기 엔드이펙터의 분리이동을 위한 액추에이터기구를 포함하는 다수의 조작기구를 포함한다. 바람직하게는, 상기 액추에이터기구는 전자현미경으로 분석하는 샘플을 조작하기 위해 엔드이펙터에 비교적 정교한 움직임(예를 들면, 나노미터 크기 또는 그보다 정밀하게)을 전달하도록 작동한다. 작동시에, 샘플 홀더와는 독립적인 조정기구는 엔드이펙터를 최초로 위치시키기 위해 샘플 홀더의 엔드이펙터에 비교적 미세하지 않은 조정을 하는 데에 이용된다. 그 후, 샘플 홀더는 전자현미경에 접속하고(예를 들어, 전자현미경의 샘플 챔버로 삽입된다), 샘플 홀더의 액추에이터는 전자현미경으로 분석하는 샘플을 조작하기 위해 엔드이펙터를 정밀하게 위치시키도록 엔드이펙터에 움직임을 전달한다. According to at least one embodiment of the present invention, an operating system is provided that is detachably connected to an electron microscope and includes a plurality of operating mechanisms for manipulating a sample. For example, according to at least one embodiment, the sample holder includes a plurality of operating mechanisms including an end effector and an actuator mechanism for separating and moving the end effector. Preferably, the actuator mechanism operates to deliver relatively sophisticated movements (eg, nanometer size or more precisely) to the end effector for manipulating the sample to be analyzed by electron microscopy. In operation, an adjustment mechanism independent of the sample holder is used to make relatively minor adjustments to the end effector of the sample holder to initially position the end effector. The sample holder is then connected to the electron microscope (eg, inserted into the sample chamber of the electron microscope), and the actuator of the sample holder is positioned to precisely position the end effector for manipulating the sample to be analyzed by the electron microscope. Send the movement to the effector.

예를 들어 한 실시예에 따르면, 시스템은 샘플이 위치되는 스테이지, 전자현미경으로 스테이지에 위치된 샘플의 이미지를 형성하도록 전자현미경과 샘플 홀더를 접속하기 위한 인터페이스 및 상기 샘플을 조작하기 위한 다수의 조작수단을 포함한다. 바람직하게는, 상기 다수의 조작수단 각각은 엔드이펙터를 포함하고, 상기 조작수단 전체는 각각의 엔드이펙터를 최초 위치에서 소정의 위치로 정밀하게 이동시키기 위한 액추에이터수단을 포함한다. 또한 상기 시스템은 샘플 홀더와는 독립적인 조정수단을 포함하고, 상기 조정수단은 상기 조작기기구의 엔드이펙터를 최초 위치로 위치시키는 하나 이상의 샘플 홀더의 조작기기구를 조동조정하도록 작동한다.For example, according to one embodiment, the system comprises a stage on which the sample is located, an interface for connecting the electron microscope and the sample holder to form an image of the sample positioned on the stage with an electron microscope, and a plurality of manipulations for manipulating the sample. Means; Preferably, each of the plurality of operating means includes an end effector, and the whole of the operating means includes actuator means for precisely moving each end effector from an initial position to a predetermined position. The system also includes adjusting means independent of the sample holder, the adjusting means operative to coarse the manipulator mechanism of the one or more sample holders to position the end effector of the manipulator mechanism to the initial position.

따라서, 본 발명의 어떤 실시예는 전자현미경에 분리가능하게 접속하기 위한 인터페이스를 포함하고, 또한 샘플을 조작하기 위한 다수의 조작기구를 포함하는 조작시스템을 제공한다. 바람직하게는, 다수의 조작기구 각각은 엔드이펙터 및 상기 엔드이펙터에 움직임을 전달하기 위한 액추에이터를 포함한다. 바람직하게는, 각각의 액추에이터는 조작시스템에 포함된 다수의 엔드이펙터의 독립적인 움직임이 가능하도록 독립적으로 작동한다. 어떤 실시예에서, 상기 조작시스템은 샘플 홀더에 일체로 형성되고, 즉 전자현미경의 샘플 챔버에 분리가능하게 접속되도록 하는 인터페이스를 포함한다.Accordingly, certain embodiments of the present invention provide an operating system that includes an interface for removably connecting to an electron microscope and also includes a plurality of operating mechanisms for manipulating a sample. Preferably, each of the plurality of operating mechanisms includes an end effector and an actuator for transmitting movement to the end effector. Preferably, each actuator operates independently to enable independent movement of multiple end effectors included in the operating system. In some embodiments, the operating system includes an interface that is integrally formed in the sample holder, ie, that is detachably connected to the sample chamber of the electron microscope.

이상에서는 이제부터 설명하는 본 발명의 상세한 설명의 이해를 돕기 위해 본 발명의 특징 및 기술적 장점들에 대해 개괄적인 설명을 하였다. 본 발명의 특징 및 장점에 대해서는 후술할 것이고, 이 내용이 본 발명의 청구범위의 주요 기술사상을 형성한다. 당업자에게 있어서는, 본 발명과 동일한 목적을 얻기 위해 다른 구조로 변경 또는 수정하기 위한 기초로 본 발명의 기술사상 및 특정 실시예를 어렵지 않게 이용할 수 있을 것이다. 또한, 당업자에게 있어서는 첨부되는 청구범위에 기재되는 본 발명의 기술사상 내에서 이와 동등한 구조를 실시할 수 있을 것이다. 본 발명의 구성 및 작동방법과 관련한 새로운 특징 및 다른 목적과 장점은 첨부되는 도면을 참고로 하여 하기의 설명에 의해 보다 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 그러나 첨부되는 도면 각각은 도식적 이해 및 설명을 돕고자할 뿐이지, 본 발명이 이것에만 한정되는 것은 아니다. The foregoing has outlined the features and technical advantages of the present invention in order to aid in understanding the detailed description of the invention that is now described. Features and advantages of the present invention will be described below, which form the main technical idea of the claims of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that the spirit and specific embodiments of the present invention may be readily used as a basis for changing or modifying other structures in order to obtain the same object as the present invention. Furthermore, those skilled in the art will be able to implement equivalent structures within the spirit of the invention as described in the appended claims. New features and other objects and advantages associated with the construction and method of operation of the present invention will be more readily understood by the following description with reference to the accompanying drawings. However, each of the accompanying drawings is only intended to aid in schematic understanding and explanation, but the present invention is not limited thereto.

도면의 간단한 설명Brief description of the drawings

본 발명의 이해를 돕기 위해서, 첨부되는 도면과 관련하여 하기 상세한 설명을 참고로 한다.For better understanding of the invention, reference is made to the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings.

도 1은 TEM의 일반적인 구조를 도시한 도면,1 is a view showing a general structure of a TEM,

도 2는 SEM의 일반적인 구조를 도시한 도면,2 is a view showing a general structure of the SEM,

도 3A, 3B는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조작시스템의 구조에 대한 하나의 실시예를 도시한 도면,3A and 3B show one embodiment of the structure of an operation system according to a preferred embodiment of the present invention;

도 4A, 4B는 조작기구를 샘플에 대해 미세하지 않게 위치시킬 수 있도록 조작시스템을 광학현미경에 접속한 바람직한 실시예를 도시한 도면,4A and 4B show a preferred embodiment in which the operating system is connected to an optical microscope so that the operating mechanism can be positioned not finely with respect to the sample;

도 5는 TEM과 접속된 본 발명의 바람직한 실시예의 조작시스템을 도시한 도면, 5 shows an operating system of a preferred embodiment of the present invention connected to a TEM;

도 6은 SEM과 접속된 본 발명의 바람직한 실시예의 조작시스템을 도시한 도면,6 shows an operating system of a preferred embodiment of the present invention connected to an SEM;

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예의 블록 다이어그램,7 is a block diagram of a preferred embodiment of the present invention,

도 8은 본 발명의 임의의 실시예가 어떻게 사용되는지를 설명하는 작동순서도 및8 is a flowchart illustrating how any embodiment of the present invention is used and

도 9는 본 발명의 임의의 실시예가 어떻게 사용되는지를 설명하는 작동순서도이다. 9 is a flowchart illustrating how any embodiment of the present invention is used.

발명의 상세한 설명Detailed description of the invention

이제부터 상기 도면을 참고로 하여 본 발명의 다양한 실시예를 설명하고, 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 사용한다. 본 발명의 한 실시예에 따르면, 조작시스템은 복수의 다른 유형의 전자현미경용 인터페이스를 포함한다. 예를 들어, 조작시스템은 복수의 다른 유형의 전자현미경 중 어떤 것에도 맞게 조정할 수 있는 조정가능한 인터페이스를 포함한다. 한 실시예에서, 조작시스템은 SEM 및 TEM 등 복수의 다른 유형의 전자현미경에 사용하기 위해 조정이 가능한 인터페이스를 포함한다. 한 실시예에서, 조작시스템은 전자현미경에 더해, 또는 전자현미경 대신에 다른 종류의 전자현미경에 이용할 수 있도록 조정이 가능한 인터페이스를 포함한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, and like reference numerals refer to like elements. According to one embodiment of the invention, the operating system comprises a plurality of different types of electron microscope interfaces. For example, the operating system includes an adjustable interface that can be adapted to any of a plurality of different types of electron microscopes. In one embodiment, the operating system includes an adjustable interface for use with a plurality of other types of electron microscopes, such as SEM and TEM. In one embodiment, the operating system includes an interface that can be adjusted to be used in addition to, or in place of, an electron microscope.

또한, 조작시스템은 조작시스템이 접속되는 전자현미경으로 이미지를 형성하는 샘플(또는 시편)을 조작하기 위해 하나 이상의 조작기구를 포함한다. 상기 조작시스템은 탐침(압전 또는 캔틸레버 포스 탐침, 또는 열탐침을 포함), 그리퍼, 유리섬유, 피하주사침, 현미경으로 분석하는 샘플을 조작하기 위한 호스를 포함한 다양한 종류의 조작기구를 포함한다. 보다 바람직하게는, 조작시스템은 분석할 샘플을 조작하기 위한 다수의 조작기구를 포함한다. 바람직하게는, 조작기구는 나노미터 크기의 조작(이하 '나노조작'이라 한다)을 수행하도록 제어가능하게 작동된다. 예를 들면, 조작기구는 나노미터 크기의 정밀도로 제어가능하게(예를 들면, 여기에 접속된 엑츄에이션기구 통해서) 이동이 가능하다.The operating system also includes one or more operating mechanisms for manipulating a sample (or specimen) that forms an image with an electron microscope to which the operating system is connected. The operating system includes various types of operating mechanisms including probes (including piezoelectric or cantilever force probes, or thermal probes), grippers, fiberglass, hypodermic needles, and hoses for manipulating samples for microscopic analysis. More preferably, the operating system comprises a plurality of operating instruments for manipulating the sample to be analyzed. Preferably, the operating mechanism is controllably operated to perform a nanometer-sized operation (hereinafter referred to as 'nano operation'). For example, the operating mechanism can be moved to be controllable (e.g., through an actuation mechanism connected thereto) with nanometer size precision.

여기서 말하는 '조작'은 단지 분석하는 샘플의 변화를 가져오는 행동에만 국한되지 않는, 가장 넓은 의미를 가리킨다. 어떤 조작의 형태로는 샘플을 변경시키지 않고, 대신에 샘플을 분석하는 데에(예를 들어, 샘플을 특성을 측정) 도움이 된다. 예를 들어, 웹스터 사전은 '조작'을 상당히 숙련된 솜씨로 기계수단 또는 손을 이용하여 하는 작업 또는 취급'이라고 정의하고 있다(MERRIAM-WEBSTER's COLLEGIATE DICTIONARY, Deluxe Edition,1998(ISBN 0-87779-714-5)). 여기서 사용하는 '조작'은 샘플의 '취급' 또는 샘플에 대한 '작업'을 포함하는 웹스터의 정의를 포함하고, 샘플에 대해 변경을 할 필요는 없다(그러나, 그 특징을 분석하는 데에 있어서는 단순히 첨가할 수 있다). 하지만, 아래에서 더 설명하겠지만, 조작의 종류는 '기계적 수단'에 의한 것에만 한정되지 않고, 또한 전기적 수단 등을 포함하는 다른 다양한 조작수단을 포함한다.The term 'manipulation' here refers to the broadest meaning, not limited to the behavior that results in the change of the sample being analyzed. Some form of manipulation does not alter the sample, but instead aids in analyzing the sample (eg, characterizing the sample). For example, Webster's dictionary defines 'operation' as a task or handling by means of highly skilled craftsmanship or by hand (MERRIAM-WEBSTER's COLLEGIATE DICTIONARY, Deluxe Edition, 1998 (ISBN 0-87779-714). -5)). The term 'operation' used here includes the definition of Webster, which includes the 'handling' of the sample or the 'operation' of the sample, and does not require any changes to the sample (but simply to analyze its characteristics. Can be added). However, as will be described further below, the type of operation is not limited to only by 'mechanical means' but also includes other various operation means including electric means and the like.

본 발명의 한 실시예에서, 조작시스템은 샘플이 전자현미경에 의해 이미지가 형성되고 및/또는 조작기구에 의해 조작되는 스테이지를 포함하는 샘플 홀더를 포함한다. 또한, 샘플 홀더는 샘플 홀더가 접속된 전자현미경에 의해 샘플의 이미지가 형성될 때 스테이지에 배치된 샘플을 조작하기 위해 제어가능하게 조작되는 하나 이상의 조작기구를 포함한다. 바람직하게는, 상기 하나 이상의 조작기구는 나노미터 크기의 정밀도(또는 보다 정밀한 나노미터 크기 이하의 정밀도)로 작동이 가능하다. 따라서, 본 발명의 한 실시예는 전자현미경에 접속될 수 있는 샘플 홀더를 포함하고, 상기 샘플 홀더는 그것이 접속되는 조작기구를 포함한다.In one embodiment of the invention, the manipulation system comprises a sample holder comprising a stage in which the sample is imaged by an electron microscope and / or manipulated by the manipulation mechanism. The sample holder also includes one or more manipulators that are controllably manipulated to manipulate the sample disposed on the stage when the image of the sample is formed by an electron microscope to which the sample holder is connected. Preferably, the one or more manipulators are capable of operating at nanometer scale precision (or at more precise nanometer scale or less). Thus, one embodiment of the present invention includes a sample holder that can be connected to an electron microscope, and the sample holder includes an operating mechanism to which it is connected.

샘플 홀더는 샘플 홀더가 복수의 다른 유형의 전자현미경에 분리가능하게 접속되도록 조정이 가능한 인터페이스를 포함한다. 따라서, 작동시에 이미지가 형성되고 및/또는 조작되는 샘플은 샘플 홀더의 스테이지에 배치된다. 샘플 홀더의 인터페이스는 필요에 따라서 샘플 홀더가 선택된 전자현미경(TEM, SEM 등)에 접속되도록 하기 위해 조정될 수 있고, 샘플 홀더는 상기 선택된 전자현미경에 접속된다. 샘플 홀더에 포함되는 조작기구는 샘플이 전자현미경에 의해 이미지가 형성될 때 샘플을 조작하는 데에 이용된다. 그 후, 샘플 홀더는 전자현미경에서 분리되고, 샘플 홀더의 인터페이스는 샘플 홀더를 수용하는 다른 종류의 인터페이스를 구비하는 다른 종류의 전자현미경에 샘플 홀더가 접속되도록 조정할 수 있다.The sample holder includes an interface that is adjustable to detachably connect the sample holder to a plurality of different types of electron microscopes. Thus, the sample in which the image is formed and / or manipulated in operation is placed on the stage of the sample holder. The interface of the sample holder can be adjusted to allow the sample holder to be connected to the selected electron microscope (TEM, SEM, etc.) as needed, and the sample holder is connected to the selected electron microscope. The operating mechanism included in the sample holder is used to manipulate the sample when the sample is imaged by the electron microscope. The sample holder is then separated from the electron microscope, and the interface of the sample holder can be adjusted such that the sample holder is connected to another kind of electron microscope having another kind of interface for receiving the sample holder.

따라서, 본 발명의 한 실시예는 복수의 다른 유형의 전자현미경에 이용될 수 있다는 점에서 상당한 호환성을 갖는 조작시스템을 제공한다. 위에서 간단히 언급한 바와 같이, 상기 실시예는 샘플 홀더에 접속되는 조작시스템을 제공하고, 샘플 홀더는 샘플 홀더를 수용하기 위한 다른 인터페이스를 구비하는 복수의 다른 유형의 전자현미경에 샘플 홀더의 접속이 가능하도록 조정가능한 인터페이스를 포함한다.Accordingly, one embodiment of the present invention provides an operating system with considerable compatibility in that it can be used for a plurality of different types of electron microscopes. As briefly mentioned above, the embodiment provides an operating system connected to the sample holder, the sample holder being capable of connecting the sample holder to a plurality of different types of electron microscopes having different interfaces for receiving the sample holder. An interface that is adjustable to.

본 발명의 한 실시예에 따른 조작시스템은 전자현미경의 정상작동(예를 들어, 이미지화 기능)을 방해하지 않고 복수의 다른 유형의 전자현미경에 접속할 수 있다. 따라서, 조작기구는 전자현미경으로 분석하는 샘플의 조작능을 제공하기 위해 SEM 또는 TEM과 같은 전자현미경에 접속될 수 있지만, 전자현미경의 표준기능을 이용하려는 사용자를 방해하지는 않는다.The operating system according to one embodiment of the present invention can connect to a plurality of different types of electron microscopes without disturbing the normal operation (eg, imaging function) of the electron microscope. Thus, the manipulator may be connected to an electron microscope, such as SEM or TEM, to provide the operability of the sample to be analyzed by the electron microscope, but does not interfere with the user seeking to use standard features of the electron microscope.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 전자현미경에 분리가능하게 접속할 수 있는 조작시스템은 샘플을 조작하기 위한 다수의 조작기구를 포함한다. 예를 들어, 적어도 하나 이상의 실시예에 따르면, 샘플 홀더는 엔드이펙터 및 상기 엔드이펙터에 움직임을 전달하기 위한 액추에이터기구를 각각 포함하는 다수의 조작기구를 포함한다. 상기 액추에이터기구는 전자현미경으로 분석하는 샘플을 조작하기 위한 엔드이펙터에 비교적 정밀한 움직임(예를 들면, 나노미터 크기 또는 그 이상의 정밀도)을 전달하도록 작동한다. 작동시에, 샘플 홀더로부터 독립적인 조정기구는 최초로 엔드이펙터를 위치시키기 위해 샘플 홀더의 엔드이펙터의 조동조정을 하도록 이용된다. 그 후, 샘플 홀더는 전자현미경에 접속되고(예를 들면, 전자현미경의 샘플 챔버로 삽입된다), 샘플 홀더의 액추에이터는 전자현미경으로 분석하는 샘플을 조정하도록 엔드이펙터을 정밀하게 위치시키기 위해 엔드이펙터에 움직임을 제공하는 데에 이용된다.According to one embodiment of the invention, an operating system detachably connectable to an electron microscope comprises a plurality of operating mechanisms for manipulating a sample. For example, according to at least one embodiment, the sample holder includes a plurality of manipulators each including an end effector and an actuator mechanism for transmitting movement to the end effector. The actuator mechanism operates to deliver relatively precise movements (eg, nanometer size or greater precision) to an end effector for manipulating samples for analysis by electron microscopy. In operation, an adjustment mechanism independent from the sample holder is used to coarse adjust the end effector of the sample holder to initially position the end effector. The sample holder is then connected to the electron microscope (eg, inserted into the sample chamber of the electron microscope), and the actuator of the sample holder is placed on the end effector to precisely position the end effector to adjust the sample for analysis under the electron microscope. It is used to provide movement.

따라서, 본 발명의 한 실시예는 전자현미경에 분리가능하게 접속되는 인터페이스를 포함하고, 또한 샘플을 조작하기 위한 다수의 조작기구를 포함한다. 바람직하게는, 상기 다수의 조작기구 각각은 엔드이펙터 및 상기 엔드이펙터에 움직임을 전달하기 위한 액추에이터를 포함한다. 바람직하게는, 각각의 액추에이터는 조작기구에 포함된 다수의 엔드이펙터의 독립적인 움직임이 가능하도록 독립적으로 작동한다. 한 실시예에서, 상기 조작시스템은 전자현미경의 샘플 챔버에 분리가능하게 접속되는 인터페이스를 포함하는 샘플 홀더와 접속된다.Thus, one embodiment of the present invention includes an interface detachably connected to an electron microscope and also includes a number of operating mechanisms for manipulating the sample. Preferably, each of the plurality of operating mechanisms includes an end effector and an actuator for transmitting movement to the end effector. Preferably, each actuator operates independently to allow independent movement of a plurality of end effectors included in the operating mechanism. In one embodiment, the operating system is connected with a sample holder comprising an interface removably connected to the sample chamber of the electron microscope.

상기한 바와 같이, 전자현미경은 샘플을 마이크로미터 및/또는 나노미터 크기로 분석 및 작업하는 중요한 역할을 한다. 광학현미경, 전자현미경(TEM, SEM 등) 및 SPM을 포함하는 복수의 다른 유형의 전자현미경이 아주 작은 크기의 샘플을 분석하기 위해 개발되고 있다. 현재 알려지거나 또는 후에 개발될 하나 또는 그 이상의 종류의 전자현미경에 본 발명의 변형예를 적용할 수 있으며, 본 발명의 실시예는 전자현미경에 적용가능한 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 여러 장점들을 보다 잘 이해하기 위해 도 1 및 도 2를 참고로 하여 현재 기술에서 사용할 수 있는 전자현미경에 대한 한 예를 보다 상세히 설명한다. 특히, 도 1에는 TEM의 전형적인 구조를 도시하고, SEM의 전형적인 구조는 도 2에 도시하고 있다. 다수의 조작기구 및/또는 SEM 또는 TEM에 선택적으로 접속할 수 있도록 하는 인터페이스를 포함하는 조작시스템의 바람직한 실시예에 대한 특정 예가 도 3A, 도 3B, 도 5 및 도 6을 참고로 하여 아래에 상세히 기술한다.As noted above, electron microscopy plays an important role in analyzing and working with samples in micrometer and / or nanometer sizes. A number of different types of electron microscopes, including optical microscopes, electron microscopes (TEM, SEM, etc.) and SPMs, are being developed to analyze very small samples. Modifications of the invention may be applied to one or more types of electron microscopes now known or later developed, and embodiments of the invention are preferably applicable to electron microscopes. Thus, in order to better understand the various advantages provided by embodiments of the present invention, an example of an electron microscope that can be used in the present technology will be described in more detail with reference to FIGS. 1 and 2. In particular, FIG. 1 shows a typical structure of a TEM, and a typical structure of a SEM is shown in FIG. 2. Specific examples of preferred embodiments of an operating system that includes a plurality of operating mechanisms and / or interfaces for selectively connecting to SEM or TEM are described in detail below with reference to FIGS. 3A, 3B, 5 and 6. do.

TEM 및 SEM의 일반적인 구조를 도 1 및 도 2를 참고로 설명하지만, 본 발명의 실시예는 여기에 기술되는 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 물론 본 발명의 한 실시예는 현재 알려져있거나 또는 후에 개발될 TEM 및 SEM의 다른 구조에도 이용할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 실시예가 복수의 다른 유형의 전자현미경(예를 들어, TEM 및 SEM)에 이용될 수 있는 조작시스템을 포함하지만, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 조작시스템을 전자현미경에 더해서 또는 전자현미경 대신에, 현재 알려져있거나 후에 개발될 하나 또는 그 이상의 다른 종류의 전자현미경에 이용할 수 있도록 하는 인터페이스를 포함한다. 또한, 하나 이상의 실시예가 전자현미경(예를 들어, TEM 및/또는 SEM)에 분리가능하게 접속하기 위한 인터페이스 및 다수의 조작기구를 포함하는 조작시스템을 제공하고, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 조작시스템은 전자현미경에 더해서 또는 전자현미경 대신에 이미 알려져있거나 또는 후에 개발될 하나 또는 그 이상의 종류의 전자현미경에 분리가능하게 접속하기 위한 인터페이스를 포함할 수 있다.Although the general structure of the TEM and SEM is described with reference to FIGS. 1 and 2, the embodiment of the present invention is not limited to the embodiment described herein. Of course, one embodiment of the present invention can be used for other structures of TEMs and SEMs that are now known or later developed. In addition, while at least one embodiment includes an operating system that can be used in a plurality of different types of electron microscopes (eg, TEM and SEM), in other embodiments of the present invention, in addition to the electron microscope or Instead of an electron microscope, it includes an interface for use with one or more other types of electron microscopes, now known or later developed. In addition, one or more embodiments provide an operating system comprising an interface for removably connecting to an electron microscope (eg, TEM and / or SEM) and a plurality of operating mechanisms, in another embodiment of the present invention. The system may include an interface for detachably connecting to one or more kinds of electron microscopes that are already known or will be developed later in addition to or in addition to the electron microscope.

위에 간단히 언급한 바와 같이, 전자현미경은 매우 정밀한 크기의 샘플을 분석하기 위해 고에너지의 전자빔을 이용하는 과학장비이다. 이렇게 분석하여 많은 정보를 얻을 수 있고, 상기 정보 중에는 하기의 정보가 포함된다.As briefly mentioned above, electron microscopes are scientific instruments that use high-energy electron beams to analyze samples of very precise size. By analyzing in this way, a lot of information can be obtained, and the information includes the following information.

(1) 형상(Topography) : 샘플의 표면형상 또는 '어떻게 보이는 가', 조직 및 이러한 특징들과 재료의 특성(경도, 반사율 등)의 직접적인 관계.(1) Topography: The surface shape or 'how it looks' of a sample, the direct relationship between the texture and properties of these materials and the material (hardness, reflectance, etc.).

(2) 형태(Morphology) : 샘플을 구성하는 입자의 모양과 크기 및 이러한 구조와 재료의 특성(연성, 강도, 반응성 등)의 직접적인 관계.(2) Morphology: A direct relationship between the shape and size of the particles that make up a sample and the characteristics (ductility, strength, reactivity, etc.) of these structures and materials.

(3) 조성(Composition) : 샘플을 구성하는 원소와 성분, 그들 간의 상대적인 양 및 조성 재료 특성(융점, 반응성, 경도 등) 간의 직접적인 관계.(3) Composition: The direct relationship between the elements and components constituting the sample, their relative amounts and the compositional material properties (melting point, reactivity, hardness, etc.).

(4) 결정정보(Crystallographic Information) : 샘플 내의 원자의 배열 및 이러한 배열과 재료 특성(전도성, 전기적 특성, 강도 등)간의 직접적인 관계.(4) Crystallographic Information: The arrangement of atoms in a sample and the direct relationship between these arrangements and material properties (conductivity, electrical properties, strength, etc.).

전자현미경은 광학현미경의 한계로 인해 개발되었고, 상기 한계는 500배 또는 1000배까지의 배율 및 0.2㎛의 분해능을 갖는 광선의 물리적 한계(즉 광선의 파장)때문이다. 1930년대 초, 광학현미경에 대해 이론적으로 한계에 도달했고, 이 때 조직세포(핵, 미토콘드리아 등)의 내부구조에 대해 상세히 알고자 하는 과학적인 요구가 있었다. 이것은 10,000배의 확대배율이 필요하고, 이는 광학현미경으로는 불가능한 것이었다. 광학현미경에 이용되는 광선의 파장의 한계를 극복하기 위해 샘플로 조사되는 전자빔을 이용한 전자현미경이 개발되었다.Electron microscopy was developed due to the limitations of optical microscopy, which is due to the physical limits (ie wavelength of light) of light rays with magnifications of up to 500 or 1000 times and resolutions of 0.2 μm. In the early 1930s, the theoretical limit for optical microscopes was reached, and there was a scientific demand to learn more about the internal structure of tissue cells (nuclei, mitochondria, etc.). This required a magnification of 10,000 times, which was impossible with an optical microscope. In order to overcome the limitation of the wavelength of light used in the optical microscope, an electron microscope using an electron beam irradiated with a sample has been developed.

전자현미경은 일반적으로 샘플의 이미지를 형성하고 그 구조 및 조성과 같은 정보를 얻기 위해 광선 대신에 초점이 맞추어진 전자빔을 사용한다는 것 외에는 광학현미경과 비슷한 기능을 한다. 전자현미경의 작동은 다음과 같은 단계를 포함한다.Electron microscopes generally function similar to optical microscopes except that they use focused electron beams instead of light rays to form images of samples and obtain information such as their structure and composition. The operation of the electron microscope includes the following steps.

(1) 전자의 흐름(전자 소스로부터)이 형성되고 양전기 퍼텐셜을 이용하여 샘플을 향해 가속된다.(1) A flow of electrons (from the electron source) is formed and accelerated towards the sample using a positron potential.

(2) 상기 전자의 흐름이 금속조리개와 자기렌즈에 의해 얇고, 초점이 맞추어진 단색광 전자빔으로 제한되고 집속된다.(2) The flow of electrons is confined and focused to a thin, focused monochromatic electron beam by a metal aperture and a magnetic lens.

(3) 상기 빔은 정전기렌즈(보통 자기렌즈)를 이용하여 샘플에 초점이 맞추어진다.(3) The beam is focused on the sample using an electrostatic lens (usually a magnetic lens).

(4) 조사된 샘플 내부에서 전자빔에 영향을 미치는 상호작용이 발생한다.(4) An interaction affecting the electron beam occurs inside the irradiated sample.

우선 도 1을 보면, TEM(100)의 구성예를 개략적으로 나타내고 있다. 상기 TEM은 샘플을 투과하여 분석하기 위해 광선 대신에 초점이 맞추어진 전자빔을 사용한다는 것 외에는 투광현미경(Light Transmission Microscope)을 모델로 하여 개발된 최도의 전자현미경이다. TEM은 슬라이드 투영기와 매우 흡사하다. 슬라이드 투영기는 슬라이드를 통해(투과하는) 광선 빔을 비추고, 상기 광선이 슬라이드를 통과할 때 슬라이드 상의 물체와 구조에 의해 영향을 받는다. 이러한 영향으로 슬라이드의 특정 부분을 통과하는 광선 빔의 특정 부분에만 영향을 미친다. 이렇게 투과된 빔은 스크린으로 투영되어 슬라이드의 확대된 이미지를 형성한다. TEM은 샘플(슬라이드 투영기 시스템에서는 슬라이드)을 통과하는 전자(광선 대신)빔을 조사하는 것을 제외하고는 동일한 방식으로 작동한다. 투영된 부분은 사용자가 볼 수 있도록 인광스크린 상으로 투영된다. TEM에 대한 일반적인 기술내용은 도 1과 관련하여 아래에 상세히 기술한다.First, referring to FIG. 1, a configuration example of the TEM 100 is schematically shown. The TEM is the best electron microscope developed using a light transmission microscope as a model except that a focused electron beam is used instead of a light beam to transmit and analyze a sample. TEM is very similar to a slide projector. Slide projectors illuminate a beam of light through (transmitting) the slide and are affected by the objects and structures on the slide as the light passes through the slide. This effect only affects a certain part of the beam of light passing through a certain part of the slide. This transmitted beam is projected onto the screen to form an enlarged image of the slide. The TEM works in the same way except that it irradiates an electron (instead of light) beam that passes through the sample (slide in a slide projector system). The projected portion is projected onto the phosphor screen for viewing by the user. General description of the TEM is described in detail below with respect to FIG. 1.

도 1에 도시한 구조에서, TEM(100)은 전자 소스(101)를 포함하고, 상기 전자 소스는 단색광 전자(102)의 흐름을 발생시키기 위한 전자총을 포함한다. 전자의 흐름(102)은 집광렌즈(103,104)를 이용하여 작고 얇으며 결이 맞는 빔으로 초점이 맞추어진다. 보통 TEM의 스폿사이즈 놉(knob)(도시하지 않음)에 의해 제어되는 제 1 집광렌즈(103)는 스폿사이즈(즉, 샘플에 부딪히는 최종 스폿의 일반적은 크기범위)를 결정한다. 보통 밀도 또는 명도 놉(도시하지 않음)에 의해 제어되는 제 2 집광렌즈(104)는 샘플 상의 스폿 크기를 변화시킨다(예를 들어, 넓게 분산된 스폿에서 정밀조준 빔으로 변화시킨다). 빔(102)은 집광조리개(105)에 의해 제한되어(보통 선택적이다) 각도가 큰 전자(예를 들면, 광축(114)에서 거리가 먼 전자)로 방출된다. 빔(102)이 샘플(또는 표본)(106)에 부딪히고 일부가 투과된다. 투과된 빔(102) 영역은 대물렌즈(107)에 의해 이미지로 초점이 맞추어진다.In the structure shown in FIG. 1, the TEM 100 includes an electron source 101, which includes an electron gun for generating a flow of monochromatic light electrons 102. The flow of electrons 102 is focused to a small, thin, grained beam using condenser lenses 103 and 104. The first condenser lens 103, which is usually controlled by the spot size knob (not shown) of the TEM, determines the spot size (i.e. the general size range of the final spot hitting the sample). The second condenser lens 104, usually controlled by a density or brightness knob (not shown), changes the spot size on the sample (e.g., from a widely distributed spot to a precision beam). The beam 102 is limited (usually optional) by the condenser 105 and is emitted as a large angled electron (eg, an electron that is far from the optical axis 114). Beam 102 strikes sample (or specimen) 106 and is partially transmitted. The transmitted beam 102 area is focused into the image by the objective lens 107.

선택적 대물 및 선택영역 금속조리개(108,109)는 빔을 제한하기 위해 포함된다. 대물조리개(108)는 큰 각도로 회절되는 전자를 차단함으로써 콘트라스트를 강화시키고, 선택영역 조리개(109)는 사용자가 샘플(106) 내의 원자의 규칙적인 배열로 인한 전자의 주기적인 회절을 분석할 수 있도록 한다. 이미지는 중간렌즈(110,111)와 투영렌즈(112)를 통해 경통을 따라 확대되면서 내려간다. 이미지가 인광체 이미지 스크린(113)에 부딪혀 광선이 발생되어 사용자가 이미지를 볼 수 있도록 한다. 보통, 이미지의 어두운 영역은 전자가 적게 투과된 샘플(106) 영역(즉, 더 두껍거나 혹은 더 조밀한 샘플(106) 영역)을 나타내고, 이미지의 밝은 영역은 더 많은 전자가 투과된 샘플(106) 영역(즉, 더 얇거나 조밀하지 않은 샘플(106)의 영역)을 나타낸다.Optional objective and selective metal apertures 108 and 109 are included to confine the beam. The object stop 108 enhances contrast by blocking electrons diffracted at large angles, and the selective aperture 109 allows the user to analyze the periodic diffraction of electrons due to the regular arrangement of atoms in the sample 106. Make sure The image descends while being enlarged along the barrel through the intermediate lenses 110 and 111 and the projection lens 112. The image strikes the phosphor image screen 113 to generate a light beam so that the user can see the image. Usually, the dark areas of the image represent areas of the sample 106 that have less electrons transmitted (i.e., the thicker or denser areas of the sample 106), and the bright areas of the image show more of the samples 106 that have more electrons transmitted therethrough. ) Area (ie, the area of sample 106 that is thinner or less dense).

도 1에 도시한 바와 같이, 일반적으로 TEM은 이미지를 형성하기 위해 샘플(106)이 위치되는 샘플 챔버(115)를 포함한다. 예를 들어, 챔버(115)에서 분리할 수 있는 샘플 홀더는 샘플(106)이 위치되는 스테이지를 포함한다. 따라서, 샘플(106)을 샘플 홀더의 스테이지에 위치시킨 후 샘플 홀더를 샘플 챔버(115)로 삽입한다. 샘플 챔버(115)는 상기 샘플 홀더를 수용하기 위한 소정의 인터페이스를 포함한다. 예를 들면, 상용되고 있는 TEM의 샘플 챔버는 보통 직경 약 3mm를 갖는 얇은 샘플을 로딩하기 위해 두께 3mm, 폭 9mm 그리고 길이 약 9cm의 표준 TEM 샘플 홀더를 수용하기 위한 인터페이스를 포함한다. As shown in FIG. 1, a TEM generally includes a sample chamber 115 in which a sample 106 is positioned to form an image. For example, the detachable sample holder in chamber 115 includes a stage on which sample 106 is located. Thus, after placing the sample 106 on the stage of the sample holder, the sample holder is inserted into the sample chamber 115. The sample chamber 115 includes a predetermined interface for receiving the sample holder. For example, a commercially available TEM sample chamber typically includes an interface for receiving a standard TEM sample holder 3 mm thick, 9 mm wide and about 9 cm long to load a thin sample having a diameter of about 3 mm.

도 2에는 SEM의 구조를 도시하고 있다. 도 2는 SEM의 일반적인 구조를 나타내는 블록다이어그램(200a)과 개략도(200b)를 도시하고 있따. 도시한 바와 같이, SEM은 전자 소스(201)를 포함하고, 상기 전자 소스는 단색광 전자의 흐름(202)을 발생시키기 위한 전자총을 포함한다. 발생된 흐름의 방향을 후술하는 SEM의 구성요소와 정렬시키기 위해 정렬제어수단(203)을 이용한다.2 shows the structure of the SEM. 2 shows a block diagram 200a and a schematic diagram 200b showing the general structure of the SEM. As shown, the SEM includes an electron source 201, which includes an electron gun for generating a flow 202 of monochromatic light electrons. Alignment control means 203 is used to align the direction of the generated flow with the components of the SEM described below.

전자흐름(202)은 제 1 집광렌즈(205)에 의해 결집되고, 상기 제 1 집광렌즈는 SEM의 조동탐침 흐름 놉(coarse probe current knob)(도시하지 않음)에 의해 제어된다. 상기 렌즈(205)는 빔을 형성하고 빔 내의 흐름의 양을 제한한다. 상기 렌즈는 빔으로부터 각도가 큰 전자를 제거하기 위해 집광조리개(206)에 함께 작동한다. 상기 빔은 집광조리개(206)에 의해 제한되어(보통 사용자 선택사항은 아님), 큰 각도를 갖는 전자를 제거한다. 제 2 집광렌즈(207)는 전자(202)를 얇고 조밀하며 결이 맞는 빔으로 형성하고, 보통 SEM의 정밀탐침 흐름 놉(fine probe current knob)에 의해 제어된다.The electron flow 202 is collected by the first condenser lens 205, which is controlled by a coarse probe current knob (not shown) of the SEM. The lens 205 forms a beam and limits the amount of flow in the beam. The lens works together with the concentrator 206 to remove the angled electrons from the beam. The beam is constrained by the condenser 206 (usually not a user option), eliminating electrons with large angles. The second condenser lens 207 forms the electron 202 into a thin, dense, grained beam, and is usually controlled by a fine probe current knob of the SEM.

사용자가 선택가능한 대물조리개(208)는 빔으로부터 큰 각도를 갖는 전자를 제거한다. 코일 세트(209)는 빔을 격자형태로 주사(scan) 또는 스위프(sweep)하여 주사속도(보통 마이크로초 범위)에 의해 결정되는 주기를 위한 점에 머무른다. 최종렌즈 즉, 대물렌즈(210)는 주사되는 빔을 샘플(표본)(211)의 원하는 부분에 초점을 맞춘다. 빔이 샘플(211)에 부딪히면(그리고 수 마이크로초동안 머무르면), 샘플 내에서 상호작용이 발생하고 다양한 장비로 검출된다. 예를 들어, 개략도(200b)에 도시한 바와 같이, 2차전자 및/또는 반사전자(216)가 검출되어 검지기와 증폭기(217)에 의해 증폭된다. 빔이 다음에 머무르는 점으로 이동하기 전에, 상기 장비(예를 들어, 검지기 및 증폭기(217))는 상호작용의 수를 헤아려 헤아려진 상혹작용의 수에 의해 명암도가 결정되는 디스플레이(218)(예를 들어, 음극선관(CRT))에 픽셀을 표시한다(예를 들어, 반응이 많을 수록 픽셀이 더 밝아진다). 이 과정은 격자모양의 주사가 끝날 때까지 반복되고 그 후로도 반복될 수 있다. 예를 들면, 전체 패턴이 초당 30회 주사된다. 따라서, 디스플레이(218)에 형성된 이미지는 샘플(211)의 형태에 대응되는 다양한 명암도의 스폿(또는 픽셀) 수천 개를 포함한다.The user selectable objective 208 removes electrons having a large angle from the beam. Coil set 209 scans or sweeps the beam in a grid, staying at a point for a period determined by the scanning speed (usually in the microsecond range). The final lens, or objective lens 210, focuses the beam being scanned on the desired portion of the sample (sample) 211. When the beam hits the sample 211 (and stays for a few microseconds), interaction occurs within the sample and is detected by various equipment. For example, as shown in schematic diagram 200b, secondary electrons and / or reflected electrons 216 are detected and amplified by the detector and amplifier 217. Before moving to the point where the beam stays next, the equipment (e.g., detector and amplifier 217) may display a display 218 (e.g., determined by the number of interactions counted by the number of interactions). For example, the pixels are displayed on the cathode ray tube (CRT) (e.g., the more reactions, the brighter the pixels). This process can be repeated until the end of the lattice scan and can be repeated thereafter. For example, the entire pattern is scanned 30 times per second. Thus, the image formed on the display 218 includes thousands of spots (or pixels) of varying contrast levels corresponding to the shape of the sample 211.

블록 다이어그램(200a)에 도시한 바와 같이, SEM은 이미지화를 위해 샘플(211)이 위치되는 샘플 챔버(214)를 포함한다. 예를 들면, 챔버(214)로부터 분리가능한 샘플 홀더는 샘플(211)이 위치되는 스테이지(213)를 포함한다. 따라서, 샘플(211)이 샘플 홀더의 스테이지(213)에 위치되면 샘플 홀더는 샘플 챔버(214)로 삽입된다. 샘플 챔버(214)는 샘플 홀더를 수용하기 위한 소정의 인터페이스(215)를 포함한다. SEM용 인터페이스(215)는 도 1에 도시한 TEM(100)의 샘플 챔버(115)용 인터페이스와 같은, TEM 샘플 챔버의 인터페이스와는 일반적으로 다르다. 예를 들어, SEM 샘플 챔버는 필요에 따라서 15cm×15cm×6cm와 같이 비교적 큰 샘플을 챔버의 내부공간에 수용하기 위한 인터페이스를 포함한다. 보통, 샘플 챔버(214) 내에서 스테이지(213)의 이동을 가능하게 하기 위해 SEM에는 전동 스테이지(212)가 포함된다. 또한, 공기분자가 전자빔의 소정경로를 왜곡하기 때문에 샘플(211)이 샘플 챔버(214)로 삽입되면 SEM 내부를 진공상태로 만들기 위해 공기압 잠금밸브(204)를 사용한다.As shown in block diagram 200a, the SEM includes a sample chamber 214 in which the sample 211 is located for imaging. For example, the sample holder detachable from the chamber 214 includes a stage 213 on which the sample 211 is located. Thus, when the sample 211 is positioned on the stage 213 of the sample holder, the sample holder is inserted into the sample chamber 214. Sample chamber 214 includes a predetermined interface 215 for receiving a sample holder. The interface 215 for the SEM is generally different from the interface of the TEM sample chamber, such as the interface for the sample chamber 115 of the TEM 100 shown in FIG. For example, the SEM sample chamber includes an interface for receiving relatively large samples in the interior space of the chamber, such as 15 cm x 15 cm x 6 cm, as needed. Typically, the SEM includes a motorized stage 212 to enable movement of the stage 213 within the sample chamber 214. In addition, since the air molecules distort a predetermined path of the electron beam, when the sample 211 is inserted into the sample chamber 214, the air pressure lock valve 204 is used to vacuum the inside of the SEM.

도 3A와 도 3B에는 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 구조를 도시하고 있다. 즉, 도 3A 및 도 3B는 조작시스템의 바람직한 실시예에 있어 그 일부를 도시하고 있으며, 이는 샘플 홀더(300)를 포함한다. 도 3A에 도시한 샘플 홀더(300)의 구조는 제 1 부분(301)과 제 2 부분(302)으로 구성된다.3A and 3B show the structure of a preferred embodiment according to the present invention. That is, FIGS. 3A and 3B show some of the preferred embodiments of the operating system, which includes a sample holder 300. The structure of the sample holder 300 shown in FIG. 3A is composed of a first portion 301 and a second portion 302.

제 1 부분(301)은 도 4B에 보다 자세히 도시된 스테이지(430)와 같이 분석하기 위한 샘플(또는 표본)을 수용하기 위한 스테이지를 포함한다. 바람직하게는, 제 1 부분(301)은 스테이지에 배치된 샘플을 조작하기 위해 제어가능하게 조작할 수 있는 하나 이상의 조작기구를 포함한다. 가장 바람직하게는, 제 1 부분(301)은 다수의 조작기구를 포함한다. 예를 들면, 네 개의 조작기구(조작기구(410A,410B,410C,410D))를 포함하는 구조가 도 4B에 보다 자세히 도시되어 있다.The first portion 301 includes a stage for receiving a sample (or sample) for analysis, such as stage 430 shown in more detail in FIG. 4B. Preferably, the first portion 301 includes one or more manipulators that can be controllably manipulated to manipulate a sample disposed on the stage. Most preferably, the first portion 301 comprises a plurality of operating mechanisms. For example, a structure including four operation mechanisms (operation mechanisms 410A, 410B, 410C, 410D) is shown in more detail in FIG. 4B.

도 3A 및 도 3B에서, 제 2 부분(302)은 제 1 부분에 분리가능하게 접속된다. 예를 들면, 제 1 및 제 2 부분은 도 3A에서 서로 접속된 것으로 도시되어 있고, 도 3B에서는 분리된 것으로 도시되어 있다. 바람직한 실시예에서, 제 1 부분(301) 및 제 2 부분(302)은 샘플 홀더를 복수의 다른 유형의 전자현미경에 접속시킬 수 있도록 하는 샘플 홀더(300)에 대한 적절한 인터페이스를 제공한다. 예를 들면, 제 2 부분(302)은 커플링수단(303)(샘플 홀더(300)의 인터페이스가 복수의 다른 유형의 전자현미경의 인터페이스에 맞도록 하기 때문에 여기서는 '맞춤'수단이라고도 한다)을 통해 제 1 부분(301)에 분리가능하게 접속고정된다. 예를 들면, 제 2 부분은 도 3B에 도시한 바와 같이 제 1 부분(301)의 단부에 나사접속된다. 물론 다른 실시예에서는 다른 다양한 종류의 기계적 커플링기구를 사용할 수도 있다. 기계적 커플링(예를 들면, 나사)을 제공함과 동시에, 커플링 수단(303)은 전기적 커플링을 제공한다. 예를 들면, 커플링 수단(303)은 제 1 부분(301)에 포함된 조작기구의 작동을 제어하기 위해 제 1 부분(301)을 제어시스템에 연결(예를 들면, 전기적 연결)할 수 있도록 하는 멀티핀 전기커넥터를 제공하고(아래에 다시 설명한다), 또는 상기 멀티핀 전기커넥터는 제 1 부분(301)의 조작기구의 작동을 제어하기 위해 상기 제어시스템에 연결되는 제 2 부분(302)에 대한 전기적 연결을 제공한다.3A and 3B, the second portion 302 is detachably connected to the first portion. For example, the first and second portions are shown to be connected to each other in FIG. 3A and to separate in FIG. 3B. In a preferred embodiment, the first portion 301 and the second portion 302 provide a suitable interface to the sample holder 300 that allows connecting the sample holder to a plurality of different types of electron microscopes. For example, the second portion 302 is via coupling means 303 (also referred to herein as 'fit' means because the interface of the sample holder 300 fits the interface of a plurality of different types of electron microscopes). It is detachably connected to the first portion 301. For example, the second portion is screwed to the end of the first portion 301 as shown in FIG. 3B. Of course, other embodiments may use other various types of mechanical coupling mechanisms. In addition to providing a mechanical coupling (eg a screw), the coupling means 303 provides an electrical coupling. For example, the coupling means 303 may be capable of connecting (eg, electrically connecting) the first portion 301 to the control system to control the operation of the operating mechanism included in the first portion 301. Provide a multipin electrical connector (described again below), or the second pin 302 connected to the control system to control the operation of the operating mechanism of the first portion 301. Provide an electrical connection to the

도 3A 및 도 3B에서, 제 1 부분(301)은 제 1 길이를 갖고, 제 2 부분이 제 1 부분에 연결될 때 샘플 홀더(300)는 제 2 길이를 갖는다. 따라서, 상기 실시예에서, 샘플 홀더(300)의 길이는 샘플 홀더(300)가 복수의 다른 유형의 전자현미경 인터페이스에 맞도록 조절하기 위해 조정될(예를 들면, 제 1 및 제 2 부분(301,302)을 연결 또는 분리함으로써) 수 있다. 예를 들면, 상용 TEM은 SEM 샘플 챔버에 사용되는 것보다 긴 샘플 홀더가 필요한 샘플 챔버를 갖는다. 따라서, 뒤에 보다 자세히 설명하겠지만, 한 실시예에서 제 1 부분(301) 및 제 2 부분(302)은 샘플 홀더(300)를 TEM의 샘플 챔버에 연결시킬 수 있도록 서로 연결될 수 있고, 제 1 부분(301)을 제 2 부분(302)에서 분리하여 상기 제 1 부분(301)을 SEM의 샘플 챔버에 연결할 수 있다. 따라서, 상기 실시예와 같은 구조에서, 제 1 부분(301)이 제 2 부분(302)에서 분리되면, 상기 제 1 부분(301)은 그 하나로서 전체적으로 기능이 가능하고, 독립적인 유닛이 된다. 따라서, 상기 실시예에서, 제 1 부분(301)은 제 1 종의 전자현미경(예를 들면, 제 1 길이의 샘플 홀더를 수용하기 위한 인터페이스를 구비하는 샘플 챔버를 갖는 SEM 전자현미경)에 연결하기 위한 제 1 인터페이스를 제공하고, 제 2 부분(302)은 제 2 종의 전자현미경(예를 들면, 제 2 길이의 샘플 홀더를 수용하기 위한 인터페이스를 구비하는 샘플 챔버를 갖는 TEM 전자현미경)에 연결하기 위한 제 2 인터페이스를 제공하기 위해 제 1 부분(301)에 연결된다.3A and 3B, the first portion 301 has a first length and the sample holder 300 has a second length when the second portion is connected to the first portion. Thus, in this embodiment, the length of the sample holder 300 may be adjusted (eg, the first and second portions 301, 302) to adjust the sample holder 300 to fit a plurality of different types of electron microscope interfaces. By connecting or disconnecting). For example, commercial TEMs have a sample chamber that requires a longer sample holder than is used for SEM sample chambers. Thus, as will be described in more detail later, in one embodiment the first portion 301 and the second portion 302 may be connected to each other to connect the sample holder 300 to the sample chamber of the TEM, 301 may be separated from the second portion 302 to connect the first portion 301 to the sample chamber of the SEM. Thus, in the same structure as in the above embodiment, when the first part 301 is separated from the second part 302, the first part 301 is capable of functioning as a whole and becomes an independent unit. Thus, in this embodiment, the first portion 301 is connected to a first type of electron microscope (e.g., an SEM electron microscope having a sample chamber having an interface for receiving a sample holder of a first length). Providing a first interface for connecting the second portion 302 to a second type of electron microscope (e.g., a TEM electron microscope having a sample chamber having an interface for receiving a sample holder of a second length). Is connected to the first portion 301 to provide a second interface.

상기 실시예에서는, 제 1 부분(301)의 길이(l1)는 약 10cm이고, 제 2 부분(302)의 길이(l2)는 약 24cm이다. 따라서, 샘플 홀더(300)의 전체길이(L1)(제 1 및 제 2 부분(301,302)이 연결된 경우)는 약 34cm이다. 또한, 샘플 홀더(300)의 직경은 TEM 샘플 챔버에 이용가능하도록 샘플의 크기에 맞도록 접속하는 데에 적합하다. 상기한 바와 같이, 이러한 구조에서, 제 1 부분(301)은 SEM의 샘플 챔버에 접속하기에 적합한 길이(l1)를 포함하고, 서로 접속되고 나면 제 1 및 제 2 부분(301,302)은 TEM 샘플 챔버에 접속하기에 적합한 길이(L1)를 제공한다. 물론 다른 실시예에서는 샘플 홀더(300)를 원하는 종류의 전자현미경 하나 또는 그 이상에 접속하기 위해 샘플 홀더(300)(그리고 제 1 부분(301)과 제 2 부분(302) 각각)의 길이 및 크기를 상기한 구조와 다르게 할 수 있고, 이와 같은 변형 실시예 또한 본 발명의 기술사상에 포함된다.In this embodiment, the length l 1 of the first portion 301 is about 10 cm and the length l 2 of the second portion 302 is about 24 cm. Thus, the total length L 1 of the sample holder 300 (when the first and second portions 301 and 302 are connected) is about 34 cm. In addition, the diameter of the sample holder 300 is suitable for connecting to match the size of the sample to make it available to the TEM sample chamber. As noted above, in this structure, the first portion 301 includes a length l 1 suitable for connecting to the sample chamber of the SEM, and once connected, the first and second portions 301, 302 are connected to the TEM sample. Provide a length L 1 suitable for connecting to the chamber. Of course, in other embodiments, the length and size of the sample holder 300 (and each of the first portion 301 and the second portion 302) to connect the sample holder 300 to one or more electron microscopes of the desired type. It can be different from the above structure, and such modified embodiments are also included in the technical idea of the present invention.

따라서, 샘플 홀더(300)는 적절한 인터페이스를 포함하는 것이 바람직하다. 도 3A와 도 3B의 실시예에서는 샘플 홀더(300)의 두 부분을 연결 또는 분리함으로써 조정되는, 조정이 가능한 인터페이스를 제공하고 있지만, 다른 실시예에서 조정이 가능한 인터페이스를 제공하는 변형 실시예에는 다른 다양한 기술이 적용될 수 있다. 예를 들면, 샘플 홀더(300)는 복수의 다른 유형의 전자현미경 인터페이스에 맞게 조정할 수 있도록 확장 및 수축(폭(또는 직경) 및 길이와 같은 하나 또는 그 이상의 크기)시킬 수 있는 부분(예를 들면 제 2 부분)을 포함한다.Thus, the sample holder 300 preferably includes a suitable interface. 3A and 3B provide an adjustable interface that is adjusted by connecting or disconnecting two portions of the sample holder 300, while other embodiments provide an adjustable interface that is adjustable. Various techniques can be applied. For example, the sample holder 300 may be a portion (eg, one or more sizes such as width (or diameter) and length) that can be expanded and contracted (e.g., width (or diameter) and length) to accommodate a plurality of different types of electron microscope interfaces. Second part).

적어도 한 실시예에서의 작동시에, 사용자는 샘플을 샘플 홀더(300)의 스테이지(430)(도 4B)에 위치시키고, 샘플 홀더(300)를 복수의 다른 유형의 전자현미경 중 하나에 연결한다. 그 후, 전자현미경에 의해 샘플의 이미지를 형성하도록 샘플을 조작하기 위해 샘플 홀더(300)의 조작기구를 이용한다. 도 4A 및 도 4B에 도시한 바와 같이, 일예로 샘플 홀더(300)를 광학현미경(400)에 연결할 수 있고, 샘플 홀더(300)의 조작기구를 최초로 배치하기 위해 조작기구(402)와 같은 외부 조작기구(즉, 샘플 홀더(300)의 외측)를 이용할 수 있다. 예를 들면, 도 4A에 도시한 바와 같이, 샘플 홀더(300)는 외부 조작기구(402)를 포함하는 플랫폼(401)에 연결된다. 도 4B에서 보다 자세히 도시한 바와 같이, 외부 조작기구(402)는 샘플 홀더(300)의 내부 조작기구를 정렬시키고 맞물도록 제어되는 그리퍼와 같은 엔드이펙터(4033)를 포함한다.In operation in at least one embodiment, the user places the sample on stage 430 (FIG. 4B) of sample holder 300 and connects sample holder 300 to one of a plurality of different types of electron microscopes. . The operating mechanism of the sample holder 300 is then used to manipulate the sample to form an image of the sample by electron microscopy. As shown in FIGS. 4A and 4B, for example, the sample holder 300 can be connected to the optical microscope 400, and an external device such as the operating mechanism 402 to initially place the operating mechanism of the sample holder 300. An operating mechanism (ie, the outside of the sample holder 300) can be used. For example, as shown in FIG. 4A, the sample holder 300 is connected to a platform 401 that includes an external operating mechanism 402. As shown in more detail in FIG. 4B, the external operating mechanism 402 includes an end effector 4033, such as a gripper, which is controlled to align and engage the internal operating mechanism of the sample holder 300.

예를 들어, 도 4B에서, 샘플 홀더(300)는 네 개의 조작기구(410A,410B,410C,410D)(이들을 총칭하여 '조작기구(410)'라 한다)를 포함한다. 외부 조작기구(402)는 내부 조작기구(410)의 조동조정을 실시하기 위해 엔드이펙터(403)를 이용한다. 예를 들어, 샘플은 샘플 홀더(300)의 스테이지(430)에 배치되고, 사용자는 광학현미경(400)을 통해 조작기구(410)를 보면서 엔드이펙터(403)가 하나 또는 그 이상의 내부 조작기구(410)를 맞물고 샘플에 대한 상기 조작기구(410)의 위치조정에 있어 조동조정을 실시하기 위해 외부 조작기구(402)를 제어한다. 각각의 조작기구(410)는 탐침, 그리퍼 등과 같은 엔드이펙터를 포함하고, 상기 엔드이펙터를 샘플에 대한 최초의 위치로 조정하기 위해 조정기구(402)를 이용한다. 조정기구(402)가 하나 또는 그 이상의 크기(바람직하게는 세 개의 크기)에 있어 조작기구(410)에 비교적 큰 이동범위를 제공하지만, 상기 조작기구(410)를 위치시키는 데에 있어 후술하는 샘플 홀더(300)의 내부 액추에이터만큼 정밀하지는 않다. 예를 들면, 조정기구(402)는 약 30nm의 분해능으로 조작기구(410)에 비교적 큰 이동범위(예를 들면, 수 밀리미터)를 제공할 수 있다. 따라서, 조작기구(410)의 엔드이펙터를 원하는 위치에서 약 30nm 이내에 최초로 위치시키기 위해 상기 조정기구(402)를 이용한다. For example, in FIG. 4B, the sample holder 300 includes four manipulators 410A, 410B, 410C, and 410D (collectively referred to as 'manipulator 410'). The external operating mechanism 402 uses the end effector 403 to perform coarse adjustment of the internal operating mechanism 410. For example, the sample is placed on the stage 430 of the sample holder 300, and the user looks at the manipulator 410 through the optical microscope 400 so that the end effector 403 has one or more internal manipulators ( The external operating mechanism 402 is controlled to engage the 410 and to perform coarse adjustment in positioning the operating mechanism 410 relative to the sample. Each manipulator 410 includes an end effector, such as a probe, gripper, and the like, and uses an adjustment mechanism 402 to adjust the end effector to its initial position with respect to the sample. Although the adjusting mechanism 402 provides a relatively large range of movement to the operating mechanism 410 in one or more sizes (preferably three sizes), the sample described later in positioning the operating mechanism 410 is provided. It is not as precise as the internal actuator of the holder 300. For example, the adjustment mechanism 402 can provide a relatively large range of movement (eg, a few millimeters) to the manipulation mechanism 410 with a resolution of about 30 nm. Thus, the adjusting mechanism 402 is used to initially position the end effector of the operating mechanism 410 within about 30 nm at the desired position.

바람직한 실시예에서, 하나 또는 그 이상의 내부 조작기구(410)는 상기 내부 조작기구(410)의 엔드이펙터에 대해 보다 정확하고 정밀한 위치조정을 실시하기 위해 액추에이션기구(actuation mechanism)를 포함한다. 예를 들면, 도 4B에 도시한 실시예에서, 조작기구(410A,410B,410C)는 각각 압전튜브(420A,420B,420C)에 연결되어, 정밀한 위치조정을 위해 압전튜브(420A,420B,420C)가 각각의 조작기구에 움직임을 전달한다. 따라서, 도 4B의 실시예에서, 조작기구(410A,410B,410C)는 제어가능하게 이동가능하고(압전튜브(420A,420B,420C)를 이용) 조작기구(410D)는 정지상태이다. 물론, 또 다른 실시예에서는 조작기구(410D)를 액추에이션기구에 연결하여 이동가능하게 할 수 있다. In a preferred embodiment, the one or more internal operating mechanisms 410 include an actuation mechanism to effect more accurate and precise positioning of the end effector of the internal operating mechanism 410. For example, in the embodiment shown in Fig. 4B, the operation mechanisms 410A, 410B, and 410C are connected to the piezoelectric tubes 420A, 420B and 420C, respectively, for piezoelectric tubes 420A, 420B and 420C for precise positioning. ) Transmits movement to each control mechanism. Thus, in the embodiment of FIG. 4B, the operating mechanisms 410A, 410B and 410C are controllably movable (using piezoelectric tubes 420A, 420B and 420C) and the operating mechanism 410D is stationary. Of course, in another embodiment, the operation mechanism 410D may be connected to the actuation mechanism to be movable.

압전튜브(420A,420B,420C)는 나노미터대의 분해능(또는 그 이상, 즉 나노미터 이하의 분해능)으로 수 미크론 범위의 자유공간에서 조작기구(예를 들어, 엔드이펙터)에 정밀한 움직임을 제공하는 4배 전자화 압전튜브(quadruple electroded piezoelectric tube)를 포함한다. 또한, 단지 하나의 크기에 대해 조작기구의 전환이 필요한 경우에는 적층형압전(piezostack)액추에이터, 압전바이모르프(piezo bimorph)액추에이터, 또는 단일 압전플레이트(simple piezo plate)액추에이터와 같이 잘 알려진 액추에이터를 사용할 수 있다. 또한, 하나 또는 그 이상의 조작기구에 대해 스틱슬립형(stick-slip) 압전회전액추에이터를 사용할 수 있고, 상기 압전회전액추에이터는 0.02도 이하의 회전스텝 분해능(angular step resolution)으로 연속적인 360도 회전이 가능한 형태로 작동한다. 상기 압전튜브(420A,420B,420C)는 본 발명의 기술분야에서 잘 알려져 있으므로 여기서는 더 이상 설명하지 않는다. 압전튜브가 도 4B의 실시예에 도시되어 있지만, 다른 실시예에서는 열마이크로액추에이터(thermal microactuator), 정전기마이크로액추에이터(electrostatic microactuator), 스틱슬립압전 마이크로액추에이터(stick-slip piezoelectric micro actuator), 압전바이모르프 마이크로액추에이터(piezo bimorph microactuator), 콤드라이브 미세전자기계시스템(comb drive microelectromechanical system)(MEMS)액추에이터, 및 형상기억합금 마이크로액추에이터(memory alloy microactuator)를 포함하는 다른 적절한 작동기구를 사용할 수 있다. 물론 특정 실시예에서 특정 종류의 전자현미경(예를 들면, TEM)에 적절히 접속하기 위한 크기제한은 샘플 홀더(300) 내에 위치시키기에 적합한 작동기구의 종류를 제한한다(예를 들면, 마이크로대의 작동기구에 적합한 작동기구를 제한한다).Piezoelectric tubes 420A, 420B, and 420C provide precise movement to the manipulator (e.g., end effector) in free space in the micron range, with resolutions in the nanometer range (or higher, ie sub-nanometer resolution). Quadruple electroded piezoelectric tubes. In addition, if a change of operating mechanism is required for just one size, a well-known actuator such as a piezostack actuator, a piezo bimorph actuator, or a simple piezo plate actuator may be used. Can be. In addition, a stick-slip piezoelectric rotary actuator can be used for one or more operating mechanisms, and the piezoelectric rotary actuator can be continuously rotated 360 degrees with an angular step resolution of 0.02 degrees or less. Works in form. The piezoelectric tubes 420A, 420B and 420C are well known in the art and will not be described herein any further. Although the piezoelectric tube is shown in the embodiment of FIG. 4B, in another embodiment a thermal microactuator, an electrostatic microactuator, a stick-slip piezoelectric micro actuator, a piezoelectric bimor Other suitable actuators can be used, including piezo bimorph microactuators, comb drive microelectromechanical systems (MEMS) actuators, and memory alloy microactuators. Of course, in certain embodiments the size constraints for properly connecting to a particular type of electron microscope (eg, TEM) limit the type of actuator suitable for positioning in the sample holder 300 (eg, microstage operation). Limiting suitable implements for the appliance).

샘플 홀더(300) 내의 조작기구(410)에 대해 고정밀도의 액추에이터는 포함하지만, 상기 샘플 홀더(300) 내에 긴 범위의 조동 액추에이터는 포함하지 않고, 다수의 조작기구(410)는 샘플 홀더(300) 내에 포함된다. 즉, 조작기구를 최초로 위치시키기 위해 조작기구(410)의 조동 조정을 하기 위한 외부(또는 독립적인)샘플 홀더(300)인 조정기구를 사용함으로써, 샘플 홀더(300) 내에서 상기 조작기구를 제어하기 위해 다수의 조작기구(410)는 고정밀도 액추에이터를 포함한다. 따라서, 각각의 조작기구의 움직임을 제어하기 위해 독립적으로 작동하는 고정밀도의 액추에이터를 포함하는 다수의 조작기구(410)는 상용되고 있는 TEM의 샘플 챔버에 접속될 정도로 충분히 작은 샘플 홀더와 같이 비교적 작은 샘플 홀더 내에도 포함된다.Although a high precision actuator is included with respect to the operating mechanism 410 in the sample holder 300, a long range of coarse actuator is not included within the sample holder 300, and the plurality of operating mechanisms 410 include the sample holder 300. ) Is included. That is, the control mechanism is controlled in the sample holder 300 by using an adjustment mechanism which is an external (or independent) sample holder 300 for coarse adjustment of the operation mechanism 410 to position the operation mechanism for the first time. To this end, a number of manipulating mechanisms 410 comprise high precision actuators. Thus, many of the manipulators 410, including high precision actuators that operate independently to control the movement of each manipulator, are relatively small, such as a sample holder small enough to be connected to a sample chamber of a commercially available TEM. Also included in the sample holder.

위에서 간단히 언급한 바와 같이, 조작기구를 포함하고 TEM에 분리가능하게 접속될 수 있는 분리가능한 샘플 홀더가 현재 기술에서 개발되고 있다. 상기 분리가능한 샘플 홀더는 조작기구(예를 들어, 엔드이펙터)를 하나만 포함할 수 있는 한계가 있다. 또한, 현재 기술에서의 상기 분리가능한 샘플 홀더가 각각 조작기구의 엔드이펙터에 움직임을 전달하는 조동조정기구와 고정밀도 조정기구를 모두 포함하고 있기 때문에 이와 같은 구조에서는 하나의 조작기구만이 인지된다. 즉, 샘플 홀더가 삽입되는 상용 TEM의 샘플 챔버에 대한 상대적인 크기 제한 때문에 현재 기술로는 상기 분리가능한 샘플 홀더가 샘플을 조작하도록 작동하는 조작기구를 하나만 포함하게 된다. 분석하려는 샘플에 대해 원하는 형태로 조작하기 위해 다수의 조작기구를 포함해야 할 필요가 종종 있다. 샘플 홀더(300) 내에서 조작기구의 조동조정을 제공하기 위한 액추에이터를 포함하지 않게 되면, 상용되고 있는 TEM의 샘플 챔버에 접속되기에 충분히 작은 샘플 홀더와 같이 비교적 작은 샘플 홀더에도 다수의 조작기구가 포함된다.As briefly mentioned above, a detachable sample holder is currently being developed in the art that includes an operating mechanism and can be detachably connected to a TEM. The detachable sample holder is limited in that it can contain only one operating mechanism (eg, end effector). In addition, only one operation mechanism is recognized in such a structure because the detachable sample holder in the present technology includes both a coarse adjustment mechanism and a high precision adjustment mechanism, each of which transmits movement to an end effector of the operation mechanism. That is, because of the relative size constraints on the sample chamber of the commercial TEM into which the sample holder is inserted, the current technology includes only one manipulator to operate the detachable sample holder to manipulate the sample. It is often necessary to include a number of manipulators to manipulate the desired form for the sample to be analyzed. If the actuator is not included in the sample holder 300 to provide coarse adjustment of the operating mechanism, a plurality of operating mechanisms may be applied to a relatively small sample holder such as a sample holder small enough to be connected to a commercially available TEM sample chamber. Included.

한 실시예에서, 샘플 홀더(300)는 샘플 홀더(300)가 복수의 다른 유형의 전자현미경의 인터페이스에 맞도록 하는 조정가능한 인터페이스를 포함한다. 한 실시예에서, 샘플 홀더(300)는 적어도 한 종류의 전자현미경(예를 들면, TEM 및/또는 SEM)에 분리가능하게 접속되고 상기 전자현미경으로 분석하려는 샘플을 조작하기 위해 제어가능하게 작동되는 다수의 조작기구를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 샘플 홀더(300)는 복수의 다른 유형의 전자현미경 인터페이스(TEM 또는 SEM 인터페이스)와 선택적으로 접속이 가능하도록 하는 조정가능한 인터페이스와 전자현미경으로 분석하려는 샘플을 조작하기 위해 제어가능하게 작동하는 다수의 조작기구를 포함한다. 물론, 다른 실시예에서, 샘플 홀더(300)는 다수의 조작기구를 포함할 필요 없이 조정가능한 인터페이스를 포함할 수도 있고, 또 다른 실시예에서는 샘플 홀더(300)가 조정가능한 전자현미경 인터페이스를 포함하지 않고 다수의 조작기구를 포함할 수도 있다.In one embodiment, sample holder 300 includes an adjustable interface that allows sample holder 300 to fit the interface of a plurality of different types of electron microscopes. In one embodiment, the sample holder 300 is detachably connected to at least one type of electron microscope (e.g., TEM and / or SEM) and is controllably operated to manipulate the sample to be analyzed by the electron microscope. It includes a plurality of operating mechanisms. In a preferred embodiment, the sample holder 300 is controllable for manipulating the sample to be analyzed by an electron microscope with an adjustable interface that allows selective connection with a plurality of different types of electron microscope interfaces (TEM or SEM interfaces). It includes a plurality of operating mechanisms that operate. Of course, in other embodiments, the sample holder 300 may include an adjustable interface without having to include multiple manipulators; in another embodiment, the sample holder 300 does not include an adjustable electron microscope interface. And may include a plurality of operation mechanisms.

따라서, 한 실시예에서, 샘플 홀더(300)는 샘플 홀더(300)가 복수의 다른 유형의 전자현미경 인터페이스에 맞도록 하는 조정가능한 인터페이스를 포함한다. 도 1 및 도 2와 관련하여 설명한 바와 같이, TEM 및 SEM은 일반적으로 샘플 홀더를 수용하기 위한 인터페이스를 갖는 샘플 챔버를 포함하고, TEM 및 SEM용 샘플 챔버 인터페이스는 일반적으로 다르다. 도 5는 TEM(100)에 접속된 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있다. 도시한 바와 같이, 제 1 부분은 샘플 스테이지(430)를 포함하고, 하나 이상의 조작기구(410)는 TEM(100)의 샘플 챔버(115)로 삽입된다. 상기 실시예에서, 샘플 홀더(300)는 샘플 챔버(115)에 맞도록 접속되는 제 2 부분(302)을 갖는다(예를 들면, TEM(100)에 의해 이미지가 형성되는 샘플을 샘플 스테이지(430)에 위치시키기 위한 적절한 길이를 갖는다). 따라서, 샘플 챔버(115)에 삽입되면, 샘플 스테이지(430)에 배치된 샘플의 이미지를 형성하는 데에 TEM(100)을 이용하고 및/또는 조작기구(410)는 상기 샘플을 조작하도록 제어된다.Thus, in one embodiment, sample holder 300 includes an adjustable interface that allows sample holder 300 to fit a plurality of different types of electron microscope interfaces. As described in connection with FIGS. 1 and 2, the TEM and SEM generally comprise a sample chamber having an interface for receiving a sample holder, and the sample chamber interfaces for the TEM and SEM are generally different. 5 illustrates a preferred embodiment of the present invention connected to a TEM 100. As shown, the first portion includes a sample stage 430, and one or more manipulators 410 are inserted into the sample chamber 115 of the TEM 100. In this embodiment, the sample holder 300 has a second portion 302 that is connected to fit the sample chamber 115 (eg, sample stage 430 to sample the image being formed by the TEM 100). Have a suitable length). Thus, when inserted into the sample chamber 115, the TEM 100 is used to form an image of a sample disposed on the sample stage 430 and / or the operating mechanism 410 is controlled to manipulate the sample. .

도 5에 대해 더 설명해보면, 샘플 홀더(300)는 제어시스템(501)에 연결된다. 제어시스템(501)은 개인 컴퓨터와 같이 프로세서에 기초한 장치이고, 조작기구에 원하는 움직임을 전달하도록 그들의 작동을 제어하기 위해 액추에이터(420A,420B,420C)와 통신되는 제어신호를 발생시키도록 작동한다. 예를 들면, 상기 제어신호는 사용자의 입력값(예를 들면, 조작기구(410)의 특정 작동을 요구하는 사용자의 입력지시값)에 따라 제어시스템(501)에 의해 발생한다. 예를 들면, 도 5의 실시예에 도시한 바와 같이, 샘플 홀더(300)의 제 2 부분(302)의 한 단부는 제 1 부분과 기계적, 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 부분의 반대쪽 단부는 제어시스템(501)에 통신가능하게(예를 들어, 전기적으로) 연결된다. 예를 들면, 샘플 홀더(300)의 조작기구의 작동을 제어하도록 제어신호를 통신하기 위해 제 2 부분(302)에 제어시스템(501)을 전기적으로 연결하기 위해 멀티핀 전기커넥터를 사용한다.5, the sample holder 300 is connected to the control system 501. Control system 501 is a processor-based device, such as a personal computer, and operates to generate control signals that are in communication with actuators 420A, 420B, and 420C to control their operation to deliver desired movements to the operating mechanism. For example, the control signal is generated by the control system 501 according to the user's input value (eg, the user's input instruction value requesting a specific operation of the operating mechanism 410). For example, as shown in the embodiment of FIG. 5, one end of the second portion 302 of the sample holder 300 is mechanically and electrically connected to the first portion, and the opposite end of the second portion is Communicatively (eg, electrically) to the control system 501. For example, a multipin electrical connector is used to electrically connect the control system 501 to the second portion 302 to communicate control signals to control the operation of the manipulation mechanism of the sample holder 300.

도 6은 SEM에 접속된 실시예를 도시한다. 도시한 바와 같이, 제 1 부분은 샘플 스테이지(430)를 포함하고, 하나 이상의 조작기구(410)는 SEM의 샘플 챔버(214)로 삽입된다. 상기 실시예에서, 샘플 홀더(300)는 샘플 홀더(214)에 맞도록(샘플 스테이지(430)에 배치된 샘플의 이미지를 형성하기 위해 적절한 방식으로 샘플 홀더(300)를 상기 샘플 챔버에 위치시키기 위한 적절한 길이로) 분리되는 제 2 부분(302)을 갖는다. 따라서, 샘플 챔버(214)에 삽입되면, 샘플 스테이지(430)에 배치된 샘플의 이미지를 형성하기 위해 SEM을 이용하고 및/또는 조작기구는 상기 샘플을 조작하기 위해 제어된다.6 shows an embodiment connected to the SEM. As shown, the first portion includes a sample stage 430, and one or more manipulators 410 are inserted into the sample chamber 214 of the SEM. In this embodiment, the sample holder 300 fits the sample holder 214 (positioning the sample holder 300 in the sample chamber in a suitable manner to form an image of the sample disposed on the sample stage 430). To a suitable length). Thus, when inserted into the sample chamber 214, the SEM is used to form an image of a sample disposed in the sample stage 430 and / or the manipulator is controlled to manipulate the sample.

도 6에 도시한 바와 같이, 샘플 홀더(300)는 플랫폼(401)에 접속되고, 연결된 샘플 홀더(300)를 갖는 상기 플랫폼(401)은 SEM의 샘플 챔버(214)에 위치된다. 즉, 플랫폼(401)은 SEM의 샘플 챔버(214)와의 적절한 접속으로 샘플 홀더(300)를 보조한다. 샘플 홀더(300)는 도 4A에 도시한 것과 은 플랫폼(401)에 접속되고, 외부 조정기구(402)는 상기 플랫폼(401)에 접속되며 샘플 홀더의 조작기구(410)를 최초로 조정하게 된다. 한 실시예에서, 상기 외부 조정기구(402)는 플랫폼(401)에서 분리될 수 있도록 플랫폼(401)에 분리가능하게 접속되고, 상기 플랫폼(401)은 SEM의 샘플 챔버로 삽입된다. 상기 플랫폼(401)은 종래의 SEM 샘플 홀더와 비슷한 크기이고, 따라서 상기 SEM으로 샘플 스테이지(430) 상의 샘플의 이미지를 형성하기 위해 SEM의 샘플 챔버 내에 샘플 홀더(300)를 적절히 정렬시키는 것을 보조한다. 물론, 다른 실시예에서는 상기 플랫폼(401)을 SEM 샘플 챔버에 유지시킬 수 있고, 샘플의 이미지를 형성 및/또는 샘플을 조작하기 위해 플랫폼의 인터페이스(601)를 통해 샘플 홀더(300)를 접속시킬 수도 있으며, 샘플 홀더(300)는 SEM 샘플 홀더(214)로부터 샘플 홀더(300)를 분리시키기 위해 상기 플랫폼의 인터페이스(601)로부터 분리시킬 수도 있다(SEM의 샘플 챔버(214)로 플랫폼을 삽입 또는 분리하는 것과는 반대로 샘플을 SEM으로 위치시키거나 분리한다). 또한, 다른 실시예에서, 샘플 홀더(300)는 플랫폼(401)을 사용하지 않고 SEM의 샘플 챔버(214)로 직접 위치시킬 수 있고, 이러한 것은 어떠한 경우에도 본 발명의 기술사상에 포함된다.As shown in FIG. 6, the sample holder 300 is connected to the platform 401, which platform 401 with the connected sample holder 300 is located in the sample chamber 214 of the SEM. That is, the platform 401 assists the sample holder 300 in proper connection with the sample chamber 214 of the SEM. The sample holder 300 is connected to the silver platform 401 as shown in FIG. 4A, and the external adjustment mechanism 402 is connected to the platform 401 to initially adjust the operation mechanism 410 of the sample holder. In one embodiment, the external adjustment mechanism 402 is detachably connected to the platform 401 so that it can be detached from the platform 401, and the platform 401 is inserted into the sample chamber of the SEM. The platform 401 is similar in size to a conventional SEM sample holder, thus assisting the proper alignment of the sample holder 300 within the sample chamber of the SEM to form an image of the sample on the sample stage 430 with the SEM. . Of course, in other embodiments, the platform 401 may be maintained in the SEM sample chamber, and the sample holder 300 may be connected through the interface 601 of the platform to form an image of the sample and / or manipulate the sample. Sample holder 300 may also be detached from interface 601 of the platform to separate sample holder 300 from SEM sample holder 214 (insert or insert platform into sample chamber 214 of the SEM). Samples are placed or separated by SEM as opposed to separation). Further, in another embodiment, the sample holder 300 can be placed directly into the sample chamber 214 of the SEM without using the platform 401, which is in any case included in the technical idea of the present invention.

도 6에서, 샘플 홀더(300)는 제어시스템(501)에 연결된다. 상기 제어 시스템(501)에 대해서는 위에서 간단히 언급하였다. 예를 들어 도 6에 도시한 바와 같이, 샘플 홀더(300)의 제 1 부분(301)의 한 단부는 제어시스템(501)에 통신가능하게(전기적으로) 연결된다. 따라서, 제 2 부분이 제 1 부분에서 분리될 때 제 1 부분은 제어시스템에 통신가능하게 연결하기 위한 적절한 인터페이스를 포함하게 된다. 예를 들면, 샘플 홀더(300)의 조작기구(410)의 작동을 제어하도록 제어신호를 통신하기 위해 제 1 부분에 제어시스템(501)을 전기적으로 연결하기 위해 멀티핀 전기커넥터를 이용한다.In FIG. 6, the sample holder 300 is connected to the control system 501. The control system 501 has been briefly mentioned above. For example, as shown in FIG. 6, one end of the first portion 301 of the sample holder 300 is communicatively (electrically) connected to the control system 501. Thus, when the second portion is detached from the first portion, the first portion includes an appropriate interface for communicatively connecting to the control system. For example, a multi-pin electrical connector is used to electrically connect the control system 501 to the first portion to communicate control signals to control the operation of the operating mechanism 410 of the sample holder 300.

따라서, 본 발명에 따른 한 실시예에서, 샘플 홀더(300)는 하나 이상의 조작기구를 포함하고 샘플 홀더(300)를 복수의 다른 유형의 전자현미경에 선택적으로 접속시킬 수 있는 조정가능한 인터페이스를 포함한다. 즉, 한 실시예에서, 샘플 홀더(300)는 샘플을 조작하기 위해 하나 이상의 조작기구 및 복수의 다른 유형의 전자현미경의 인터페이스에 맞도록 조정가능한 인터페이스를 포함한다. 특히, 하나 이상의 실시예에서, 샘플 홀더(300)는 TEM 또는 SEM에 선택적으로 연결할 수 있다. Thus, in one embodiment according to the present invention, the sample holder 300 comprises an adjustable interface capable of including one or more manipulators and selectively connecting the sample holder 300 to a plurality of different types of electron microscopes. . That is, in one embodiment, the sample holder 300 includes an interface that is adjustable to fit one or more manipulators and interfaces of a plurality of different types of electron microscopes to manipulate the sample. In particular, in one or more embodiments, the sample holder 300 may optionally connect to a TEM or SEM.

바람직하게는, 샘플 홀더(300)는 상기 전자현미경의 정상작동(예를 들면, 이미지형성 기능)을 방해하지 않고 전자현미경에 분리가능하게 연결된다. 물론, 필요에 따라서는 상기 샘플을 조작하기 위해 조작기구를 사용하지 않고 샘플의 이미지를 형성하기 위해 샘플 홀더(300)를 단독으로 사용할 수도 있다. 또한, 종래의 샘플 홀더는 샘플의 이미지형성만을 원할 때에는 교환가능하게 사용된다. 즉, 샘플 홀더(300)는 종래의 전자현미경 샘플 홀더와 교환가능하게 사용할 수 있도록 포함되고, 상기 샘플 홀더(300)는 전자현미경에 일체로 형성될 필요가 없고 또는 전자현미경의 정상기능을 방해하는 전자현미경에 대한 다른 변경을 요하게 된다. 따라서, 한 실시예는 일체로 형성된 조작기구(410)를 포함하는 운반가능한 샘플 홀더(300)를 제공하고, 상기 샘플 홀더(300)는 필요에 따라 조작성능(아래에 자세히 설명한다)을 제공하기 위해 전자현미경에 분리가능하게 접속된다.Preferably, the sample holder 300 is removably connected to the electron microscope without disturbing the normal operation of the electron microscope (e.g., image forming function). Of course, if necessary, the sample holder 300 may be used alone to form an image of the sample without using an operation mechanism to manipulate the sample. In addition, conventional sample holders are used interchangeably when only the imaging of the sample is desired. That is, the sample holder 300 is included so that it can be used interchangeably with the conventional electron microscope sample holder, the sample holder 300 need not be integrally formed in the electron microscope or interfere with the normal function of the electron microscope Other changes to the electron microscope will be required. Thus, one embodiment provides a transportable sample holder 300 comprising an integrally formed operating mechanism 410, which sample holder 300 provides operating performance (described in detail below) as needed. Is detachably connected to the electron microscope.

따라서, 도 7은 본 발명에 따른 하나 이상의 블록다이어그램을 도시하고 있고, 샘플 홀더(300)는 조작기구(410) 및, 전자현미경과 접속하기 위한 인터페이스(300A)를 포함한다. 바람직하게는, 위에 간단히 언급한 제어시스템(501)은 조작기구(410)에 통신가능하게 연결된다. 예를 들면, 제어시스템(501)은 조작기구(또는 엔드이펙터)를 정확하게 위치시키기 위해 작동기구(420A,420B,420C)의 작동을 제어하는 데에 이용된다. 즉, 상기 제어시스템(501)은 분석하려는 샘플을 조작하기 위해 조작기구(410)를 제어하는 데에 이용된다. 예를 들면, 샘플 홀더(300)는 도 7의 전자현미경(701 또는 702)과 같은 전자현미경에 접속되고, 제어시스템(501)은 상기 전자현미경에 의해 이미지가 형성되는 샘플을 조작하기 위해 하나 또는 그 이상의 조작기구(또는 엔드이펙터)를 정확하게 이동시키기 위해 액추에이터(420A,420B,420C)를 제어하는 데에 이용된다.Thus, FIG. 7 illustrates one or more block diagrams in accordance with the present invention, and the sample holder 300 includes an operating mechanism 410 and an interface 300A for connecting with an electron microscope. Preferably, the control system 501 briefly mentioned above is communicatively coupled to the operating mechanism 410. For example, control system 501 is used to control the operation of actuators 420A, 420B, and 420C to accurately position the operating mechanism (or end effector). That is, the control system 501 is used to control the manipulation mechanism 410 to manipulate the sample to be analyzed. For example, the sample holder 300 is connected to an electron microscope, such as the electron microscope 701 or 702 of FIG. 7, and the control system 501 is one or more for manipulating a sample in which an image is formed by the electron microscope. It is used to control the actuators 420A, 420B, and 420C to accurately move further manipulation mechanisms (or end effectors).

상기한 바와 같이, 샘플 홀더(300)의 인터페이스(300A)는 샘플 홀더(300)가 다양한 전자현미경의 인터페이스에 맞도록 조정이 가능하다. 예를 들면, 인터페이스(300A)를 제 1 종의 전자현미경(701)의 인터페이스(701A)에 맞도록하여, 샘플 홀더(300)에 배치된 샘플의 조작 및/또는 이미지형성을 가능하게 하는 상기 전자현미경(701)에 샘플 홀더(300)를 접속한다. 또한, 인터페이스(300A)는 제 2 종의 전자현미경(702)의 다른 인터페이스(702A)에 맞도록 하여, 샘플 홀더(300)에 배치된 샘플의 조작 및/또는 이미지형성을 가능하게 하는 상기 전자현미경(702)에 접속된다. 도 5 및 도 6에서 설명한 바와 같이, 한 실시예에서, 전자현미경(701)은 TEM을 포함하고, 전자현미경(702)은 SEM을 포함하며, 적절한 인터페이스(300A)는 샘플 홀더(300)가 상기 전자현미경(701 및 702)에 선택적으로 접속되도록 한다.As described above, the interface 300A of the sample holder 300 can be adjusted so that the sample holder 300 can be adapted to the interface of various electron microscopes. For example, the electronics for manipulating and / or image forming a sample disposed in the sample holder 300 by fitting the interface 300A to the interface 701A of the first type of electron microscope 701. The sample holder 300 is connected to the microscope 701. In addition, the interface 300A is adapted to fit the other interface 702A of the second type of electron microscope 702, thereby allowing the manipulation and / or image formation of a sample disposed in the sample holder 300. 702 is connected. As described with reference to FIGS. 5 and 6, in one embodiment, the electron microscope 701 comprises a TEM, the electron microscope 702 comprises an SEM, and a suitable interface 300A is provided by the sample holder 300. It is selectively connected to the electron microscopes 701 and 702.

도 8에서는 본 발명에 따른 실시예가 어떻게 이용되는지를 설명하는 작동순서도를 도시하고 있다. 특히, 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 샘플을 분석하는 전자현미경을 이용하기 위한 작동순서도를 도시하고 있다. 도시한 바와 같이, 단계(801)에서 사용자는 원하는 종류의 전자현미경을 선택한다. 즉, 단계(801)에서 사용자가 원하는 종류의 전자현미경을 선택한다. 복수의 다른 유형의 전자현미경 각각은 샘플 홀더를 수용하기 위한 다른 종류의 인터페이스를 갖는다. 단계(802)에서, 사용자는 샘플 홀더의 인터페이스를 전자현미경의 인터페이스에 맞도록 조정한다. 즉, 단계(802)에서, 사용자는 샘플 홀더의 인터페이스를 원하는 종류의 전자현미경의 인터페이스에 맞도록 조정한다. 상기한 바와 같이, 샘플 홀더의 인터페이스는 샘플 홀더를 수용하기 위한 복수의 다른 유형의 전자현미경의 인터페이스에 맞도록 조정이 가능하다.8 shows an operational flowchart illustrating how an embodiment according to the present invention is used. In particular, FIG. 8 shows an operational flow diagram for using an electron microscope to analyze a sample in accordance with an embodiment of the present invention. As shown, in step 801 the user selects the desired type of electron microscope. That is, in step 801, a user selects a type of electron microscope. Each of the plurality of different types of electron microscopes has a different kind of interface for receiving a sample holder. In step 802, the user adjusts the interface of the sample holder to the interface of the electron microscope. That is, in step 802, the user adjusts the interface of the sample holder to the interface of the desired type of electron microscope. As noted above, the interface of the sample holder is adjustable to fit the interface of a plurality of different types of electron microscopes for receiving the sample holder.

단계(803)에서, 사용자는 샘플 홀더 상에 샘플을 배치한다. 그 후 단계(804)에서, 샘플 홀더는 샘플이 상기 소정의 전자현미경에 의해 이미지가 형성될 수 있도록 상기 전자현미경에 접속된다. 따라서, 단계(805)에서, 소정의 전자현미경은 샘플 홀더 상에 배치된 샘플의 이미지를 형성하는 데에 이용된다. 또한, 단계(806)에서, 샘플 홀더에 접속된 조작기구(예를 들면, 샘플 홀더(300)의 조작기구(410))는 샘플을 조작하는 데에 이용된다.In step 803, the user places a sample on the sample holder. Then in step 804, a sample holder is connected to the electron microscope so that a sample can be imaged by the predetermined electron microscope. Thus, at step 805, a predetermined electron microscope is used to form an image of a sample disposed on the sample holder. Further, in step 806, an operating mechanism (eg, operating mechanism 410 of the sample holder 300) connected to the sample holder is used to manipulate the sample.

본 발명에 따른 한 실시예에서, 샘플 홀더(300)는 전자현미경에 분리가능하게 접속되고 다수의 조작기구를 포함한다. 도 9에서는 본 발명에 따른 실시예가 어떻게 이용되는지를 설명하는 작동순서도를 도시하고 있다. 단계(901)에서, 샘플은 샘플 홀더(300)의 샘플 스테이지(430)에 배치되고, 상기 샘플 홀더는 다수의 조작기구(410)를 포함한다. 단계(902)에서, 샘플 홀더(300)에 대해 독립적인 조정기구(예를 들면, 도 4A의 조정기구(402))는 각각의 엔드이펙터를 최초의 위치로 배치하기 위해 조작기구(410)의 조동조정을 하는 데에 이용된다. 단계(903)에서, 샘플 홀더(300)는 샘플 스테이지(430)에 배치된 샘플이 전자현미경에 의해 이미지가 형성되도록 전자현미경에 접속된다. 한 실시예에서, 샘플 홀더(300)의 인터페이스는 복수의 다른 유형의 전자현미경 인터페이스(예를 들면, TEM의 샘플 챔버 및 SEM의 샘플 챔버)에 맞도록 조정이 가능하고, 다른 실시예에서 샘플 홀더(300)의 인터페이스는 이와 같이 조정할 수 없다(즉, 고정된다). 그 후, 단계(904)에서, 샘플 홀더(300)의 내부 액추에이터(예를 들면, 액추에이터(420A,420B,420C))는 하나 이상의 조작기구의 엔드이펙터를 소정의 위치로 정밀하게 이동시키기 위해(예를 들어, 제어시스템(501)을 통해) 이용된다.In one embodiment according to the present invention, the sample holder 300 is detachably connected to an electron microscope and includes a plurality of operating mechanisms. 9 shows an operational flowchart illustrating how an embodiment according to the present invention is used. In step 901, a sample is placed in the sample stage 430 of the sample holder 300, which sample holder includes a plurality of operating mechanisms 410. In step 902, an adjustment mechanism independent of the sample holder 300 (e.g., adjustment mechanism 402 of Figure 4A) may be used to position each end effector to its initial position. Used to make coarse adjustment. In step 903, the sample holder 300 is connected to the electron microscope such that the sample placed on the sample stage 430 is imaged by the electron microscope. In one embodiment, the interface of the sample holder 300 is adjustable to fit a plurality of different types of electron microscopy interfaces (eg, sample chambers of the TEM and sample chambers of the SEM), and in other embodiments sample holders. The interface of 300 is not so adjustable (ie, fixed). Then, in step 904, an internal actuator of the sample holder 300 (e.g., actuators 420A, 420B, 420C) is used to precisely move the end effector of one or more manipulators to a predetermined position ( For example, via control system 501).

상기한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에서, 샘플 홀더(300)는 샘플 홀더(300)가 복수의 다른 유형의 전자현미경 인터페이스에 접속될 수 있도록 조정이 가능한 인터페이스를 포함한다. 그러사 다른 실시예에서는, 샘플 홀더(300)는 상기 조정이 가능한 인터페이스를 포함하지 않을 수도 있다. 본 발명에 따른 한 실시예에서, 샘플 홀더(300)는 전자현미경에 분리가능하게 접속될 수 있고, 다수의 조작기구를 포함한다. 바람직하게는, 상기 조작기구 각각은 샘플 홀더(300)에 포함된 대응되는 액추에이터에 의해 독립적으로 움직일 수 있다. 도 3A, 3B 및 도 4A, 4B와 관련하여 기술한 샘플 홀더(300)의 구조를 나타내는 바람직한 실시예에서, 상기 샘플 홀더(300)는 복수의 다른 유형의 전자현미경 인터페이스(예를 들면, TEM 또는 SEM 인터페이스)에 선택적으로 접속할 수 있도록 하는 조정가능한 인터페이스 및 상기 전자현미경으로 분석하기 위한 샘플을 조작하기 위해 제어가능하게 작동하는 다수의 조작기구를 모두 포함한다.As noted above, in one embodiment of the invention, the sample holder 300 includes an interface that is adjustable such that the sample holder 300 can be connected to a plurality of different types of electron microscope interfaces. As such, in other embodiments, the sample holder 300 may not include the adjustable interface. In one embodiment according to the invention, the sample holder 300 can be detachably connected to an electron microscope and includes a plurality of operating mechanisms. Preferably, each of the manipulators can be moved independently by corresponding actuators included in the sample holder 300. In a preferred embodiment showing the structure of the sample holder 300 described with reference to FIGS. 3A, 3B and 4A, 4B, the sample holder 300 may be a plurality of different types of electron microscope interfaces (e.g., TEM or And an adjustable interface that allows selective access to the SEM interface and a plurality of control mechanisms that controllably operate to manipulate the sample for analysis with the electron microscope.

도면에 도시되고 있는 조작기구(410)가 샘플 홀더(300)의 구조를 예시하는 상기 예에서는 탐침이지만, 상기 탐침에 더해서 또는 상기 탐침 대신에 다른 종류의 다양한 조작기구가 접속될 수도 있다. 예를 들어, 그리퍼, 유리섬유, 피하주사침, 호스 및 나노미터 크기의 후크 드와 같은 조작기구(또는 엔드이펙터)는 다양한 종류의 조작작동을 샘플에 대해 실시할 수 있도록 하기 위해 샘플 홀더(300)의 하나 또는 그 이상의 조작기구에 접속할 수 있다. 또한, 한 실시예에서, 상기 조작기구(410)는 교환이 가능하다. 예를 들면, 탐침은 사용자가 샘플에 대해 소정의 조작작동을 하기 위해 원하는 종류의 조작기구를 갖는 샘플 홀더(300)를 선택적으로 구성할 수 있도록 하기 위해 샘플 홀더(300) 내에서 그리퍼(또는 다른 조작기구)와 교환이 가능하다. 예를 들면, 범용 어댑터를 각각의 압전튜브(420A~420C)에 접속할 수 있고, 상기 범용 어댑터에 접속할 수 있는 어떠한 조작기구도 샘플 홀더(300) 내에 교환가능하게 사용할 수 있다.Although the manipulator 410 shown in the figure is a probe in this example illustrating the structure of the sample holder 300, various kinds of manipulators may be connected in addition to or in place of the probe. For example, control devices (or end effectors) such as grippers, fiberglass, hypodermic needles, hoses, and nanometer-sized hooks, can be used to perform various types of manipulation operations on a sample. Can be connected to one or more control mechanisms. In addition, in one embodiment, the operation mechanism 410 is interchangeable. For example, the probe may have a gripper (or other) within the sample holder 300 to allow the user to selectively configure the sample holder 300 having the desired type of manipulation mechanism to perform a desired manipulation on the sample. It can be exchanged with a control mechanism). For example, a universal adapter can be connected to each of the piezoelectric tubes 420A to 420C, and any operating mechanism that can be connected to the universal adapter can be used interchangeably in the sample holder 300.

상기한 바와 같이, 샘플 홀더(300)는 그 내부에 접속되는 다수의 조작기구를 포함한다. 가장 바람직하게는, 적어도 네 개의 조작기구를 상기 샘플 홀더(300)에 포함시키는 것이다. 다수의 조작기구를 갖게됨으로써 샘플에서 얻을 수 있는 다양한 종류의 측정값을 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 실시예는 전자현미경의 조작시스템에 포함되는 조작기구의 수가 충분하지 못해 종래에는 가능하지 않았던 측정을 가능하게 한다.As described above, the sample holder 300 includes a plurality of operating mechanisms connected therein. Most preferably, at least four operating mechanisms are included in the sample holder 300. By having a large number of operating mechanisms, it is possible to obtain various kinds of measurement values that can be obtained from a sample. The embodiment according to the present invention enables a measurement which was not possible in the past due to the insufficient number of operating mechanisms included in the operation system of the electron microscope.

예를 들면, 에칭된 도전성 W, Pt, Au 탐침으로서 엔드이펙터가 포함회는 도전성의 날카로운 탐침으로, 샘플 스테이지(430)의 표면에 놓인 샘플 또는 샘플 표면에 두 개의 탐침을 위치시켜 자유공간에 매단 상태(즉 두 개의 탐침을 이용하여 샘플을 자유공간에 유지시키고 하나 또는 그 이상의 다른 탐침으로 샘플을 측정값을 얻는다)의 샘플의 나노미터 크기의 영역에 대해 도전성 측정을 실시할 수 있다. 샘플 홀더(300)에 포함되는 네 개의 조작기구 모듈을 이용하여 샘플에 대해 나노미터 크기로 네 개의 탐침 켈빈 도전성 측정값을 전도시킬 수 있다. 네 개의 탐침으로 전도성을 측정하게 되면 탐침과 샘플 사이의 인터페이스에 발생하는 고유의 접촉저항효과를 중화할 수 있고, 샘플의 정확한 전도력을 얻을 수 있는 장점이 있으며, 이는 둘 또는 세 개의 탐침으로 전도성을 측정하는 경우에는 불가능한 것이다. 포스 탐침(force probe)과 같은 다른 종류의 엔드이펙터를 사용하면, 힘 측정값 또는 힘/전기 조합 측정값을 나노미터 크기로 내릴 수 있다. 당업자에게 있어서는 본 발명의 실시예를 통해 샘플에 대해 다른 다양한 측정값 및/또는 특성을 얻을 수 있다.For example, an etched conductive W, Pt, Au probe containing an end effector that is a conductive sharp probe. Two probes are placed on a sample or a sample surface placed on the surface of the sample stage 430 to be suspended in free space. Conductivity measurements can be made on a nanometer-sized region of the sample in a state (ie two probes are used to hold the sample in free space and the sample is measured with one or more other probes). Four manipulator modules included in the sample holder 300 may be used to conduct four probe Kelvin conductivity measurements in nanometer size for the sample. Measuring conductivity with four probes can neutralize the inherent contact resistance effects at the interface between the probe and the sample, and the advantage of obtaining accurate conductivity of the sample is that two or three probes It is impossible to measure. Using other types of end effectors, such as force probes, force measurements or force / electric combination measurements can be reduced to nanometer scale. Those skilled in the art can obtain other various measurements and / or properties for a sample through embodiments of the present invention.

또한, 본 발명에 따른 한 실시예의 조작기구는 마이크로 및/또는 나노 크기의 물질에 대해 조직화 작업을 실시할 수 있다. 예를 들면, 다수의 샘플을 스테이지(430)에 위치시키고, 조작기구(410)를 이용하여 상기 샘플을 원하는 구조로 조직화한다. 또한, 당업자는 상기 조작시스템으로 기타 다양한 작업을 할 수 있을 것이다.In addition, one embodiment of the operating mechanism according to the present invention can perform organizational operations on micro and / or nano sized materials. For example, a plurality of samples are placed on the stage 430, and the manipulation mechanism 410 is used to organize the samples into a desired structure. In addition, those skilled in the art will be able to perform various other tasks with the operation system.

이상과 같이 본 발명 및 본 발명의 장점을 설명하였지만, 첨부되는 청구범위에 기재된 본발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형, 대체 및 변경이 가능하다. 또한 본 발명의 기술사상은 상기 특정 실시예에 대한 처리과정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 및 단계에만 국한되는 것은 아니다. 당업자에게 있어서는 상기 본 발명의 내용을 토대로 하여 상기 실시예에 대응되는 동일한 기능을 실시하거나 또는 동일한 결과를 얻을 수 있는, 현존하거나 혹은 후에 개발될 처리과정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 또는 단계를 본 발명에 따라 이용할 수 있다.While the present invention and the advantages of the present invention have been described as described above, various modifications, substitutions, and alterations can be made without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims. In addition, the technical idea of the present invention is not limited to the process, machine, manufacture, composition of matter, means, methods and steps for the specific embodiment. To those skilled in the art, based on the contents of the present invention, an existing or later developed process, machine, manufacturing, composition, means, method of performing the same function or obtaining the same result corresponding to the above embodiment. Or steps can be used according to the invention.

Claims (64)

복수의 다른 전자현미경 인터페이스에 맞게 조정이 가능한 인터페이스를 갖는 샘플 홀더, 및A sample holder having an interface that can be adapted to a plurality of different electron microscope interfaces, and 샘플을 조작하도록 작동하는 하나 이상의 조작기구를 포함하는 조작시스템.An operating system comprising one or more operating mechanisms operative to manipulate a sample. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하나 이상의 조작기구는 엔드이펙터 및 상기 엔드이펙터에 움직임을 전달하도록 제어가능하게 작동하는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 조작시스템.Wherein said at least one operating mechanism includes an end effector and an actuator operatively controllable to transmit movement to said end effector. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 엔드이펙터는 탐침, 그리퍼, 유리섬유, 피하주사침, 후크 및 호스로 구성되는 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 조작시스템.And the end effector comprises at least one selected from the group consisting of probes, grippers, glass fibers, hypodermic needles, hooks and hoses. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 액추에이터는 압전튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 조작시스템.And said actuator comprises a piezoelectric tube. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 액추에이터는 나노미터 크기의 정밀도로 상기 움직임을 전달하도록 제어가능하게 작동하는 것을 특징으로 하는 조작시스템.And said actuator is controllably operable to transmit said movement with nanometer precision. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하나 이상의 조작기구는 복수의 조작기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 조작시스템.And said at least one operating mechanism comprises a plurality of operating mechanisms. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 복수의 조작기구의 다중조립체 각각은 엔드이펙터 및 조작기구의 각각의 엔드이펙터에 움직임을 전달하도록 제어가능하게 작동하는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 조작시스템.Wherein each of the multiple assemblies of the plurality of operating mechanisms includes an end effector and an actuator operatively controllable to transmit movement to each end effector of the operating mechanism. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 조작기구의 다중조립체의 각각의 액추에이터는 압전튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 조작시스템.Wherein each actuator of the multiple assemblies of said operating mechanism comprises a piezoelectric tube. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 액추에이터는 상기 움직임을 나노미터 크기의 정밀도로 전달하도록 제어가능하게 작동하는 것을 특징으로 하는 조작시스템.And the actuator is operatively controllable to transmit the movement with nanometer precision. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 복수의 다른 전자현미경 인터페이스는 투과전자현미경(TEM) 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 조작시스템.And the plurality of other electron microscope interfaces comprises a transmission electron microscope (TEM) interface. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수의 다른 전자현미경 인터페이스는 주사전자현미경(SEM) 인터페이스 및 투과전자현미경(TEM) 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 조작시스템.And said plurality of other electron microscope interfaces comprises a scanning electron microscope (SEM) interface and a transmission electron microscope (TEM) interface. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 샘플 홀더는 샘플을 수용하기 위한 스테이지를 포함하고, 상기 인터페이스는 샘플 홀더가 접속되는 전자현미경을 이용하여 샘플의 이미지를 형성할 수 있도록하는 방식으로 상기 복수의 다른 전자현미경 중 어느 하나에 대해서 접속할 수 있는 것을 특징으로 하는 조작시스템.The sample holder includes a stage for receiving a sample and the interface connects to any one of the plurality of other electron microscopes in such a way that an image of the sample can be formed using an electron microscope to which the sample holder is connected. Operation system, characterized in that. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인터페이스는 샘플 홀더가 접속되는 전자현미경의 다른 구성요소의 작동을 방해하지 않는 방식으로 상기 복수의 다른 전자현미경 중 어느 하나에 접속되는 것을 특징으로 하는 조작시스템.And the interface is connected to any one of the plurality of other electron microscopes in a manner that does not interfere with the operation of other components of the electron microscope to which the sample holder is connected. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 샘플 홀더는 상기 하나 이상의 조작기구를 포함하고, 상기 인터페이스는 상기 조작시스템을 상기 복수의 다른 전자현미경 인터페이스 중 어느 하나에 분리가능하게 접속되도록 하는 것을 특징으로 하는 조작시스템.And said sample holder comprises said at least one operating mechanism, said interface allowing said operating system to be detachably connected to any one of said plurality of different electron microscope interfaces. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 복수의 다른 전자현미경 인터페이스는 복수의 다른 전자현미경 샘플 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 조작시스템.And wherein the plurality of different electron microscope interfaces comprises a plurality of different electron microscope sample chambers. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수의 다른 전자현미경 인터페이스는 이미지를 형성할 샘플을 수용하기 위한 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 조작시스템.And the plurality of different electron microscope interfaces comprises an interface for receiving a sample to form an image. 샘플을 분석하기 위해 전자현미경을 사용하는 방법에 있어서,In a method using an electron microscope to analyze a sample, 샘플 홀더를 수용하기 위해 각각 다른 유형의 인터페이스를 구비하는 복수의 다른 유형의 전자현미경 중 원하는 유형의 현미경을 선택하는 단계,Selecting a desired type of microscope from among a plurality of different types of electron microscopes each having a different type of interface to receive a sample holder, 원하는 유형의 전자현미경의 인터페이스에 맞도록 샘플 홀더의 인터페이스를 조정하는 단계,Adjusting the interface of the sample holder to suit the interface of the desired type of electron microscope, 상기 샘플 홀더에 샘플을 위치시키는 단계, 및Positioning a sample in the sample holder, and 상기 원하는 유형의 전자현미경으로 상기 샘플의 이미지를 형성하기 위해 상기 원하는 유형의 전자현미경에 상기 샘플 홀더를 접속하는 단계를 포함하고,Connecting said sample holder to said desired type of electron microscope to form an image of said sample with said desired type of electron microscope, 상기 샘플 홀더의 인터페이스는 상기 샘플 홀더를 수용하기 위한 상기 다른 유형의 전자현미경 인터페이스 중 어떠한 유형의 인터페이스에도 맞도록 조정이 가능한 것을 특징으로 하는 전자현미경 사용방법.And the interface of the sample holder is adjustable to fit any type of interface of the other type of electron microscope interface for receiving the sample holder. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 샘플 홀더는 하나 이상의 조작기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자현미경 사용방법.The sample holder method of using an electron microscope, characterized in that it comprises one or more operating mechanism. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 하나 이상의 조작기구는 엔드이펙터 및 상기 엔드이펙터에 움직임을 전달하기 위한 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자현미경 사용방법.The at least one manipulation mechanism includes an end effector and an actuator for transmitting movement to the end effector. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 하나 이상의 조작기구를 이용하여 상기 샘플을 조작하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자현미경 사용방법.And using said at least one manipulation instrument to manipulate said sample. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 샘플 홀더는 다수의 조작기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자현미경 사용방법.The sample holder method of using an electron microscope, characterized in that it comprises a plurality of operation mechanism. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 복수의 조작기구의 다중조립체 각각은 엔드이펙터 및 상기 엔드이펙터에 움직임을 전달하는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자현미경 사용방법.Each of the multiple assemblies of the plurality of operating mechanisms comprises an end effector and an actuator for transmitting a movement to the end effector. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 하나 이상의 조작기구를 이용하여 상기 샘플을 조작하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자현미경 사용방법.And using said at least one manipulation instrument to manipulate said sample. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 원하는 유형의 전자현미경을 이용하여 상기 샘플을 이미지화하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자현미경 사용방법.And using said desired type of electron microscope to image said sample. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 복수의 다른 유형의 전자현미경은 투과전자현미경(TEM) 및 주사전자현미경(SEM)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자현미경 사용방법.And said plurality of different types of electron microscopes comprises a transmission electron microscope (TEM) and a scanning electron microscope (SEM). 전자현미경에 샘플을 제공하기 위한 샘플 유지용 운반가능한 샘플 홀더에 있어서,A transportable sample holder for holding a sample for providing a sample to an electron microscope, the method comprising: 샘플을 수용하기 위한 스테이지,A stage for receiving a sample, 상기 수용된 샘플을 조작하기 위한 복수의 조작기구, 및A plurality of operation mechanisms for operating the received sample, and 상기 전자현미경에 분리가능하게 접속하기 위한 인터페이스를 포함하고,An interface for detachably connecting to the electron microscope, 상기 복수의 조작기구의 엔드이펙터 및 상기 엔드이펙터에 움직임을 전달하기 위한 액추에이터를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 운반가능한 샘플 홀더.And an actuator for transmitting movement to the end effector and the end effector of the plurality of operating mechanisms, respectively. 제 26 항에 있어서,The method of claim 26, 상기 엔드이펙터는 탐침, 그리퍼, 유리섬유, 피하주사침, 후크 및 호스로 구성되는 그룹에서 선택된 하나 이상의 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 조작시스템.And said end effector comprises at least one selected from the group consisting of a probe, a gripper, a glass fiber, a hypodermic needle, a hook and a hose. 제 26 항에 있어서,The method of claim 26, 상기 액추에이터는 압전튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 조작시스템.And said actuator comprises a piezoelectric tube. 제 26 항에 있어서,The method of claim 26, 네 개 이상의 조작기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 운반가능한 샘플 홀더.A transportable sample holder comprising at least four manipulators. 제 26 항에 있어서,The method of claim 26, 상기 인터페이스는 다양한 종류의 전자현미경 인터페이스에 맞도록 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 운반가능한 샘플 홀더.And the interface is adjustable to fit various types of electron microscope interfaces. 제 30 항에 있어서,The method of claim 30, 상기 인터페이스는 투과전자현미경(TEM) 인터페이스 및 주사전자현미경(SEM) 인터페이스에 맞도록 조정가능한 것을 특징으로 하는 운반가능한 샘플 홀더.And the interface is adjustable to fit a transmission electron microscope (TEM) interface and a scanning electron microscope (SEM) interface. 제 30 항에 있어서,The method of claim 30, 서로 결합되는 두 개 이상의 부분을 포함하고, 상기 두 개 이상의 부분이 서로 결합되면 상기 운반가능한 샘플 홀더는 제 1 종의 전자현미경 인터페이스에 맞고, 상기 두 개 이상의 부분이 분리되면 상기 운반 가능한 샘플 홀더의 상기 두 개 이상의 부분 중 하나가 제 2 종의 전자현미경에 맞는 것을 특징으로 하는 운반가능한 샘플 홀더.And at least two portions joined to each other, wherein the two or more portions are joined to each other so that the transportable sample holder fits into the first type of electron microscope interface, and when the two or more portions are separated, A transportable sample holder, characterized in that one of the two or more portions fits the second type of electron microscope. 제 32 항에 있어서,The method of claim 32, 상기 제 1 종의 전자현미경 인터페이스는 투과전자현미경(TEM) 인터페이스를 포함하고, 상기 제 2 종의 전자현미경 인터페이스는 주사전자현미경(SEM) 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 운반가능한 샘플 홀더.The first type of electron microscope interface comprises a transmission electron microscope (TEM) interface, and the second type of electron microscope interface comprises a scanning electron microscope (SEM) interface. 샘플을 수용하기 위한 샘플 스테이지를 포함하는 샘플 홀더,A sample holder comprising a sample stage for receiving a sample, 상기 샘플 스테이지에 수용된 샘플이 전자현미경에 의해 이미지가 형성될 수 있도록 상기 샘플 홀더를 상기 전자현미경에 접속시키기 위한 인터페이스, 및An interface for connecting the sample holder to the electron microscope so that the sample housed in the sample stage can be imaged by the electron microscope, and 상기 수용된 샘플을 조작하기 위해 제어가능하게 작동하는 복수의 조작기구를 포함하고,A plurality of operating mechanisms controllably operative to manipulate the received sample, 상기 복수의 조작기구의 다중조립체는 엔드이페터 및 각각의 엔드이펙터에 정밀한 움직임을 전달하는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.The multi-assembly of the plurality of operating mechanisms includes an end effector and an actuator that delivers precise movement to each end effector. 제 34 항에 있어서,The method of claim 34, wherein 상기 복수의 조작기구는 상기 샘플 홀더가 접속되는 전자현미경에 의해 상기 샘플의 이미지가 형성될 때 상기 수용된 샘플을 조작하기 위해 제어가능하게 작동하는 것을 특징으로 하는 시스템.And the plurality of operating mechanisms are controllably operative to manipulate the received sample when the image of the sample is formed by an electron microscope to which the sample holder is connected. 제 34 항에 있어서,The method of claim 34, wherein 상기 엔드이펙터는 탐침, 그리퍼, 유리섬유, 피하주사침, 후크 및 호스로 구성되는 그룹으로부터 선택된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.And the end effector comprises one selected from the group consisting of probe, gripper, fiberglass, hypodermic needle, hook and hose. 제 34 항에 있어서,The method of claim 34, wherein 정밀한 움직임을 전달하도록 작동하는 상기 액추에이터는 압전튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.And said actuator operative to deliver precise movement comprises a piezoelectric tube. 제 34 항에 있어서,The method of claim 34, wherein 정밀한 움직임을 전달하도록 작동하는 상기 액추에이터는 나노미터 크기의 정밀도로 상기 움직임을 전달하는 것을 특징으로 하는 시스템.And the actuator operative to transmit precise movement delivers the movement with nanometer-scale precision. 제 34 항에 있어서,The method of claim 34, wherein 상기 액추에이터는 상기 정밀한 움직임을 3차원으로 전달하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 시스템.The actuator is operable to transmit the precise movement in three dimensions. 제 34 항에 있어서,The method of claim 34, wherein 상기 전자현미경은 투과전자현미경(TEM)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.The electron microscope comprises a transmission electron microscope (TEM). 제 34 항에 있어서,The method of claim 34, wherein 샘플 홀더를 전자현미경에 접속하기 위한 상기 인터페이스는 다양한 종류의 전자현미경 인터페이스에 맞도록 조정이 가능한 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.Wherein said interface for connecting a sample holder to an electron microscope comprises an interface that is adjustable to suit various types of electron microscope interfaces. 제 41 항에 있어서,42. The method of claim 41 wherein 상기 인터페이스는 투과전자현미경(TEM) 인터페이스 및 주사전자현미경(SEM) 인터페이스에 맞도록 조정이 가능한 것을 특징으로 하는 시스템.And the interface is adjustable to fit the transmission electron microscope (TEM) interface and the scanning electron microscope (SEM) interface. 제 34 항에 있어서,The method of claim 34, wherein 상기 다수의 조작기구 중 하나 또는 그 이상을 맞물도록 제어가능하게 작동하고 상기 다수의 조작기구 중 하나 또는 그 이상을 조동조정하는 상기 샘플 홀더의 외부에 위치한 조정기구를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.And an adjustment mechanism located external to the sample holder operatively controllable to engage one or more of the plurality of manipulation mechanisms and for coordinating one or more of the plurality of manipulation mechanisms. system. 제 43 항에 있어서,The method of claim 43, 상기 조정기구는 상기 하나 또는 그 이상의 조작기구가 광학현미경에 의해 이미지가 형성될 때 상기 하나 또는 그 이상의 조작기구의 상기 조동조정을 실시하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 시스템.And said adjusting mechanism is operative to effect said coarse adjustment of said one or more operating mechanisms when said one or more operating mechanisms are imaged by an optical microscope. 제 43 항에 있어서,The method of claim 43, 상기 샘플 홀더는 상기 조정기구를 포함하는 플랫폼에 접속하기 위한 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.And said sample holder comprises an interface for connecting to a platform comprising said adjustment mechanism. 제 45 항에 있어서,The method of claim 45, 상기 플랫폼은 상기 샘플 홀더를 상기 플랫폼에 접속시킬 때 상기 하나 또는 그 이상의 조작기구가 광학현미경에 의해 이미지가 형성될 수 있도록 상기 광학현미경에 대해 배치되는 것을 특징으로 하는 시스템.Said platform being arranged relative to said optical microscope such that said one or more manipulators can be imaged by an optical microscope when connecting said sample holder to said platform. 제 43 항에 있어서,The method of claim 43, 상기 조정기구는 약 30나노미터의 정밀도로 상기 복수의 조작기구 중 하나 또는 그 이상을 조동조정하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 시스템.And the adjustment mechanism is operable to coarse adjust one or more of the plurality of operation mechanisms with a precision of about 30 nanometers. 제 43 항에 있어서,The method of claim 43, 상기 조정기구는 2mm 범위 이상의 움직임을 전달하는 것을 특징으로 하는 시스템.The adjustment mechanism is characterized in that for transmitting a movement of more than 2mm range. 샘플을 수용하기 위한 샘플 스테이지를 포함하는 샘플 홀더,A sample holder comprising a sample stage for receiving a sample, 상기 샘플 스테이지에 수용된 샘플을 전자현미경으로 이미지를 형성하도록 상기 샘플 홀더를 상기 전자현미경에 접속하기 위한 인터페이스,An interface for connecting the sample holder to the electron microscope to image the sample contained in the sample stage with an electron microscope, 상기 수용된 샘플을 조작하기 위한 복수의 조작기구 수단, 및A plurality of operating mechanism means for manipulating the received sample, and 상기 샘플 홀더로부터 독립된 조정수단을 포함하고,An adjustment means independent from said sample holder, 상기 복수의 조작기구 수단 각각은 엔드이펙터를 포함하고, 상기 복수의 조작기구 수단의 다중조립체 각각은 각각의 엔드이펙터에 최초의 위치에서 소망의 위치까지 정밀한 움직임을 전달하기 위한 액추에이터 수단을 포함하며,Each of the plurality of operating mechanism means comprises an end effector, each of the multiple assemblies of the plurality of operating mechanism means comprises an actuator means for transferring precise movement from the initial position to the desired position to each end effector, 상기 조정수단은 상기 하나 이상의 조작기구의 엔드이펙터를 상기 최초 위치로 위치시키기 위해 상기 복수의 조작기구 중 하나 이상을 조동조정하는 것을 특징으로 하는 시스템.And said adjustment means co-adjust one or more of said plurality of manipulators to position end effectors of said one or more manipulators to said initial position. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 상기 복수의 조작기구 수단은 샘플 홀더가 접속되는 전자현미경으로 상기 수용된 샘플의 이미지를 형성할 때 상기 수용된 샘플을 조작하기 위해 제어가능하게 작동하는 것을 특징으로 하는 시스템.And said plurality of manipulator means actuably controllable to manipulate said received sample when forming an image of said received sample with an electron microscope to which a sample holder is connected. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 상기 액추에이터 수단은 압전튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.And said actuator means comprises a piezoelectric tube. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 정밀한 움직임을 전달하기 위한 상기 액추에이터 수단은 나노미터 크기의 정밀도로 움직임을 전달하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 시스템.And said actuator means for transmitting precise movement is operable to transmit movement with nanometer-scale precision. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 상기 액추에이터 수단은 정밀한 움직임을 3차원으로 전달하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 시스템.Said actuator means operative to transmit precise movement in three dimensions. 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 상기 전자현미경은 투과전자현미경(TEM)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.The electron microscope comprises a transmission electron microscope (TEM). 제 49 항에 있어서,The method of claim 49, 샘플 홀더를 전자현미경에 접속하기 위한 상기 인터페이스는 복수의 다른 전자현미경 인터페이스에 맞도록 조정이 가능한 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.And the interface for connecting the sample holder to the electron microscope comprises an interface that is adjustable to fit a plurality of other electron microscope interfaces. 제 55 항에 있어서,The method of claim 55, 상기 인터페이스는 투과전자현미경(TEM) 인터페이스 및 주사전자현미경(SEM) 인터페이스에 맞도록 조정이 가능한 것을 특징으로 하는 시스템.And the interface is adjustable to fit the transmission electron microscope (TEM) interface and the scanning electron microscope (SEM) interface. 전자현미경으로 분석하는 샘플의 조작방법에 있어서,In the method of operating a sample to be analyzed by an electron microscope, 복수의 조작기구를 추가로 포함하는 샘플 홀더의 샘플 스테이지에 샘플을 위치시키는 단계,Positioning a sample on a sample stage of a sample holder further comprising a plurality of operating mechanisms, 하나 이상의 조작기구의 엔드이펙터를 최초 위치로 위치시키고 상기 복수의 조작기구 중 하나 이상을 조동조정하기 위해 상기 샘플 홀더로부터 독립된 조정기구를 이용하는 단계,Using an adjustment mechanism independent from the sample holder to position end effectors of one or more manipulators to their initial positions and to coarse one or more of the plurality of manipulators, 상기 샘플을 전자현미경으로 이미지를 형성하기 위해 상기 샘플 홀더를 상기 전자현미경에 접속하는 단계, 및Connecting the sample holder to the electron microscope to image the sample with an electron microscope, and 상기 조작기구의 엔드이펙터를 소망의 위치로 정밀하게 움직이기 위해 상기 조작기구의 다중조립체의 상기 액추에이터를 이용하는 단계를 포함하고,Using the actuator of the multiassembly of the manipulator to precisely move the end effector of the manipulator to the desired position; 상기 조작기구 각각은 엔드이펙터를 포함하고 다중조립체는 각각의 엔드이펙터에 정밀한 움직임을 전달하도록 작동하는 액추에이터를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 조작방법.Each of the operating mechanisms comprises an end effector and the multiassembly each comprises an actuator operative to deliver precise movement to each end effector. 제 57 항에 있어서,The method of claim 57, 상기 조정기구를 포함하는 플랫폼에 상기 샘플 홀더를 접속하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 조작방법.Connecting the sample holder to a platform including the adjustment mechanism. 제 57 항에 있어서,The method of claim 57, 상기 조동조정을 실시하기 위해 상기 조정기구를 이용할 때 상기 하나 이상의 조작기구의 엔드이펙터가 광학현미경에 의해 이미지가 형성되도록 상기 조정기구를 상기 광학현미경에 대해 배치하는 것을 특징으로 하는 샘플 조작방법.And the adjustment mechanism is disposed relative to the optical microscope such that an end effector of the at least one operating mechanism is formed by the optical microscope when the adjustment mechanism is used to perform the coarse adjustment. 제 57 항에 있어서,The method of claim 57, 상기 하나 이상의 조작기구의 엔드이펙터를 전자현미경으로 이미지를 형성할 때에 상기 조정기구를 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 조작방법.And using the adjusting mechanism to form an image of an end effector of the at least one operating mechanism with an electron microscope. 제 57 항에 있어서,The method of claim 57, 상기 액추에이터는 압전튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 조작방법.And said actuator comprises a piezoelectric tube. 제 57 항에 있어서,The method of claim 57, 상기 샘플 홀더의 인터페이스를 상기 전자현미경의 인터페이스에 맞도록 조정하는 단계를 더 포함하는 것은 특징으로 하는 샘플 조작방법.And adjusting the interface of the sample holder to match the interface of the electron microscope. 제 57 항에 있어서,The method of claim 57, 상기 정밀한 움직임은 나노미터 크기의 정밀도의 움직임인 것을 특징으로 하는 샘플 조작방법.The precise movement is a sample manipulation method, characterized in that the movement of precision of nanometer size. 제 57 항에 있어서,The method of claim 57, 상기 소정의 위치는 상기 샘플을 조작하기 위한 위치인 것을 특징으로 하는 샘플 조작방법.And said predetermined position is a position for operating said sample.
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