KR20190048741A

KR20190048741A - 냉각 스테이션

Info

Publication number: KR20190048741A
Application number: KR1020170143926A
Authority: KR
Inventors: 정종만; 권희석; 이지현; 제아름
Original assignee: 한국기초과학지원연구원
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2019-05-09
Also published as: KR101976951B1

Abstract

일 실시 예에 따른 냉각 스테이션은, 냉각 용기에 장착 가능한 지지부; 상기 지지부에 회전 가능하게 설치되고, 시료 홀더를 수용할 수 있는 카트리지; 및 상기 카트리지가 지면에 대하여 평행한 상태에서 고정시킬 수 있는 고정부를 포함할 수 있다.

Description

냉각 스테이션{FREEZING STATION}

아래의 설명은 냉각 스테이션에 관한 것이다.

집속 이온 빔(Focused Ion Beam, FIB) 장비는 이온 건을 이용하여 갈륨 1차 이온 빔을 시료 표면에 조사하여, 시료 표면을 구성하는 원자를 튕겨내는 스퍼터링(Sputtering) 현상을 통해 시료를 미세 가공할 수 있다.

또한, 집속 이온 빔 장비는, 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)과 함께 사용되어 스퍼터링 현상으로 방출되는 2차 이온 또는 중성원자 또는 2차 전자를 수집하여 이미지를 형성할 수 있다.

집속 이온 빔(FIB)을 통해 시료를 관찰하기 위해서, 시료를 액체 질소를 통해 냉각하는 전처리 과정을 거치게 되는데, 일반적인 냉각 스테이션을 통해 시료를 냉각하는 경우, 시료가 수용된 시료 홀더를 지면과 수직한 방향으로 냉각 스테이션에 삽입하는 단계를 거치게 된다.

한편, 액상 시료를 냉각하는 경우, 위와 같이 시료 홀더를 냉각 스테이션에 수직하게 삽입하는 과정에서 액상 시료가 액체질소로 흘러내려 시료 전처리 과정에서 시료가 유실되는 문제점이 존재하였다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.

일 실시 예의 목적은 냉각 스테이션을 제공하는 것이다.

상기 지지부는, 상기 냉각 용기의 입구 부분에 거치되고, 내부에 형성된 중공을 포함하는 도넛 형상의 테두리부; 및 상기 테두리부로부터 하측으로 연장되는 한 쌍의 연장부를 포함할 수 있고, 상기 카트리지는, 상기 한 쌍의 연장부 중 어느 하나의 연장부에 회전 가능하게 설치되고, 지면에 대하여 수직한 평면상에서 회전 가능할 수 있다.

상기 카트리지는, 상기 카트리지가 지면에 대하여 수직하게 배치된 상태에서, 상기 시료 홀더가 낙하되는 것을 방지하기 위한 차단 벽을 포함할 수 있다.

상기 고정부는, 상기 한 쌍의 연장부 중 다른 하나의 연장부에 회전 가능하게 설치되고, 지면에 대하여 평행한 평면상에서 회전 가능한 고정판; 및 전용 지그에 형합하는 형상의 홈을 갖고, 상기 고정판의 회전 각도를 조절할 수 있는 조절부를 포함할 수 있다.

상기 고정판은, 일측이 외측 방향으로 돌출하는 형상을 포함할 수 있고, 상기 고정판이 회전하여 상기 고정판의 부분 중 돌출되는 일측이 상기 카트리지를 향해 돌출하는 경우, 상기 카트리지는 상기 고정판에 지지되어 수평방향으로 고정될 수 있다.

상기 어느 하나의 연장부는 상기 테두리부의 하면로부터 상기 테두리부의 중앙부를 향하여 하향 경사지는 형상을 갖고, 상기 카트리지가 지면에 수직한 방향으로 위치한 상태에서 상기 시료 홀더를 수용하고 있는 경우, 상기 시료 홀더는 지면에 수직한 방향을 따라서 상기 테두리부와 오버랩 되지 않는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이션.

상기 시료 홀더는, 상기 카트리지에 삽입되는 방향의 반대 방향의 면으로부터 돌출하고, 시료 홀더 이송 장치의 단부에 탈부착 가능한 결합구를 포함할 수 있다.

상기 결합구는, 상기 결합구로부터 측방으로 돌출되는 연결용 돌기를 포함하고, 상기 시료 홀더 이송 장치는, 상기 결합구의 일부가 삽입 가능한 홈을 구비하는 결합 단부; 및 상기 결합 단부의 홈과 연통되고 'ㄱ'자 형상으로 형성되어 상기 연결용 돌기를 가이드 할 수 있는 가이드부를 포함할 수 있다.

상기 지지부는 상기 어느 하나의 연장부에 상기 카트리지가 연결되는 부분의 하측에 설치되고, 상기 카트리지의 회전을 제한하는 스토퍼를 더 포함할 수 있다.

상기 지지부는, 상기 테두리부로부터 상측으로 돌출하는 적어도 2개 이상의 체결용 돌기를 더 포함할 수 있고, 상기 냉각 스테이션은, 상기 적어도 2개 이상의 체결용 돌기의 통과하여 결합될 수 있는 체결 구멍이 형성된 체결 플레이트 및 상기 체결 플레이트로부터 상측으로 돌출된 지지 부재를 구비하는 지지부 이송 장치를 더 포함할 수 있다.

상기 시료 홀더는 양 측부의 외면이 각각 외측 방향으로 하향 경사지는 형상을 가질 수 있고, 상기 카트리지는, 상기 시료 홀더의 양 측부와 형합하도록 상기 시료 홀더가 수용되어 맞닿는 양 측부의 내면이 각각 외측 방향으로 하향 경사지는 형상을 가질 수 있다.

일 실시 예에 따른 냉각 스테이션에 의하면, 액상 시료를 냉각하는 과정에서 시료가 유실되는 문제를 방지할 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 따른 냉각 스테이션의 분해 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 냉각 스테이션의 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 냉각 스테이션에 시료를 삽입하는 과정을 나타내는 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 지지부에 지지부 이송 장치가 연결되는 과정을 나타내는 사시도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 지지부를 냉각 용기에 삽입하는 과정을 나타내는 사시도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 지지부가 냉각 용기 내부에 삽입된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 카트리지가 고정판에 고정된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 카트리지가 고정판으로부터 고정 해제된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 카트리지로부터 시료가 인출되는 모습을 나타내는 사시도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 냉각 스테이션을 이용한 시료 냉각 방법을 나타내는 순서도이다.

이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 일 실시 예에 따른 냉각 스테이션의 분해 사시도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 냉각 스테이션의 사시도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 냉각 스테이션에 시료 홀더를 삽입하는 과정을 나타내는 사시도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 지지부에 지지부 이송 장치가 연결되는 과정을 나타내는 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 냉각 스테이션(1)은, 집속 이온 빔(Focused Ion Beam, FIB)을 사용하는 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope, SEM) 등으로 액상 시료를 관찰하는 경우, 시료 홀더(2)에 수용된 액상 시료를 냉각시키는 전처리 과정을 수행하는 장치이다.

예를 들어, 냉각 스테이션(1)은, 지지부(11), 시료 홀더(2)가 장착되는 카트리지(12), 카트리지(12)를 수평한 방향으로 고정할 수 있는 고정부(13), 지지부 이송 장치(14) 및 냉각 용기(15)를 포함할 수 있다.

지지부(11)는, 카트리지(12) 및 고정부(13)를 지지할 수 있고, 지지부 이송 장치(14)에 고정되어 냉각 용기(15)에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 지지부(11)는 테두리부(111), 연장부(112), 체결용 돌기(113) 및 스토퍼(114)를 포함할 수 있다.

테두리부(111)는, 지지부(11)의 상측 테두리를 형성하는 부재일 수 있다. 예를 들어, 테두리부(111)는 원형으로 형성될 수 있고, 내부에 형성된 중공(1111)을 포함할 수 있다.

다만, 테두리부(111) 및 중공(1111)은 도 2와 같이 원형으로 형성될 수 있지만, 테두리부(111) 및 중공(1111)의 형상은 다양한 모양으로 형성될 수 있다.

연장부(112)는, 테두리부(111)의 서로 마주보는 양측 가장자리의 하면으로부터 하측으로 돌출하는 한 쌍의 부재일 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 부재 중 테두리부(111)의 일측에 연결된 부재를 제 1 연장부(112a)라 할 수 있고, 타측에 연결된 부재를 제 2 연장부(112b)라 할 수 있다.

예를 들어, 제 1 연장부(112a) 및 제 2 연장부(112b)는 각각 테두리부(111)의 하면의 양측에서 돌출되어 하측에서 서로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 1 연장부(112a) 및 제 2 연장부(112b)로 이루어지는 연장부(112)는 서로 평행한 상태로 이격되어 형성되는 2개의 부재로 형성될 수 있다.

예를 들어, 제 1 연장부(112a)에는 카트리지(12)가 회전 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 2 연장부(112b)에는 고정부(13)가 연결될 수 있다.

예를 들어, 제 1 연장부(112a)는 테두리부(111)의 가장자리의 하면으로부터 테두리부(111)의 중앙부를 향하여 하향 경사지는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 2 연장부(112b)는 제 1 연장부(112a)를 향하여 하향 경사지는 형상을 가질 수 있다.

제 1 연장부(112a)가 테두리부(111)의 중앙부를 향하여 하향 경사지는 형상을 가지는 것에 의하면, 카트리지(12)가 시료 홀더(2)를 수용한 상태에서 제 1 연장부(112a)에 대해서 회전하여 지면과 수직하게 배치되는 경우, 지지부(11)를 상측에서 수직하게 바라보았을 때, 테두리부(111)와 시료 홀더(2)의 위치는 서로 중첩되지 않을 수 있다.

위의 구조에 의하면, 시료가 냉각 용기(15) 내부에서 냉각된 이후, 시료 홀더(2)를 수직 방향으로 인출할 때, 시료 홀더(2) 및 테두리부(111)가 서로 간섭되지 않을 수 있다.

체결용 돌기(113)는, 테두리부(111)의 상면에서 상측으로 돌출하는 돌기일 수 있다. 예를 들어, 체결용 돌기(113)는, 적어도 2개 이상으로 형성될 수 있고, 도 2와 같이, 테두리부(111)의 가장자리의 양측에서 돌출되어 형성될 수 있다.

예를 들어, 체결용 돌기(113)는, 상측 부분의 외경이 적어도 일부분의 외경보다 크게 형성될 수 있다.

체결용 돌기(113)에 의하면, 후술할 지지부 이송 장치(14)가 지지부(11)의 상측에 고정될 수 있다.

스토퍼(114)는, 제 1 연장부(112a)의 하측에 설치될 수 있다. 예를 들어, 스토퍼(114)는 카트리지(12)가 중력에 의해 하측으로 회전하여 수직한 방향으로 놓인 경우, 카트리지(12)의 일측과 접촉하여 카트리지(12)를 지지할 수 있다.

스토퍼(114)에 의하면, 제 1 연장부(112a)에 일측이 회전 가능하게 설치되는 카트리지(12)의 타측이 중력에 의해서 하측으로 떨어지는 경우, 카트리지(12)가 하측으로 수직하게 놓이는 위치를 지나서 더 회전하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 카트리지(12)가 고정판(131)으로부터 고정 해제될 때에 카트리지(12)가 냉각 용기(15)의 내벽에 부딪히는 문제를 방지할 수 있다.

카트리지(12)는, 시료 홀더(2)를 수용할 수 있다. 예를 들어, 시료 홀더(2)는, 카트리지(12)의 길이 방향으로 수용될 수 있다. 예를 들어, 카트리지(12)의 일면은 시료 홀더(2)를 수용하기 위해 시료 홀더(2)의 외면의 일부의 형상과 동일한 형상으로 함몰 형성될 수 있다.

예를 들어, 카트리지(12)는 제 1 연장부(112a)에 일측이 회전 가능하게 설치될 수 있다.

예를 들어, 카트리지(12)는 평행하게 이격된 2개의 부재로 형성되는 제 1 연장부(112a)에 양측이 연결되어 지면에 대하여 수직한 평면상으로 회전할 수 있다. 다시 말하면, 제 1 연장부(112a)에 대해 상하 방향으로 회전 가능하도록 설치될 수 있다.

예를 들어, 카트리지(12)는 지면 또는 테두리부(111)에 수평하게 위치하도록 회전된 이후, 제 2 연장부(112b)에 설치된 고정부(13)에 의해서 움직이지 않도록 고정될 수 있다.

예를 들어, 카트리지(12)는 시료 홀더(2)가 삽입되는 반대쪽 측부에 배치되는 차단 벽(121)을 포함할 수 있다.

차단 벽(121)에 의하면, 카트리지(12)가 지면에 대하여 수직하게 배치된 상태에서, 시료 홀더(2)가 낙하되는 것을 방지할 수 있다.

예를 들어 시료 홀더(2)는 시료 지지부(21) 및 결합구(22)를 포함할 수 있다.

시료 지지부(21)는, 상측으로 시료를 수용할 수 있는 부재일 수 있다. 예를 들어, 시료 지지부(21)의 적어도 일부분은 카트리지(12)의 함몰 형성된 부분에 수용될 수 있다.

예를 들어, 시료 지지부(21)의 상면에는 액상 시료가 수용될 수 있는 홈을 포함할 수 있고, 이 홈을 시료 수용 홈(211)이라 할 수 있다.

예를 들어, 시료 지지부(21)의 양 측부는, 외측 방향으로 하향 경사지는 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 카트리지(12)는, 시료 지지부(21)가 수용되어 맞닿는 양 측부의 내면이 각각 외측 방향으로 하향 경사지는 형상을 가질 수 있어서, 시료 지지부(21)가 카트리지(12)에 수용되는 경우, 서로 맞닿는 양 측부가 형합될 수 있다.

위 구조에 의하면, 시료 홀더(2)는 카트리지(12)에 대해서 삽입 또는 인출되는 방향 이외의 방향으로 이탈되지 않을 수 있다.

결합구(22)는 시료 홀더(2)를 이송시키기 위해 시료 홀더 이송 장치(3)와 연결되는 부재일 수 있다. 예를 들어, 결합구(22)는, 시료 지지부(21)의 면 중 카트리지(12)에 삽입되는 방향의 반대 방향의 면으로부터 돌출하는 부재일 수 있다.

예를 들어, 결합구(22)는 측방으로 돌출되는 연결용 돌기(23)를 포함할 수 있다.

시료 홀더 이송 장치(3)는 시료 홀더(2)의 결합구(22)의 단부와 탈부착 가능하다. 사용자는 시료 홀더 이송 장치(3)를 이용하여, 시료 홀더(2)를 냉각 스테이션(1)의 카트리지(12)로부터 이탈시킨 후, 시료 홀더(2) 및 시료 홀더 이송 장치(3)를 함께 전자 현미경의 스테이지에 장착시켜, 시료를 관찰할 수 있다.

예를 들어, 시료 홀더 이송 장치(3)는 길게 연장되는 봉 형상의 결합 단부(31) 및 가이드부(32)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 결합 단부(31)의 중앙에는 시료 홀더(2)의 결합구(22)의 일부가 삽입될 수 있는 홈이 함몰 형성될 수 있다.

가이드부(32)는 상기 홈과 연통되고 'ㄱ'자 형상으로 절곡되어 형성되는 구멍으로서, 연결용 돌기(23)를 가이드 할 수 있다.

연결용 돌기(23)에 의하면, 시료 홀더(2)의 결합구(22)가 시료 홀더 이송 장치(3)의 결합 단부(31)의 홈에 삽입될 때, 연결용 돌기(23)가 가이드부(32)에 삽입되고, 이후, 시료 홀더(2)를 회전시킴으로써, 연결용 돌기(23)를 가이드부(32)의 'ㄱ'자로 절곡된 방향으로 이동시킬 수 있으므로, 시료 홀더(2)가 시료 홀더 이송 장치(3)에 고정될 수 있다.

고정부(13)는, 카트리지(12)가 지면 또는 테두리부(111)에 수평하게 위치하도록 고정시킬 수 있다.

예를 들어, 고정부(13)는 회전 지지대(133), 고정판(131) 및 조절부(132)를 포함할 수 있다.

회전 지지대(133)는, 제 2 연장부(112b)에서, 지면 또는 테두리부(111)에 대해 수평한 방향으로 설치될 수 있다. 예를 들어, 회전 지지대(133)는 서로 평행한 2개의 부재로 형성된 제 2 연장부(112b) 사이에서, 상하 방향으로 이격되어 지면과 수평한 방향으로 설치되는 2개의 판형 부재를 포함할 수 있다.

고정판(131)은, 회전 지지대(133)에 회전 가능하게 설치될 수 있고, 지면 또는 테두리부(111)와 평행한 평면상에서 회전할 수 있다. 예를 들어, 고정판(131)은, 회전 지지대(133)의 상하 방향으로 이격된 2개의 판형 부재 사이에서 회전 가능하게 설치될 수 있다. 예를 들어, 고정판(131)이 제 2 연장부(112b)에 설치된 수직 위치는, 카트리지(12)가 제 1 연장부(112a)에 회전 가능하게 연결된 수직 위치와 동일할 수 있다.

예를 들어, 고정판(131)은, 일측 부분이 타측 부분보다 돌출되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 고정판(131)의 돌출되는 부분은 회전 지지대(133)의 외측으로 돌출할 수 있다. 이 경우, 고정판(131)의 타측 부분은 회전 지지대(133) 외부로 돌출하지 않을 수 있다. 예를 들어, 고정판(131)이 돌출되는 일측은 반원 형상을 포함하고, 타측 부분은 직선 형상을 가질 수 있다.

예를 들어, 카트리지(12)가 지면 또는 테두리부(111)에 수평하게 놓이도록 회전된 후, 고정판(131)이 회전하면, 고정판(131)의 돌출되는 부분은 제 1 연장부(112a) 방향으로 회전하여, 카트리지(12) 하면의 적어도 일부를 지지할 수 있다. 이에 따라, 카트리지(12)는 지면과 수평하게 놓인 상태로 고정되어 상하 방향으로 회전되지 않을 수 있다.

조절부(132)는, 고정판(131)과 일체로 회전될 수 있다. 예를 들어, 조절부(132)는, 고정판(131)과 연결되고 회전 지지대(133)를 상측으로 관통하여 돌출할 수 있다. 예를 들어, 조절부(132)는 렌치, 지그, 드라이버 등과 같은 공구에 형합하는 홈을 포함할 수 있으며, 상기 공구를 통해서 고정판(131)의 회전 각도가 조절될 수 있다.

고정부(13)에 의하면, 조절부(132)를 회전시킴에 따라서, 카트리지(12)를 지면 또는 테두리부(111)에 수평한 상태로 고정시킬 수 있다(도 7 참조). 또한, 조절부(132)의 회전 각도를 변경시킴으로써 카트리지(12)에 대한 고정을 해제할 수 있다(도 8 참조).

지지부 이송 장치(14)는, 지지부(11)의 상측에 부착되어 지지부(11)를 고정할 수 있고, 지지부(11)를 냉각 용기(15) 내부로 이송할 수 있다.

예를 들어, 지지부 이송 장치(14)는, 지지 플레이트(141) 및 지지 부재(142)를 포함할 수 있다.

지지 플레이트(141)는, 적어도 2개 이상의 체결용 구멍(1411)이 형성된 판형 부재일 수 있다. 예를 들어, 지지 플레이트(141)는 원판 형상의 부재일 수 있다.

예를 들어, 체결용 구멍(1411)은, 지지 플레이트(141)의 중심을 기준으로 서로 반대편에 위치될 수 있다.

예를 들어, 체결용 구멍(1411)에는 테두리부(111)의 상면에서 돌출하는 체결용 돌기(113)가 삽입될 수 있다. 예를 들어, 체결용 구멍(1411)은, 원형으로 형성된 돌기 구멍과 상기 돌기 구멍으로부터 측방향 또는 테두리부(111)의 원주 방향으로 연장되는 가이드 홈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 돌기 구멍의 단면적은 체결용 돌기(113)의 상측 부분의 외경보다 클 수 있고, 가이드 홈의 단면적은 체결용 돌기(113)의 상측 부분의 외경보다 작을 수 있다.

체결용 구멍(1411)에 의하면, 체결용 돌기(113)가 상기 구멍에 삽입된 이후, 지지 플레이트(141)를 회전시킬 경우, 체결용 돌기(113)가 가이드 홈을 향해 이동할 수 있고, 가이드 홈의 단면적은 체결용 돌기(113)의 상측 부분의 외경보다 작기 때문에, 지지 플레이트(141)는 테두리부(111)에 연결된 상태로 상하 방향으로 고정되어 이탈되지 않을 수 있다.

지지 부재(142)는 지지 플레이트(141)의 중심으로부터 상측으로 돌출하는 부재일 수 있다.

지지 부재(142)에 의하면, 지지 플레이트(141)가 지지부(11)에 고정된 상태에서 사용자 또는 다른 외부 구성 요소에 의해서 파지되어 이송될 수 있다.

냉각 용기(15)는, 내부에 액체 질소가 수용되는 용기일 수 있다. 냉각 용기(15)의 내부로 지지부(11)가 수용되도록 장착될 수 있다.

예를 들어, 냉각 용기(15)는 원형의 컵 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 냉각 용기(15)의 입구 부분의 외경은 테두리부(111)의 외경보다 작거나 같을 수 있다.

이에 따라, 지지부(11)가 냉각 용기(15)에 수용되는 경우, 테두리부(111)는 냉각 용기(15)의 입구 부분에 의해 지지될 수 있어서, 테두리부(111)가 수평 상태를 유지할 수 있다.

예를 들어, 테두리부(111)의 하면 및 냉각 용기(15)의 입구 부분에는 서로 형합되는 홈과 돌출부가 형성될 수 있다.

위 구조에 의하면, 지지부(11)가 냉각 용기(15)에 수용되는 경우, 테두리부(111) 및 냉각 용기(15)에 생성된 홈과 돌출부가 형합하도록 결합하여, 테두리부(111)가 냉각 용기(15)에 대해 수평방향으로 이동 및 회전되지 않을 수 있다.

도 5는 일 실시 예에 따른 지지부를 냉각 용기에 삽입하는 과정을 나타내는 사시도이고, 도 6은 일 실시 예에 따른 지지부가 냉각 용기 내부에 삽입된 모습을 나타내는 사시도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 일 실시 예의 냉각 스테이션(1)이 지지부 이송 장치(14)에 고정되어 냉각 용기(15)로 삽입되어 냉각되는 모습을 확인할 수 있다.

고정부(13)에 의해 시료 홀더(2)가 수평 방향으로 고정된 상태에서, 시료 홀더(2)가 삽입된 이후, 지지부(11)는 지지부 이송 장치(14)에 의해 고정되어 이송될 수 있다.

예를 들어 도 5와 같이, 지지부(11)는 지지부 이송 장치(14)에 의해 냉각 용기(15)의 상측으로 이송될 수 있다.

그 이후, 지지부(11)는 연직 방향으로 이동하여 도 6과 같이, 냉각 용기(15) 상으로 안착할 수 있고, 지지부(11)는 냉각 용기(15)에 수용된 액체 질소에 담가질 수 있다.

이에 따라, 수평하게 배치된 시료 홀더(2)에 수용된 시료는 액체 질소에 의해서 냉각될 수 있고, 이 과정에서 시료는 지면과 수평하게 놓인 시료 홀더(2) 상에서 하측으로 흘러내리지 않을 수 있다.

도 7은 일 실시 예에 따른 카트리지가 고정판에 고정된 모습을 나타내는 사시도이고, 도 8은 일 실시 예에 따른 카트리지가 고정판으로부터 고정 해제된 모습을 나타내는 사시도이고, 도 9는 일 실시 예에 따른 카트리지로부터 시료 홀더가 인출되는 모습을 나타내는 사시도이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 시료의 냉각 이후에, 지지부(11)로부터 시료 홀더(2)를 인출하는 과정을 확인할 수 있다.

지지부(11)가 냉각 용기(15)에 장착되어, 시료의 냉각이 완료되면, 시료 홀더(2)는 지지부(11)로부터 인출될 수 있다.

예를 들어, 시료의 냉각이 완료되는 경우, 도 7과 같이 지지부(11)의 상측에 연결되었던 지지부 이송 장치(14)의 결합이 해제될 수 있다. 다시 말하면, 지지 플레이트(141)가 체결용 돌기(113)로부터 분리될 수 있다.

그 이후, 도 8과 같이, 조절부(132)를 회전시켜 고정판(131)의 돌출 형성된 부분을 제 1 연장부(112a)의 반대 방향으로 회전시킴으로써, 카트리지(12)는 고정판(131)에 의한 고정이 해제되어 지면과 수직하게 놓이도록 하측으로 회전할 수 있다.

이 경우, 시료는 액체 질소에 의해서 냉각이 완료되었기 때문에, 시료 홀더(2)가 지면에 수직하게 놓이더라도 하측으로 흘러내리지 않을 수 있다.

그 다음, 도 9와 같이, 시료 홀더(2)가 지면과 수직하게 배치되어 시료 홀더(12)의 결합구(22)가 상측을 바라보도록 배치된 상태에서, 시료 홀더 이송 장치(3)가 결합구(22)와 다시 연결될 수 있고, 최종적으로, 시료 홀더(2)는 시료 홀더 이송 장치(3)에 의해서, 상측 방향으로 인출될 수 있다.

도 10은 일 실시 예에 따른 냉각 스테이션을 이용한 시료의 냉각 방법을 나타내는 순서도이다.

일 실시 예에 따른 냉각 스테이션을 이용한 시료의 냉각 방법은 카트리지 고정 단계(41), 시료 홀더 삽입 단계(42), 지지부 파지 단계(43), 냉각 단계(44), 카트리지 고정 해제 단계(45) 및 시료 홀더 인출 단계(46)를 포함할 수 있다.

카트리지 고정 단계(41)는, 카트리지(12)를 제 1 연장부(112a)에 대해 회전하여 지면에 수평한 상태로 회전 시킨 후에, 조절부(132)를 회전하여 고정판(131)의 돌출 형성된 부분이 카트리지(12)를 향해 돌출하여 카트리지(12)의 하측을 지지하는 단계일 수 있다.

시료 홀더 삽입 단계(42)는, 카트리지(12)가 수평 방향으로 고정된 상태에서 시료 홀더 지지부(11)를 이용하여 시료 홀더(2)를 카트리지(12)로 삽입하는 단계일 수 있다.

지지부 파지 단계(43)는, 지지부(11)의 상측으로, 지지부 이송 장치(14)를 연결하여 지지부(11)를 상측으로부터 파지하는 단계일 수 있다.

냉각 단계(44)는, 지지부 이송 장치(14)를 통해 지지부(11)를 냉각 용기(15)에 장착시키는 단계일 수 있다.

카트리지 고정 해제 단계(45)는, 조절부(132)를 회전하여 고정판(131)의 돌출 형성된 부분이 카트리지(12)의 반대편에 위치하도록 회전함으로써, 카트리지(12)가 하측 방향으로 회전하여 지면과 수직하게 놓이는 단계일 수 있다.

시료 홀더 인출 단계(46)는, 지면과 수직하게 배치된 카트리지(12)에서 시료 홀더 이송 장치(3)를 통해 시료 홀더(2)를 상측으로 수직한 방향으로 인출하는 단계일 수 있다.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims

냉각 용기에 장착 가능한 지지부;
상기 지지부에 회전 가능하게 설치되고, 시료 홀더를 수용할 수 있는 카트리지; 및
상기 카트리지가 지면에 대하여 평행한 상태에서 고정시킬 수 있는 고정부를 포함하는 냉각 스테이션.
제 1 항에 있어서,
상기 지지부는,
상기 냉각 용기의 입구 부분에 거치되고, 내부에 형성된 중공을 포함하는 도넛 형상의 테두리부; 및
상기 테두리부로부터 하측으로 연장되는 한 쌍의 연장부를 포함하고,
상기 카트리지는, 상기 한 쌍의 연장부 중 어느 하나의 연장부에 회전 가능하게 설치되고, 지면에 대하여 수직한 평면상에서 회전 가능한 냉각 스테이션.
제 2 항에 있어서,
상기 카트리지는, 상기 카트리지가 지면에 대하여 수직하게 배치된 상태에서, 상기 시료 홀더가 낙하되는 것을 방지하기 위한 차단 벽을 포함하는 냉각 스테이션.
제 2 항에 있어서,
상기 고정부는,
상기 한 쌍의 연장부 중 다른 하나의 연장부에 회전 가능하게 설치되고, 지면에 대하여 평행한 평면상에서 회전 가능한 고정판; 및
전용 지그에 형합하는 형상의 홈을 갖고, 상기 고정판의 회전 각도를 조절할 수 있는 조절부를 포함하는 냉각 스테이션.
제 4 항에 있어서,
상기 고정판은, 일측이 외측 방향으로 돌출하는 형상을 포함하고,
상기 고정판이 회전하여 상기 고정판의 부분 중 돌출되는 일측이 상기 카트리지를 향해 돌출하는 경우, 상기 카트리지는 상기 고정판에 지지되어 수평방향으로 고정될 수 있는 냉각 스테이션.
제 2 항에 있어서,
상기 어느 하나의 연장부는 상기 테두리부의 하면으로부터 상기 테두리부의 중앙부를 향하여 하향 경사지는 형상을 갖고,
상기 카트리지가 지면에 수직한 방향으로 위치한 상태에서 상기 시료 홀더를 수용하고 있는 경우, 상기 시료 홀더는 지면에 수직한 방향을 따라서 상기 테두리부와 오버랩 되지 않는 것을 특징으로 하는 냉각 스테이션.
제 6 항에 있어서,
상기 시료 홀더는,
상기 카트리지에 삽입되는 방향의 반대 방향의 면으로부터 돌출하고, 시료 홀더 이송 장치의 단부에 탈부착 가능한 결합구를 포함하는 냉각 스테이션.
제 7 항에 있어서,
상기 결합구는,
상기 결합구로부터 측방으로 돌출되는 연결용 돌기를 포함하고,
상기 시료 홀더 이송 장치는,
상기 결합구의 일부가 삽입 가능한 홈을 구비하는 결합 단부; 및
상기 결합 단부의 홈과 연통되고 'ㄱ'자 형상으로 형성되어 상기 연결용 돌기를 가이드 할 수 있는 가이드부를 포함하는 냉각 스테이션.
제 2 항에 있어서,
상기 지지부는
상기 어느 하나의 연장부에 상기 카트리지가 연결되는 부분의 하측에 설치되고, 상기 카트리지의 회전을 제한하는 스토퍼를 더 포함하는 냉각 스테이션.
제 2 항에 있어서,
상기 지지부는,
상기 테두리부로부터 상측으로 돌출하는 적어도 2개 이상의 체결용 돌기를 더 포함하고,
상기 냉각 스테이션은,
상기 적어도 2개 이상의 체결용 돌기의 통과하여 결합될 수 있는 체결 구멍이 형성된 체결 플레이트 및 상기 체결 플레이트로부터 상측으로 돌출된 지지 부재를 구비하는 지지부 이송 장치를 더 포함하는 냉각 스테이션.
제 2 항에 있어서,
상기 시료 홀더는 양 측부의 외면이 각각 외측 방향으로 하향 경사지는 형상을 가지고,
상기 카트리지는,
상기 시료 홀더의 양 측부와 형합하도록 상기 시료 홀더가 수용되어 맞닿는 양 측부의 내면이 각각 외측 방향으로 하향 경사지는 형상을 갖는 냉각 스테이션.