WO2017082561A1 - 고분해능 광-전자 융합현미경 - Google Patents

고분해능 광-전자 융합현미경 Download PDF

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WO2017082561A1
WO2017082561A1 PCT/KR2016/012340 KR2016012340W WO2017082561A1 WO 2017082561 A1 WO2017082561 A1 WO 2017082561A1 KR 2016012340 W KR2016012340 W KR 2016012340W WO 2017082561 A1 WO2017082561 A1 WO 2017082561A1
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electron beam
sample
lens unit
electron
light
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PCT/KR2016/012340
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Inventor
조복래
박인용
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한국표준과학연구원
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    • 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
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/10—Lenses
    • H01J37/14—Lenses magnetic
    • H01J37/141—Electromagnetic lenses
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    • 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
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    • 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
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes

Definitions

  • the present invention relates to a photo-electron fusion microscope, and more particularly, a yoke portion having a pole piece for adjusting a magnetic field generating position so that a sample can be located in close proximity to a magnetic lens lens part while arranging an optical path on a path.
  • the present invention relates to a photo-electron fusion microscope that can be observed with high resolution without degrading the resolution of the electron microscope.
  • Light emitters such as organic EL, LED, and quantum dots are mainly observed using optical microscopes due to their light emission characteristics.However, when an abnormality occurs in light emission due to defects, the defects are less than microscale, and the cause is due to general optical microscopes. Often difficult to find. In order to observe the microscopic defects beyond the detection limits of the optical microscope, it is necessary to analyze them with a high resolution electron microscope. In addition to light emitting devices, light and electron beams provide complementary information for inspection of defects in semiconductors, etc. Integrating the optical system of electron microscope and optical microscope, observing the sample with visible light and expanding the area of interest with electron microscope Development of a microscope is required.
  • a fusion microscope in a broad sense includes fabricating a sample holder of an optical microscope with an electron microscope, and then obtaining a high magnification image by finding coordinates of a portion observed by the optical microscope in a separate electron microscope.
  • various efforts have been made to develop an integrated type of Correlative Light and Electron Microscooe due to problems of sample movement and time consuming.
  • the resolution of the electron microscope is determined by the luminance of the electron gun and the aberration of the objective lens. Designing an objective lens with a small aberration is an essential process for enhancing the resolution of the electron microscope. Since the spherical aberration coefficient Cs of the electron beam lens is proportional to the focal length f 3 and the chromatic aberration coefficient Cc is proportional to the focal length f, in order to design a lens with small aberrations, the lens needs to be reduced first. do. In other words, since the mechanism itself composed of a soft magnetic material called a lens and a coil in an electron microscope is not a lens, the magnetic field generated by the lens is a lens. Therefore, arranging the magnetic field as close to the sample as possible is the key of high resolution lens design.
  • the optical path of the optical microscope is inserted into the electron microscope optical system.
  • a mirror to be used for the optical microscope is disposed between the electron microscope objective lens and the sample, so that the focal length f of the objective lens is increased and the resolution of the electron microscope is degraded. do. That is, the resolution of the electron beam image is reduced in the process of disposing the optical path on the electron beam path of the integrated photo-electron fusion microscope.
  • U.S. Patent Application Publication No. 2012-0326033 discloses a technique for a method of simultaneously showing an electron microscope image and an optical microscope image.
  • the invention disclosed in the above patent uses a light reflecting mirror placed between an objective lens of an electron microscope and a sample as a detector for reflecting electrons, so that the problem of increasing the focal length f of the objective lens remains.
  • the present invention is to solve the above problems, while inserting the optical path of the optical microscope into the optical system of the electron microscope to modify the magnetic field generating coil structure so that the magnetic lens of the electron microscope can come close to the sample, to obtain an optical microscope image
  • the present invention provides a fusion electron microscope that does not reduce the resolution of the electron microscope image.
  • the present inventors have found that the sample can be placed in a magnetic field by using a semi-inlens having a deformed structure or by arranging the semi-in-lens upside down under the sample holder. It was completed.
  • the present invention is a high-resolution photo-electron fusion microscope, the fusion microscope, electron beam generation source for emitting an electron beam; A focusing lens unit for focusing and passing the electron beam; An objective lens unit focusing the electron beam passing through the focusing lens unit and scanning the sample; An optical system including a light source capable of irradiating light onto the sample; A sample chamber in which a sample holder in which the sample is placed is located; And a vacuum pump for maintaining the electron beam generating source, the focusing lens unit, the objective lens unit, the optical system, and the sample chamber in a vacuum, wherein the objective lens unit has a magnetic field enclosed in an annular shape so that an electron beam propagation path is located at the center thereof.
  • Generating coil A yoke unit surrounding the coil and protruding in parallel with the direction in which the electron beam passes through the objective lens unit to surround the electron beam path and having an open pole piece; And a light reflection mirror positioned at a central portion of the magnetic field lens outside the yoke portion formed by the magnetic force lines of the pole piece, wherein the light reflection mirror has an electron beam passing hole at the center so that the electron beam can pass therethrough, and A high resolution photo-electron fusion microscope is provided that reflects incident light through a sample towards a photodetector.
  • the present invention also relates to a high resolution photo-electron fusion microscope, the fusion microscope comprising: an electron beam source for emitting an electron beam; A focusing lens unit for focusing and passing the electron beam; An objective lens unit focusing the electron beam passing through the focusing lens unit and scanning the sample; An optical system including a light source capable of irradiating light onto the sample; A sample chamber in which a sample holder in which the sample is placed is located; And a vacuum pump for maintaining the electron beam generating source, the focusing lens unit, the objective lens unit, the optical system, and the sample chamber in a vacuum, wherein the objective lens unit has a magnetic field enclosed in an annular shape so that an electron beam propagation path is located at the center thereof.
  • a yoke having a uniform pole piece wrapped around the coil and protruding in parallel in the direction in which the electron beam is incident to the objective lens unit to surround the electron beam path and having an open end. part; And a light reflection mirror positioned at the center of the magnetic field lens on the upper portion of the yoke portion formed by the magnetic force lines of the pole piece, wherein the light reflection mirror has an electron beam passing hole at the center so that the electron beam can pass therethrough, and A high resolution photo-electron fusion microscope is provided that reflects incident light through a sample towards a photodetector.
  • the present invention also relates to a high resolution photo-electron fusion microscope, the fusion microscope comprising: an electron beam source for emitting an electron beam; A focusing lens unit for focusing and passing the electron beam; An objective lens unit focusing the electron beam passing through the focusing lens unit and scanning the sample; An optical system including a light source capable of irradiating light onto the sample; A sample chamber in which a sample holder in which the sample is placed is located; And a vacuum pump for maintaining the electron beam generating source, the focusing lens unit, the objective lens unit, the optical system, and the sample chamber in a vacuum.
  • the objective lens unit and the optical system are looped so that an electron beam propagation path is located at the center.
  • a magnetic field generating coil wrapped in a shape A yoke part surrounding the coil and protruding in a direction toward the electron beam path, surrounding the electron beam path, and having a uniform pole piece having an open end; And a light reflection mirror positioned at the center of the magnetic field lens formed by the magnetic force lines of the pole piece, wherein the light reflection mirror has an electron beam passing hole in the center so that the electron beam can pass, and the light incident from the light source is sampled.
  • the electron beam which reflects through the photodetector, passes sequentially through the yoke portion, the light reflecting mirror and the sample holder, to provide a high resolution photo-electron fusion microscope.
  • the present invention also provides a high resolution photo-electron fusion microscope, wherein the light reflecting mirror has a curved shape capable of simultaneously focusing light.
  • the present invention also provides a high resolution photo-electron fusion microscope, wherein the light reflecting mirror constitutes the optical system together with the lens for focusing light.
  • the high resolution photo-electron fusion electron microscope of the present invention can maintain the high resolution of the electron microscope image by placing the optical path on the electron beam path without substantially increasing the focal length of the electron microscope objective lens.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a high resolution photo-electron fusion microscope according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a lens structure (a) in which a magnetic field lens and a sample are spaced apart, a lens structure (b) in which a sample is located at the center of the magnetic field lens, and respective electron microscope images.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram comparing the structure of a general magnetic field lens (a) and a semi-inlens (b).
  • FIG. 4 is a conceptual diagram comparing the structure of the general magnetic field lens (a) and the semi-in lens (b) used upside down.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram comparing a structure in which a general magnetic field lens (a) and a mirror (b) are mounted inside the magnetic field lens.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram comparing a structure in which a general magnetic field lens (a) and a reflective focusing lens are mounted in a magnetic field lens (b).
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a structure of an optical system together with a lens in which a light reflecting mirror focuses inside a magnetic field lens.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating an optical system structure in which a reflective focusing lens is mounted in a magnetic field lens.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating the structures of a general high vacuum scanning electron microscope (a) and a general low vacuum scanning electron microscope (b) with respective images.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram comparing a general low vacuum scanning electron microscope (a) with a scanning electron microscope having an aperture (b) positioned at the center of a magnetic field lens.
  • the electron microscope has a mechanism composed of a soft magnetic material and a coil, but it is not a lens, and since the magnetic field generated by the lens is a lens, placing the magnetic field as close to the sample as possible is the key to high resolution lens design.
  • a mirror to be used for the optical microscope is disposed between the electron microscope objective lens and the sample, and thus the focal length f of the objective lens is increased, so as to be seen in the background art.
  • Aberrations and chromatic aberrations increase, resulting in a decrease in the resolution of the electron microscope.
  • while placing the sample in the magnetic field lens and the mirror reflecting the light is placed thereon to obtain an optical image while pursuing high resolution of the electron microscope.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a high resolution photo-electron fusion microscope according to an embodiment of the present invention.
  • High-resolution photo-electron fusion microscope according to an embodiment of the present invention, the electron beam generation source 10 for emitting an electron beam; A focusing lens unit 20 for focusing and passing the electron beam; An objective lens unit 100 for focusing the electron beam passing through the focusing lens unit and scanning the sample 320 on the sample 320; An optical system 200 including a light source capable of irradiating light onto the sample; A sample chamber 300 in which a sample holder 310 in which the sample is placed is located; And a vacuum pump (not shown) for maintaining the electron beam generating source, the focusing lens unit, the objective lens unit, the optical system, and the sample chamber in a vacuum.
  • FIG. 2 shows a lens structure (a) in which a magnetic field lens and a sample are spaced apart, a lens structure (b) in which a sample is located at the center of the magnetic field lens, and respective electron microscope images.
  • a magnetic force line 140 is formed through a pole piece 130 having an open end at a yoke 120 surrounding the coil 110, and the magnetic field lens 150 is generated by the magnetic force line. Since the magnetic field lens 150 is relatively far from the sample 320, the spherical aberration coefficient Cs and the focal length f of the electron beam lens are large and thus proportional to the focal length f 3 .
  • the chromatic aberration coefficient Cc which is proportional to also has a large value, resulting in a relatively low resolution image (L).
  • the magnetic force line 140 is formed through the pole piece 135 whose end is open in the yoke portion 121 surrounding the coil 110, but the structure is deformed. Due to this, a magnetic field lens 150 is generated, which is the spherical aberration coefficient Cs of the electron beam lens, which is small because the focal length f is small and thus proportional to the focal length f 3 because the distance from the sample 320 is close.
  • the chromatic aberration coefficient Cc proportional to the distance f also has a small value, which is advantageous for obtaining a relatively high resolution image H.
  • the general magnetic field lens may include a magnetic field generating coil 110 wrapped in an annular shape such that the electron beam path 50 is positioned at the center thereof; A yoke unit 120 surrounding the coil and protruding toward the electron beam traveling path 50 to surround the electron beam traveling path, the yoke unit having a pole piece 130 having an open end; And a light reflection mirror 200 positioned at a predetermined distance from a central portion of the magnetic field lens 150 outside the yoke portion formed by the magnetic force line of the pole piece.
  • the objective lens unit includes: a magnetic field generating coil 121 wrapped in an annular shape such that the electron beam path 50 is positioned at the center; A yoke having a pole piece 131 wrapped around the coil and protruding in parallel to the direction in which the electron beam passes through the objective lens unit, surrounding the electron beam path 50, and having an open end (yoke) part 121; And a light reflection mirror 200 positioned at the central portion of the magnetic field lens 150 outside the yoke portion formed by the magnetic force line of the pole piece.
  • the light reflecting mirror has an electron beam passing hole in the center to allow the electron beam to pass therethrough, and the light incident from the light source is reflected to enter the sample, and the light reflected from the sample is reflected to the photodetector. In addition, only one of reflection to face the sample or reflection to the photodetector may be possible.
  • the light reflection mirror according to the exemplary embodiment of the present invention may configure the optical system together with the lens 210 for focusing light.
  • the general magnetic field lens may include a magnetic field generating coil 110 wrapped in an annular shape such that the electron beam path 50 is positioned at the center thereof; A yoke unit 120 surrounding the coil and protruding toward the electron beam traveling path 50 to surround the electron beam traveling path, the yoke unit having a pole piece 130 having an open end; And a light reflection mirror 200 positioned at a predetermined distance from a central portion of the magnetic field lens 150 outside the yoke portion formed by the magnetic force line of the pole piece.
  • the objective lens unit includes: a magnetic field generating coil 110 wrapped in an annular shape such that an electron beam traveling path is located at the center; A yoke having a uniform pole piece 131 wrapped around the coil and protruding in parallel in the direction in which the electron beam is incident to the objective lens unit to surround the electron beam path and having an open end. (yoke) part; And a light reflection mirror 200 positioned at the center of the magnetic field lens 150 of the upper portion of the yoke formed by the magnetic force lines of the pole piece.
  • the structure is the same as inverting the semi-in-lens structure of FIG. 4.
  • the light reflecting mirror has an electron beam passing hole in the center to allow the electron beam to pass therethrough, and the light incident from the light source is reflected to enter the sample, and the light reflected from the sample is reflected to the photodetector. In addition, only one of reflection to face the sample or reflection to the photodetector may be possible.
  • the light reflection mirror according to the exemplary embodiment of the present invention may configure the optical system together with the lens 210 for focusing light.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram comparing a structure in which a general magnetic field lens (a) and a mirror (b) are mounted inside the magnetic field lens.
  • the general magnetic field lens may include a magnetic field generating coil 110 wrapped in an annular shape such that the electron beam path 50 is positioned at the center thereof; A yoke unit 120 surrounding the coil and protruding toward the electron beam traveling path 50 to surround the electron beam traveling path, the yoke unit having a pole piece 130 having an open end; And a light reflection mirror 200 positioned at a predetermined distance from a central portion of the magnetic field lens 150 outside the yoke portion formed by the magnetic force line of the pole piece.
  • the objective lens unit includes: a magnetic field generating coil wrapped in an annular shape such that an electron beam path is centered; A yoke unit surrounding the coil and protruding in a direction toward the electron beam path, surrounding the electron beam path, and having a uniform pole piece 132 having an open end; And a light reflection mirror positioned at the center of the magnetic field lens formed by the magnetic force lines of the pole piece.
  • the light reflecting mirror has an electron beam passing hole in the center to allow the electron beam to pass therethrough, and the light incident from the light source is reflected to enter the sample, and the light reflected from the sample is reflected to the photodetector. In addition, only one of reflection to face the sample or reflection to the photodetector may be possible.
  • the light reflection mirror according to the exemplary embodiment of the present invention may configure the optical system together with the lens 210 for focusing light.
  • the general magnetic field lens may include a magnetic field generating coil 110 wrapped in an annular shape such that the electron beam path 50 is positioned at the center thereof; A yoke unit 120 surrounding the coil and protruding toward the electron beam traveling path 50 to surround the electron beam traveling path, the yoke unit having a pole piece 130 having an open end; And a light reflection mirror 200 positioned at a predetermined distance from a central portion of the magnetic field lens 150 outside the yoke portion formed by the magnetic force line of the pole piece.
  • the objective lens unit which is a reflective focusing lens 220, includes: a magnetic field generating coil wrapped in an annular shape such that an electron beam traveling path is located at the center; A yoke unit surrounding the coil and protruding in a direction toward the electron beam path, surrounding the electron beam path, and having a uniform pole piece 132 having an open end; And a light reflection mirror positioned at the center of the magnetic field lens formed by the magnetic force lines of the pole piece.
  • the reflective focusing lens 220 according to the exemplary embodiment of the present invention is a light reflection mirror having a curved shape to simultaneously perform reflection and light focusing.
  • the light reflection mirror which is the reflective focusing lens 220, has an electron beam passing hole in the center so that the electron beam can pass therethrough, and the light incident from the light source is reflected to enter the sample, and the light reflected from the sample reflects.
  • the light may be reflected toward the photodetector, and may be either a reflection to the sample or only a reflection to the photodetector.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a structure of an optical system together with a lens in which a light reflecting mirror focuses inside a magnetic field lens.
  • the conceptual diagram of FIG. 7 illustrates a structure in which a mirror is mounted in the magnetic field lens of FIG. 5 in detail, but it may be applied to any type of structure such as the phosphor lens structure and the inverted phosphor lens structure.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating an optical system structure in which a reflective focusing lens is mounted in a magnetic field lens.
  • the conceptual diagram of FIG. 8 illustrates a structure in which a mirror is mounted in the magnetic field lens of FIG. 6 in detail, but it is illustrative and may be applied to any type of structure such as the phosphor lens structure and the inverted phosphor lens structure.
  • the light reflection mirror according to the embodiment of the present invention has an electron beam through hole through which an electron beam can pass
  • the light reflection mirror has an advantage of ensuring a wide field of view at a low magnification by placing the light reflection mirror at a center of the magnetic field lens. . This is because a wide field of view is secured at low magnification by matching the center of the aperture with the center of the magnetic field lens, which becomes the electron beam deflection axis of the scanning electron microscope. See in detail in Figures 9 and 10 below.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating the structures of a general high vacuum scanning electron microscope (a) and a general low vacuum scanning electron microscope (b) with respective images.
  • the aperture can be enlarged, so that the scanning range of the sample surface can be widened.
  • the aperture In the low vacuum scanning electron microscope, the aperture must be small, so the scanning range of the sample surface is narrowed.
  • the diaphragm position In the low vacuum scanning electron microscope, in order to widen the scanning range of the narrowed sample surface, the diaphragm position is located at the center of the magnetic field lens, which is the deflection center of the electron beam.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram comparing a general low vacuum scanning electron microscope (a) with a scanning electron microscope having an aperture (b) positioned at the center of a magnetic field lens.
  • a general low vacuum scanning electron microscope
  • b scanning electron microscope having an aperture
  • the objective lens unit 100.

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Abstract

본 발명은 전자빔 경로상에 광경로를 배치하면서도 자기장 렌즈 부위와 근접하여 시료가 위치할 수 있도록 자기장 생성위치를 조절할 수 있는 폴피스를 구비한 요크부를 배열하여 전자현미경의 분해능이 저하되지 않아 고분해능으로 관찰이 가능한 광-전자 융합현미경에 관한 것으로, 다양한 형태의 세미 인렌즈(Semi Inlens)를 사용하거나 혹은 폴피스 사이 공간에 광반사 거울을 배열하여 자기장 렌즈와 시료간 거리를 유지함으로써, 전자현미경 대물렌즈의 초점거리를 실질적으로 증가시키지 않아 전자현미경 영상의 고분해능을 획득하는 효과를 얻는다.

Description

고분해능 광-전자 융합현미경
본 발명은 광-전자 융합현미경에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 경로상에 광경로를 배치하면서도 자기장 렌즈 부위와 근접하여 시료가 위치할 수 있도록 자기장 생성위치를 조절할 수 있는 폴피스를 구비한 요크부를 배열하여 전자현미경의 분해능이 저하되지 않아 고분해능으로 관찰이 가능한 광-전자 융합현미경에 관한 것이다.
유기EL, LED, 양자점(quantum dot) 등의 발광체는 발광특성으로 인해 광학현미경을 이용한 관찰이 주로 이루어지지만, 결함으로 발광에 이상이 생겼을 때는 그 결함이 마이크로스케일 이하여서 일반 광학현미경으로는 그 원인을 찾기 어려운 경우가 많다. 이처럼 광학현미경의 검출한계를 넘는 미세 결함을 관찰하기 위해서는 분해능이 높은 전자현미경으로 분석하여야 한다. 발광소자뿐 아니라, 반도체의 결함 검사 등에도 빛과 전자빔은 상보적인 정보를 제공하기에 전자현미경과 광학현미경의 광학계를 통합하여 가시광선으로 시료를 관찰하고 관심영역을 전자현미경으로 확대하여 조사하는 융합현미경의 개발이 요구되고 있다.
넓은 의미의 융합현미경은 광학현미경의 시료홀더를 전자현미경과 공유할 수 있도록 제작한 뒤, 광학현미경에서 관찰한 부위의 좌표를 별도의 전자현미경에서 찾아내어 고배율의 영상을 획득하는 것을 포함한다. 그러나 시료이동의 번거로움과 시간소요 등의 문제점으로 인해 일체화된 형태의 광-전자 융합현미경(Correlative Light and Electron Microscooe)을 개발하려는 노력이 다양하게 시도되고 있다.
전자현미경의 분해능은 전자총의 휘도와 대물렌즈의 수차에 의해서 결정되며, 작은 수차의 대물렌즈를 설계하는 것은 전자현미경의 분해능을 높이기 위한 필수 과정이다. 전자빔 렌즈의 구면수차(spherical aberration) 계수 Cs는 초점거리 f3에 비례하고, 색수차(chromatic aberration) 계수 Cc는 초점거리 f에 비례하므로, 수차가 작은 렌즈를 설계하기 위해서는 우선 렌즈의 초점거리를 줄여야 한다. 즉, 전자현미경에서 렌즈라 불리는 연자성재료와 코일로 구성되는 기구 자체가 렌즈가 아니라, 이로 인해 발생하는 자기장이 렌즈이기 때문에 자기장을 시료에 가능한 가깝게 배치시키는 것이 고분해능 렌즈 설계의 핵심이 된다.
일반적으로 전자현미경과 광학현미경을 하나의 장비로 통합하는 광-전자 융합현미경에서는 전자현미경 광학계 내에 광학현미경의 광경로를 삽입한다. 이 경우, 기존 방식의 전자현미경 광학계를 융합현미경에 사용하면, 전자현미경 대물렌즈와 시료 사이에 광학현미경에 사용될 거울이 배치되어, 대물렌즈의 초점거리 f가 증가하게 되어 전자현미경의 분해능이 저하되게 된다. 즉, 일체형 광-전자 융합현미경의 전자빔 경로상에 광경로를 배치하는 과정에서 전자빔 영상의 분해능이 감소하게 되는 것이다.
미국 공개특허 2012-0326033은 전자현미경 영상과 광학현미경 영상을 함께 보여주는 방법에 관한 기술을 개시한다. 그러나 상기 특허에 개시된 발명은 전자현미경의 대물렌즈와 시료 사이에 놓인 광반사용 거울을 반사전자용 검출기로 함께 사용하는 것이어서 상기 대물렌즈의 초점거리 f를 증가시키는 문제는 그대로 남게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로, 전자현미경의 광학계 내에 광학현미경의 광경로를 삽입하면서도 전자현미경의 자기장 렌즈가 시료에 가까이 올 수 있도록 자기장 발생 코일 구조를 변형시켜, 광학현미경 영상을 획득하면서도 전자현미경 영상의 분해능을 감소시키지 않는 융합전자현미경을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명자들은 변형된 구조의 세미 인렌즈(Semi Inlens)를 사용하거나 혹은 시료홀더 아래쪽에 세미 인렌즈를 거꾸로 배열하면 자기장 속에 시료를 위치하게 할 수 있음을 발견해 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은 고분해능 광-전자 융합현미경으로, 상기 융합현미경은, 전자빔을 방출하는 전자빔 발생원; 상기 전자빔을 집속하여 통과시키는 집속 렌즈부; 상기 집속 렌즈부를 통과한 전자빔을 집속하여 시료에 주사하는 대물렌즈부; 상기 시료에 광선을 조사할 수 있는 광원을 포함하는 광학계; 상기 시료가 적치되는 시료홀더가 위치하는 시료실; 및 상기 전자빔 발생원, 상기 집속 렌즈부, 상기 대물렌즈부, 상기 광학계 및 상기 시료실을 진공으로 유지하는 진공펌프를 포함하고, 상기 대물렌즈부는, 전자빔 진행경로가 중심에 위치하도록 고리형상으로 감싸는 자기장 생성 코일; 상기 코일을 감싸되, 상기 전자빔이 상기 대물렌즈부를 통과해 나간 방향과 평행하게 돌출되어 상기 전자빔 진행경로를 둘러싸며, 단부가 개방된 폴피스(pole piece)를 구비한 요크(yoke)부; 및 상기 폴피스의 자력선이 형성하는 상기 요크부 외부의 자기장 렌즈 중심부에 위치하는 광반사 거울을 포함하고, 상기 광반사 거울은 상기 전자빔이 통과할 수 있도록 중심부에 전자빔 통과구멍을 구비하고, 광원으로부터 입사한 광이 시료를 거쳐 광검출기로 향하도록 반사하는, 고분해능 광-전자 융합현미경을 제공한다.
본 발명은 또한, 고분해능 광-전자 융합현미경으로, 상기 융합현미경은, 전자빔을 방출하는 전자빔 발생원; 상기 전자빔을 집속하여 통과시키는 집속 렌즈부; 상기 집속 렌즈부를 통과한 전자빔을 집속하여 시료에 주사하는 대물렌즈부; 상기 시료에 광선을 조사할 수 있는 광원을 포함하는 광학계; 상기 시료가 적치되는 시료홀더가 위치하는 시료실; 및 상기 전자빔 발생원, 상기 집속 렌즈부, 상기 대물렌즈부, 상기 광학계 및 상기 시료실을 진공으로 유지하는 진공펌프를 포함하고, 상기 대물렌즈부는, 전자빔 진행경로가 중심에 위치하도록 고리형상으로 감싸는 자기장 생성 코일; 상기 코일을 감싸되, 상기 전자빔이 상기 대물렌즈부에 입사해 들어오는 방향으로 평행하게 돌출되어 상기 전자빔 진행경로를 둘러싸며, 단부가 개방된 균일한 폴피스(pole piece)를 구비한 요크(yoke)부; 및 상기 폴피스의 자력선이 형성하는 상기 요크부 상부의 자기장 렌즈 중심부에 위치하는 광반사 거울을 포함하고, 상기 광반사 거울은 상기 전자빔이 통과할 수 있도록 중심부에 전자빔 통과 구멍을 구비하고, 광원으로부터 입사한 광이 시료를 거쳐 광검출기로 향하도록 반사하는, 고분해능 광-전자 융합현미경을 제공한다.
본 발명은 또한, 고분해능 광-전자 융합현미경으로, 상기 융합현미경은, 전자빔을 방출하는 전자빔 발생원; 상기 전자빔을 집속하여 통과시키는 집속 렌즈부; 상기 집속 렌즈부를 통과한 전자빔을 집속하여 시료에 주사하는 대물렌즈부; 상기 시료에 광선을 조사할 수 있는 광원을 포함하는 광학계; 상기 시료가 적치되는 시료홀더가 위치하는 시료실; 및 상기 전자빔 발생원, 상기 집속 렌즈부, 상기 대물렌즈부, 상기 광학계 및 상기 시료실을 진공으로 유지하는 진공펌프를 포함하고, 상기 대물렌즈부, 상기 광학계는, 전자빔 진행경로가 중심에 위치하도록 고리형상으로 감싸는 자기장 생성 코일; 상기 코일을 감싸되, 상기 전자빔 진행경로를 향한 방향으로 돌출되어 상기 전자빔 진행경로를 둘러싸며, 단부가 개방된 균일한 폴피스(pole piece)를 구비한 요크(yoke)부; 및 상기 폴피스의 자력선이 형성하는 자기장 렌즈 중심부에 위치하는 광반사 거울을 포함하고, 상기 광반사 거울은 상기 전자빔이 통과할 수 있도록 중심부에 전자빔 통과 구멍을 구비하고, 광원으로부터 입사한 광이 시료를 거쳐 광검출기로 향하도록 반사하는, 상기 전자빔은 요크부, 상기 광반사 거울 및 상기 시료홀더를 순차적으로 통과하는, 고분해능 광-전자 융합현미경을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 광반사 거울은 광집속을 동시에 할 수 있는 곡면형으로 구성된, 고분해능 광-전자 융합현미경을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 광반사 거울은 광집속을 하는 렌즈와 함께 상기 광학계를 구성하는, 고분해능 광-전자 융합현미경을 제공한다.
본 발명의 고분해능 광-전자 융합전자현미경은 광경로를 전자빔 경로상에 배치하면서도 전자현미경 대물렌즈의 초점거리를 실질적으로 증가시키지 않도록 하여 전자현미경 영상의 고분해능을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른, 고분해능 광-전자 융합현미경의 개념도이다.
도 2는 자기장 렌즈와 시료가 이격된 렌즈구조(a), 자기장 렌즈 중심에 시료가 위치한 렌즈구조(b) 및 각각의 전자현미경 영상을 나타낸다.
도 3은 일반 자기장 렌즈(a)와 세미 인렌즈(SEMI-INLENS)(b)의 구조를 비교한 개념도이다.
도 4는 일반 자기장 렌즈(a)와 뒤집어 사용한 세미 인렌즈(b)의 구조를 비교한 개념도이다.
도 5는 일반 자기장 렌즈(a)와 자기장 렌즈 내부에 거울을 장착(b)한 구조를 비교한 개념도이다.
도 6은 일반 자기장 렌즈(a)와 자기장 렌즈 내부에 반사형 집속렌즈를 장착(b)한 구조를 비교한 개념도이다.
도 7은 자기장 렌즈 내부에서 광반사 거울이 광집속을 하는 렌즈와 함께 광학계를 구성하는 구조를 나타낸 개념도이다.
도 8은 자기장 렌즈 내부에서 반사형 집속렌즈를 장착한 광학계 구조를 나타낸 개념도이다.
도 9는 일반 고진공 주사전자현미경(a)과 일반 저진공 주사전자현미경(b)의 구조를 각각의 영상과 함께 나타낸 개념도이다.
도 10은 일반 저진공 주사전자현미경(a)과 자기장 렌즈 중심에 조리개(b)를 위치시킨 주사전자현미경을 비교한 개념도이다.
이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
전자현미경에는 연자성 재료와 코일로 구성되는 기구가 있으나 이는 렌즈가 아니며, 이로 인해 발생하는 자기장이 렌즈이기 때문에 자기장을 시료에 가능한 가깝게 배치시키는 것이 고분해능 렌즈 설계의 핵심이 된다. 기존 방식의 전자현미경 광학계를 융합현미경에 사용하면, 전자현미경 대물렌즈와 시료 사이에 광학현미경에 사용될 거울이 배치되게 되어, 대물렌즈의 초점거리(f)가 증가하게 되어 배경기술에서 살펴본 바와 같이 구면수차와 색수차가 증가하여 전자현미경의 분해능이 저하되게 된다. 본 발명의 일 구현예에서는, 자기장 렌즈속에 시료가 위치하게 하고 광을 반사하는 거울은 그 위에 배치시켜 광학영상을 획득하면서도 전자현미경의 고분해능화를 추구한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른, 고분해능 광-전자 융합현미경의 개념도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고분해능 광-전자 융합현미경은, 전자빔을 방출하는 전자빔 발생원(10); 상기 전자빔을 집속하여 통과시키는 집속 렌즈부(20); 상기 집속 렌즈부를 통과한 전자빔을 집속하여 시료(320)에 주사하는 대물렌즈부(100); 상기 시료에 광선을 조사할 수 있는 광원을 포함하는 광학계(200); 상기 시료가 적치되는 시료홀더(310)가 위치하는 시료실(300); 및 상기 전자빔 발생원, 상기 집속 렌즈부, 상기 대물렌즈부, 상기 광학계 및 상기 시료실을 진공으로 유지하는 진공펌프(미도시)를 포함한다.
도 2는 자기장 렌즈와 시료가 이격된 렌즈구조(a), 자기장 렌즈 중심에 시료가 위치한 렌즈구조(b) 및 각각의 전자현미경 영상을 나타낸다. 일반적인 자기장 렌즈는 코일(110)을 둘러싸는 요크부(120)에 단부가 개방된 폴피스(130)를 통해 자력선(140)이 형성되며 상기 자력선으로 인해 자기장 렌즈(150)가 생성된다. 상기 자기장 렌즈(150)는 시료(320)로부터 거리가 상대적으로 떨어져 있기 때문에 초점거리(f)가 크고 따라서 초점거리 f3에 비례하는 전자빔 렌즈의 구면수차(spherical aberration) 계수 Cs와, 초점거리 f에 비례하는 색수차(chromatic aberration) 계수 Cc도 큰 값을 가지게 되어 상대적으로 저분해능을 가진 영상(L)을 얻게 된다. 이에 비해 본 발명의 일 구현예에 따른 자기장 렌즈는 코일(110)을 둘러싸는 요크부(121)에 단부가 개방되지만 구조가 변형된 폴피스(135)를 통해 자력선(140)이 형성되며 상기 자력선으로 인해 자기장 렌즈(150)가 생성되고, 이는 시료(320)로부터 거리가 가깝기 때문에 초점거리(f)가 작고 따라서 초점거리 f3에 비례하는 전자빔 렌즈의 구면수차(spherical aberration) 계수 Cs와, 초점거리 f에 비례하는 색수차(chromatic aberration) 계수 Cc도 작은 값을 가지게 되어 상대적으로 고분해능을 가진 영상(H)을 얻기에 유리하다.
도 3은 일반 자기장 렌즈(a)와 세미 인렌즈(SEMI-INLENS)(b)의 구조를 비교한 개념도이다. 일반 자기장 렌즈는 전자빔 진행경로(50)가 중심에 위치하도록 고리형상으로 감싸는 자기장 생성 코일(110); 상기 코일을 감싸되, 상기 전자빔 진행경로(50)를 향해 돌출되어 상기 전자빔 진행경로를 둘러싸며, 단부가 개방된 폴피스(pole piece)(130)를 구비한 요크(yoke)부(120); 및 상기 폴피스의 자력선이 형성하는 상기 요크부 외부의 자기장 렌즈(150) 중심부와 일정 거리 이격하여 위치하는 광반사 거울(200)을 포함하는 렌즈 구조를 형성한다.
이에 비해 본 발명의 일 구현예에서 상기 대물렌즈부는, 전자빔 진행경로(50)가 중심에 위치하도록 고리형상으로 감싸는 자기장 생성 코일(121); 상기 코일을 감싸되, 상기 전자빔이 상기 대물렌즈부를 통과해 나간 방향과 평행하게 돌출되어 상기 전자빔 진행경로(50)를 둘러싸며, 단부가 개방된 폴피스(pole piece)(131)를 구비한 요크(yoke)부(121); 및 상기 폴피스의 자력선이 형성하는 상기 요크부 외부의 자기장 렌즈 중심부(150)에 위치하는 광반사 거울(200)을 포함하는 세미 인렌즈 구조를 형성한다.
상기 광반사 거울은 상기 전자빔이 통과할 수 있도록 중심부에 전자빔 통과구멍을 구비하고, 광원으로부터 입사한 광이 반사되어 시료로 입사하며, 시료에서 반사된 광이 반사하여 광검출기로 향하도록 반사할 수 있으며, 상기 시료로 향하도록 반사 또는 상기 광검출기로 향하도록 반사 중 어느 하나만 가능할 수도 있다. 본 발명의 일 구현예에 따른 광반사거울은 광집속을 하는 렌즈(210)와 함께 상기 광학계를 구성할 수 있다.
도 4는 일반 자기장 렌즈(a)와 뒤집어 사용한 세미 인렌즈(b)의 구조를 비교한 개념도이다. 일반 자기장 렌즈는 전자빔 진행경로(50)가 중심에 위치하도록 고리형상으로 감싸는 자기장 생성 코일(110); 상기 코일을 감싸되, 상기 전자빔 진행경로(50)를 향해 돌출되어 상기 전자빔 진행경로를 둘러싸며, 단부가 개방된 폴피스(pole piece)(130)를 구비한 요크(yoke)부(120); 및 상기 폴피스의 자력선이 형성하는 상기 요크부 외부의 자기장 렌즈(150) 중심부와 일정 거리 이격하여 위치하는 광반사 거울(200)을 포함하는 렌즈 구조를 형성한다.
이에 비해 본 발명의 일 구현예에서 상기 대물렌즈부는, 전자빔 진행경로가 중심에 위치하도록 고리형상으로 감싸는 자기장 생성 코일(110); 상기 코일을 감싸되, 상기 전자빔이 상기 대물렌즈부에 입사해 들어오는 방향으로 평행하게 돌출되어 상기 전자빔 진행경로를 둘러싸며, 단부가 개방된 균일한 폴피스(pole piece)(131)를 구비한 요크(yoke)부; 및 상기 폴피스의 자력선이 형성하는 상기 요크부 상부의 자기장 렌즈(150) 중심부에 위치하는 광반사 거울(200)을 포함하는 세미 인렌즈 구조를 형성한다. 상기 구조는 도 4의 세미 인렌즈 구조를 뒤집어놓은 것과 동일하다.
상기 광반사 거울은 상기 전자빔이 통과할 수 있도록 중심부에 전자빔 통과구멍을 구비하고, 광원으로부터 입사한 광이 반사되어 시료로 입사하며, 시료에서 반사된 광이 반사하여 광검출기로 향하도록 반사할 수 있으며, 상기 시료로 향하도록 반사 또는 상기 광검출기로 향하도록 반사 중 어느 하나만 가능할 수도 있다. 본 발명의 일 구현예에 따른 광반사거울은 광집속을 하는 렌즈(210)와 함께 상기 광학계를 구성할 수 있다.
도 5는 일반 자기장 렌즈(a)와 자기장 렌즈 내부에 거울을 장착(b)한 구조를 비교한 개념도이다. 일반 자기장 렌즈는 전자빔 진행경로(50)가 중심에 위치하도록 고리형상으로 감싸는 자기장 생성 코일(110); 상기 코일을 감싸되, 상기 전자빔 진행경로(50)를 향해 돌출되어 상기 전자빔 진행경로를 둘러싸며, 단부가 개방된 폴피스(pole piece)(130)를 구비한 요크(yoke)부(120); 및 상기 폴피스의 자력선이 형성하는 상기 요크부 외부의 자기장 렌즈(150) 중심부와 일정 거리 이격하여 위치하는 광반사 거울(200)을 포함하는 렌즈 구조를 형성한다.
이에 비해 본 발명의 일 구현예에서 상기 대물렌즈부는, 전자빔 진행경로가 중심에 위치하도록 고리형상으로 감싸는 자기장 생성 코일; 상기 코일을 감싸되, 상기 전자빔 진행경로를 향한 방향으로 돌출되어 상기 전자빔 진행경로를 둘러싸며, 단부가 개방된 균일한 폴피스(pole piece)(132)를 구비한 요크(yoke)부; 및 상기 폴피스의 자력선이 형성하는 자기장 렌즈 중심부에 위치하는 광반사 거울을 포함한다.
상기 광반사 거울은 상기 전자빔이 통과할 수 있도록 중심부에 전자빔 통과구멍을 구비하고, 광원으로부터 입사한 광이 반사되어 시료로 입사하며, 시료에서 반사된 광이 반사하여 광검출기로 향하도록 반사할 수 있으며, 상기 시료로 향하도록 반사 또는 상기 광검출기로 향하도록 반사 중 어느 하나만 가능할 수도 있다. 본 발명의 일 구현예에 따른 광반사거울은 광집속을 하는 렌즈(210)와 함께 상기 광학계를 구성할 수 있다.
도 6은 일반 자기장 렌즈(a)와 자기장 렌즈 내부에 반사형 집속렌즈를 장착(b)한 구조를 비교한 개념도이다. 일반 자기장 렌즈는 전자빔 진행경로(50)가 중심에 위치하도록 고리형상으로 감싸는 자기장 생성 코일(110); 상기 코일을 감싸되, 상기 전자빔 진행경로(50)를 향해 돌출되어 상기 전자빔 진행경로를 둘러싸며, 단부가 개방된 폴피스(pole piece)(130)를 구비한 요크(yoke)부(120); 및 상기 폴피스의 자력선이 형성하는 상기 요크부 외부의 자기장 렌즈(150) 중심부와 일정 거리 이격하여 위치하는 광반사 거울(200)을 포함하는 렌즈 구조를 형성한다.
이에 비해 본 발명의 일 구현예에서 반사형 집속렌즈(220)인 상기 대물렌즈부는, 전자빔 진행경로가 중심에 위치하도록 고리형상으로 감싸는 자기장 생성 코일; 상기 코일을 감싸되, 상기 전자빔 진행경로를 향한 방향으로 돌출되어 상기 전자빔 진행경로를 둘러싸며, 단부가 개방된 균일한 폴피스(pole piece)(132)를 구비한 요크(yoke)부; 및 상기 폴피스의 자력선이 형성하는 자기장 렌즈 중심부에 위치하는 광반사 거울을 포함한다. 본 발명의 일 구현예에 따른 상기 반사형 집속렌즈(220)는 반사와 광집속을 동시에 할 수 있도록 곡면형으로 구성된 광반사 거울이다. 상기 반사형 집속렌즈(220)인 광반사 거울은 상기 전자빔이 통과할 수 있도록 중심부에 전자빔 통과구멍을 구비하고, 광원으로부터 입사한 광이 반사되어 시료로 입사하며, 시료에서 반사된 광이 반사하여 광검출기로 향하도록 반사할 수 있으며, 상기 시료로 향하도록 반사 또는 상기 광검출기로 향하도록 반사 중 어느 하나만 가능할 수도 있다.
도 7은 자기장 렌즈 내부에서 광반사 거울이 광집속을 하는 렌즈와 함께 광학계를 구성하는 구조를 나타낸 개념도이다. 도 7의 개념도는 상기 도 5의 자기장 렌즈 내부에 거울을 장착한 구조를 상세히 도시한 것이나, 이는 예시적인 것으로 상기 인 렌즈 구조, 상기 뒤집어진 인 렌즈 구조 등 어느 형태의 구조에도 적용될 수 있다.
도 8은 자기장 렌즈 내부에서 반사형 집속렌즈를 장착한 광학계 구조를 나타낸 개념도이다. 도 8의 개념도는 상기 도 6의 자기장 렌즈 내부에 거울을 장착한 구조를 상세히 도시한 것이나, 이는 예시적인 것으로 상기 인 렌즈 구조, 상기 뒤집어진 인 렌즈 구조 등 어느 형태의 구조에도 적용될 수 있다.
본 발명의 일 구현예 따른 광반사 거울은 그 중심부에 전자빔이 통과할 수 있는 전자빔 통과구멍을 구비하고 있으므로 상기 광반사 거울을 자기장 렌즈 중심부에 위치시키면 저배율에서 넓은 시야를 확보할 수 있는 장점도 가진다. 이는 주사전자현미경의 전자빔 편향축(pivot point)이 되는 자기장 렌즈 중심부에 조리개(aperture) 중심을 일치시키면 저배율에서 넓은 시야가 확보되기 때문이다. 아래 도 9와 도 10에서 상세히 본다.
도 9는 일반 고진공 주사전자현미경(a)과 일반 저진공 주사전자현미경(b)의 구조를 각각의 영상과 함께 나타낸 개념도이다. 고진공 주사전자현미경에서는 조리개(aperture)를 크게 할 수 있어서 시료 표면의 주사범위를 넓게 가져갈 수 있으나, 저진공 주사전자현미경에서는 조리개(aperture)를 작게 해야 하므로 시료 표면의 주사 범위도 좁아지게 된다. 저진공 주사전자현미경에서 이처럼 좁아진 시료 표면의 주사범위를 넓게 하기 위해서는 조리개 위치를 전자빔의 편향중심점인 자기장 렌즈 중심에 위치시키는 것이 방법이다. 도 10은 일반 저진공 주사전자현미경(a)과 자기장 렌즈 중심에 조리개(b)를 위치시킨 주사전자현미경을 비교한 개념도이다. 일반 주사전자현미경은 조리개(180)가 자기장 렌즈(150)로부터 이격되어 있기 때문에 전자빔이 관찰할 수 있는 시야가 좁아지는데 비해, 자기장 렌즈 중심에 조리개를 위치시킨 경우는 시야가 넓게 되는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본원의 예시적인 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본원의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본원의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본원의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다.
[부호의 설명]
10. 전자빔 발생원
20. 집속 렌즈부
50. 전자빔 진행경로
100. 대물렌즈부
110. 코일
120. 일반 자기장 렌즈 요크부
121. 자기장 렌즈 요크부
130. 일반 자기장 렌즈 폴피스
131. 세미 인렌즈 폴피스
132. 거울 장착가능한 폴피스
180. 조리개(aperture)
200. 광반사 거울
210. 광집속 렌즈
220. 반사형 집속렌즈
300. 시료실
310. 시료 홀더
320. 시료

Claims (5)

  1. 고분해능 광-전자 융합현미경으로, 상기 융합현미경은,
    전자빔을 방출하는 전자빔 발생원;
    상기 전자빔을 집속하여 통과시키는 집속 렌즈부;
    상기 집속 렌즈부를 통과한 전자빔을 집속하여 시료에 주사하는 대물렌즈부;
    상기 시료에 광선을 조사할 수 있는 광원을 포함하는 광학계;
    상기 시료가 적치되는 시료홀더가 위치하는 시료실; 및
    상기 전자빔 발생원, 상기 집속 렌즈부, 상기 대물렌즈부, 상기 광학계 및 상기 시료실을 진공으로 유지하는 진공펌프를 포함하고,
    상기 대물렌즈부는, 전자빔 진행경로가 중심에 위치하도록 고리형상으로 감싸는 자기장 생성 코일;
    상기 코일을 감싸되, 상기 전자빔이 상기 대물렌즈부를 통과해 나간 방향과 평행하게 돌출되어 상기 전자빔 진행경로를 둘러싸며, 단부가 개방된 폴피스(pole piece)를 구비한 요크(yoke)부; 및
    상기 폴피스의 자력선이 형성하는 상기 요크부 외부의 자기장 렌즈 중심부에 위치하는 광반사 거울을 포함하고,
    상기 광반사 거울은 상기 전자빔이 통과할 수 있도록 중심부에 전자빔 통과구멍을 구비하고, 광원으로부터 입사한 광이 시료를 거쳐 광검출기로 향하도록 반사하는,
    고분해능 광-전자 융합현미경.
  2. 고분해능 광-전자 융합현미경으로, 상기 융합현미경은,
    전자빔을 방출하는 전자빔 발생원;
    상기 전자빔을 집속하여 통과시키는 집속 렌즈부;
    상기 집속 렌즈부를 통과한 전자빔을 집속하여 시료에 주사하는 대물렌즈부;
    상기 시료에 광선을 조사할 수 있는 광원을 포함하는 광학계;
    상기 시료가 적치되는 시료홀더가 위치하는 시료실; 및
    상기 전자빔 발생원, 상기 집속 렌즈부, 상기 대물렌즈부, 상기 광학계 및 상기 시료실을 진공으로 유지하는 진공펌프를 포함하고,
    상기 대물렌즈부는, 전자빔 진행경로가 중심에 위치하도록 고리형상으로 감싸는 자기장 생성 코일;
    상기 코일을 감싸되, 상기 전자빔이 상기 대물렌즈부에 입사해 들어오는 방향으로 평행하게 돌출되어 상기 전자빔 진행경로를 둘러싸며, 단부가 개방된 균일한 폴피스(pole piece)를 구비한 요크(yoke)부; 및
    상기 폴피스의 자력선이 형성하는 상기 요크부 상부의 자기장 렌즈 중심부에 위치하는 광반사 거울을 포함하고,
    상기 광반사 거울은 상기 전자빔이 통과할 수 있도록 중심부에 전자빔 통과 구멍을 구비하고, 광원으로부터 입사한 광이 시료를 거쳐 광검출기로 향하도록 반사하는,
    고분해능 광-전자 융합현미경.
  3. 고분해능 광-전자 융합현미경으로, 상기 융합현미경은,
    전자빔을 방출하는 전자빔 발생원;
    상기 전자빔을 집속하여 통과시키는 집속 렌즈부;
    상기 집속 렌즈부를 통과한 전자빔을 집속하여 시료에 주사하는 대물렌즈부;
    상기 시료에 광선을 조사할 수 있는 광원을 포함하는 광학계;
    상기 시료가 적치되는 시료홀더가 위치하는 시료실; 및
    상기 전자빔 발생원, 상기 집속 렌즈부, 상기 대물렌즈부, 상기 광학계 및 상기 시료실을 진공으로 유지하는 진공펌프를 포함하고,
    상기 대물렌즈부, 상기 광학계는, 전자빔 진행경로가 중심에 위치하도록 고리형상으로 감싸는 자기장 생성 코일;
    상기 코일을 감싸되, 상기 전자빔 진행경로를 향한 방향으로 돌출되어 상기 전자빔 진행경로를 둘러싸며, 단부가 개방된 균일한 폴피스(pole piece)를 구비한 요크(yoke)부; 및
    상기 폴피스의 자력선이 형성하는 자기장 렌즈 중심부에 위치하는 광반사 거울을 포함하고,
    상기 광반사 거울은 상기 전자빔이 통과할 수 있도록 중심부에 전자빔 통과 구멍을 구비하고, 광원으로부터 입사한 광이 시료를 거쳐 광검출기로 향하도록 반사하는,
    상기 전자빔은 요크부, 상기 광반사 거울 및 상기 시료홀더를 순차적으로 통과하는,
    고분해능 광-전자 융합현미경.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광반사 거울은 광집속을 동시에 할 수 있는 곡면형으로 구성된,
    고분해능 광-전자 융합현미경.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광반사 거울은 광집속을 하는 렌즈와 함께 상기 광학계를 구성하는,
    고분해능 광-전자 융합현미경.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114171361A (zh) * 2020-09-11 2022-03-11 聚束科技（北京）有限公司 一种电子显微镜

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005539359A (ja) * 2002-09-18 2005-12-22 エフ・イ−・アイ・カンパニー 粒子−光デバイスおよび検出手段
JP2007250222A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Hitachi High-Technologies Corp 走査電子顕微鏡
JP2007322396A (ja) * 2006-06-05 2007-12-13 Univ Of Tsukuba 透過型電子顕微鏡と近接場光学顕微鏡の複合型顕微鏡
JP2010008406A (ja) * 2008-05-30 2010-01-14 Shinichiro Isobe 多光源顕微鏡
WO2011126041A1 (ja) * 2010-04-06 2011-10-13 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 複合顕微鏡装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005539359A (ja) * 2002-09-18 2005-12-22 エフ・イ−・アイ・カンパニー 粒子−光デバイスおよび検出手段
JP2007250222A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Hitachi High-Technologies Corp 走査電子顕微鏡
JP2007322396A (ja) * 2006-06-05 2007-12-13 Univ Of Tsukuba 透過型電子顕微鏡と近接場光学顕微鏡の複合型顕微鏡
JP2010008406A (ja) * 2008-05-30 2010-01-14 Shinichiro Isobe 多光源顕微鏡
WO2011126041A1 (ja) * 2010-04-06 2011-10-13 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 複合顕微鏡装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114171361A (zh) * 2020-09-11 2022-03-11 聚束科技（北京）有限公司 一种电子显微镜

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