特許 6196657 キャリアを有する電子顕微鏡

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6196657

(24)【登録日】2017年8月25日

(45)【発行日】2017年9月13日

(54)【発明の名称】キャリアを有する電子顕微鏡

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/20 20060101AFI20170904BHJP

   G01N 1/28 20060101ALI20170904BHJP

【ＦＩ】

   H01J37/20 E

   H01J37/20 A

   G01N1/28 K

   G01N1/28 F

   G01N1/28 W

【請求項の数】16

【外国語出願】

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-240457(P2015-240457)

(22)【出願日】2015年12月9日

(65)【公開番号】特開2016-115676(P2016-115676A)

(43)【公開日】2016年6月23日

【審査請求日】2016年2月1日

(31)【優先権主張番号】103143021

(32)【優先日】2014年12月10日

(33)【優先権主張国】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】390023582

【氏名又は名称】財團法人工業技術研究院

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】100161148

【弁理士】

【氏名又は名称】福尾 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100134577

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 雅章

(72)【発明者】

【氏名】李 信宏

(72)【発明者】

【氏名】李 正宇

(72)【発明者】

【氏名】江 ▲俊▼▲霖▼

(72)【発明者】

【氏名】▲蔡▼ 昆志

(72)【発明者】

【氏名】林 文地

【審査官】 鳥居 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０２６８４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／００５７５８１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ３７／２０

Ｈ０１Ｊ ３７／２８

Ｇ０１Ｎ １／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

サンプルを載置するキャリアと、
第１流体を前記サンプルを通過する第１流動経路に沿って流すように駆動する第１駆動ユニットと、
前記第１流動経路に配置され、前記第１流体にバッファリングを実行するフローバッファユニットと、
電子ビームを前記サンプルに提供する電子源と、
を含み、前記第１流体が前記フローバッファユニット及び前記キャリアを流れる、キャリアを有する電子顕微鏡。

【請求項2】

前記キャリアは、
フローバッファ傾斜面を有する第１通路を有するボディと、
前記ボディに配置され、前記サンプルを載置するフィルムと、
を含み、前記サンプルは、前記第１通路に位置し、前記第１流体は、前記第１通路に沿って流れ、前記フローバッファ傾斜面及び前記サンプルを通過する請求項１に記載の電子顕微鏡。

【請求項3】

前記キャリアは、
第１通路及び第２通路を有し、前記第１通路及び前記第２通路が互いに堆積されるボディと、
前記ボディに配置され、前記サンプルを載置するフィルムと、
を含み、前記サンプルは、前記第１通路に位置し、前記第１流体は、前記第１通路に沿って流れ、前記サンプルを通過し、第２流体は、前記第２通路に沿って流れ、第１流体の温度を調整する請求項１に記載の電子顕微鏡。

【請求項4】

前記フローバッファユニットは、２つのチャネルを有し、
前記第１流体は、前記チャネルの一方及び前記サンプルを流れ、
第２流体は、前記チャネルの他方及び前記キャリアを流れ、前記第１流体の温度を調整し、
前記フローバッファユニットは、それぞれ前記第１流体及び前記第２流体にバッファリングを実行する請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の電子顕微鏡。

【請求項5】

第１チャンバを更に含み、前記キャリアは、前記第１チャンバ内に配置され、前記第１駆動ユニットは、真空吸引モジュールであり、前記真空吸引モジュールは、前記第１チャンバを真空吸引し、前記サンプルを流れるように前記第１流体を駆動する請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の電子顕微鏡。

【請求項6】

クランプを更に含み、前記クランプは、前記キャリアを挟持することに適用され、第１流体案内構造を有し、前記クランプが前記キャリアを挟持する時、前記第１流体案内構造は、前記キャリアに接続され、前記第１流動経路は、前記第１流体案内構造を通過する請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の電子顕微鏡。

【請求項7】

第２流体は、第２流動経路に沿って前記キャリアを流れて前記第１流体の温度を調整し、前記クランプは、第２流体案内構造を更に有し、前記クランプが前記キャリアを挟持する時、前記第２流体案内構造は、前記キャリアに接続され、前記第２流動経路は、前記第２流体案内構造を通過する請求項６に記載の電子顕微鏡。

【請求項8】

前記クランプは、
前記キャリアを載置することに適用されるベースと、
前記ベース上に移動可能に配置される２つの挟持部材と、
互いにピボット回転可能に設けられ、且つそれぞれ２つの前記挟持部材に移動可能に接続される２つの把手と、
を更に含み、２つの前記把手は、互いにピボット回転され、２つの前記挟持部材を駆動して前記キャリアを挟持又は開放する請求項６または請求項７に記載の電子顕微鏡。

【請求項9】

前記キャリア内に第１温度検出素子を有する請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の電子顕微鏡。

【請求項10】

前記フローバッファユニット内に第２温度検出素子を更に有する請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載の電子顕微鏡。

【請求項11】

フローバッファ傾斜面を有する第１通路を有するボディと、
前記ボディに配置され、サンプルを載置し、前記サンプルは、前記第１通路に位置し、第１流体は、前記第１通路に沿って流れ、前記フローバッファ傾斜面及び前記サンプルを通過するフィルムと、
を含むキャリアと、
電子ビームを前記サンプルに提供する電子源と、
フローバッファユニットと、
を備え、前記第１流体は、前記フローバッファユニット及び前記キャリアを流れ、前記フローバッファユニットは、前記第１流体にバッファリングを実行する、キャリアを有する電子顕微鏡。

【請求項12】

サンプルを載置するフィルムを有するキャリアと、
２つのチャネルを有し、第１流体が前記チャネルの一方及び前記サンプルを流れ、第２流体が前記チャネルの他方及び前記キャリアを流れ、前記第1流体の温度を調整し、それぞれ前記第１流体及び前記第２流体にバッファリングを実行するフローバッファユニットと、
電子ビームを前記サンプルに提供する電子源と、
を含む、キャリアを有する電子顕微鏡。

【請求項13】

前記フローバッファユニットは、それぞれ２つの前記チャネルに圧力を加えることによって、前記第１流体及び前記第２流体にバッファリングを行う請求項１２に記載の電子顕微鏡。

【請求項14】

各前記チャネル内にガスを有し、前記フローバッファユニットは、前記ガスの圧力を用いることによって前記第１流体又は前記第２流体にバッファリングを行う請求項１２又は請求項１３に記載の電子顕微鏡。

【請求項15】

温度制御ユニットを更に含み、前記温度制御ユニットは、前記フローバッファユニットに接続され、２つの前記チャネルを流れる前記第１流体及び前記第２流体の温度を制御する請求項１２乃至請求項１４の何れか１項に記載の電子顕微鏡。

【請求項16】

前記温度制御ユニットは、
前記フローバッファユニットに接続される冷却チップと、
前記冷却チップに接続される放熱フィン組と、
前記放熱フィン組の一側に配置される放熱ファンと、
を含む請求項１５に記載の電子顕微鏡。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子顕微鏡に関し、特にキャリアを有する電子顕微鏡に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に述べて、原子間力顕微鏡（atomic force microscopy = AFM）や電子顕微鏡等の機器は、通常、ナノレベルで物質の幾何学的外形を観察することに用いられる。ＡＦＭを使用して測定する時、プローブを使用してサンプルの幾何学的外形を測定する必要がある。このような測定プロセスは、プローブの尖端を損壊し易く、測定に長時間を要するだけでなく、更に、サンプルの測定範囲も比較的狭くなる。電子顕微鏡は、一方で、そのような問題がない。

【0003】

走査型電子顕微鏡（scanning electron microscope = SEM）を例とすれば、このような顕微鏡は、液体サンプルを観察することに用いられる。液体サンプルを観察する時、流体は、サンプルを載置するフィルムを流れるように駆動され、サンプルの代謝物を持ち去る必要があり、又は流体は、測定に必要な薬剤をサンプルに添加するための媒体として提供される必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

流体の乱れによってフィルムが損壊を受けることを如何に回避し、観察の要求に応じてサンプルを流れる流体の温度を如何に制御するかは、液体サンプルをうまく観察することができるかどうかを決定する重要な因子である。また、電子顕微鏡は、液体の流れを駆動する駆動源を実装するための追加の空間及びコストを必要とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の実施形態に基づく電子顕微鏡は、キャリアと、第１駆動ユニットと、フローバッファユニット、電子源と、を含む。キャリアは、サンプルを載置する。第１駆動ユニットは、第１流体を第１流動経路に沿って流すように駆動する。前記第１流動経路が前記サンプルを通過する。フローバッファユニットは、前記第１流動経路に配置され、前記第１流体にバッファリングを実行する。前記第１流体が前記フローバッファユニット及び前記キャリアを流れる。電子源は、電子ビームを前記サンプルに提供する。

【0006】

本発明の実施形態に基づく電子顕微鏡は、キャリアと、電子源と、を含む。キャリアは、ボディ及びフィルムを有する。ボディは、第１通路を有し、前記第１通路がフローバッファ傾斜面を有する。フィルムは、前記ボディに配置され、サンプルを載置する。前記サンプルは、前記第１通路に位置し、第１流体は、前記第１通路に沿って流れ、前記フローバッファ傾斜面及び前記サンプルを通過する。電子源は、電子ビームを前記サンプルに提供する。

【0007】

本発明の実施形態に基づく電子顕微鏡は、キャリアと、電子源と、を含む。キャリアは、ボディ及びフィルムを有する。ボディは、第１通路及び第２通路を有し、前記第１通路及び前記第２通路が互いに堆積される。フィルムは、前記ボディに配置され、サンプルを載置する。前記サンプルは、前記第１通路に位置し、第１流体は、前記第１通路に沿って流れ、前記サンプルを通過し、第２流体は、前記第２通路に沿って流れ、第１流体の温度を調整する。電子源は、電子ビームを前記サンプルに提供する。

【0008】

本発明の実施形態に基づく電子顕微鏡は、キャリアと、フローバッファユニットと、電子源と、を含む。キャリアは、サンプルを載置するフィルムを有する。フローバッファユニットは、２つのチャネルを有する。第１流体が前記チャネルの一方及び前記サンプルを流れ、第２流体が前記チャネルの他方及び前記キャリアを流れ、前記第1流体の温度を調整する。フローバッファユニットは、それぞれ前記第１流体及び前記第２流体にバッファリングを実行する。電子源は、電子ビームを前記サンプルに提供する。

【0009】

本発明の実施形態に基づく電子顕微鏡は、第１チャンバと、キャリアと、真空吸引モジュールと、電子源と、を含む。キャリアは、第１チャンバ内に配置され、サンプルを載置する。真空吸引モジュールは、前記第１チャンバを真空吸引し、前記サンプルを流れるように第１流体を駆動する。電子源は、電子ビームを前記サンプルに提供する。

【発明の効果】

【0010】

本発明は、サンプルにバッファリング及び温度制御を効果的に実行し、電子顕微鏡のサイズ及びコストを低減することができる電子顕微鏡を提供する。

【0011】

バッファリングがフローバッファユニットにより第１流体に実行され、それから、第１流体がキャリアに流れ込む。更に、フローバッファ傾斜面が再び第１流体にバッファリングを行うことができ、従って、更に、キャリアにおけるサンプルを流れる第１流体の乱れを減少させる。このように、使用者は、電子顕微鏡を使用することでうまくサンプルを観察することができる。更に、第１流体が流れるために提供される第１通路に加え、第１流路に互いに堆積される第２通路が、第２流体が流れるためのキャリアに提供されることもでき、従って、第１流体の温度が第２流体を使用することによって調整されることができる。このようにして、サンプルは、予期される適切な温度で観察されることができる。また、電子顕微鏡の既存の真空吸引装置は、更に第１流体の流動を駆動することに用いられることができる。このようにして、第１流体の駆動源としての追加のポンプを必要とせず、電子顕微鏡の空間及びコストが低減されることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施例に基づく電子顕微鏡の幾つかの部材を示す概略図である。

【図2】図１に示されるキャリアの部分構造の断面図である。

【図3】図２に示されるキャリアの実施例のフィルム箇所の局部拡大図である。

【図4】本発明の実施例に基づくフローバッファユニットの具体構造を示す図である。

【図5】図４に示されるフローバッファユニットを示す局部断面図である。

【図6】本発明の実施例に基づく温度制御ユニットの具体構造を示す図である。

【図7】図１に示されるキャリアがクランプで挟持された実施形態を示す図である。

【図8】図７に示されるクランプとキャリアを示す局部拡大図である。

【図9】本発明のもう１つの実施例に基づく電子顕微鏡の幾つかの部材を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１は、本発明の実施例に基づく電子顕微鏡の幾つかの部材を示す概略図である。図１を参照し、本実施例の電子顕微鏡１００は、例えば、走査型電子顕微鏡であり、且つキャリア１１０、第１駆動ユニット１２０、フローバッファユニット１３０、及び電子源１４０を含む。キャリア１１０は、第１チャンバ１５０ａに配置され、且つフィルム１１２を有する。フィルム１１２は、サンプル（例えば、生物細胞の液体サンプル）を載置するように構成され、第１チャンバ１５０ａは、サンプルの観察のための真空チャンバである。電子源１４０は、観察のために電子ビームＥをサンプルに提供するように構成される。

【0014】

第１駆動ユニット１２０は、例えば、ポンプであり、且つ第１流体を第１流動経路Ｐ１に沿って流すように駆動する。更に、第１流体は、第１流動経路Ｐ１に沿って流れ、フィルム１１２上のサンプルを通過し、従って、サンプルの代謝物を持ち去って収集ユニット１８０中に代謝物を収集するか、又は第１流体を媒体として用いることによってサンプルの測定のための薬剤をサンプルに添加する。第１駆動ユニット１２０は、例えば、電子顕微鏡１００の制御ユニット１００ａに電気接続され、制御ユニット１００ａの制御下で動作される。フローバッファユニット１３０は、第１流動経路Ｐ１上に配置され、第１チャンバ１５０ａの外側に位置する。第１流体は、フローバッファユニット１３０及びキャリア１１０を流れる。フローバッファユニット１３０は、第１流体上でバッファリングを実行し、第１流体の乱れを減少するように構成される。フローバッファユニット１３０も、例えば、制御ユニット１００ａに接続され、制御ユニット１００ａの制御下で動作される。実施形態において、フローバッファユニット１３０に接続される管路は、第１チャンバ１５０ａの外側から第１チャンバ１５０ａの内側まで第１チャンバ１５０ａの外壁を貫通するよう構成され、これにより、第１流体が第１駆動ユニット１２０の駆動によって管路を介して第１チャンバ１５０内側のキャリア１１０に到達する。

【0015】

図２は、図１に示されるキャリアの部分構造の断面図である。図２を参照し、キャリア１１０は、ボディ１１４を含む。ボディ１１４は、例えば、上部構造１１４ａ及び下部構造１１４ｂを含む。更に、上部構造１１４ａは、第１流動経路Ｐ１上に位置する第１通路１１４ｃを有し、第１通路１１４ｃは、フィルム１１２を通過してサンプルを第１通路１１４ｃに位置させる。キャリア１１０は、更に、突起構造１１６を含む。突起構造１１６は、第１通路１１４ｃに位置し、第１通路１１４ｃにフローバッファ傾斜面Ｉを形成する。第１流体は、第１通路１１４ｃに沿ってフローバッファ傾斜面Ｉ及びフィルム１１２上のサンプルを通過する。このような設計により、バッファリングは、フローバッファユニット１３０を用いることによってキャリア１１０に到達する前の第１流体上に実行されるだけでなく、更に、フローバッファ傾斜面Ｉを用いることによって第１流体がキャリア１１０に入った後にもフィルム１１２に流れる前に実行され、従って、フィルム１１２が第１流体の過度の乱れによって損壊を受けることを回避する。

【0016】

図３は、図２に示されるキャリアの実施例のフィルム箇所の局部拡大図である。本実施形態のフィルム１１２は、例えば、半導体製造プロセスを実行することにより基板１１３上に形成される窒化ケイ素層であり、基板１１３は、例えば、シリコン基板である。電子ビームＥは、窒化ケイ素層を通過してサンプルに作用することができる。他の実施形態において、フィルム１１２は、他の適当な材質で形成され且つ他の適当なプロセスを実行することによって製造されることができる。本発明は、この点に制限を加えることを意図するものではない。

【0017】

実施形態において、電子顕微鏡１００は、図１に示されるように、第２駆動ユニット１６０を含むことができる。第２駆動ユニット１６０は、第２流体を駆動し、第２流動経路Ｐ２に沿って流すように構成され、第２流動経路Ｐ２は、キャリア１１０を通過する。第２駆動ユニット１６０は、例えば、制御ユニット１００ａに電気接続され、制御ユニット１００ａの制御下で動作される。管路は、第１チャンバ１５０ａの外側から第１チャンバ１５０ａの内側まで第１チャンバ１５０ａの外壁を貫通するように配置され、このようにして、第２流体は、第２駆動ユニット１６０の駆動によって管路を介して第１チャンバ１５０ａ内側のキャリア１１０に到達する。図２に示すように、キャリア１１０のボディ１１４の下部構造１１４ｂは、第２流動経路Ｐ２上の第２通路１１４ｄを有し、このようにして、第２流体は、第２通路１１４ｄに沿って流れる。更に、第１通路１１４ｃ及び第２通路１１４ｄは、互いに堆積される。第２流体は、適当な温度を有し、且つ第２通路１１４ｄを循環的に流れるように制御されることができ、従って、隣接する第１通路１１４ｃ中のサンプルの温度を制御する。他の実施形態において、温度調整モジュールが第１通路１１４ｃのサンプルの温度を調整するためにキャリア１１０に配置されることもでき、本発明は、この点に制限を加えることを意図するものではない。

【0018】

図１を参照し、実施形態において、フローバッファユニット１３０は、２つのチャネル１３２を有することができる。第１流動経路Ｐ１及び第２流動経路Ｐ２は、それぞれチャネル１３２を通過する。フローバッファユニット１３０は、それぞれ第１流体及び第２流体にバッファリングを行うことができる。更に、フローバッファユニット１３０は、それぞれチャネル１３２に圧力を加えることによって第１流体及び第２流体にバッファリングを行うことができる。また、電子顕微鏡１００は、更に温度制御ユニット１７０を含む。温度制御ユニット１７０は、冷却チップを含み、且つフローバッファユニット１３０に接続されることができ、従って、チャネル１３２を流れる第１流体及び第２流体の温度を制御し、これにより確実にキャリア１１０を流れる第１流体及び第２流体が予期する温度を有する。温度制御ユニット１７０は、制御ユニット１００ａに電気接続され、制御ユニット１００ａの制御下で動作される。実施形態において、第１流動経路Ｐ１及び第２流動経路Ｐ２は、単一のフローバッファユニット１３０に配置される。このように、フローバッファユニット１３０は、同時に第１流体及び第２流体にバッファリングを行うことができ、温度制御ユニット１７０は、第１流体及び第２流体の温度を同時に制御することができ、従って、フローバッファ及び温度制御の効率を改善する。

【0019】

以下において、本発明の実施形態に基づくフローバッファユニットを詳細に説明する。図４は、図１に示されるフローバッファユニットの実施形態を示す図である。図５は、図４に示されるフローバッファユニットを示す局部断面図である。図４及び図５を参照し、本実施形態のフローバッファユニット１３０において、各チャネル１３２は、チャンバ１３２ａを含み、チャンバ１３２ａは、それぞれ第１流体及び第２流体を収容するように構成される。図５に示すように、流体の流量を制御することによって、各チャネル１３２におけるチャンバ１３２ａは、ガスＧを収容するための空間を有する。更に、フローバッファユニット１３０は、ガスＧの圧力を利用し、チャンバ１３２ａにおける流体Ｌ（即ち、第１流体又は第２流体）にバッファリングを実行することができる。他の実施形態において、フローバッファユニット１３０は、他の方法でバッファリングを実行することができ、本発明は、この点に制限を加えることを意図するものではない。

【0020】

以下において、本実施形態の温度制御ユニットを図面の参照を併せて詳細に説明する。図６は、図１に示される温度制御ユニットの実施形態を示す図である。図６を参照し、本実施形態の温度制御ユニット１７０は、冷却チップ１７２、放熱フィン組１７４、及び放熱ファン１７６を含む。冷却チップ１７２は、フローバッファユニット１３０に接続され、フローバッファユニット１３０内の第１流体及び第２流体の温度を制御する。放熱フィン組１７４は、熱管１７８を介して冷却チップ１７２に接続し、冷却チップ１７２からの熱を受けて放散させる。放熱ファン１７６は、放熱フィン組１７４の一側に配置され、放熱気流を発生し、放熱フィン組１７４の熱を放散する。他の実施形態において、温度制御ユニット１７０は、他の適当な形式の温度制御装置であることができ、本発明は上記に制限されるものではない。

【0021】

電子顕微鏡１００は、更に、キャリア１１０を挟持してキャリア１１０の配置を便利にさせるクランプを含む。この点に関する詳細を、図面を参照して以下に説明する。図７は、図１に示されるキャリアがクランプに挟持されることを示す図である。図７を参照し、電子顕微鏡１００は、クランプ１９０を含む。クランプ１９０は、キャリア１１０のボディ１１４を挟持することに適し、第１流体案内構造１９２、例えば、管部材等を有する。クランプ１９０がキャリア１１０のボディ１１４を挟持する時、第１流体案内構造１９２は、キャリア１１０内側の第１通路１１４ｃ（図２参照）に接続され、第１流動経路Ｐ１（図１、図２参照）は、第１流体案内構造１９２を通過し、従って、第１流体案内構造１９２を使用することにより第１流体を誘導してキャリア１１０を流れる。更に、キャリア１１０に接続された第１流体案内構造１９２は、第１通路１１４ｃの開口Ｈ１を密閉するように構成される。

【0022】

図７に示される実施形態において、クランプ１９０は、更に、第２流体案内構造１９４を含む。図２に示される第２流体案内構造１９４及び第２通路１１４ｄは、図２に示される第１流体案内構造１９２及び第１通路１１４ｃの間の配置関係と同じである。この点に関する詳細を以下に説明する。クランプ１９０がキャリア１１０のボディ１１４を挟持する時、第２流体案内構造１９４は、キャリア１１０内側の第２通路１１４ｄ（図２参照）に接続され、第２流動経路Ｐ２（図１、図２参照）は、第２流体案内構造１９４を通過し、従って、第２流体案内構造１９４を使用することにより第１流体を誘導してキャリア１１０を流れる。更に、キャリア１１０に接続された第２流体案内構造１９４は、第２通路１１４ｄの開口Ｈ２（図２参照）を密閉するように構成される。

【0023】

実施形態におけるクランプ１９０は、ベース１９０ａ、２つの挟持部材１９０ｂ、及び２つの把手１９０ｃを含む。ベース１９０ａは、キャリア１１０を載置することに適用される。挟持部材１９０ｂは、ベース１９０ａ上に移動可能に配置される。２つの把手１９０は、互いにピボット回転可能に設けられ、且つそれぞれ挟持部材１９０ｂに移動可能に接続される。２つの把手１９０ｃは、使用者により加えられる力によって互いにピボット回転され、従って、挟持部材１９０ｂを駆動し、キャリア１１０を挟持又は開放する。

【0024】

図８は、図７に示されるクランプ及びキャリアを示す局部拡大図である。図８を参照し、各挟持部材１９０ｂは、挟持部Ｃ、ボールジョイント部Ｂ、牽引部Ｔ、及びガイドレール部Ｒを含む。ガイドレール部Ｒは、ベース１９０ａ上に方向Ｄに沿って滑動可能に配置され、挟持部Ｃは、ガイドレール部Ｒ上に配置され、第１流体案内構造１９２及び第２流体案内構造１９４は、挟持部Ｃに配置され、把手１９０ｃは、ボールジョイント部Ｂによって挟持部Ｃにボールジョイントされ、牽引部Ｔは、把手１９０ｃ及び挟持部Ｃの間に接続される。使用者が把手１９０ｃに力を加える時、把手１９０ｃは、牽引部Ｔを介して挟持部Ｃを駆動し、ガイドレール部Ｒに従って方向Ｄに沿って移動し、従って、挟持部Ｃにキャリア１１０を挟持又は開放させる。他の実施形態において、クランプは、他の適当な形式に設計されることができる。本発明は、この点に制限を加えることを意図するものではない。

【0025】

図７に示すように、実施形態において、第１温度検出素子Ｓ１は、キャリア１１０内に提供される。第１温度検出素子Ｓ１は、キャリア１１０を流れる第１流体及び第２流体の温度値を検出するように構成される。また、図４に示すように、実施形態において、第２温度検出素子Ｓ２は、フローバッファユニット１３０内に提供される。第２温度検出素子Ｓ２は、フローバッファユニット１３０を流れる第１流体及び第２流体の温度値を検出するように構成される。従って、図１に示される温度制御ユニット１７０は、第１温度検出素子Ｓ１及び第２温度検出素子Ｓ２により検出された温度値に基づいて第１流体及び第２流体の温度を制御することができる。第１温度検出素子Ｓ１及び第２温度検出素子Ｓ２は、例えば、図１に示すような制御ユニット１００ａに電気接続され、制御ユニット１００ａの制御下で動作される。

【0026】

図１に示される第１実施形態において、第１流体の流動を駆動する第１駆動ユニット１２０は、ポンプである。しかしながら、本発明はこれに制限するものではない。幾つかの他の実施形態において、第１駆動ユニットは、真空チャンバのための真空吸引装置であることができる。真空吸引装置を使用することにより第１チャンバを真空吸引することに加え、電子顕微鏡は、更に真空吸引装置を使用することにより発生される圧力差を利用し、第１流体をキャリアへ流すよう駆動し、サイフォン原理を利用することによってサンプルに通過させる。この点に関する詳細を以下に説明する。

【0027】

図９は、本発明のもう1つの実施形態に基づく電子顕微鏡の部分構造を示す概略図である。図９に示される電子顕微鏡２００において、制御ユニット２００ａ、キャリア２１０、フローバッファユニット２３０、第１チャンバ２５０ａ、第２駆動ユニット２６０、温度制御ユニット２７０の配置及び動作は、図１〜図６に示される制御ユニット１００ａ、キャリア１１０、フローバッファユニット１３０、第１チャンバ１５０ａ、第２駆動ユニット１６０、及び温度制御ユニット１７０のそれらと類似する。従って、この点における詳細は、以下では繰り返し記載しない。電子顕微鏡２００は、更に、第１流体を収容し且つキャリア２１０に接続される収容ユニット２９０を含むことができる。

【0028】

電子顕微鏡２００及び電子顕微鏡１００の実施例の相違は、電子顕微鏡２００の第１駆動ユニット２２０がポンプではなく、電子顕微鏡２００に既存の真空吸引装置であり、且つ電子顕微鏡２００が第２チャンバ２５０ｂを更に含むことにある。真空吸引装置（即ち、第１駆動ユニット２２０）は、第１チャンバ２５０ａに接続され、キャリア２１０内のサンプルを観察する為に第１チャンバ２５０ａを真空吸引する。第２チャンバ２５０ｂは、真空吸引装置（即ち、第１駆動ユニット２２０）及び収容ユニット２９０の間に接続され、キャリア２１０は、第２チャンバ２５０ｂ及び収容ユニット２９０の間に配置される。バルブＶ１（例えば、電磁弁）は、真空吸引装置（即ち、第１駆動ユニット２２０）及び第２チャンバ２５０ｂの間に配置され、バルブＶ２（即ち、電子バルブ）は、第２チャンバ２５０ｂ及び第１チャンバ２５０ａの間に配置される。バルブＶ１が開放され、バルブＶ２が閉鎖される時、真空吸引装置（即ち、第１駆動ユニット２２０）は、第２チャンバ２５０ｂを真空吸引することができる。

【0029】

また、バルブＶ２が開放され、バルブＶ１が閉鎖される時、真空の第２チャンバ２５０ｂ及び収容ユニット２９０の間の圧力差は、第１流体を収容ユニット２９０からキャリア２１０へ流すように駆動し、これにより、第１流体は、サイフォン原理を利用して収容ユニット２９０からキャリア２１０へ流れることができる。このように、第１駆動ユニット２２０は、第１流体の流動を駆動することともに第１チャンバ２５０ａを真空吸引することが可能となっている。従って、第１流体の駆動源として別途のポンプを必要とせず、電子顕微鏡２００は、簡化されることができる。真空吸引により流体の流動を駆動することで流体圧力をより小さくさせ、それにより、フィルムが液体の流動により損壊される確率を低減する。他の実施形態において、電子顕微鏡２００は、既存の真空吸引装置を使用して第１チャンバ２５０ａを真空吸引し、他の真空吸引装置を使用して第１流体の流動を駆動することができる。本発明は、この点に制限を加えることを意図するものではない。

【0030】

図９に示すように、フィルタＦは、第１駆動ユニット２２０及びバルブＶ１の間に配置される。フィルタＦは、バルブＶ１から第１駆動ユニット２２０へ流れるガスを濾過するように構成される。収集ユニット２８０は、バルブＶ２及びキャリア２１０の間に提供される。収集ユニット２８０は、キャリア２１０におけるサンプルの代謝物を収集するように構成される。また、差圧計Ｍ１は、フィルタＦに提供され、差圧計Ｍ２は、第２チャンバ２５０ｂに提供され、差圧計Ｍ３は、キャリア２１０に提供される。差圧計Ｍ１、差圧計Ｍ２、及び差圧計Ｍ３は、それぞれフィルタＦ、第２チャンバ２５０ｂ、及びキャリア２１０における圧力値を測定するように構成されるから、第１駆動ユニット２２０、バルブＶ１、及びバルブＶ２は流体の流動を円滑に駆動するように動作される。

【0031】

図９を参照し、収容ユニット２９０は、複数の導管２９２を有することができる。導管２９２は、キャリア２１０に接続され、且つそれぞれ異なる管径を有する。第１流体は、何れか１つの導管２９２を介して収容ユニット２９０から流出することができる。更に、導管２９２の半径が大きいほど、サイフォンの原理により第１流体が導管２９２を介して収容ユニット２９０から流出する流量が大きくなる。従って、適当な管径を有する導管２９２が要求の流量に基づいて第１流体を輸送するように選択されることができる。各導管２９２は、バルブＶ３を有する。各バルブＶ３は、第１流体が対応する導管２９２を介して流出するかを制御するように構成される。

【0032】

上記のように、本発明の実施形態に基づく電子顕微鏡は、バッファリングがフローバッファユニットにより第１流体に実行され、それから、第１流体がキャリアに流れる。更に、フローバッファ傾斜面は、再び第１流体にバッファリングを実行することに用いられることもでき、従って、キャリアにおけるサンプルを流れる第１流体の乱れを軽減させる。このように、使用者は、電子顕微鏡を用いることによってサンプルを観察することができる。更に、第１流体の流動のために提供される第１通路に加えて、第１通路に堆積される第２通路も第２流体の流動のためにキャリア内に提供され、これにより、第１流体の温度は、第２流体を用いることによって調整されることができる。このように、サンプルは、予期する適当な温度下で観察されることができる。更に、フローバッファユニットは、同時に第１流体及び第２流体にバッファリングを行うことに使用されることもでき、フローバッファユニットに統合された温度制御ユニットは、第１流体及び第２流体の温度を同時に制御することに用いられることもでき、従って、電子顕微鏡のフローバッファと温度制御の効率を改善する。電子顕微鏡の既存の真空吸引装置は、更に第１流体の流動を駆動することに用いられることもできる。このように、第１流体の駆動源として追加のポンプを必要とせず、従って、電子顕微鏡の空間及びコストが減少されることができる。

【0033】

以上のごとく、本発明を実施形態により開示したが、もとより、本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、本発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。

【産業上の利用可能性】

【0034】

本発明は、キャリアを有する電子顕微鏡に関し、ナノレベルでの物質の幾何学的な外観を観察するための走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）に適用できる。

【符号の説明】

【0035】

１００，２００ 電子顕微鏡
１００ａ，２００ａ 制御ユニット
１１０，２１０ キャリア
１１２ フィルム
１１３ 基板
１１４ ボディ
１１４ａ 上部構造
１１４ｂ 下部構造
１１４ｃ 第１通路
１１４ｄ 第２通路
１１６ 突起構造
１２０，２２０ 第１駆動ユニット
１３０，２３０ フローバッファユニット
１３２ チャネル
１３２ａ チャンバ
１４０ 電子源
１５０ａ，２５０ａ 第１チャンバ
１６０，２６０ 第２駆動ユニット
１７０，２７０ 温度制御ユニット
１７２ 冷却チップ
１７４ 放熱フィン組
１７６ 放熱ファン
１７８ 熱管
１８０，２８０ 収集ユニット
１９０ クランプ
１９０ａ ベース
１９０ｂ 挟持部材
１９２ 第１流体案内構造
１９４ 第２流体案内構造
２５０ｂ 第２チャンバ
２９０ 収容ユニット
２９２ 導管
Ｂ ボールジョイント部
Ｃ 挟持部
Ｄ 距離
Ｅ 電子ビーム
Ｆ フィルタ
Ｇ ガス
Ｈ１，Ｈ２ 開口
Ｌ 流体
Ｍ１，Ｍ３ 差圧計
Ｍ２ 圧力計
Ｐ１ 第１流動経路
Ｐ２ 第２流動経路
Ｉ フローバッファ傾斜面
Ｒ ガイドレール部
Ｓ１ 第１温度検出素子
Ｓ２ 第２温度検出素子
Ｔ 牽引部
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３ バルブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】