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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023008880
(43)【公開日】2023-01-19
(54)【発明の名称】顕微鏡システムにおける画像ドリフトの低減
(51)【国際特許分類】
H01J 37/20 20060101AFI20230111BHJP
【ＦＩ】
H01J37/20 A
H01J37/20 E
H01J37/20 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022103385
(22)【出願日】2022-06-28
(31)【優先権主張番号】21182957.7
(32)【優先日】2021-06-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(71)【出願人】
【識別番号】501233536
【氏名又は名称】エフ イー アイ カンパニ
【氏名又は名称原語表記】ＦＥＩ ＣＯＭＰＡＮＹ
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】ニック ファン へステル
(72)【発明者】
【氏名】ニック フェルヴィンプ
(72)【発明者】
【氏名】ルート クリーネン
【テーマコード（参考）】
5C101
【Ｆターム（参考）】
5C101AA04
5C101AA05
5C101EE78
5C101FF16
5C101FF43
5C101FF53
(57)【要約】 （修正有）
【課題】顕微鏡システムの画像ドリフトを低減するための改善されたシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】顕微鏡に挿入されたときのサンプルホルダーのドリフトを低減するための低熱伝導率を有する材料を有する顕微鏡システム用のサンプルホルダー。また、サンプルホルダーを含む顕微鏡システム用のコールドトラップであって、少なくとも部分的に、サンプルホルダーとコールドトラップとの間の熱負荷を増加させるための高熱放射率を有するコーティングを含む、コールドトラップ。さらに、第１の温度（Ｔ１）を有するように構成された第１の要素、第２の温度（Ｔ２）を有するように構成された第２の要素、および第３の温度（Ｔ３）を有するように構成された第３の要素を備え、第３の要素は、第１の要素から複数の異なる距離に位置されるように構成され、顕微鏡システムは、少なくともサンプルを撮像し、画像のドリフトを低減するように構成される。
【選択図】図５
【解決手段】顕微鏡に挿入されたときのサンプルホルダーのドリフトを低減するための低熱伝導率を有する材料を有する顕微鏡システム用のサンプルホルダー。また、サンプルホルダーを含む顕微鏡システム用のコールドトラップであって、少なくとも部分的に、サンプルホルダーとコールドトラップとの間の熱負荷を増加させるための高熱放射率を有するコーティングを含む、コールドトラップ。さらに、第１の温度（Ｔ１）を有するように構成された第１の要素、第２の温度（Ｔ２）を有するように構成された第２の要素、および第３の温度（Ｔ３）を有するように構成された第３の要素を備え、第３の要素は、第１の要素から複数の異なる距離に位置されるように構成され、顕微鏡システムは、少なくともサンプルを撮像し、画像のドリフトを低減するように構成される。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
顕微鏡に挿入されたときのサンプルホルダーのドリフトを低減するための低熱伝導率を有する材料を有する顕微鏡システム用のサンプルホルダーであって、細長いロッドおよびサンプルを保持するための先端を含み、中間部分は前記ロッドと前記先端との間に設けられ、前記中間部分は熱伝導率の低い材料を有する、サンプルホルダー。
【請求項2】
前記熱伝導率が０．１Ｗ／ｍ／Ｋ～１００Ｗ／ｍ／Ｋの間である、請求項１に記載のサンプルホルダー。
【請求項3】
前記サンプルホルダーが超低膨張材料（ＵＬＥ材料）を有し、前記ＵＬＥ材料の熱膨張係数が１０－９／℃～１００／℃の間である、請求項１または２に記載のサンプルホルダー。
【請求項4】
サンプルホルダーを含む顕微鏡システム用の高放射率コンポーネントであって、少なくとも部分的に、前記サンプルホルダーと前記高放射率コンポーネントとの間の熱負荷を増加させるための高熱放射率を有するコーティングを含む、高放射率コンポーネント。
【請求項5】
前記コーティングが、熱放射率が０．５～１の間の材料を有する、請求項４に記載の高放射率コンポーネント。
【請求項6】
前記高放射率コンポーネントがコールドトラップを含む、請求項４または５に記載の高放射率コンポーネント。
【請求項7】
顕微鏡システムであって、
第１の温度（Ｔ１）を有するように構成された第１の要素、
第２の温度（Ｔ２）を有するように構成された第２の要素、および
第３の温度（Ｔ３）を有するように構成された第３の要素を備え、前記第３の要素は、前記第１の要素から複数の異なる距離に位置されるように構成され、
前記顕微鏡システムは、
少なくともサンプルを撮像し、画像ドリフトを低減するように構成される、顕微鏡システム。
第１の温度（Ｔ１）を有するように構成された第１の要素、
第２の温度（Ｔ２）を有するように構成された第２の要素、および
第３の温度（Ｔ３）を有するように構成された第３の要素を備え、前記第３の要素は、前記第１の要素から複数の異なる距離に位置されるように構成され、
前記顕微鏡システムは、
少なくともサンプルを撮像し、画像ドリフトを低減するように構成される、顕微鏡システム。
【請求項8】
前記画像ドリフトの低減が１％～１００％の間である、請求項７に記載の顕微鏡システム。
【請求項9】
前記第１の要素がサンプルホルダーを含む、請求項７または８に記載の顕微鏡システム。
【請求項10】
前記第１の要素が請求項１～３のいずれかに記載のサンプルホルダーを含む、請求項７～９のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【請求項11】
前記第２の要素が、請求項４～６のいずれかに記載の高放射率コンポーネントを含む、請求項７～１０のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【請求項12】
前記第３の要素が検出器を含む、請求項７～１１のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【請求項13】
前記第２の温度が前記第１の温度とは異なり、前記第３の温度が
前記第１の温度とは異なる、請求項７～１２のいずれかに記載の顕微鏡システム。
前記第１の温度とは異なる、請求項７～１２のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【請求項14】
前記第１の温度と前記第２の温度との間の差が２０℃～１０００℃の間、好ましくは５０℃～３００℃の間、さらに好ましくは１００℃～２００℃の間である、請求項７～１３のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【請求項15】
前記第１の温度と前記第３の温度との間の差が２０℃～１０００℃の間、好ましくは５０℃～３００℃の間、さらに好ましくは１００℃～２００℃の間である、請求項７～１４のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、顕微鏡システムの分野に関する。特に、顕微鏡システムの画像ドリフトを低減するためのシステムに関わる。より具体的には、サンプルホルダーの熱ドリフトを低減するためのシステムおよびその対応する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
顕微鏡システムは、サンプルの観察だけでなく、サンプルの製造、加工、および機械加工にも広く使用されている。典型的な顕微鏡システムでは、粒子のビームがサンプルホルダーに支持されたサンプルに向けられ、ビーム内の粒子がサンプルと相互作用し、サンプルから様々な放出を引き起こし、それが様々な検出器によって捕捉され得る。ビームは、顕微鏡システムの使用目的と分解能に応じて、光子などの電荷中性粒子、または電子もしくはイオンなどの荷電粒子を含み得る。顕微鏡システムはまた、サンプル上の特定の場所にビームを向け、それを合焦させるための光学系（電磁的または静電的または静磁気的であり得る）を含み得る。
【0003】
電子およびイオンは、波長が短いため（光子と比較して電子およびイオンの質量が大きいため）、より高い分解能を提供し得る。しかしながら、光学顕微鏡と同等またはそれ以上の分解能を達成するには、荷電粒子を高い運動エネルギーに加速する必要がある場合がある。より高いエネルギーは、中性分子と相互作用するためのより大きな断面積につながる可能性があり、したがって、そのようなシステムは、通常、真空カラムまたは真空チャンバー内の真空条件で動作される。
【0004】
一部の真空チャンバーでは、蒸気による真空ポンプおよび／またはサンプルの汚染を防ぐために、コールドトラップが提供されてもよい。コールドトラップの温度は、通常、真空チャンバーの温度とは異なる場合がある。したがって、コールドトラップとサンプルホルダーとの間で熱流（真空チャンバーと熱平衡にあり得る）が発生する可能性がある。
【0005】
荷電粒子顕微鏡システム用の検出器は、暗電流を減らし、信号対雑音比を改善するために、通常、－４０℃という低い温度に冷却されてもよい。さらに、検出器は格納式でもよく、検出のために展開され、それ以外の場合は格納され得る。検出器の展開および格納により、サンプルホルダーで大きな温度変化が生じ得る。例えば、一旦サンプルホルダー（サンプルを含む）が真空チャンバーに挿入されると、ビームはサンプルと位置合わせされ得、顕微鏡システムはその後の動作のために準備される。平衡化後、サンプルホルダーは、おそらくチャンバー内にコールドトラップがある状態で、真空チャンバーの周囲温度になる。
【0006】
後に、冷却された検出器をサンプルホルダーの近くで展開して、ビームとサンプルとの相互作用からの放出を捕捉し得る。冷却された検出器が展開されると、検出器の距離が変化することにより、サンプルホルダーと検出器との間の熱流が変化する可能性がある。検出器はまた、少なくとも部分的に、コールドトラップを遮蔽してもよく、その結果、サンプルホルダーとコールドトラップとの間の熱流が変化する。したがって、サンプルホルダーから／への熱流の全体的な変動は、検出器からの距離の変化によって生じ得る。これにより、熱ドリフトが発生する可能性がある。その結果、画像の位置合わせが乱れ得、画像がドリフトし始める可能性がある。ドリフトの大きさは、コールド検出器と検出器の展開前のサンプルホルダーの温度との温度差に依存してもよい。典型的なシステムでは、ドリフトは、例えば、２００ｎｍと大きくてもよいが、典型的な予想される分解能は、例えば、１ｎｍであり得る。次に、システムを新しい平衡条件に落ち着かせる必要があり得、これには、例えば、１時間かかり得る。これにより、システムの動作が非効率になる可能性がある。
【0007】
本技術の実施形態は、サンプルホルダーでの熱的変動による画像のドリフトを低減することによって顕微鏡システムの効率を改善することを目的としている。それらは、ドリフトが特に悪影響を及ぼし得るマイクロまたはナノ構造の作成および／または機械加工に使用される顕微鏡システムに特に関連し得る。
【発明の概要】
【0008】
本発明は、従来技術の欠点および不都合な点を克服するか、または少なくとも軽減することを試みる。より具体的には、本発明の目的は、顕微鏡システムの画像ドリフトを低減するための改善されたシステムおよび方法を提供することである。
【0009】
第１の態様では、本発明は、顕微鏡に挿入されたときのサンプルホルダーのドリフトを低減するための低熱伝導率を有する材料を有する顕微鏡システム用のサンプルホルダーに関する。ドリフトは、顕微鏡内部とは異なる温度からサンプルホルダーを挿入することによって生じる熱ドリフトである可能性がある。または、サンプルホルダーとは異なる温度で他の要素を顕微鏡に挿入することで生じる場合がある。いずれの場合も、熱ドリフトは、サンプルホルダーがその環境と熱平衡に達するまでサンプルの画像をドリフトさせる。平衡に達するまでに時間がかかる場合があるため、撮像処理の効率が低下する。
【0010】
サンプルホルダーは、顕微鏡でサンプルの少なくとも一部を撮像できるようにサンプルを保持するように構成され得る。これは、サンプルホルダーの並進および／または回転を含み得、そのような動きを駆動するための手段が提供される。
【0011】
サンプルホルダーは、細長いロッドおよびサンプルを保持するための先端を備えてもよく、中間部分はロッドと先端との間に設けられ、中間部分は熱伝導率の低い材料を有する。中間部分は、熱伝導率が１．４６Ｗ／ｍ／Ｋのゼロデュアなどの材料を含んでもよい。他方、通常、ロッドは、熱伝導率が７５Ｗ／ｍ／Ｋのリン青銅（ＣｕＳｎ）などの材料を含んでもよい。したがって、ロッドの熱伝導率が低下し、ロッド、その結果、サンプルホルダーの熱ドリフトが低下し得る。
【0012】
中間部分の長さは、ロッドの長さの０．０１～２０倍の間であってもよい。
【0013】
材料の熱伝導率は、０．１Ｗ／ｍ／Ｋ～１００Ｗ／ｍ／Ｋの間であってもよい。
【0014】
サンプルホルダーは、超低膨張（ＵＬＥ）材料をさらに有し得、ここで、ＵＬＥ材料の熱膨張係数は、１０－９／℃～１００／℃の間である。サンプルホルダーの熱膨張係数を下げることにより、サンプルホルダーの熱ドリフトを減らすこともできる。例えば、熱膨張係数が１０－７／℃のゼロデュアをＵＬＥ材料として使用することもできる。
【0015】
上記の中間部分は、ＵＬＥ材料を含み得る。
【0016】
上記の中間部分は、鋳造処理によって製造することができる。
【0017】
上記の中間部分は、射出成形処理によって製造することができる。
【0018】
上記の中間部分は、追加の製造処理によって製造することができる。
【0019】
第２の態様では、本発明は、サンプルホルダーを含む顕微鏡システム用の高放射率コンポーネントに関わり、高放射率コンポーネントは、少なくとも部分的に、サンプルホルダーと高放射率コンポーネントとの間の熱負荷を増加させるための高熱放射率を有するコーティングを含む。高放射率コンポーネントは、サンプルおよび／または真空ポンプの汚染を防ぐのに役立ち得る。高放射率コンポーネントは、サンプルホルダーが熱交換を行うことができる物体の１つを含み得る。高放射率コンポーネントの放射率を増加させることによって熱負荷を増加させると、高放射率コンポーネントとの熱交換がサンプルホルダーにおける総熱負荷に大きく寄与する場合、サンプルホルダーでの熱負荷の変動を減らすのに役立ち得る。
【0020】
コーティングは、動作電磁波長が３００ｎｍ～１０００μｍの間の材料を含んでもよい。
【0021】
コーティングは、熱放射率が０．５～１の間の材料を含んでもよい。
【0022】
コーティングは、動作温度が－２７３℃～０℃の間の材料を含んでもよい。
【0023】
コーティングは、面密度が０．１ｍｇ／ｃｍ２～１０ｍｇ／ｃｍ２の間の材料を含み得る。
【0024】
高放射率コンポーネントは、少なくとも５％から最大で１００％の範囲の表面積でコーティングされてもよい。コーティング面積がより大きいと、高放射率コンポーネントとサンプルホルダーとの間の熱交換率を高めるのに役立ち得る。
【0025】
コーティングは、高放射率コンポーネントのコーティングされた部分にわたって均一な厚さを有してもよい。均一な厚さは１ｎｍ～１ｃｍの間であってもよい。
【0026】
代替的に、コーティングは、高放射率コンポーネントのコーティングされた部分にわたって、コーティングの最小厚さが１ｎｍ～１ｃｍの間であり得、コーティングの最大厚さが１ｎｍ～１ｃｍの間であり得るよう、高放射率コンポーネントのコーティングされた部分にわたって可変の厚さを有してもよい。これは、高放射率コンポーネントの表面積のごく一部だけがサンプルホルダーとの熱交換の大部分を占める場合に有利となり得る。
【0027】
コーティングは、非磁性材料、有機材料、または無機材料を含み得る。
【0028】
高放射率コンポーネントのコーティングされていない部分は、３００ｎｍ～１０００μｍの波長に対して熱放射率が０～９０の材料を含み得る。特に、コーティングの熱放射率は、サンプルホルダーでの熱負荷を増加させるために、高放射率コンポーネントのコーティングされていない部分の熱放射率よりも大きくてもよい。
【0029】
高放射率コンポーネントは、コールドトラップを含み得る。
【0030】
第３の態様では、本発明は、第１の温度（Ｔ１）を有するように構成された第１の要素、第２の温度（Ｔ２）を有するように構成された第２の要素、および第３の温度（Ｔ３）を有するように構成された第３の要素を備える顕微鏡システムに関わり、第３の要素は、第１の要素から複数の異なる距離に位置されるように構成され、顕微鏡システムは、少なくともサンプルを撮像し、画像のドリフトを低減するように構成される。
【0031】
第１の要素は、上記のようにサンプルホルダーを含み得る。または、第１の要素は、サンプルホルダーを含み得る。
【0032】
第２の要素は、上記のように高放射率コンポーネントを含み得る。
【0033】
第３の要素は、検出器を含み得る。したがって、顕微鏡システムは、格納および展開され得る検出器（または複数の検出器）を含み得る。これにより、サンプルのより良い位置決めが可能になり得る。
【0034】
第２の温度は第１の温度と異なってもよく、第３の温度は第１の温度と異なってもよい。温度差があるため、検出器の位置が変わると、サンプルホルダーとの熱交換が変動する可能性がある。例えば、検出器がサンプルホルダーよりも低温の場合、検出器が展開されたときの方が、格納されたときよりも大きな熱流が発生する可能性がある。これにより、サンプルホルダーがドリフトし得る。しかしながら、上記のようなサンプルホルダーを採用することにより、熱的変動によるサンプルホルダーの長さの変化を低減することができる。同様に、高放射率コーティングを施したコールドトラップを採用することにより、コールドトラップとの熱交換を十分に大きくし得、検出器の距離の変化によって生じる変動を小さくすることができる。
【0035】
第１の要素と第２の要素との間の熱流は、少なくとも部分的に、放射性であり得る。
【0036】
第１の要素と第３の要素との間の熱流は、少なくとも部分的に、放射性であり得る。
【0037】
第１の要素からの第３の要素の距離の変動の結果は、第１の要素からの放射熱流の変動である可能性がある。上記のように、例えば、コールド検出器（サンプルホルダーと比較して）は、サンプルホルダーの近くに位置決めされた場合、遠くに位置決めされた場合よりも高い放射熱流をもたらし得る。
【0038】
第１の要素からの第３の要素の距離の変動の結果は、第１の要素と第２の要素との間の放射熱流の変動である可能性がある。例えば、コールド検出器は、サンプルホルダーの近くで展開されたときに、サンプルホルダーからコールドトラップを部分的に遮蔽し得る。したがって、サンプルホルダーとコールドトラップとの間の放射熱流が変化する可能性がある。
【0039】
顕微鏡システムは、第３の要素までの距離が変化するにつれて第１の要素からの放射熱流の変動を低減することによって、画像のドリフトを低減するように構成され得る。
【0040】
第１の要素からの放射熱流の変動の低減は、１％～１００％の間であり得る。
【0041】
顕微鏡システムは、第１の要素、第２の要素、および第３の要素を収容するように構成された真空チャンバーを備え得る。真空チャンバーは、熱流が、例えば、対流の代わりに放射によって支配されることを可能にし得る。
【0042】
真空チャンバー内の圧力は１０－５Ｐａ未満であり得る。
【0043】
真空チャンバーの温度は、第１の要素の温度（Ｔ１）と著しく同一であり得る。
【0044】
第１の温度と第２の温度との間の差は、２０℃～１０００℃の間、好ましくは５０℃～３００℃の間、さらに好ましくは１００℃～２００℃の間であり得る。特に、第２の要素は、第１の要素よりも高温でもよく、その結果、熱流の方向は、第２の要素から第１の要素となる。
【0045】
第１の温度と第３の温度との間の差は、２０℃～１０００℃の間、好ましくは５０℃～３００℃の間、さらに好ましくは１００℃～２００℃の間であり得る。特に、第３の要素は、第１の要素よりも高温でもよく、熱流の方向は、第３の要素から第１の要素となり得る。
【0046】
第１の温度は、０℃～１００℃の間、好ましくは１５℃～５０℃の間、さらに好ましくは２５℃～３５℃の間であってもよい。
【0047】
第２の温度は、－２７３℃～０℃の間、好ましくは－２６９℃～－１２３℃の間、さらに好ましくは－２５３℃～－１５３℃の間であり得る。
【0048】
第３の温度は、－２７３℃～０℃、好ましくは－１００℃～０℃、さらに好ましくは－７５℃～－３５℃であり得る。
【0049】
顕微鏡システムは、荷電粒子のビームをサンプルに向けるように構成されてもよい。
【0050】
荷電粒子は、電子またはイオンを含み得る。イオンは、中でも、Ｇａ＋、Ａｒ＋、Ｎｅ＋、Ｘｅ＋などの任意の正帯電イオンを含み得る。
【0051】
顕微鏡システムは、１Ｖ～１０００ｋＶの間の電圧を印加することによって荷電粒子を加速させるようにさらに構成されてもよい。
【0052】
画像ドリフトの低減は１％～１００％の間であってもよい。この低減は、上記のようにサンプルホルダーおよび／または高放射率コンポーネントを採用する前のドリフトに関連している場合がある。
【0053】
第４の態様では、本発明は、第１の温度（Ｔ１）を有するように構成された第１の要素、
第２の温度（Ｔ２）を有するように構成された第２の要素、および第３の温度（Ｔ３）を有するように構成された第３の要素、を備える顕微鏡システムの画像ドリフトを低減するための方法に関し、第３の要素は第１の要素から複数の異なる距離に位置されるように構成され、方法は、サンプルを撮像し、画像のドリフトを低減することを含む。
第２の温度（Ｔ２）を有するように構成された第２の要素、および第３の温度（Ｔ３）を有するように構成された第３の要素、を備える顕微鏡システムの画像ドリフトを低減するための方法に関し、第３の要素は第１の要素から複数の異なる距離に位置されるように構成され、方法は、サンプルを撮像し、画像のドリフトを低減することを含む。
【0054】
第１の要素は、上記のようなサンプルホルダーを含み得る。
【0055】
この方法は、サンプルホルダーの熱ドリフトを低減することによって画像のドリフトを低減することを含み得る。
【0056】
第２の要素は、上記のように高放射率コンポーネントを含み得る。
【0057】
第３の要素は、サンプルを撮像するように構成された検出器を含み得る。
【0058】
顕微鏡システムは、第１の要素、第２の要素、および第３の要素を収容するように構成された真空チャンバーをさらに備え得る。
【0059】
第２の温度は第１の温度と異なってもよく、第３の温度は第１の温度と異なってもよい。
【0060】
第１の要素と第２の要素との間の熱流は、少なくとも部分的に、放射性であり得る。
【0061】
第１の要素と第３の要素との間の熱流は、少なくとも部分的に、放射性であり得る。
【0062】
第１の要素からの第３の要素の距離の変動の結果は、第１の要素からの放射熱流の変動であり得、方法は、第３の要素までの距離が変化するにつれて第１の要素からの放射熱流の変動を低減することによって、画像のドリフトを低減することを含んでもよい。
【0063】
第１の要素からの第３の要素の距離の変動の結果は、第１の要素と第２の要素との間の放射熱流の変動であり得、方法は、第３の要素までの距離が変化するにつれて第１の要素からの放射熱流の変動を低減することによって、画像のドリフトを低減することを含んでもよい。
【0064】
以下では、サンプルホルダーの実施形態について考察する。これらの実施形態は、文字「Ｈ」とそれに続く数字によって略される。本明細書でサンプルホルダーの実施形態に言及するときはいつでも、これらの実施形態を意味する。
【0065】
Ｈ１．顕微鏡に挿入されたときのサンプルホルダーのドリフトを低減するための低熱伝導率の材料を有する顕微鏡システム用のサンプルホルダー。
Ｈ２．サンプルホルダーが、顕微鏡においてサンプルの少なくとも一部を撮像することを可能にするように、サンプルを保持するように構成される、先行する実施形態によるサンプルホルダー。
Ｈ３．サンプルホルダーが、細長いロッドおよびサンプルを保持するための先端を含み、中間部分がロッドと先端との間に設けられ、中間部分が熱伝導率の低い材料を有する、先行する実施形態のいずれかによるサンプルホルダー。
Ｈ４．中間部分の長さが、ロッドの長さの０．０１倍～２０倍の間である、先行する実施形態によるサンプルホルダー。
Ｈ５．熱伝導率が、０．１Ｗ／ｍ／Ｋ～１００Ｗ／ｍ／Ｋの間である、先行する実施形態のいずれかによるサンプルホルダー。
Ｈ６．サンプルホルダーが、超低膨張（ＵＬＥ）材料を含み、ＵＬＥ材料の熱膨張係数が１０－９／℃～１００／℃の間である、先行する実施形態のいずれかによるサンプルホルダー。
Ｈ７．中間部分が、ＵＬＥ材料を有する、実施形態Ｈ３の特徴を備えた、先行する実施形態によるサンプルホルダー。
Ｈ８．中間部分が、鋳造処理によって製造される、実施形態Ｈ３の特徴を備えた、先行する実施形態のいずれかによるサンプルホルダー。
Ｈ９．中間部分が、射出成形処理によって製造される、実施形態Ｈ３の特徴を備えた、先行する実施形態のいずれかによるサンプルホルダー。
Ｈ１０．中間部分が、追加の製造処理によって製造される、実施形態Ｈ３の特徴を備えた、先行する実施形態のいずれかによるサンプルホルダー。
Ｈ２．サンプルホルダーが、顕微鏡においてサンプルの少なくとも一部を撮像することを可能にするように、サンプルを保持するように構成される、先行する実施形態によるサンプルホルダー。
Ｈ３．サンプルホルダーが、細長いロッドおよびサンプルを保持するための先端を含み、中間部分がロッドと先端との間に設けられ、中間部分が熱伝導率の低い材料を有する、先行する実施形態のいずれかによるサンプルホルダー。
Ｈ４．中間部分の長さが、ロッドの長さの０．０１倍～２０倍の間である、先行する実施形態によるサンプルホルダー。
Ｈ５．熱伝導率が、０．１Ｗ／ｍ／Ｋ～１００Ｗ／ｍ／Ｋの間である、先行する実施形態のいずれかによるサンプルホルダー。
Ｈ６．サンプルホルダーが、超低膨張（ＵＬＥ）材料を含み、ＵＬＥ材料の熱膨張係数が１０－９／℃～１００／℃の間である、先行する実施形態のいずれかによるサンプルホルダー。
Ｈ７．中間部分が、ＵＬＥ材料を有する、実施形態Ｈ３の特徴を備えた、先行する実施形態によるサンプルホルダー。
Ｈ８．中間部分が、鋳造処理によって製造される、実施形態Ｈ３の特徴を備えた、先行する実施形態のいずれかによるサンプルホルダー。
Ｈ９．中間部分が、射出成形処理によって製造される、実施形態Ｈ３の特徴を備えた、先行する実施形態のいずれかによるサンプルホルダー。
Ｈ１０．中間部分が、追加の製造処理によって製造される、実施形態Ｈ３の特徴を備えた、先行する実施形態のいずれかによるサンプルホルダー。
【0066】
以下では、高放射率コンポーネントの実施形態について考察する。これらの実施形態は、文字「Ｔ」とそれに続く数字によって略される。本明細書で高放射率コンポーネントに言及するときはいつでも、これらの実施形態を意味する。
【0067】
Ｔ１．サンプルホルダーを含む顕微鏡システム用の高放射率コンポーネントであって、少なくとも部分的に、サンプルホルダーと高放射率コンポーネントとの間の熱負荷を増加させるための高熱放射率を有するコーティングを含む、高放射率コンポーネント。
Ｔ２．コーティングが、動作電磁波長が３００ｎｍ～１０００μｍの間の材料を有する、先行する実施形態による高放射率コンポーネント。
Ｔ３．コーティングが、熱放射率が０．５～１の間の材料を有する、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ４．コーティングが、動作温度が－２７３℃～０℃の間の材料を有する、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ５．コーティングが、面密度が０．１ｍｇ／ｃｍ２～１０ｍｇ／ｃｍ２の間の材料を有する、先行する４つの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ６．高放射率コンポーネントが、少なくとも５％から最大で１００％の範囲の表面積でコーティングされる、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ７．コーティングが、高放射率コンポーネントのコーティングされた部分にわたって均一な厚さを有する、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ８．均一な厚さが１ｎｍ～１ｃｍの間である、先行する実施形態による高放射率コンポーネント。
Ｔ９．コーティングが、高放射率コンポーネントのコーティングされた部分にわたって可変の厚さを有する、先行する２つの実施形態のいずれの特徴も有さない、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ１０．高放射率コンポーネントのコーティングされた部分にわたって、コーティングの最小厚さが１ｎｍ～１ｃｍの間であり、コーティングの最大厚さが１ｎｍ～１ｃｍの間である、先行する実施形態による高放射率コンポーネント。
Ｔ１１．コーティングが非磁性材料を有する、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ１２．コーティングが有機材料を有する、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ１３．コーティングが無機材料を有する、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ１４．高放射率コンポーネントのコーティングされていない部分が、３００ｎｍ～１０００μｍの波長に対して熱放射率が０から９０の材料を有する、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ１５．高放射率コンポーネントがコールドトラップを含む、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ２．コーティングが、動作電磁波長が３００ｎｍ～１０００μｍの間の材料を有する、先行する実施形態による高放射率コンポーネント。
Ｔ３．コーティングが、熱放射率が０．５～１の間の材料を有する、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ４．コーティングが、動作温度が－２７３℃～０℃の間の材料を有する、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ５．コーティングが、面密度が０．１ｍｇ／ｃｍ２～１０ｍｇ／ｃｍ２の間の材料を有する、先行する４つの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ６．高放射率コンポーネントが、少なくとも５％から最大で１００％の範囲の表面積でコーティングされる、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ７．コーティングが、高放射率コンポーネントのコーティングされた部分にわたって均一な厚さを有する、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ８．均一な厚さが１ｎｍ～１ｃｍの間である、先行する実施形態による高放射率コンポーネント。
Ｔ９．コーティングが、高放射率コンポーネントのコーティングされた部分にわたって可変の厚さを有する、先行する２つの実施形態のいずれの特徴も有さない、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ１０．高放射率コンポーネントのコーティングされた部分にわたって、コーティングの最小厚さが１ｎｍ～１ｃｍの間であり、コーティングの最大厚さが１ｎｍ～１ｃｍの間である、先行する実施形態による高放射率コンポーネント。
Ｔ１１．コーティングが非磁性材料を有する、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ１２．コーティングが有機材料を有する、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ１３．コーティングが無機材料を有する、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ１４．高放射率コンポーネントのコーティングされていない部分が、３００ｎｍ～１０００μｍの波長に対して熱放射率が０から９０の材料を有する、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
Ｔ１５．高放射率コンポーネントがコールドトラップを含む、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネント。
【0068】
以下では、システムの実施形態について考察する。これらの実施形態は、文字「Ｓ」とそれに続く数字によって略される。本明細書でシステムの実施形態に言及するときはいつでも、これらの実施形態を意味する。
【0069】
Ｓ１．顕微鏡システムであって、
第１の温度（Ｔ１）を有するように構成された第１の要素、
第２の温度（Ｔ２）を有するように構成された第２の要素、および
第３の温度（Ｔ３）を有するように構成された第３の要素を備え、第３の要素は、第１の要素から複数の異なる距離に位置されるように構成され、
顕微鏡システムは、
少なくともサンプルを撮像し、画像のドリフトを低減するように構成される、顕微鏡システム。
Ｓ２．第１の要素が、サンプルホルダーを含む、先行する実施形態による顕微鏡システム。
Ｓ３．第１の要素が、前述のサンプルホルダーの実施形態のいずれかによるサンプルホルダーを含む、先行する２つの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ４．第２の要素が、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネントを含む、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ５．第３の要素が検出器を含む、先行する実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ６．第２の温度が第１の温度とは異なり、第３の温度が第１の温度とは異なる、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ７．第１の要素と第２の要素との間の熱流が、少なくとも部分的に放射性である、先行する実施形態による顕微鏡システム。
Ｓ８．第１の要素と第３の要素との間の熱流が、少なくとも部分的に放射性である、先行する２つの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ９．第１の要素からの第３の要素の距離の変動の結果が、第１の要素からの放射熱流の変動である、先行する実施形態による顕微鏡システム。
Ｓ１０．第１の要素からの第３の要素の距離の変動の結果が、第１の要素と第２の要素との間の放射熱流の変動である、実施形態Ｓ７の特徴を備えた、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ１１．顕微鏡システムが、第３の要素までの距離が変化するにつれて第１の要素からの放射熱流の変動を低減することによって、画像のドリフトを低減するように構成される、先行する２つの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ１２．第１の要素からの放射熱流の変動の減少が、１％～１００％の間である、先行する実施形態による顕微鏡システム。
Ｓ１３．顕微鏡システムが、第１の要素、第２の要素、および第３の要素を収容するように構成された真空チャンバーを含む、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ１４．真空チャンバー内の圧力が１０－５Ｐａ未満である、先行する実施形態による顕微鏡システム。
Ｓ１５．真空チャンバーの温度が第１の要素の温度（Ｔ１）と著しく同一である、先行する２つの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ１６．第１の温度と第２の温度との間の差が、２０℃～１０００℃の間、好ましくは５０℃～３００℃の間、さらに好ましくは１００℃～２００℃の間である、実施形態Ｓ６の特徴を備えた、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ１７．第１の温度と第３の温度との間の差が、２０℃～１０００℃の間、好ましくは５０℃～３００℃の間、さらに好ましくは１００℃～２００℃の間である、実施形態Ｓ６の特徴を備えた、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ１８．第１の温度が０℃～１００℃の間、好ましくは１５℃～５０℃の間、さらに好ましくは２５℃～３５℃の間である、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ１９．第２の温度が－２７３℃～０℃の間、好ましくは－２６９℃～－１２３℃の間、さらに好ましくは－２５３℃～－１５３℃の間である、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ２０．第３の温度が－２７３℃～０℃、好ましくは－１００℃～０℃、さらに好ましくは－７５℃～－３５℃である、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ２１．顕微鏡システムが、荷電粒子のビームをサンプルに向けるように構成される、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ２２．荷電粒子が電子を含む、先行する実施形態による顕微鏡システム。
Ｓ２３．荷電粒子がイオンを含む、最後から２番目の実施形態による顕微鏡システム。
Ｓ２４．顕微鏡システムが、１Ｖ～１０００ｋＶの間の電圧を印加することによって荷電粒子を加速させるようにさらに構成される、実施形態Ｓ２１の特徴を備えた、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ２５．画像ドリフトの減少が１％～１００％の間である、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
第１の温度（Ｔ１）を有するように構成された第１の要素、
第２の温度（Ｔ２）を有するように構成された第２の要素、および
第３の温度（Ｔ３）を有するように構成された第３の要素を備え、第３の要素は、第１の要素から複数の異なる距離に位置されるように構成され、
顕微鏡システムは、
少なくともサンプルを撮像し、画像のドリフトを低減するように構成される、顕微鏡システム。
Ｓ２．第１の要素が、サンプルホルダーを含む、先行する実施形態による顕微鏡システム。
Ｓ３．第１の要素が、前述のサンプルホルダーの実施形態のいずれかによるサンプルホルダーを含む、先行する２つの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ４．第２の要素が、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネントを含む、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ５．第３の要素が検出器を含む、先行する実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ６．第２の温度が第１の温度とは異なり、第３の温度が第１の温度とは異なる、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ７．第１の要素と第２の要素との間の熱流が、少なくとも部分的に放射性である、先行する実施形態による顕微鏡システム。
Ｓ８．第１の要素と第３の要素との間の熱流が、少なくとも部分的に放射性である、先行する２つの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ９．第１の要素からの第３の要素の距離の変動の結果が、第１の要素からの放射熱流の変動である、先行する実施形態による顕微鏡システム。
Ｓ１０．第１の要素からの第３の要素の距離の変動の結果が、第１の要素と第２の要素との間の放射熱流の変動である、実施形態Ｓ７の特徴を備えた、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ１１．顕微鏡システムが、第３の要素までの距離が変化するにつれて第１の要素からの放射熱流の変動を低減することによって、画像のドリフトを低減するように構成される、先行する２つの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ１２．第１の要素からの放射熱流の変動の減少が、１％～１００％の間である、先行する実施形態による顕微鏡システム。
Ｓ１３．顕微鏡システムが、第１の要素、第２の要素、および第３の要素を収容するように構成された真空チャンバーを含む、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ１４．真空チャンバー内の圧力が１０－５Ｐａ未満である、先行する実施形態による顕微鏡システム。
Ｓ１５．真空チャンバーの温度が第１の要素の温度（Ｔ１）と著しく同一である、先行する２つの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ１６．第１の温度と第２の温度との間の差が、２０℃～１０００℃の間、好ましくは５０℃～３００℃の間、さらに好ましくは１００℃～２００℃の間である、実施形態Ｓ６の特徴を備えた、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ１７．第１の温度と第３の温度との間の差が、２０℃～１０００℃の間、好ましくは５０℃～３００℃の間、さらに好ましくは１００℃～２００℃の間である、実施形態Ｓ６の特徴を備えた、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ１８．第１の温度が０℃～１００℃の間、好ましくは１５℃～５０℃の間、さらに好ましくは２５℃～３５℃の間である、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ１９．第２の温度が－２７３℃～０℃の間、好ましくは－２６９℃～－１２３℃の間、さらに好ましくは－２５３℃～－１５３℃の間である、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ２０．第３の温度が－２７３℃～０℃、好ましくは－１００℃～０℃、さらに好ましくは－７５℃～－３５℃である、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ２１．顕微鏡システムが、荷電粒子のビームをサンプルに向けるように構成される、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ２２．荷電粒子が電子を含む、先行する実施形態による顕微鏡システム。
Ｓ２３．荷電粒子がイオンを含む、最後から２番目の実施形態による顕微鏡システム。
Ｓ２４．顕微鏡システムが、１Ｖ～１０００ｋＶの間の電圧を印加することによって荷電粒子を加速させるようにさらに構成される、実施形態Ｓ２１の特徴を備えた、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
Ｓ２５．画像ドリフトの減少が１％～１００％の間である、先行するシステムの実施形態のいずれかによる顕微鏡システム。
【0070】
以下では、方法の実施形態について考察する。これらの実施形態は、文字「Ｍ」とそれに続く数字によって略される。本明細書で方法の実施形態に言及するときはいつでも、これらの実施形態を意味する。
【0071】
Ｍ１．
第１の温度（Ｔ１）を有するように構成された第１の要素、
第２の温度（Ｔ２）を有するように構成された第２の要素、および
第３の温度（Ｔ３）を有するように構成された第３の要素を備え、第３の要素は、第１の要素から複数の異なる距離に位置されるように構成される、顕微鏡システムの画像ドリフトを低減するための方法であって、
サンプルを撮像し、画像のドリフトを低減することを含む、方法。
Ｍ２．第１の要素がサンプルホルダーを含む、先行する実施形態による方法。
Ｍ３．第１の要素が、先行するサンプルホルダーの実施形態のいずれかによるサンプルホルダーを含む、先行する実施形態による方法。
Ｍ４．サンプルホルダーの熱ドリフトを低減することによって、画像のドリフトを低減することを含む、先行する実施形態による方法。
Ｍ５．第２の要素が、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネントを含む、先行する方法の実施形態のいずれかによる方法。
Ｍ６．第３の要素が検出器を含む、先行する方法の実施形態のいずれかによる方法。
Ｍ７．顕微鏡システムが、第１の要素、第２の要素、および第３の要素を収容するように構成された真空チャンバーをさらに備える、先行する方法の実施形態のいずれかによる方法。
Ｍ８．第２の温度が第１の温度とは異なり、第３の温度が第１の温度とは異なる、先行する方法の実施形態のいずれかによる方法。
Ｍ９．第１の要素と第２の要素との間の熱流が、少なくとも部分的に放射性である、先行する実施形態による方法。
Ｍ１０．第１の要素と第３の要素との間の熱流が、少なくとも部分的に放射性である、実施形態Ｍ８の特徴を備えた、先行する実施形態のいずれかによる方法。
Ｍ１１．第１の要素からの第３の要素の距離の変動の結果が、第１の要素からの放射熱流の変動であり、方法が、第３の要素までの距離が変化するにつれて第１の要素からの放射熱流の変動を低減することによって画像のドリフトを低減することを含む、先行する実施形態による方法。
Ｍ１２．第１の要素からの第３の要素の距離の変動の結果が、第１の要素と第２の要素との間の放射熱流の変動であり、方法が、第３の要素までの距離が変化するにつれて第１の要素からの放射熱流の変動を低減することによって画像のドリフトを低減することを含む、実施形態Ｍ９の特徴を備えた、先行する実施形態のいずれかによる方法。
第１の温度（Ｔ１）を有するように構成された第１の要素、
第２の温度（Ｔ２）を有するように構成された第２の要素、および
第３の温度（Ｔ３）を有するように構成された第３の要素を備え、第３の要素は、第１の要素から複数の異なる距離に位置されるように構成される、顕微鏡システムの画像ドリフトを低減するための方法であって、
サンプルを撮像し、画像のドリフトを低減することを含む、方法。
Ｍ２．第１の要素がサンプルホルダーを含む、先行する実施形態による方法。
Ｍ３．第１の要素が、先行するサンプルホルダーの実施形態のいずれかによるサンプルホルダーを含む、先行する実施形態による方法。
Ｍ４．サンプルホルダーの熱ドリフトを低減することによって、画像のドリフトを低減することを含む、先行する実施形態による方法。
Ｍ５．第２の要素が、前述の高放射率コンポーネントの実施形態のいずれかによる高放射率コンポーネントを含む、先行する方法の実施形態のいずれかによる方法。
Ｍ６．第３の要素が検出器を含む、先行する方法の実施形態のいずれかによる方法。
Ｍ７．顕微鏡システムが、第１の要素、第２の要素、および第３の要素を収容するように構成された真空チャンバーをさらに備える、先行する方法の実施形態のいずれかによる方法。
Ｍ８．第２の温度が第１の温度とは異なり、第３の温度が第１の温度とは異なる、先行する方法の実施形態のいずれかによる方法。
Ｍ９．第１の要素と第２の要素との間の熱流が、少なくとも部分的に放射性である、先行する実施形態による方法。
Ｍ１０．第１の要素と第３の要素との間の熱流が、少なくとも部分的に放射性である、実施形態Ｍ８の特徴を備えた、先行する実施形態のいずれかによる方法。
Ｍ１１．第１の要素からの第３の要素の距離の変動の結果が、第１の要素からの放射熱流の変動であり、方法が、第３の要素までの距離が変化するにつれて第１の要素からの放射熱流の変動を低減することによって画像のドリフトを低減することを含む、先行する実施形態による方法。
Ｍ１２．第１の要素からの第３の要素の距離の変動の結果が、第１の要素と第２の要素との間の放射熱流の変動であり、方法が、第３の要素までの距離が変化するにつれて第１の要素からの放射熱流の変動を低減することによって画像のドリフトを低減することを含む、実施形態Ｍ９の特徴を備えた、先行する実施形態のいずれかによる方法。
【図面の簡単な説明】
【0072】
ここで、本技術の実施形態を、添付の図面を参照して考察する。
【図1】顕微鏡システムの真空チャンバーを示している。
【図2】検出器が展開された真空チャンバーを示している。
【図3】顕微鏡システム用のサンプルホルダーを示している。
【図4】高放射率コーティングを施した顕微鏡システム用のコールドトラップを示している。
【図5】真空チャンバー内で展開されたコールドトラップを示している。
【発明を実施するための形態】
【0073】
図１は、顕微鏡システムの真空チャンバー１０を斜視図で示している。真空チャンバー１０は、先端１１０上にサンプル（図示せず）を保持するように構成されたサンプルホルダー１００を収容することができる。サンプルホルダー１００は、真空チャンバー１０に挿入および／または真空チャンバー１０から引込められるように構成され得る。真空チャンバー１０はまた、この例では、サンプルまたは真空ポンプを汚染する可能性のあるすべての蒸気を液化するように構成されたコールドトラップである、高放射率コンポーネント２００を収容することができる。典型的な顕微鏡システムでは、真空チャンバー１０は、サンプルを照らすことができる粒子のビームを向けるおよび／または合焦するための光学系を含む真空カラムに接続されてもよい。光学系は、粒子のビームを含む粒子の性質に応じて、電磁レンズ、静電レンズ、磁気レンズ、または光学レンズのいずれかを含むことができる。例えば、電子顕微鏡システムでは、光学系は電磁レンズを含み得る。粒子はまた、正帯電イオン、または中性光子を含み得る。
【0074】
真空チャンバー１０内の圧力は、１０－５バール未満であり得る。サンプルホルダー１００は、０℃～１００℃、好ましくは１５℃～５０℃の間、さらに好ましくは２５℃～３５℃の間の温度であり得る。これは、真空チャンバー１０内の温度と著しく同一であり得る。他方、コールドトラップ２００は、－２７３℃～０℃の間、好ましくは－２６９℃～－１２３℃の間、さらに好ましくは－２５３℃～－１５３℃の間の温度であり得る。代替的に、コールドトラップ２００は、サンプルホルダー１００よりも高い温度を有し得る。したがって、サンプルホルダー１００とコールドトラップ２００との間に温度差があり、それらの間で熱交換をもたらす可能性がある。熱交換は、真空チャンバー１０内が低圧のため、かつ両者が互いに接触していない可能性があるため、放射によって支配され得る。
【0075】
図２は、真空チャンバー１０を示しているが、少なくとも１つの検出器４００も真空チャンバー１０に挿入されている。検出器４００はまた、複数の検出器を含み得る。検出器４００は、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ、直接電子検出器、セグメント化シリコンドリフト検出器、エバーハートソーンリー検出器、荷電粒子増倍器、または顕微鏡システムで使用される他の任意の検出器のいずれかを含み得る。
【0076】
検出器４００の少なくとも１つは、サンプルホルダー１００から複数の異なる距離、例えば、少なくとも２つの異なる距離に位置されるように構成されてもよい。これは、粒子のビームに対するサンプルの位置決めを構成する際に有利となり得る。この場合、検出器４００は、膨張および格納のための手段を備えていてもよい。
【0077】
検出器４００は、－２７３℃～０℃の間、好ましくは－１００℃～０℃の間、さらに好ましくは－７５℃～－３５℃の間の温度を有し得る。代替的に、検出器４００は、サンプルホルダー１００よりも高い温度を有し得る。温度が低いと、熱雑音が減少するため、暗電流が減少し、信号対雑音比が向上する可能性がある。より具体的には、検出器４００の温度は、サンプルホルダー１００、特にサンプルホルダー１００の先端部１１０の温度とは異なってもよい。したがって、熱流は、サンプルホルダー１００と検出器４００との間で発生し得る。真空チャンバー１０の低圧、および検出器４００とサンプルホルダー１００との間の接触の欠如により、熱流は放射によって支配され得る。
【0078】
上記のように、検出器４００は、サンプルホルダー１００から異なる距離に位置されるように構成され得る。その結果、検出器４００とサンプルホルダー１００との間の熱流交換の速度は変化し得る。検出器４００がサンプルホルダー１００に近い場合、熱交換の速度は、例えば、検出器４００が遠い場合よりも大きくなり得る。同様に、サンプルホルダー１００からの検出器４００の距離の変動により、コールドトラップ２００とサンプルホルダー１００との間の熱交換の速度もまた、検出器４００が、例えば、サンプルホルダー１００に近い場合に、検出器４００が少なくとも部分的にコールドトラップ２００を熱的に遮蔽し得るため、変動し得る。したがって、サンプルホルダー１００からの検出器４００の距離の変動に起因して、サンプルホルダー１００からの熱流の速度の変動が起こり得る。
【0079】
本発明の一態様は、検出器４００の距離の変動に起因するサンプルホルダー１００からの熱流の速度の変動を低減することである。これは、サンプルホルダー１００の熱ドリフトを低減し、その結果、画像のドリフトを低減するのに有利になり得る。
【0080】
サンプルホルダー１００からの熱流の速度の変動は、例えばヒーターを使用することによって、または検出器４００、サンプルホルダー１００、またはコールドトラップ２００のいずれかの幾何学形状を変えることによって、温度を制御することで低減されてもよい。幾何学形状を変えることは、形状を変える、表面積を変える、または物体の任意の寸法を変えることを含んでもよい。上記の３つの要素の相対位置を変えることにより、変動を低減することもできる。本技術の実施形態は、３つの物体のいずれか、好ましくはコールドトラップ２００の熱放射率を変更することによって、およびサンプルホルダー１００での温度変動を低減することによって、変動を低減することを目的とする。これらについては、残りの図面を参照して説明する。
【0081】
図３は、異なるセクションを備えた典型的なサンプルホルダー１００を示している。サンプルホルダー１００は、サンプルを保持するように構成された先端部１１０を備えてもよい。先端部１１０は、動作中、真空チャンバー１０の内部に位置されてもよい。先端部１１０はまた、サンプルの傾斜を可能にするように構成された傾斜機構を備えてもよい。サンプルホルダー１００の残りの部分は、先端部１１０を保持し、傾斜機構を制御することを可能にするように構成されたコンポーネントを備え得る。より具体的には、コンポーネント１２０および１３０を含むロッド部を含み得る。コンポーネント１３０は、先端部１１０とは異なる温度を有してもよい。これは、先端部１１０とコンポーネント１３０との間の熱交換につながる可能性があり、それは、先端部１１０の熱ドリフトにつながり得る。
【0082】
先端部１１０とコンポーネント１３０との間の熱流を低減するために、動作中に真空チャンバー１０内にあるように構成され得るロッド部のコンポーネント１２０は、低熱伝導率の材料で作成され得る。熱伝導率は、例えば、０．１Ｗ／ｍ／Ｋ～１００Ｗ／ｍ／Ｋの間であり得る。さらに、コンポーネント１２０は、先端部１１０の熱ドリフトをさらに低減することができる低い熱膨張係数を有する材料を含んでもよい。熱膨張係数は１０－９／℃～１００／℃の間であってもよい。
【0083】
サンプルホルダー１００は、先端部１１０の傾斜機構を制御するように構成されたモーター１４０をさらに備え得る。
【0084】
図４は、コールドトラップ２００を斜視図で示している。コールドトラップ２００は、外側ケーシング２１０、およびこの特定の実施形態では、内側コーティング２２０を含み得る。コーティング２２０は、コールドトラップ２００とサンプルホルダー１００との間の熱流量を増加させるように、高熱放射率の材料を有し得る。熱流量が増加する結果として、サンプルホルダー１００の近くで展開されたときの、検出器４００によるコールドトラップ２００の遮蔽の効果が減少する。したがって、サンプルホルダー１００からの熱流量の変動を低減することができる。
【0085】
コーティング２２０は、コールドトラップ２００の内表面積の５％～１００％を覆うことができる。それは、０．５～１の間の熱放射率を有し得る。それは、適用される表面積全体にわたって均一な厚さを有し得、均一な厚さは、１ｎｍ～１ｃｍの間であり得る。代替的に、コーティングが均一でなくてもよく、厚さが１ｎｍ～１ｃｍの最小値から１ｎｍ～１ｃｍの最大値で変化してもよい。コーティング２２０は、－２７３℃～０℃の間の動作温度を有し得、３００ｎｍ～１０００μｍの間の動作波長を有し得る。０．１ｍｇ／ｃｍ２～１０ｍｇ／ｃｍ２の面密度を有してもよい。
【0086】
上記の実施形態のいずれかを使用することにより、すなわち。コールドトラップ２００をコーティングするか、またはサンプルホルダー１００に断熱層を導入することにより、画像ドリフトは、上記の実施形態のいずれもなしに、画像ドリフトの１％～１００％に低減され得る。
【0087】
図５は、真空チャンバー１０に設置され得るコーティング２２０を有するコールドトラップ２００を示している。コーティングにより、上記のように、サンプルホルダー１００からの熱流量を増加させることができ、サンプルホルダー１００と検出器４００との間の距離の変化から生じる変動を低減することができる。したがって、サンプルホルダー１００の熱ドリフトが低減され得、画像ドリフトが低減され得る。
【0088】
したがって、全体として、本技術の実施形態は、顕微鏡システムの画像ドリフトを低減し、撮像処理の効率の改善をもたらすことを可能にする。
【0089】
「約（ａｂｏｕｔ）」、「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」または「およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」などの相対的用語が本明細書で使用されるときはいつでも、そのような用語が、正確な用語も含むと解釈されるべきである。すなわち、例えば、「実質的にまっすぐ（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｓｔｒａｉｇｈｔ）」は、「（正確に）まっすぐ」も含むと解釈されるべきである。
【0090】
ステップが上記または添付の特許請求の範囲に列挙されるときはいつでも、本文でステップが列挙される順序は偶発的であり得ることに留意されたい。すなわち、別段の指定がない限り、または当業者に明らかでない限り、ステップが列挙される順序は、偶発的なものであり得る。すなわち、本明細書が、例えば、方法がステップ（Ａ）および（Ｂ）を含むと記載している場合、これは、ステップ（Ａ）がステップ（Ｂ）に先行することを必ずしも意味するものではなく、ステップ（Ａ）がステップ（Ｂ）と（少なくとも部分的に）同時に実施されるかまたはステップ（Ｂ）がステップ（Ａ）に先行することも可能である。さらに、ステップ（Ｘ）が別のステップ（Ｚ）に先行すると記載されている場合、これは、ステップ（Ｘ）とステップ（Ｚ）の間にステップがないことを意味するものではない。すなわち、ステップ（Ｚ）に先行するステップ（Ｘ）は、ステップ（Ｚ）の直前にステップ（Ｘ）が実施される状況を包含するが、ステップ（Ｚ）が続く１つ以上のステップ（Ｙ１）、・・・、の前にステップ（Ｘ）が実施される状況も包含する。対応する考慮事項は、「後」または「前」などの用語が使用される場合に適用される。
【0091】
上記において、好ましい実施形態が、添付の図面を参照して説明されたが、当業者は、この実施形態が例示目的のためのみとして提供されたものであり、特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲を限定するものと決して解釈されるべきではないことを理解するであろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【外国語明細書】