特開 2024-17051 試料ホルダーおよび荷電粒子線装置

(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】P2024017051

(43)【公開日】2024-02-08

(54)【発明の名称】試料ホルダーおよび荷電粒子線装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/20 20060101AFI20240201BHJP

【ＦＩ】

H01J37/20 E

H01J37/20 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022119428

(22)【出願日】2022-07-27

(71)【出願人】

【識別番号】000004271

【氏名又は名称】日本電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090387

【弁理士】

【氏名又は名称】布施 行夫

(74)【代理人】

【識別番号】100090398

【弁理士】

【氏名又は名称】大渕 美千栄

(74)【代理人】

【識別番号】100161540

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 良伸

(72)【発明者】

【氏名】樋山 公崇

【テーマコード（参考）】

5C101

【Ｆターム（参考）】

5C101AA04

5C101CC14

5C101FF03

5C101FF16

5C101FF43

5C101JJ12

(57)【要約】

【課題】タンクから冷却液が漏れることを防ぐことができる試料ホルダーを提供する。
【解決手段】試料ホルダー１００は、試料Ｓに荷電粒子線を照射する荷電粒子線装置において試料Ｓを保持する試料ホルダーであって、試料Ｓを保持する試料保持部１１０と、試料保持部１１０を冷却するための冷却液を収容するタンク１４０と、を含み、タンク１４０は、タンク１４０内に冷却液を注ぐための管１５０を有し、管１５０は、屈曲している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料に荷電粒子線を照射する荷電粒子線装置において前記試料を保持する試料ホルダーであって、
前記試料を保持する試料保持部と、
前記試料保持部を冷却するための冷却液を収容するタンクと、
を含み、
前記タンクは、前記タンク内に前記冷却液を注ぐための管を有し、
前記管は、屈曲している、試料ホルダー。

【請求項2】

請求項１において、
前記管は、９０°に屈曲している、試料ホルダー。

【請求項3】

請求項１において、
前記管は、外部に開いた第１開口と、前記タンク内に開いた第２開口と、を有し、
前記第１開口が水平方向を向くときに、前記第２開口は鉛直上向きとなる、試料ホルダー。

【請求項4】

請求項１において、
前記管は、第１部分と、第２部分と、を有し、
前記シャフトは、第１軸に沿って延在し、
前記第１部分は、前記第１軸と直交する第２軸に沿って延在し、
前記第１軸に沿った方向から見て、前記第２部分は前記第１軸および前記第２軸に直交する第３軸に沿って延在している、試料ホルダー。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれか１項に記載の試料ホルダーを含む、荷電粒子線装置。

【請求項6】

請求項５において、
前記試料ホルダーが取り付けられる取付け部を含み、
前記取付け部は、
外部と前記荷電粒子線装置内を仕切る仕切弁と、
前記仕切弁を動作させるためのスイッチと、
を有し、
前記スイッチは、前記取付け部において前記試料ホルダーを回転させることによって作動する、荷電粒子線装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、試料ホルダーおよび荷電粒子線装置に関する。

【背景技術】

【0002】

氷包埋法や凍結切片法などの各種凍結技法により、細胞や、タンパク質、ウイルス、脂質分子などの生物系試料を、凍結状態のまま電子顕微鏡内に導入して観察するクライオ電子顕微鏡法が注目されている。

【0003】

試料を凍結状態のまま電子顕微鏡内に導入して観察できるように、クライオ電子顕微鏡法に用いられる試料ホルダーとして、液体窒素や液体ヘリウムなどの冷却液を収容するタンクを備えているものが知られている。

【0004】

透過電子顕微鏡用の試料ホルダーとして、特許文献１には、ガイドピンを備えた試料ホルダーが開示されている。試料ホルダーの先端に保持された試料を透過電子顕微鏡の試料室に導入する際には、ガイドピンをゴニオメーターに設けられたガイド溝に沿って移動させる。ガイド溝には、試料室と外部（大気側）を遮断するためのバルブ（仕切弁）を開くためのスイッチが設けられている。試料ホルダーをガイド溝に沿って９０度回転させることで、ガイドピンでスイッチを押すことができる。これにより、バルブを開くことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－０３１０５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述したように、試料を試料室に導入する際には、試料ホルダーを回転させる。しかしながら、冷却液を収容するタンクを備えた試料ホルダーを回転させると、タンクから冷却液が漏れてしまう場合がある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る試料ホルダーの一態様は、
試料に荷電粒子線を照射する荷電粒子線装置において前記試料を保持する試料ホルダーであって、
前記試料を保持する試料保持部と、
前記試料保持部を冷却するための冷却液を収容するタンクと、
を含み、
前記タンクは、前記タンク内に前記冷却液を注ぐための管を有し、
前記管は、屈曲している。

【0008】

このような試料ホルダーでは、試料ホルダーを回転させてもタンクに収容された液体窒素が漏れることを防ぐことができる。

【0009】

本発明に係る荷電粒子線装置の一態様は、
上記試料ホルダーを含む。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る試料ホルダーを模式的に示す断面図。

【図2】本発明の一実施形態に係る試料ホルダーを模式的に示す断面図。

【図3】第２管を模式的に示す斜視図。

【図4】タンクを模式的に示す平面図。

【図5】本発明の一実施形態に係る試料ホルダーの先端部を模式的に示す図。

【図6】タンクに液体窒素を収容した状態の本発明の一実施形態に係る試料ホルダーを模式的に示す断面図。

【図7】タンクに液体窒素を収容した状態の本発明の一実施形態に係る試料ホルダーを模式的に示す断面図。

【図8】本発明の一実施形態に係る試料ホルダーを含む電子顕微鏡を説明するための図。

【図9】本発明の一実施形態に係る試料ホルダーを含む電子顕微鏡を説明するための図。

【図10】ゴニオメーターの挿入孔を模式的に示す図。

【図11】比較例に係る試料ホルダーを模式的に示す断面図。

【図12】比較例に係る試料ホルダーを模式的に示す断面図。

【図13】第１変形例に係る試料ホルダーを模式的に示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

【0012】

１． 試料ホルダー
まず、本発明の一実施形態に係る試料ホルダーについて図面を参照しながら説明する。図１および図２は、本発明の一実施形態に係る試料ホルダー１００を模式的に示す断面図である。なお、図１および図２には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。

【0013】

試料ホルダー１００は、透過電子顕微鏡用の試料ホルダーである。試料ホルダー１００は、透過電子顕微鏡において試料Ｓを保持する。試料ホルダー１００を用いることによって、クライオ電子顕微鏡法による試料Ｓの観察が可能である。クライオ電子顕微鏡法による観察の対象となる試料Ｓは、例えば、細胞や、タンパク質、ウイルス、脂質分子などの生物系試料である。試料Ｓは、ウルトラミクロトームなどで薄片化されている。試料ホルダー１００では、試料ホルダー１００に保持された試料Ｓを冷却できる。

【0014】

試料ホルダー１００は、図１および図２に示すように、試料保持部１１０と、シャフト１２０と、グリップ１３０と、管１５０を備えたタンク１４０と、ヒートコンダクタ１６０と、キャップ１７０と、を含む。

【0015】

試料保持部１１０は、試料Ｓを保持する。試料保持部１１０は、シャフト１２０の先端に設けられている。図示の例では、試料保持部１１０は、シャフト１２０の＋Ｙ方向の端に設けられている。

【0016】

試料保持部１１０は、例えば、試料Ｓが固定された試料グリッドが装填可能なカートリッジである。また、試料保持部１１０は、板バネと試料台を有しており、試料Ｓが固定された試料グリッドを試料台に板バネで固定可能であってもよい。なお、試料保持部１１０における試料Ｓを保持する方法は特に限定されない。

【0017】

シャフト１２０は、Ｙ軸に沿って延びる棒状の部材である。シャフト１２０の先端（＋
Ｙ方向の端）には試料保持部１１０が設けられ、シャフト１２０の後端（－Ｙ方向の端）にはグリップ１３０が設けられている。シャフト１２０は、タンク１４０を貫通する管１４１内を通る。

【0018】

シャフト１２０は、ヒートコンダクタ１６０を介して、タンク１４０の内槽１４２と熱的に接続される。シャフト１２０は、ヒートコンダクタ１６０とともに、タンク１４０（内槽１４２）と試料保持部１１０を熱的に接続する熱伝導部材として機能する。

【0019】

シャフト１２０は、タンク１４０の内槽１４２と外槽１４４との間の空間２に配置されている。空間２は、真空状態である。シャフト１２０が空間２に配置されることによって、シャフト１２０に対する外部の熱の影響を低減でき、試料保持部１１０を効率よく冷却できる。試料保持部１１０の一部は、断熱材１８０を貫通して空間２の外に配置されている。断熱材１８０は、タンク１４０の外槽１４４の開口を塞いている。

【0020】

グリップ１３０は、試料ホルダー１００の握りの部分である。グリップ１３０は、断熱材１８２を介してシャフト１２０に接続されている。

【0021】

タンク１４０は、試料保持部１１０を冷却するための液体窒素を収容する。なお、タンク１４０に収容される冷却液は、液体窒素に限定されず、液体ヘリウムなどであってもよい。タンク１４０内の液体窒素によって、ヒートコンダクタ１６０およびシャフト１２０を介して試料保持部１１０を冷却できる。これにより、試料ホルダー１００では、試料保持部１１０に保持された試料Ｓを冷却でき、試料Ｓを凍結状態のまま維持できる。

【0022】

タンク１４０は、内槽１４２および外槽１４４を有している。内槽１４２と外槽１４４との間の空間２は、真空状態である。内槽１４２の内の空間４には、液体窒素が収容される。

【0023】

タンク１４０は、タンク１４０内の空間４に液体窒素を注ぐための管１５０を有している。

【0024】

管１５０は、図２に示すように、屈曲している。図示の例では、管１５０は、１１０°屈曲している。管１５０は、Ｚ軸に沿って延びる第１管１５２（第１部分）と、Ｘ軸に対して時計回りに２０°傾いた第２管１５４（第２部分）と、を有している。第１管１５２と第２管１５４が接続されることによって、屈曲した管１５０が構成されている。

【0025】

図３は、第２管１５４を模式的に示す斜視図である。図３に示すように、円盤状の板１５６に、第２管１５４が固定されている。第２管１５４は、板１５６の面に対して斜めに取り付けられている。第２管１５４は、板１５６に設けられた貫通孔に連通している。板１５６は、内槽１４２にロウ付けされる。

【0026】

なお、図示はしないが、１つの管を折り曲げることで、屈曲した管１５０を形成してもよい。

【0027】

管１５０は、外部に開いた第１開口１５０ａと、タンク１４０内の空間４に開いた第２開口１５０ｂと、を有している。図２に示す例では、第１開口１５０ａは＋Ｚ方向に開き、第２開口１５０ｂは＋Ｘ方向に開いている。

【0028】

図４は、タンク１４０を模式的に示す平面図である。

【0029】

図４に示すように、平面視において（Ｚ軸に沿った方向から見て）、第１開口１５０ａ
は、シャフト１２０に重なっている。シャフト１２０は、試料Ｓを透過電子顕微鏡の試料室に導入する際に試料ホルダー１００を回転させるときの回転軸となる。第１開口１５０ａは、平面視において、タンク１４０（内槽１４２）の中心に重なっている。

【0030】

第２開口１５０ｂは、平面視において、シャフト１２０と重なっていない。平面視において、第２開口１５０ｂとタンク１４０（内槽１４２）の内壁１４３との間の距離Ｌ２は、第２開口１５０ｂとタンク１４０（内槽１４２）の中心との間の距離Ｌ１よりも小さい（Ｌ２＜Ｌ１）。

【0031】

シャフト１２０は、Ｙ軸に沿って延在している。また、第１管１５２は、Ｚ軸に沿って延在している。また、第２管１５４は、平面視において、Ｘ軸に沿って延在している。

【0032】

ヒートコンダクタ１６０は、タンク１４０とシャフト１２０を熱的に接続する。ヒートコンダクタ１６０は、内槽１４２とシャフト１２０を接続している。ヒートコンダクタ１６０は、熱伝導率の高い材料からなる。

【0033】

キャップ１７０は、管１５０の第１開口１５０ａを塞いている。キャップ１７０は、断熱材で構成されている。キャップ１７０で第１開口１５０ａを塞ぐことで、タンク１４０を断熱できる。キャップ１７０は、例えば、液体窒素が蒸発して空間４の圧力が上昇した場合に、ガス（窒素ガス）が逃げるように密封されていない。キャップ１７０は、断熱材１８４を介して、タンク１４０に配置されている。キャップ１７０は、第１開口１５０ａに対して着脱可能である。

【0034】

図５は、試料ホルダー１００の先端部を模式的に示す図である。図５に示すように、試料ホルダー１００は、ガイドピン１９０を有している。ガイドピン１９０は、試料ホルダー１００に保持された試料Ｓを透過電子顕微鏡の試料室に導入する際に、試料ホルダー１００をガイドする。

【0035】

図６および図７は、タンク１４０に液体窒素Ｌを収容した状態の試料ホルダー１００を模式的に示す断面図である。図７は、試料ホルダー１００を９０°回転した状態を図示している。

【0036】

図６に示すように、タンク１４０に液体窒素Ｌを充填できる。図６では、管１５０の第１開口１５０ａは鉛直上向き（＋Ｚ方向を向き）であり、管１５０の第２開口１５０ｂは、水平方向（＋Ｘ方向）を向いている。第１開口１５０ａからキャップ１７０を取り外し、第１開口１５０ａから液体窒素Ｌを注ぐと、液体窒素Ｌは第１管１５２および第２管１５４を通って第２開口１５０ｂから空間４内に注がれる。

【0037】

タンク１４０に液体窒素Ｌを収容した状態で試料ホルダー１００をシャフト１２０を回転軸として９０°回転させると、図７に示すように、タンク１４０が９０°回転する。このとき、第１開口１５０ａは水平方向（－Ｘ方向を向き）を向き、第２開口１５０ｂは鉛直上向き（＋Ｚ方向を向き）である。

【0038】

このように、試料ホルダー１００では、第１開口１５０ａが鉛直上向きのときに、第２開口１５０ｂは水平方向を向き、第１開口１５０ａが水平方向を向くときに、第２開口１５０ｂは鉛直上向きとなる。この結果、試料ホルダー１００を回転させても、タンク１４０内の液体窒素Ｌが、管１５０を通ってタンク１４０の外に漏れることを防ぐことができる。

【0039】

２． 電子顕微鏡
図８および図９は、試料ホルダー１００を含む電子顕微鏡１０を説明するための図である。電子顕微鏡１０は、クライオ電子顕微鏡法で試料Ｓを観察可能な透過電子顕微鏡である。

【0040】

電子顕微鏡本体１２は、電子銃、電子銃から放出された電子を試料Ｓに照射するための照射光学系、試料ホルダー１００が挿入されるゴニオメーター１４（試料ステージ）、試料Ｓを透過した電子を結像するための結像光学系、試料Ｓを透過した電子で結像された透過電子顕微鏡像（ＴＥＭ像）を撮影するための撮像装置、試料Ｓを透過した電子を検出して走査透過電子顕微鏡像（ＳＴＥＭ像）を得るための検出器などを含む。

【0041】

ゴニオメーター１４は、試料Ｓを傾斜する機構を備えた試料ステージである。ゴニオメーター１４には、試料ホルダー１００が取り付けられる。すなわち、ゴニオメーター１４は、試料ホルダー１００が取り付けられる取付け部として機能する。ゴニオメーター１４は、例えば、試料ホルダー１００が挿入される挿入孔を有している。挿入孔は、外部と電子顕微鏡本体１２の試料室をつなぐ。ゴニオメーター１４の挿入孔に試料ホルダー１００を挿入することで、試料ホルダー１００を電子顕微鏡本体１２に取り付けることができる。試料ホルダー１００をゴニオメーター１４の挿入孔に挿入することによって、試料保持部１１０に保持された試料Ｓを試料室に導入できる。

【0042】

図１０は、ゴニオメーター１４の挿入孔１５を模式的に示す図である。ゴニオメーター１４は、図１０に示すように、仕切弁１８と、仕切弁１８を動作（開閉動作）させるためのスイッチ１９と、を有している。挿入孔１５の内壁には、ガイド溝１６が設けられている。

【0043】

仕切弁１８は、ゴニオメーター１４の挿入孔１５に設けられている。仕切弁１８は、試料室と外部（大気側）を仕切る。

【0044】

試料ホルダー１００をゴニオメーター１４の挿入孔１５に挿入すると、ガイドピン１９０がガイド溝１６に嵌まる。そして、ガイドピン１９０をガイド溝１６に沿って移動させることによって、試料保持部１１０に保持された試料Ｓが試料室に導かれる。

【0045】

ガイド溝１６は、図１０に示すように、第１部分１６ａと、第２部分１６ｂと、第３部分１６ｃと、を含む。第１部分１６ａは、大気側に位置する部分である。第１部分１６ａは、挿入孔１５の中心軸に沿って設けられている。第２部分１６ｂは、第１部分１６ａと第３部分１６ｃを接続している。第２部分１６ｂは、挿入孔１５の軸まわりに設けられている。第２部分１６ｂは、挿入孔１５の軸まわりに９０°の角度範囲で設けられている。第３部分１６ｃは、試料室側に位置する部分である。第３部分１６ｃは、挿入孔１５の中心軸に沿って設けられている。

【0046】

ガイド溝１６の第２部分１６ｂには、仕切弁１８を開くためのスイッチ１９が設けられている。ガイドピン１９０によって仕切弁１８のスイッチ１９を作動させることができる。例えば、ガイドピン１９０でスイッチ１９を押すことによってスイッチ１９が作動する。

【0047】

３． 動作
試料ホルダー１００に保持された試料Ｓを試料室に導入するときの動作について説明する。

【0048】

図８に示すように、まず、タンク１４０の第１開口１５０ａが水平方向を向いた状態で試料ホルダー１００をゴニオメーター１４の挿入孔１５に挿入する。このとき、ガイドピ
ン１９０がガイド溝１６の第１部分１６ａに嵌まる。図７に示すように、第１開口１５０ａが水平方向を向いても第２開口１５０ｂが鉛直上向きであるため、タンク１４０内の液体窒素Ｌは管１５０から漏れない。

【0049】

試料ホルダー１００を挿入孔１５の奥に挿入すると、ガイドピン１９０がガイド溝１６の第１部分１６ａにガイドされて、試料ホルダー１００がＹ軸に沿って移動し、ガイドピン１９０が第２部分１６ｂに到達する。

【0050】

第２部分１６ｂは、挿入孔１５の軸まわりに設けられているため、試料ホルダー１００をシャフト１２０を回転軸として回転させる。これにより、ガイドピン１９０が第２部分１６ｂにガイドされて第３部分１６ｃに到達する。第２部分１６ｂは、挿入孔１５の軸まわりに設けられているため、ガイドピン１９０が第２部分１６ｂでガイドされているときには、試料ホルダー１００は、Ｙ軸に沿って移動しない。第２部分１６ｂには、スイッチ１９が設けられているため、試料ホルダー１００を回転させることで、ガイドピン１９０でスイッチ１９を作動させることができる。この結果、試料室と外部を仕切る仕切弁１８が開く。

【0051】

図示はしないが、試料ホルダー１００は、Ｏリングを備えている。ガイドピン１９０が第２部分１６ｂに到達したときには、試料ホルダー１００と挿入孔１５の内壁との間の隙間をＯリングで気密に封止できる。したがって、仕切弁１８を開いても試料室を真空状態に保つことができる。

【0052】

ガイドピン１９０が第３部分１６ｃに到達すると、図６および図９に示すように、タンク１４０の第１開口１５０ａは鉛直上向きとなり、第２開口１５０ｂは水平方向を向く。

【0053】

試料ホルダー１００をさらに挿入孔１５の奥に挿入すると、ガイドピン１９０が第３部分１６ｃでガイドされて、試料ホルダー１００がＹ軸に沿って移動し、試料保持部１１０に保持された試料Ｓが試料室に到達する。

【0054】

以上の工程により、試料ホルダー１００の試料Ｓを試料室に導入できる。

【0055】

なお、試料室から試料Ｓを取り出すときは、ガイドピン１９０はガイド溝１６の第３部分１６ｃ、第２部分１６ｂ、第１部分１６ａの順でガイドされる。ガイドピン１９０は、第２部分１６ｂにおいてスイッチ１９を作動させて仕切弁１８を閉じる。このように試料室から試料Ｓを取り出すときには、試料室に試料Ｓを導入するときと逆の手順となる。

【0056】

４． 効果
試料ホルダー１００は、試料Ｓを保持する試料保持部１１０と、試料保持部１１０を冷却するための液体窒素Ｌを収容するタンク１４０と、を含む。また、タンク１４０は、タンク１４０内に液体窒素Ｌを注ぐための管１５０を有し、管１５０は屈曲している。そのため、試料ホルダー１００では、試料ホルダー１００に保持された試料Ｓを電子顕微鏡１０の試料室に導入する際に、試料ホルダー１００を回転させても、タンク１４０から液体窒素Ｌが漏れることを防ぐことができる。

【0057】

図１１および図１２は、比較例に係る試料ホルダー１０００を模式的に示す断面図である。

【0058】

図１１および図１２に示すように、比較例に係る試料ホルダー１０００では、タンク１４０内に液体窒素Ｌを注ぐための管１５０は屈曲していない。図示の例では、管１５０は、図２に示す第２管１５４を有しておらず、第１管１５２のみで構成されている。試料ホ
ルダー１０００では、図１２に示すように、試料ホルダー１０００をシャフト１２０を回転軸として９０°回転させると、液体窒素Ｌが管１５０を通って管１５０の第１開口１５０ａに到達する。キャップ１７０は、第１開口１５０ａを密封していないため、液体窒素Ｌは第１開口１５０ａから外部に漏れてしまう。

【0059】

これに対して、試料ホルダー１００では、管１５０が屈曲しているため、試料ホルダー１００をシャフト１２０を回転軸として回転させても、タンク１４０から液体窒素Ｌが漏れることを防ぐことができる。

【0060】

また、試料ホルダー１０００では、試料ホルダー１０００を回転させても液体窒素Ｌが漏れないようにするためにはタンク１４０内の液体窒素Ｌの量を少なくする必要がある。これに対して、試料ホルダー１００では、管１５０が屈曲しているため、試料ホルダー１０００と比べて、タンク１４０内の液体窒素Ｌの量を多くできる。したがって、試料ホルダー１００では、試料ホルダー１０００と比べて、試料Ｓを凍結した状態で保持できる時間を長くできる。

【0061】

試料ホルダー１００では、管１５０は、外部に開いた第１開口１５０ａと、タンク１４０内に開いた第２開口１５０ｂと、を有し、第１開口１５０ａが水平方向を向くとき、第２開口１５０ｂは、鉛直上向きとなる。例えば、図７に示す例では、第１開口１５０ａが－Ｘ方向を向くとき、第２開口１５０ｂは、＋Ｚ方向を向く。したがって、試料ホルダー１００を回転させても、液体窒素Ｌが漏れることを防ぐことができる。

【0062】

例えば、図１２に示す試料ホルダー１０００では、第１開口１５０ａが－Ｘ方向を向くと、第２開口１５０ｂは＋Ｘ方向を向く。したがって、試料ホルダー１０００では、試料ホルダー１０００を回転させると液体窒素Ｌが漏れてしまう。

【0063】

試料ホルダー１００では、管１５０は、第１管１５２（第１部分）と、第２管１５４（第２部分）と、を有し、シャフト１２０は、Ｙ軸（第１軸）に沿って延在し、第１管１５２は、Ｚ軸（第２軸）に沿って延在し、Ｚ軸に沿った方向から見て第２管１５４はＸ軸（第３軸）に沿って延在している。そのため、試料ホルダー１００では、試料ホルダー１００を回転させても、液体窒素Ｌが漏れることを防ぐことができる。

【0064】

試料ホルダー１００では、図４に示すように、平面視において、第２開口１５０ｂとタンク１４０（内槽１４２）の内壁１４３との間の距離Ｌ２は、第２開口１５０ｂとタンク１４０の中心との間の距離Ｌ１よりも小さい（Ｌ２＜Ｌ１）。そのため、試料ホルダー１００では、距離Ｌ２が距離Ｌ１以上（Ｌ２≧Ｌ１）の場合と比べて、タンク１４０内の液体窒素Ｌの量をより多くできる。

【0065】

電子顕微鏡１０では、試料ホルダー１００を含む。また、電子顕微鏡１０は、試料ホルダー１００が取り付けられる取付け部として機能するゴニオメーター１４を含み、ゴニオメーター１４は、外部と試料室を仕切る仕切弁１８と、仕切弁１８を動作させるためのスイッチ１９と、を有している。スイッチ１９は、ゴニオメーター１４の挿入孔１５において試料ホルダー１００を回転させることによって作動する。電子顕微鏡１０では、ゴニオメーター１４の挿入孔１５に試料ホルダー１００を挿入して、試料ホルダー１００を回転させても、液体窒素Ｌがタンク１４０から漏れることを防ぐことができる。

【0066】

５． 変形例
５．１． 第１変形例
図１３は、第１変形例に係る試料ホルダー１０１を模式的に示す断面図である。以下、第１変形例に係る試料ホルダー１０１において、上述した試料ホルダー１００の構成部材
と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0067】

上述した実施形態では、管１５０は、１１０°屈曲していたが、管１５０が屈曲する角度は特に限定されない。例えば、図１３に示すように、管１５０は、９０°屈曲していてもよい。

【0068】

図１３に示す試料ホルダー１０１でも、図２に示す試料ホルダー１００と同様に、第１開口１５０ａが鉛直上向きのときに第２開口１５０ｂは水平方向を向き、第１開口１５０ａが水平方向を向くときに第２開口１５０ｂは鉛直上向きとなる。この結果、試料ホルダー１０１を回転させても、タンク１４０内の液体窒素Ｌがタンク１４０から漏れることを防ぐことができる。

【0069】

５．２． 第２変形例
上述した実施形態では、試料ホルダー１００が透過電子顕微鏡用の試料ホルダーである場合について説明したが、試料ホルダー１００は、例えば、イオンビームを試料Ｓに照射して試料Ｓの観察および加工を行う集束イオンビーム装置用の試料ホルダーであってもよいし、走査電子顕微鏡用の試料ホルダーであってもよい。このように、試料ホルダー１００は、試料Ｓに電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を照射する荷電粒子線装置において試料Ｓを保持する試料ホルダーとして用いることができる。

【0070】

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、例えば、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成である。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

【符号の説明】

【0071】

２…空間、４…空間、１０…電子顕微鏡、１２…電子顕微鏡本体、１４…ゴニオメーター、１５…挿入孔、１６…ガイド溝、１６ａ…第１部分、１６ｂ…第２部分、１６ｃ…第３部分、１８…仕切弁、１９…スイッチ、１００…試料ホルダー、１０１…試料ホルダー、１１０…試料保持部、１２０…シャフト、１３０…グリップ、１４０…タンク、１４１…管、１４２…内槽、１４３…内壁、１４４…外槽、１５０…管、１５０ａ…第１開口、１５０ｂ…第２開口、１５２…第１管、１５４…第２管、１５６…板、１６０…ヒートコンダクタ、１７０…キャップ、１８０…断熱材、１８２…断熱材、１８４…断熱材、１９０…ガイドピン、１０００…試料ホルダー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】