特許 7486322 荷電粒子顕微鏡用の試料ホルダー

(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】

(24)【登録日】2024-05-09

(45)【発行日】2024-05-17

(54)【発明の名称】荷電粒子顕微鏡用の試料ホルダー

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/20 20060101AFI20240510BHJP

【ＦＩ】

H01J37/20 A

H01J37/20 C

【請求項の数】 13

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020023907

(22)【出願日】2020-02-17

(65)【公開番号】P2020136275

(43)【公開日】2020-08-31

【審査請求日】2023-02-06

(31)【優先権主張番号】19158550.4

(32)【優先日】2019-02-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【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】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】マティス ぺトラス ウィルヘルムス ファン デン ボーガード

(72)【発明者】

【氏名】マルティン ラグレンジ

(72)【発明者】

【氏名】ネストル ヘルナンデス ロドリゲス

【審査官】佐藤 海

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１９９０１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５０－０２４０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５２２８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５００７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－０４８６４７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】欧州特許出願公開第０２８２４４４８（ＥＰ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／１２２２６０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ３７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷電粒子顕微鏡用の試料ホルダーであって、
－試料をその中に含む試料キャリアを解放可能に受け入れるための凹部を有するホルダー本体と、
－前記試料キャリアを前記ホルダー本体の前記凹部内に固定するための、前記ホルダー本体に接続可能な少なくとも１つの固定要素と、を備え、
前記固定要素が、前記ホルダー本体に移動可能に接続されたクランプ部材を備えることを特徴とし、前記クランプ部材が、閉位置と開位置との間で移動可能であり、前記開位置では、前記試料キャリアが前記凹部に載置され得、前記閉位置では、前記試料キャリアが前記凹部にロックされ得、
前記クランプ部材は、アクチュエータ部材によって作動させることができ、
前記アクチュエータ部材が、前記クランプ部材を前記開位置に向かって押すように、前記開位置に向かう方向と平行な、前記アクチュエータ部材と前記ホルダー本体との間の相対的移動を生じさせるように、配置されている、試料ホルダー。

【請求項2】

前記クランプ部材が、前記開位置と前記閉位置との間で旋回可能である、請求項１に記載の試料ホルダー。

【請求項3】

前記クランプ部材がバネ要素を含む、請求項１または２に記載の試料ホルダー。

【請求項4】

前記バネ要素が、前記クランプ部材を前記閉位置に向かって付勢するように配置されている、請求項３に記載の試料ホルダー。

【請求項5】

前記クランプ部材が、前記閉位置で前記試料キャリアと直接係合するように配置されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の試料ホルダー。

【請求項6】

前記試料キャリアを前記ホルダー本体の前記凹部内に固定するための少なくとも１つのさらなる固定要素を備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の試料ホルダー。

【請求項7】

前記さらなる固定要素が、請求項１～５のいずれか一項に規定されるクランプ部材として具現化される、請求項６に記載の試料ホルダー。

【請求項8】

前記さらなる固定要素および前記クランプ部材が、前記凹部の両側に実質的に設けられている、請求項６または７に記載の試料ホルダー。

【請求項9】

試料を検査するための荷電粒子顕微鏡であって、
－荷電粒子源、および前記荷電粒子源から放射された荷電粒子のビームを試料上に向けるための照明装置を含む光学カラムと、
－前記試料をその中に含む試料キャリアを保持するための、前記照明装置の下流に位置決めされた請求項１～８のいずれか一項に記載の試料ホルダーと、
－前記荷電粒子源から放射された荷電粒子の入射に応答して、前記試料から生じる放射物を検出するための検出デバイスと、
－荷電粒子顕微鏡の操作を実行するための制御ユニットと、を備える、荷電粒子顕微鏡。

【請求項10】

前記クランプ部材を作動させるためのアクチュエータ部材をさらに備える、請求項９に記載の荷電粒子顕微鏡。

【請求項11】

請求項１～８のうちのいずれか一項に規定される試料ホルダー内に試料キャリアを載置する方法であって、前記方法が、
－前記クランプ部材を前記開位置に移動させる工程と、
－前記試料キャリアを前記試料ホルダーの前記凹部内に載置する工程と、
－前記クランプ部材を前記閉位置に移動させる工程と、を含む、方法。

【請求項12】

前記クランプ部材を前記開位置に移動させるためにアクチュエータ部材が使用される、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記アクチュエータ部材と前記試料ホルダーとの間の相対移動が使用される、請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、透過型電子顕微鏡などの荷電粒子顕微鏡用の試料ホルダーであって、試料をその中に含む試料キャリアを解放可能に受け入れるための凹部を有するホルダー本体と、試料キャリアをホルダー本体の凹部内に固定するための、ホルダー本体に接続可能な少なくとも１つの固定要素とを備える、試料ホルダーに関する。

【背景技術】

【0002】

透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）では、例えば３００ｋｅＶのエネルギーを有する高エネルギーの平行電子ビームが試料に照射される。電子と試料との間の相互作用の結果として、ビーム内の電子は、例えば、偏向されるか、エネルギーを失うか、または吸収されることになり、これにより、試料に関する情報をもたらし得る。例えば、蛍光スクリーンおよび／またはＣＣＤカメラに適切に衝突するように電子ビームを配置することにより、情報を可視化することができる。

【0003】

また、試料に、試料を横切って移動される集束ビームを照射することもできる。ＴＥＭのこの動作モード、いわゆる走査透過電子顕微鏡モード（ＳＴＥＭモード）では、二次電子やＸ線などの二次粒子の形態で位置に依存する情報が生成される。

【0004】

ＴＥＭ試料は、例えば、１００ｎｍ未満、好ましくは５０ｎｍ未満と極めて薄い必要がある。現在、約１５ｎｍまで薄い試料厚を使用できる。薄い試料厚をもたらすために、ＴＥＭで調査する前に試料を薄くする。当業者に知られているように、試料を所望の厚さまでイオンミリングするために集束イオンビームが使用され、その後、試料をＴＥＭに移すことができる。薄片化および移転は、当業者に知られているように、現場または現場外のリフトアウト技法を含んでもよい。

【0005】

このような脆弱な物体の取り扱いと輸送を改善するために、例えば、薄片化の前後に、試料は通常、いわゆるグリッドに搭載される。現場のリフトアウト技法は、いわゆる半月グリッドを使用することができ、この場合、材料の塊がグリッドの突出要素に取り付けられ、その後、例えば集束イオンビーム（ＦＩＢ）を使用して所望の厚さまで薄くされる。試料が所望の厚さになると、（試料を含んだ）半月グリッドがＴＥＭに移され、試料が調査可能になる。現場外のリフトアウト技法では、例えば、直径２～５ｍｍ、厚さ１０μｍ～４０μｍの丸く薄い箔の形態のグリッドを使用することができる。そのような箔の中央部分は金網として具体化され、それにより、電子は箔の材料に吸収されることなく、試料および金網の穴を通って移動することができる。この技法では、試料は、例えばＦＩＢを使用して、対象の材料から掘削される。所望の厚さに達すると、試料は材料から持ち上げられて箔の上に載置される。次いで、グリッドは、さらに調査するためにＴＥＭに移される。

【0006】

ビームに対する試料の位置を操作できるように、グリッドは、いわゆるＴＥＭロッドの外端に搭載されている。ＴＥＭロッドは、試料に所望の位置移動を加えるためのステージマニピュレータに接続されている。

【0007】

既知の方法によれば、試料を含むグリッドがＴＥＭロッドの凹部に位置決めされ、次に、円形リングを使用してグリッドがＴＥＭロッドに固定される。わずか約１０マイクロメートルの厚さの極めて脆弱なグリッドをＴＥＭロッドに固定することは、比較的危険で複雑なプロセスである。円形リングを載置するには、多くの専門知識が必要であり、時間を要する。このプロセスでは、試料は損傷する危険に常にさらされる。

【発明の概要】

【0008】

この既知の方法を改善することが目的である。具体的には、この既知の方法の速度および／または信頼性を向上させ、かつ試料が損傷するリスクを減らすことが目的である。

【0009】

この目的のために、荷電粒子顕微鏡用の試料ホルダーが提供される。いわゆるＴＥＭロッドであってもよい試料ホルダーは、細長いロッドに設けられた開口などの凹部を有するホルダー本体を備える。凹部は、試料を含む、グリッドなどの試料キャリアをその中に解放可能に受け入れるように配置されている。試料ホルダーは、ホルダー本体に接続されているか、またはそれに少なくとも接続可能な、試料キャリアをホルダー本体の凹部内に固定するための少なくとも１つの固定要素を備える。

【0010】

本開示によれば、固定要素は、ホルダー本体に移動可能に接続されたクランプ部材を備える。クランプ部材は、閉位置と開位置との間で移動可能である。開位置では、クランプ部材は、試料キャリアが凹部に載置され得るように位置決めされている。閉位置では、クランプ部材は、試料キャリアを凹部に直接的または間接的にロックするように配置されている。

【0011】

ホルダー本体に接続された可動クランプ部材は、試料を含む試料キャリアの試料ホルダーへの向上された取り付けを可能にする。クランプ部材を開位置に移動させ、試料キャリアを凹部に載置し、クランプ部材を再び閉位置に移動させるだけで、迅速かつ信頼性の高い取り付けが可能になる。クランプ部材がホルダー本体に接続されているため、クランプ部材を開位置と閉位置との間で移動させることは比較的簡単であり、クランプ部材の移動は試料ホルダーを試料ホルダー内にしっかり固定する信頼性の高い方法を提供する。これにより、試料ホルダーに試料キャリアを塔載するための信頼性が高く安全で迅速な方法が得られ、これにより、本明細書に規定される目的が達成される。

【0012】

さらに、可動クランプ部材の使用は、非常にコンパクトな方法でホルダー本体を具現化する可能性を提供する。コンパクトな構造は、例えば、試料を傾けることを可能にするため、有益である。さらに、コンパクトな構造は、例えば、ＥＤＸ分析用に大きな開口角を確立するのに役立つ。

【0013】

有利な実施形態を以下に説明する。

【0014】

一実施形態では、クランプ部材は、開位置と閉位置との間で旋回可能である。クランプ部材を旋回させることにより、コンパクトな構造ならびにクランプ部材の簡単な操作が可能になる。グリッドがホルダー本体の水平面に載置され、可動クランプ部材がグリッドを閉位置の所定の位置に保持することが考えられる。これにより、ＴＥＭでの調査中にいわゆるシャドーイングを防ぐコンパクトな構造が提供される。

【0015】

一実施形態では、クランプ部材はバネ要素を含む。バネ要素は、クランプ部材に所望のクランプ力を提供して、試料キャリアが所定の位置にしっかりと保持されるようにすることができる。さらなる実施形態では、バネ要素は、クランプ部材を閉位置に向けて付勢するように配置されている。このようにして、クランプ部材は閉位置に向かって強制され、デフォルト設定で試料キャリアを所定の位置に保持する。したがって、搭載の信頼性が向上する。

【0016】

クランプ部材は、アクチュエータ部材によって作動させることができると考えられる。作動部材は、自動的に、または、例えば、電子顕微鏡のユーザによって作動され得る。

【0017】

一実施形態では、アクチュエータ部材は、少なくとも、クランプ部材を開位置に向かって押すように配置されている。クランプ部材を閉位置に向かって付勢するバネ要素と組み合わせて、これは、迅速で信頼性が高く簡単な、試料キャリアを試料ホルダーに搭載する方法を提供する。

【0018】

一実施形態では、クランプ部材は、閉位置で試料キャリアと直接係合するように配置されている。このようにして、構成要素が少ないコンパクトでシンプルな構造が得られる。

【0019】

一実施形態では、試料ホルダーは、試料キャリアをホルダー本体の凹部内に固定するための少なくとも１つのさらなる固定要素を備える。さらなる固定要素を使用することにより、より確実な搭載が可能になる。固定要素およびさらなる固定要素は、互いに異なっていてもよいことが留意される。例えば、固定要素は、旋回可能なクランプ部材であってもよく、一方、さらなる固定要素は、例えば、バネ要素であってもよい。しかしながら、一実施形態では、固定要素およびさらなる固定要素は、互いに実質的に類似している。

【0020】

具体的には、さらなる固定要素は、本明細書に記載されるような１つ以上の実施形態によるクランプ部材として具現化される。

【0021】

一実施形態では、さらなる固定要素およびクランプ部材は、凹部の両側に実質的に設けられる。これにより、凹部内の試料キャリアの固定が、試料キャリアの対向する側から確立されることが可能になり、これにより、凹部へのより信頼性の高い確実な搭載が提供される。

【0022】

一態様によれば、試料を検査するための荷電粒子顕微鏡であって、
－荷電粒子源、および荷電粒子源から放射された荷電粒子のビームを試料上に向けるための照明装置を含む光学カラムと、
－試料をその中に含む試料キャリアを保持するための、照明装置の下流に位置決めされた上述のような本開示による試料ホルダーと、
－荷電粒子源から放射された荷電粒子の入射に応答して、試料から生じる放射物を検出するための検出デバイスと、
－荷電粒子顕微鏡の操作を実行するための制御ユニットと、を備える、荷電粒子顕微鏡が提供される。

【0023】

このような荷電粒子顕微鏡の利点は、本発明による方法に関して既に上記で明らかにされている。

【0024】

一実施形態では、荷電粒子顕微鏡は、クランプ部材を作動させるためのアクチュエータ部材を備える。具体的には、アクチュエータ部材は、クランプ部材を開位置に向かって押すように配置されている。一実施形態では、クランプ部材は、閉位置に向かって付勢されるように配置されている。このようにして、アクチュエータ部材を使用してクランプ部材を開位置に向かって押すことができ、アクチュエータ部材をクランプ部材から離れて移動させることにより、クランプ部材が閉位置に移動されることが保証される。これにより、試料ホルダー内の試料キャリアの簡単で信頼性の高い位置決めが可能になる。

【0025】

一態様によれば、本明細書に規定されるような試料ホルダーに試料キャリアを載置するための方法であって、
－クランプ部材を開位置に移動させる工程と、
－試料キャリアを試料ホルダーの凹部内に載置する工程と、
－クランプ部材を閉位置に移動させる工程と、を含む、方法が提供される。

【0026】

一実施形態では、試料キャリアを試料ホルダーの凹部内に載置するためにツールが使用される。ツールは、例えば、ピンセット様のツールであってもよい。この方法は、試料キャリアからツールを解放しかつ／または取り外すステップを含む。一実施形態によれば、クランプ部材を閉位置に移動させる工程は、ツールを試料キャリアから解放しかつ／または取り外す工程の前に実行される。このようにして、いわゆる能動的引き継ぎが有効になり、これは、試料キャリアが試料ホルダーに安全に搭載されることを保証する。

【0027】

既に上記で述べたように、アクチュエータ部材を使用して、クランプ部材を開位置に移動させることが考えられる。具体的には、アクチュエータ部材と試料ホルダーとの間の相対移動が、クランプ部材を開位置に移動させるために使用される。例えば、アクチュエータの平行移動を使用して、クランプ部材を開位置に押してもよい。

【0028】

次に、本明細書に記載の試料ホルダーのいくつかの実施形態を示す添付図面を参照して本発明を説明する。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】荷電粒子顕微鏡の概略図である。

【図2a】図２ａは、本明細書に開示されるような試料ホルダーの実施形態の概略図である。

【図2b】図２ｂは、本明細書に開示されるような試料ホルダーの実施形態の概略図である。

【図3a】図３ａは、試料ホルダーのクランプ部材を操作するアクチュエータの側面図である。

【図3b】図３ｂは、試料ホルダーのクランプ部材を操作するアクチュエータの側面図である。

【図4a】図４ａは、本明細書に開示されるような試料ホルダーのさらなる実施形態の概略図である。

【図4b】図４ｂは、本明細書に開示されるような試料ホルダーのさらなる実施形態の概略図である。

【図5a】図５ａは、本明細書に開示されるような試料ホルダーのさらなる実施形態の概略図である。

【図5b】図５ｂは、本明細書に開示されるような試料ホルダーのさらなる実施形態の概略図である。

【図6】本明細書に開示されるような試料ホルダーのさらなる実施形態の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

図１（縮尺通りではない）は、本明細書に開示されるような試料ホルダーが使用され得る荷電粒子顕微鏡Ｍの実施形態の極めて概略的な描写である。より具体的には、この場合において、図１は、ＴＥＭ／ＳＴＥＭである透過型顕微鏡Ｍの１つの実施形態を示す（ただし、本発明の文脈では、例えば、ＳＥＭ、またはイオンベース顕微鏡も同様に有効であり得る）。図１では、真空筐体２内において電子源４は、電子光学軸Ｂ´に沿って伝搬し、電子光学イルミネータ６を横断する電子のビームＢを生成し、試料Ｓ（例えば、（局所的に）薄くされ／平坦化されてもよい）の選択された部分に電子を向ける／集束する働きをする。さらに図示されるのは偏向器８であり、偏向器８は（とりわけ）、ビームＢの走査運動をもたらすために使用することができる。

【0031】

試料Ｓは、試料ホルダーＨに搭載された試料キャリアＣ（図示せず）上に保持されており、この試料ホルダーＨは、ホルダーＨが（取り外し可能に）取り付けられているステージＡ′を移動させる位置決めデバイスＡによって多自由度に位置決めすることができる。例えば、試料ホルダーＨは、（とりわけ）ＸＹ平面内で動くことができる（図示されているデカルト座標系を参照されたい；通常、Ｚに平行、かつＸ／Ｙを中心として傾斜（アルファ傾斜／ベータ傾斜とそれぞれ呼ばれる）した動き）フィンガーを備えてもよい。このような動きにより、試料Ｓの異なる部分が、軸線Ｂ´（Ｚ方向）に沿って進む電子ビームＢによって照明／撮像／検査されることを可能にする（および／または、走査する動きがビーム走査の代替として実行されることを可能にする）。所望に応じて、冷却デバイス（図示されていないが、当業者に知られている）を試料ホルダーＨと密接に熱接触させ、例えば、試料ホルダーＨ（およびその上の試料Ｓ）を極低温に保持することができる。

【0032】

電子ビームＢは、試料Ｓと相互作用して、（例えば）二次電子、後方散乱電子、Ｘ線、および光学的放射（陰極線発光）を含む様々な種類の「誘導（ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ）」放射線が試料Ｓから放出されるようになる。所望に応じて、例えば、シンチレータ／光電子増倍管、またはＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分光）モジュールを組み合わせた検出デバイス２２の補助により、これらの放射線の種類のうちの１つ以上を検出することができ、このような場合には、ＳＥＭと基本的に同じ原理を使用して画像を構築することができる。しかし、試料Ｓを横断（通過）し、試料から放射／放出され軸線Ｂ´に沿って（実質的には、一般的に、ある程度偏向／散乱しながら）伝搬し続ける電子を代替的に、または補足的に調査することができる。このような透過電子束は、撮像システム（投影レンズ）２４に入射し、撮像システム２４は一般的に、多種多様な静電レンズ／磁気レンズ、偏向器、補正器（例えばスティグメータのような）などを備えている。通常の（非走査）ＴＥＭモードでは、この撮像システム２４は、透過電子束を蛍光スクリーン２６に集束させることができ、蛍光スクリーン２６は、必要に応じて、それを軸Ｂ´の邪魔にならないように後退／回収する（矢印２６´で概略に示すように）ことができる。試料Ｓの（一部の）画像（または、フーリエ変換図形）は、撮像システム２４によりスクリーン２６上に形成され、この画像は、筐体２の壁の好適な部分に位置する視認ポート２８を介して視認することができる。スクリーン２６の格納機構は、例えば、本質的に機械的および／また電気的であり得るが、図面には示されていない。

【0033】

スクリーン２６上の画像を視認することの代替として、撮像システム２４から出ていく電子束の焦点深度が一般的に、極めて深い（例えば、約１メートル）という事実を代わりに利用することができる。この結果、様々な他の種類の分析装置をスクリーン２６の下流で使用することができ、例えば、
－ＴＥＭカメラ３０。カメラ３０の位置に、電子束は、静止画像（または、フーリエ変換図形）を形成することができ、静止画像は、コントローラ／またはプロセッサ２０により処理することができ、例えばフラットパネルディスプレイのような表示デバイス（図示せず）に表示することができる。必要ではない場合、カメラ３０は、後退／回収（矢印３０´で概略に示すように）されて、カメラを軸線Ｂ´から外れるようにすることができる。
－ＳＴＥＭカメラ３２。カメラ３２からの出力は、試料Ｓ上のビームＢの（Ｘ、Ｙ）走査位置の関数として記録することができ、Ｘ、Ｙの関数としてのカメラ３２からの出力の「マップ（ｍａｐ）」である画像を構築することができる。カメラ３２は、カメラ３０に特徴的に存在する画素行列とは異なり、例えば直径が２０ｍｍの１個の画素を含むことができる。さらに、カメラ３２は、一般的に、カメラ３０（例えば、１０^２画像／秒）よりも非常に高い取得速度（例えば、１０^６ポイント／秒）を有することになる。この場合も同じく、必要でない場合、カメラ３２は、（矢印３２´で概略に示すように）後退／回収されて、カメラを軸線Ｂ´から外れるようにすることができる（このような後退は、例えばドーナツ形の環状暗視野カメラ３２の場合には必要とされないが、このようなカメラでは、中心孔により、カメラが使用されていなかった場合に電子束を通過させることができる）。
－カメラ３０または３２を使用して撮像を行うことの代替として、例えば、ＥＥＬＳモジュールとすることができる分光装置３４を呼び出すこともできる。

【0034】

部品３０、３２、および３４の順序／位置は厳密ではなく、多くの可能な変形が考えられることに留意されたい。例えば、分光装置３４は、撮像システム２４と一体化することもできる。

【0035】

示される実施形態では、顕微鏡Ｍは、符号４０で概して示される、後退可能なＸ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ）モジュールをさらに備える。コンピュータ断層撮影（断層撮像とも称される）では、源および（互いに対向する）検出器が、様々な視点から試料の透過観察を取得するように、異なる視線に沿って試料を調べるために使用される。

【0036】

コントローラ（コンピュータプロセッサ）２０は、図示される様々な構成要素に、制御線（バス）２０´を介して接続されることに留意されたい。このコントローラ２０は、作用を同期させる、設定値を提供する、信号を処理する、計算を実行する、およびメッセージ／情報を表示デバイス（図示せず）に表示するといった様々な機能を提供することができる。言うまでもなく、（模式的に描かれる）コントローラ２０は、筐体２の内側または外側に（部分的に）位置させることができ、所望に応じて、単体構造または複合構造を有することができる。

【0037】

当業者であれば、筐体２の内部が気密な真空状態に保持される必要はないことを理解できるであろう。例えば、いわゆる「環境制御型ＴＥＭ／ＳＴＥＭ」では、所与のガスの背景雰囲気が、筐体２内に意図的に導入される／維持される。当業者はまた、実際には、筐体２の容積を閉じ込めて、可能であれば、筐体２が、軸線Ｂ´を本質的に包み込むようになって、採用する電子ビームが小径管内を通過し、しかも広がって源４、試料ホルダーＨ、スクリーン２６、カメラ３０、カメラ３２、分光装置３４などのような構造を収容する小径管（例えば、直径約１ｃｍ）の形態を採ると有利となり得ることを理解するであろう。

【0038】

図２ａおよび２ｂは、図１に示される透過型電子顕微鏡などの荷電粒子顕微鏡で使用できるが、ＳＥＭまたはＦＩＢデバイスにも同様に適用できる、本開示による試料ホルダーＨの実施形態を示す。

【0039】

試料ホルダーＨは、図１に示すように、位置決めデバイスＡのステージＡ´に接続可能なホルダー本体５１を備えている。ホルダー本体５１の外端５２には、凹部５４が設けられている。ホルダーＨは、凹部内に設けられ、ホルダー本体５１に接続されたクレードル１０を備えている。クレードル１０は、旋回軸Ｔを中心に旋回可能である（いわゆるベータ傾斜）。クレードルで、凹部は、試料Ｓ（縮尺通りではない）を含む試料キャリアＣをその中に解放可能に受け入れるように配置されている。図示された例では、試料キャリアＣはクレードルＴに接続可能である。図示された試料キャリアＣは半月グリッドであるが、他のグリッド形状およびグリッドタイプが可能であり、本発明は半月グリッドの使用に限定されないことが留意される。他の形状には、リング形状、環状、または実質的に閉じた輪郭形状のグリッドも含んでよい。機械的支持輪郭（ここでは図示せず）、例えば、リング形状の輪郭も提供されてよい。その場合、試料キャリアＣは、機械的支持輪郭内に載置され、その方法で試料ホルダーＨに搭載されてもよい。

【0040】

図２ａおよび２ｂに示すように、試料ホルダーＨは、機械的支持輪郭が使用される場合に、試料キャリアＣを、例えば、ホルダー本体Ｈの凹部５４内に、直接または間接的に固定するための、ホルダー本体Ｈに接続された第１の固定要素５６を備える。固定要素５６は、ホルダー本体に移動可能に接続されたクランプ部材５６を備え、クランプ部材は、開位置（図２ａに示す）と閉位置（図２ｂに示す）との間で移動可能である。開位置では、クランプ部材５６は凹部５４から離れるように移動し、それにより、試料キャリアＣを凹部５４に載置することが可能になる。閉位置では、クランプ部材５６は、試料キャリアＣを凹部５４にロックする。

【0041】

図示の実施形態では、クランプ部材５６は、開位置と閉位置との間で旋回可能な旋回可能回転バネである。バネ要素を設けることにより、図２ｂに示すように、クランプ部材５６を閉位置に向かって強制し、凹部内に載置されたときに試料キャリアＣを所定の位置にしっかりと保持することができる。

【0042】

図２ａおよび２ｂに示されるように、試料ホルダーＨは、さらなる固定要素５７も備える。さらなる固定要素５７は、試料キャリアＣをホルダー本体Ｈの凹部５４内に固定するように配置されている。示される実施形態において、機械的支持輪郭が使用される場合、さらなる固定要素５７は、試料キャリアＣを直接または間接的のどちらかで固定するためにホルダー本体Ｈの凹部５４に接続される。さらなる固定要素５７は、ホルダー本体Ｈに移動可能に接続されたさらなるクランプ部材５７を備え、クランプ部材は、開位置（図２ａに示す）と閉位置（図２ｂに示す）との間で移動可能である。開位置では、クランプ部材５７は凹部５４から離れるように移動され、それにより、試料キャリアＣを凹部５４に載置することが可能になる。閉位置では、クランプ部材５７は、試料キャリアＣを凹部５４にロックする。

【0043】

したがって、この実施形態では、さらなる固定要素５７は、固定要素５６と同様に具現化されるが、試料キャリアＣをその両側から固定するために凹部の両側に設けられる。さらなる固定要素５７は、同様に、旋回可能な回転バネであり、これは、開位置と閉位置との間で旋回可能である。バネ要素を設けることにより、図２ｂに示すように、クランプ部材５７を閉位置に向かって強制し、凹部内に載置されたときに試料キャリアＣを所定の位置にしっかりと保持することができる。このように２つのクランプ部材５６、５７を設けることにより、試料キャリアＣは信頼できる方法で所望の位置に保持される。さらに、２つの旋回可能な回転バネの形状の２つのクランプ部材５６、５７を使用すると、試料キャリアの所望の傾きを提供し、かつ、例えば、ＥＤＸ分析用に有益である大きな開口角を提供するのに役立つ、試料ホルダーＨの極めてコンパクトな構造が可能になる。

【0044】

図３ａおよび３ｂは、固定要素５６、５７の閉位置および開位置にある、図２ａおよび２ｂの実施形態における試料ホルダーＨを、それぞれ、示す。図３に示すように、アクチュエータ部材８０は、それぞれの固定要素５６、５７を開閉するために使用される。アクチュエータ部材８０は、２つのアクチュエータ突起８１、８２内に外向きかつ上方に延在するアクチュエータ本体を備える。アクチュエータ突起８１、８２は、（図３ｂに示されるように）バネ要素５６、５７を開位置に向かって押すように配置されている。これは、アクチュエータ部材８０と試料ホルダーＨとの間の相対移動により行うことができる。一実施形態では、試料ホルダーＨは静止状態に保持され、アクチュエータ部材８０は上方に移動される。開位置（図３ｂ）では、試料キャリアＣが凹部５４に載置され、その後、アクチュエータ部材８０が再び下方に移動されて、固定要素５６、５７を所定の位置にスナップ留めすることができる。このようにして、キャリアは試料ホルダーＨにしっかりと搭載される。

【0045】

多くの場合、試料キャリアＣを所定の位置に位置決めするためにツールが使用される。先行技術の試料ホルダーでは、これは、試料キャリアＣを凹部に位置決めし、次いでツールを試料キャリアＣから解放することを含んでいた。これは、試料キャリアＣの望ましくない再位置決め、例えば、試料ホルダーＨに対する持ち上げ移動をもたらし得る。本明細書に開示されるような、および、例えば、図２ａおよび２ｂに示されるような、試料ホルダーＨを使用することにより、いわゆる能動的引き継ぎが可能である。これは、試料キャリアＣが、凹部に位置決めされ、かつ、試料キャリアＣからツールを解放する前に、固定要素５６、５７によって能動的に引き継がれることを意味する。言い換えると、試料キャリアＣはツール（図示せず）を使用して凹部５４内に位置決めすることができ、ツールがまだ試料キャリアＣと接触している間に、固定要素５６、５７を使用して、試料キャリアＣを試料ホルダーＨに固定して搭載する。

【0046】

図４ａおよび４ｂは、本明細書に開示される試料ホルダーＨの異なる実施形態を示す。ここに示される試料ホルダーＨは、図２ａおよび２ｂに示される試料ホルダーＨと極めて類似しているが、固定要素１５６、１５７、１５８の実施形態において主に異なる。したがって、試料ホルダーＨは、試料をその中に含む試料キャリアＣを解放可能に受け入れるための凹部５４を有するホルダー本体を備える。試料ホルダーＨは、ホルダー本体５１に接続され、試料キャリアＣをホルダー本体５１の凹部５４に固定するように配置された合計３つの固定要素１５６、１５７、１５８を備える。固定要素は、それぞれがホルダー本体５１に移動可能に接続された旋回可能なクランプ部材１５６、１５７、１５８として、具現化される。図４ａでは、クランプ部材１５６、１５７、１５８は、試料キャリアＣが凹部５４内にロックされる閉位置に移動される。図４ｂでは、クランプ部材１５６、１５７、１５８は開位置に移動され、クランプ部材が上方に旋回され、試料キャリアＣが凹部５４に載置され得る。

【0047】

クランプ部材１５６、１５７、１５８を互いに相互接続するＣクリップ１６１が提供される。Ｃクリップは、これらのクランプ部材１５６、１５７、１５８に設けられた穴を通り抜けており、このようにして、Ｃクリップを具現化して、クランプ部材１５６、１５７、１５８を図４ａに示すような閉位置に押し込むための付勢力を提供することができる。例えば、図３に示すようなアクチュエータ部材によってクランプ部材１５６、１５７、１５８を押したり引いたりすることにより、クランプ部材１５６、１５７、１５８を開位置に向けていくことにより、Ｃクリップにより提供される付勢力に打ち勝ち、かつ、クランプ部材１５６、１５７、１５８を、試料キャリアＣを試料ホルダーＨに装填するために、開位置に持っていくことができる。

【0048】

図５ａおよび５ｂは、試料ホルダーＨの実施形態を示しており、試料キャリアをホルダー本体５１の凹部内に固定するために、ホルダー本体５１に接続された２つの固定要素２５６、２５７が設けられている。ここに示される固定要素は、細長い柔軟な梁の形状の２つのクランプ部材２５６、２５７を備える。梁２５６、２５７の柔軟な性質により、それらは、閉位置（図３ａに示される）と開位置（図３ｂに示される）との間でホルダー本体５１に移動可能に接続される。可撓性梁２５６、２５７は、末端ブロック２６１、２６２に設けられている。末端ブロック２６１、２６２間の相対的な移動により、可撓性ビーム２５６、２５７が座屈し、凹部５４から離れて開位置に向かって移動されて凹部に試料キャリアＣを装填するための空間を提供するまで、可撓性ビーム２５６、２５７を充填することができる。

【0049】

図６は、単一の固定要素３５６が使用される試料ホルダーＨの別の実施形態を示し、固定要素３５６は、開位置（図６に示す）と試料キャリアＣがクランプ部材３５６によって包囲される閉位置との間で移動可能な旋回可能なクランプ部材３５６として具現化される。クランプ部材３５６はＣ形状であり、外端３７１、３７２は互いに向かって移動可能である。このようにして、これらは、ホルダー本体５１に設けられたロック要素３６１、３６２の背後に持っていかれて、クランプ部材３５６を閉位置にロックすることができる。開閉は、例えば、ピンセット様ツールの形態のアクチュエータ部材によって行うことができる。

【0050】

上記で、試料ホルダーＨのいくつかの実施形態を説明してきた。所望の保護は、添付の特許請求の範囲によって付与される。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】

【図5a】

【図5b】

【図6】