特表 2023-527428 プローブベースのシステム用の１つ以上のプローブ装置を保管、輸送、および取り扱うためのプローブカセットおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-06-28

(54)【発明の名称】プローブベースのシステム用の１つ以上のプローブ装置を保管、輸送、および取り扱うためのプローブカセットおよび方法

(51)【国際特許分類】

   G01Q 30/00 20100101AFI20230621BHJP

【ＦＩ】

G01Q30/00

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022573350

(86)(22)【出願日】2021-05-28

(85)【翻訳文提出日】2023-01-27

(86)【国際出願番号】 NL2021050341

(87)【国際公開番号】W WO2021242105

(87)【国際公開日】2021-12-02

(31)【優先権主張番号】2025702

(32)【優先日】2020-05-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】NL

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522390087

【氏名又は名称】ニアフィールド・インストゥルメンツ・ベー・フェー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ヨハンネス・グラドゥス・マルティヌス・コールス

(72)【発明者】

【氏名】セルヴァース・ルイ・バンク

(72)【発明者】

【氏名】ハメド・サデギアン・マルナニ

(57)【要約】

プローブベースのシステム用の１つ以上のプローブ装置を保管、輸送、および取り扱うためのプローブカセットであって、カセットは、プローブ装置を収容するように配置された少なくとも１つのプローブ容器を有する本体を備え、プローブ容器において、真空クランプ部材が、保持力の下でプローブ装置を選択的に保持するために配置され、容器は、プローブ装置を選択的に保持している間、カセット本体に配置された通路を介して真空圧に接続可能な少なくとも１つのアパーチャを含み、カセットは、真空圧を送達するための第１の真空源に接続可能な第１の流体ポートを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プローブベースのシステム用の１つ以上のプローブ装置を保管、輸送、および取り扱うためのプローブカセットであって、前記カセットは、プローブ装置を収容するように配置された少なくとも１つのプローブ容器を有する本体を備え、前記プローブ容器において、真空クランプ部材が、保持力の下で前記プローブ装置を選択的に保持するために配置され、前記容器には、前記プローブ装置を選択的に保持している間、前記カセット本体に配置された通路を介して真空圧に接続可能な少なくとも１つのアパーチャが配置され、前記カセットは、前記真空圧を送達するための第１の真空源に接続可能な第１の流体ポートを含む、プローブカセット。

【請求項2】

第２の真空源に接続可能な第２の流体ポートを含む、請求項１に記載のプローブカセット。

【請求項3】

前記真空クランプ部材は、前記プローブ装置の真空クランプを可能にするために前記真空圧が十分に低い第１の位置と、前記プローブ装置の解放を可能にするために前記真空圧が十分に高い第２の位置と、の間で調節可能である、請求項１または２に記載のプローブカセット。

【請求項4】

前記カセットは、前記少なくとも１つの容器を実質的に覆う、前記カセットに取り付け可能な蓋をさらに含み、前記蓋は、前記カセットの前記本体に前記１つ以上のプローブ装置を保持するために配置された手段を含み、前記第１の流体ポートは、前記蓋が閉位置にある状態で前記第１の真空源に接続可能である、請求項１、２または３に記載のプローブカセット。

【請求項5】

前記カセットは、互いに接続可能なパッケージベースとパッケージ蓋とを含むプローブ装置送達パッケージに収納可能に配置され、前記パッケージ蓋は、前記少なくとも１つの容器を実質的に覆うように、前記カセットの前記本体上に取り付け可能であり、前記パッケージ蓋または前記本体の少なくとも１つは、前記カセットの前記本体に前記１つ以上のプローブ装置を保持するように配置された手段を含み、前記第１の流体ポートは、前記パッケージ蓋が閉位置にある状態で前記第１の真空源に接続可能である、請求項１から４のいずれか一項に記載のプローブカセット。

【請求項6】

コントローラを含み、前記コントローラは、前記真空圧を制御することによって、前記真空クランプ部材を用いて加えられる前記保持力を調整するように構成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のプローブカセット。

【請求項7】

前記真空クランプ部材は、ガスの漏れを実質的に防止するために、前記プローブ装置との封止界面を提供するように構成されたシールを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のプローブカセット。

【請求項8】

少なくとも１つのアレイに配置された複数の容器を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のプローブカセット。

【請求項9】

前記１つ以上のプローブ装置をプローブベースのシステムのプローブマウントに自動的に装填できるように、前記プローブベースのシステムに取り付け可能である、請求項１から８のいずれか一項に記載のプローブカセット。

【請求項10】

プローブベースのシステム用のプローブ装置を保管および輸送する方法であって、前記方法は、プローブ装置を収容するように配置された少なくとも１つのプローブ容器を有する本体を含むプローブカセットを提供するステップを含み、前記プローブ装置は、真空クランプ部材を用いて前記プローブ容器における保持力の下で選択的に保持され、前記容器には、真空圧に接続された前記プローブ装置を選択的に保持する間、前記カセット本体に配置された通路を通る少なくとも１つのアパーチャが設けられ、前記プローブカセットは、前記真空圧を送達するための第１の真空源に接続可能な第１の流体ポートを備える、方法。

【請求項11】

前記プローブカセットが、第２の真空源に接続可能な第２の流体ポートを備える、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記真空クランプ部材を用いて加えられる前記保持力が、前記真空圧を制御することによって調節可能である、請求項１０または１１に記載の方法。

【請求項13】

前記少なくとも１つの容器を実質的に覆う蓋が前記プローブカセットに取り付けられ、前記蓋は、前記プローブカセットの前記本体に前記１つ以上のプローブ装置を保持するための手段を含み、前記方法は、前記蓋が開けられるおよび／または取り外されるとき、前記真空クランプ部材を用いて前記プローブ装置を前記プローブ容器の位置に保持するステップを含む、請求項１０、１１または１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記第１の流体ポートは、前記蓋が閉じられた状態で前記第１の真空源に接続可能である、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記第２の真空源は前記第１の真空源とは異なり、前記方法は、
前記第１の流体ポートが前記第１の真空源に接続された状態で、前記プローブカセットを前記プローブベースのシステムに移動するステップと、
前記第２の真空源を前記プローブカセットの第２の流体ポートに接続するステップであって、前記第２の真空源は前記プローブベースのシステムの機械真空である、ステップと、
前記第１の流体ポートを前記第１の真空源から切り離すステップと、
をさらに含む、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プローブベースのシステム用の１つ以上のプローブ装置を保管、輸送、および取り扱うためのカセットおよび方法に関する。本発明はさらに、プローブ装置送達パッケージに関する。

【背景技術】

【0002】

走査型プローブ顕微鏡などのプローブベースのシステムは、プローブ装置とサンプルとの間の相互作用によってサンプルの特性を特徴付けるために広く使用されている。プローブ装置は、走査型プローブ顕微鏡（原子間力顕微鏡など）に取り付けることができる。様々な型のプローブ装置が存在する。一般的に、カンチレバーベースのプローブ装置が採用されている。そのようなカンチレバーベースのプローブ装置は、サンプルの１つ以上の特性の局所測定を行うための先端を有する場合がある。プローブベースのシステムは、サンプルと関連するプローブ装置の先端との間の相互作用を監視することにより、小規模サンプルの特性を特徴付けることができる。チップと関連するプローブ装置との間の相対的な走査運動を提供することにより、表面の特徴付け、表面下の特徴付け、および／または他のサンプル依存データを、サンプルの特定の領域にわたって決定することができる。追加的にまたは代替的に、プローブ装置は、プローブベースのシステムを使用してサンプルの表面を修正するためにも使用され得る。

【0003】

走査型プローブ顕微鏡で使用されるプローブ装置は、通常、寸法が非常に小さく、繊細な取り扱いが必要になる傾向がある。輸送を容易にし、プローブ装置への損傷を防止するために、ユーザまたは顧客に送達するために、１つ以上のプローブ装置をプローブカセットに入れることが知られている。プローブカセットは、カセットを輸送するとき（例えば、出荷、オンサイト輸送、取り扱いなど）であっても、プローブ装置を実質的に適所にしっかりと保持するように配置された保持要素を含む容器またはホルダであってもよい。プローブ装置は、プローブ装置を所定の位置に保持するためのゲルを有するゲルボックス内に配置することもできる。

【0004】

プローブ装置がカセットの本体に装填されるとき、蓋がカセットの本体の上に配置され得る。蓋を閉じると、プローブ装置が覆われる場合がある。さらに、蓋は、例えば、蓋の下側に取り付けられたプローブ装置保持具を使用することによって、カセットへのプローブ装置の固定を容易にするように配置されてもよい。ただし、既存のプローブカセットは適切なクランプを提供しない場合がある。このような蓋またはカバーによって提供される機械的なクランプでは不十分な場合がある。さらに、蓋やカバーを開けたり取り外したりすると、プローブ装置がずれることがある。このような場合、カセットは衝撃を吸収できない可能性があるが、プローブ装置を損傷することはない。

【0005】

プローブカセットの蓋またはカバーを閉じるとき、前記蓋に配置または接続されたリテーナがプローブ装置を損傷する可能性がある。追加的または代替的に、蓋は、プローブベースのシステム（例えば、走査型プローブ顕微鏡）によって調査されるサンプルに粒子を生成または移送することができる。さらに、機械的クランプは特定のプローブ装置本体の厚さでのみ利用できるが、厚さはプローブ装置のメーカーによって異なる。

【0006】

プローブカセットで使用されるクランプを改善する必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、上述の欠点の少なくとも１つを取り除く方法およびシステムを提供することである。

【0008】

追加的にまたは代替的に、本発明の目的は、プローブベースのシステムで使用可能なプローブ用の改良されたクランプ機構を提供することである。

【0009】

追加的または代替的に、本発明の目的は、輸送または取り扱い中のプローブ装置への損傷のリスクを低減することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

それに対して、本発明は、プローブベースのシステム用の１つ以上のプローブ装置を保管、輸送、および取り扱うためのプローブカセットを提供し、カセットは、プローブ装置を収容するように配置された少なくとも１つのプローブ容器を有する本体を備え、プローブ容器において、真空クランプ部材が、保持力の下でプローブ装置を選択的に保持するために配置され、容器は、プローブ装置を選択的に保持している間、カセット本体に配置された通路を介して真空圧に接続可能な少なくとも１つのアパーチャを配置し、カセットは、真空圧を送達するための第１の真空源に接続可能な第１の流体ポートを含む。

【0011】

有利なことに、カセットは、選択的に制御可能な真空クランプ部材を使用して、プローブを互いに対して正確に規定された位置に保つ方法を提供する。プローブ装置は、カセットに簡単に配置および保持され得る。また、その後のカセットからのプローブ装置の取り外しは、より制御された方法で実行され得る。

【0012】

真空クランプ部材に伝達される真空は、プローブ装置に作用する差圧によって、プローブ装置を容器でカセットの本体にしっかりと保持させることができる。プローブ装置をカセット本体の所定の位置に保持するための改良された真空ベースのクランプ機構が得られる。カセットの取り扱い、輸送、装填、取り付けなどの間にプローブ装置の完全性が損なわれる可能性を減らすことができる。真空は、プローブ装置に加えられる吸引力を生成することができる。この誘起された力（引張りを参照）は、プローブ装置をカセットの本体に効果的に固定するのに十分な大きさにすることができる。真空クランプ部材は、限られたメンテナンスしか必要としない信頼性の高いクランプ機構を提供できる。

【0013】

真空クランプ部材は、機械的保持手段、例えば、蓋が閉じているときにプローブ装置を覆って保持するために配置された蓋などを必要とせずに、プローブ装置をカセットの本体上に保持することができる。したがって、機械的保持手段（例えば、蓋）が取り除かれても（例えば、蓋が開いたり取り除かれたり）、クランプ機構が提供されてもよい。さらに、プローブカセットによって運ばれるプローブ装置の変位を最小限に抑えることができ、プローブベースのシステム（例えば、原子間力顕微鏡などの走査型プローブ顕微鏡）での取り扱い、輸送、および／または装填の結果としてのプローブ装置への潜在的な損傷のリスクを低減することができる。

【0014】

真空クランプ部材は、１つ以上の点でプローブ装置に接触および保持するように構成された他のリテーナ（例えば、キネマティックリテーナなど）に関して、より容易に制御され、より正確で、より堅牢であり、かつ／または寸法公差にあまり敏感でない真空保持機構を提供する。追加的にまたは代替的に、真空保持機構は、カセットの本体上のプローブ装置の容易な位置合わせを可能にし得る。

【0015】

任意選択で、第１の流体ポートは、対応する可撓性チューブを介して第１の真空源に接続可能である。可撓性のないチューブを使用することもできる。

【0016】

任意選択で、プローブカセットは、第２の真空源に接続可能な第２の流体ポートを含む。様々な真空源が、カセットの真空クランプ部材に真空を提供することができる。いくつかの例では、真空クランプ部材によるクランプ動作中に真空源を変更することができる。有利なことに、プローブ装置のクランプは、この方法でより確実に行うことができる。

【0017】

第２の流体ポートは、第１の流体ポートとは異なり得る。このようにして、カセットを異なる真空源に接続することができる。例えば、カセットは移動され、続いて第１の真空源が真空クランプ部材に真空圧を提供するプローブベースのシステムに挿入されてもよい。プローブベースのシステムに挿入されたカセットは、第２の真空源（例えば、プローブベースのシステムによって提供される機械真空圧）に接続され得る。第１の流体ポートは、カセットが第２の真空源からのみ真空圧を取得するように切り離されてもよい。第１の流体ポートと第２の流体ポートとが同じであることも想定される。

【0018】

プローブカセットは、（例えば、第１の流体ポートを介して）真空源をプローブカセットに一時的に接続するための手段を含み得る。任意選択で、カセットは、カセットがプローブベースのシステムに受け入れられると、第２の真空源（機械真空）に自動的に接続するための手段をさらに含む。第１の流体ポートは、カセットの取り扱いおよびプローブベースのシステムへの移送中に真空を（一時的に）提供するために使用され、第２の流体ポートは、プローブベースのシステムで適用される機械真空を提供するために使用され得る。両方の場合において、同じ真空部材を使用して、真空の結果として誘起される保持力を使用してプローブ装置を所定の位置に固定することができる。

【0019】

任意選択で、真空クランプ部材は、プローブ装置の真空クランプを可能にするために真空圧が十分に低い第１の位置と、プローブ装置の解放を可能にするために真空圧が十分に高い第２の位置と、の間で調節可能である。

【0020】

任意選択で、真空圧を制御することでクランプ力を制御する。

【0021】

プローブ装置は、真空クランプ部材に提供される真空圧を制御することによって解放可能であってもよい。真空クランプ部材に供給される圧力は、少なくとも２つの状態、すなわち真空クランプ状態と非クランプ状態との間で切り替えることができる。真空クランプ状態では、真空圧が真空クランプ部材に供給され、プローブ装置をカセットの本体上の所定の位置に保持する。非クランプ状態では、真空クランプ部材に真空圧が供給されず、プローブ装置が他の手段によって保持されていない場合（例えば、蓋によってフォームロックされている場合）、カセットの本体からプローブ装置を解放することができる。

【0022】

任意選択で、カセットは、少なくとも１つの容器を実質的に覆う、カセットに取り付け可能な蓋をさらに含み、蓋は、カセットの本体上に１つ以上のプローブ装置を保持するために配置された手段を含み、第１の流体ポートは、蓋が閉位置にある状態で第１の真空源に接続可能である。

【0023】

蓋は、たとえ蓋が閉じていても、第１の真空源と第１の流体ポートとの接続を妨げないように配置することができる。蓋を取り外したり開いたりすると、プローブ装置は蓋によってカセットに封入または保持されなくなり得る（例えば、フォームロック）。有利なことに、固定は、蓋が開いているか、または取り外されている移送中であっても、真空クランプによって維持され得る。一時的な真空クランプを課すために真空部材が使用され得る。

【0024】

任意選択で、カセットは、互いに接続可能なパッケージベースとパッケージ蓋とを含むプローブ装置送達パッケージに収納可能に配置され、パッケージ蓋は、少なくとも１つの容器を実質的に覆うように、カセットの本体上に取り付け可能であり、パッケージ蓋または本体の少なくとも１つは、カセットの本体に１つ以上のプローブ装置を保持するように配置された手段を含み、第１の流体ポートは、パッケージ蓋が閉位置にある状態で第１の真空源に接続可能である。

【0025】

蓋は、カセットのベース上に少なくとも１つのプローブ装置を保持するのを容易にし得る。真空クランプ部材によって誘起される吸引力が生成されると、蓋を取り外すことができ、プローブ装置をプローブベースのシステム（例えば、走査型プローブ顕微鏡）のプローブマウント上に自動的にロードすることができる。吸引力は、蓋を開ける／取り外す前および／または後に選択的に加えることができることを理解されたい。

【0026】

プローブ装置送達パッケージに収納可能／取り付け可能なプローブカセットを提供する代わりに、蓋が閉じた状態では、カセットの本体に配置された１つ以上のプローブ装置が蓋によって覆われている蓋およびベースを含むカセットを提供することができることを理解されたい。

【0027】

有利なことに、蓋が閉じられているか、開いているか、開かれつつあるか閉じられつつあるとき、またはカセットが機械に出入りするとき、または取り扱い中に、プローブ装置がカセットまたは蓋に対して動くことがないようにすることができる。粒子汚染も防止され得る。

【0028】

任意選択で、カセットはコントローラを含み、コントローラは、真空圧を制御することによって、真空クランプ部材によって加えられる保持力を調整するように構成される。真空圧を制御することにより、プローブを保持し、選択的に解放することができる。

【0029】

任意選択で、真空圧を示す値が監視される。

【0030】

任意選択で、真空クランプ部材は、少なくとも１つのプローブ装置の表面に適合するように配置された少なくとも１つの接続部分を有し、プローブ装置と封止接触を形成する。容器におけるカセットの本体は、プローブ形状に相補的な形状を有するように配置され得る。

【0031】

容器は、プローブ装置用のシートを形成するように適合されてもよく、シートに受け入れられたプローブ装置は、真空クランプ部材の接続部分がプローブ装置を適所に真空保持することを可能にする位置に支持される。このようなシートは、例えば、カセットの本体上のくぼみ、低い平面、傾斜面などによって形成され得る。このシートは、任意選択で、少なくとも１つの寸法、好ましくは少なくとも２つの寸法におけるフォームロックを提供するように配置され得る。任意選択で、容器は、その上にプローブ装置を着座させるのを容易にする傾斜面を有する。

【0032】

任意選択で、少なくとも１つのプローブ装置を選択的に保持する間、カセットの本体上にプローブ装置を真空保持するために、容器に複数のアパーチャが配置される。このようにして、プローブ装置の表面全体に力がより均一に分散され得、真空クランプの改善が可能になる。

【0033】

任意選択で、真空クランプ部材は、ガスの漏れを実質的に防止するために、プローブ装置との封止界面を提供するように構成されたシールを含む。

【0034】

このようにして、プローブ装置を容器に固定して保持するために、プローブ装置上でより低い真空圧を維持することができる。シーリングにより、得られた吸引力を正確に制御できる。多くの型のシールが使用可能である。シールはまた、カセットの本体の一部によって形成されてもよい（フォームシール）。追加的または代替的に、プローブ装置の一部（例えば、下面）とカセットの本体との間のコンフォーマルシールを得るために、弾性またはゴムシールを配置することができる。一実施例では、真空クランプ部材は吸盤を含む。

【0035】

任意選択で、カセットは、少なくとも１つのアレイに配置された複数の容器を含む。カセットは、複数のアレイを含み得る。このようにして、カセットによって多数のプローブ装置を運ぶことができる。各容器は、少なくとも１つのプローブ装置を受け入れることができる。

【0036】

任意選択で、カセットの本体は、１つ以上の型のプローブ装置を収容するように設計されたプローブ装置容器またはポケットのいくつかのアレイ／列を含む。プローブ装置は、異なるプローブベースのシステムで使用され得る。

【0037】

任意選択で、カセットは、プローブベースのシステムのプローブマウント上に１つ以上のプローブ装置を自動的にロードできるように、プローブベースのシステムに取り付け可能である。

【0038】

プローブカセットは、真空動力クランプ固定具を使用して、プローブカセットに収容されたプローブ装置の安全な輸送および保管を可能にし得る。プローブ装置をカセットの本体に選択的にクランプするために、真空（吸引を参照）が使用される。

【0039】

プローブベースのシステムのプローブマウント上へのプローブ装置の取り付けは、例えば、真空クランプ、機械的クランプ、電磁力クランプ、静電力クランプ、および／または接着剤クランプなど、様々な方法で実行され得る。

【0040】

真空圧は、外部真空源によってカセットの外側で発生させることができる。カセットは、たとえ真空源が切り離されたとしても、真空クランプ部材に提供される真空を少なくとも所定の期間維持するように構成され得る。

【0041】

任意選択で、真空はカセット内で内部的に生成される。カセットは、真空圧を送達するためにカセット内に組み込まれた真空源を含み得る。真空は真空ポンプを使用して発生させることができる。真空ポンプは、例えば、電源に接続されてもよい。電源は、カセットの外部および／または内部（例えばバッテリ）であってもよい。内部真空源は、より統合された設計を提供し得る。外部真空源は、カセットの流体ポートに接続されたエアチューブなどを介してカセットと流体連通されてもよい。

【0042】

一態様によれば、本発明は、プローブベースのシステム用のプローブ装置を保管および輸送する方法を提供し、この方法は、プローブ装置を収容するように配置された少なくとも１つのプローブ容器を有する本体を含むプローブカセットを提供するステップを含み、プローブ装置は、真空クランプ部材によってプローブ容器での保持力の下で選択的に保持され、容器は、真空圧に接続されたプローブ装置を選択的に保持する間、カセット本体に配置された通路を通る少なくとも１つのアパーチャを備え、プローブカセットは、真空圧を送達するための第１の真空源に接続可能な第１の流体ポートを備える。プローブは、使用後などにカセットに戻すことができる。

【0043】

プローブ装置をプローブカセット内に保持するための真空クランプ部材によって、引っ張り力をプローブ装置に選択的に加えることができる。真空クランプ部材によってプローブ装置に誘起される引っ張り力は、プローブ装置をカセット本体の容器に効果的に保持することができる。結果として生じる張力／引っ張り力は、生成された吸引の結果であり得る。

【0044】

真空クランプ部材は、容器でプローブ装置を保持するための構造要素との構造的相互作用にあまり依存しない正確なクランプ機構を提供することができる。機械式リテーナは、プローブ装置をより簡単に変形、損傷、または削り取る可能性がある。さらに、機械式リテーナによって達成される剛性またはクランプ力は、時間の経過とともに変化し得る。このような損傷は、本発明による真空クランプ部材を使用することによって防ぐことができる。さらに、真空クランプ部材によって、プローブ装置が、蓋を取り外す際に、蓋および／または蓋に取り付けられた任意の部材に固着することを容易に防ぐことができる。

【0045】

任意選択で、プローブカセットは、第２の真空源に接続可能な第２の流体ポートを備える。

【0046】

任意選択で、真空クランプ部材によって加えられる保持力は、真空圧を制御することによって調整可能である。プローブ装置のクランプをより細かく制御できる。

【0047】

任意選択で、少なくとも１つの容器を実質的に覆う蓋がプローブカセットに取り付けられ、蓋は、プローブカセットの本体に１つ以上のプローブ装置を保持するための手段を含み、方法は、蓋が開けられるおよび／または取り外されるとき、真空クランプ部材によってプローブ装置をプローブ容器の位置に保持するステップを含む。

【0048】

カセットは、１つ以上のさらなる保持機構を含み得る。追加的または代替的に、蓋はフォームロック保持機構を含んでいてもよく、プローブ装置は、蓋が閉位置に置かれたときに達成されるフォームロックによって所定の位置に保持される。蓋は、例えばフォームロックを可能にするためにプローブ装置と協働することができる。この場合、蓋は保持力を発生しなくてもよい。保持は、クランプ力を発生させることなく、フォームクロージング要素によって実現される。

【0049】

真空クランプ部材は、カセットの保管、取り扱い、輸送、移動、および／または送達の少なくとも一部の間、プローブ装置を真空保持するように配置され得る。真空クランプ部材は、特定のステップ中にプローブ装置を選択的に保持することができ、例えば、保持蓋が開かれる／取り外されるとき、または保持蓋が開かれた／取り除かれたままカセットが移動されるときにプローブ装置の変位を防止する。カセットは、プローブ装置の輸送と保管の両方に適している。さらに、カセットは、プローブベースのシステムに（自動的に）ロード可能であってもよい。

【0050】

任意選択で、蓋が閉じられた状態で第１の流体ポートを第１の真空源に接続できる。

【0051】

任意選択で、第２の真空源は第１の真空源とは異なり、本方法は、第１の流体ポートが第１の真空源に接続された状態で、プローブカセットをプローブベースのシステムに移動するステップと、第２の真空源をプローブカセットの第２の流体ポートに接続するステップであって、第２の真空源はプローブベースのシステムの機械真空である、ステップと、第１の流体ポートを第１の真空源から切り離すステップと、をさらに含む。

【0052】

第１の真空源は、（可撓性）真空ホースによって第１の流体ポートと流体連通することができる。有利には、蓋が開かれる前またはその瞬間に、真空が第１の真空源に供給される。このようにして、真空クランプ部材が、蓋が開いたり取り外されたりしたときにプローブ装置を所定の位置に保つことができるので、カセットの本体上でのプローブ装置の変位の危険性を制限することができる。カセットは、（可撓性）真空ホースによって第１の真空源に接続されたまま、プローブベースのシステム（原子間力顕微鏡など）に輸送され得る。プローブベースのシステム内に配置されると、カセットを第２の真空源と流体連通させることができる。第２の真空源は、機械真空であってもよい。次いで、第１の真空源への流体連通を提供する（可撓性）真空ホースを取り外すことができる。

【0053】

任意選択で、方法は、カセットの容器に収容されているプローブ装置の型を決定するステップを含み、プローブ装置の型に基づいて、真空吸引（引張力を参照）が調整される。真空クランプによって誘起される真空クランプ力は、反対側では補償されない通常の外圧からの力と見なすこともできることを理解されたい。任意選択で、真空吸引の結果として加えられる引張力は、容器に収容されているプローブ装置の型を損傷することなく、できるだけ高く選択される。例えば、固体シリコン基板を備えたプローブ装置は、部品または回路が一体化されたプローブ装置よりも大きな力に耐えることができる。

【0054】

一態様によれば、本発明は、プローブベースのシステム用のプローブ装置を保管および輸送するためのプローブカセットを提供し、カセットは、少なくとも１つのプローブ装置を収容するように配置された少なくとも１つのプローブ容器を有する本体を備え、プローブ容器には、少なくとも１つの真空クランプ部材が、保持力の下で少なくとも１つのプローブ装置を選択的に保持するために配置されている。

【0055】

真空クランプ部材は、プローブカセットの本体上にプローブ装置の真空固定具を提供するために、プローブ装置の下側部分に作用するように構成された吸引手段を含んでいてもよい。

【0056】

カセットは、蓋がプローブを閉じ込めたままの状態で輸送可能である。カセットは、蓋を開ける前に真空源に接続できる真空システムを含んでもよい。蓋が開いているとき、真空がプローブを所定の位置に保持する。

【0057】

カセットは、第１の真空源に接続されたまま、プローブベースのシステムの第２の真空源に接続され得る。第２の流体ポートを介して第２の真空源に接続されると、第１の流体ポートを介した第１の真空源への流体接続を切り離すことができるように、プローブカセットの真空クランプ部材に機械の真空を供給することができる。

【0058】

プローブカセットには、プローブの識別番号と型番号とが記載されていてもよい。これは、例えば、無線周波数タグおよび／またはクイック応答コードまたはその他の手段によるものであってもよい。使用済みのプローブは、例えば持ち出された元の場所のプローブカセットに戻されてもよい。

【0059】

コネクタチューブを介して第１の真空源への流体連通を選択的に提供するための弁を有する真空チャンバがプローブカセット内に配置されることがさらに想定される。コネクタチューブは、バルブが開いているときに、第１の真空源（例えば、真空ポンプ）と真空チャンバとを互いに流体連通させることができる。真空チャンバはまた、カセットの本体に配置された１つ以上の通路によって形成されてもよい。任意選択で、容器の１つ以上のオリフィスに対応する各通路は、コントローラによって個別に制御可能なバルブを有してもよい。

【0060】

第１の真空源は、外部の真空源（例えば、真空ポンプ）であってもよい。第１の真空源がプローブカセット内に組み込まれることも想定される。このようにして、第１の流体ポートを省略し得、第１の真空源を容器に配置されたアパーチャに通じる通路に直接接続することができる。

【0061】

一態様によれば、本発明は、プローブベースのシステム用の１つ以上のプローブ装置を保管、輸送、および取り扱うためのプローブカセットを提供し、カセットは、プローブ装置を収容するように配置された少なくとも１つのプローブ容器を有する本体を備え、プローブ容器において、保持力の下でプローブ装置を選択的に保持するためのクランプ部材が配置され、クランプ部材は、保持力がプローブ装置のクランプを可能にするほど十分に大きい第１の状態と、保持力がプローブ装置の解放を可能にするほど十分に小さい第２の状態と、の間で調節可能である。

【0062】

プローブ装置は、様々な型の走査型プローブ顕微鏡システムで使用できることが理解されるであろう。カセットは、そのようなシステムと互換性があるように配置することができ、取り扱いが容易になる。カセットはまた、他のプローブベースのシステム用のプローブベースの装置、またはプローブ装置とサンプルとの間の相互作用を監視してサンプルの１つ以上の特性（例えば、地形、表面の特性評価、地下の特性評価など）に関する情報を取得するように構成された機器を運ぶために使用されてもよい。

【0063】

プローブ装置は、カンチレバーが延在する基部を有していてもよく、カンチレバーはそこから突出する先端を支持する。カンチレバーの先端付近にチップが配置され得る。カセットは、他の型のプローブ装置を収容するように配置されてもよい。

【0064】

プローブ装置は、原子間力顕微鏡または走査型プローブ顕微鏡などのプローブベースのシステムで使用できるように構成されてもよい。多くの変形例が可能である。いくつかの例では、プローブ装置は、サンプルの表面に接近および／または接触するように配置されたカンチレバーおよびプローブ先端を備える。接近および／または接触は、表面上のプローブの走査中に実行され得る。いくつかの例では、プローブは振動アクチュエータまたは駆動装置に結合されて、カンチレバーを例えば共振周波数でまたはその付近で振動させる。アクチュエータには、アクチュエータにプローブを駆動させるための励起信号が提供され得る。共振周波数または高調波周波数の近くで動作することは有利であるかもしれないが、プローブ先端のたわみ振幅が十分に大きい場合、他の周波数を使用することもできる。プローブが振動していないか、断続的に振動している可能性もある。

【0065】

プローブの先端は、様々な形状（例えば、円錐形）および寸法を有していてもよい。多くの場合、プローブの先端は敏感で、プローブを十分に注意して取り扱わないと損傷しやすくなる。本発明によるカセットは、例えば輸送中または取り扱い中のプローブ装置の取り扱いを改善する。プローブ先端は、カンチレバーの自由端に隣接して配置され得るが、他の配置も可能である。また、カンチレバーは、例えば、長方形、三角形、形状の組み合わせなど、様々な形状にすることができる。ただし、他の形状も可能であり、例えば、カンチレバーはより広い自由端を含んでもよい。そのようなより広い自由端は、ねじれモードを第１の曲げモードに近づけ得る。

【0066】

保持力は、引張力、吸引力、クランプ力、真空力、電気力もしくは磁力、または任意の他の使用可能な力のうちの任意の１つ以上であり得ることが理解されるであろう。

【0067】

カセットを考慮して説明された態様、特徴、および任意選択のいずれも、方法および説明されたプローブ送達パッケージに等しく適用されることを理解されたい。また、上記の態様、機能、および任意選択のいずれか１つ以上を組み合わせることができることも明らかである。

【0068】

本発明は、図面に表された例示的な実施形態に基づいてさらに説明される。例示的な実施形態は、非限定的な説明によって与えられる。図面は、非限定的な例として与えられた本発明の実施形態の単なる概略図であることに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0069】

【図1】カセットの一実施形態の概略図を示す斜視図である。

【図2a】カセットの真空クランプ部材の概略図を示す断面図である。

【図2b】カセットの真空クランプ部材の概略図を示す断面図である。

【図3a】カセットの真空クランプ部材の概略図を示す断面図である。

【図3b】カセットの真空クランプ部材の概略図を示す断面図である。

【図4】処理を示す概略図である。

【図5a】カセットの概略図を示す斜視図である。

【図5b】カセットの概略図を示す斜視図である。

【図6a】カセットの概略図である。

【図6b】カセットの概略図である。

【図6c】カセットの概略図である。

【図6d】カセットの概略図である。

【図7】プローブ送達パッケージおよびカセットの概略図を示す斜視図である。

【図8a】カセットのクランプ部材の概略図を示す断面図である。

【図8b】カセットのクランプ部材の概略図を示す断面図である。

【図9a】カセットの概略図を示す斜視図である。

【図9b】カセットの概略図を示す斜視図である。

【図10a】容器におけるカセットの概略図を示す断面図である。

【図10b】容器におけるカセットの概略図を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0070】

図１は、プローブカセット１の実施形態の概略図を斜視図で示す。プローブカセット１は、走査型プローブ顕微鏡などのプローブベースのシステム用の１つ以上のプローブ装置（この図には示されていない）を保管、輸送、および取り扱うように構成される。カセット１は、プローブ装置を収容するように配置された少なくとも１つのプローブ容器５を有する本体３を含む。プローブ容器５には、プローブ装置を保持力の下で選択的に保持するための真空クランプ部材７が配置されている。各容器５にはアパーチャ９が配置されている。アパーチャ９は、カセット１の本体に配置されている。プローブ装置を選択的に保持している間、アパーチャ９は、カセット本体３に配置された通路を介して真空圧に接続可能である。カセット１は、真空圧を送達するための第１の真空源に接続可能な第１の流体ポート１１を含む。

【0071】

容器５はそれぞれ、プローブ装置を受け入れるように適合されたスロットを形成することができる。この例では、カセット１は、複数のアレイ１３に配置された複数の容器５を含む。この例示的な実施形態では、各アレイ１３は１０個の容器５を有する。さらに、カセット１は、互いに隣接して配置された合計２０個の連続したアレイを有する。異なる数のアレイおよび／または容器が可能であることを理解されたい。多くの構成が可能である。他の型の容器配置も可能である。例えば、１つのカセットは、１００以上のプローブ装置、例えば、２００以上のプローブ装置を収容するように配置され得る。

【0072】

プローブカセット１を使用することで、個々のプローブ装置を事前ロードして、離れた場所やプローブベースのシステムに輸送することができ、ユーザの介入を低減することができる。事前ロードされたカセット１は、プローブ装置送達パッケージで簡単に出荷できる。送達されると、プローブ装置送達パッケージおよび／またはカセット１または少なくともその一部は、プローブベースのシステム（例えばＡＦＭ）に直接取り付けることができる。プローブベースのシステム操作中、プローブ装置はプローブベースのシステムによって自動的にアクセスされ得る。

【0073】

プローブカセットは、プローブベースのシステムと相互作用することができる。例えば、プローブカセット１が送達されると、蓋を取り外したり、開けたりすることができる。次いで、プローブカセット１を、ステージなどのプローブベースのシステムの取り付け位置に配置することができる。代替的に、プローブカセットまたはプローブ装置送達パッケージをプローブベースのシステムに導入することができ、その後、プローブベースのシステム内で蓋を開けることができる。有利なことに、真空クランプ部材によって、プローブ装置は、蓋が開かれたり取り外されたりしても保持し、さらには蓋が開かれたり取り外されたまま取り扱うことができる。したがって、輸送および取り扱い後の完全に動作するプローブ装置の歩留まりを大幅に向上させることができる。

【0074】

容器５は、プローブ装置を載せることができる支持面を含むことができ、支持面には、（選択的な）真空クランプを可能にするために少なくとも１つの真空アパーチャ（開口部）が配置される。カセットの本体は、複数のアパーチャ（開口部）を含むことができ、各アパーチャは、真空クランプを提供するように配置される。

【0075】

図２ａおよび図２ｂは、カセット１の真空クランプ部材７の概略図を断面図で示す。プローブ装置１５を収容する１つの容器５が断面で示されている。カセット１の一部のみが断面で示されている。プローブ装置１５は、真空クランプ部材７によって選択的に適所にクランプすることができる。この例では、プローブ装置１５は、プローブ先端１７を有するカンチレバーベースのプローブ装置である。カセットは、他の型のプローブ装置を受け入れるように構成できることを理解されたい。

【0076】

プローブ容器５には真空クランプ部材７が配置されている。真空クランプ部材７は、アパーチャ９を通してクランプ部材７によって選択的に誘起される真空吸引から生じる保持力の下で、プローブ装置１５を選択的に保持するように配置される。アパーチャ９は、容器５でカセット１の本体に配置される。プローブ装置を選択的に保持している間、アパーチャ９は、カセット本体３に配置された通路１９を介して真空圧に接続可能である。カセット１は、真空圧を送達するための第１の真空源（図示略）に接続可能な第１の流体ポート１１を含む。

【0077】

プローブカセット１は、図２ａおよび図２ｂに示すように、複数の容器を含み得る。例えば、プローブカセット１は、プローブ容器の複数のアレイ／列を含んでいてもよく、各アレイは、複数の容器５を含む。各プローブ容器５は、プローブ装置を受け入れるように構成されてもよい。この例では、プローブ装置１５はチップアップで容器に受け入れられる。しかしながら、容器がプローブ装置１５を下向きに受け入れるように適合されていることも想定される。プローブ容器は、プローブ装置１５を収容するように調整することができ、できるだけ多くのプローブ装置を収容するために互いに近接して配置することができ、それによってプローブカセット１のパッケージ効率を改善する。

【0078】

図２ｂでは、シート２１が、プローブ装置１５の形状および寸法に適合されたプローブ容器５に形成される。シート２１は、カセット１の本体３上の低く／窪んだ表面２３によって形成される。シートは、真空クランプ部材によるプローブ装置１５の選択的保持を可能にするプローブ容器５でのプローブ装置１５の位置決めを容易にするような寸法にすることができる。

【0079】

真空クランプ部材７は、プローブ装置を所定の位置に保持するのに十分強いが、プローブ装置の完全性を損なうほど大きくない真空クランプ力を提供するように構成することができる。真空クランプ部材によって、プローブ装置は、プローブ装置を損傷することなく、正確な力でプローブカセットの本体の表面に対して保持することができる。さらに、プローブ装置に加えられるこの真空クランプ力は、正確に調整可能である。任意選択で、プローブ装置の型に応じて真空力を選択できる。

【0080】

図３ａおよび図３ｂは、カセット１の真空クランプ部材７の概略図を断面図で示す。蓋２５は、プローブカセット１に取り付け可能であり、少なくとも１つの容器５を実質的に覆う。蓋２５は、プローブカセット１の本体３上に１つ以上のプローブ装置１５を保持するための保持手段（図示略）を含むことができる。閉位置にある蓋２５は、例えば、容器５でプローブ装置１５をフォームロックすることができる。有利なことに、真空クランプ部材７は、蓋が開いているおよび／または取り外されている場合でも、真空によって誘起される保持力を使用して、プローブ装置をプローブ容器５の位置に保持することができる。蓋２５は、カセットがプローブベースのシステムに配置されるとき、例えば開けられ、および／または取り除かれてもよい。また、これらの操作中、プローブ装置１５は、カセット１の本体３上の適所に保持することができる。図３ｂの実施形態では、クランプ部材７は、２つのアパーチャ９と、プローブ容器５で前記それぞれのアパーチャ９に接続された２つの通路１９と、を有する。真空クランプを達成するために他の構成も可能であることを理解されたい。カセット１の本体３は、プローブ装置１５を収容するように適合された傾斜した凹面を有するスリットを含む。

【0081】

プローブ装置１５は、蓋２５が閉じた位置にあるとき、蓋２５とプローブカセット１の本体３との間に固定することができる。カセットは、突然の動きや取り扱いを含む衝撃に耐えることができる。真空クランプ部材によって、プローブ装置１５は、蓋２５が取り外されたり開かれたりしても保持され得る。蓋２５がもはやクランプを提供しない（すなわち、開いた／取り外された）場合、選択的な真空クランプのみが採用されることが可能である。

【0082】

プローブ装置１５をプローブカセット１の本体３に固定する真空ベースの保持力は、プローブ装置１５の完全性を損なうことなく、輸送中または取り扱い中の送達中の押し合いまたは振動にプローブ装置が耐えることができるように、十分に大きくすることができる。

【0083】

図４は、プローブベースのシステムにおいてプローブ装置を送達するための処理１００の概略図を示している。プローブカセット１は、プローブ装置を収容するように配置された少なくとも１つのプローブ容器を有する本体を含む。プローブ装置は、真空クランプ部材によってプローブ容器での保持力の下で選択的に保持される。容器は、真空圧に接続されたプローブ装置を選択的に保持する間、カセット本体に配置された通路を通る少なくとも１つのアパーチャを備える。プローブカセットは、真空圧を送達するための第１の真空源に接続可能な第１の流体ポート３１を備える。流体接続は、可撓性チューブ３５によって実現される。

【0084】

プローブカセット１はさらに、第２の真空源に接続可能な第２の流体ポート３３を備える。真空クランプ部材によって加えられる保持力は、真空圧を制御することによって調整可能である。さらに、蓋３７がプローブカセット１に取り付けられ、少なくとも１つの容器を実質的に覆っている。任意選択で、蓋３７は、プローブカセット１の本体上に１つ以上のプローブ装置を保持するための保持手段２７を備えている。この例では、カセット１は最初に、基部３９と蓋３７を備えたプローブカセット送達パッケージに収容されている。蓋３７および／または基部３９は、カセットの一部であってもよく、および／またはカセット１と一体化されていてもよいことが理解されるであろう。

【0085】

プローブ装置は、蓋３７が開けられるおよび／または取り除かれるときに、真空クランプ部材によってプローブ容器の位置に選択的に保持することができる。第１の流体ポート３１は、蓋３７を閉じた状態で第１の真空源に接続可能である。

【0086】

処理１００では、第１の流体ポート３１が第１の真空源に接続される（ステップＢ）。カセット１、蓋３７、基部３９および／または任意選択のパッケージ送達パッケージは、蓋３７が閉位置にある間にこれを可能にするように配置される。次いで真空がカセット１に提供され、保持力を加えることによって真空クランプ部材がプローブ装置をプローブカセット１に収容された位置に保持することを可能にする。次に、プローブ装置がカセット１の真空クランプ部材によって適所に保持されている間、蓋３７をカセット１から取り外すことができる（ステップＣ）。次いで、プローブカセット１は、真空を提供する第１の真空源に接続された第１の流体ポート３１を有するプローブベースのシステムに移動される（ステップＤ）。次に、プローブベースのシステムのチャンバ４１に挿入されたプローブカセット１は、プローブカセット１の第２の流体ポート３３を介して第２の真空源に接続される（ステップＥ）。第２の真空源は、プローブベースのシステムの機械真空である。次に、第１の流体ポート３１が第１の真空源から切り離される（ステップＦ）。プローブベースのシステムで使用されたプローブは、カセット１に戻されてもよい。

【0087】

プローブベースのシステムは、プローブカセット上に配置されたプローブ装置に選択的にアクセスされ得る。この点に関して、１つ以上の選択されたプローブ装置は、プローブカセットからプローブ装置を回収／保持するための手段を使用して、プローブベースのシステムの１つ以上のプローブマウントに装填され得る。機械的クランプ、（電磁）磁気クランプ、静電力クランプ、接着剤クランプ、および／または真空クランプを使用することができる。

【0088】

図５ａおよび図５ｂは、カセット１の概略図を斜視図で示す。図５ｂでは、図５ａに示した斜視図に対して図を回転させている。カセット１は、第１の流体ポート３１および第２の流体ポート３３を含む。流体ポート３１、３３は、流体接続システム４５内に配置される。プローブカセット１は、カセット１の本体のプローブ容器５内に配置されたプローブ装置を保持するために配置された一連のプローブ真空リテーナを含む。

【0089】

図６ａ、図６ｂ、図６ｃおよび図６ｄはカセット１の概略図を示す。カセット１は、プローブベースのシステムの機械ステージ上に配置可能である。真空クランプ部材は、プローブ装置を保持するのに十分な真空クランプ力をプローブ装置に加えるように構成される。カセット１は２つの流体ポート、すなわち、第１の流体ポート３１および第２の流体ポート３３を含む。第１の流体ポートは、真空クランプ部材に真空を提供するための第１の真空源に接続可能である。さらに、第２の流体ポートは、真空クランプ部材に真空を提供するための第２の真空源に接続可能である。真空クランプは、例えば、蓋の取り外し、蓋を取り外したまたは開けたカセット１の取り扱いなどに関連して、特定のステップ中に選択的に使用され得る。

【0090】

プローブベースのシステムのプローブマウントを操作して、プローブ装置を選択し、サンプルを測定するためにプローブ装置を配置することができる。オペレータが新しいプローブ装置を使用したいと望むたびに、個々のプローブ装置を手動で交換することなく、プローブベースのシステム測定が継続して行われことが可能であり得る。それぞれの新しいプローブ装置は、機械ステージ（Ｘ－Ｙ並進ステージなど）に配置されたプローブカセットから選択され得る。プローブベースのシステムは、プローブ装置をプローブマウントに自動的に装填するように構成され得る。

【0091】

図７は、プローブ送達パッケージ５０およびその中に収容されたカセット１の概略図を斜視図で示す。カセット１は、プローブ装置送達パッケージ５０に収納可能に配置される。プローブ装置送達パッケージ５０は、互いに接続されたパッケージ基部３９’とパッケージ蓋３７’とを含む。パッケージ蓋３７’は、カセット１の本体上に取り付け可能であり、その上に配置された少なくとも１つの容器を実質的に覆う。第１の流体ポート３１は、パッケージ蓋３７’が閉位置にある状態で、第１の真空源に接続可能である。パッケージ蓋３７’は、ヒンジ５１によってパッケージ基部３９’に対して移動可能に配置される。このようにして、パッケージ蓋３７’は、カセット１を取り出すために開くことができる。この実施形態では、パッケージ基部３９’は、プローブ装置送達パッケージ５０が閉じている間（すなわち、パッケージ蓋３７’が閉位置にある）、プローブカセット１の第１の流体ポート３１と外部真空源との間の流体接続を可能にするように配置されたポート開口部５３を含む。したがって、このようにして、プローブカセットの真空クランプ部材は、パッケージ蓋３７’が開かれる前に選択的に操作することができ、クランプシステムが改善される。

【0092】

任意選択で、蓋は、容器５に配置されたプローブ装置と相互作用するように配置された一連の機械的リテーナ５５を含み、機械的リテーナ５５の遠位縁がプローブ装置１５に衝突し、それによって容器内でのプローブ装置の保持を改善する。フォームロックはこの方法で達成され得る。任意選択で、プローブ装置は、蓋３７’とカセット１の本体との間に挟まれる。真空クランプ部材は、プローブ装置を真空クランプ力（吸引力を参照）下でカセット内に保持するように操作され得る。容器には、蓋が取り外されたとき、または開かれたとき、および／または蓋が複数の容器を覆っていない状態（開／取り外し位置）で蓋が取り扱われたときにカセットのベース上にプローブ装置を保持するために、プローブ装置の少なくとも一部と接触するための真空アパーチャ／開口部が配置される。

【0093】

真空クランプ部材によって、プローブ装置に加えられる真空クランプ力を調整することができる。様々な真空クランプ力を選択することができる。任意選択で、真空保持機構によって加えられる真空クランプ力は可変であり、加えられた真空条件を調整するコントローラによって制御することができる。プローブカセット１の輸送および／または取り扱い中に、前記プローブ装置をプローブカセット１の本体に固定するために、構成可能な吸引力をプローブ装置に加えることができる。

【0094】

図８ａおよび図８ｂは、カセット１のクランプ部材の概略図を断面で示す。カセット１の本体３には蓋２５が接続されている。蓋２５の示された閉位置において、プローブ装置１５は、１つ以上のクランプ部材によって保持され得る。図８ａでは、カセットは保持力の下でプローブ装置を選択的に保持するように配置された真空クランプ部材７を含む。各容器５にはアパーチャ９が配置されている。アパーチャ９は、カセット１の本体３に配置されている。プローブ装置を選択的に保持している間、アパーチャ９は、カセット本体３に配置された通路１９を介して真空圧に接続可能である。さらに、カセット１の本体３に付勢部材８０ａ、８０ｂが配置される。付勢部材８０ａ、８０ｂは、プローブ装置１５に付勢力を加えるように構成されている。付勢部材８０ａ、８０ｂは、プローブ装置１５を蓋に押し付けて容器５の位置にクランプするように構成することができる。付勢部材８０ａ、８０ｂによって生成される付勢力は、真空クランプ部材７によって引き起こされるクランプ力よりも小さい。このようにして、真空クランプ部材は、付勢部材８０ａ、８０ｂのクランプを覆すことができ、真空クランプ部材７は、蓋が開いているおよび／または取り外されている場合でも、プローブ装置をプローブ容器５の位置に保持することができる。蓋２５は、カセットがプローブベースのシステムに配置されるとき、例えば開けられ、および／または取り除かれてもよい。また、これらの操作中、プローブ装置１５は、カセット１の本体３上の適所に保持することができる。

【0095】

図８ｂの実施形態では、付勢部材は真空クランプ部材７のアパーチャ９内に組み込まれている。このようにして、より小さな設計が実現され得る。さらに、カセットの設計を簡素化できるため、製造コストを削減できる。また、この実施形態では、真空によって誘起される力は、取り扱い、輸送など（例えば、ピックアップ）中にプローブ装置が容器にクランプされることを確実にするために、ばね力よりも大きくすることができる。

【0096】

代替例では、付勢部材は、付勢力が作動位置でのみ加えられるように、選択的に作動可能である。このように、真空クランプ部材７によって誘起されるクランプ力は、付勢部材によって誘起される力より大きいことが必要とされ得ない。

【0097】

図９ａおよび図９ｂは、プローブカセット１の概略図を斜視図で示す。クランプユニット２は、クランプ力を提供するための２つの磁石を含む。この例では、２つの静／永久磁石３０ａ、３０ｂが配置されている。磁石３０ａ、３０ｂは、蓋が閉じられると、磁石３０ａ、３０ｂの同様の磁極が互いに近づき、プローブ装置１５が受け取られる容器５の位置にプローブ装置１５を保持するために必要なクランプ力を誘起するように構成される。磁石３０ａ、３０ｂの同じ極同士は反発し合い、蓋の閉位置でのギャップ距離を変えることにより、クランプ力を調整することができる。クランプ装置は、プローブ装置がクランプされる複数の第２の位置で調節可能であり、各第２の位置は異なるクランプ力を有する。

【0098】

図示の例では、第１の磁石３０ａおよび第２の磁石３０ｂは、磁石３０ａ、３０ｂの同じ極が互いに向き合うように配置される。クランプユニット２は、蓋２５が閉じられたときに第１の磁石３０ａと第２の磁石３０ｂとが互いに接近し、プローブ装置１５を容器５にクランプするために使用される力を生成するように配置される。

【0099】

磁石３０ａ、３０ｂは互いに接触しておらず、プローブカセット１の蓋２５を閉じたときに互いに対向している。磁石３０ａ、３０ｂは、蓋２５が閉じているときに互いに相互作用し、クランプ力を生成する。クランプユニット２の各磁石３０ａ、３０ｂの同様の極（例えば、Ｎ、ＮまたはＳ、Ｓ）は互いに向き合う。２つの磁石３０ａ、３０ｂのうちの少なくとも１つの互いに対する位置は、少なくとも蓋が閉じられているとき、得られるクランプ力が調整可能であるように調整することができる。この例では永久磁石が使用されているが、電磁石の配置も想定されることを理解されたい。図示の例では、単一のプローブ装置１５を収容する１つの容器に対して１つのクランプユニット２のみが示されている。ただし、クランプユニット２は、各容器に配置されてもよい。複数のプローブ装置１５が容器５に受け入れられることも想定される。

【0100】

図１０ａおよび図１０ｂは、容器におけるカセットの概略図を断面図で示す。クランプユニット２は、第１の磁石３０ａと第２の磁石３０ｂとを含み、これらの磁石は共に、互いに同じ極が対向する永久磁石である。クランプユニットは、２つの磁石３０ａ、３０ｂが整列して、同じ極が反発のために互いに向き合うように配置される。蓋２５が閉じられ、および／またはプローブカセット１の本体３上に配置されるとき、得られるクランプ力が達成される。蓋が閉位置にあるとき、２つの磁石３０ａ、３０ｂの間の距離を調整することによって、クランプ力を調整することができる。クランプユニット２は、クランプ力を調整するための調整部材を備えており、クランプユニットは、容器１５でのプローブ装置５のクランプを提供するのにクランプ力が不十分である第１の位置から（例えば、蓋が開いているとき）、クランプ力が容器でのプローブ装置５の動きを制限する複数の第２の位置（例えば、蓋が閉じられているとき）であって、プローブ装置５を異なる程度に制限するための異なるクランプ力を提供する複数の第２の位置に、選択的に操作可能である。

【0101】

図１０ａおよび図１０ｂに示される例では、第１の磁石３０ａはプローブカセット１の蓋２５に配置され、第２の磁石は案内部材９０に配置される。プローブ装置を容器に保持するためのクランプ力は、２つの磁石３０ａ、３０ｂ間の反発力に基づいている。第１の磁石３０ａはカバー２５に固定され得、第２の磁石３０ｂは案内部材９０に固定され得る。第２の磁石３０ｂは、プローブクランプピン９１がプローブ装置１５を押すように案内され得る。案内部材９０は、案内フレクシャであってもよい。案内フレクシャ９０は、プローブカセット１の蓋２５が閉じられるときに、プローブクランプピン９１をプローブ装置１５に向かって案内すること、およびプローブカセットの蓋２５を開けたり、カセット本体３から取り外したりするときに、プローブクランプピン９１をプローブ装置から遠ざけることを行うように構成することができる。他の付勢部材も案内部材９０として使用できることを理解されたい。

【0102】

プローブカセット１は、各プローブ容器５に配置された真空クランプ部材７を含む。真空クランプ部材７は、アパーチャ９を通してクランプ部材７によって選択的に誘起される真空吸引から生じる保持力の下で、プローブ装置１５を選択的に保持するように配置される。アパーチャ９は、カセット１の本体３の容器５に配置される。プローブ装置を選択的に保持している間、アパーチャ９は、カセット本体３に配置された通路１９を介して真空圧に接続可能である。カセット１は、真空圧を送達するための第１の真空源に接続可能な第１の流体ポートを含む。

【0103】

有利なことに、真空穴クランプユニット７は、蓋２５が開かれたり、カセット本体３から取り外されたりしたときも、プローブ装置を容器５の位置に保持するように構成することができる。

【0104】

保持力は、引張力、吸引力、クランプ力、真空力、電力もしくは磁力、または上記の例による任意の他の使用可能な力のうちの任意の１つ以上であってもよい。

【0105】

この方法は、コンピュータで実施されるステップを含むことができることを理解されたい。上記のすべてのステップは、コンピュータで実装されたステップとすることができる。実施形態はコンピュータ装置を含んでもよく、処理はコンピュータ装置で実行される。本発明はまた、本発明を実施するように適合された、コンピュータプログラム、特にキャリア上またはキャリア内のコンピュータプログラムにも及ぶ。プログラムは、ソースコードまたはオブジェクトコードの形式、または本発明による処理の実装に使用するのに適した任意のその他の形式であり得る。キャリアは、プログラムを運ぶことができる任意のエンティティまたは装置であってもよい。例えば、キャリアは、例えば半導体ＲＯＭまたはハードディスクなどのＲＯＭなどの記憶媒体を備えていてもよい。さらに、キャリアは、電気ケーブルもしくは光ケーブルを介して、または無線もしくは他の手段によって、例えば、インターネットもしくはクラウドを介して伝達され得る電気信号または光信号などの伝送可能なキャリアであってもよい。

【0106】

いくつかの実施形態は、例えば、機械によって実行された場合に、機械に、実施形態に従って方法および／または操作を実行させることができる命令または命令のセットを格納することができる機械または有形のコンピュータ可読媒体または物品を使用して実装することができる。

【0107】

ここで、本発明は、本発明の実施形態の特定の例を参照して説明される。しかし、本発明の本質から逸脱することなく、様々な修正、変形、代替、および変更を行うことができることは明らかであろう。明瞭かつ簡潔な説明のために、特徴は、同一または別個の実施形態の一部として本明細書に記載されているが、これらの別個の実施形態に記載された特徴のすべてまたは一部の組み合わせを有する代替実施形態も想定され、特許請求の範囲によって概説されるとして本発明の枠内に入ることが理解される。したがって、明細書、図、および例は、限定的な意味ではなく、説明的な意味で見なされるべきである。本発明は、添付の特許請求の範囲の精神および範囲内にあるすべての代替、修正、および変形を包含することを意図している。さらに、説明されている要素の多くは、任意の適切な組み合わせおよび場所で、個別のまたは分散された構成要素として、または他の構成要素と組み合わせて実装できる機能エンティティである。

【0108】

図面は必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではない。また、図面において、同一の機能および構成を有する要素には同一の符号を付し、これらの要素についての詳細な説明は省略する。

【0109】

さらに、本発明のすべての詳細は、他の技術的に同等の要素で置き換えることができ、使用される材料、ならびに様々な構成要素の形状および寸法は、要件に応じて変化してもよい。

【0110】

カセットは、多くの型のプローブベースのシステムで使用できる。走査型プローブ顕微鏡に続いて、他のプローブベースのシステムも想定されている。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）もまた、１つ以上のプローブ装置を使用して基板の部分（例えば原子）を操作するために使用できることを理解されたい。この場合、走査型プローブ顕微鏡は走査型プローブマニピュレータと呼ばれることもある。本発明は、他の機械またはシステム、例えば、定期的に交換しなければならない壊れやすいユニット（例えば、基板、チップ）を使用する機械に採用することができる。壊れやすいユニットは寸法が小さく、繊細な取り扱いが必要な場合がある（細心の注意を払って取り扱わないと損傷する可能性がある）。本発明によるカセットは、前記壊れやすいユニットの輸送および取り扱いに使用することができる。

【0111】

真空は、吸引力をもたらす低圧として理解できることを理解されたい。クランプを達成するために真空を使用することができる。当業者は、真空クランプを達成するために必要な真空圧を認識している。クランプ保持力を達成するために、様々な低圧または真空圧を使用できる。クランプは、クランプユニットとプローブ装置との間の界面にシーリング部材を設けることによって改善することができる。

【0112】

本明細書において特徴または要素が別の特徴または要素の「上」にあると言及されるとき、それは他の特徴または要素のすぐ上にあってもよいし、または介在する特徴および／または要素も存在し得る。また、機能または要素が、別の機能または要素に「接続されている」、「取り付けられている」、または「結合されている」と呼ばれる場合、他の機能または要素に直接接続、取り付け、または結合することができるか、介在する機能または要素が存在し得ることも理解される。

【0113】

「第１の」および「第２の」という用語は、本明細書では様々な特徴／要素を説明するために使用される場合があるが、文脈上別段の指示がない限り、これらの特徴／要素はこれらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、ある機能／要素を別の機能／要素と区別するために使用され得る。したがって、本発明の教示から逸脱することなく、以下で論じる第１の特徴／要素を第２の特徴／要素と呼ぶことができ、同様に、以下で論じる第２の特徴／要素を第１の特徴／要素と呼ぶことができる。

【0114】

「任意の」または「任意に」は、その後に記述された事象または状況が発生する場合と発生しない場合があり、その説明には、前記事象または状況が発生する場合と発生しない場合が含まれることを意味する。

【0115】

必ずしも一定の縮尺で描かれていない図面において、同様の数字は、異なる図における同様の構成要素を表す場合がある。異なる文字の接尾辞を持つ同様の数字は、同様の構成要素の異なるインスタンスを表す場合がある。

【0116】

特許請求の範囲において、括弧内に配置された参照記号は、特許請求の範囲を限定するものと解釈してはならない。「含む」という言葉は、クレームに記載されているもの以外の他の機能またはステップの存在を排除するものではない。さらに、「ａ」および「ａｎ」という言葉は、「１つだけ」に限定されると解釈されるべきではなく、代わりに「少なくとも１つ」を意味するために使用され、複数を排除するものではない。特定の措置が相互に異なるクレームに記載されているという事実だけで、これらの措置の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。

【符号の説明】

【0117】

１ プローブカセット
２ クランプユニット
３ 本体
５ プローブ容器
７ 真空クランプ部材
９ アパーチャ
１１、３１ 第１の流体ポート
１３ アレイ
１５ プローブ装置
１７ プローブ先端
１９ 通路
２１ シート
２５、３７、３７’ 蓋（カバー）
２７ 保持手段
３０ａ 第１の磁石
３０ｂ 第２の磁石
３３ 第２の流体ポート
３５ 可撓性チューブ
３９、３９’ 基部
４５ 流体接続システム
５０ プローブ送達パッケージ
５１ ヒンジ
５３ ポートアパーチャ
５５ 機械的リテーナ
８０ａ、８０ｂ 付勢部材
９０ 案内部材
９１ プローブクランプピン
１００ 処理

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【国際調査報告】