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JP2023026841A - Sample holder and charged particle beam device - Google Patents

Sample holder and charged particle beam device Download PDF

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JP2023026841A
JP2023026841A JP2021132240A JP2021132240A JP2023026841A JP 2023026841 A JP2023026841 A JP 2023026841A JP 2021132240 A JP2021132240 A JP 2021132240A JP 2021132240 A JP2021132240 A JP 2021132240A JP 2023026841 A JP2023026841 A JP 2023026841A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample holder
sample
peltier element
heat
charged particle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021132240A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
悦輝 大山
Yoshiteru Oyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jeol Ltd filed Critical Jeol Ltd
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Abstract

To provide a sample holder that does not require liquid nitrogen for cooling a cold trap.SOLUTION: A sample holder 100 for a charged particle beam device includes a Peltier element 30 having a heat dissipation surface 32 and a heat absorption surface 34, a first heat conducting member 40 connected to the heat dissipation surface 32, and a sample holding unit 10 connected to the first heat conducting member 40 and holding a sample S, a second heat conducting member 42 connected to the heat absorption surface 34, and a cold trap 20 connected to the second heat conducting member 42.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、試料ホルダーおよび荷電粒子線装置に関する。 The present invention relates to a sample holder and a charged particle beam device.

走査電子顕微鏡や透過電子顕微鏡などの荷電粒子線装置では、試料に電子線を照射して試料の観察や分析を行う。 A charged particle beam apparatus such as a scanning electron microscope or a transmission electron microscope irradiates a sample with an electron beam to observe and analyze the sample.

電子線を照射して試料の観察や分析を行う場合の問題点として、観察中に電子線照射によって試料表面に汚れが付着することが知られている。汚れの原因としては、炭化水素系ガスの影響が大きい。電子顕微鏡などの高真空装置では、真空グリス、ポンプ油などを用いるため、炭化水素系ガスによる汚染を避けられない。 It is known that contamination adheres to the sample surface due to electron beam irradiation during observation as a problem when observing and analyzing a sample by irradiating it with an electron beam. Contamination is largely caused by hydrocarbon gas. A high-vacuum apparatus such as an electron microscope uses vacuum grease, pump oil, etc., and thus contamination with hydrocarbon gas cannot be avoided.

例えば、特許文献1には、冷却トラップを備えた電子顕微鏡が開示されている。特許文献1に開示された電子顕微鏡では、試料に向かう有機ガス分子などを冷却トラップによって吸着し、試料の汚染を防止している。冷却トラップは、液体窒素タンクに熱的に接続されている。 For example, Patent Document 1 discloses an electron microscope with a cold trap. In the electron microscope disclosed in Patent Document 1, organic gas molecules and the like heading toward the sample are adsorbed by a cooling trap to prevent contamination of the sample. A cold trap is thermally connected to the liquid nitrogen tank.

特開平9-320504号公報JP-A-9-320504

しかしながら、特許文献1に開示された電子顕微鏡では、液体窒素を用いて冷却トラップを冷却しているため、作業者が液体窒素を取り扱わなければならない。液体窒素は、極めて低温であるため、凍傷や窒息のリスクがある。 However, in the electron microscope disclosed in Patent Document 1, liquid nitrogen is used to cool the cold trap, so the operator must handle the liquid nitrogen. Liquid nitrogen is extremely cold and poses a risk of frostbite and suffocation.

本発明に係る試料ホルダーの一態様は、
荷電粒子線装置用の試料ホルダーであって、
放熱面と吸熱面とを有するペルチェ素子と、
前記放熱面に接続された第1熱伝導部材と、
前記第1熱伝導部材に接続され、試料を保持する試料保持部と、
前記吸熱面に接続された第2熱伝導部材と、
前記第2熱伝導部材に接続された冷却トラップと、
を含む。
One aspect of the sample holder according to the present invention is
A sample holder for a charged particle beam device,
a Peltier element having a heat dissipation surface and a heat absorption surface;
a first heat conducting member connected to the heat dissipation surface;
a sample holder that is connected to the first thermally conductive member and holds a sample;
a second heat conducting member connected to the heat absorbing surface;
a cold trap connected to the second thermally conductive member;
including.

このような試料ホルダーでは、冷却トラップが第2熱伝導部材を介してペルチェ素子の吸熱面に接続されているため、ペルチェ素子で冷却トラップを冷却できる。そのため、このような試料ホルダーでは、冷却トラップを冷却するための液体窒素が不要であり、作業者の凍傷や窒息のリスクを低減できる。さらに、このような試料ホルダーでは、試料保持部が第1熱伝導部材を介してペルチェ素子の放熱面に接続されているため、ペルチェ素子で試料を加熱できる。 In such a sample holder, since the cooling trap is connected to the heat absorbing surface of the Peltier element through the second heat conducting member, the cooling trap can be cooled by the Peltier element. Therefore, such a sample holder does not require liquid nitrogen to cool the cold trap, reducing the risk of frostbite and suffocation for the operator. Furthermore, in such a sample holder, since the sample holder is connected to the heat radiation surface of the Peltier element via the first heat conducting member, the sample can be heated by the Peltier element.

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。
One aspect of the charged particle beam device according to the present invention is
Includes sample holder as described above.

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斜視図。The perspective view which shows typically the sample holder which concerns on one Embodiment of this invention. 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。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Sectional drawing which shows typically the sample holder which concerns on one Embodiment of this invention. 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。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Sectional drawing which shows typically the sample holder which concerns on one Embodiment of this invention. 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。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Sectional drawing which shows typically the sample holder which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る試料ホルダーを含む透過電子顕微鏡の構成を示す図。The figure which shows the structure of the transmission electron microscope containing the sample holder which concerns on one Embodiment of this invention.

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。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described below do not unduly limit the scope of the invention described in the claims. Moreover, not all the configurations described below are essential constituent elements of the present invention.

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を模式的に示す斜視図である。なお、図1では、便宜上、外筒70の一部、第1支持部材50の一部、および第2支持部材52の一部を省略して図示している。図2は、試料ホルダー100を模式的に示す断面図である。図3および図4は、試料ホルダー100の一部を模式的に示す断面図である。
1. Sample Holder First, a sample holder according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view schematically showing a sample holder 100 according to one embodiment of the invention. 1, for the sake of convenience, part of the outer cylinder 70, part of the first support member 50, and part of the second support member 52 are omitted. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the sample holder 100. As shown in FIG. 3 and 4 are cross-sectional views schematically showing part of the sample holder 100. FIG.

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、透過電子顕微鏡の対物レンズのポールピースの横から試料を挿入するサイドエントリーステージで用いられる試料ホルダーである。 A sample holder 100 is a sample holder for a transmission electron microscope. A sample holder 100 is a sample holder used in a side entry stage for inserting a sample from the side of a pole piece of an objective lens of a transmission electron microscope.

試料ホルダー100は、図1~図4に示すように、試料保持部10と、冷却トラップ20と、ペルチェ素子30と、第1熱伝導部材40と、第2熱伝導部材42と、第1支持部材50と、第2支持部材52と、コネクタ60と、外筒70と、基部72と、を含む。 As shown in FIGS. 1 to 4, the sample holder 100 includes a sample holder 10, a cooling trap 20, a Peltier element 30, a first heat conducting member 40, a second heat conducting member 42, and a first support. It includes a member 50 , a second support member 52 , a connector 60 , an outer cylinder 70 and a base 72 .

試料保持部10は、試料Sを保持する。試料保持部10は、試料ホルダー100の先端に設けられている。試料保持部10は、第1熱伝導部材40によって支持されている。試料保持部10は、第1熱伝導部材40の先端に固定されている。 The sample holder 10 holds the sample S. The sample holder 10 is provided at the tip of the sample holder 100 . The sample holding part 10 is supported by the first heat conducting member 40 . The sample holding part 10 is fixed to the tip of the first heat conducting member 40 .

試料保持部10は、図示の例では、板状の試料台であり、試料台に試料Sが固定される。試料Sは、例えば、板バネやねじによって試料保持部10に固定される。試料保持部10には、電子線EBを通過させるための貫通孔12が設けられている。試料Sは、貫通孔12に重なるように配置される。 In the illustrated example, the sample holder 10 is a plate-shaped sample table, and the sample S is fixed to the sample table. The sample S is fixed to the sample holder 10 by, for example, leaf springs or screws. The specimen holder 10 is provided with a through hole 12 for passing the electron beam EB. The sample S is arranged so as to overlap the through-hole 12 .

冷却トラップ20は、第2熱伝導部材42によって支持されている。冷却トラップ20は、第2熱伝導部材42の先端に固定されている。冷却トラップ20は、第2熱伝導部材42に対して着脱可能であってもよい。 Cold trap 20 is supported by a second heat conducting member 42 . The cold trap 20 is fixed to the tip of the second heat conducting member 42 . The cold trap 20 may be detachable from the second heat conducting member 42 .

冷却トラップ20は、試料保持部10を囲むように設けられている。冷却トラップ20は、図示の例では、角筒状であり、内部に試料保持部10を収容する空間が設けられている。図示はしないが、冷却トラップ20は、円筒状であってもよい。なお、冷却トラップ20の形状は特に限定されず、試料保持部10の近傍に配置されていれば、試料保持部10を囲んでいなくてもよい。 The cooling trap 20 is provided so as to surround the sample holder 10 . In the illustrated example, the cooling trap 20 is in the shape of a rectangular tube, and has a space inside which accommodates the sample holder 10 . Although not shown, the cold trap 20 may be cylindrical. The shape of the cooling trap 20 is not particularly limited, and it does not have to surround the sample holder 10 as long as it is arranged in the vicinity of the sample holder 10 .

冷却トラップ20には、試料Sに入射する電子線EBを通過させる第1貫通孔22と、試料Sを透過した電子線EBを通過させる第2貫通孔24と、が設けられている。試料ホルダー100では、電子線EBは、第1貫通孔22、貫通孔12、および第2貫通孔24
の順で通過する。
The cold trap 20 is provided with a first through hole 22 through which the electron beam EB incident on the sample S passes, and a second through hole 24 through which the electron beam EB that has passed through the sample S passes. In the sample holder 100, the electron beam EB passes through the first through-hole 22, the through-hole 12, and the second through-hole 24.
pass in that order.

ペルチェ素子30は、ペルチェ効果を利用した素子である。ペルチェ素子30は、放熱面32と、吸熱面34と、を有している。ペルチェ素子30では、所定の方向に電流を流すと、吸熱面34において吸熱し、放熱面32において放熱する。 The Peltier element 30 is an element that utilizes the Peltier effect. The Peltier element 30 has a heat dissipation surface 32 and a heat absorption surface 34 . In the Peltier element 30 , when a current is passed in a predetermined direction, heat is absorbed on the heat absorbing surface 34 and radiated on the heat radiating surface 32 .

第1熱伝導部材40は、ペルチェ素子30の放熱面32に熱的に接続されている。図示の例では、第1熱伝導部材40は、ペルチェ素子30の放熱面32に接している。第1熱伝導部材40は、ペルチェ素子30の放熱面32と試料保持部10を熱的に接続する。これにより、ペルチェ素子30で試料保持部10を加熱できる。例えば、ペルチェ素子30によって、試料保持部10を100℃程度に加熱できる。 The first heat conducting member 40 is thermally connected to the heat dissipation surface 32 of the Peltier element 30 . In the illustrated example, the first heat conducting member 40 is in contact with the heat dissipation surface 32 of the Peltier element 30 . The first heat conducting member 40 thermally connects the heat dissipation surface 32 of the Peltier device 30 and the sample holder 10 . Thereby, the Peltier element 30 can heat the sample holder 10 . For example, the Peltier element 30 can heat the sample holder 10 to about 100.degree.

第2熱伝導部材42は、ペルチェ素子30の吸熱面34に熱的に接続されている。図示の例では、第2熱伝導部材42は、ペルチェ素子30の吸熱面34に接している。第2熱伝導部材42は、ペルチェ素子30の吸熱面34と冷却トラップ20を熱的に接続する。これにより、ペルチェ素子30で冷却トラップ20を冷却できる。例えば、ペルチェ素子30によって、冷却トラップ20を-100℃程度に冷却できる。 The second heat conducting member 42 is thermally connected to the heat absorbing surface 34 of the Peltier element 30 . In the illustrated example, the second heat conducting member 42 is in contact with the heat absorbing surface 34 of the Peltier element 30 . The second heat conducting member 42 thermally connects the heat absorbing surface 34 of the Peltier device 30 and the cooling trap 20 . Thereby, the cooling trap 20 can be cooled by the Peltier device 30 . For example, the Peltier element 30 can cool the cold trap 20 to about -100.degree.

第1熱伝導部材40および第2熱伝導部材42は、熱伝導率の高い材料で構成されている。第1熱伝導部材40および第2熱伝導部材42は、例えば、熱伝導率の高い金属で構成されていてもよい。第1熱伝導部材40および第2熱伝導部材42は、ヒートパイプであってもよい。 The first thermally conductive member 40 and the second thermally conductive member 42 are made of a material with high thermal conductivity. The first thermally conductive member 40 and the second thermally conductive member 42 may be made of, for example, metal with high thermal conductivity. The first heat conducting member 40 and the second heat conducting member 42 may be heat pipes.

第1支持部材50および第2支持部材52は、第1熱伝導部材40および第2熱伝導部材42を支持している。第1支持部材50は、外筒70の先端に配置され、第2支持部材52は、外筒70の後端に配置されている。第1支持部材50および第2支持部材52は、熱伝導率の低い材料で構成されている。そのため、第1熱伝導部材40と第2熱伝導部材42との間で熱を伝わりにくくできる。 The first support member 50 and the second support member 52 support the first heat conduction member 40 and the second heat conduction member 42 . The first support member 50 is arranged at the front end of the outer cylinder 70 , and the second support member 52 is arranged at the rear end of the outer cylinder 70 . The first support member 50 and the second support member 52 are made of a material with low thermal conductivity. Therefore, heat is less likely to be conducted between the first thermally conductive member 40 and the second thermally conductive member 42 .

コネクタ60は、外部の電源に電気的に接続されている。ペルチェ素子30には、コネクタ60を介して、外部の電源から電力が供給される。すなわち、試料ホルダー100は、電源を有しておらず、外部からペルチェ素子30に電力が供給される。 Connector 60 is electrically connected to an external power supply. Power is supplied to the Peltier element 30 from an external power source through the connector 60 . That is, the sample holder 100 does not have a power supply, and power is supplied to the Peltier element 30 from the outside.

外筒70内には、第1熱伝導部材40、第2熱伝導部材42、第1支持部材50、および第2支持部材52が収容されている。外筒70は、例えば、円筒状である。外筒70は、基部72に固定されている。基部72には、コネクタ60が設けられている。また、図示はしないが、基部72には、ペルチェ素子30とコネクタ60とを電気的に接続する配線が設けられている。 The first heat conducting member 40 , the second heat conducting member 42 , the first support member 50 , and the second support member 52 are housed inside the outer cylinder 70 . The outer cylinder 70 is cylindrical, for example. Outer cylinder 70 is fixed to base 72 . A connector 60 is provided on the base 72 . Although not shown, the base portion 72 is provided with wiring for electrically connecting the Peltier element 30 and the connector 60 .

2. 透過電子顕微鏡
次に、試料ホルダー100を含む透過電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図5は、試料ホルダー100を含む透過電子顕微鏡200の構成を示す図である。
2. Transmission Electron Microscope Next, a transmission electron microscope including the sample holder 100 will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a transmission electron microscope 200 including the sample holder 100. As shown in FIG.

透過電子顕微鏡200では、試料ホルダー100に保持された試料Sに電子線(荷電粒子線の一例)EBを照射し、試料Sを透過した電子を結像することによって、試料Sの透過電子顕微鏡像(TEM像)を取得できる。また、透過電子顕微鏡200では、細く絞った電子線EBで試料Sを走査することによって、走査電子顕微鏡像(STEM像)を取得できる。 In the transmission electron microscope 200, the sample S held by the sample holder 100 is irradiated with an electron beam (an example of a charged particle beam) EB, and the electrons transmitted through the sample S form an image, thereby obtaining a transmission electron microscope image of the sample S. (TEM image) can be obtained. Further, in the transmission electron microscope 200, a scanning electron microscope image (STEM image) can be obtained by scanning the sample S with a narrowly focused electron beam EB.

透過電子顕微鏡200は、図5に示すように、試料ホルダー100を含む。透過電子顕
微鏡200は、さらに、電子銃210と、照射レンズ211と、偏向器212と、試料ステージ214と、対物レンズ216と、中間レンズ217と、投影レンズ218と、検出器220と、ペルチェ素子電源230と、を含む。
Transmission electron microscope 200 includes sample holder 100, as shown in FIG. The transmission electron microscope 200 further includes an electron gun 210, an irradiation lens 211, a deflector 212, a sample stage 214, an objective lens 216, an intermediate lens 217, a projection lens 218, a detector 220, and a Peltier element. a power supply 230;

電子銃210は、電子線EBを放出する。電子銃210は、例えば、陰極から放出された電子を陽極で加速し電子線EBを放出する。 The electron gun 210 emits an electron beam EB. The electron gun 210, for example, accelerates electrons emitted from the cathode at the anode and emits an electron beam EB.

照射レンズ211は、電子銃210から放出された電子線EBを集束して試料Sに照射する。 The irradiation lens 211 converges the electron beam EB emitted from the electron gun 210 and irradiates the sample S with the electron beam EB.

偏向器212は、試料Sに照射される電子線EBを偏向する。偏向器212で試料Sに照射される電子線EBを偏向することによって、STEM像を取得できる。 The deflector 212 deflects the electron beam EB with which the sample S is irradiated. A STEM image can be acquired by deflecting the electron beam EB with which the sample S is irradiated by the deflector 212 .

試料ステージ214は、試料ホルダー100を介して、試料Sを保持している。試料ステージ214は、試料Sを水平方向に移動させる移動機構を有している。試料ステージ214の移動機構を用いて試料Sを水平方向に移動させることによって、視野を移動させることができる。 The sample stage 214 holds the sample S via the sample holder 100 . The sample stage 214 has a moving mechanism that moves the sample S in the horizontal direction. By moving the sample S in the horizontal direction using the movement mechanism of the sample stage 214, the field of view can be moved.

対物レンズ216は、試料Sを透過した電子線EBでTEM像を結像する初段のレンズである。対物レンズ216、中間レンズ217、および投影レンズ218は、結像レンズ系を構成し、結像レンズ系は、試料Sを透過した電子線EBで検出器220上にTEM像を結像する。 The objective lens 216 is a first-stage lens that forms a TEM image with the electron beam EB that has passed through the sample S. The objective lens 216 , the intermediate lens 217 and the projection lens 218 constitute an imaging lens system, which forms a TEM image on the detector 220 with the electron beam EB that has passed through the sample S.

検出器220は、結像レンズ系によって結像されたTEM像を撮影する。検出器220は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)カメラ等のデジタルカメラである。 A detector 220 captures a TEM image formed by the imaging lens system. The detector 220 is, for example, a digital camera such as a CCD (Charge Coupled Device) camera.

ペルチェ素子電源230は、試料ホルダー100のペルチェ素子30に電力を供給する。透過電子顕微鏡200では、ペルチェ素子30に電力を供給するペルチェ素子電源230は、試料ホルダー100に搭載されておらず、試料ホルダー100の外部に設けられている。これにより、試料ホルダー100を軽量化できる。 A Peltier element power supply 230 supplies power to the Peltier element 30 of the sample holder 100 . In the transmission electron microscope 200 , the Peltier element power supply 230 that supplies power to the Peltier element 30 is not mounted on the sample holder 100 but is provided outside the sample holder 100 . Thereby, the weight of the sample holder 100 can be reduced.

なお、上記では、試料ホルダー100を透過電子顕微鏡に適用した場合について説明したが、例えば、試料ホルダー100は、走査電子顕微鏡や、集束イオンビーム装置、電子線マイクロアナライザーなどの荷電粒子線装置にも適用可能である。 Although the case where the sample holder 100 is applied to a transmission electron microscope has been described above, for example, the sample holder 100 can also be applied to charged particle beam devices such as scanning electron microscopes, focused ion beam devices, and electron beam microanalyzers. Applicable.

3. 動作
試料ホルダー100では、ペルチェ素子電源230からペルチェ素子30に電力(電圧)を供給すると、第2熱伝導部材42を介して吸熱面34に接続された冷却トラップ20が冷却され、第1熱伝導部材40を介して放熱面32に接続された試料保持部10が加熱される。試料保持部10の温度および冷却トラップ20の温度をペルチェ素子30に印加される電圧値で制御できるように、ペルチェ素子30に印加される電圧値は、あらかじめキャリブレーションされている。
3. Operation In the sample holder 100, when power (voltage) is supplied from the Peltier element power supply 230 to the Peltier element 30, the cooling trap 20 connected to the heat absorption surface 34 via the second heat conduction member 42 is cooled, and the first heat conduction member 42 is cooled. The sample holder 10 connected to the heat dissipation surface 32 via the member 40 is heated. The voltage value applied to the Peltier element 30 is calibrated in advance so that the temperature of the sample holder 10 and the temperature of the cooling trap 20 can be controlled by the voltage value applied to the Peltier element 30 .

ペルチェ素子30で冷却トラップ20を冷却することによって、冷却トラップ20に炭化水素系ガス分子が吸着し、試料Sに付着する汚れを低減できる。 By cooling the cold trap 20 with the Peltier device 30, hydrocarbon-based gas molecules are adsorbed on the cold trap 20, and contamination adhering to the sample S can be reduced.

ペルチェ素子30で試料保持部10を加熱することによって、試料Sが加熱される。試料Sを加熱することによって、例えば、試料Sからガスを放出させることができる(脱ガス)。また、例えば、生体試料などを加熱することによって、試料の均質化を図ることができる。また、例えば、試料Sを加熱することによって、温度変化による試料Sの状態の
変化をその場観察できる。
The sample S is heated by heating the sample holder 10 with the Peltier element 30 . By heating the sample S, for example, gas can be released from the sample S (degassing). Further, for example, by heating a biological sample or the like, the sample can be homogenized. Further, for example, by heating the sample S, changes in the state of the sample S due to temperature changes can be observed in situ.

試料Sの観察を終了後には、ペルチェ素子電源230からペルチェ素子30への電力の供給を停止する。 After finishing the observation of the sample S, the power supply from the Peltier element power supply 230 to the Peltier element 30 is stopped.

4. 効果
試料ホルダー100は、放熱面32と吸熱面34とを有するペルチェ素子30と、放熱面32に接続された第1熱伝導部材40と、第1熱伝導部材40に接続され、試料Sを保持する試料保持部10と、吸熱面34に接続された第2熱伝導部材42と、第2熱伝導部材42に接続された冷却トラップ20と、を含む。
4. Effect The sample holder 100 includes a Peltier element 30 having a heat dissipation surface 32 and a heat absorption surface 34, a first heat conduction member 40 connected to the heat dissipation surface 32, and a sample S connected to the first heat conduction member 40. a second heat conducting member 42 connected to the heat absorbing surface 34; and a cold trap 20 connected to the second heat conducting member 42.

このように試料ホルダー100では、冷却トラップ20が第2熱伝導部材42を介してペルチェ素子30の吸熱面34に接続されているため、ペルチェ素子30で冷却トラップ20を冷却できる。したがって、試料ホルダー100では、冷却トラップ20を冷却するための液体窒素が不要であり、作業者の凍傷や窒息のリスクを低減できる。 As described above, in the sample holder 100 , the cooling trap 20 is connected to the heat absorbing surface 34 of the Peltier element 30 via the second heat conducting member 42 , so that the cooling trap 20 can be cooled by the Peltier element 30 . Therefore, the sample holder 100 does not require liquid nitrogen for cooling the cold trap 20, reducing the risk of frostbite and suffocation of the operator.

ここで、液体窒素タンクと冷却トラップを熱的に接続して冷却トラップを冷却する場合、液体窒素がタンク内において沸騰することによって振動源となることがある。試料ホルダー100では、液体窒素を用いることなく冷却トラップ20を冷却できるため、装置の振動を低減できる。 Here, when the liquid nitrogen tank and the cold trap are thermally connected to cool the cold trap, boiling of the liquid nitrogen in the tank may become a source of vibration. Since the sample holder 100 can cool the cold trap 20 without using liquid nitrogen, the vibration of the apparatus can be reduced.

さらに、試料ホルダー100では、試料保持部10が第1熱伝導部材40を介してペルチェ素子30の放熱面32に接続されているため、ペルチェ素子30で試料Sを加熱できる。 Furthermore, in the sample holder 100 , the sample holder 10 is connected to the heat radiation surface 32 of the Peltier element 30 via the first heat conducting member 40 , so the sample S can be heated by the Peltier element 30 .

試料ホルダー100では、冷却トラップ20は試料保持部10を囲んでいる。そのため、試料ホルダー100では、試料Sの汚染を効率よく低減できる。 In sample holder 100 , cold trap 20 surrounds sample holder 10 . Therefore, in the sample holder 100, contamination of the sample S can be efficiently reduced.

試料ホルダー100では、冷却トラップ20には、試料Sに照射される電子線EBを通過させる第1貫通孔22、および試料Sを透過した電子線EBを通過させる第2貫通孔24が設けられている。そのため、試料ホルダー100を、透過電子顕微鏡用の試料ホルダーとして用いることができる。 In the sample holder 100, the cold trap 20 is provided with a first through hole 22 for passing the electron beam EB irradiated to the sample S and a second through hole 24 for passing the electron beam EB that has passed through the sample S. there is Therefore, the sample holder 100 can be used as a sample holder for transmission electron microscopes.

透過電子顕微鏡200では、試料ホルダー100を含むため、冷却トラップ20のための液体窒素が不要である。 Transmission electron microscope 200 does not require liquid nitrogen for cold trap 20 because sample holder 100 is included.

透過電子顕微鏡200は、ペルチェ素子30に電力を供給するペルチェ素子電源230を含み、ペルチェ素子30にはコネクタ60を介してペルチェ素子電源230から電力が供給される。そのため、透過電子顕微鏡200では、試料ホルダー100がペルチェ素子電源を有する場合と比べて、試料ホルダー100を軽量化できる。 The transmission electron microscope 200 includes a Peltier element power supply 230 that supplies power to the Peltier element 30 , and power is supplied to the Peltier element 30 from the Peltier element power supply 230 via the connector 60 . Therefore, in the transmission electron microscope 200, the weight of the sample holder 100 can be reduced as compared with the case where the sample holder 100 has a Peltier element power source.

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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. For example, the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments. "Substantially the same configuration" means, for example, a configuration having the same function, method, and result, or a configuration having the same purpose and effect. Moreover, the present invention includes configurations in which non-essential portions of the configurations described in the embodiments are replaced. In addition, the present invention includes a configuration that achieves the same effects or achieves the same purpose as the configurations described in the embodiments. In addition, the present invention includes configurations obtained by adding known techniques to the configurations described in the embodiments.

10…試料保持部、12…貫通孔、20…冷却トラップ、22…第1貫通孔、24…第2貫通孔、30…ペルチェ素子、32…放熱面、34…吸熱面、40…第1熱伝導部材、42…第2熱伝導部材、50…第1支持部材、52…第2支持部材、60…コネクタ、70…外筒、72…基部、100…試料ホルダー、200…透過電子顕微鏡、210…電子銃、211…照射レンズ、212…偏向器、214…試料ステージ、216…対物レンズ、217…中間レンズ、218…投影レンズ、220…検出器、230…ペルチェ素子電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Sample holding part 12... Through-hole 20... Cooling trap 22... First through-hole 24... Second through-hole 30... Peltier element 32... Heat dissipation surface 34... Heat absorption surface 40... First heat Conductive member 42 Second heat conductive member 50 First support member 52 Second support member 60 Connector 70 Outer cylinder 72 Base 100 Sample holder 200 Transmission electron microscope 210 Electron gun 211 Irradiation lens 212 Deflector 214 Sample stage 216 Objective lens 217 Intermediate lens 218 Projection lens 220 Detector 230 Peltier element power supply

Claims (5)

荷電粒子線装置用の試料ホルダーであって、
放熱面と吸熱面とを有するペルチェ素子と、
前記放熱面に接続された第1熱伝導部材と、
前記第1熱伝導部材に接続され、試料を保持する試料保持部と、
前記吸熱面に接続された第2熱伝導部材と、
前記第2熱伝導部材に接続された冷却トラップと、
を含む、試料ホルダー。
A sample holder for a charged particle beam device,
a Peltier element having a heat dissipation surface and a heat absorption surface;
a first heat conducting member connected to the heat dissipation surface;
a sample holder that is connected to the first thermally conductive member and holds a sample;
a second heat conducting member connected to the heat absorbing surface;
a cold trap connected to the second thermally conductive member;
including a sample holder.
請求項1において、
前記冷却トラップは、前記試料保持部を囲んでいる、試料ホルダー。
In claim 1,
A sample holder, wherein the cold trap surrounds the sample holder.
請求項1または2において、
前記冷却トラップには、前記試料に照射される荷電粒子線を通過させる第1貫通孔、および前記試料を透過した前記荷電粒子線を通過させる第2貫通孔が設けられている、試料ホルダー。
In claim 1 or 2,
A sample holder, wherein the cooling trap is provided with a first through hole through which the charged particle beam irradiated to the sample passes, and a second through hole through which the charged particle beam that has passed through the sample passes.
請求項1ないし3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。 A charged particle beam device comprising the sample holder according to any one of claims 1 to 3. 請求項4において、
前記ペルチェ素子に電力を供給する電源を含み、
前記試料ホルダーは、コネクタを含み、
前記ペルチェ素子には、前記コネクタを介して、前記電源から前記電力が供給される、荷電粒子線装置。
In claim 4,
including a power supply that supplies power to the Peltier element;
the sample holder includes a connector;
A charged particle beam device, wherein the power is supplied from the power source to the Peltier element via the connector.
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