專利名稱:使用光學(xué)顯微鏡和粒子束顯微鏡的序列對(duì)對(duì)象進(jìn)行顯微檢查的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及使用光學(xué)顯微鏡和粒子束顯微鏡的組合對(duì)對(duì)象進(jìn)行顯微檢查。
背景技術(shù):
特別是對(duì)于生物和材料科學(xué)樣品,使用光學(xué)顯微鏡(例如光顯微鏡)和粒子束顯微鏡(例如電子顯微鏡)二者進(jìn)行檢查經(jīng)常是期望的。在現(xiàn)有技術(shù)中,可以實(shí)施這兩種顯微鏡方法的復(fù)雜顯微鏡被用于此。一種這樣的顯微鏡例如從EP0849765 A2或US6683316 B2已知。這種組合顯微鏡是復(fù)雜的,特別是因?yàn)楸仨殞⒄麄€(gè)光學(xué)顯微鏡集成在粒子束顯微鏡所需要的真空腔體內(nèi),并且必須提供在真空下在兩種顯微鏡之間移動(dòng)樣品的樣品臺(tái)。這導(dǎo)致比較大的真空體積以及另外導(dǎo)致在制造隨后必須適合在真空下使用的光學(xué)顯微鏡時(shí)顯著的支出。另一個(gè)缺點(diǎn)在于,在真空下不能實(shí)施利用浸漬的光學(xué)成像。如果在粒子束顯微鏡檢查期間對(duì)象不是布置在真空下,如例如在根據(jù)US20080308731 Al的組合顯微鏡中那樣,成像質(zhì)量變差,因?yàn)殡娮釉谀钗锷弦约霸诳諝庵斜簧⑸?。作為使用這種組合顯微鏡的可替換方案是依次使用單個(gè)裝置。在現(xiàn)有技術(shù)中,為此使用了支架的各種設(shè)計(jì)。對(duì)于光學(xué)顯微鏡,習(xí)慣上使用測量的尺寸為幾厘米的玻璃載物片以及放置在樣品上方的蓋玻片。在電子顯微鏡中,測量的大小為幾毫米的格柵或者金屬樣品板是常例的。為了將待微觀檢查的對(duì)象例如生物樣品從光學(xué)顯微鏡傳遞到粒子束顯微鏡,樣品必須從一個(gè)支架系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)支架系統(tǒng)。這涉及一些缺點(diǎn)。首先轉(zhuǎn)移是耗時(shí)的并且承受損壞或損毀樣品的風(fēng)險(xiǎn)。第二,在兩種顯微鏡方法中提供位置參考是困難的,因?yàn)槔缡紫仁褂霉鈱W(xué)顯微鏡檢查的區(qū)域的位置必須再次被發(fā)現(xiàn)以用于粒子束顯微鏡。此處使用對(duì)象中或生物樣品上的標(biāo)記也不提供進(jìn)一步的幫助,因?yàn)槔缬捎诨兊脑?,在轉(zhuǎn)移期間樣品的結(jié)構(gòu)通常改變。因此使用其它方法已經(jīng)微觀檢查的對(duì)象位置的耗時(shí)和費(fèi)力的恢復(fù)是不可避免的。因此本發(fā)明的目的是促進(jìn)使用光學(xué)顯微鏡和粒子束顯微鏡的序列對(duì)對(duì)象進(jìn)行顯微檢查,而不必引起組合顯微鏡所需要的支出。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明此目的是通過一種使用光學(xué)顯微鏡和粒子束顯微鏡的序列對(duì)對(duì)象進(jìn)行顯微檢查的載物片系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn),其中該系統(tǒng)包括導(dǎo)電支架,其中至少一個(gè)窗口形成于該支架中并且其中該支架優(yōu)選地具有用于光學(xué)顯微鏡的標(biāo)準(zhǔn)玻璃載物片的尺度;載物片元件,其形成為承載用于顯微檢查的對(duì)象且其形成為覆蓋該窗口 ;以及緊固裝置,其形成為將載物片元件固定在該窗口上方。在本說明書中窗口也表示未完全被支架的材料圍繞并且例如位于載物片的邊緣的開口。在本發(fā)明的范圍內(nèi),還提供了一種用于對(duì)象的顯微檢查的方法,其中使用光學(xué)顯微鏡,以及在之前或者之后使用粒子束顯微鏡檢查對(duì)象,其中還使用所定義類型的載物片系統(tǒng)。對(duì)象因而放置在載物片元件上并且安置在支架的窗口上方。支架隨后被接連插入所使用的這兩個(gè)顯微鏡,即光學(xué)顯微鏡和粒子束顯微鏡,結(jié)果是使用兩個(gè)顯微鏡接連檢查對(duì)象。如所提及,對(duì)象的重定位是不可能的。在兩個(gè)顯微鏡中對(duì)象定位在同一支架上的事實(shí)是有利的,特別是如果使用這樣的顯微鏡,該顯微鏡具有在支架被插入顯微鏡時(shí)用于移動(dòng)支架的機(jī)構(gòu)。在該方法的發(fā)展中,于是有可能使用一種載物片系統(tǒng),該載物片系統(tǒng)的支架具有所提到的(多個(gè))對(duì)齊標(biāo)記。對(duì)象區(qū)域被定義,并且在利用首先使用的顯微鏡(例如光學(xué)顯微鏡)的顯微鏡檢查期間,對(duì)象區(qū)域和對(duì)齊標(biāo)記的相對(duì)位置被確定,其中通過致動(dòng)該機(jī)構(gòu),利用首先使用的顯微鏡來成像該對(duì)象區(qū)域以及(多個(gè))對(duì)齊標(biāo)記。由于對(duì)象區(qū)域和(多個(gè))對(duì)齊標(biāo)記的相對(duì)位置因此已知,對(duì)齊標(biāo)記被成像在隨后使用的顯微鏡(例如粒子束顯微鏡)中,并且通過從對(duì)齊標(biāo)記開始致動(dòng)該機(jī)構(gòu)以及通過使用已經(jīng)知曉的相對(duì)位置來接近該對(duì)象區(qū)域。該方法也可以細(xì)化為使得在兩個(gè)顯微鏡中,通過使用該顯微鏡成像(多個(gè))對(duì)齊標(biāo)記來確定對(duì)齊標(biāo)記相對(duì)于各個(gè)顯微鏡的位置。對(duì)象區(qū)域的位置于是被存儲(chǔ)為與(多個(gè)) 對(duì)齊標(biāo)記的關(guān)系。該方法使得有可能容易地將特定對(duì)象區(qū)域帶到各個(gè)顯微鏡中的期望位置,因?yàn)橥ㄟ^該(多個(gè))對(duì)齊標(biāo)記實(shí)現(xiàn)了相對(duì)于該支架在位置上的該對(duì)象區(qū)域的校準(zhǔn)。在光學(xué)顯微鏡以及在粒子束顯微鏡中可以經(jīng)由(多個(gè))對(duì)齊標(biāo)記,相對(duì)于該支架的位置來校準(zhǔn)用于移動(dòng)支架的機(jī)構(gòu),例如樣品臺(tái)。為此,(多個(gè))對(duì)齊標(biāo)記被接近,并且機(jī)構(gòu)(例如樣品臺(tái))的相應(yīng)位置被讀取。這可以由用戶實(shí)施,并且也可以使用合適控制裝置自動(dòng)地實(shí)施。(多個(gè))對(duì)齊標(biāo)記也定義用于支架的位置指示;當(dāng)使用三個(gè)對(duì)齊標(biāo)記時(shí),可以建立坐標(biāo)系。因此對(duì)于每個(gè)感興趣的對(duì)象區(qū)域,樣品支架的位置可以容易地存儲(chǔ)為與(多個(gè))對(duì)齊標(biāo)記的關(guān)系。在支架轉(zhuǎn)移到第二顯微鏡(例如粒子束顯微鏡)中之后,通過將(多個(gè))標(biāo)記成像在致動(dòng)該機(jī)構(gòu)(例如樣品支架)上并且將此與該機(jī)構(gòu)(例如樣品臺(tái))的相應(yīng)位置耦合,首先基于(多個(gè))對(duì)齊標(biāo)記實(shí)施校準(zhǔn)。以此方式,簡單地通過致動(dòng)該機(jī)構(gòu)可以接近已經(jīng)存儲(chǔ)的對(duì)象區(qū)域。用戶無需使自己關(guān)注于在第二顯微鏡中重新發(fā)現(xiàn)先前定義的對(duì)象區(qū)域。借助根據(jù)本發(fā)明的載物片系統(tǒng),可以利用分開的顯微鏡接連檢查該對(duì)象,而不必轉(zhuǎn)移或重定位對(duì)象。本發(fā)明因此驗(yàn)證了一種互相關(guān)聯(lián)的載物片系統(tǒng),其使得有可能將樣品放置在支架上以及在同一支架上利用光學(xué)顯微鏡和粒子束顯微鏡二者接連檢查該樣品。在此說明書的含義中,光學(xué)顯微鏡是指用于成像特別是在可見范圍內(nèi)遵從光學(xué)法則的輻射(即光)的任何顯微鏡方法。在本說明書的含義中的粒子束顯微鏡是借助荷電顆粒束進(jìn)行成像的情形,例如電子束顯微鏡的形式。在本說明書中提到的光顯微鏡或電子束顯微鏡的情形中,這些應(yīng)理解為純粹是示例性的光學(xué)顯微鏡或粒子束顯微鏡。根據(jù)本發(fā)明的載物片系統(tǒng)的支架適合于光學(xué)顯微鏡,且也適合于粒子束顯微鏡。 后者要求支架是導(dǎo)電的同時(shí)如果是可磁化的,僅僅在容許的預(yù)定極限內(nèi)可磁化。樣品,即用于微觀檢查的對(duì)象,支撐或承載在載物片元件上。載物片元件可以隨后放置在形成于支架中的窗口上方,并且緊固裝置隨后將載物片元件固定在窗口上方。對(duì)象借助這種固定被緊固到支架并且可以使用光學(xué)顯微鏡以及也可以使用粒子束顯微鏡來檢查,而不需要將對(duì)象重定位到其它載體。因而實(shí)現(xiàn)了與組合顯微鏡所具有的相同優(yōu)點(diǎn),而不必引起與可以實(shí)施光學(xué)顯微鏡且也可以實(shí)施粒子束顯微鏡的組合顯微鏡關(guān)聯(lián)的支出。在光學(xué)顯微鏡中以及在粒子束顯微鏡中,成像質(zhì)量也好得多。定位在緊固到支架的載物片元件上的樣品或?qū)ο罂梢詮纳戏角乙部梢詮南路酵ㄟ^窗口進(jìn)行光學(xué)存取。如果載物片元件是適當(dāng)透明的,這不僅允許反射光顯微鏡,而且也允許透射光顯微鏡。這類似地適用于粒子束顯微鏡。為了能夠?qū)崿F(xiàn)盡可能小的光學(xué)顯微鏡的束路徑和用于光學(xué)顯微鏡的對(duì)象之間的工作距離,有利的是配置系統(tǒng)使得樣品被定位為盡可能靠近支架的一側(cè),例如底部。通過具有凹槽和形成于凹槽內(nèi)的窗口的支架,可以容易地實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。另外,載物片元件可以被插入凹槽使得,利用放置在窗口上方的載物片元件,樣品定位為與支架一側(cè)相比更靠近另一側(cè),例如底部。作為具有凹槽的支架的可替換方案,緊固裝置也可以布置在支架的一側(cè),例如底部,結(jié)果是載物片元件放置成抵靠支架的相應(yīng)側(cè)且位于窗口上方。樣品放置在此處所描述的載物片系統(tǒng)上。隨后利用光學(xué)顯微鏡和粒子束顯微鏡檢查該樣品,其中順序可以依賴于應(yīng)用來選擇。支架被插入兩種顯微鏡中。通常在對(duì)象中檢查感興趣的特定對(duì)象區(qū)域。為了在插入或引入到相應(yīng)顯微鏡之后盡可能精確地知曉感興趣對(duì)象區(qū)域的位置,或者能夠清楚地確定該位置,有利的是為支架提供使用光學(xué)顯微鏡和粒子束顯微鏡二者均可以探測到的至少一個(gè)對(duì)齊標(biāo)記。附加地或可選地,支架可以具有機(jī)械調(diào)節(jié)裝置,其形成為調(diào)節(jié)光學(xué)顯微鏡和/或粒子束顯微鏡中的支架。這些機(jī)械對(duì)齊裝置可以例如基于鑰匙/鎖原理,設(shè)計(jì)成合適的限位器、引導(dǎo)器或類似物的形式。它們導(dǎo)致支架位于相對(duì)于各個(gè)顯微鏡的預(yù)定位置處,這允許在此對(duì)齊的精度內(nèi)參照對(duì)象區(qū)域。具有至少一個(gè)對(duì)齊標(biāo)記的可選的或可替換的變型給出了增大的精確度。如果提供建立坐標(biāo)系的至少三個(gè)對(duì)齊標(biāo)記,則精確度尤其高。每個(gè)對(duì)齊標(biāo)記可以可選地設(shè)計(jì)成雙重標(biāo)記,調(diào)適用于兩種不同的顯微鏡放大倍數(shù)。將載物片元件固定在窗口上方對(duì)于對(duì)象在兩種顯微鏡中期望的不可移動(dòng)是有貢獻(xiàn)的。這種固定可以例如借助夾持裝置來實(shí)施。因此優(yōu)選的是,緊固裝置具有橫靠窗口與支架連接或者錨定在那里用于將載物片元件固定在窗口上方的至少一個(gè)夾持裝置。這種夾持裝置可以例如包括夾持環(huán)和/或彈簧墊圈。載物片元件一方面承載對(duì)象或樣品并且另一方面被緊固到支架。它可以取決于顯微鏡或?qū)ο蠖m當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)。特別地,有可能將載物片元件形成為導(dǎo)電格柵。緊固裝置隨后形成為使得它將格柵牢固地固定,例如夾持在窗口上方。載物片元件的可替換的實(shí)現(xiàn)為諸如從光顯微鏡已知的蓋玻片。這種蓋玻片可以與緊固裝置組合,該緊固裝置具有橫靠支架的窗口延伸的軌道,蓋玻片可以插入該窗口內(nèi),結(jié)果是以此方式它可以放置在窗口上方并且同時(shí)被緊固到支架。此外,軌道可選地具有合適固定或夾持裝置以用于將蓋玻片固定在軌道中。在光學(xué)顯微鏡中,經(jīng)常使用浸漬流體以增大分辨率。它可以例如含有油或水。在粒子束顯微鏡中,這種流體通常污染所要求的真空。因此當(dāng)希望在粒子束顯微鏡之前實(shí)施光學(xué)顯微鏡時(shí),必須將它移除。如果系統(tǒng)包括透明膜,該膜的光學(xué)折射率匹配到蓋玻片的光學(xué)折射率,該膜保護(hù)蓋玻片免受所使用的浸漬流體影響,結(jié)果是所使用的浸漬流體可以通過掀起膜來移除,則可以特別簡單地完成這一點(diǎn)。獨(dú)立于上述的組合顯微鏡,這種膜也是有可能和有利的。匹配到蓋玻片的折射率的折射率特別是指這樣的折射率,其盡可能地等于蓋玻片的折射率(例如最大偏差為10% )或者在預(yù)定容差(例如0. 1)內(nèi)。因?yàn)閭鹘y(tǒng)蓋玻片折射率為1. 5255,折射率介于1. 4和1. 6的膜是尤為有利的。特別是考慮靜電電荷、附著(借助疏松分子鍵的附著,例如由于范德瓦爾斯力)或粘合層以用于將膜固定到蓋玻片。為了使后者不干涉利用光學(xué)顯微鏡的成像,粘合層的厚度優(yōu)選地為光學(xué)顯微鏡中使用的輻射的波長的僅僅一定份額(例如1/10或更小),或者粘合層的折射率在指定容差內(nèi)匹配到或近似于蓋玻片的折射率和膜的折射率。為了不在蓋玻片上產(chǎn)生粘合層的殘余物,粘合層優(yōu)選地形成為使得當(dāng)膜移除時(shí),粘合層仍單獨(dú)地附著到該膜,而不是蓋玻片。為了更容易掀起,有可能為膜提供圍繞該膜的邊緣布設(shè)的加固環(huán)。環(huán)可以確保膜與加固環(huán)的盆狀結(jié)構(gòu)。首先,浸漬油可以由此確保包含在膜上(例如在此盆狀結(jié)構(gòu)內(nèi)),其次,使得更容易掀起膜。如果膜大于窗口,剝離膜也是容易的,因?yàn)樗S后從窗口框架上方突起并且可以容易地揭掉。作為膜的可替換方案,也可以使用在下側(cè)具有橡膠唇狀部的環(huán),其中環(huán)的內(nèi)部小于蓋玻片,結(jié)果是可以將環(huán)放置在蓋玻片上,并且利用橡膠唇狀部供應(yīng)到用于光學(xué)顯微鏡的蓋玻片的浸漬流體可以從蓋玻片移除。對(duì)于這種系統(tǒng)設(shè)計(jì),支架形成為使得蓋玻片在一個(gè)邊緣不由支架約束,從而阻礙橡膠唇狀部的移除。更確切地,當(dāng)蓋玻片固定在支架中時(shí), 支架使得有可能在蓋玻片的邊緣上方扯掉橡膠環(huán)或橡膠唇狀部。為了將支架緊固在顯微鏡中,特別是緊固在粒子束顯微鏡中,這樣的適配器是有利的,該適配器具有用于將適配器固定到收納粒子束顯微鏡的裝置的裝配裝置,并且在該適配器的支承表面形成有用于將支架固定在支承表面上的保持裝置。這種適配器優(yōu)選地在支承表面下方以及在裝配裝置上方具有用于引入粒子束探測器的凹槽,這樣則有可能在透射模式中進(jìn)行測量。應(yīng)理解,在上文提到的特征以及將在下文解釋的那些特征不僅僅可以在所指出的組合中使用,而且可以在其它組合中或者單獨(dú)地使用,而不背離本發(fā)明的范圍。
使用附圖通過實(shí)例方式在下文更詳細(xì)解釋本發(fā)明,附圖也公開了本發(fā)明的必要特征。在各圖中示出圖1為載物片系統(tǒng)的第一實(shí)施例的透視表示;圖2為沿著圖1中A-A線的截面表示;圖3為載物片系統(tǒng)的第二實(shí)施例的透視表示;圖4為沿著圖3中A-A線的截面表示;圖fe-圖5c為與圖1的載物片系統(tǒng)類似的載物片系統(tǒng)的截面表示(圖fe和圖 5b)以及俯視圖(圖5c);圖6a-圖6c為與圖3的載物片系統(tǒng)類似的載物片系統(tǒng)的截面表示(圖6a和圖 6b)以及俯視圖(圖6c);
圖7a_圖7c為通過包括用于從載物片移除浸漬流體的部件來補(bǔ)充圖5中的載物片系統(tǒng)的截面表示(圖7a)以及俯視圖(圖7b和圖7c);圖和圖8b為也用于移除浸漬流體在圖5中載物片的可替換的互補(bǔ)的截面表示;圖9為兩個(gè)載物片設(shè)計(jì)的俯視圖,說明在顯微鏡中評(píng)估的標(biāo)記;以及圖10和圖11為用于將根據(jù)圖1至圖9的載物片任何其一放置在電子束顯微鏡中的適配器的示意性表示。
具體實(shí)施例方式回到附圖,描述一種借助其可以使用光學(xué)顯微鏡和粒子束顯微鏡的組合來檢查對(duì)象的載物片系統(tǒng)。在下文描述中,描述光顯微鏡作為光學(xué)顯微鏡的實(shí)例,并且特別是也描述熒光顯微鏡作為光學(xué)顯微鏡的實(shí)例。當(dāng)然這不是作為限制,而是純粹用于提高認(rèn)識(shí)。同樣, 描述電子束顯微鏡作為粒子束顯微鏡的實(shí)例,并且這類似地不應(yīng)認(rèn)為是對(duì)所描述的載物片系統(tǒng)的限制。如果在說明書中使用諸如“底部”、“頂部”、“左”和“右”的術(shù)語,除非另外指出,這些是指圖中所示部件的取向。圖1示出載物片系統(tǒng)1,對(duì)象(在所描述實(shí)例中的生物樣品)利用該載物片系統(tǒng)可以使用光顯微鏡和電子束顯微鏡的組合來檢查。系統(tǒng)1包括金屬支架2,該支架具有標(biāo)準(zhǔn)玻璃載物片的外部尺度。因而它例如長75. 5mm且寬25. 5mm。這種大小允許特別容易地使用傳統(tǒng)光顯微鏡中的支架2。當(dāng)然,對(duì)于支架2,可選地其它大小是有可能的并且取決于應(yīng)用會(huì)是有利的。在其中光顯微鏡將習(xí)慣上與玻璃載物片一起使用的中心區(qū)域中,支架2具有窗口 3,該窗口形成為穿過面板形狀支架2的完整開口。軌道5和6形成在支架2的底部上橫靠窗口 3,定位在其上用于微觀檢查的樣品8的蓋玻片7可以滑入該軌道。插入發(fā)生在圖解性表示的箭頭9的方向上。限制蓋玻片7插入的限位器可選地提供在軌道5和6處(并且在圖1中無法看到)。此外,也可以提供夾持和固定機(jī)構(gòu),其固定所插入的蓋玻片7。圖2示出穿過插入了蓋玻片7的系統(tǒng)1的截面表示,其中該截面是沿著A-A線。已經(jīng)參考圖1描述的系統(tǒng)1的元件、特征和部件在圖2中具有相同附圖標(biāo)記并且在此處不再予以解釋(在其它圖中也不再予以解釋)。設(shè)計(jì)使得支架2適合任何常用光顯微鏡,并且由于由金屬制成并且具有窗口而也可以無困難地被引入電子顯微鏡。樣品8定位在其上而安裝在底部上的蓋玻片4現(xiàn)在可以利用光顯微鏡束路徑10被光學(xué)掃描。浸漬油11可以在蓋玻片7的底部上供應(yīng)到蓋玻片7, 如果光顯微鏡需要,該底部與樣品8相對(duì)。理所當(dāng)然,原則上可以使用任何其它(例如含水的)浸漬劑替代此處描述的實(shí)施例的油。蓋玻片7定位在支架2的底部4進(jìn)一步允許顯微鏡物鏡無困難地帶到靠近蓋玻片 7,結(jié)果是可以無困難地實(shí)現(xiàn)例如大約200 μ m的翻轉(zhuǎn)光顯微鏡的典型工作距離。軌道5和 6合適地形成使得軌道的精細(xì)刃部(所述刃部支持蓋玻片7)無法接觸顯微鏡物鏡。窗口 3使得樣品也可以從兩側(cè)光學(xué)地存取,結(jié)果是同樣地可以容易實(shí)施透射光顯微鏡。對(duì)于電子束12,樣品另外可以從頂部存取,結(jié)果是它可以在同一支架2中不僅由光顯微鏡,而且也由電子束顯微鏡進(jìn)行檢查。從樣品輻射的背散射和/或二次電子13隨后給出樣品8的電子顯微圖像。對(duì)于在高真空中的電子顯微鏡檢查,在電子顯微檢查之前樣品8也可以可選地另外涂敷成是導(dǎo)電的。本發(fā)明的要點(diǎn)在于,在所有過程期間樣品8可以保持在插入支架2的蓋玻片7上。 因而樣品8到支架2的分配在所有準(zhǔn)備和顯微鏡檢查步驟中被固定。支架2因此具有合適的標(biāo)記裝置,例如支架的頂部15上的標(biāo)記14,其中標(biāo)記14對(duì)于電子束顯微鏡是可見的。同樣,分配的附加標(biāo)記(其可以被光顯微鏡探測到)定位在支架的底部4上。理所當(dāng)然,也可以使用多于一個(gè)標(biāo)記。有利地,(多個(gè))標(biāo)記設(shè)計(jì)成使得它們定義坐標(biāo)系,借助該坐標(biāo)系, 待檢查的樣品區(qū)域可以在光顯微鏡和電子束顯微鏡之間互相關(guān)聯(lián)。由于這些互相關(guān)聯(lián)可能性,載物片系統(tǒng)1允許對(duì)樣品8的互相關(guān)聯(lián)的顯微鏡檢查??商鎿Q地,標(biāo)記14可以應(yīng)用到被引入另一或同一窗口的透明介質(zhì),結(jié)果是它可以從兩側(cè)被掃描以用于光顯微鏡檢查。對(duì)于在高真空中的這種電子顯微鏡檢查,進(jìn)一步有利的是蓋玻片用于導(dǎo)電材料涂敷或者被提供成是導(dǎo)電的。通過使用光顯微鏡,或者可以使用光學(xué)透明導(dǎo)電涂層,或者導(dǎo)電涂層是/將僅僅應(yīng)用到蓋玻片7的電子束12從此處撞擊樣品8的那側(cè)。在圖1和圖2的表示中,這將是蓋玻片7的頂部。理所當(dāng)然,關(guān)于圖1和圖2中載物片系統(tǒng)1的變型是有可能的,因此例如在支架中可以不是使用僅僅一個(gè)蓋玻片7,而是也可以并行地使用若干個(gè)蓋玻片。軌道5和6以外的固定裝置也是有可能的;將在下文解釋這一點(diǎn)的實(shí)例。圖3示出載物片系統(tǒng)1的另一設(shè)計(jì)。支架2同樣是導(dǎo)電的,例如為鋁或另一種導(dǎo)電金屬,并且如圖1和圖2中的設(shè)計(jì)那樣也具有用于光顯微鏡的標(biāo)準(zhǔn)載物片的尺度。凹槽 16形成于支架2的頂部上,窗口 17和18位于該凹槽中,所述窗口形成為在凹槽16中穿過支架2的連續(xù)孔。格柵19可以被插入這些凹槽中且位于窗口 17、18上,并且隨后沿著箭頭 9的方向被插入凹槽16中。格柵19可以借助夾持裝置(未示于圖中)而牢固地夾持在窗口 17或18上方并且形成為在它們頂部上收納樣品8。圖4示出圖3中載物片系統(tǒng)1沿著A-A線的截面表示,即與圖2的截面表示相對(duì)應(yīng)的視圖的表示。可以看出,格柵19上的樣品8可以從上方以及從下方光學(xué)存取,因而可以利用光顯微鏡束路徑10 (其在此處不使用浸漬油進(jìn)行操作)在反射光模式和透射光模式中進(jìn)行顯微檢查。同樣如圖1中設(shè)計(jì)那樣,格柵19盡可能近地附連到支架的底部4從而使得有可能盡可能近地接近典型的翻轉(zhuǎn)光顯微鏡的工作距離。為此,在生成凹槽16之后仍保留在凹槽 16的頂部和支架2的底部4之間的槽脊(land) 21,該槽脊優(yōu)選地設(shè)有小于200 μ m的槽脊厚度。對(duì)于借助電子束12的電子束顯微鏡,樣品8現(xiàn)在同樣可以從兩側(cè)存取。因而利用二次和/或背散射電子13的探測的電子束顯微鏡是有可能的,也如同是利用透射電子20 的探測的透射電子束顯微鏡。粒子束例如來自上方,并且可以在樣品上方和下方實(shí)施探測。支架2的結(jié)構(gòu)還允許電子束從一側(cè)也被引導(dǎo)在樣品8上從而實(shí)施三維檢查。格柵19優(yōu)選地設(shè)計(jì)成是導(dǎo)電的;銅、金、鎳等是可能的材料。載物片系統(tǒng)的操作模式的要點(diǎn)在于,樣品相對(duì)于支架2不能移動(dòng)地固定在載物片元件(例如蓋玻片7或格柵19)上,結(jié)果是樣品8相對(duì)于支架2不移動(dòng)。借助圖1和圖2在這一點(diǎn)上所描述具有軌道的設(shè)計(jì)理所當(dāng)然不是用于將載物片元件固定在窗口 3上方以及相對(duì)于支架2固定的唯一可能性。蓋玻片7是形成為承載用于微觀檢查的對(duì)象并且可以放置在窗口 3上方的載物片元件的實(shí)例。圖3中的設(shè)計(jì)的格柵19因而是關(guān)于載物片元件實(shí)現(xiàn)的蓋玻片7的可替換方案。圖5a_圖5c示出這方面的變型。這里,蓋玻片7被插入形成于支架2上的凹槽內(nèi), 該凹槽在這個(gè)程度上對(duì)應(yīng)于圖3中的設(shè)計(jì)的凹槽16并且因此也具有與圖fe相同的附圖標(biāo)記。圖如和圖恥示出載物片系統(tǒng)1的截面表示,該載物片系統(tǒng)也利用蓋玻片7作為載物片元件。圖如代表組裝工序。組裝后的狀態(tài)分別示為圖恥和圖5c中的截面表示和俯視圖。蓋玻片7沿著箭頭23的方向被插入凹槽16內(nèi)。夾持環(huán)22沿著箭頭M的方向被插在蓋玻片7上方,夾持環(huán)將蓋玻片7夾持在形成于支架2的底部4上的槽脊之間,該槽脊在功能方面對(duì)應(yīng)于圖4中的槽脊21并且因此在圖fe和圖恥中也具有此附圖標(biāo)記以及夾持環(huán)22。夾持環(huán)22旋擰到支架2,如圖5c中的俯視圖所示,例如借助接合在支架2中的螺絲。圖6a_圖6c示出就載物片元件的固定而言與圖5a_圖5c的設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)。然而,圖6a-圖6c中的系統(tǒng)1形成為將格柵19作為載物片元件。設(shè)計(jì)和功能基本上對(duì)應(yīng)于圖fe-圖5c中的設(shè)計(jì)。然而,由于格柵19剛性小于蓋玻片7,彈簧墊圈25被插入,所述墊圈也夾持在夾持環(huán)22和槽脊21之間的格柵19中并且因而確保在格柵19被插入凹槽16 內(nèi)之前的更佳的固定。在光顯微鏡中,例如浸漬油的浸漬劑被用于提高分辨率。這種浸漬油例如在圖2 中使用附圖標(biāo)記11。由于電子束顯微鏡通常在真空中實(shí)施,如果樣品將首先使用光顯微鏡并且接著使用電子束顯微鏡檢查,浸漬油必須事先移除。圖7a-圖7c示出在這方面上該系統(tǒng)的另一細(xì)化實(shí)施,其使得更容易移除浸漬油11或其它液體浸漬劑。為此,浸漬油11供應(yīng)到蓋玻片7,該蓋玻片將樣品8承載在頂部,但是承載在橡膠環(huán)沈內(nèi),該蓋玻片7定位在載物片系統(tǒng)1的支架2的底部4。由于圖7b中的俯視圖(其從底部4示出支架2)揭示了浸漬油11供應(yīng)在橡膠環(huán)沈的開口 27內(nèi)。在這種設(shè)計(jì)中,支架2還設(shè)計(jì)成使得有可能從蓋玻片7側(cè)向地扯掉橡膠環(huán)26。在圖1的設(shè)計(jì)中,例如通過平行于軌道5,6移動(dòng)橡膠環(huán)沈可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在具有夾持環(huán)22的設(shè)計(jì)中,如圖7a至圖7c所示,支架2不具有圍繞底部 4布設(shè)的槽脊21,槽脊21而是呈U形布設(shè),結(jié)果是橡膠環(huán)沈可以從蓋玻片7扯掉到一側(cè)。 結(jié)果,在將支架2插入電子顯微鏡之前,通過在蓋玻片7上方扯掉橡膠環(huán),可以容易地從蓋玻片清除浸漬流體。因而容易地避免對(duì)電子顯微鏡的真空的污染。圖和圖8b示出用于防止污染電子顯微鏡的可替換的設(shè)計(jì)。這種情況下,使用設(shè)置在浸漬油11和蓋玻片7之間的透明膜觀。由有機(jī)聚合物制成的塑性膜的折射率通常介于 1. 3和1. 7。例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)折射率為1. 5750,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 折射率為1.4914(對(duì)于Plexiglas 7N),聚苯乙烯(PS)折射率為1.5900(對(duì)于PS 168N), 聚碳酸酯(PC)折射率為1.5660(對(duì)于PC APEC 2097),聚甲基甲基丙烯酰亞胺(PMMI)折射率為1. 5340 (對(duì)于Pleximid 8817F),以及環(huán)烯烴共聚物(COC)折射率為1. 5333 (對(duì)于Topas 5013)。此外,通過添加無機(jī)納米顆粒,可以甚至更精確地匹配聚合物膜的折射率。通過使膜觀的折射率盡可能等于蓋玻片7的折射率,膜觀的折射率匹配到蓋玻片7的折射率。它在光顯微鏡檢查之前與樣品8相對(duì)地應(yīng)用在蓋玻片7的底部,使得不形成空氣間隙或氣泡,避免干涉諸如反射的光學(xué)屬性,并且膜觀結(jié)合到蓋玻片7。這可以例如通過靜電荷電或附著或者借助薄粘合層來實(shí)現(xiàn),該薄粘合層的厚度遠(yuǎn)小于所使用的光的波長或者該薄粘合層的折射率匹配到蓋玻片7和膜觀,并且當(dāng)膜觀移除時(shí),該薄粘合層繼續(xù)排它地附連到后者。在不進(jìn)行光顯微鏡檢查的蓋玻片7的區(qū)域中,膜觀不一定緊密粘接到蓋玻片7,但是理想地也被掀起,從而由此防止被供應(yīng)到用于光顯微鏡檢查的浸漬油11的擴(kuò)展。在引入電子顯微鏡中之前,膜觀與浸漬油11 一起被扯掉,并且沒有從具有蓋玻片7的支架2污染電子顯微鏡的真空系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。膜觀當(dāng)然也可以設(shè)有加固環(huán),其確保膜觀和加固環(huán)的盆狀結(jié)構(gòu),結(jié)果是浸漬油11 牢固地約束在此盆狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。這促進(jìn)掀起具有浸漬油11的膜觀。然而,加固結(jié)構(gòu)應(yīng)形成為使得它不負(fù)面影響光顯微鏡束路徑11,即光顯微鏡的透鏡,和蓋玻片7的底部之間的工作距離。使用光顯微鏡和電子束顯微鏡的組合進(jìn)行互相關(guān)聯(lián)顯微檢查的有利效果在于,在顯微檢查的所有狀態(tài)中,樣品8相對(duì)于支架2的位置被固定。如已經(jīng)提到,標(biāo)記可以提供在支架2上用于參照到此位置。此設(shè)計(jì)的實(shí)例示于圖9,其示出根據(jù)圖fe-圖5c的支架2和根據(jù)圖7a-圖7c的支架的俯視圖。后者示于前者上方。為了定義獨(dú)立于顯微鏡的坐標(biāo)系, 此實(shí)施例在支架2上提供標(biāo)記陣列29,該陣列定義用于支架2的坐標(biāo)系。該標(biāo)記陣列含有總共三個(gè)雙重標(biāo)記30,所述雙重標(biāo)記例如如圖9所示相對(duì)于彼此位于一 L形狀內(nèi)。此陣列以放大的部分視圖示于圖9。雙重標(biāo)記30的L形方式形成允許明確地建立坐標(biāo)系。因而根據(jù)雙重標(biāo)記30之間的距離可以容易地確定支架2的位置和取向。雙重標(biāo)記30當(dāng)然設(shè)計(jì)成使得它們可以利用光顯微鏡以及利用電子束顯微鏡來探測,例如設(shè)計(jì)成透明且導(dǎo)電性涂敷的石英玻璃上的鉻標(biāo)記。每個(gè)雙重標(biāo)記30含有兩個(gè)大小不同的單一標(biāo)記31、32,它們因此合適用于兩種不同放大倍數(shù)。然而,情況不一定如此,因?yàn)榭商鎿Q地可以使用單一標(biāo)記替代雙重標(biāo)記30。標(biāo)記的要點(diǎn)在于,它們可以利用兩種顯微鏡方法探測到,或者提供這樣的標(biāo)記,所述標(biāo)記已知彼此對(duì)齊,并且在每一種情形中對(duì)于至少一種所述顯微鏡方法是可觀測的。支架2的位置既可以在光顯微鏡中也可以在電子束顯微鏡中經(jīng)由標(biāo)記陣列四校準(zhǔn)。為此,標(biāo)記陣列四中的三個(gè)標(biāo)記接連地靠近并且讀取顯微鏡的平移臺(tái)的相應(yīng)位置。這既可以由用戶手動(dòng)實(shí)施,也可以使用圖像處理算法自動(dòng)地實(shí)施。一旦標(biāo)記陣列中的三個(gè)標(biāo)記就它們坐標(biāo)而言因此被發(fā)現(xiàn),支架2的坐標(biāo)系被定義。以此方式,對(duì)于感興趣的每個(gè)樣品區(qū)域,樣品臺(tái)的位置可以容易地被存儲(chǔ)。通過另外校準(zhǔn)標(biāo)記陣列四的位置,隨后先將支架 2轉(zhuǎn)移到另一個(gè)顯微鏡。先前存儲(chǔ)的樣品區(qū)域接著可以自動(dòng)且無需耗時(shí)搜索而被存取。優(yōu)選地提供圖10和圖11所示的適配器33,用于將支架2固定在電子顯微鏡中。此適配器允許將樣品接收到電子顯微鏡內(nèi)并且在那里進(jìn)一步分析樣品,該樣品放置在支架2上并且事先利用光顯微鏡檢查。為此,適配器33具有燕尾榫34,該燕尾榫形成于底座35上用于固定到電子束顯微鏡的接收裝置。當(dāng)然,取決于電子束顯微鏡的接收裝置,合適裝配裝置提供在適配器33的底座35 ;此處燕尾榫34僅僅是通過一個(gè)實(shí)例的方式示出。用于接收支架2的支撐件38位于適配器33的頂部上。利用夾持彈簧37或其它合適保持裝置將支架固定到支撐件38上。在優(yōu)選設(shè)計(jì)中,通過具有根據(jù)鎖/鑰匙原理與支架2上的相應(yīng)對(duì)應(yīng)部協(xié)作的裝置,適配器33同時(shí)也達(dá)成支架2的預(yù)對(duì)齊。這種鎖/鑰匙原理優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)精確到50 μ m內(nèi)適配的支架2的預(yù)對(duì)齊位置。例如如圖10和圖11所示的適配器33可以在支撐件35中具有凹槽36,其中相應(yīng)地提供在支架2上的引導(dǎo)邊接合到該凹槽。支架2可以放置在適配器33上的預(yù)對(duì)齊位置并且機(jī)械地固定在那里。為了允許電子束顯微鏡中的透射測量,適配器33包括位于底座35(或燕尾榫34) 和支撐件38之間的凹槽39并且包括支撐件38中的開口 40,在該開口中可以引入電子顯微鏡的透射電子探測器。適配器33的尺度為使得定位在所插入支架2上的樣品定位在距離電子顯微鏡的極靴的預(yù)定工作距離處,例如定位在3mm的距離處,該支架2是被緊固到適配
33 ο對(duì)于恰當(dāng)?shù)牟僮髂J剑m配器33還是導(dǎo)電的,從而避免對(duì)適配器或?qū)d物片10或樣品的靜電荷電以及從而將樣品接地。
權(quán)利要求
1.一種使用光學(xué)顯微鏡(10)和粒子束顯微鏡(1 的組合對(duì)對(duì)象(8)進(jìn)行顯微檢查的載物片系統(tǒng),其特征在于,該系統(tǒng)(1)包括導(dǎo)電支架O),其中至少一個(gè)窗口(3;17、18)形成于該支架(2)中并且其中該支架(2) 優(yōu)選地具有用于光學(xué)顯微鏡(10)的標(biāo)準(zhǔn)玻璃載物片的尺度,載物片元件(7 ;19),其形成為承載用于顯微檢查的對(duì)象(8)并且形成為布置在該窗口 (3 ;17,18)上方,以及緊固裝置(5,6;22,25),其形成為用于將該載物片元件(7;19)固定在該窗口(3 ;17、 18)上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,該支架(2)具有凹槽(16),該窗口(3; 17、 18)形成于該凹槽(16)內(nèi)并且該載物片元件(7 ; 19)可以被插入該凹槽(16),結(jié)果是放置在該窗口(3 ;17、18)上方的該載物片元件(7 ; 19)定位為與該支架(2)的頂部相比更靠近該支架⑵的底部⑷。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其特征在于,至少一個(gè)對(duì)齊標(biāo)記(14;29)被提供在該支架( 處,所述對(duì)齊標(biāo)記可以利用光學(xué)顯微鏡(10)探測且也可以利用粒子束顯微鏡(12)探測。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其特征在于,至少三個(gè)對(duì)齊標(biāo)記(30)被提供在該支架 (2)處,所述對(duì)齊標(biāo)記固定用于該支架O)的坐標(biāo)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的系統(tǒng),其特征在于,每個(gè)對(duì)齊標(biāo)記(30)形成為調(diào)適用于兩種不同顯微放大倍數(shù)的雙重標(biāo)記(31,32)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其特征在于,該緊固裝置包括連接到緊鄰該窗口(3;17、18)的該支架O)的至少一個(gè)夾持裝置(22),用于將該載物片元件(7;19) 固定在該窗口(3 ;17,18)上方。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其特征在于,該載物片元件形成為導(dǎo)電格柵(19)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其特征在于,該載物片元件形成為蓋玻片⑵。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng),其特征在于,該緊固裝置包括橫靠該窗口(3)延伸的軌道(5,6),該蓋玻片(7)可以被插入該軌道內(nèi)并且因而放置在該窗口( 上方。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的系統(tǒng),其特征在于,該系統(tǒng)包括透明膜( ),該膜的光學(xué)折射率匹配到該蓋玻片(7)的折射率并且該膜保護(hù)該蓋玻片(7)免受用于光學(xué)顯微鏡 (10)的浸漬流體(11)影響,結(jié)果是所使用的該浸漬流體(11)可以通過剝離該膜08)而移除。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng),其特征在于,該膜08)具有位于一側(cè)上的粘合層,當(dāng)該膜08)從該蓋玻片(7)剝離時(shí)該粘合層仍排它地粘接到該膜08)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的系統(tǒng),其特征在于,該膜08)大于該窗口(3)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的系統(tǒng),其特征在于,該系統(tǒng)(1)包括環(huán)( ),該環(huán)在其底部上具有橡膠唇狀部,其中該環(huán)(XT)的內(nèi)部小于該蓋玻片(7),結(jié)果是該環(huán)06)可以布置在該蓋玻片(7)上方以及供應(yīng)到用于光學(xué)顯微鏡(10)的該蓋玻片(7)的浸漬流體(11) 可以通過該橡膠唇狀部從該蓋玻片(7)剝除。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其特征在于,提供適配器(33),該適配器具有用于將該適配器(3 固定到粒子束顯微鏡的接收裝置的裝配裝置(34)并且在該適配器上形成支撐表面(35),該支撐表面包括用于將該支架( 固定在該支撐表面(3 上的保持裝置(36)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng),其特征在于,該適配器(33)具有位于該支撐表面 (35)下方且位于該裝配裝置(34)上方的凹槽(37),用于引入粒子束探測器。
16.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其特征在于,該支架(2)具有機(jī)械對(duì)齊裝置,該機(jī)械對(duì)齊裝置形成為對(duì)齊光學(xué)顯微鏡(10)和/或粒子束顯微鏡(1 中的該支架 ⑵。
17.一種對(duì)對(duì)象(8)進(jìn)行顯微檢查的方法,其中該對(duì)象(8)利用光學(xué)顯微鏡(10)來檢查并且之前或之后使用粒子束顯微鏡(1 來檢查,其特征在于,使用根據(jù)權(quán)利要求1至16 任一項(xiàng)的系統(tǒng)(1),將該對(duì)象(8)布置在該支架( 上并且接連地將該支架插入兩種顯微鏡 (10,12)中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,其特征在于,使用具有用于移動(dòng)該支架的機(jī)構(gòu)的顯微鏡。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其特征在于,使用根據(jù)權(quán)利要求3至5任一項(xiàng)的載物片系統(tǒng),定義對(duì)象區(qū)域,利用首先使用的顯微鏡確定該對(duì)象區(qū)域和對(duì)齊標(biāo)記的相對(duì)位置,其中通過致動(dòng)該機(jī)構(gòu)利用首先使用的顯微鏡來成像該對(duì)象區(qū)域和該對(duì)齊標(biāo)記二者,利用接著使用的顯微鏡成像該對(duì)齊標(biāo)記,以及從該對(duì)齊標(biāo)記開始,通過致動(dòng)該機(jī)構(gòu)同時(shí)借助于該相對(duì)位置來接近該對(duì)象區(qū)域。
20.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在兩種顯微鏡中,確定該對(duì)齊標(biāo)記相對(duì)于各個(gè)顯微鏡的位置,以及存儲(chǔ)對(duì)象區(qū)域相對(duì)于該對(duì)齊標(biāo)記的位置。
21.一種用于使用浸漬流體(11)的光學(xué)顯微鏡的載物片系統(tǒng),該載物片系統(tǒng)包括載物片(2)和蓋玻片(7),其特征在于,該系統(tǒng)包括透明膜( ),該膜的光學(xué)折射率匹配到該蓋玻片(7)的光學(xué)折射率并且該膜保護(hù)該蓋玻片(7)免受用于光學(xué)顯微鏡(10)的該浸漬流體(11)影響,使得所使用的該浸漬流體(11)可以通過剝離該膜08)而移除。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng),其特征在于,該膜的外圍設(shè)有加固環(huán)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的系統(tǒng),其特征在于,該膜08)具有位于一側(cè)上的粘合層,當(dāng)該膜08)從該蓋玻片(7)剝離時(shí),該粘合層仍排它地粘接到該膜08)。
24.根據(jù)權(quán)利要求21至23中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其特征在于,該膜08)的折射率與該蓋玻片(7)的折射率相差至多10%。
25.根據(jù)權(quán)利要求21至M中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其特征在于,該膜08)大于該蓋玻片⑵。
全文摘要
為了使用光學(xué)顯微鏡(10)和粒子束顯微鏡(12)的組合對(duì)對(duì)象(8)進(jìn)行顯微檢查,使用了一種顯微鏡載物片系統(tǒng)(1),該系統(tǒng)包括導(dǎo)電支架(2),其中至少一個(gè)窗口(3、17、18)配置于支架(2)中,以及其中支架(2)優(yōu)選地具有用于光學(xué)顯微鏡(10)的標(biāo)準(zhǔn)玻璃顯微鏡載物片的尺度;顯微鏡載物片元件(7、19),其設(shè)計(jì)成承載用于顯微檢查的對(duì)象(8)并且設(shè)計(jì)成使得該元件可以放置在窗口(3、17、18)上方;以及緊固裝置(5、6、22、25),其設(shè)計(jì)成將顯微鏡載物片元件(7、19)固定在窗口(3、17、18)上方。借助所述顯微鏡載物片系統(tǒng)(1),可以使用分開的顯微鏡來分析對(duì)象(8),而不必重定位對(duì)象。
文檔編號(hào)G02B21/34GK102422198SQ201080020680
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2010年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者亞利山大·特森, 克莉絲汀娜·湯瑪士, 托斯頓·西弗斯 申請(qǐng)人:卡爾蔡司公司