DE102011119164B4 - Method and device for carrying out the preparation of at least one sample for atom probe tomography - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Durchführung der Präparation wenigstens einer Probe (7) für eine auf die Präparation folgende Atomsonden-Tomographie, bei dem die wenigstens eine Probe (7) in einer Präparationskammer (1) präpariert wird, dadurch gekennzeichnet, dassa. in der Präparationskammer (1) mittels eines Mikroskops die Koordinaten der wenigstens einen Probe (7), insbesondere der Spitze der Probe, relativ zu einem Trägerelement (5), auf dem die wenigstens eine Probe (7) ortsfest angeordnet ist, gemessen, insbesondere auch gespeichert werden,b. das Trägerelement (5) zusammen mit der darauf ortsfest angeordneten wenigstens einen Probe (7) von der Präparationskammer (1) in eine Messkammer (2) durch einen die Präparationskammer (1) und die Messkammer (2) verbindenden Transferkanal (3), insbesondere unter dem Vakuum beider Kammern (1,2) stehenden Transferkanal (3) überführt wird,c. das Trägerelement (5) in der Messkammer (2) an einem Messtisch (18) befestigt wird, undd. zur Durchführung der Tomographie mittels eines am Trägerelement (5) befestigten Manipulators (9) ein Durchgangsloch (11) wenigstens einer vom Manipulator (9) getragenen flächigen Abzugselektrode (10) anhand der gemessenen Koordinaten der zu untersuchenden Probe (7) in eine Messposition geführt wird.Method for carrying out the preparation of at least one sample (7) for an atom probe tomography following the preparation, in which the at least one sample (7) is prepared in a preparation chamber (1), characterized in thata. in the preparation chamber (1) the coordinates of the at least one sample (7), in particular the tip of the sample, relative to a carrier element (5) on which the at least one sample (7) is fixedly arranged, measured, in particular also, by means of a microscope saved, b. the carrier element (5) together with the at least one sample (7) fixedly arranged thereon from the preparation chamber (1) into a measuring chamber (2) through a transfer channel (3) connecting the preparation chamber (1) and the measuring chamber (2), in particular below the transfer channel (3) standing under vacuum in both chambers (1,2) is transferred, c. the carrier element (5) is fastened in the measuring chamber (2) to a measuring table (18), andd. to perform the tomography by means of a manipulator (9) attached to the support element (5), a through hole (11) of at least one flat extraction electrode (10) carried by the manipulator (9) is guided into a measuring position based on the measured coordinates of the sample (7) to be examined .

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung der Präparation wenigstens einer Probe für eine auf die Präparation folgende Atomsonden-Tomographie, bei dem die wenigstens eine Probe in einer Präparationskammer präpariert wird.The invention relates to a method for carrying out the preparation of at least one sample for an atom probe tomography following the preparation, in which the at least one sample is prepared in a preparation chamber.

Weiterhin betrifft die Erfindung auch eine Messkammer für die Atomsonden-Tomographie, umfassend eine Vakuumpumpe, mit der die Messkammer unter Vakuum setzbar ist.The invention also relates to a measuring chamber for atom probe tomography, comprising a vacuum pump with which the measuring chamber can be placed under vacuum.

Verfahren und Vorrichtungen dieser Art sind allgemein aus dem Stand der Technik bekannt, z.B. aus: US 5 061 850 A , US 2005 / 0 082 475 A1 , US 2003 / 0 154 773 A1 , US 2010 / 0 294 928 A1 , DE 197 55 990 C1 , O. Nishikawa et al.: Development of a scanning atom probe. In: J. Vac. Sci. Technol. B. 13, 1995, 2, 599-602 and T. Kelly et al.: Atom probe tomography. In: REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 78, 2007, 031101-1 - 031102-20 .Methods and devices of this type are generally known from the prior art, e.g. from: U.S. 5 061 850 A , US 2005/0 082 475 A1 , US 2003/0 154 773 A1 , US 2010/0 294 928 A1 , DE 197 55 990 C1 , O. Nishikawa et al .: Development of a scanning atom probe. In: J. Vac. Sci. Technol. B. 13, 1995, 2, 599-602 and T. Kelly et al .: Atom probe tomography. In: REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 78, 2007, 031101-1 - 031102-20 .

Die Atomsonden-Tomographie ist ein tomographisches Messverfahren, bei dem aus einem zu untersuchenden Material eine Probe gefertigt wird, insbesondere eine solche Probe, die als Nadelspitze ausgebildet ist, wobei sodann bei diesem Verfahren durch Anlegen eines gepulsten elektrischen Feldes zwischen Probe und einer Elektrode oder aber auch beispielsweise durch Beleuchtung der Probe mit einem Laserstrahl Atome aus der Probe bzw. deren Spitze ausgelöst und mittels eines elektrischen Feldes, welches zwischen der Probe bzw. der Spitze der Probe und einer Elektrode anliegt in die Richtung zu einem Detektor abgezogen werden, um auf diese Weise beispielsweise Flugzeitmassenspektren aufzunehmen.Atom probe tomography is a tomographic measuring method in which a sample is made from a material to be examined, in particular a sample that is designed as a needle tip, with this method then by applying a pulsed electrical field between the sample and an electrode or else also, for example, by illuminating the sample with a laser beam, atoms are released from the sample or its tip and drawn off in the direction of a detector by means of an electric field which is applied between the sample or the tip of the sample and an electrode, in order to target it Way, for example, to record time-of-flight mass spectra.

Hierfür ist es bekannt, dass eine präparierte Probe, d.h. beispielsweise eine oder mehrere präparierte Nadelspitzen des zu untersuchenden Materials in einer Messkammer angeordnet werden, um die Tomographieuntersuchung vorzunehmen. Die Abzugselektrode, welche zum Einsatz kommt, ist im Wesentlichen eine flächige Metallelektrode, die wenigstens ein Durchgangsloch aufweist, durch welches die von der Probe in Richtung zur Elektrode fliegenden Teilchen in Richtung von Detektor hindurch fliegen. Die Durchgangslöcher einer solchen Elektrode können hierbei in der Form eines Trichters oder Skimmers ausgebildet sein, d.h. in Richtung zur Probe aufstehende Wandbereiche aufweisen, beispielsweise kegelartig oder mit einem parabolischen Profil.For this purpose, it is known that a prepared sample, i.e. for example one or more prepared needle tips of the material to be examined, are arranged in a measuring chamber in order to carry out the tomography examination. The extraction electrode which is used is essentially a flat metal electrode which has at least one through hole through which the particles flying from the sample in the direction of the electrode fly in the direction of the detector. The through holes of such an electrode can be designed in the form of a funnel or skimmer, i.e. have wall areas protruding in the direction of the sample, for example cone-like or with a parabolic profile.

Im Stand der Technik ist es weiterhin bekannt, dass Proben vor der eigentlichen tomographischen Untersuchung in einer separaten Präparationskammer präpariert werden. Es kann sich dabei beispielsweise um so genannte FIB-Kammern (FIB = Focused Ion Beam) handeln, in denen die Proben, insbesondere die Probenspitzen des zu untersuchenden Materials durch Materialabtragung aufgrund von Ionenstrahlbeschuß geformt werden.In the prior art it is also known that samples are prepared in a separate preparation chamber before the actual tomographic examination. This can be, for example, so-called FIB chambers (FIB = Focused Ion Beam), in which the samples, in particular the sample tips of the material to be examined, are shaped by material removal due to ion beam bombardment.

Im Stand der Technik wird dabei in der Art vorgegangen, dass zunächst in der separaten Präparationskammer, die Probe des zu untersuchenden Materials geformt bzw. gefertigt wird, was unter den Vakuumsbedingungen der Präparationskammer erfolgt, beispielsweise bei etwa 10-6 mbar. Es wird sodann gemäß den im Stand der Technik bekannten Verfahren das Vakuum der Präparationskammer gebrochen, die Probe aus der Präparationskammer entnommen und in eine davon getrennte Messkammer überführt, die eigentliche Atomsonde, die sodann unter Vakuum gesetzt wird, um die tomographische Untersuchung vorzunehmen.In the prior art, the procedure is that the sample of the material to be examined is first shaped or manufactured in the separate preparation chamber, which takes place under the vacuum conditions of the preparation chamber, for example at about 10 -6 mbar. The vacuum of the preparation chamber is then broken according to the methods known in the prior art, the sample is removed from the preparation chamber and transferred to a separate measuring chamber, the actual atom probe, which is then placed under vacuum in order to carry out the tomographic examination.

Hierbei wird es als besonders nachteilig angesehen, dass für die Überführung der Probe aus der Präparationskammer in die Messkammer aufgrund der Tatsache, dass es sich um zwei vollständig getrennte Kammern handelt, das Vakuum gebrochen werden muss, demnach somit beide Kammern kontaminiert werden können, ebenso wie auch die Probe selbst, was zu verfälschten Messergebnissen führen kann.It is considered to be particularly disadvantageous that the vacuum has to be broken to transfer the sample from the preparation chamber into the measuring chamber due to the fact that there are two completely separate chambers, so that both chambers can be contaminated as well also the sample itself, which can lead to incorrect measurement results.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Messkammer bereitzustellen, mit denen die vorgenannten Nachteile überwunden werden, insbesondere somit also keine Kontaminationen der Probe bzw. der Messekammern auftreten.It is therefore the object of the present invention to provide a method and a measuring chamber with which the aforementioned disadvantages are overcome, in particular therefore no contamination of the sample or the measuring chambers occurs.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem nach der Präparation zunächst in der Präparationskammer, beispielsweise einer solchen wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, mittels eines Mikroskops die Koordinaten der wenigstens einen Probe, insbesondere somit also die Koordinaten der wenigstens einen Spitze in der Probe relativ zu einem Trägerelement, auf dem die wenigstens eine Probe ortsfest angeordnet ist, gemessen, insbesondere auch gespeichert werden.According to the invention, this object is achieved with a method of the type mentioned at the outset in which, after the preparation, the coordinates of the at least one sample, in particular the Coordinates of the at least one tip in the sample relative to a carrier element on which the at least one sample is arranged in a stationary manner, measured, in particular also stored.

Es kann für die Bestimmung der Koordinaten beispielsweise ein Mikroskop zum Einsatz kommen, welches in einer standardmäßig nach dem Stand der Technik bekannten Präparationskammer vorhanden ist, beispielsweise ein Elektronenmikroskop, insbesondere ein Rasterelektronenmikroskop.For the determination of the coordinates, for example, a microscope can be used which is present in a preparation chamber known as standard according to the prior art, for example an electron microscope, in particular a scanning electron microscope.

Erfindungsgemäß ist es weiterhin vorgesehen, dass das Trägerelement zusammen mit der darauf ortsfest angeordneten wenigstens einen Probe von der Präparationskammer in eine Messkammer durch einen die Präparationskammer und die Messkammer verbindenden, unter dem Vakuum beider Kammern stehenden Transferkanal überführt wird. Hierbei kann das Vakuum in Messkammer und Präparationskammer trotz der Verbindung beider Kammern durch den Transferkanal bei geöffneten Kanal zum Zeitpunkt des Transfers durchaus unterschiedlich sein, z.B. aufgrund unterschiedlicher Pumpleistungen der an die Kammern angeschlossenen Pumpen und besonders einer Teilchenbelastung in der Präparationskammer. Daraufhin wird erfindungsgemäß das Trägerelement in der Messkammer an einem Messtisch befestigt.According to the invention, it is further provided that the carrier element together with the at least one sample fixedly arranged thereon from the preparation chamber into a measuring chamber through one of the preparation chamber and the The transfer channel connecting the measuring chamber, under the vacuum of both chambers, is transferred. The vacuum in the measuring chamber and preparation chamber can be quite different despite the connection of the two chambers through the transfer channel when the channel is open at the time of transfer, e.g. due to different pumping capacities of the pumps connected to the chambers and especially a particle load in the preparation chamber. Then, according to the invention, the carrier element is attached to a measuring table in the measuring chamber.

Es ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, dass zur Durchführung der Tomographie mittels eines am Trägerelement befestigten Manipulators ein Durchgangsloch wenigstens einer vom Manipulator getragenen flächigen Abzugselektrode anhand der gemessenen Koordinaten der zu untersuchenden Probe bzw. deren Spitze in eine Messposition geführt wird. Hierbei kann es einerseits vorgesehen sein, dass diese Positionierung entweder bereits in der Präparationskammer vorgenommen wird oder aber auch erst in der Messkammer, nach dem die Probe auf dem Trägerelement mit diesem zusammen in die Messkammer überführt wurde.It is further provided according to the invention that a through-hole of at least one flat extraction electrode carried by the manipulator is guided into a measuring position based on the measured coordinates of the sample to be examined or its tip to perform the tomography using a manipulator attached to the carrier element. On the one hand, it can be provided that this positioning is either already carried out in the preparation chamber or, on the other hand, only in the measuring chamber after the sample on the carrier element has been transferred into the measuring chamber together with it.

Der wesentliche Kerngedanke der Erfindung beruht darauf, dass hier erfindungsgemäß die Präparationskammer, sowie auch die Messkammer vakuumtechnisch miteinander durch den Transferkanal verbindbar sind und zumindest beim Transfer verbunden sind, somit also in beiden Kammern bei geöffneten Transferkanal Vakuumbedingungen vorherrschen, insbesondere zumindest diejenigen Vakuumbedingungen die bei der Präparation der Probe in der Präparationskammer vorherrschen, also beispielsweise im Druckbereich von etwa 10-6 Millibar.The essential core idea of the invention is based on the fact that here, according to the invention, the preparation chamber and also the measuring chamber can be connected to one another in terms of vacuum technology through the transfer channel and are connected at least during transfer, i.e. vacuum conditions prevail in both chambers when the transfer channel is open, in particular at least those vacuum conditions Preparation of the sample predominate in the preparation chamber, for example in the pressure range of about 10 -6 millibars.

Es kann ebenso vorgesehen sein, dass zum Zeitpunkt der Präparation der Probe in der Präparationskammer, der Transferkanal zwischen Präparationskammer und Messkammer zunächst geschlossen ist, um eine Kontamination der Messenkammer aufgrund des Ionenbeschusses bei der Formung der Probe in der Präparationskammer zu verhindern. Es kann demnach der Transferkanal erst dann zum Zwecke des Transfers zum Beispiel durch ein Vakuum-Ventil geöffnet werden, beispielsweise ein Klappenventil, wenn die Probe fertig präpariert und die Koordinaten der wenigstens einen Probe bzw. der Spitze dieser Probe oder mehrerer Proben ausgemessen sind.It can also be provided that at the time of the preparation of the sample in the preparation chamber, the transfer channel between the preparation chamber and the measuring chamber is initially closed in order to prevent contamination of the measuring chamber due to the ion bombardment when the sample is formed in the preparation chamber. The transfer channel can therefore only be opened for the purpose of transfer, for example by a vacuum valve, for example a flap valve, when the sample has been completely prepared and the coordinates of the at least one sample or the tip of this sample or several samples have been measured.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass zur Durchführung der Tomographie der Druck in der Messkammer gegenüber dem vorherigen Druck bei der Präparation verringert wird, insbesondere wofür der Transferkanal nach der Überführung des Trägerelementes in die Messkammer geschlossen wird.In an advantageous development, it can be provided that, in order to carry out the tomography, the pressure in the measuring chamber is reduced compared to the previous pressure during preparation, in particular for which the transfer channel is closed after the carrier element has been transferred into the measuring chamber.

Insbesondere dann, wenn der Transferkanal lediglich zum Zwecke des Transfers kurzzeitig geöffnet wird, ansonsten jedoch sowohl zu den Zeiten der Präparation als auch der Messung der tomographischen Aufnahmen geschlossen bleibt, kann eine Kontamination der Probe und insbesondere der Messekammer wirkungsvoll verhindert werden.In particular, if the transfer channel is only opened briefly for the purpose of transfer, but otherwise remains closed both during preparation and measurement of the tomographic recordings, contamination of the sample and in particular of the measuring chamber can be effectively prevented.

Erfindungsgemäß kann es weiterhin vorgesehen sein, dass in der Präparationskammer mittels des Mikroskops und des Manipulators ein Durchgangsloch eine Abzugselektrode relativ zu einer Probe positioniert wird. Hierfür kann beispielsweise das Zentrum eines Durchgangslochs fluchtend mit der Achse der nadelförmigen Probe angeordnet werden. Dies bedeutet, dass im Wesentlichen in einer Ebene senkrecht zu dieser Nadelachse die Mitte des Durchgangslochs dieselben 2D-Koordinaten aufweist, wie die Spitze der Probe, jedoch in Richtung der Nadelachse einen Abstand zur Probenspitze hat. So können demnach beispielsweise die X- und Y-Koordinaten der Lochmitte identisch sein zu denen der Probenspitze, jedoch die Z-Koordinaten von Probenspitze und Lochmitte in der Abzugselektrode eine Differenz aufweisen.According to the invention it can furthermore be provided that a through-hole of an extraction electrode is positioned relative to a sample in the preparation chamber by means of the microscope and the manipulator. For this purpose, for example, the center of a through hole can be arranged in alignment with the axis of the needle-shaped sample. This means that essentially in a plane perpendicular to this needle axis, the center of the through hole has the same 2D coordinates as the tip of the sample, but at a distance from the sample tip in the direction of the needle axis. Thus, for example, the X and Y coordinates of the hole center can be identical to those of the sample tip, but the Z coordinates of the sample tip and hole center in the extraction electrode have a difference.

Insbesondere dann, wenn eine Abzugselektrode lediglich ein einziges Durchgangsloch aufweist, kann es in einer möglichen Ausführung vorgesehen sein, dass dieses Durchgangsloch der Elektrode bereits in der Präparationskammer relativ zur Probenspitze einjustiert wird, wofür der eingangs genannte Manipulator eingesetzt wird, welcher bevorzugter Weise die flächige Elektrode dreidimensional im Raum bewegen kann, wofür der Manipulator beispielsweise als mehrachsiger, insbesondere dreiachsiger Manipulator ausgebildet sein kann.In particular, if a withdrawal electrode has only a single through hole, it can be provided in a possible embodiment that this through hole of the electrode is already adjusted in the preparation chamber relative to the sample tip, for which the manipulator mentioned at the beginning is used, which preferably is the flat electrode can move three-dimensionally in space, for which the manipulator can be designed, for example, as a multi-axis, in particular three-axis manipulator.

In einer anderen Ausführungsform, in welcher in einer Elektrode wenigstens ein Durchgangsloch, bevorzugter Weise jedoch mehrere Durchgangslöcher von beispielsweise verschiedenem Durchmesser oder auch gegebenenfalls gleichem Durchmessers angeordnet sind, kann es vorgesehen sein, dass in der Präparationskammer die Koordinaten wenigstens eines in der Abzugselektrode vorhandenen Durchgangslochs, bevorzugt aller vorhandener Durchgangslöcher relativ zu einer Ausgangsposition des Manipulators, gemessen insbesondere auch gespeichert werden, wobei zur Durchführung der Tomographie in der Messkammer mittels des am Trägerelement befestigten Manipulators ein zu verwendendes Durchgangsloch aus allen zur Verfügung stehenden Durchgangslöchern der Abzugselektrode anhand der gemessenen Koordinaten der zu untersuchenden Probe und des Durchgangsloch in eine Messposition geführt wird.In another embodiment, in which at least one through hole, but preferably several through holes of, for example, different diameters or also possibly the same diameter are arranged in an electrode, it can be provided that the coordinates of at least one through hole present in the extraction electrode, preferably all existing through holes are measured relative to an initial position of the manipulator, in particular also stored, with a through hole to be used from all available through holes of the extraction electrode based on the measured coordinates of the ones to be examined for performing the tomography in the measuring chamber by means of the manipulator attached to the carrier element Sample and the through hole is guided into a measuring position.

So kann es demnach vorgesehen sein, dass bei den tomographischen Messungen innerhalb der Messekammer nacheinander Durchgangslöcher mit unterschiedlichen Durchmessern oder aber auch nacheinander immer wieder neue Löcher mit gleichem Durchmesser relativ zur Probe zum Zweck der Messung positioniert werden, beispielsweise dann wenn die Löcher in der Elektrode durch die Messungen selbst zerstört werden bzw. Abnutzungserscheinungen zeigen.Thus, it can be provided that during the tomographic measurements within the measuring chamber successively through holes with different diameters or also successively again and again new holes with the same diameter are positioned relative to the sample for the purpose of the measurement, for example when the holes in the electrode penetrate the measurements themselves are destroyed or show signs of wear.

Hierfür kann anhand der ursprünglich in der Präparationskammer gemessenen Lochkoordinaten auch nachträglich in der Messekammer ein neues Loch anhand seiner Koordinaten und in Kenntnis der Koordinaten der Probenspitze mithilfe des Manipulators relativ zur Probenspitze positioniert werden, insbesondere wie eingangs genannt mit übereinstimmenden Koordinaten innerhalb einer Ebene senkrecht zur Nadelachse der Probe und mit einer von der Probenspitze abweichenden Z-Koordinaten, d.h. in einem Axialabstand zur Probenspitze Hierfür kann es beispielsweise vorgesehen sein, auf die gemessenen und gespeicherten Koordinaten sowohl der wenigstens einen Probenspitze als auch der Durchgangslöcher in der Abzugselektrode mit einer Steuerung Zugriff zu nehmen und den Manipulator in seinen möglichen Freiheitsgraden anzusteuern und so die Elektrode relativ zur Probe zu positionieren.For this purpose, using the hole coordinates originally measured in the preparation chamber, a new hole can also be subsequently positioned in the measuring chamber using its coordinates and knowing the coordinates of the sample tip with the aid of the manipulator relative to the sample tip, in particular, as mentioned above, with matching coordinates within a plane perpendicular to the needle axis of the sample and with a Z-coordinate deviating from the sample tip, ie at an axial distance from the sample tip For this purpose, it can be provided, for example, to access the measured and stored coordinates of both the at least one sample tip and the through holes in the extraction electrode with a controller and to control the manipulator in its possible degrees of freedom and thus to position the electrode relative to the sample.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders bevorzugt mit einem Trägerelement einer Probe für die Atomsonden-Tomographie zum Einsatz kommen, welches einen Probenteil aufweist, auf/an dem wenigstens eine Probe befestigbar ist und einen zum Probenteil zumindest elektrisch isoliertes, bevorzugt auch thermisch isoliertes Manipulatorteil aufweist, auf/an welchen ein, insbesondere mehrachsiger, Manipulator befestigt ist, an dem eine wenigstens ein Durchgangsloch aufweisende flächige Abzugselektrode befestigbar und mit den Manipulator relativ zu einer Probe positionierbar ist.The method according to the invention can particularly preferably be used with a carrier element of a sample for atom probe tomography, which has a sample part on / to which at least one sample can be attached and has a manipulator part which is at least electrically insulated from the sample part, preferably also thermally insulated / to which a, in particular multi-axis, manipulator is attached, to which a flat extraction electrode having at least one through-hole can be attached and can be positioned with the manipulator relative to a sample.

Ein solches Trägerelement ist insoweit hier besonders bevorzugt, da es ein in sich abgeschlossenes Bezugssystem bildet, somit also die wenigstens eine Probe die auf dem Probenteil angeordnet werden kann, relativ zu diesem Trägerelement ortsfest ist und somit seine Relativposition zum Trägerelement auch bei der Überführung des Trägerelementes aus der Präparationskammer in die Messkammer beibehält. Insbesondere eine bereits in der Präparationskammer erfolgte Positionierung eines Durchgangslochs einer Elektrode mithilfe des Manipulators bleibt demnach bei dem Transfer ebenso erhalten, da der Manipulator auch seinerseits ein Teil des Trägerelementes und somit des so gebildeten Bezugssystems bildet.Such a carrier element is particularly preferred here because it forms a self-contained reference system, i.e. the at least one sample that can be arranged on the sample part is stationary relative to this carrier element and thus its position relative to the carrier element is also when the carrier element is transferred from the preparation chamber into the measuring chamber. In particular, a through-hole of an electrode that has already been positioned in the preparation chamber with the aid of the manipulator is therefore also retained during the transfer, since the manipulator in turn forms part of the carrier element and thus of the reference system formed in this way.

Aufgrund dieser Abgeschlossenheit des so gebildeten Bezugssystems des Trägerelementes hinsichtlich der wenigstens einen Probe als auch des Manipulators mit der von diesem getragenen Elektrode besteht so gleichermaßen auch die Möglichkeit die Justage eines Durchgangslochs der Elektrode relativ zur Probe erst später in der Messkammer vorzunehmen, da sodann auch hier anhand der zuvor gemessenen und bevorzugt gespeicherten Koordinaten (von zu paarender Probe und Durchgangsloch) jederzeit diese Koordinaten für das gebildete Bezugssystem aus einem Speicher abgerufen und mit einer Steuerung von außerhalb der Messkammer durch Ansteuern des Manipulators die Positionierung vorgenommen werden kann.Due to this isolation of the reference system of the carrier element formed in this way with regard to the at least one sample as well as the manipulator with the electrode carried by this, there is also the possibility of adjusting a through hole of the electrode relative to the sample only later in the measuring chamber, since then also here using the previously measured and preferably stored coordinates (of the sample to be paired and the through hole), these coordinates for the reference system formed can be called up from a memory at any time and the positioning can be carried out with a controller from outside the measuring chamber by controlling the manipulator.

Da prinzipbedingt für die tomographischen Messungen vorgesehen ist, eine Potenzialdifferenz zwischen Probenspitze und Abzugselektrode zu erzeugen, wird erfindungsgemäß der genannte Manipulator an dem Trägerelement elektrisch isoliert zu der wenigstens einen zu untersuchenden Probe befestigt. Wie beschrieben kann hierzu das Trägerelement den Probenteil aufweisen, welches die wenigstens eine Probe trägt, sowie den Manipulatorteil, welcher den Manipulator trägt, wobei beide Teile zumindest elektrisch bevorzugt auch thermisch voneinander isoliert sind.Since the principle for the tomographic measurements is to generate a potential difference between the sample tip and the extraction electrode, according to the invention the said manipulator is attached to the carrier element in an electrically insulated manner from the at least one sample to be examined. As described, for this purpose the carrier element can have the sample part which carries the at least one sample, as well as the manipulator part which carries the manipulator, with both parts being at least electrically, preferably also thermally insulated from one another.

Insbesondere die thermische Isolation dient hier dem Zweck zu verhindern, dass bei einer notwendigen Kühlung der zu untersuchenden Probe durch thermischen Kontakt mit einem Messetisch der Messkammer eine Abkühlung auch des Manipulators erfolgt. Ist dieser hingegen thermisch isoliert gegenüber dem Probenteil am Trägerelement befestigt, so kann ein Abkühlen des Manipulators wirkungsvoll verhindert werden.In particular, the thermal insulation serves the purpose of preventing the manipulator from also cooling down when the sample to be examined is required to be cooled by thermal contact with a measuring table of the measuring chamber. If, on the other hand, it is attached to the carrier element in a thermally insulated manner with respect to the sample part, the manipulator can be effectively prevented from cooling down.

In einer möglichen Ausgestaltung des Trägerelements kann vorgesehen sein, dass das Probenteil und das Manipulatorteil zwei Teile einer sich zu einer ganzen Platte ergänzenden Trägerplatte bilden, wobei die beiden Teile aus verschiedenen Materialien ausgebildet sind. Beispielsweise kann das Probenteil aus einem thermisch und elektrisch hoch leitfähigen und das Manipulatorteil aus einem thermisch und elektrisch gering leitfähigen Material ausgebildet sein. Die Merkmale hoch leitfähig und gering leitfähig sind hierbei in Relation der beiden Materialien zu einander zu verstehen, das bedeutet dass das gering leitfähige Material in jedem Fall geringer thermisch und elektrisch leitfähig ist, als das Material des Probenteils.In a possible embodiment of the carrier element, it can be provided that the sample part and the manipulator part form two parts of a carrier plate that complements each other to form a whole plate, the two parts being made of different materials. For example, the sample part can be formed from a thermally and electrically highly conductive material and the manipulator part from a thermally and electrically poorly conductive material. The features of high conductivity and low conductivity are to be understood in relation to one another of the two materials, which means that the low conductivity material is in any case less thermally and electrically conductive than the material of the sample part.

Unabhängig davon, ob das Trägerelement gemäß der zuvor genannten Ausführung zweiteilig hinsichtlich der Trägerplatte ausgebildet ist oder aber der Manipulator durch ein anderes Element thermisch und elektrisch isoliert von der auf dem Trägerelement angeordnete Probe befestigt ist, kann das Material welches zur thermischen und elektrischen Isolierung des Manipulator insbesondere des Manipulatorteils ausgewählt wird beispielsweise ein Polyimid sein. Zum Beispiel kann ein Material gewählt werden, welches von der Firma Dupont unter dem Markennamen VESPEL vertrieben wird.Regardless of whether the carrier element according to the aforementioned embodiment is designed in two parts with regard to the carrier plate or the manipulator is thermally and electrically insulated from the one on the carrier plate by another element Support element arranged sample is attached, the material which is selected for the thermal and electrical insulation of the manipulator, in particular the manipulator part, for example, be a polyimide. For example, a material can be selected that is sold by the Dupont company under the brand name VESPEL.

Allgemein kann es in einer Weiterbildung jeder der vorgenannten Ausführungen vorgesehen sein, dass das Trägerelement eine untere Befestigungsfläche aufweist, mittel welcher es an einem Messtisch einer Messkammer formschlüssig und/oder kraftschlüssig befestigbar ist.In general, in a development of each of the aforementioned embodiments, it can be provided that the carrier element has a lower fastening surface, by means of which it can be fastened to a measuring table of a measuring chamber in a form-fitting and / or force-fitting manner.

Es kann in einer Ausführung vorgesehen sein, an der Befestigungsfläche wenigstens ein Schienenelement anzuordnen, welches mit wenigstens einem anderen Schienenelement des Messetisches der Messerkammer in formschlüssigen Eingriff gelangt, so dass das Trägerelement am Messtisch der Messkammer reponierbar befestigt werden kann. Hierfür kann es auch vorgesehen sein, dass beim Vorgang des Befestigens des Trägerelementes am Messtisch eine relative Verschiebung zwischen Trägerelement und dem Messtisch bis in eine Anschlagsposition möglich ist, in welche die Endposition des Trägerelementes am Messtisch darstellt.It can be provided in one embodiment to arrange at least one rail element on the fastening surface, which comes into positive engagement with at least one other rail element of the measuring table of the knife chamber so that the carrier element can be repositioned on the measuring table of the measuring chamber. For this purpose, it can also be provided that during the process of fastening the carrier element on the measuring table, a relative displacement between the carrier element and the measuring table is possible up to a stop position in which the end position of the carrier element on the measuring table is.

Um eine gute thermische und/oder elektrische Verbindung zwischen dem Trägerelement und dem Messtisch zum Zwecke des Kühlens um/oder zum Zweck, die Probe des Trägerelementes, insbesondere den Probenteil auf ein bestimmtes Bezugspotenzial zu legen, kann es vorgesehen sein, dass in der dem Messtisch zugewandten Befestigungsfläche des Trägerelementes wenigstens ein Magnet angeordnet ist, insbesondere in die Oberfläche eingelassen ist, um so ein Zusammenwirken mit wenigstens einem gegenüberliegenden Magneten in der Oberfläche des Messtisches und eine anziehende Kraft zwischen Trägerelement und dem Messtisch zu erzeugen, was einen innigen Kontakt zwischen beiden bewirkt.
Um eine Positionierung der Abzugselektrode relativ zu einer Probe bzw. deren Spitze zu ermöglichen kann vorgesehen sein, dass der Manipulator des Trägerelementes elektrisch ansteuerbar ist, um die daran befindliche Elektrode motorisch, beispielsweise durch Piezo-Antriebe zu positionieren.In order to ensure a good thermal and / or electrical connection between the carrier element and the measuring table for the purpose of cooling around / or for the purpose of placing the sample of the carrier element, in particular the sample part, on a specific reference potential, it can be provided that in the measuring table At least one magnet is arranged facing the fastening surface of the carrier element, in particular embedded in the surface, in order to create an interaction with at least one opposing magnet in the surface of the measuring table and an attractive force between the carrier element and the measuring table, which causes intimate contact between the two .
In order to enable the extraction electrode to be positioned relative to a sample or its tip, provision can be made for the manipulator of the carrier element to be electrically controllable in order to position the electrode located on it in a motorized manner, for example by piezo drives.

Hierfür kann das Trägerelement, insbesondere das Manipulatorteil des Trägerelementes eine elektrische Schnittstelle aufweisen zur Kontaktierung mit einem Schnittstellenelement, über welches die Steuersignale von einer Steuerung dem Manipulator zuführbar sind. Diese Schnittstelle kann einerseits durch ein Schnittstellenelement der Präparationskammer andererseits aber auch durch ein Schnittstellenelement der Messkammer oder der Schnittstellenelemente jeweils beider Kammern kontaktierbar sein, um demnach eine Positionierung des Manipulators und der daran angeordneten Anzugselektrode in der Präparationskammer oder der Messkammer oder aber auch in beiden Kammern jederzeit vornehmen zu können, insbesondere anhand der gemessenen und bevorzugter Weise gespeicherten Koordinaten der Probenspitze der wenigstens einen Probe und/oder der Lochmitte des wenigstens einen Durchgangslochs der Abzugselektrode.For this purpose, the carrier element, in particular the manipulator part of the carrier element, can have an electrical interface for making contact with an interface element via which the control signals can be fed from a controller to the manipulator. This interface can be contactable on the one hand by an interface element of the preparation chamber but also on the other hand by an interface element of the measuring chamber or the interface elements of both chambers in order to position the manipulator and the attraction electrode arranged on it in the preparation chamber or the measuring chamber or in both chambers at any time to be able to undertake, in particular on the basis of the measured and preferably stored coordinates of the sample tip of the at least one sample and / or the center of the hole of the at least one through hole of the extraction electrode.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere in Verbindung mit dem zuvor genannten Trägerelement in einer weiterhin erfindungsgemäßen Messkammer für die Atomsonden-Tomographie zum Einsatz kommen, welche eine Vakuumspumpe umfasst, mit welcher die Messkammer unter Vakuum setzbar ist und welche weiterhin gemäß der vorliegenden Erfindung einen mit einem Ventil schließbaren Transferkanal aufweist, mit dem sie an einer Präparationskammer, z.B. an einem dortigen Flansch anschließbar ist.The method according to the invention can be used in particular in connection with the aforementioned carrier element in a measuring chamber according to the invention for atom probe tomography, which comprises a vacuum pump with which the measuring chamber can be placed under vacuum and which, according to the present invention, also has a valve has closable transfer channel with which it can be connected to a preparation chamber, for example to a flange there.

Weiterhin umfasst die Messkammer erfindungsgemäß ein Transferelement, das durch den Transferkanal zwischen der Messkammer und einer anschließbaren Präparationskammer, hin und her bewegbar ist, insbesondere welches von außerhalb der Messkammer mittels einer Vakuumdurchführung belegbar ist. Alternativ kann auch eine Bewegung im Inneren der Messkammer durch eine darin angeordnete Aktorik vorgesehen sein, insbesondere sofern sie vakuumstauglich ist.Furthermore, the measuring chamber according to the invention comprises a transfer element which can be moved back and forth through the transfer channel between the measuring chamber and a connectable preparation chamber, in particular which can be occupied from outside the measuring chamber by means of a vacuum feedthrough. Alternatively, a movement in the interior of the measuring chamber can also be provided by an actuator arranged therein, in particular if it is suitable for vacuum.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass mit dem Transferelement der Messkammer ein Trägerelement, insbesondere der vorbeschriebenen Art, fest verbunden ist oder zumindest verbindbar ist, wobei mit dem Trägerelement eine zu untersuchende Probe tragbar ist und welches einen Manipulator aufweist, mittels dem die Abzugselektrode des Trägerelementes positioniert ist oder zumindest positionierbar ist.Furthermore, it is provided according to the invention that a carrier element, in particular of the type described above, is firmly connected or at least can be connected to the transfer element of the measuring chamber, wherein a sample to be examined can be carried with the carrier element and which has a manipulator by means of which the extraction electrode of the carrier element is positioned or at least can be positioned.

Ein wesentlicher Kerngedanke bei dieser erfindungsgemäßen Messkammer ist es, dass diese auch nachträglich über den Transferkanal mit einer Präparationskammer, insbesondere einer solchen gemäß dem Stand der Technik verbunden werden kann, umso eine erfindungsgemäße Gesamtvorrichtung aus Präparationskammer und vakuumtechnisch verbundener Messkammer zu bilden. Mittels einer solchen Messkammer gemäß der Erfindung kann demnach auf vergleichsweise kostengünstige Art und Weise eine Atomsonde gebildet werden, mit welcher sowohl eine Präparation der Probe als auch unmittelbar die Vermessung der Probe durchgeführt werden kann ohne dass das Vakuum gebrochen werden muss.An essential core idea of this measuring chamber according to the invention is that it can also be connected subsequently via the transfer channel to a preparation chamber, in particular one according to the prior art, in order to form an overall device according to the invention comprising the preparation chamber and the measuring chamber connected by vacuum technology. By means of such a measuring chamber according to the invention, an atom probe can therefore be formed in a comparatively inexpensive manner, with which both a preparation of the sample and also the measurement of the sample can be carried out without having to break the vacuum.

So kann es bei der Messkammer vorgesehen sein, dass das Transferelement welches zum Bewegen des Trägerelementes zwischen den beiden Kammern dient, entweder fest mit dem Trägerelement verbunden ist oder in einer bevorzugten Ausführung mit dem Trägerelement gekoppelt und wieder von diesem gelöst werden kann, was insbesondere die Möglichkeit erschließt, zum Zeitpunkt der Präparation in der Präparationskammer die Messkammer vakuumtechnisch durch ein Ventil im Transferkanal von der Präparationskammer zu trennen, genauso wie auch bei der Durchführung einer Messung. Es kann vorgesehen sein, zwischen Trägerelement und Transferelement hierfür eine lösbare Kuppelverbindung auszubilden. Eine solche Verbindung kann beispielsweise durch Magnete erfolgen, ebenso wie auf jede andere konstruktive Art und Weise.Thus, it can be provided in the measuring chamber that the transfer element, which is used to move the carrier element between the two chambers, is either firmly connected to the carrier element or, in a preferred embodiment, can be coupled to the carrier element and detached from it again, which is particularly the case This opens up the possibility of separating the measuring chamber from the preparation chamber at the time of preparation in the preparation chamber using a vacuum through a valve in the transfer channel, as well as when performing a measurement. Provision can be made for a detachable coupling connection to be formed for this purpose between the carrier element and the transfer element. Such a connection can be made, for example, by magnets, as well as in any other constructive manner.

Eine Messkammer gemäß der Erfindung weist einen kühlbaren Messtisch auf, an dem ein vom Transferelement in die Messkammer geführtes Trägerelement formschlüssig und/oder kraftschlüssig befestigbar ist, insbesondere wofür die Oberfläche des Messtisches wenigstens ein Schienenelement und oder wenigstens einen Magneten aufweist, beispielsweise um die Kopplung zwischen Messtisch und Trägerelement wie zuvor beschrieben vornehmen zu können. Es wird so die Möglichkeit geschaffen, mittels eines Kühlkopfes am Messtisch, der beispielsweise mit einer Cryopumpe betrieben wird, die am Trägerelement befindliche Probe, insbesondere das Probenteil des Trägerelementes zu kühlen, insbesondere bis auf wenige Kelvin.A measuring chamber according to the invention has a coolable measuring table to which a carrier element guided from the transfer element into the measuring chamber can be fastened in a form-fitting and / or force-fitting manner, in particular for which the surface of the measuring table has at least one rail element and / or at least one magnet, for example around the coupling between To be able to make measuring table and support element as described above. This creates the possibility of using a cooling head on the measuring table, which is operated with a cryopump, for example, to cool the sample located on the carrier element, in particular the sample part of the carrier element, in particular to a few Kelvin.

Um eine Kühlung des Messtisches, jedoch eine elektrische Isolierung der Messkammer vom Messtisch und vom Trägerelement zu erreichen kann es in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, das der Messtisch der Messkammer einen Schichtaufbau aufweist, in welchem zwischen einem oberen und unteren Tischelement aus jeweils thermisch und elektrisch leitfähigen Metall, insbesondere aus Kupfer, eine Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material eingefügt ist, insbesondere ein Material hoher thermischer Leitfähigkeit, beispielsweise aus Saphir.In order to achieve cooling of the measuring table, but electrical insulation of the measuring chamber from the measuring table and from the carrier element, it can be provided in a preferred embodiment that the measuring table of the measuring chamber has a layer structure in which between an upper and lower table element each thermal and electrical conductive metal, in particular made of copper, a layer of an electrically insulating material is inserted, in particular a material of high thermal conductivity, for example made of sapphire.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

  • 1: eine Gesamtanordnung einer Atomsonde umfassend eine Präparationskammer und eine vakuumtechnisch damit verbundene Messkammer
  • 2: eine perspektivische Ansicht eines Trägerelementes in einer ersten Ausführung
  • 3: eine perspektivische Ansicht in einer zweiten Ausführung
  • 4: eine Unteransicht eines Trägerelementes
  • 5: zwei Seitenansichten der Ausführung gemäß der 4
  • 6: an einem Manipulator gehaltene Abzugselektroden mit einem oder mehreren Durchgangslöchern
  • 7: der Vorgang der Probenpräparation in einer Präparationskammer
  • 8: eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Messkammer
  • 9: eine weitere Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Messkammer
An embodiment of the invention is described below. Show it:
  • 1 : an overall arrangement of an atom probe comprising a preparation chamber and a measuring chamber connected to it in terms of vacuum technology
  • 2 : a perspective view of a carrier element in a first embodiment
  • 3 : a perspective view in a second embodiment
  • 4th : a view from below of a carrier element
  • 5 : two side views of the embodiment according to 4th
  • 6th : extraction electrodes held on a manipulator with one or more through holes
  • 7th : the process of specimen preparation in a preparation chamber
  • 8th : a sectional view through a measuring chamber according to the invention
  • 9 : Another sectional view of a measuring chamber according to the invention

Die 1 zeigt in einer Übersichtsdarstellung ein erfindungsgemäßes Gesamtsystem zur Ausbildung einer Atomsonde, um an einer präparierten Probe insbesondere einer nadelförmigen Probe eines zu untersuchenden Materials eine Atomsonden-Tomographie zu betreiben. Dargestellt ist hier im Wesentlichen eine Präparationskammer 1, in welcher die Herstellung bzw. Präparationen der Probe aus dem zu untersuchenden Material erfolgt, beispielsweise durch Ionenbestrahlung in einer beispielsweise kommerziell erhältlichen FIB-Apparatur (FIB = Focused Ion Beam).The 1 shows an overview representation of an overall system according to the invention for forming an atom probe in order to operate an atom probe tomography on a prepared sample, in particular a needle-shaped sample of a material to be examined. Essentially a preparation chamber is shown here 1 , in which the sample is produced or prepared from the material to be examined, for example by ion irradiation in a commercially available FIB apparatus (FIB = Focused Ion Beam), for example.

Die Gesamtübersicht zeigt weiterhin eine Messkammer 2, die beispielsweise ihre eigene Vakuumversorgung aufweisen kann, zum Beispiel durch eine Turbomolekularpumpe sowie auch eine Cryopumpe, welche neben der Vakuumerzeugung auch zur Kühlung der Probe dienen kann.The general overview also shows a measuring chamber 2 which, for example, can have its own vacuum supply, for example by means of a turbo molecular pump and also a cryopump, which, in addition to generating a vacuum, can also serve to cool the sample.

Die Übersichtsdarstellung zeigt, dass die Messkammer 2 mit der Präparationskammer 1 über einen Transferkanal 3 verbunden ist, der in bevorzugter Weise mit einem Vakuumventil verschließbar ist. Die Übersichtsdarstellung zeigt weiterhin, dass hier an der Messkammer 2 eine Vakuumdurchführung 4 vorgesehen ist, die in das Innere der Messkammer 2 hineinreicht und mit der ein Trägerelement zwischen der Präparationskammer 1 und der Messkammer 2 durch den Transferkanal 3 hin und her bewegt werden kann.The overview shows that the measuring chamber 2 with the preparation chamber 1 via a transfer channel 3 is connected, which can be closed in a preferred manner with a vacuum valve. The overview also shows that here at the measuring chamber 2 a vacuum feedthrough 4th is provided in the interior of the measuring chamber 2 extends in and with which a carrier element between the preparation chamber 1 and the measuring chamber 2 through the transfer channel 3 can be moved back and forth.

Die 2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine mögliche Ausführungsform eines Trägerelements 5, welches an einem Transferelement, welches beispielsweise von der vorbeschriebenen Vakuumdurchführung bewegt werden kann, befestigbar ist oder in einer Alternative auch insbesondere unlösbar befestigt ist.The 2 shows a possible embodiment of a carrier element in a perspective view 5 , which can be fastened to a transfer element, which can be moved, for example, by the vacuum feedthrough described above, or, in an alternative, is also in particular permanently fastened.

Die hier gezeigte Ausführungsvariante des Trägerelements 5 zeigt einen zweiteiligen Aufbau mit einer Trägerplatte 6, die einen linken Probenteil 6A aufweist sowie einen rechten Manipulatorteil 6B, wobei sich beide Trägerplattenteile insgesamt zu der Trägerplatte 6 ergänzen, die vorliegend etwa kreisförmigen Querschnitt aufweist.The variant of the carrier element shown here 5 shows a two-part structure with a carrier plate 6th that have a left sample part 6A has and a right manipulator part 6B , with both support plate parts as a whole to the Carrier plate 6th supplement, which in the present case has an approximately circular cross section.

Hier ist die Erfindung nicht auf die kreisförmige Querschnittsform beschränkt, sondern es kann grundsätzlich jegliche Formgestaltung einer solchen Trägerplatte vorgesehen sein.Here the invention is not limited to the circular cross-sectional shape, but any shape of such a carrier plate can be provided.

Wesentlich für die Erfindung ist es, dass das Probenteil 6A der Trägerplatte 6 eine hohe elektrische, sowie auch thermische Leitfähigkeit aufweist und hierfür beispielsweise aus dem Metall Kupfer oder gegebenenfalls auch anderen Metallen gefertigt sein kann. Auf dem Probenteil 6A sind bei der hier gezeigten Ausführungsform mehrere Proben 7 in einem Halter 8 angeordnet, der thermisch und elektrisch kontaktiert mit dem Probenteil 6A verbunden ist.It is essential for the invention that the sample part 6A the carrier plate 6th has a high electrical as well as thermal conductivity and for this purpose can be made of the metal copper or possibly also other metals. On the sample part 6A are several samples in the embodiment shown here 7th in a holder 8th arranged, which makes thermal and electrical contact with the sample part 6A connected is.

Demgegenüber zeigt die 3, dass die einzelnen Proben 7 beispielsweise auch unmittelbar auf der Oberfläche des Probenteils 6A befestigt sein können. Hier stehen die Proben unmittelbar elektrisch sowie auch thermisch mit dem Probenteil 6A in Kontakt.In contrast, the 3 that each sample 7th for example also directly on the surface of the sample part 6A can be attached. Here the samples are directly electrically and thermally with the sample part 6A in contact.

Beide Ausführungen gemäß 2 sowie auch 3 zeigen, dass der Manipulatorteil 6B der Trägerplatte thermisch und elektrisch von dem Probenteil 6A getrennt ist, wofür dieser Manipulatorteil beispielsweise aus einem Material mit geringer elektrischer sowie thermischer Leitfähigkeit und hoher Temperaturstabilität bis in den Bereich weniger Kelvin ausgewählt sein kann. Beispielsweise kann hier ein Polyimid gewählt werden, zum Beispiel VESPEL (Marke von DUPONT).Both versions according to 2 and also 3 show that the manipulator part 6B the carrier plate thermally and electrically from the sample part 6A is separated, for which this manipulator part can be selected, for example, from a material with low electrical and thermal conductivity and high temperature stability down to the range of a few Kelvin. For example, a polyimide can be selected here, for example VESPEL (trademark of DUPONT).

Durch den elektrisch und thermisch isolierten Kontakt von Probenteil und Manipulatorteil wird sichergestellt, dass zum einen bei der Kühlung des Probenteils, wenn dieses auf einem Messtisch einer Messkammer befestigt ist, der Manipulator 9 weder gekühlt wird noch auf dem elektrischen Potenzial des Probenteils bzw. der Proben liegt. Vielmehr kann hier an den Manipulator bzw. die Abzugselektrode, die vom Manipulator getragen wird, ein anderes elektrisches Potential angelegt werden, um zwischen Probe und Elektrode 10 eine gewünschte Potentialdifferenz zum Abziehen der ausgelösten Teilchen anlegen zu können.The electrically and thermally insulated contact between the sample part and the manipulator part ensures, on the one hand, that the manipulator is used when the sample part is cooled when it is attached to a measuring table of a measuring chamber 9 is neither cooled nor applied to the electrical potential of the sample part or samples. Rather, a different electrical potential can be applied to the manipulator or the extraction electrode, which is carried by the manipulator, in order to move between the sample and the electrode 10 to be able to apply a desired potential difference to draw off the released particles.

Der Manipulator 9 kann in bevorzugter Weise ein in drei Achsen bewegbares Halteelement für eine Elektrode sein mit wenigstens einem Durchgangsloch 11, mit dessen Hilfe das Durchgangsloch 11 relativ zu den Proben 7 positioniert werden kann. Hierfür kann vorgesehen sein, über eine Schnittstelle 12 den Manipulator 9 elektrisch anzusteuern und so durch die Steuersignale in Abhängigkeit von den Koordinaten der Proben 7 auf dem Trägerelement 5 das jeweilige Durchgangsloch 11 der Elektrode 10 zu positionieren.The manipulator 9 can preferably be a holding element movable in three axes for an electrode with at least one through hole 11 , with the help of which the through hole 11 relative to the samples 7th can be positioned. An interface can be provided for this purpose 12 the manipulator 9 to be controlled electrically and so by the control signals depending on the coordinates of the samples 7th on the carrier element 5 the respective through hole 11 the electrode 10 to position.

Die 6A zeigt beispielsweise eine Elektrode 10 mit einem einzigen Durchgangsloch 11, dessen Mitte beispielsweise in der Präparationskammer, alternativ auch in der Messkammer relativ zu den festgestellten Koordinaten einer jeden Probe positioniert werden kann.The 6A shows an electrode, for example 10 with a single through hole 11 , the center of which can be positioned, for example, in the preparation chamber, or alternatively in the measuring chamber relative to the determined coordinates of each sample.

Demgegenüber zeigt die 6B eine Ausführung einer Elektrode 10 mit mehreren Durchgangslöchern 11A, die im vorliegenden Fall unterschiedlichen Durchmesser haben, jedoch in einer anderen Ausführung auch alle den gleichen Durchmesser aufweisen können.In contrast, the 6B an embodiment of an electrode 10 with multiple through holes 11A which in the present case have different diameters, but in a different embodiment can all have the same diameter.

Hier kann vorgesehen sein, in der Präparationskammer auch die Koordinaten der jeweiligen Mittelpunkte der Durchgangslöcher zu bestimmen und bevorzugter Weise zu speichern, um sodann in einer Messkammer wahlweise eines der Durchgangslöcher bezüglich einer gewünschten zu untersuchenden Probe 7 in Abhängigkeit von deren Koordinaten positionieren zu können.Provision can be made here for the coordinates of the respective center points of the through holes to be determined in the preparation chamber and, preferably, to be stored in order to then select one of the through holes in a measuring chamber with respect to a desired sample to be examined 7th to be able to position depending on their coordinates.

Die 4 zeigt eine beispielhafte Unteransicht eines Trägerelementes gemäß den 2 oder 3 in der es erkennbar ist, dass die Unterseite hier ein Schienenelement 13 aus zwei einzelnen Schienenleisten 13 A und 13 B umfasst, insbesondere die im vorliegenden Fall eine Schwalbenschwanzführung bilden. Mit einem entsprechend korrespondierend ausgebildeten Schienenelement am Messtisch einer Messkammer, kann demnach das hier dargestellte Trägerelement in formschlüssigen Eingriff gebracht werden und so an dem Messtisch befestigt werden. Dies kann insbesondere durch Ausbildung eines Anschlages jederzeit reponierbar erfolgen. Selbstverständlich kann die Schienenkonstruktion eine gleichwirkende andere Ausgestaltung haben.The 4th shows an exemplary bottom view of a carrier element according to FIG 2 or 3 in which it can be seen that the bottom is a rail element here 13th comprises two individual rail strips 13 A and 13 B, in particular which in the present case form a dovetail guide. With a correspondingly correspondingly designed rail element on the measuring table of a measuring chamber, the carrier element shown here can accordingly be brought into positive engagement and thus fastened to the measuring table. This can be done repositionable at any time, in particular by forming a stop. Of course, the rail construction can have a different design with the same effect.

Weiterhin zeigt die Unteransicht der 4, das hier mehrere Magnete 14 vorgesehen sind, die beispielsweise in die untere Befestigungsfläche 15 des Trägerelementes 5 eingelassen sind. Hierbei können die Magnete 14 sowohl in dem Probenteil als auch im Manipulatorteil der insgesamt durch beide Teile gebildeten Trägerplatte angeordnet sein.The bottom view of the 4th , this one several magnets 14th are provided, for example in the lower mounting surface 15th of the carrier element 5 are let in. The magnets 14th be arranged both in the sample part and in the manipulator part of the carrier plate formed overall by both parts.

Diese Magnete wirken mit korrespondierenden Magneten zusammen, die in die Tischoberfläche des Messtisches der Messkammer eingelassen sind, wobei sich zwischen diesen Magneten von Trägerelement 5 und dem Messtisch eine Anziehungskraft ergibt, die einen guten elektrischen wie auch thermischen Kontakt des Trägerelementes 5 zum Messtisch gewährleisten.These magnets interact with corresponding magnets which are embedded in the table surface of the measuring table of the measuring chamber, with magnets from the carrier element between these 5 and the measuring table produces a force of attraction that ensures good electrical and thermal contact of the carrier element 5 to the measuring table.

Die 7 zeigen in einer übersichtlichen Darstellung mögliche Verfahrensschritte zur Herstellung einer Probe innerhalb einer Probenkammer bei denen gemäß der linken Spalte beispielsweise aus einem zunächst ebenen Substrat 16 zum Beispiel durch Formgebung, z.B. Ionenbestrahlung eine Lamelle 16A gebildet wird, die gemäß der linken Spalte aus dem Substrat ausgetrennt und in einzelne Pfosten 16B unterteilt wird, die auf einem Träger, hier zum Beispiel einem Wolfram-Träger angeordnet werden können.The 7th show in a clear representation possible method steps for the production of a sample within a sample chamber in those according to the left column for example from an initially flat substrate 16 For example, by shaping, e.g. ion irradiation, a lamella 16A is formed, which is separated from the substrate according to the left column and into individual posts 16B is subdivided, which can be arranged on a carrier, here for example a tungsten carrier.

Diese Pfosten 16B können sodann weiterhin durch Formgebung, z.B. Ionenbestrahlung zu einer Nadelspitze ausgeformt werden. Eine solche fertig präparierte Spitze kann auf einem Trägerelement der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Art positioniert werden, sofern nicht bereits unmittelbar die Präparationen auf dem Trägerelement 5 stattgefunden hat.These posts 16B can then continue to be shaped into a needle point by shaping, for example ion irradiation. Such a completely prepared tip can be positioned on a carrier element of the type according to the invention described above, unless the preparations are already directly on the carrier element 5 has taken place.

Demgegenüber zeigt die rechte Spalte der 7 ebenso die Präparation einer Lamelle 16 A, die jedoch nachfolgend auf dem Substrat 16 des zu untersuchenden Materials verbleibt und dort in einzelne Pfosten 16B unterteilt wird, von denen diese Darstellung hier zwei Pfosten zeigt, wobei ebenso mehrere Pfosten d.h. auch eine höhere als die hier dargestellte Anzahl möglich sind.In contrast, the right column shows the 7th likewise the preparation of a lamella 16 A , however, subsequently on the substrate 16 of the material to be examined remains and there in individual posts 16B is subdivided, of which this illustration shows two posts, with several posts, ie a higher number than the number shown here, are also possible.

Auch hier ist es vorgesehen, dass die einzelnen Pfosten durch Formgebung, z.B. Ionenbestrahlung zur Nadelspitze geformt werden. Ein solches Substrat 16 kann mit den ausgeformten Probenspitzen auf einem Trägerelement 5 erfindungsgemäßer Art, beispielsweise auf dessen Probenteil positioniert werden, sofern nicht auch hier bereits die Präparation der Proben bzw. Probenspitzen bereits unmittelbar auf dem Trägerelement stattgefunden hat innerhalb der Präparationskammer.Here, too, it is provided that the individual posts are shaped into the needle point by shaping, for example ion irradiation. Such a substrate 16 can with the shaped sample tips on a carrier element 5 of the type according to the invention, for example on its sample part, unless the preparation of the samples or sample tips has already taken place directly on the carrier element within the preparation chamber.

Die 7 zeigt unten rechts noch weiterhin eine Darstellung, bei der mittels des Manipulators 9 eine Elektrode 10 über einer der Probenspitzen 16B angeordnet ist, insbesondere derart, dass der Mittelpunkt des Durchgangslochs 11 in der Elektrode 10 in einer Ebene senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Pfostens 16B d.h. senkrecht zu gebildeten Nadelachse dieselben 2D-Koordinaten hat, wie die Spitze der präparierten Probe, jedoch eine von der Probe differierende Z-Koordinate, so dass das Durchgangsloch 11 in Z-Richtung zur Probenspitze beanstandet ist.The 7th shows, at the bottom right, still a representation in which by means of the manipulator 9 an electrode 10 over one of the sample tips 16B is arranged, in particular such that the center of the through hole 11 in the electrode 10 in a plane perpendicular to the direction of extension of the post 16B ie perpendicular to the needle axis formed has the same 2D coordinates as the tip of the prepared sample, but a Z coordinate that differs from the sample, so that the through hole 11 is objectionable in the Z-direction to the sample tip.

Bei den Ausführungsformen, bei welchen ein Trägerelement 5 mehrere Proben bzw. Probenspitzen trägt und eine Elektrode mit mehreren Durchgangslöchern eingesetzt wird, ist es bevorzugt zusätzlich sicherzustellen, dass bei Durchführung der tomographischen Messungen nur eines der Durchgangslöcher fluchtend mit der Nadelachse nur einer Probe angeordnet ist, um versehentliche Fehlmessungen von mehreren Proben gleichzeitig ausschließen zu können.In the embodiments in which a carrier element 5 carries several samples or sample tips and an electrode with several through holes is used, it is also preferable to ensure that only one of the through holes is aligned with the needle axis of only one sample when performing the tomographic measurements, in order to exclude accidental incorrect measurements from several samples at the same time can.

Die 8 zeigt in einer seitlichen Schnittansicht eine Messkammer 2 gemäß der Erfindung, die einen Messtisch 18 aufweist, auf dessen Oberfläche ein Trägerelement 5 gemäß der Erfindung befestigt und in elektrischen sowie thermischen Kontakt gebracht werden kann.The 8th shows a measuring chamber in a side sectional view 2 according to the invention having a measuring table 18th has, on the surface of which a carrier element 5 can be attached according to the invention and brought into electrical and thermal contact.

Hier weist der Messtisch 18 einen geschichteten Aufbau auf mit einem unteren Tischteil 18A und einem oberen Tischteil 18B, die beispielsweise jeweils aus Kupfer ausgebildet sind oder einem anderen thermisch gut leitfähigen Material, bevorzugt Metall. Zwischen diesen beiden Tischteilen 18A und 18B ist eine Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material 18C angeordnet, hier beispielsweise aus Saphir.Here the measuring table points 18th a layered structure with a lower table part 18A and an upper table part 18B , which are each formed, for example, from copper or another material with good thermal conductivity, preferably metal. Between these two table parts 18A and 18B is a layer made of an electrically insulating material 18C arranged, here for example made of sapphire.

Dieses Material ist hingegen gut wärmeleitend, so dass mittels des hier dargestellten Kühlkopfes 19, beispielsweise einer Cryopumpe 20, der Tisch 18 ebenso wie ein darauf angeordnetes, jedoch hier nicht gezeigtes Trägerelement 5 gekühlt werden kann, um Messungen an den Proben durchzuführen.This material, on the other hand, has good thermal conductivity, so that by means of the cooling head shown here 19th , for example a cryopump 20th , the table 18th as well as a carrier element arranged thereon but not shown here 5 can be cooled in order to carry out measurements on the samples.

Durch die Fenster 21 kann eine Probenspitze auf dem Trägerelement nach dessen Befestigung auf dem Messtisch 18 mit Laserlicht beleuchtet werden, um hierdurch Atome aus der Spitze auszulösen und durch die Abzugselektrode 10 in Richtung zu dem hier dargestellten Detektor 22 abzuziehen und so eine massenspektrometrische Untersuchung vorzunehmen.Through the window 21st can place a sample tip on the carrier element after it has been attached to the measuring table 18th be illuminated with laser light to release atoms from the tip and through the extraction electrode 10 towards the detector shown here 22nd to be removed and a mass spectrometric analysis to be carried out.

Die hier gezeigte Ausführungsform der 8 zeigt weiterhin, dass der Messtisch 18 mittels eines Dreibeinstativs in der Messkammer 2 gelagert ist, wobei die Stativbeine 23 über einen thermischen Isolator 24 mit dem Messtisch 18 verbunden sind, umso zu gewährleisten, das mittels des Kühlkopfes 19 lediglich der Messtisch nicht jedoch die gesamte Kammerwandung gekühlt wird. Zum Zweck der Kühlung kann der Kühlkopf 19 beispielsweise über flexible Kupferdrähte mit der unteren Tischplatte 18A des schichtweise aufgebauten Messtisches 18 verbunden sein.The embodiment shown here of 8th further shows that the measuring table 18th by means of a tripod in the measuring chamber 2 is stored, with the tripod legs 23 via a thermal isolator 24 with the measuring table 18th are connected in order to ensure that by means of the cooling head 19th only the measuring table but not the entire chamber wall is cooled. For the purpose of cooling, the cooling head 19th for example via flexible copper wires to the lower table top 18A of the measuring table built up in layers 18th be connected.

Die 9 zeigt im wesentlichen dieselbe Apparatur gemäß der 8 in lediglich einer dazu senkrechten Schnittansicht, wobei als Transferelement ein Transferstab 25 senkrecht zur Papierebene vorgesehen ist, der mittels einer Vakuumdurchführung von außerhalb der Messkammer 2 bewegt werden kann, um so das an diesem Transferelement befestigte Trägerelement 5 zwischen der hier dargestellten Messkammer 2 und der Präparationskammer 1 durch den Transferkanal 3 bewegen zu können.The 9 shows essentially the same apparatus according to FIG 8th in only one sectional view perpendicular thereto, with a transfer rod as the transfer element 25th perpendicular to the plane of the paper is provided by means of a vacuum feed-through from outside the measuring chamber 2 can be moved, so as to the carrier element attached to this transfer element 5 between the measuring chamber shown here 2 and the preparation chamber 1 through the transfer channel 3 to be able to move.

Die Messkammer 2 kann hier eine Turbomolekularpumpe aufweisen 26, um das Vakuum in der Messkammer 2 zu erzeugen und aufrecht zu erhalten.The measuring chamber 2 can have a turbo molecular pump here 26th to set the vacuum in the measuring chamber 2 to generate and maintain.

Mittels eines UV-Lasers 27, der unterhalb der Messkammer 2 angeordnet sein kann, kann durch eine z.B. verrohrte Strahlführung 28 ein Laserstrahl in die Messkammer 2 geführt werden, um Teilchen aus einer Probe auszulösen, die sodann durch eine Ionenoptik 28 in Richtung des Detektors 22 abgezogen werden.Using a UV laser 27 , the one below the measuring chamber 2 can be arranged, for example, by a piped beam guide 28 a laser beam into the measuring chamber 2 be guided to release particles from a sample, which then through an ion optics 28 towards the detector 22nd subtracted from.

Mit nochmaligen Bezug auf die 1 sieht hier demnach das erfindungsgemäße Verfahren vor, zunächst in der Präparationskammer 1 eine zu untersuchende Probe zu präparieren, auf dem erfindungsgemäßen Trägerelement anzuordnen, sofern nicht bereits die Präparation auf diesen Trägerelement stattgefunden hat und sodann das Trägerelement 5 durch den Transferkanal 3 in die Messkammer 2 zu überführen und dort die tomographischen Messungen durchzuführen.With reference again to the 1 accordingly provides the method according to the invention here, initially in the preparation chamber 1 to prepare a sample to be examined, to arrange it on the carrier element according to the invention, unless the preparation has already taken place on this carrier element and then the carrier element 5 through the transfer channel 3 into the measuring chamber 2 to transfer and carry out the tomographic measurements there.

Der wesentliche Vorteil dieses Verfahrens ist es, dass das Vakuum welches in der Präparationskammer 1 bzw. der Messkammer 2 vorliegt, nicht gebrochen werden muss, insbesondere niemals einen schlechteren Druck erreicht, als derjenige, der in der Präparationskammer 1 vorliegt.The main advantage of this process is that the vacuum in the preparation chamber 1 or the measuring chamber 2 is present, does not have to be broken, in particular never achieves a worse pressure than that in the preparation chamber 1 present.

Claims (6)

Verfahren zur Durchführung der Präparation wenigstens einer Probe (7) für eine auf die Präparation folgende Atomsonden-Tomographie, bei dem die wenigstens eine Probe (7) in einer Präparationskammer (1) präpariert wird, dadurch gekennzeichnet, dass a. in der Präparationskammer (1) mittels eines Mikroskops die Koordinaten der wenigstens einen Probe (7), insbesondere der Spitze der Probe, relativ zu einem Trägerelement (5), auf dem die wenigstens eine Probe (7) ortsfest angeordnet ist, gemessen, insbesondere auch gespeichert werden, b. das Trägerelement (5) zusammen mit der darauf ortsfest angeordneten wenigstens einen Probe (7) von der Präparationskammer (1) in eine Messkammer (2) durch einen die Präparationskammer (1) und die Messkammer (2) verbindenden Transferkanal (3), insbesondere unter dem Vakuum beider Kammern (1,2) stehenden Transferkanal (3) überführt wird, c. das Trägerelement (5) in der Messkammer (2) an einem Messtisch (18) befestigt wird, und d. zur Durchführung der Tomographie mittels eines am Trägerelement (5) befestigten Manipulators (9) ein Durchgangsloch (11) wenigstens einer vom Manipulator (9) getragenen flächigen Abzugselektrode (10) anhand der gemessenen Koordinaten der zu untersuchenden Probe (7) in eine Messposition geführt wird.Method for carrying out the preparation of at least one sample (7) for an atom probe tomography following the preparation, in which the at least one sample (7) is prepared in a preparation chamber (1), characterized in that a. in the preparation chamber (1) the coordinates of the at least one sample (7), in particular the tip of the sample, relative to a carrier element (5) on which the at least one sample (7) is fixedly arranged, measured, in particular also, by means of a microscope saved, b. the carrier element (5) together with the at least one sample (7) fixedly arranged thereon from the preparation chamber (1) into a measuring chamber (2) through a transfer channel (3) connecting the preparation chamber (1) and the measuring chamber (2), in particular below the transfer channel (3) standing under vacuum in both chambers (1, 2) is transferred, c. the carrier element (5) is fastened in the measuring chamber (2) to a measuring table (18), and d. to perform the tomography by means of a manipulator (9) attached to the support element (5), a through hole (11) of at least one flat extraction electrode (10) carried by the manipulator (9) is guided into a measuring position based on the measured coordinates of the sample (7) to be examined . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung der Tomographie der Druck in der Messkammer (2) gegenüber dem vorherigen Druck bei der Präparation verringert wird, insbesondere wofür der Transferkanal (3) nach der Überführung des Trägerelementes in die Messkammer (2) geschlossen wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that to perform the tomography, the pressure in the measuring chamber (2) is reduced compared to the previous pressure during the preparation, in particular for which the transfer channel (3) is closed after the transfer of the carrier element into the measuring chamber (2). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Präparationskammer (1) mittels des Mikroskops und des Manipulators (9) ein Durchgangsloch (11, 11A) einer Abzugselektrode (10) relativ zu einer Probe (7) positioniert wird oder in der Probenkammer (1) die Koordinaten wenigstens eines in der Abzugselektrode (10) vorhandenen Durchgangslochs (11, 11A), bevorzugt aller vorhandener Durchgangslöcher (11, 11A) relativ zu einer Ausgangsposition des Manipulators (9) gemessen, insbesondere auch gespeichert werden, wobei zur Durchführung der Tomographie in der Messkammer (2) mittels des am Trägerelement (5) befestigten Manipulators (9) ein zu verwendendes Durchgangsloch (11, 11A) der Abzugselektrode (10) anhand der gemessenen Koordinaten der zu untersuchenden Probe (7) und des Durchgangslochs (11, 11A) in eine Messposition geführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a through hole (11, 11A) of a withdrawal electrode (10) relative to a sample (7) is positioned in the preparation chamber (1) by means of the microscope and the manipulator (9) or in the Sample chamber (1) the coordinates of at least one through hole (11, 11A) present in the extraction electrode (10), preferably all existing through holes (11, 11A), are measured relative to an initial position of the manipulator (9), in particular also stored, whereby for implementation the tomography in the measuring chamber (2) by means of the manipulator (9) attached to the carrier element (5) a through hole (11, 11A) of the extraction electrode (10) to be used on the basis of the measured coordinates of the sample to be examined (7) and the through hole (11) , 11A) is guided into a measuring position. Messkammer (2) für die Atomsonden-Tomographie umfassend eine Vakuumpumpe (26), mit der die Messkammer (2) unter Vakuum setzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass a. sie einen mit einem Ventil schießbaren Transferkanal (3) aufweist, mittels dem sie an eine Präparationskammer (1) zur Präparation wenigstens einer Probe (7) anschließbar ist und b. sie ein Transferelement (25) aufweist, das durch den Transferkanal (3) zwischen der Messkammer (2) und einer anschließbaren Präparationskammer (1) hin und her bewegbar ist, insbesondere von außerhalb der Messkammer (2) mittels einer Vakuumdurchführung (4) bewegbar ist und c. mit dem Transferelement (25) ein Trägerelement (5) fest verbunden ist oder zumindest verbindbar ist, mit dem eine zu untersuchende Probe (7) tragbar ist und welches einen Manipulator (9) aufweist, mittels dem eine Abzugselektrode (10) positioniert oder zumindest positionierbar ist.Measuring chamber (2) for atom probe tomography comprising a vacuum pump (26) with which the measuring chamber (2) can be placed under vacuum, characterized in that a. it has a transfer channel (3) that can be closed by a valve, by means of which it can be connected to a preparation chamber (1) for the preparation of at least one sample (7), and b. it has a transfer element (25) which can be moved back and forth through the transfer channel (3) between the measuring chamber (2) and a connectable preparation chamber (1), in particular can be moved from outside the measuring chamber (2) by means of a vacuum feed-through (4) and c. with the transfer element (25) a carrier element (5) is firmly connected or at least can be connected, with which a sample (7) to be examined can be carried and which has a manipulator (9) by means of which a withdrawal electrode (10) is positioned or at least can be positioned is. Messkammer (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen kühlbaren Messtisch (18) aufweist, an dem ein vom Transferelement (25) in die Messkammer (2) geführtes Trägerelement (5) insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig befestigbar ist, insbesondere wofür die Oberfläche des Messtisches (18) wenigstens ein Schienenelement und/oder wenigstens einen Magneten aufweist.Measuring chamber (2) Claim 4 , characterized in that it has a coolable measuring table (18) to which a carrier element (5) guided from the transfer element (25) into the measuring chamber (2) can be fastened, in particular positively and / or non-positively, in particular the surface of the measuring table (18) ) has at least one rail element and / or at least one magnet. Messkammer (2) nach einem der vorherigen Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Messtisch (18) einen Schichtaufbau aufweist, in welchem zwischen einem oberen und unteren Tischelement (18A, 18B) aus thermisch und elektrisch leitfähigem Metall, insbesondere Kupfer, eine Schicht (18C) aus einem elektrisch isolierenden Material eingefügt ist, insbesondere mit hoher thermischer Leitfähigkeit, insbesondere aus Saphir.Measuring chamber (2) after one of the previous ones Claims 4 or 5 , characterized in that the measuring table (18) has a layer structure, in which between an upper and lower table element (18A, 18B) made of thermally and electrically conductive metal, in particular copper, a layer (18C) of an electrically insulating material is inserted, in particular with high thermal conductivity, in particular made of sapphire.
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