DE102019216945A1

DE102019216945A1 - Hierarchische Markerstruktur für die korrelative Mikroskopie

Info

Publication number: DE102019216945A1
Application number: DE102019216945.7A
Authority: DE
Inventors: Johannes Frey; Stefanie Freitag; Guillaume AUDOIT; Ennio Capria
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH; European Synchrotron Radiation Facility; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH; European Synchrotron Radiation Facility; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2019-11-04
Filing date: 2019-11-04
Publication date: 2021-05-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hierarchische Markerstruktur für die korrelative Mikroskopie, wobei diese die Lichtmikroskopie, Elektronenstrahlmikroskopie, lonenstrahl-Mikroskopie, Rasterkraftmikroskopie und/oder Röntgenstrahlmikroskopie einschließt. Die Markerstruktur ist mit mindestens einer Markergruppe, die wiederum mindestens drei Markerelemente in drei Hierarchiestufen aufweist, gebildet. Anhand der Markerelemente und ihrer räumlichen Beziehung zueinander kann eine Position eines interessierenden Probenbereiches und/oder eine Fokusposition in Bezug zu der Probe referenzierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine hierarchische Markerstruktur für die korrelative Mikroskopie, bei der die korrelative Mikroskopie für weitere Techniken und Geräte geöffnet werden soll, um zwischen optischer Mikroskopie, Elektronen-, Atomkraft- und Röntgenmikroskopie einschließlich verschiedener Synchrotron- und X-FEL-Strahlenlinien (Free-electron-laser-Strahllinie) und -techniken korrelieren zu können.
Die korrelative Mikroskopie ist bisher vor allem als Korrelation von Licht- und Elektronenmikroskopie bekannt, bei der sie die Vorteile beider Systeme vereint. So werden hochauflösende und strukturelle Information eines Elektronenmikroskops mit den Aufnahmen eines Lichtmikroskops durch Überlagerung der Aufnahmen und Anpassung von Transparenzen verschmolzen. Einsatzbereiche für die korrelative Mikroskopie sind unter anderem die additive Fertigung, die Hefeforschung, die strukturelle und chemische Analyse von Nanopartikeln und -materialien, sowie Proteinstudien.
Im Stand der Technik verwendet man für die korrelative Mikroskopie einerseits aufwendige Mikroskope, die verschiedene Mikroskopieverfahren durchführen können. Solche Kombinationsmikroskope sind insbesondere deshalb aufwendig, weil das optische Mikroskop vollständig in eine Vakuumkammer, die für die Teilchenstrahlmikroskopie benötigt wird, eingebaut werden muss. Zudem muss ein Probentisch vorgesehen werden, der die Probe zwischen beiden Mikroskopen im Vakuum verschiebt. Die Folge sind ein relativ großes Vakuumvolumen und ein hoher Aufwand bei der Fertigung des optischen Mikroskops, das dann in vakuumtauglicher Bauweise erstellt werden muss. Ein weiterer Nachteil ist, dass eine optische Abbildung mit Immersion im Vakuum nicht realisiert werden kann. Verzichtet man bei der Teilchenstrahlmikroskopie auf die Anordnung des Objektes im Vakuum leidet die Abbildungsqualität, da die Elektronen an einer Membran sowie an Luft gestreut werden.
Eine Alternative zur Verwendung solcher Kombinationsmikroskope ist der sequentielle Einsatz von Einzelgeräten. Hierzu werden im Stand der Technik verschiedene Haltersysteme verwendet. Für die optische Mikroskopie werden beispielsweise Objektträger aus Glas mit über die Probe gelegten Deckgläsern verwendet, die einige Zentimeter groß sind. In der Elektronikmikroskopie sind Netze üblich, die einige Millimeter groß sind, oder metallische Probenteller. Um nun ein zu mikroskopierendes Objekt, beispielsweise eine biologische Probe, von der optischen Mikroskopie zur Teilchenstrahlenmikroskopie zu verbringen, muss die Probe von einem Haltersystem auf das andere transferiert werden. Dies ist zeitaufwendig und bringt die Gefahr der Probenbeschädigung oder -zerstörung mit sich. Außerdem ist die Ortsreferenzierung in den beiden Mikroskopieverfahren schwierig, da die Position eines beispielsweise mit optischer Mikroskopie untersuchten Bereiches für die Teilchenstrahlenmikroskopie erst wieder gefunden werden muss. Auch die Verwendung von Markern im Objekt beziehungsweise auf einer biologischen Probe hilft hier nicht weiter, da sich beim Transfer in der Regel auch die Probenstruktur, zum Beispiel durch Verspannungen, ändert.
Ein zeitaufwendiges und mühsames Wiederfinden der bereits zuvor mit dem anderen Verfahren mikroskopierten Objektstelle ist kaum zu vermeiden. Auch die aus der Transmissionselektronenmikroskopie bekannten Finder Grids, also runde Probennetzchen, deren Netzgitterquadranten markiert beziehungsweise nummeriert sind, lösen dieses Problem nicht, weil es praktisch unmöglich ist, ein Finder Grid beim Wechsel zwischen zwei Mikroskopieplattformen exakt orientiert zu übertragen. Die positionssichere Wiedererkennung eines bestimmten Probenbereiches auf dem Finder Grid mit einer zweiten Mikroskopieplattform ist somit kaum möglich.
Aus der DE 10 2009 020 663 ist ein Objektträger-System bekannt, mit dem Objekte nacheinander mit optischer Mikroskopie und Teilchenstrahlenmikroskopie mikroskopiert werden können. Das System besteht aus einem Halter mit einem Fenster, der sowohl zum Einlegen in ein Teilchenstrahlmikroskop als auch in ein optisches Mikroskop ausgebildet ist und einem über das Fenster des Halters legbaren Objektträgerelement, wobei das Objektträgerelement über dem Fenster fixierbar ist. Zur positionsgenauen Detektion eines bestimmten Probenbereiches beim sequentiellen Einsatz unterschiedlicher Mikroskopieplattformen werden Justiermarken vorgeschlagen, die es erlauben, einen bestimmten Objektbereich in eine gewünschte Lage im jeweiligen Mikroskop zu bringen, indem durch die Justiermarken eine Kalibrierung des Objektbereiches bezogen auf die Lage zum Halter bewirkt wird. In der genannten Schrift sind die Justiermarken als Strukturen auf einem intransparenten Halter angeordnet. Der Nachteil besteht dabei darin, dass, wenn die Justiermarken als Strukturen auf dem intransparenten Halter angeordnet sind, die Position der Markierung nur von einer Seite des Halters gesehen werden kann. Eine genaue Positionsbestimmung sowohl von der Ober- als auch von der Unterseite des Halters ist jedoch wichtig, wenn die beiden Mikroskopieverfahren von unterschiedlichen Seiten auf die Probe zugreifen und dennoch derselbe Probenbereich positionsgenau detektiert werden soll.
Nachteilig an den bekannten Probenträgern ist außerdem, dass sie üblicherweise nicht in verschiedene Geräte, die am Markt verfügbar sind, hineinpassen und insbesondere gerade bei Mikro- und Nanostrahllinien zu groß und zu unflexibel sind.
Es besteht also die Notwendigkeit, standardisierte Verfahren und Probenhalter für die korrelative Mikroskopie zu finden, insbesondere wenn diese über die optische Mikroskopie und Elektronenstrahlmikroskopie hinausgeht. Zudem besteht der Bedarf, interessierende Bereiche einer Probe in einem Mikroskopieverfahren zu markieren, um es in einem anderen schnell und sicher wiederzufinden. Beispielhaft sei dies die Definition von ROI (englisch, region of interest) vor einer Röntgenuntersuchung an einer Mikro- oder Nanostrahllinie. Mit derart markierten beziehungsweise referenzierten Probenbereichen könnten die untersuchenden Wissenschaftler und insbesondere Synchrotronanwender wertvolle Strahlzeit einsparen. Dies ist insbesondere deshalb von besonderer Relevanz, weil mit der zunehmenden Brillanz neuerer Röntgenquellen die Röntgenaufnahmen schneller erstellt werden können und damit auch der Probendurchsatz steigt. Da zudem die Strahlzeit kostenintensiv und zeitlich begrenzt ist, muss die Ausrichtung der zu untersuchenden Proben in den jeweiligen Anlagen und Geräten möglichst schnell erfolgen.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, Lösungen vorzuschlagen, wie ein interessierender Bereich einer Probe schnell, genau und zuverlässig in den verschiedensten Mikroskopieverfahren referenziert und wieder aufgefunden werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine hierarchische Markerstruktur nach Anspruch 1. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die erfindungsgemäße hierarchische Markerstruktur für die korrelative Mikroskopie ist mit mindestens einer Markergruppe gebildet, wobei eine Markergruppe mindestens drei Hierarchiestufen mit jeweils mindestens einem Markerelement aufweist. Jede Hierarchiestufe ist mit mindestens einem Mikroskopieverfahren und/oder mindestens einer Vergrößerungsstufe sichtbar und/oder detektierbar. Mittels der Markerstruktur ist die Position und/oder die Ausrichtung einer Probe oder eines Bereiches einer Probe zumindest in einer Probenebene in Relation zu der Markerstruktur und/oder eine Fokussierung auf die Probe oder den Bereich der Probe referenzierbar.
Es ist demnach vorgesehen, dass eine oder mehrere Markergruppen eine hierarchische Struktur bilden, mittels derer ein interessierender Probenbereich referenziert werden kann und/oder mittels derer eine Fokussierung auf einen interessierenden Probenbereich referenziert werden kann. Nachfolgend soll der Vereinfachung halber der Begriff „Probe“ auch für einen Bereich einer Probe stehen. Der interessierende Probenbereich soll auch als ROI bezeichnet werden.
Eine Markergruppe der hierarchischen Markerstruktur soll erfindungsgemäß mindestens drei Hierarchiestufen aufweisen, die mit jeweils mindestens einem Markerelement gebildet sind. Unter Hierarchie soll eine Ordnung verstanden werden, bei der eine Hierarchiestufe eine Teilmenge der vorherigen ist. Die Position der Markerelemente verschiedener Hierarchiestufen untereinander ist erfindungsgemäß bekannt und erlaubt damit das Auffinden von Markerelementen einer weiteren Hierarchiestufe jeweils ausgehend von der vorherigen.
Ein Markerelement soll im Sinne der Erfindung eine Markierung, eine Kennzeichnung oder dergleichen sein, die einen Bezugspunkt für eine Ortsreferenzierung bereitstellt und somit auch ein Wiedereinstellen eines interessierenden Probenbereiches für eine Beobachtung der Probe.
Jede der Hierarchiestufen beziehungsweise das mindestens eine jeweils zugehörige Markerelement ist mit mindestens einer Mikroskopieart und/oder mindestens einer Vergrößerungsstufe sichtbar und/oder detektierbar. Dabei sind die Markerelemente derart ausgestaltet, dass sie mit wenigstens einer Mikroskopieart detektierbar und/oder sichtbar sind. Alternativ oder zusätzlich sind sie in mindestens einer Vergrößerungsstufe detektierbar und/oder sichtbar. Dabei soll unter „detektierbar und/oder sichtbar“ verstanden werden, dass die Markerelement auffindbar sind. Je nach Mikroskopieverfahren beziehungsweise Beobachtungsverfahren beziehungsweise Vergrößerungsstufe kann ein Markerelement sichtbar sein, und/oder es kann mit dem vorgesehenen Verfahren detektiert werden. Nachfolgend wird für die Formulierung „sichtbar und/oder detektierbar“ gleichbedeutend auch die Formulierung „auffindbar“ verwendet.
Eine Mikroskopieart, nachfolgend auch Mikroskopieverfahren genannt, kann vorzugsweise aus der Lichtmikroskopie, Elektronenstrahlmikroskopie, lonenstrahl-Mikroskopie, Rasterkraftmikroskopie (auch Atomic Force Mikroskopie, AFM) und/oder Röntgenstrahlmikroskopie ausgewählt sein. Dabei sollen alle Beobachtungstechniken und Detektionsverfahren, wie Transmission, Beugung, Absorption, Reflektion, Streuung und/oder Fluoreszenz, umfasst sein. Zu den Mikroskopieverfahren sollen auch spektroskopische Verfahren zählen.
Zu den Mikroskopieverfahren zählen beispielswiese, aber nicht abschließend, die Laserscanning-Mikroskopie, die Tomografie, die Röntgenstreuungsmikroskopie, die Röntgenfluoreszenzmikroskopie (XRF), die Röntgenbeugungsmikroskopie, Focused-Ion-Beam-Mikroskopie (auch FIB-Mikroskopie, fokussierte lonenstrahl-Mikroskopie), Sekundärelektronenmikroskopie (SE), Rückstreuelektronenmikroskopie (BSD), die Sekundärionenmassenspektroskopie (SIMS), die Elektronenrückstreubeugung (EBSD), Kathodolumineszenz Mikroskopie (CL), die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX), die wellenlängendispersive Röntgenspektroskopie (WDX), Synchrontronstrahlführungen und FEL-Strahlführungen (Freie-Elektronenstrahl-Laser-Strahlführungen).
Grundsätzlich gilt, dass die Markerelemente wahlweise für die gesamte Breite eines Mikroskopieverfahrens sichtbar und/oder detektierbar sein können, oder nur für ausgewählte Bereiche, wie zum Beispiel ausgewählte Wellenlängenbereiche und/oder Strahlenergien.
Ist nun also bekannt, mit welchen Methoden eine Probe untersucht werden soll, können die Markerelemente so gewählt und ausgebildet werden, das jeweils immer mindestens ein Markerelement der hierarchischen Markerstruktur und damit jeweils immer mindestens eine Hierarchieebene in der aktuellen Untersuchung der Probe sichtbar ist. Dies kann beispielsweise durch die Auswahl geeigneter Materialien und/oder Größen für die Markerelemente eingestellt werden und wird nachfolgend noch detaillierter ausgeführt.
Vorzugsweise sind die Markerelemente mit mehr als einer Mikroskopieart detektierbar und/oder sichtbar, besonders bevorzugt von allen an einer Probe auszuführenden Mikroskopiearten. In einer derartigen Ausgestaltung, bei der alle Markerelemente mit allen an einer Probe auszuführenden Mikroskopiearten detektierbar und/oder sichtbar sind, muss vor der Verwendung der Markerstruktur keine Auswahl mehr getroffen werden, sondern es könnten vorgefertigte Elemente wie beispielsweise Probenträger mit der erfindungsgemäßen Markerstruktur ohne weitere Auswahl für alle Mikroskopieverfahren verwendet werden.
Alternativ oder zusätzlich sollen die Markerelemente für unterschiedliche Vergrößerungsstufen sichtbar und/oder detektierbar sein. So kann eine erste Hierarchieebene beispielsweise mit einer geringeren Vergrößerung sichtbar und/oder detektierbar sein, als eine zweite, die deutlich kleinere Markerelemente aufweist, und diese kann wiederum mit einer geringeren Vergrößerung auffindbar sein als eine dritte mit noch kleineren Markerelementen. Im Umkehrschluss ist dabei ein Markerelement der ersten Hierarchieebene in der zweiten und dritten Hierarchieebene zumindest hinsichtlich seiner Größe sichtbar und/oder detektierbar.
Ohne darauf beschränkt zu sein kann eine erste Hierarchieebene beispielsweise eine Sichtbarkeit mit bloßen Auge, eine zweite Hierarchieebene mittels Lichtmikroskopie und eine dritte Hierarchieebene mittels Elektronenstrahlmikroskopie umfassen. Neben der Mikroskopieart wird bei dieser beispielhaften Auswahl der Mikroskopiearten auch jeweils eine unterschiedliche Vergrö-ßerungsstufe verwirklicht. Eine vierte, fünfte und weitere Hierarchieebenen, insbesondere mit einem höherem Auflösungsvermögen, liegt dabei ausdrücklich im Sinne der Erfindung.
Ziel der hierarchischen Markerstruktur ist es, eine erste, einfach zu findende Hierarchiestufe bereitzustellen, von der aus die Markerelemente der weiteren Hierarchiestufen einfach und sicher, und insbesondere nach definierten Methoden oder räumlichen Beziehungen zueinander zu finden sind.
Die Anforderungen aus der geplanten Beobachtung einer Probe definieren die Anforderungen an die Markerelemente hinsichtlich Größe und Sichtbarkeit beziehungsweise Detektierbarkeit, und damit die Art und Weise ihrer Herstellung und/oder des dabei zu verwendenden Materials. Zweckmäßigerweise werden die Markerelemente so gestaltet und hergestellt, dass sie nicht nur für eine Mikroskopieart und/oder eine Vergrößerungsstufe auffindbar sind, sondern insbesondere für ein Maximum an Mikroskopieverfahren und/oder Vergrößerungsstufen einsetzbar sind.
Mit der hierarchischen Markerstruktur ist erfindungsgemäß die Position und/oder die Ausrichtung einer Probe oder eines Probenbereichs zumindest in einer Probenebene in Relation zu der Markerstruktur referenzierbar. Dazu ist die hierarchische Markerstruktur idealerweise auf oder an einem Probenträger vorgesehen, der zumindest teilweise für die jeweils zu verwendenden Mikroskopiearten verwendet werden kann. Dabei bildet die hierarchische Markerstruktur ein Koordinatensystem auf dem Probenträger, so dass die Position einer Probe oder eines ROI und ihre Ausrichtung in Bezug auf dieses Koordinatensystem referenziert werden kann. Die hierarchische Markerstruktur kann alternativ auch auf einer Probenhaltevorrichtung, wie zum Beispiel einem Probentisch, oder auf der Probe selbst vorgesehen sein und damit ebenfalls ein Koordinatensystem aufspannen, dass eine Referenzierung einer Ortsinformation erlaubt.
Im einfachsten Falle erfolgt die Referenzierung dabei innerhalb einer Probenebene, die um Wesentlichen die Flächenausbreitung der Probe umfasst. Sie kann aber alternativ oder zusätzlich eine Referenzierung der Probe in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Flächenausbreitung der Probe umfassen. Damit wird zudem die Referenzierung einer Fokussierung auf die Probe oder den interessierenden Probenbereich ermöglicht.
Eine Ortsreferenzierung in Bezug zu der hierarchischen Markerstruktur kann sowohl hinsichtlich einer Position einer Probe, ihrer Ausrichtung, als auch der Fokussierung verwendet werden, um die interessierende Stelle in einer anderen Untersuchungsvorrichtung schnell und sicher wiederzufinden und zu beobachten. Die Position der Markerelemente unterschiedlicher Hierarchieebenen zueinander ist bekannt und erlaubt eine Referenzierung über die Hierarchiestufen hinweg in den verschiedenen Mikroskopieverfahren und -einrichtungen. Somit ist bei jeder Untersuchung einer Probe jeweils mindestens eine Hierarchieebene der Markerstruktur sichtbar und/oder detektierbar, und infolgedessen eine Ausrichtung der Probe oder eines Probenbereichs und/oder eine Fokussierung nach einem Wechsel der Mikroskopieart und/oder Vergrößerungsstufe schnell und sicher einstellbar. Dies schließt auch einen Wechsel der Beobachtungsvorrichtung und/oder des Ortes der Beobachtung mit ein. Mittels der Markerelemente kann in Kenntnis ihrer Position, Größe und/oder Ausrichtung auch eine Genauigkeit einer Probenträgervorrichtung wie zum Beispiel einem Probentisch bestimmt werden. Ebenso ist eine Skalierung und/oder Kalibrierung möglich.
Der Transfer der Referenzierung kann beispielsweise softwarebasiert erfolgen. Ist ein interessierender Probenbereich gekennzeichnet und seine Position und/oder Fokuseinstellung in Bezug auf die hierarchische Markerstruktur erfasst, kann diese Referenz an ein anderes Beobachtungsgerät oder einen anderen Beobachtungsort übermittelt werden. Dort kann die Probe durch Bezug zu der Markerstruktur wieder derart ausgerichtet, positioniert und/oder fokussiert werden, dass der interessierende Bereich zur Beobachtung eingestellt wird.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die hierarchische Markerstruktur mindestens drei Markergruppen aufweist. Die drei Markergruppen bilden dabei feste Referenzpunkte, deren geometrische Beziehung zueinander bekannt sind. Ausgehend davon kann jeder beliebige Punkt mit Bezug zu den drei Markergruppen eineindeutig bestimmt und beschrieben werden. Damit kann die Referenzierung von Positionen, Ausrichtungen und/oder Fokussierungen mit größerer Genauigkeit und Sicherheit referenziert und wieder eingestellt werden. Zudem ist durch die Verwendung dreier Markergruppen mit hoher Wahrscheinlichkeit zumindest eine in der Nähe des interessierenden Probenbereiches und kann bei einer manuellen Suche beziehungsweise Beobachtung der Probe als Orientierungspunkt dienen.
Vorteilhafterweise sind alle Markerelemente aller Hierarchiestufen mit mindestens einem gleichen der Mikroskopieverfahren sichtbar und/oder detektierbar. Somit soll nicht nur jede Hierarchiestufe mit einem Mikroskopieverfahren auffindbar sein, sondern die Markerelemente aller Hierarchiestufen sollen so ausgebildet sein, dass alle Hierarchiestufen mit mindestens einem, nämlich dem gleichen, Mikroskopieverfahren detektierbar und/oder sichtbar sind. Weiter bevorzugt sollen alle Markerelemente aller Hierarchiestufen mit allen für eine zu beobachtende spezifische Probe zu verwendenden Mikroskopiearten sichtbar und/oder detektierbar sein. Diese Ausgestaltung erlaubt es, die Markerelemente in einem Herstellungsprozess und/oder mit den gleichen Materialien herzustellen, und somit der Herstellungsaufwand und die Kosten zur Herstellung der Markerelemente zu minimieren. Zudem können die Markerelemente in dieser Ausgestaltung in allen Hierarchieebenen mit mindestens einer Mikroskopieart aufgefunden werden, wodurch eine individuelle Anpassung der Markerelemente an verschiedene Mikroskopieverfahrenskombinationen entbehrlich werden kann.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass durch die Position, Form und/oder Anordnung von Markerelementen zueinander die Position und/oder die Ausrichtung der Probe oder eines Bereiches der Probe anzeigbar ist. So können beispielsweise die Markerelemente so angeordnet sein, dass die Probe in einem Bereich, der durch imaginäre Verbindungslinien zwischen den Markerelementen begrenzt wird, angeordnet ist. Demnach kann aus der Position der Markerelemente auf die Position der Probe und/oder deren Ausrichtung geschlossen werden.
Auch die Anordnung der Markerelemente zueinander kann die Position einer Probe relativ zu dem Markerelementen und/oder ihre Ausrichtung anzeigen. So kann durch die Markerelemente beispielsweise ein „L“ aufgespannt werden, wobei durch die Schenkel des L zwei Seiten eines Rechtecks, innerhalb dessen die Probe auffindbar ist, definiert werden. Durch den Bezug zu den Schenkeln des L und deren Schnittpunkt kann dem Beobachter neben einer Position auch eine Ausrichtung einer Probe angezeigt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann durch die Form der Markerelemente die Position und/oder die Ausrichtung der Probe oder eines Bereiches der Probe und/oder die Position mindestens eines weiteren Markerelements angezeigt werden. So könnte ein Markerelement die Form eines Pfeiles oder eines Dreieckes aufweisen, der oder das in die Richtung zeigt, in der die Probe und/oder weitere Markerelemente, insbesondere einer anderen Markergruppe, zu finden sind. Ist eine Probe in Relation zu einem Markerelement ausgerichtet worden, kann durch dessen Form zu einem späteren Zeitpunkt oder während einer Beobachtung mit einer anderen Mikroskopieart wiederum diese Ausrichtung angezeigt werden.
Es lässt sich also sagen, dass die Position, Form und/oder Anordnung von Markerelementen zueinander als Orientierungshilfe während der Beobachtung einer Probe dient. Die Anzeige weiterer Markerelemente durch die Form der Markerelemente erweist sich insbesondere bei den Mikroskopieverfahren als vorteilhaft, bei denen ein spiegelverkehrtes Bild angezeigt wird und/oder eine Vorpositionierung einer Probe in einer Strahlführung mittels eines optischen Mikroskops mit kleinem Sichtfeld erfolgt.
Wie bereits erwähnt, kann ein Markerelement die Form eines L, eines Dreiecks oder eine Pfeils aufweisen. Es kann aber auch jeweils die Form eines Kreises oder einer sich in eine oder zwei Richtungen verjüngenden geometrischen Form aufweisen, wodurch ebenfalls eine Orientierungshilfe während der Beobachtung einer Probe gegeben ist. Auch eine sternförmige Figur oder eine an ein Pluszeichen angelehnte Figur, deren Strahlen sich nach außen verjüngen, bilden eine geeignete Form um eine Position und/oder Ausrichtung einer Probe und/oder die Position mindestens eines weiteren Markerelements anzuzeigen.
Die jeweilige Orientierungshilfe kann innerhalb einer Hierarchieebene, insbesondere durch das Zusammenwirken mehrerer Markergruppen und/oder jeweils in mehreren Hierarchieebenen verwirklicht sein und/oder innerhalb einer Markergruppe hierarchieübergreifend.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist mindestens eine Markergruppe in der gleichen Ebene wie eine Probenoberfläche angeordnet. Mindestens eine Markergruppe soll also in der gleichen Ebene wie die Probe angeordnet sein, so dass mindestens eine Oberfläche der Probe in der selben Ebene wie die Markerstruktur liegt. Bei einer Ausführung mit mehreren Markergruppen können eine, mehrere oder alle Markergruppen in einer gleichen Ebene wie eine Probenoberfläche angeordnet sein. Wenn mindestens eine Markergruppe in einer gleichen Ebene wie eine Probenoberfläche angeordnet ist, wird eine Referenzierung in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Probenoberfläche, üblicherweise in z-Richtung, vereinfacht, da mit der Position der Markergruppe auch die Oberflächenlage der Probe bekannt ist. Die Markergruppe kann zum Beispiel durch Anordnung auf dem Probenträger in der gleichen Ebene wie die Probenoberfläche verwirklicht werden.
Zusätzlich kann eine weitere Markergruppe in einer anderen, jedoch zuvor definierten Ebene angeordnet sein, so dass zwei Positionen in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Probenebene definiert sind. Damit kann eine z-Position innerhalb einer Probe und/oder eine Fokusposition mit hoher Genauigkeit referenziert und beim Wechsel der Mikroskopieart oder nach der Unterbrechung einer Beobachtung wieder eingestellt werden. Vorteilhafterweise sollte die Markergruppe in einer zweiten Ebene in räumlicher Nähe zu der Markergruppe in der ersten Ebene angeordnet sein. Sie können, aus einer Betrachtungsposition senkrecht zu den Ebenen, nebeneinander und auch zumindest teilweise überlappend angeordnet sein. Die Ausbildung einer zweiten Ebene kann beispielsweise mittels einer für die einzusetzenden Mikroskopiearten transparenten Membran, auf die die Markergruppe aufgebracht ist, verwirklicht werden.
Es ist ebenfalls eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, wenn die Sichtbarkeit und/oder Detektierbarkeit der Markerelemente durch Farbe, Kontrast und/oder mindestens eine Höhendifferenz einstellbar ist. Damit die Markerelemente mit verschiedenen Mikroskopiearten auffindbar sind, müssen diese verschiedenen Anforderungen der verschiedenen Mikroskopiearten genügen. So können Markerelemente durch Farbunterschiede im Vergleich zur Probe und/oder untereinander unterschieden werden, so dass sie vor allem in der Lichtmikroskopie sichtbar beziehungsweise detektierbar sind. Unterschiedliche Farben können durch die Verwendung verschiedener Materialien beziehungsweise Werkstoffe oder die Zugabe von Farbstoffen erreicht werden.
Durch die Ausbildung der Markerelemente mit verschiedenen Materialien beziehungsweise Werkstoffen werden unterschiedliche Kontraste bewirkt, die damit zu einer Sichtbarkeit und/oder Detektierbarkeit in Verfahren wie der Elektronenstrahlmikroskopie oder der Röntgenstrahlenmikroskopie führen. Die Rasterkraftmikroskopie (AFM) basiert auf der Abtastung einer Oberfläche, daher können Markerelemente erfasst werden, wenn sie mit mindestens einer Höhendifferenz zu ihrem Untergrund ausgebildet sind. Derartige Höhendifferenzen können zum Beispiel durch eine Auftragsdicke eines Markerelements auf einer Oberfläche oder einen Materialabtrag aus einer Oberfläche realisiert werden.
Wie bereits erläutert, kann die hierarchische Markerstruktur auf einem Probenträger ausgebildet und/oder angeordnet sein. Bei einer Ausbildung oder Anordnung einer Markergruppe auf einem Probenträger ist diese regelmäßig fest mit dem Probenträger verbunden und damit das durch die mindestens eine Markergruppe gebildete Koordinatensystem fest mit dem Probenträger verknüpft. Wenn der Probenträger derart ausgestaltet ist, dass er in Gänze oder zumindest Teile von ihm in verschiedenen Mikroskopiearten einsetzbar ist, kann die Probe ohne Zwischentransfer mit dem Probenträger oder dessen dazu geeigneten Bestandteilen zwischen den Beobachtungsgeräten bewegt werden, ohne die Maßhaltigkeit des Bezugssystems zu gefährden.
Alternativ oder zusätzlich kann die mindestens eine Markergruppe auf einer Membran ausgebildet und/oder angeordnet sein. Eine solche Membran sollte für die zu verwendenden Mikroskopiearten, insbesondere für Licht und Röntgenstrahlung transparent sein und wird auf den Probenträger aufgebracht. Für Licht und Röntgenstrahlung transparentes Material ist für diese Strahlungsarten durchlässig. Damit wird dem Probenträger ein Bezugs- beziehungsweise Koordinatensystem zugeordnet, dass dann als Basis für die beschriebenen Referenzierungen dient. Die Membran kann auf einem Probenträger durch Verschweißen, Verkleben, Verschrauben und dergleichen angebracht werden.
Eine für die zu verwendenden Mikroskopiearten transparente Membran ist mit Vorteil mit Siliziumnitrit oder Silizium gebildet. Eine Membran aus einem solchen Material ist daher für den Beobachter der Probe nicht oder kaum sichtbar, so dass im Wesentlichen die darauf platzierte(n) Markergruppe(n) sichtbar und/oder detektierbar sind. Neben Siliziumnitrit und Silizium sind Kapton, Beryllium, Zinkoxid, Glas, transparente Kunststoffe und dergleichen als Material beziehungsweise Werkstoff für eine solche Membran geeignet.
Erfindungsgemäß ist ein Markerelement jeweils mit mindestens einem Element aus der Gruppe Scandium, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer, Zinn, Tantal, Wolfram, Rhenium, Osmium, Iridium, Platin, Gold, Quecksilber, Thallium, Blei gebildet und/oder zumindest teilweise mittels eines Materialabtrages aus einer Fläche, die mit mindestens einem Element aus der Gruppe Scandium, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer, Zinn, Tantal, Wolfram, Rhenium, Osmium, Iridium, Platin, Gold, Quecksilber, Thallium, Blei gebildet ist, ausgebildet. Dabei liegen Legierungen mit verschiedenen der genannten Elemente ausdrücklich im Rahmen der Erfindung. Die aufgeführten Elemente sind geeignet, damit ausgebildete Markerelemente mit einer Vielzahl von Mikroskopieverfahren und -arten zu erfassen, beispielsweise auch für Fluoreszenzbeobachtungen mit ausgewählte Röntgenstrahlenenergien. Legierungen erlauben es dabei, einen möglichst großen Energiebereich abzudecken.
Dabei können die Markerelemente mit mindestens einem Element aus der genannten Gruppe ausgebildet beziehungsweise geformt sein. Die Ausbildung kann unter anderem mittels physikalischer Dampfphasenabscheidung (PVD), fokussiertem lonenstrahl (FIB), die dann auch als ionenstrahlgestützte Deposition (englisch ion beam assisted deposition, IBAD) bezeichnet wird, fotolithografischen Verfahren oder Atomlagenabscheidung (englisch atomic layer deposition, ALD) ausgebildet werden. Dabei kann ein Markerelement ganz oder teilweise mit einer oder mehreren der genannten Techniken auf eine Oberfläche aufgebracht werden. Die Ausbildung mittels fokussiertem lonenstrahl und/oder Fotolithografie ist dabei besonders bevorzugt, da damit eine besonders hohe Genauigkeit und Präzision in der Ausbildung der Markerelemente erreicht wird. Folglich kann eine exaktere Detektion der Konturen der Markerelemente und damit eine akkuratere Bestimmung von Referenzen erfolgen, und ROls genauer angefahren werden. Sofern einer Beobachtung beziehungsweise Untersuchung einer Probe mittels FIB erfolgt, können die Markerelemente auch im Rahmen der Beobachtung aufgebracht werden.
Markerelemente können aber auch ganz oder teilweise im Sinne eines Negativs aus einer Fläche abgetragen sein, die mit mindestens einem der genannten Elemente gebildet ist. Dabei wird zunächst mindestens eine ausreichend große Fläche mit mindestens einem der genannten Elemente auf eine Oberfläche aufgebracht, beispielsweise auf eine Membran oder einen Probenträger. Der Auftrag kann auch hier mittels physikalischer Dampfphasenabscheidung (PVD), fokussiertem lonenstrahl (FIB), Atomlagenabscheidung oder Fotolithografie ausgebildet werden. Anschließend wird die Form der Markerelemente mittels eines Fräsverfahrens oder fokussiertem lonenstrahl (FIB) aus dieser Fläche abgetragen. Der Abtrag des aufgebrachten Materials kann über die gesamte Tiefe oder auch nur einen Teil der Tiefe erfolgen, sofern dabei eine Ausreichende Abgrenzung zur Umgebung gewährleistet ist. Die somit ausgebildeten Markerelement sind dann als „Negativform“ in der Fläche auffindbar.
Mit der erfindungsgemäßen hierarchischen Markerstruktur ist es möglich, ein Bezugssystem für die korrelative Mikroskopie zu schaffen, wobei die korrelative Mikroskopie nicht mehr nur auf die Lichtmikroskopie und die Elektronenstrahlmikroskopie beschränkt ist, sondern ebenso auch die Rasterkraftmikroskopie, die Röntgenstrahlmikroskopie, die Spektroskopie und weitere Mikroskopieverfahren einbezieht, und dies zudem sowohl in der Transmission, Beugung, Absorption, Reflektion, Streuung und/oder Fluoreszenz. Die Markerelemente sind immer mit mindestens einem Mikroskopieverfahren beziehungsweise einer Mikroskopietechnik sichtbar und/oder detektierbar. Mit der hierarchischen Ausgestaltung können Markerelemente für verschiedene Mikroskopietechniken und/oder Vergrößerungsstufen ausgebildet sein, so dass jeweils ein Marker in einer geeigneten Ausgestaltung und Größe auffindbar ist. Die Markerelemente einer folgenden Hierarchiestufe sind jeweils ausgehend von der vorherigen Hierarchiestufe auffindbar und dienen neben dem Übertrag von Koordinateninformationen auch der Ausrichtung und Fokussierung der Probe.
In einem ersten Beobachtungsschritt wird in der Probe ein interessierender Bereich bestimmt und anhand der Markerstruktur seine Koordinaten relativ zu der Markerstruktur ermittelt. In einem zweiten Beobachtungsschritt in einem anderen Beobachtungsgerät oder an einem anderen Ort können nach der Kalibrierung der Probe auf dem Probenträger ohne einen aufwändigen Vorscan der Probe die Koordinaten des interessierenden Bereichs übertragen und eingestellt werden. Im Idealfall ist eine Kalibrierung der Probe auf dem Probenträger nur noch erforderlich, wenn es eine Lageänderung der Probe auf dem Probenträger gegeben hat. Damit wird ein Austausch von Proben zwischen verschiedenen Beobachtungsgeräten und Mikroskopiearten, auch über Instituts- und Standortgrenzen hinweg ermöglicht und das Auffinden von interessierenden Probenbereichen deutlich beschleunigt. Im Anschluss können die verschiedenen, mit unterschiedlichen Geräten und Techniken ermittelten Informationen in einzelnen Bildern überlagert oder kombiniert werden, die aussagekräftigen Daten aus den weniger nützlichen Details gefiltert oder spezifische Details aus einer Methode zu den Daten einer anderen Methode hinzugefügt werden.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Markerstruktur mit drei Hierarchieebenen,
2 eine weitere beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Markerstruktur mit vier Hierarchieebenen,
3 die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Markerstruktur nach 2 mit drei Markergruppen, und
4 noch eine weitere beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Markerstruktur mit vier Hierarchieebenen.

1 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Markerstruktur mit drei Hierarchieebenen 10.1, 10.2 und 10.3. 1a zeigt dabei einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf einen Probenträger, auf dem eine Fläche 50 aus Kupfer aufgebracht ist. Die Fläche ist herstellungsbedingt ein Vieleck und wird zur Vereinfachung nachfolgend als runde Fläche dargestellt und bezeichnet. Der Durchmesser der Fläche 50 beträgt 3 Millimeter, wobei dieses Maß, wie auch die im Folgenden genannten, jeweils nur ein beispielhafter Wert ist. Maßangaben ohne Angabe einer Einheit sind wie in Fachkreisen üblich in Millimetern angegeben.
Auf einer in der Zeichenebene senkrecht zum Mittelpunkt liegenden Linie sind zwei Markerelemente 10.1 in Kreisform ausgebildet. Diese wurden mittels fokussiertem lonenstrahl aus der Fläche 50 abgetragen, da damit die größtmögliche Maßhaltigkeit der Markerelemente 10.1 gewährleistet ist. Der Durchmesser der Kreisflächen 10.1 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel jeweils 40 Mikrometer (µm) und sie weisen einen Abstand von 1,8 Millimeter voneinander auf. Diese beiden Kreisflächen bilden die erste Hierarchiestufe und sind durchaus noch mit dem Auge sichtbar. Sie dienen einer ersten Fokussierung und Ausrichtung der Probe.
Um den Mittelpunkt der Fläche 50 herum sind weitere Markerelemente 10.2 und 10.3 erkennbar. Dieser Bereich ist etwas vergrößert in 1b dargestellt. Auf einer Diagonalen, die in etwa mit 45° durch den Mittelpunkt der Kreisfläche 50 verläuft, sind zwei runde Markerelemente 10.2 ausgebildet. In etwa im Bereich des Mittelpunkts der Fläche 50 ist ein Markerelement 10.2 in Form eines L ausgebildet. Die Markerelemente 10.2 bilden die zweite Hierarchieebene. Auch diese Markerelemente 10.2 sind mittels Materialabtrag aus der mit Kupfer ausgebildeten Fläche 50 ausgebildet. Die runden Markerelemente 10.2 haben einen Durchmesser von 20 µm. Das L-förmige Markerelement 10.2 ist in 1c vergrößert dargestellt und weist eine Schenkellänge von 30 µm und eine Schenkeldicke von 5 µm auf. Die Markerelemente 10.2 sind unter anderem mittels lichtmikroskopischer Verfahren sichtbar.
Auf einer Diagonalen von einem Schenkel des L-förmigen Markerelements 10.2 zu dem anderen Schenkel und darauf in etwa mittig ist ein weiteres L-förmiges Markerelement 10.3 der dritten Hierarchiestufe ausgebildet, wie zuvor erläutert mittels Materialabtrag aus der Fläche 50. Die Schenkellänge liegt bei diesem Markerelement 10.3 bei 2 µm und die Dicke der Schenkel bei 100 Nanometern (nm).
In dem Bereich, in dem sich die beiden Schenkel treffen, wird an der äußeren Ecke des L der Referenzpunkt 60, auch Point Zero genannt, festgelegt, wobei die Erfassungsgenauigkeit in etwa dem Überschneidungsbereich der Schenkel, einem Quadrat von 100 nm x 100 nm, entspricht. Der Referenzpunkt 60 bildet die Basis für sämtliche Referenzierungen von Position einer Probe, ihrer Ausrichtung und relevanter Fokuspositionen. Das Markerelement 10.3 ist beispielsweise mittels Rasterelektronenmikroskopie (auch Scanning Electron Microscope, SEM) oder Röntgenmikroskopie detektierbar.
Die Markerelemente 10.1, 10.2 und 10.3 bilden eine Markergruppe 1. Da die Markerelemente der Markergruppe 1 jeweils mittels Materialabtrag aus der Fläche 50 abgetragen wurden, können sie sowohl durch einen Farbunterschied, einen Kontrastunterschied und eine Höhendifferenz bezüglich der Kupferfläche 50 in verschiedenen Mikroskopieverfahren aufgefunden werden, und damit auch hierarchieübergreifend jeweils mit den verschiedenen Mikroskopieverfahren.
Die Form des L wurde gewählt, da die Ecke des L als Bezugspunkt eine hohe Genauigkeit bei der Positionierung einer Probe ermöglicht und gleichzeitig eine Information über die Position der Probe relativ zu dem Markerelement angibt. Die beschriebenen Positionen der Markerelemente 10.1, 10.2 und 10.3 zueinander erlauben deren schnelles auffinden und damit positionieren der Probe, beispielsweise nach dem Wechsel in ein anderes Mikroskop beziehungsweise Beobachtungsgerät.
Durch die Referenzierung der Probe beziehungsweise der interessierenden Probenbereiche in Bezug zu den Markerelementen 10.1, 10.2 und 10.3 können auch die während der Beobachtung oder Untersuchung der Probe erstellten Bildaufnahmen miteinander korreliert und ausgewertet werden. Die Probe (nicht gezeigt), die auf einem Probenträger angeordnet ist, und die Markerelemente 10.1, 10.2 und 10.3 liegen bei dieser Ausgestaltung in der gleichen Ebene.
2 zeigt eine weitere beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Markerstruktur mit vier Hierarchieebenen. Dabei werden nachfolgend nur die Unterschiede zu 1 beschrieben.
Die hierarchische Markerstruktur ist auf einer Membran 40, die mit Siliziumnitrit gebildet ist, aufgebracht. Sämtliche Markerelemente 10.1, 10.2, 10.3 und 10.4 in dieser Figur sind mittels ionenstrahlgestützter Deposition (IBAD) auf der Oberfläche der Membran ausgebildet. Siliziumnitrit ist für die meisten Mikroskopieverfahren transparent und erlaubt so eine nahezu störungsfreie Erfassung der hierarchischen Markerstruktur von beiden Seiten der Membran 40. Die Membran 40 kann auf einem Probenhalter (in dieser Figur nicht gezeigt) aufgebracht werden und so das Bezugssystem für die Referenzierung von interessierenden Probenbereichen und Fokuspositionen bereitstellen.
Die erste Hierarchieebene wird in 2a gezeigt und durch einen Kreisring 10.1 gebildet, der vergleichbare Abmessungen wie die Kupferfläche 50 aus 1 hat. Dieser Kreisring ist im Wesentlichen mit Chrom gebildet.
Die zweite Hierarchiestufe wird durch die Kreise 10.2 oberhalb und unterhalb des Mittelpunktes des Kreises 10.1 gebildet und entspricht damit der ersten Hierarchiestufe aus 1, mit dem Unterschied, dass die kreisförmigen Markerelemente 10.2 jeweils aus einer Kreisfläche mit einem ersten Material und einem darum ausgebildeten Kreisring gebildet sind. Die Kreisfläche ist dabei mit Chrom, der Kreisring mit Platin ausgebildet (nicht separat gezeigt).
Die dritte Hierarchiestufe ist um den Mittelpunkt des Kreises 10.1 angeordnet und in 2b vergrößert dargestellt. Sie entspricht im Wesentlichen der zweiten Hierarchiestufe aus 1. Der Unterschied liegt darin, dass die Kreisflächen 10.3 und das L 10.3 in 2 jeweils mit zwei verschiedenen, benachbart aufgebrachten Materialien ausgebildet sind. Das größere L und jeweils der Kreisring sind mit Platin, das kleinere L und die kleinere Kreisfläche sind mit Chrom ausgebildet.
Als vierte Hierarchiestufe sind zwei, sich an ihren Ecken berührende L 10.4 ausgebildet, wobei ein L mit Platin, das andere mit Chrom ausgebildet ist. Die dritte und vierte Hierarchiestufe sind gemeinsam in 2c gezeigt. In 2d sind exemplarisch mögliche Maße der dritten und vierten Hierarchiestufe benannt.
In 3 ist ein Probenträger 30 gezeigt, auf dem eine Membran wie in 2 beschrieben angeordnet ist. Der Probenträger ist im Bereich der Markerelemente 10.1, 10.2, 10.3 und 10.4 mit Durchbrüchen ausgebildet, so dass die hierarchische Markerstruktur auch in Transmissionsverfahren auffindbar sind. Die Probe wird oberhalb der Membran 40 an dem Probenträger 30 befestigt. Alternativ können auch drei einzelne Membranen mit Markerelementen, die jeweils in etwa den Kreisringen 10.1 entsprechen, ausgebildet und auf dem Probenträger 30 angeordnet sein.
Auf der Membran 40 sind drei Markergruppen 1a, 1b und 1c ausgebildet, die jeweils wie in 2 beschrieben ausgebildet sind. Wie in den Detailauszügen a, b und c der 3 gezeigt, sind sie dabei so angeordnet, dass die L-förmigen Markerelemente 10.3 drei Eckpunkte des gleichen Rechtecks bilden und somit ein eindeutiges Koordinatensystem und eine eindeutige Referenzierung einer Probe oder eines ROI in Bezug zu den Markerelementen 10.1, 10.2, 10.3 und 10.4 ermöglichen.
4a zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung der hierarchischen Markerstruktur. Details sind vergrößert als 4b dargestellt.
Die erste Hierarchieebene 10.1 ist wie in den 2 und 3 als Kreisring ausgebildet. Der Kreisring 10.1 ist mit Kupfer gebildet. Die zweite Hierarchiestufe 10.2 ist mit einer Vielzahl schmaler, langer Dreiecke, die mit ihren Spitzen auf einen gemeinsamen Mittelpunkt zeigen gebildet, wobei ein oder zwei der Dreiecke jeweils mit Pfeilspitzen auf die übrigen Markergruppen 1a, 1 b und 1c zeigen.
Jeweils im Zentrum der Hierarchieebene 10.2 ist die dritte Hierarchieebene mit einem L-förmigen Markerelement 10.3 und in dessen Zentrum die vierte Hierarchieebene mit einem L-förmigen Markerelement 10.4 ausgebildet.
Der größeren Maßhaltigkeit beim Aufbringen der Markerelemente 10.1, 10.2, 10.3 und 10.4 wegen wurden sämtliche der Markerelemente 10.1, 10.2, 10.3 und 10.4 mittels ionenstrahlgestützter Deposition aufgebracht.
Mit den gezeigten erfindungsgemäß ausgestalteten Markerstrukturen kann jeweils in verschiedenen Mikroskopieverfahren und/oder Vergrößerungsstufen mindestens eine der Hierarchieebenen erfasst werden und als Bezugssystem für die Referenzierungen einer Probe oder eines ROI hinsichtlich Position, Ausrichtung und/oder Fokussierung wirken. Dies ermöglicht es, eine mit einer Mikroskopieart bestimmten interessierenden Bereich in einer anderen Mikroskopieart, in einem anderen Beobachtungsgerät beziehungsweise Mikroskop oder zu einem anderen Zeitpunkt schnell und einfach einzustellen. Damit entfällt ein zeitaufwändiger Vorscan der Probe und die Suche nach dem ROI. Die verfügbare Strahlzeit kann besser ausgenutzt werden und ein Austausch von Proben zwischen verschiedenen Geräten und Standorten, beispielsweise in standortübergreifender Projektarbeit, wird deutlich erleichtert.
Bezugszeichenliste

1: Markergruppe
10.1: Markerelement 1. Hierarchieebene
10.2: Markerelement 2. Hierarchieebene
10.3: Markerelement 3. Hierarchieebene
10.4: Markerelement 4. Hierarchieebene
20: Probe
30: Probenträger
40: Membran
50: Fläche mit Materialabtrag
60: Referenzpunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009020663 [0006]

Claims

Hierarchische Markerstruktur für die korrelative Mikroskopie mit mindestens einer Markergruppe (1), wobei eine Markergruppe (1) mindestens drei Hierarchiestufen mit jeweils mindestens einem Markerelement aufweist, und jede Hierarchiestufe mit mindestens einem Mikroskopieverfahren und/oder mindestens einer Vergrößerungsstufe sichtbar und/oder detektierbar ist, mittels der Markerstruktur die Position und/oder die Ausrichtung einer Probe (20) oder eines Bereiches einer Probe (20) zumindest in einer Probenebene in Relation zu der Markerstruktur und/oder eine Fokussierung auf die Probe (20) oder den Bereich der Probe (20) referenzierbar ist.
Hierarchische Markerstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens ein Mikroskopieverfahren aus der Lichtmikroskopie, Elektronenstrahlmikroskopie, Focus-Ion-Beam-Mikroskopie, Rasterkraftmikroskopie und/oder Röntgenstrahlmikroskopie ausgewählt ist.
Hierarchische Markerstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens drei Markergruppen (1) aufweist.
Hierarchische Markerstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Markerelemente aller Hierarchiestufen mit mindestens einem gleichen der Mikroskopieverfahren sichtbar und/oder detektierbar sind.
Hierarchische Markerstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Position, Form und/oder Anordnung von Markerelementen zueinander die Position und/oder die Ausrichtung der Probe (20) oder eines Bereiches der Probe (20) und/oder die Position mindestens eines weiteren Markerelements anzeigbar ist.
Hierarchische Markerstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Markerelement jeweils die Form eines Kreises, Pfeiles, Dreieckes, einer sich in eine oder zwei Richtungen verjüngenden geometrischen Form und/oder eines Buchstaben L aufweist.
Hierarchische Markerstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Markergruppe (1) in der gleichen Ebene wie eine Probenoberfläche angeordnet ist.
Hierarchische Markerstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sichtbarkeit und/oder Detektierbarkeit der Markerelemente durch Farbe, Kontrast und/oder mindestens eine Höhendifferenz einstellbar ist.
Hierarchische Markerstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Markergruppe (1) auf einem Probenträger (30) und/oder auf einer Membran (40) ausgebildet und/oder angeordnet ist.
Hierarchische Markerstruktur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (40) aus einem für Licht und Röntgenstrahlung transparenten Material, insbesondere mit Siliziumnitrit oder Silizium gebildet ist.
Hierarchische Markerstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Markerelement jeweils mit mindestens einem Element aus der Gruppe Scandium, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer, Zinn, Tantal, Wolfram, Rhenium, Osmium, Iridium, Platin, Gold, Quecksilber, Thallium, Blei gebildet ist und/oder zumindest teilweise mittels eines Materialabtrages aus einer Fläche, die mit mindestens einem Element aus der Gruppe Scandium, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer, Zinn, Tantal, Wolfram, Rhenium, Osmium, Iridium, Platin, Gold, Quecksilber, Thallium, Blei gebildet ist, ausgebildet ist.
Hierarchische Markerstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Markerelement jeweils zumindest teilweise mittels physikalischer Dampfphasenabscheidung, fokussiertem lonenstrahl, Atomlagenabscheidung oder fotolithografischen Verfahren ausgebildet ist.