JP2014532963A - 試料ブロック・ホルダ - Google Patents

Abstract

試料ホルダ・アセンブリは、試料トレー、ベース・プレート、ステージ・マウント、およびステージ・マウント上に装着された較正標準を含む。ベース・プレートの底面の３つの対合構造体が、ＳＥＭの試料ステージに取り付けられたステージ・マウント上の対応する構造体と対合する。任意選択の接触導体が、ステージ・マウントとベース・プレートの間の電気接触を提供し、その結果、電子ビームによって試料上に生成された電荷は、試料を出て、試料の導電層、試料トレー、ベース・プレートおよびステージ・マウントを通って、接地されたステージへと流れる。

Description

本発明は、Ｘ線分光分析用の鉱物学的試料のための試料ホルダに関する。

鉱床中に存在する鉱物を決定して価値のある鉱物が存在するかどうかを判定するために、ＦＥＩ ＣｏｍｐａｎｙのＱｅｍｓｃａｎ、ＭＬＡなどの鉱物分析システムが長年にわたって使用されている。このようなシステムは、試料に向かって電子ビームを導き、その電子ビームに反応した材料から来たＸ線のエネルギーを測定する。そのような１つのプロセスは、「エネルギー分散型Ｘ線分析（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｘ−ｒａｙ ａｎａｌｙｓｉｓ）」または「ＥＤＳ」と呼ばれており、このプロセスを、試料の元素分析または化学的特性評価に使用することができる。

ＥＤＳ分析では、電子、陽子などの荷電粒子の高エネルギー・ビームまたはＸ線ビームを、調査対象の試料に焦束させて、試料からのＸ線の放出を刺激する。試験体から放出されるＸ線のエネルギーは、その試験体を構成する元素の原子構造に特有である。試験体から放出されたＸ線の数およびエネルギーを、エネルギー分散型分光計を使用して測定し、測定したスペクトルを、既知の組成物の基準スペクトルのライブラリと比較することによって、試験体の未知の元素組成を決定することができる。ＥＤＳ分析は、特に後方散乱電子（ｂａｃｋ−ｓｃａｔｔｅｒｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｎ：ＢＳＥ）分析と結合されたときに、鉱物存在度（ｍｉｎｅｒａｌ ａｂｕｎｄａｎｃｅ）、結晶粒度（ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ）、単体分離（ｌｉｂｅｒａｔｉｏｎ）などの広範囲にわたる鉱物特性を定量化するために使用されることもある。鉱物集合組織（ｍｉｎｅｒａｌ ｔｅｘｔｕｒｅ）および単体分離度（ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｌｉｂｅｒａｔｉｏｎ）は鉱石の基本的特性であり、これらの特性は鉱石の経済的な処理を後押しする。そのため、このタイプのデータは、プロセス最適化、鉱床の実行可能性についての調査および鉱石の特性評価分析に従事している地質学、鉱物学および冶金学の技術者にとって非常に貴重である。

このタイプの鉱物分析システムは、石油およびガス産業、また、鉱山でも使用されている。ドリル掘り屑（ドリル・ビットによって生じた岩屑）およびダイヤモンド試錘コアを分析して、地質技術者が、掘削中に遭遇する材料の正確な性質を決定することを可能にすることができ、それによってドリルの前方の材料に関するより正確な予測が可能になり、それによって探査および産出における危険を低減させることができる。掘削中には、ドリルを潤滑にし、坑井から掘り屑を取り出すために、「マッド（ｍｕｄ）」と呼ばれる液体が坑井に注入される。ドリルからの掘り屑を含むマッドから試料を採取することができる。掘削時および掘削後に掘り屑およびコアをできるだけ正確に記録することはしばしば非常に重要である。調査井および生産井において、孔の下方へのリザーバ・シーケンスの岩石学的変動の特性を評価することは必須であり、鉱物学的および岩石記載学的研究は、リザーバおよびシール特性の基本的理解を下支えする。従来の光学的方法、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）法、電子プローブ微量分析（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｐｒｏｂｅ ｍｉｃｒｏａｎａｌｙｓｉｓ：ＥＰＭＡ）法およびＸ線回折（ＸＲＤ）分析法は十分に確立されており、これらの方法は当業界において広範に使用されている。

Ｑｅｍｓｃａｎシステム、ＭＬＡシステムなどの分析機器で使用する試料は、分析する材料が、試料ブロック内の炭素で被覆された典型的には直径３０ｍｍの平らな表面として機器に提示されるように調製される。鉱床から取り出した材料などの分析する材料は、鉱床から慎重に採取され、破砕され、エポキシ樹脂と混合されて成型される。この試料を硬化させ、次いで試料ブロックを取り出す。この試料ブロックを研削および研磨して一部の粒子の内部を露出させ、滑らかな表面を生み出す。電子ビームによる帯電を防ぐため、この表面を炭素フィルムで被覆して導電性コーティングを形成する。

次いでこの試料ブロックを試料ホルダに入れ、所定の位置に置いて締め付ける。より旧式の方式の試料ホルダの交換では、操作者の熟練、ならびに対合面の理解、肉眼で実施される慎重な位置合せ、および場合によっては工具の使用が必要である。操作者の目による手動位置合せは難しいことがあり、しばしば誤りの原因となる。試料ホルダが正確に着座しているかどうか、および試料ホルダが正確に位置合せされているかどうかは、システムの準備を完了させることによって初めて確認することができ、試料ホルダが正確に着座しておらず、正確に位置合せされていない場合には、工程全体をやり直す必要が生じることがある。すなわち、ビームをオフにし、真空室に通気し、試料ホルダを取り外し、試料ホルダを装着し直す。経験の少ない操作者は、試料ホルダの位置合せが不良であることに気づかず、誤った測定を実施することがあり、多くの作業時間を無駄にすることがある。

試料ホルダ・ブロックを正確に配置した後、操作者は、試料ステージのＳＥＭソフトウェア制御と手動操作の両方を使用して、ソフトウェアに較正点（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔ）を再び入力する必要がある。この操作には、準備工程の明確な理解、ならびにステージ回転位置合せを完了させるための知識および能力が必要である。この工程は操作者の技能に依存し、容易に自動化されない。高速で、再現可能で、熟練した操作者を必要とせず、自動化しやすいシステムを提供することが好ましいであろう。

本発明の目的は、本技術分野における鉱物学的応用を容易にする試料ホルダを提供することにある。

好ましい一実施形態では、試料ホルダ・アセンブリが、試料トレー、ベース・プレート、ステージ・マウント、およびステージ・マウント上に装着された較正標準（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄ）を含む。ベース・プレートの底面の３つの対合構造体が、ＳＥＭの試料ステージに取り付けられたステージ・マウント上の対応する構造体と対合する。任意選択の接触導体が、ステージ・マウントとベース・プレートの間の電気接触を提供し、その結果、電子ビームによって試料上に生成された電荷は、試料を出て、試料の導電層、試料トレー、ベース・プレートおよびステージ・マウントを通って、接地されたステージへと流れる。

以上では、以下の本発明の詳細な説明をより十分に理解できるように、本発明の特徴および技術上の利点をかなり広く概説した。以下では、本発明の追加の特徴および利点を説明する。開示される着想および特定の実施形態を、本発明の同じ目的を達成するために他の構造を変更しまたは設計するベースとして容易に利用することができることを当業者は理解すべきである。さらに、このような等価の構造は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨および範囲を逸脱しないことを当業者は理解すべきである。

次に、本発明および本発明の利点のより完全な理解のため、添付図面に関して書かれた以下の説明を参照する。

本発明を具体的に示す試料ホルダ・アセンブリの分解図である。 図１の試料ホルダ・アセンブリの試料トレー構成要素の詳細を示す図である。 図１の試料ホルダ・アセンブリのベース・プレートの上面図である。 ステージ・マウント上に置かれようとしている試料ホルダ・アセンブリを示す分解図である。 本発明の一実施形態を使用する好ましい諸ステップを示す流れ図である。

鉱物分析用の荷電粒子ビーム・システムは、鉱床または坑井位置の近くのフィールドで使用するために堅牢であることが好ましい。このようなフィールドで使用することが意図されたＳＥＭは、熟練していない技術者によって使用されるように、また自動化されるように適合されていることが好ましい。このような設計属性は、実験室内で使用されるＳＥＭに対しても有益である。試料ホルダの位置合せは、単純で、正確で、迅速で、容易に自動化されることが好ましい。

自動化された鉱物学用途における共通の課題は、自動化されたシステム較正用の予め設定された較正点にビームが自動的に戻ることができないこと、および試料を交換した後に、ビームが、測定のための試料位置に戻ることができないことである。較正標準が試料ホルダ内に配置され、試料ホルダと一緒に取り外される場合には、ビームに対する既知の位置に較正標準が配置されるように、試料ステージ上で試料ホルダを慎重に位置合せしなければならない。位置合せが正確でない場合、ビームは、そのたびに較正試料上の異なる点に衝突し、その結果、較正および測定に誤りが生じうる。

本発明の頑丈な好ましい試料ホルダ・システムは、試料および較正標準の正確で再現可能な位置決めを保証し、操作者の熟練度の違いによって較正位置および試料位置が影響されないようにする。好ましい一実施形態は、手動操作の正確さおよび速度を高めることを可能にし、また、試料ホルダの使いやすさを向上させることによって自動化を可能にする。好ましい実施形態は、試料交換時の位置決めに対して操作者の影響がない、較正標準および試料の正確で再現可能な位置決定を提供する、より容易でより迅速な試料交換工程を提供する。

好ましい実施形態では、ステージ−試料ホルダ・アセンブリ・インタフェースが、ボール・アンド・コーン（ｂａｌｌ ａｎｄ ｃｏｎｅ）位置決定インタフェースなどの、試料ホルダ・アセンブリ上およびステージ・マウント上の相補的な位置合せ構造体を使用して、ステージまたはステージ上に装着されたステージ・マウントに対する所定の位置および向きに試料ホルダを配置する。較正標準は、試料ホルダを取り外し、取り替えるときもＳＥＭステージ上に留まる。較正標準は、試料ホルダ・アセンブリを正確な向きに配置するための視覚的な位置決定手段を操作者に提供する。

図１は、試料トレー１０２と、ベース・プレート１０４と、試料トレー１０２から延びるシャフト１０６にねじ留めすることによって試料トレー１０２をベース・プレート１０４に固定するノブ（ｋｎｏｂ）１０６とを含む好ましい試料ホルダ・アセンブリ１００の分解図を示す。試料トレー１０２の６つの穴１１０のところに複数の試料ブロック１０８（１つのブロックが示されている）が配置され、それらの試料ブロック１０８は、ベース・プレート１０４に通された試料トレー１０２から延びる柱１１２にノブ１０６がねじ留めされたときに、試料トレー１０２とベース・プレート１０４の間に固定される。ベース・プレート１０４は、後述するステージ・マウント上の対応する対合構造体と対合する円錐形の凹み１２０を含む。ノブ１０６は、操作者が、ねじ回しなどの工具を使用せずに試料ホルダ・アセンブリ１００を迅速に組み立てることを可能にする。

図２は、試料トレー１０２の穴の縁の詳細を示す。試料穴１１０はそれぞれ、試料ブロック１０８を位置決めする凹み２０６を提供するカウンタボア（ｃｏｕｎｔｅｒｂｏｒｅ）２０４を含み、凹み２０６は、試料ブロックが試料穴を通り抜けることを防ぐために試料ブロックの直径よりも小さな直径を有するリップ２０８を提供する。図３は、ベース・プレートに対する再現可能な既知の位置に試料を所定の向きに配置するために試料ブロック１０８をリップ２０８に押し付けるばね３０２を示す、ベース・プレート１０４の上面図を示す。このばねまたは他の付勢手段は、試料表面が水平であること、試料表面がビームに対して垂直であること、および試料表面が支柱から既知の作動距離のところに保持されることを保証し、加えて、試料ブロック１０８から試料トレー１０２へ電荷が流れ出ることを可能にする良好な電気接触を保証する。

図４は、ステージ・マウント４０２上に配置されようとしている試料ホルダ・アセンブリ１００（試料ブロックは配置されていない）を示す。ステージ・マウント４０２は、荷電粒子ビーム・システム用の可動ステージ（図示せず）に固定されている。ステージ・マウント４０２には、較正支柱４０４などの較正標準ホルダが固定されている。ステージ・マウント４０２上に取り付けられた半球形の構造体４０６は、ベース・プレート１０４の底面の円錐形の凹みに対する対合構造体を提供する。板ばね４０８などの付勢手段が、ステージ・マウント４０２と試料ホルダ・アセンブリ１００の間の電気接触を提供する。板ばね４０８の張力は、電気接触を提供するには十分だが、試料ホルダ１００の円錐形の凹みがステージ・マウント４０２の半球形の対合面上に完全に着座することを妨げるには不十分である。操作中、試料ホルダ・アセンブリ１００は、締め付けられることなくステージ・マウント４０２上に載置され、試料ホルダ・アセンブリ１００の重量だけが、試料ホルダ・アセンブリの位置合せ構造体とステージ・マウントの位置合せ構造体との間の電気接触を維持し、したがって、試料ホルダ・アセンブリ１００の重量だけが、試料ホルダを適切な位置および向きに維持する。開口部４１０は、試料ホルダ・アセンブリ１００から突き出たノブ１０６（図１）を収容する。

図５は、試料ホルダを使用する方法を示す流れ図である。試料ホルダ・アセンブリは、ステップ５０２で試料トレーをひっくり返すことによって装填され、ステップ５０４で、試料トレー内に試料ブロックを、表面を下に向けて置く。試料は１つまたは複数の穴位置に置かれる。これらの穴位置はそれぞれ、試料ブロックを位置決めする凹みを提供するカウンタボアを含み、この凹みは、試料ブロックが試料穴を通り抜けることを防ぐために試料ブロックの直径よりも小さな直径を有するリップを提供する。次いで、ステップ５０６で、試料トレーの上にボトム・プレートを置く。試料ブロックをリップに押し付け、それによって試料ブロックの上面を、試料ホルダ・アセンブリの底面から既知の高さのところに終始一貫して配置するため、ボトム・プレートは、それぞれの試料ブロック位置にばねなどの付勢手段を含む。試料ブロックの上面を既知の高さのところに終始一貫して配置することは、電子ビームを迅速に焦束させるのに役立つ。試料ブロックをリップに押し付けることにより、ばねはさらに、試料ブロックの導電性の上面と試料トレーの間の良好な電気接触を保証する。

次いで、ステップ５０８で、例えばベース・プレートに通された試料トレーから延びるシャフトにノブ・ナットをねじ留めすることにより、ベース・プレートを試料トレーに対して固定する。試料ブロックを手で迅速に取り替えるため、このノブは、工具を使用せずに、試料トレーのシャフトに容易にねじ留めし、試料トレーのシャフトから容易に取り外すことができる。他のタイプの迅速締付け装置を使用して試料トレーをベース・プレートに固定してもよい。

ベース・プレートは円錐形の３つの凹みを含む。これらの凹みは別々に製造され、ベース・プレートにプレスばめされることが好ましい。ステージ・マウントは、ベース・プレートの底面の円錐形の３つの凹みと対合する半球形の３つの構造体を含む。ステップ５１０で、ステージ・マウントへのアクセスを提供するためにＳＥＭを開く。ステップ５１２で、試料ホルダ・アセンブリの大まかな位置決めを提供するため、較正円柱が、試料ホルダ・アセンブリの切欠き部にはまるようにして、試料ホルダ・アセンブリをステージ・マウント上に置く。この大まかな位置決めは、ステージ・マウント上の半球形の構造体が円錐形の凹みの円錐形の凹みの位置と自動的に位置合せされて微細な位置合せを生成することに十分に近い。ベース・プレート上およびステージ・マウント上のこれらの位置合せ構造体は、６つの自由度において試料アセンブリを拘束することが好ましい。試料ホルダ・アセンブリの向きおよび高さならびに位置は、これらの位置合せ構造体によって決定される。したがって、精密位置決めは、既知の高さへの自動集束を容易にすることにより自動化を容易にする。認識されるように、円錐形の３つの凹みおよび半球形の３つの構造体の使用は、試料ホルダ・アセンブリを３つの次元において過剰に拘束する。全く同じ凹みおよび半球形の構造体の使用は製造費を低減させ、この過剰拘束は、精度を、許容できるレベル未満に低下させない。較正標準が試料室内に維持されることは、試料を装填し、取り出すときにも変化しない終始一貫した位置を較正標準に提供することにより自動化を容易にする。

本発明のいくつかの実施形態によれば、試料ステージを備える試料室を有する荷電粒子ビーム・システム用の試料ホルダ・システムは、荷電粒子ビーム・システムのステージに固定されるステージ・マウントであり、３つの位置合せ構造体を含むステージ・マウントと、３つの位置合せ構造体を含むベース・プレートであり、ベース・プレート上の位置合せ構造体がそれぞれ、ステージ・マウント上の対応する位置合せ構造体と対合するように構築されたベース・プレートとを備え、ベース・プレート上またはステージ・マウント上のそれぞれの対合位置合せ構造体のうちの１つの対合位置合せ構造体が半球形の部分を含み、この試料ホルダ・システムはさらに、ベース・プレート上に取外し可能に取り付けることができるように構成された試料トレーであり、試料ブロックを位置決めするための複数の穴を有する試料トレーと、試料トレーをベース・プレートに対して保持する締付け具と、ステージ・マウントに固定された較正標準ホルダであり、荷電粒子ビーム・システム内で試料が取り替えられるときにステージ・マウント上に留まる較正標準ホルダとを備える。

いくつかの実施形態では、前記３つの半球形の部分と対合する位置合せ構造体が円錐形の凹みを備える。いくつかの実施形態では、ステージ・マウント上の前記３つの位置合せ構造体と対合する位置合せ構造体が半球形の部分を備え、ベース・プレート上の前記３つの位置合せ構造体が円錐形または半球形の凹みを備える。

いくつかの実施形態では、試料ブロックを含む試料トレーとベース・プレートが結合されたホルダが、荷電粒子ビーム操作の間、試料ホルダの重量によって、追加の拘束力なしで、試料ステージ上に維持される。いくつかの実施形態では、ステージ・マウント上の前記３つの対合構造体が、締結具を使用してステージ・マウントに取り付けられている。

いくつかの実施形態では、この試料ホルダ・システムが、試料トレー内へ試料ブロックを押し込み、試料トレーに対して試料ブロックを所定の向きに再現可能に配置する、ベース・プレート上に配置されたばねをさらに備える。いくつかの実施形態では、この試料ホルダ・システムが、ステージ・マウントとベース・プレートの間の電気接触を保証する、ステージ・マウント上に配置されたばねをさらに備え、このばねが、電気接触を提供するのに十分な付勢力を提供し、一方、試料トレー、ベース・プレートおよび試料ブロックの重量によって位置合せ構造体が完全に係合することを依然として可能にする。

本発明のいくつかの実施形態によれば、鉱物学的試料用の走査電子顕微鏡のための試料ホルダ・システムを使用する方法は、試料ブロックを位置決めするための穴を有する試料トレー内に試料ブロックを置くこと、試料ブロックを試料トレー内に維持するために、３つの位置合せ構造体を含むベース・プレートを試料ブロックの背後に置くこと、工具を使用せずにベース・プレートを試料トレーに締結すること、ならびに組み立てられた試料トレー、ベース・プレートおよび試料ブロックを走査電子顕微鏡のステージ・マウント上に置くことを含み、ステージ・マウントは、ベース・プレート上の位置合せ構造体と対合する位置合せ構造体を含み、ベース・プレート上の位置合せ構造体は、ステージ・マウント上の位置合せ構造体と対合して、荷電粒子ビーム・システムのステージ上において試料ブロックを所定の位置および所定の向きに配置し、この方法はさらに、荷電粒子ビーム・システムを動作させて試料ブロック中の試料を分析することを含み、組み立てられた試料トレー、ベース・プレートおよび試料ブロックは、ステージ・マウントに締結されることなしにステージ・マウント上に載置される。

いくつかの実施形態では、この方法が、ステージ・マウントに取り付けられた較正標準を測定することをさらに含み、試料トレー、ベース・プレートおよび試料ブロックが取り外されたときに、この較正標準は、ステージ・マウントに取り付けられた状態を維持する。

いくつかの実施形態では、組み立てられた試料トレー、ベース・プレートおよび試料ブロックを走査電子顕微鏡内のステージ・マウント上に置くことが、円錐形または半球形の凹みを有するベース・プレートを、半球形の対合構造体を有するステージ・マウント上に置くことを含む。いくつかの実施形態では、組み立てられた試料トレー、ベース・プレートおよび試料ブロックをステージ・マウント上に置くことが、ステージ・マウントとベース・プレートの間の電気接触を提供する少なくとも１つのばねを提供することを含む。

いくつかの実施形態では、試料ブロックを試料トレー内に維持するために、ベース・プレートを試料ブロックの背後に置くことが、少なくとも１つの試料ブロックを試料トレーの穴の所定の位置に押し込むばねを提供することを含む。いくつかの実施形態では、荷電粒子ビーム・システムを動作させることが、試料ブロック、試料トレーおよびベース・プレートを含むアセンブリ内の試料ブロックに電子ビームを導くことを含み、このアセンブリは、アセンブリの重量によって、追加の拘束力なしで、ステージ・マウント上に支持される。

本発明のいくつかの実施形態によれば、試料ステージを備える室を有する荷電粒子ビーム・システム用の試料ホルダ・システムは、荷電粒子ビーム・システムのステージに固定されるステージ・マウントであり、３つの位置合せ構造体を含むステージ・マウントと、３つの位置合せ構造体を含むベース・プレートであり、ベース・プレート上の位置合せ構造体がそれぞれ、ステージ・マウント上の対応する位置合せ構造体と対合するように構築されたベース・プレートと、ベース・プレート上に取外し可能に取り付けることができるように構成された試料トレーであり、複数の試料ブロック位置を有する試料トレーと、ステージ・マウントに固定された較正標準ホルダであり、荷電粒子ビーム・システム内で試料が取り替えられるときにステージ・マウント上に留まる較正標準ホルダとを備える。

いくつかの実施形態では、位置合せ構造体または対応する位置合せ構造体が、３つの半球形の部分または円錐形の凹みを含む。いくつかの実施形態では、ステージ・マウント上の前記３つの位置合せ構造体と対合する位置合せ構造体が半球形の部分を備え、ベース・プレート上の前記３つの位置合せ構造体が円錐形または半球形の凹みを備える。

いくつかの実施形態では、試料ブロックを含む、試料トレーとベース・プレートの結合ホルダが、荷電粒子ビーム操作の間、試料ホルダの重量によって、追加の拘束力なしで、試料ステージ上に維持される。いくつかの実施形態では、ステージ・マウント上の前記３つの対合構造体が、締結具を使用してステージ・マウントに取り付けられている。

いくつかの実施形態では、この試料ホルダ・システムが、試料トレー内へ試料ブロックを押し込み、試料トレーに対して試料ブロックを再現可能に配置する、ベース・プレート上に配置されたばねをさらに備える。いくつかの実施形態では、この試料ホルダ・システムが、ステージ・マウントとベース・プレートの間の電気接触を保証する、ステージ・マウント上に配置されたばねをさらに備え、このばねが、電気接触を提供するのに十分な付勢力を提供し、一方、試料トレー、ベース・プレートおよび試料ブロックの重量によって位置合せ構造体が完全に係合することを依然として可能にする。

本発明および本発明の利点を詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲によって定義された本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に、さまざまな変更、置換および改変を加えることができることを理解すべきである。さらに、本出願の範囲が、本明細書に記載されたプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法およびステップの特定の実施形態に限定されることは意図されていない。当業者なら本発明の開示から容易に理解するように、本明細書に記載された対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行し、または実質的に同じ結果を達成する既存のまたは今後開発されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップを、本発明に従って利用することができる。したがって、添付の特許請求の範囲は、その範囲内に、このようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップを含むことが意図されている。

Claims (20)

1. 試料ステージを備える試料室を有する荷電粒子ビーム・システム用の試料ホルダ・システムであって、
   荷電粒子ビーム・システムの前記ステージに固定されるステージ・マウントであり、３つの位置合せ構造体を含むステージ・マウントと、
   ３つの位置合せ構造体を含むベース・プレートであり、前記ベース・プレート上の位置合せ構造体がそれぞれ、前記ステージ・マウント上の対応する位置合せ構造体と対合するように構築されたベース・プレートと
   を備え、前記ベース・プレート上またはステージ・マウント上のそれぞれの対合位置合せ構造体のうちの１つの対合位置合せ構造体が半球形の部分を含み、
   前記ベース・プレート上に取外し可能に取り付けることができるように構成された試料トレーであり、試料ブロックを位置決めするための複数の穴を有する試料トレーと、
   前記試料トレーを前記ベース・プレートに対して保持する締付け具と、
   前記ステージ・マウントに固定された較正標準ホルダであり、前記荷電粒子ビーム・システム内で試料が取り替えられるときに前記ステージ・マウント上に留まる較正標準ホルダと
   を備える試料ホルダ・システム。
2. 前記３つの半球形の部分と対合する前記位置合せ構造体が円錐形の凹みを備える、請求項１に記載の試料ホルダ・システム。
3. 前記ステージ・マウント上の前記３つの位置合せ構造体と対合する前記位置合せ構造体が半球形の部分を備え、前記ベース・プレート上の前記３つの位置合せ構造体が円錐形または半球形の凹みを備える、請求項１または２に記載の試料ホルダ・システム。
4. 試料ブロックを含む、試料トレーとベース・プレートの結合ホルダが、荷電粒子ビーム操作の間、前記試料ホルダの重量によって、追加の拘束力なしで、前記試料ステージ上に維持される、請求項１から３のいずれか一項に記載の試料ホルダ・システム。
5. 前記ステージ・マウント上の前記３つの対合構造体が、締結具を使用して前記ステージ・マウントに取り付けられた、請求項１から４のいずれか一項に記載の試料ホルダ・システム。
6. 前記試料トレー内へ前記試料ブロックを押し込み、前記試料トレーに対して前記試料ブロックを所定の向きに再現可能に配置する、前記ベース・プレート上に配置されたばねをさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の試料ホルダ・システム。
7. 前記ステージ・マウントと前記ベース・プレートの間の電気接触を保証する、前記ステージ・マウント上に配置されたばねをさらに備え、前記ばねが、電気接触を提供するのに十分な付勢力を提供し、一方、前記試料トレー、ベース・プレートおよび試料ブロックの重量によって前記位置合せ構造体が完全に係合することを依然として可能にする、請求項１から６のいずれか一項に記載の試料ホルダ・システム。
8. 鉱物学的試料用の走査電子顕微鏡のための試料ホルダ・システムを使用する方法であって、
   試料ブロックを位置決めするための複数の穴を有する試料トレー内に前記試料ブロックを置くこと、
   前記試料ブロックを前記試料トレー内に維持するために、３つの位置合せ構造体を含むベース・プレートを前記試料ブロックの背後に置くこと、
   工具を使用せずに前記ベース・プレートを前記試料トレーに締結すること、
   組み立てられた前記試料トレー、ベース・プレートおよび試料ブロックを前記走査電子顕微鏡のステージ・マウント上に置くこと
   を含み、前記ステージ・マウントが、前記ベース・プレート上の前記位置合せ構造体と対合する位置合せ構造体を含み、前記ベース・プレート上の前記位置合せ構造体が、前記ステージ・マウント上の前記位置合せ構造体と対合して、前記荷電粒子ビーム・システムのステージ上において前記試料ブロックを所定の位置および所定の向きに配置し、
   前記電荷粒子ビーム・システムを動作させて前記試料ブロック中の前記試料を分析すること
   を含み、組み立てられた前記試料トレー、ベース・プレートおよび試料ブロックが、前記ステージ・マウントに締結されることなしに前記ステージ・マウント上に載置される
   方法。
9. 前記ステージ・マウントに取り付けられた較正標準を測定することをさらに含み、前記試料トレー、ベース・プレートおよび試料ブロックが取り外されたときに、前記較正標準が、前記ステージ・マウントに取り付けられた状態を維持する、請求項８に記載の方法。
10. 組み立てられた前記試料トレー、ベース・プレートおよび試料ブロックを前記走査電子顕微鏡内のステージ・マウント上に置くことが、円錐形または半球形の凹みを有するベース・プレートを、半球形の対合構造体を有するステージ・マウント上に置くことを含む、請求項８または９に記載の方法。
11. 前記試料ブロックを前記試料トレー内に維持するために、ベース・プレートを前記試料ブロックの背後に置くことが、少なくとも１つの前記試料ブロックを前記試料トレーの前記穴の所定の位置に押し込むばねを提供することを含む、請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記荷電粒子ビーム・システムを動作させることが、前記試料ブロック、試料トレーおよびベース・プレートを含むアセンブリ内の試料ブロックに電子ビームを導くことを含み、前記アセンブリが、前記アセンブリの重量によって、追加の拘束力なしで、前記ステージ・マウント上に支持される、請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 組み立てられた前記試料トレー、ベース・プレートおよび試料ブロックをステージ・マウント上に置くことが、前記ステージ・マウントと前記ベース・プレートの間の電気接触を提供する少なくとも１つのばねを提供することを含む、請求項８から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 試料ステージを備える試料室を有する荷電粒子ビーム・システム用の試料ホルダ・システムであって、
    荷電粒子ビーム・システムの前記ステージに固定されるステージ・マウントであり、３つの位置合せ構造体を含むステージ・マウントと、
    ３つの位置合せ構造体を含むベース・プレートであり、前記ベース・プレート上の位置合せ構造体がそれぞれ、前記ステージ・マウント上の対応する位置合せ構造体と対合するように構築されたベース・プレートと
    前記ベース・プレート上に取外し可能に取り付けることができるように構成された試料トレーであり、複数の試料ブロック位置を有する試料トレーと、
    前記ステージ・マウントに固定された較正標準ホルダであり、前記荷電粒子ビーム・システム内で試料が取り替えられるときに前記ステージ・マウント上に留まる較正標準ホルダと
    を備える試料ホルダ・システム。
15. 前記位置合せ構造体または前記対応する位置合せ構造体が、３つの半球形の部分または円錐形の凹みを含む、請求項１４に記載の試料ホルダ・システム。
16. 前記ステージ・マウント上の前記３つの位置合せ構造体と対合する前記位置合せ構造体が半球形の部分を備え、前記ベース・プレート上の前記３つの位置合せ構造体が円錐形または半球形の凹みを備える、請求項１４または１５に記載の試料ホルダ・システム。
17. 試料ブロックを含む、試料トレーとベース・プレートの結合ホルダが、荷電粒子ビーム操作の間、前記試料ホルダの重量によって、追加の拘束力なしで、前記試料ステージ上に維持される、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の試料ホルダ・システム。
18. 前記ステージ・マウント上の前記３つの対合構造体が、締結具を使用して前記ステージ・マウントに取り付けられた、請求項１４から１７のいずれか一項に記載の試料ホルダ・システム。
19. 前記試料トレー内へ前記試料ブロックを押し込み、前記試料トレーに対して前記試料ブロックを再現可能に配置する、前記ベース・プレート上に配置されたばねをさらに備える、請求項１４から１８のいずれか一項に記載の試料ホルダ・システム。
20. 前記ステージ・マウントと前記ベース・プレートの間の電気接触を保証する、前記ステージ・マウント上に配置されたばねをさらに備え、前記ばねが、電気接触を提供するのに十分な付勢力を提供し、一方、前記試料トレー、ベース・プレートおよび試料ブロックの重量によって前記位置合せ構造体が完全に係合することを依然として可能にする、請求項１４から１９のいずれか一項に記載の試料ホルダ・システム。

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