JP2016501428A

JP2016501428A - 電子顕微鏡ホルダにおいて試料支持体への電気的接続を形成する方法

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Publication number: JP2016501428A
Application number: JP2015542746A
Authority: JP
Inventors: ダミアノ，ジュニア，ジョン; ピー．ナッカシ，デイビッド; ステファンガーディナー，ダニエル; セカンド，フランクリンスタンプリーワルデン; ブラッドフォードカーペンター，ウィリアム
Original assignee: プロトチップス，インコーポレイテッド
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2016-01-18
Also published as: US10256563B2; US20140138558A1; EP2920807A4; US20170054239A1; WO2014078402A1; US9837746B2; US9437393B2; EP2920807A1; US20180097307A1

Abstract

電子顕微鏡用の装置が、試料ホルダ及び鏡筒を備え、前記試料ホルダは、少なくとも１つの試料支持装置に適合する少なくとも１つの凹部を備えたホルダ本体を備え、少なくとも１つの試料支持装置は少なくとも１つの試料支持体接触パッドを有し、装置は、ホルダの蓋と、第１端部及び第２端部を有する電気コネクタと、を備え、第１端部は少なくとも１つの電気接触パッドを有し、第２端部は、鏡筒の長さの少なくとも一部に挿入可能でありかつ当該一部に延び、電気コネクタの第１端部の少なくとも１つの電気接触パッド及び試料支持装置の少なくとも１つの試料支持体接触パッドはホルダ本体内で接触する。【選択図】図２Ａ

Description

[0001] 本発明は、概して、電子顕微鏡ホルダで使用するための電気コネクタであって、電気コネクタが、試料支持体と専用の電源との間の電気的接続を、効率的かつ一貫して保証する電気コネクタに関する。前記電気コネクタは、概して、半導体材料及び半導体製造プロセスを使用して構成されている。

[0002] 試料ホルダは、観察する検体に物理的な支持をもたらす、電子顕微鏡の構成要素である。伝統的にＴＥＭ及びＳＴＥＭ並びにいくつかの現代的なＳＥＭに使用される試料ホルダは、３つの主要領域：端部、鏡筒及び試料先端部で構成されたロッドからなる。試料を支持することに加え、試料ホルダは、機器の内側（すなわち、真空環境）と外界との間のインターフェースを提供する。

[0003] 試料ホルダを使用するために、１以上の試料が支持装置上に最初に配置される。その後、支持装置は、試料先端部において適所に機械的に固定され、及び試料ホルダは、ロードロック手段によって電子顕微鏡に挿入される。挿入中、試料ホルダは、停止するまで電子顕微鏡に押し込まれ、それにより、試料ホルダの先端部は、顕微鏡のカラムに配置される。この時点では、試料ホルダの鏡筒は、顕微鏡の内側とロードロック手段の外側との間の空間を橋絡し、及び、試料ホルダの端部は顕微鏡の外側にある。電子顕微鏡内に超高真空環境を維持するために、一般に、試料ホルダの鏡筒に沿って可撓性のＯリングが見られ、及びこれらのＯリングは、試料ホルダが挿入されるときに顕微鏡をシールする。試料ホルダの正確な形状及びサイズは、電子顕微鏡のタイプ及び製造者によって異なり得るが、各ホルダはこれらの３つの主要領域を含む。

[0004] 試料ホルダはまた、検体に刺激を与えるために使用可能であり、及び、この刺激は、温度、電流、電圧、機械的歪などを含み得る。試料支持体の１つのタイプは、半導体素子である。半導体素子は、その上に電気接触パッドのアレイを有するように設計可能であり、及び、試料ホルダは、外部源からの電気信号を、ホルダ通って半導体素子まで伝達するように設計可能である。既存の素子は、繊細なワイヤ又はクリップを使用して、ホルダと素子との間の接触を形成し得る。

[0005] 例えば、電子ビーム誘導電流（ＥＢＩＣ）が、試料と試料ホルダ自体との間の電気接触を必要とする。一般に、これは、単純なネジ及び金属性クリップを使用して行われ、金属性クリップは、ネジを締め付けることによって試料にやさしく押し付けられる（X. Zhang and D. Joy, “A simple specimen holder for EBIC imaging on the Hitachi S800,” J. Microscopy Res. and Techn., Vol. 26(2), pp. 182-183, 1993参照）。ワイヤは、クリップにはんだ付けされるか、又はネジ頭の周りに巻き付けられるかのいずれかが行われ、試料からクリップを通って試料ホルダまでの電気通路を提供し、これにより、機器の外側へのワイヤの経路を作る。この手法は冗長であり、使用者が、素子上の適切な領域の上側で手動でクリップを整列させ、その後、試料ホルダへの電気通路を完成させるために必要な全てのネジを手動で締め付ける必要がある。これらのネジ及び試料自体のサイズは小さいため、この手法は、時間がかかり、かなりの器用さを必要とする。

[0006] 代替的な手法（米国特許第５，１２４，６４５号明細書）では、試料と検体ホルダの検体先端部との間に、より耐久性のある接続を確立するために、ワイヤボンド又ははんだ接合が必要とされている。しかしながら、これらの接続は永久的であり、かつ実験のたびに簡単に試料を取り替えることができない。実験の後に、試料を交換するために、検体ホルダは、ワイヤボンド機まで戻す必要があるか、又ははんだ付けを再度行って、新しい試料との新しい電気的接続を生成する必要がある。この手法は冗長であり、非常に器用さが求められ、及び繰り返して使用した後に検体先端部を損傷させやすい。

[0007] イリノイ大学で開発された手法（米国特許出願第１１／１９２，３００号）では、これらの懸案事項のいくつかに対処している。この手法は、半導体素子を検体先端部に装着することができ、ホルダと素子との間に同時に１２箇所もの電気的接続を作製する。フレーム（全体的にＵ字形状）が、素子を、電気的バネ接触フィンガー（electrical spring contact finger）を備える基板に整列させ、かつ素子が押圧される剛体面を提供し、安定性をもたらし、かつ素子と検体ホルダとの間に電気接触を形成する。基板は、素子を装着することができる安定面を提供する検体先端部の構成要素であり、及び素子に対して相補的な位置に電気的バネ接触フィンガーを含み、これは、フレームを使用して整列されると、基板と素子との間を同時に接触させる。不都合なことに、これらなどのバネ接触フィンガーは繊細であり、及び製造がより困難である。基板から素子を取り外すことにより、バネクリップを完全に露出させ、及びこれらのフィンガーを間違って曲げたり又は壊したりする機会を与え、電気的接続を損なう。

[0008] 従来技術の欠点を考慮して、新規の電気コネクタが必要とされており、ここでは、前記電気コネクタは、分解したり又ははんだ付けしたりすることなく、素子、例えば、電気接触パッドのアレイを有する半導体素子を繰り返し装着及び交換するための単純な方法を提供する。電気コネクタは、半導体素子からホルダを通して外部源まで電気信号を伝達するように設計され得る。

[0009] 本発明は、概して、試料支持装置用の電気コネクタに関し、ここでは、電気コネクタは、試料ホルダに簡単に組み込むことができ、及び試料ホルダと試料支持装置との間の確実な接触を生じるように設計されている。

[0010] 一態様では、電子顕微鏡用の装置が説明されており、前記装置は、試料ホルダ及び鏡筒を備え、
前記試料ホルダは、少なくとも１つの試料支持装置に適合する少なくとも１つの凹部を備えるホルダ本体を備え、少なくとも１つの試料支持装置は、少なくとも１つの試料支持体接触パッドを有し、
装置は、
ホルダの蓋と、
第１端部及び第２端部を有する電気コネクタであって、第１端部は少なくとも１つの電気接触パッドを有し、第２端部は、鏡筒の長さの少なくとも一部分に挿入可能でありかつそこに延び、電気コネクタの第１端部の少なくとも１つの電気接触パッド及び試料支持装置の少なくとも１つの試料支持体接触パッドがホルダ本体内で接触する、電気コネクタと、をさらに備える。

[0011] 本発明の他の態様、特徴及び利点は、次の開示及び添付の特許請求の範囲から、より完全に明らかとなる。

電気コネクタ（１１０）を含む試料ホルダ（１００）を示す。ホルダの蓋（１０１）がホルダ本体（１０５）に位置決めされている試料ホルダ（１００）を示す。電気コネクタの平面図である。試料支持装置（１０３）のパッドとの電気コネクタ（１１０）の電気パッドの接触を示す。異なる電気コネクタ接触部の変形例を示す。異なる電気コネクタ接触部の変形例を示す。異なる電気コネクタ接触部の変形例を示す。異なる電気コネクタ接触部の変形例を示す。電気コネクタの第１の実施形態を有する試料ホルダの装填を示す。電気コネクタの第１の実施形態を有する試料ホルダの装填を示す。電気コネクタの第１の実施形態を有する試料ホルダの装填を示す。電気コネクタの第１の実施形態を有する試料ホルダの装填を示す。電気コネクタの第１の実施形態を有する試料ホルダの装填を示す。電気コネクタの第２の実施形態を有する試料ホルダの装填を示す。電気コネクタの第２の実施形態を有する試料ホルダの装填を示す。電気コネクタの第２の実施形態を有する試料ホルダの装填を示す。電気コネクタの第２の実施形態を有する試料ホルダの装填を示す。電気コネクタの第１の実施形態を有する、装填された試料ホルダの断面図を示す。電気コネクタの第２の実施形態を有する、装填された試料ホルダの断面図を示す。電気コネクタの第３の実施形態を有する試料ホルダの装填を示す。電気コネクタの第３の実施形態を有する試料ホルダの装填を示す。電気コネクタの第３の実施形態を有する試料ホルダの装填を示す。電気コネクタの第３の実施形態を有する試料ホルダの装填を示す。電気コネクタの第３の実施形態を有する、装填された試料ホルダの断面図である。

[0023] 本発明は、概して、試料支持装置用の電気コネクタに関し、ここでは、電気コネクタは、試料ホルダに簡単に組み込むことができ、かつ試料ホルダと試料支持装置との間に確実に接触を生じるように設計される。本明細書で説明する電気コネクタは、John Damiano, Jr., et al.の名のもとに２０１０年１２月８日出願の米国特許出願第１２／５９９，３３９号（「MICROSCOPY SUPPORT STRUCTURES」）（その全体を参照することにより本書に援用する）で開示されている半導体試料支持装置に適合しかつそれとインターフェースし得ることを理解されたい。当業者は、代替的な試料支持装置が、本明細書で説明する電気コネクタとインターフェースし得ることを理解する必要がある。さらに、電気コネクタは、様々な形状及びサイズに製造でき、電気コネクタは任意の製造者の試料ホルダに適合するようにする。

[0024] 本明細書で定義するように、「半導体」は、導電性が導体と絶縁体との中間に位置するケイ素などの材料を意味する。

[0025] 本明細書で定義するように、「試料支持装置」は、試料を支持しかつ試料の環境を制御するために使用される構造体を意味する。例えば、試料支持装置は、気体や液体を含むことができ、電気化学的試験装置を含むことができ、及び／又は、試料周囲の温度を制御し、かつ、限定されるものではないが、電気装置及び温度制御装置を含む。試料支持装置は、電気接触部及び／又は試験領域を提供し得る。装置は、１つ、２つ以上の試験領域、又は試験領域のアレイも含み、かつ当業者によって容易に決められるような電極、熱電対及び／又は較正サイトなどの統合特徴を含み得る。好ましい一実施形態は、ＭＥＭＳ技術によって作製されかつ試験領域において試料を支持するための薄膜（連続的な又は穿孔された）を備える試料支持装置を含む。試料支持装置は、電気接触部、又は導線に接続するための電極を提供し得る。試料支持装置はまた、電気信号を１つ又は複数の試験領域に送るための特徴を含み得る。

[0026] 本明細書で定義するように、「試料」は、一般に、少なくとも部分的に電子透過性（electron transparent）である領域にある試料支持装置内に又はその上に配置された、電子顕微鏡において研究される物体を意味する。

[0027] 本明細書で定義するように、「試料ホルダ」は、個別に、まとめて、又はＥセルとして配置されてのいずれかで、１以上の試料支持装置を保持しかつ固定し、かつ１以上の試料支持装置と外界との間にインターフェースを提供するために使用される器具類の精密機械加工された部片を意味する。

[0028] 本明細書で定義するように、「窓装置」は、１つの境界線及び電子顕微鏡の真空環境に物理的な電子透過性障壁を生じるために使用される装置を意味し、及び一般的に、窒化ケイ素ベースの半導体の微小機械加工部分（micro-machined part）であるが、他の半導体材料も考慮される。

[0029] 本明細書で定義するように、「温度制御装置」は、個別に又はＥセル内のいずれかで検体の周囲の温度を制御するために使用される装置を意味し、かつ一般的に、半導体微小機械加工部分、例えば、炭化ケイ素ベースの材料である。好ましい実施形態では、温度制御装置は、少なくとも１つの膜領域を含む膜と、膜の加熱可能な領域を形成する、膜に接触する少なくとも１つの導体素子と、を備える。

[0030] 本明細書で定義するように、試料支持装置上の「膜」は、支持されていない材料に対応し、この材料は、一般的に引張応力が小さい（＜５００ＭＰａ）１ミクロン以下の炭素、窒化ケイ素、ＳｉＣ又は他の薄膜を含み、それらからなり又は実質的にそれらからなり、かつ少なくとも１つの試料を支持するために少なくとも部分的に電子透過性領域である領域を提供する。膜には孔が設けられていても又は孔がなくてもよい。膜は、単一の材料で構成されても又は２以上の材料の層で構成されてもよく、かつ均一に平坦であっても、又は厚みが異なる領域を含んでもよい。

[0031] 本明細書で定義するように、「エラストマー性」は、変形させる力が取り除かれるとその元の形状を回復することができる任意の材料に対応する。エラストマーは、ポリマー性であり、及びヤング率が低く、かつ降伏点が高い。室温では、エラストマーは、軟質かつ可撓性の傾向を有する。

[0032] 本出願は、限定されるものではないが：（１）繊細なバネ接触フィンガーを使用する必要性がなくなること、及び（２）装置を装着及び交換するための単純な方法を提供し、かつ試料先端部を部分的に分解する（例えば、ネジ又は他の小さな部分を取り外す）必要なく、装置に電気接触させることを含む、いくつかの方法で、従来技術を改良する。

[0033] より具体的には、試料支持装置上の各パッドとの接触を個別に促すためにバネ接触フィンガー（それらの先端部でわずかに曲がっている）を使用するのではなく、本明細書で説明する電気コネクタは、試料支持装置上の電気接触パッドと適合する電気接触パッドを含む。試料を試料ホルダに装填し、かつホルダの蓋がホルダ本体に固定されると、試料支持装置の電気パッドは、電気コネクタの電気接触パッドを押圧する。有利には、電気コネクタは、半導体製造プロセス（例えば、リソグラフィ）を使用して、半導体材料を使用して構成可能であり、かつ電気コネクタは、別の電気コネクタ（例えば、異なる電気パッドパターンを有するもの、又は交換電気コネクタ）と容易に交換可能である。

[0034] 本明細書で説明する電気コネクタを使用すると、試料支持装置の片側のみが、電気コネクタの電気接触パッドと適合する接触パッドを有する必要がある。この設計により、試料支持装置を装着するために試料先端部を部分的に分解する必要なく、試料支持装置を迅速かつ簡単に装着し、物理的接触及び電気接触の双方を行うことができるようになる。

[0035] 図２Ａに、電気コネクタ（１１０）を全体的に示し、ここでは、電気コネクタは、電気コネクタの試料支持体端部（１５０）に配置された少なくとも１つの電気接触パッド（１２０）を含む。電気コネクタ（１１０）は、さらに、電気コネクタの対鏡筒端部（１４０）に配置された少なくとも１つの対鏡筒接触点（１３０）を含み、対鏡筒端部（１４０）は、試料支持体端部（１５０）から遠位に位置決めされる。

[0036] 図２Ｃ〜図２Ｆを参照すると、少なくとも１つの電気接触パッド（１２０）が様々な方法で製造され得ることが分かる。例えば、少なくとも１つの電気接触パッドは、隆起接触面（図２Ｃ）、分岐接触部（図２Ｄ）、硬貨状表面接触部（図２Ｅ）、又はデフレクティブ（deflective）接触部（図２Ｆ）を有し得る。当業者によって簡単に決められるように、他の接触パッドの変形例も考慮されることを理解する必要がある。

[0037] 電気コネクタ（１１０）への少なくとも１つの電気接触パッド（１２０）の位置決めは、接触パッドの数、電気コネクタのサイズ、及び試料支持装置（１０３）上の適合する試料支持体パッド（１６０）の位置に依存して変化し得る。有利には、図２Ｂに示すように、電気コネクタ（１１０）は、少なくとも１つの電気接触パッド（１２０）が試料支持装置（１０３）上の試料支持体パッド（１６０）に接触するように、容易に製造される。本明細書の教示によれば、構成要素を、電気コネクタと試料支持装置との間に追加的に存在させ得ること、及び／又は電気コネクタ及び試料支持装置に動作可能に関連付け又は係合させ得ることの可能性を排除するものではないことを理解する必要がある。

[0038] 電気コネクタは、好ましくは、繊維ガラス、複合エポキシ、ポリイミド、ＰＴＦＥ、及び相互接続された回路をラミネート又はエッチングできる他のラミネート材からなる群から選択される材料を含む、薄い板である。導電性経路が、少なくとも１つの電気接触パッド（１２０）を少なくとも１つの対鏡筒接触点（１３０）と接続している。好ましくは、導電性経路は銅を含む。好ましくは、少なくとも１つの電気接触パッド（１２０）及び少なくとも１つの対鏡筒接触点（１３０）は、被膜、例えば、はんだ、ニッケル／金、又は何らかの他の錆止めなどの被膜を含む。

[0039] 試料ホルダ（１００）の組み立ての最中、全体的に図１Ａに示すように、電気コネクタ（１１０）の「雄型」の端部は、ホルダ本体（１０５）の「雌型」の鏡筒（２００）に挿入される。電気コネクタ（１１０）の一方の端部は、鏡筒内にあるワイヤに接続するための、対鏡筒端部（１４０）に配置された少なくとも１つの対鏡筒接触点（１３０）を有する。電気コネクタ（１１０）の他方の端部は、少なくとも１つの電気接触パッド（１２０）を有し、この電気接触パッドは、試料支持装置がホルダ本体（１０５）に装填されるときに、試料支持装置（１０３）と電気接触を形成するように露出している。ホルダの蓋（１０１）がホルダ本体（１０５）の上に配置され、かつそれに取り付けられると（例えば、ネジや何らかの他の取付手段によって）、ホルダの蓋（１０１）は、試料支持装置（１０３）を電気コネクタ（１１０）に押し付け、試料支持装置（１０３）の試料支持体パッド（１６０）と電気コネクタ（１１０）の接触パッド（１２０）との間に電気的接続を形成する（図１Ｂを参照のこと、ホルダの蓋の輪郭が示されているが、透明である）。本明細書で定義するように、「プラウド（proud）」は、試料支持装置（１１０）の挿入前の試料ホルダに対応し、そのために、電気コネクタ（１１０）は、試料支持装置（１０３）が載置されるホルダ本体（１０５）の底面に対してわずかに上昇する。電気コネクタ（１１０）が上昇しているため、試料支持装置（１０３）を装填しかつホルダの蓋（１０１）によってホルダ本体（１０５）を閉鎖した後に、電気コネクタ（１１０）からの力が、試料支持装置（１０３）の試料支持体パッド（１６０）の接触パッドと電気コネクタ（１１０）の接触パッド（１２０）とを強制的に接触させる。試料ホルダの例は、John Damiano, Jr., et al.の名のもとに２０１１年８月２日出願の米国特許出願第１３／８１３，８１８号（「ELECTRON MICROSCOPE SAMPLE HOLDER FOR FORMING A GAS OR LIQUID CELL WITH TWO SEMICONDUCTOR DEVICES」）に開示されており、その全体を参照することにより本書に援用する。当業者は、他の試料ホルダも本明細書で考慮されることを理解する必要がある。

[0040] 一実施形態では、図３Ａ〜図３Ｅ及び図５Ａに示すように、試料ホルダ（１０５）はエラストマー性パッド（１７０）を含む。上述の通り、電気コネクタ（１１０）はホルダ本体（１０５）に挿入される。ホルダ本体（１０５）に窓装置（１０７）を任意選択的に位置決めできる。その後、試料支持装置（１０３）が試料本体（１０５）に位置決めされて、任意選択的な窓装置（１０７）が被覆され、かつ電気コネクタ（１１０）の少なくとも１つの電気接触パッド（１２０）が、試料支持装置（１０３）上の試料支持体パッド（１６０）と接触するようにする（例えば、図２Ｂに示すように）。試料支持装置は、窓装置が存在するときには、窓装置よりも大きい、小さい、又はそれと同じ寸法にできることを理解する必要がある。好ましくは、試料ホルダ（１０５）にはｏリング（１８０）が存在する。その後、ホルダの蓋（１０１）がホルダ本体（１０５）に取り付けられる。エラストマー性パッド（１７０）の厚さは、ホルダの蓋（１０１）がホルダ本体（１０５）に配置されて取り付けられると、電気コネクタ（１１０）に力を加えるような厚さであることを理解する必要がある。電気コネクタ（１１０）に加えられた力は、電気コネクタ（１１０）の少なくとも１つの電気接触パッド（１２０）と試料支持装置（１０３）の試料支持体パッド（１６０）との間を確実に接触させる。本明細書の目的では、エラストマー性パッド（１７０）は、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンモノマー）、熱硬化性エラストマーなどの真空適合可能（vacuum-compatible）エラストマー性材料の小さな矩形部片からなる。当業者によって簡単に決められるように、エラストマー性材料は、熱硬化性エラストマーに限定されないことを理解する必要がある。図５Ａに、図３Ｅの断面を示す。当業者は、検査される試料は、窓装置（１０７）と試料支持装置（１０３）との間に位置決めされるか、又は窓装置を使用しない場合には、試料支持装置（１０３）上に位置決めされることを理解する必要がある。好ましくは、窓装置が使用され、及びガスセル（すなわち、１つの温度制御装置と１つの窓装置）又は電気化学セル（すなわち、１つの電気装置と１つの窓装置）が生成される。試料支持装置上の接触パッドは、試料に電圧又は電流をもたらす（例えば、電流は、熱をもたらすように発熱チップを通すようにされるか、又は電流又は電圧バイアスが、電気的チップを使用して試料に適用される）。

[0041] 第２の実施形態では、図４Ａ〜図４Ｄ及び図５Ｂに示すように、電気コネクタ（１１０）の下に片持ち梁又はバネが位置決めされるか、又は電気コネクタが、１つの固定端部を備える板バネとして使用される。上述の通り、電気コネクタ（１１０）はホルダ本体（１０５）に挿入される。ホルダ本体（１０５）に窓装置（１０７）を任意選択的に位置決めできる。その後、試料支持装置（１０３）が試料本体（１０５）に位置決めされて、任意選択的な窓装置（１０７）が被覆され、かつ電気コネクタ（１１０）の少なくとも１つの電気接触パッド（１２０）が試料支持装置（１０３）上の試料支持体パッド（１６０）と接触するようにする（例えば、図２Ｂに示すように）。試料支持装置は、窓装置が存在するとき、窓装置よりも大きい、小さい、又はそれと同じ寸法にできることを理解する必要がある。好ましくは、試料ホルダ（１０５）にｏリング（１８０）が存在する。その後、ホルダの蓋（１０１）がホルダ本体（１０５）に取り付けられる。第２の実施形態における電気コネクタ（１１０）の試料支持体端部（１５０）は、試料支持装置（１０３）が載置されるホルダ本体（１０５）の底面に対して上昇しており、かつバネ定数を有することを理解する必要がある。ホルダの蓋（１０１）が取り付けられるときに電気コネクタ（１１０）に適用される力によって、電気コネクタ（１１０）の少なくとも１つの電気接触パッド（１２０）と試料支持装置（１０３）上の試料支持体パッド（１６０）とを確実に接触させる。図５Ｂに、図４Ｄの断面を示す。当業者は、検査される試料は、窓装置（１０７）と試料支持装置（１０３）との間に位置決めされるか、又は、窓装置が使用されない場合、試料支持装置（１０３）上に位置決めされることを理解する必要がある。好ましくは、窓装置が使用され、及びガスセル（すなわち、１つの温度制御装置と１つの窓装置）又は電気化学セル（すなわち、１つの電気装置と１つの窓装置）が生成される。試料支持装置上の接触パッドは、試料に電圧又は電流をもたらす（例えば、電流は、熱をもたらすために発熱チップを通すようにされるか、又は電流又は電圧バイアスが、電気的チップを使用して試料に適用される）。

[0042] 第３の実施形態では、図６Ａ〜図６Ｄ及び図７に示すように、電気コネクタ（１１０）の接触パッド（１２０）は、事実上デフレクティブである（例えば、図２Ｆに示すように）。上述の通り、電気コネクタ（１１０）はホルダ本体（１０５）に挿入される。ホルダ本体（１０５）に窓装置（１０７）が任意選択的に挿入できる。その後、試料支持装置（１０３）が試料本体（１０５）に挿入されて、任意選択的な窓装置（１０７）が被覆され、及び電気コネクタ（１１０）の少なくとも１つの電気接触パッド（１２０）が試料支持装置（１０３）上の試料支持体パッド（１６０）と接触するようにする（例えば、図２Ｂに示すように）。試料支持装置は、窓装置が存在するとき、窓装置よりも大きい、小さい、又はそれと同じ寸法にできることを理解する必要がある。好ましくは、試料ホルダ（１０５）にＯリング（１８０）が存在する。その後、ホルダの蓋（１０１）がホルダ本体（１０５）に取り付けられる。第３の実施形態における電気コネクタ（１１０）の接触パッド（１２０）は、試料支持装置（１０３）が載置されるホルダ本体（１０５）の底面に対して上昇しており、かつバネ定数を有することを理解する必要がある。ホルダの蓋（１０１）が取り付けられるときに電気コネクタ（１１０）に加えられる力によって、電気コネクタ（１１０）の少なくとも１つの電気接触パッド（１２０）と試料支持装置（１０３）上の試料支持体パッド（１６０）とを確実に接触させる。図７に、図６Ｄの断面を示す。当業者は、検査される試料は、窓装置（１０７）と試料支持装置（１０３）との間に位置決めされるか、又は窓装置が使用されない場合、試料支持装置（１０３）上に位置決めされることを理解する必要がある。好ましくは、窓装置が使用され、及びガスセル（すなわち、１つの温度制御装置と１つの窓装置）又は電気化学セル（すなわち、１つの電気装置と１つの窓装置）が生成される。試料支持装置上の接触パッドは、試料へ電圧又は電流をもたらす（例えば、電流は、熱をもたらすように発熱チップを通すようにされるか、又は電流又は電圧バイアスが、電気的チップを使用して試料に適用される）。

[0043] 電気コネクタ（１１０）の構成に関して、電気コネクタは、１つ以上の露出した接触パッド（１２０）を備える剛体基板又は可撓性基板上の導電回路である。前記接触を正確な距離及びサイズにすることによって、試料支持装置（１０３）に対してばらつきのない導電率を可能にする。電気コネクタ（１１０）は、絶縁基板の少なくとも１つの層上の単一層の導電回路とし得るか、又は基板の少なくとも２つの絶縁層によって多層に形成でき、その場合、少なくとも２つの導電回路が、基板を通るビアホールによって接続され、その製造は当業者に理解されている。

[0044] 例示的実施形態及び特徴を参照して、本発明を本明細書で様々に開示したが、上述の実施形態及び特徴は、本発明を限定するものではないこと、及び他の変形例、修正例及び他の実施形態は、それら自体が、当業者に、本明細書の開示に基づいて提案するものであることを理解されたい。それゆえ、本発明は、下記で説明する特許請求の範囲内及び趣旨にある、そのような変形例、修正例及び代替的な実施形態を全て含むものと広く解釈される。

Claims

電子顕微鏡用の、試料ホルダ及び鏡筒を備える装置であって、
前記試料ホルダは、少なくとも１つの試料支持装置に適合する少なくとも１つの凹部を備えたホルダ本体を備え、前記少なくとも１つの試料支持装置は少なくとも１つの試料支持体接触パッドを有しており、
前記装置は、
ホルダの蓋と、
第１端部及び第２端部を有する電気コネクタであって、前記第１端部は少なくとも１つの電気接触パッドを有し、前記第２端部は、前記鏡筒の長さの少なくとも一部に挿入可能でありかつ前記一部に延び、前記電気コネクタの前記第１端部の前記少なくとも１つの電気接触パッド及び前記試料支持装置の前記少なくとも１つの試料支持体接触パッドは前記ホルダ本体内で接触する、電気コネクタと、をさらに備える、装置。
前記ホルダ本体が、前記電気コネクタを上昇させる手段をさらに備え、前記手段は、前記電気コネクタの前記少なくとも１つの電気接触パッドを前記試料支持装置の前記少なくとも１つの試料支持体接触パッドに強制的に接触させるようにする、請求項１に記載の装置。
前記手段が、エラストマー性材料、片持ち梁又は板バネを含む、請求項２に記載の装置。
前記電気コネクタの前記第１端部の前記少なくとも１つの電気接触パッドが少なくとも１つのデフレクティブ接触部を備え、前記電気コネクタの前記少なくとも１つの電気接触パッドがバネ定数を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
前記ホルダ本体が試料支持装置及び窓装置を収容する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
前記ホルダ本体が少なくとも１つの試料支持装置を収容する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
前記試料支持装置が温度制御装置又は電気装置である、請求項５又は６に記載の装置。
前記試料支持装置が、電子に対して透過性を有する窓を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
前記電気コネクタの前記第２端部が、外部電源に接続される個々の接触点を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。