JP6532558B2 - 2つの半導体デバイスでガスまたは液体セルを形成するための電子顕微鏡サンプルホルダおよびサンプルを結像する方法 - Google Patents
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Description
)顕微鏡法と知られている分野)要請がますます増加していることにより、高密度アレイが求められている。本願発明者による先の出願に示されているように、半導体デバイスは、電流を流す、または、試料全体にまたはその付近に電界を作ることによって、その上に位置決めされた試料と相互に作用するようにされる。これらの電気信号は、試料を加熱する、冷却する、バイアスをかける、または帯電させるように使用でき、これらは全て顕微鏡内でリアルタイムに観察される間に使用できる。試料に設けられる電気接点の数を増加すると、同じデバイス上に行うことができる実験の数および種類が増加される。
れている。しかし、液体またはガスセルを形成するために使用されるデバイスに接触および位置合わせするためのより高度な装置および方法が求められている。
様々な形状およびサイズの先端部、バレル部、および端部を有するように製造される。
、成長させられたまたは堆積された半導体層、堆積されたまたは電気めっきされた金属膜、ポリマーのHD−4100シリーズ(日立デュポンマイクロシステムズ社)といったポリイミドフィルムが含まれる。
バイス間の間隙は、スペーサ層の厚さによって設定される。このスペーサ層の厚さを制御することは重大である。スペーサが薄過ぎる場合、試料はつぶれてしまう。スペーサが厚過ぎる場合、試料の周りに余剰の液体があることになり、これは像の解像度を低下してしまう。スペーサ層の厚さは、当業者であれば容易に決定できる。
向いている状態で浅いポケット内に置かれる。熱デバイスは、ウィンドウデバイス上のスペーサ層特徴上に着座する。熱デバイス上の金接点パッドは、浅いポケット内の下にある接触点と位置合わせされる。図7に示されるように、深いポケットと浅いポケットとは2つの共通の側部を有することができるので、ポケット内のデバイスは、共通の面について位置合わせされ、したがって互いにも位置合わせされる。この重大な「自己整合」特徴によって、デバイスは、高精度で互いに対し位置合わせされることが可能となる。
成長させられたまたは堆積された半導体層、およびポリマーのHD−4100シリーズ(日立デュポンマイクロシステムズ社)といったポリイミドフィルムが含まれる。
距離、したがって、デバイス間のガスまたは液体層の厚さを設定する。好ましいスペーサ厚さは、約0.1μmから約50μmの範囲内である。
る。さらに、電気接点が不要である。なお、これらのウィンドウデバイスの片方または両方が、その上にスペーサ材料を有しうることは理解すべきである。図10および図11に、液体セルホルダの例を示し、以下により詳細に説明する。
端を含み、また、最も好適にはすべての端が接触点を含む。
Claims (21)
- サンプルホルダ本体とサンプルホルダ蓋とを含む、電子顕微鏡用のサンプルホルダであって、
前記サンプルホルダ本体は、
第1マイクロ電子デバイスを内部に位置決めするための深いポケット底部および深いポケット壁を有する深いポケットと、
第2マイクロ電子デバイスを内部に位置決めするための浅いポケット底部および浅いポケット壁を有する浅いポケットと、を含み、
前記浅いポケットは、前記深いポケットを完全に囲み、
前記浅いポケット底部には少なくとも1つの電気接点が位置決めされ、
動作時に、前記浅いポケット底部と前記第2マイクロ電子デバイスとの間の空間をシールするために、前記浅いポケット底部と前記第2マイクロ電子デバイスとの間にシールが位置決めされている、サンプルホルダ。 - 前記サンプルホルダ本体および前記サンプルホルダ蓋は、前記サンプルホルダを電子ビームが通過するための孔を有する、請求項1に記載のサンプルホルダ。
- 前記サンプルホルダ本体は、
(a)少なくとも1つのインレット供給ライン、
(b)少なくとも1つのアウトレット供給ライン、
(c)少なくとも1つのシール手段、
(d)前記サンプルホルダ蓋を前記サンプルホルダ本体に固定するための固定手段、および
(e)これらの組み合わせ、
からなる群から選択される少なくとも1つのコンポーネントを含む、請求項1に記載のサンプルホルダ。 - 前記サンプルホルダ蓋は、
(a)少なくとも1つのシール手段、
(b)前記サンプルホルダ蓋を前記サンプルホルダ本体に固定するための固定手段、および
(c)これらの組み合わせ、
からなる群から選択される少なくとも1つのコンポーネントを含む、請求項1に記載のサンプルホルダ。 - 前記シール手段は、Oリングを含む、請求項3に記載のサンプルホルダ。
- 前記固定手段は、ネジを含む、請求項3に記載のサンプルホルダ。
- 前記第1マイクロ電子デバイスと前記第2マイクロ電子デバイスとに圧力が付与されると、第1シール手段が前記深いポケット底部に位置決めされて前記深いポケット底部の孔を取り囲み、前記深いポケット底部の前記孔の周りにシールが形成される、請求項3に記載のサンプルホルダ。
- 前記サンプルホルダ蓋が前記サンプルホルダ本体を覆い、
より良い位置合わせのために、前記サンプルホルダ蓋の、より大きい深さが、前記浅いポケットに挿入可能となるように、前記サンプルホルダ蓋は、前記浅いポケットの長さおよび幅よりも大きい深さを持つ、請求項1に記載のサンプルホルダ。 - 前記第1マイクロ電子デバイスはウィンドウデバイスを含む、請求項1に記載のサンプルホルダ。
- 前記第1および第2マイクロ電子デバイスは、前記第1および第2マイクロ電子デバイスを内部に有する前記サンプルホルダ内を電子ビームが通過するように位置合わせされる、請求項1に記載のサンプルホルダ。
- 前記第2マイクロ電子デバイスは熱デバイスまたは電気バイアスデバイスを含む、請求項1に記載のサンプルホルダ。
- 前記第2マイクロ電子デバイスの長さおよび幅は前記第1マイクロ電子デバイスの長さおよび幅よりも大きい、請求項1に記載のサンプルホルダ。
- 前記第1マイクロ電子デバイスと前記第2マイクロ電子デバイスとに圧力が付与されると、第2シール手段が前記サンプルホルダ蓋に位置決めされて前記サンプルホルダ蓋の孔を取り囲み、前記サンプルホルダ蓋の前記孔の周りにシールが形成される、請求項8に記載のサンプルホルダ。
- 前記第2マイクロ電子デバイス上の少なくとも1つの接点パッドが、前記浅いポケット底部に位置決めされた少なくとも1つの電気接点と位置合わせされる、請求項11に記載のサンプルホルダ。
- 電子顕微鏡内の液体またはガス環境においてサンプルを結像する方法であって、サンプルをサンプルホルダ内に挿入することと、前記サンプルを含む前記サンプルホルダを電子顕微鏡内に挿入することと、液体またはガスを前記サンプルホルダ内の前記サンプルに導入することと、前記サンプルを前記電子顕微鏡で結像することと、を含み、
前記サンプルホルダは、
第1マイクロ電子デバイスを内部に位置決めするための深いポケット底部および深いポケット壁を有する深いポケットと、
第2マイクロ電子デバイスを内部に位置決めするための浅いポケット底部および浅いポケット壁を有する浅いポケットと、を含み、
前記浅いポケットは、前記深いポケットを完全に囲み、
前記浅いポケット底部には少なくとも1つの電気接点が位置決めされ、
動作時に、前記浅いポケット底部と前記第2マイクロ電子デバイスとの間の空間をシールするために、前記浅いポケット底部と前記第2マイクロ電子デバイスとの間にシールが位置決めされている、方法。 - 前記第1マイクロ電子デバイスは、ウィンドウデバイスを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記第2マイクロ電子デバイスは、加熱デバイスまたは電気バイアスデバイスを含む、請求項15に記載の方法。
- サンプルホルダ蓋がサンプルホルダ本体を覆い、
より良い位置合わせのために、前記サンプルホルダ蓋の、より大きい深さが、前記浅いポケットに挿入可能となるように、前記サンプルホルダ蓋は、前記浅いポケットの長さおよび幅よりも大きい深さを持つ、請求項15に記載の方法。 - 前記第1マイクロ電子デバイスと前記第2マイクロ電子デバイスとに圧力が付与されると、第2シール手段がサンプルホルダ蓋に位置決めされて前記サンプルホルダ蓋の孔を取り囲み、前記サンプルホルダ蓋の前記孔の周りにシールが形成され、
前記第1マイクロ電子デバイスと前記第2マイクロ電子デバイスとに圧力が付与されると、第1シール手段が前記深いポケット底部に位置決めされて前記深いポケット底部の孔を取り囲み、前記深いポケット底部の前記孔の周りにシールが形成される、請求項15に記載の方法。 - 前記第1マイクロ電子デバイスは、ウィンドウデバイスであり、
前記第2マイクロ電子デバイスは、熱デバイスまたは電気バイアスデバイスであり、
サンプルホルダ本体に前記サンプルホルダ蓋を取り付けることによって、
(a)前記第1シール手段および前記第2シール手段を圧縮してシールを形成し、
(b)前記浅いポケット底部に位置決めされた少なくとも1つの電気接点と前記第2マイクロ電子デバイス上の少なくとも1つの接点パッドとの間の電気接点を形成する、請求項19に記載の方法。 - 前記第1マイクロ電子デバイスは、ウィンドウデバイスであり、
前記第2マイクロ電子デバイスは、熱デバイスまたは電気バイアスデバイスであり、
第1シール手段が前記深いポケット底部に位置決めされて前記深いポケット底部の孔を取り囲み、
第2シール手段が前記サンプルホルダ蓋に位置決めされて前記サンプルホルダ蓋の孔を取り囲み、
前記サンプルホルダ本体に前記サンプルホルダ蓋を取り付けることによって、
(a)前記第1シール手段および前記第2シール手段を圧縮してシールを形成し、
(b)前記浅いポケット底部に位置決めされた少なくとも1つの電気接点と前記第2マイクロ電子デバイス上の少なくとも1つの接点パッドとの間の電気接点を形成する、請求項1に記載のサンプルホルダ。
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