TW201640103A - 用於電子顯微鏡的樣品承載裝置與其製造方法 - Google Patents

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TW201640103A TW104114473A TW104114473A TW201640103A TW 201640103 A TW201640103 A TW 201640103A TW 104114473 A TW104114473 A TW 104114473A TW 104114473 A TW104114473 A TW 104114473A TW 201640103 A TW201640103 A TW 201640103A
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陳昶孝
甯超群
涂琇真
陳怡辰
廖興盛
廖永順
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國立成功大學
汎銓科技股份有限公司
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Abstract

一種用於電子顯微鏡的樣品承載裝置與其製造方法。本樣品承載裝置主要係以具多孔性結構之第一薄膜來支撐第二薄膜,以大幅地減少第二薄膜的厚度,而可提高由第二薄膜所形成之薄膜侷限型液槽的電子穿透率。

Description

用於電子顯微鏡的樣品承載裝置與 其製造方法
本發明是有關於一種樣品承載裝置,且特別是一種用於電子顯微鏡的樣品承載裝置。
當使用電子顯微鏡來觀測含液體樣品時,需防止液體或氣體散佈在真空腔體中,以避免干擾電子束成像所需的真空度,並保持樣品處於液體狀態中。一般而言,樣品承載裝置可具有薄膜侷限型液槽(Liquid Cell),其係使用薄膜來將液體樣品侷限於一個環境裝置內。薄膜侷限型液槽係以薄膜覆蓋住孔洞,以防止液體蒸汽洩漏至真空腔體中,其中薄膜需具有足夠的電子穿透率和機械強度與氣密性。就設計原則而言,薄膜的厚度愈小,其電子穿透率愈好。
一種習知之樣品承載裝置包括兩基底、兩薄膜、觀測窗口、黏著劑、墊襯物(spacer)、樣品填充放置區以及密封膠。各基底分別具有窗口,且各薄膜分別形成於各基底上。觀測窗口是將兩基底的窗口結合而形成。黏著劑配置於兩薄膜之間,並留一或數個開口作為樣品填充口,樣品 填充口係用於填充樣品。墊襯物獨立配置於兩薄膜之間或混入黏著劑一起夾在兩薄膜之間。樣品填充放置區介於兩薄膜之間,用以放置樣品。密封膠使兩薄膜之間的樣品填充口完全密封,或將兩薄膜四周含樣品填充口完全密封。此習知之樣品承載裝置之結構相當複雜,製作成本相當高。此外,此習知之樣品承載裝置之每一個薄膜的厚度係介於2nm至100nm之間,其厚度偏厚,不利於電子穿透。此習知樣品承載裝置係使用絕緣體薄膜,易出現表面電荷累積現象,因而影響觀測。
另一種習知之樣品承載裝置包含一蓋件及一基座,其中此蓋件包含形成有凹槽的本體及第一薄膜,此凹槽暴露出第一薄膜;基座包含形成有溝槽的基體部、焊接部及第二薄膜,其中第二薄膜係設置於基體部的下緣,溝槽暴露出第二薄膜,焊接部以一金屬組合物焊接於蓋件。此習知之樣品承載裝置之結構亦相當複雜,製作成本相當高。此外,此習知之樣品承載裝置之每一個薄膜的厚度係介於10nm至1μm之間,其厚度亦偏厚,不利於電子穿透。此習知樣品承載裝置係使用絕緣體薄膜,易出現表面電荷累積現象,因而影響觀測。
因此,需要一種用於電子顯微鏡的樣品承載裝置,以克服上述習知技術的缺點。
本發明的目的是在於提供一種用於電子顯微鏡的樣品承載裝置,藉以減少侷限液體樣品之薄膜的厚度。
根據本發明之一態樣,提出一種樣品承載裝置樣品承載裝置,其適用於一電子顯微鏡。此樣品承載裝置包含:上蓋件和下蓋件。此上蓋件包含:上蓋本體、第一上蓋薄膜和第二上蓋薄膜。上蓋本體具有一上蓋開口,而第一上蓋薄膜具有至少一個第一上蓋薄膜孔洞。第一上蓋薄膜係設置於上蓋本體與第二上蓋薄膜之間,其中第一上蓋薄膜孔洞與上蓋開口相互對準疊合而暴露出部分之第二上蓋薄膜,第二上蓋薄膜的厚度小於第一上蓋薄膜的厚度。此下蓋件包含:下蓋本體、第一下蓋薄膜和第二下蓋薄膜。下蓋本體具有一下蓋開口和相對之一第一下蓋表面和一第二下蓋表面,其中與第二下蓋表面相鄰接之下蓋開口的側壁具有一凸出部,其中上蓋件係卡合於下蓋開口中,使得第二上蓋薄膜被凸出部所支撐而形成一樣品容置空間。第一下蓋薄膜具有至少一個第一下蓋薄膜孔洞。第一下蓋薄膜係設置於下蓋本體與第二下蓋薄膜之間,其中第二下蓋薄膜的厚度小於第一下蓋薄膜的厚度,第一上蓋薄膜或第一下蓋薄膜的厚度對第二上蓋薄膜或第二下蓋薄膜的厚度之一比值係實質介於1至3,333間。第一上蓋薄膜孔洞或第一下蓋薄膜孔洞的孔徑對第二上蓋薄膜或第二下蓋薄膜的孔徑之一比值係實質介於1至333,333間。第一下蓋薄膜孔洞與下蓋開口相互對準疊合而暴露出部分之第二下蓋薄膜,而部分之第二下蓋薄膜與部分之第二上蓋薄膜相互對準疊合。
依據本發明之一實施例,形成上述之第一上蓋薄膜或第一下蓋薄膜的材料包含聚酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)、SU-8光阻、聚醯亞胺(Polyimide)、蕾絲碳(Lacey Carbon)、多孔碳(Holey Carbon)、氮化矽或二氧化矽。
依據本發明之一實施例,形成上述之第二上蓋薄膜或第二下蓋薄膜的材料包含石墨烯(Graphene)、黑磷(Black phosphorus)、MoS2、可供形成二維結構薄膜的材料或其異質堆疊組合。
依據本發明之一實施例,形成上述之上蓋本體的材料為一可撓性材料或矽材料。
依據本發明之一實施例,形成上述之上蓋本體的材料為聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)。
依據本發明之一實施例,形成上述之下蓋本體的材料為一剛性材料。
依據本發明之一實施例,上述之上蓋本體具有相對之第一上蓋表面和第二上蓋表面,上述之第一上蓋薄膜係設置於第二上蓋表面上,上述之上蓋開口的截面積係由第一上蓋表面漸減至第二上蓋表面。
根據本發明之一態樣,提出一種樣品承載裝置的製造方法,適用於一電子顯微鏡。在此樣品承載裝置的製造方法中,首先,提供一母模,其中此母模具有一凹槽。接著,填充一可撓性材料或矽材料至凹槽中,以形成一上蓋本 體。然後,將上蓋本體自凹槽中取出。接著,形成一上蓋開口貫穿上蓋本體,其中與上蓋本體之一表面相鄰接之上蓋開口的側壁具有一凸出部。然後,形成一複合膜於上蓋本體之表面上,其中此複合膜包含:一第一上蓋薄膜和一第二上蓋薄膜。第一上蓋薄膜具有至少一個第一上蓋薄膜孔洞,第一上蓋薄膜係設置於上蓋本體與第二上蓋薄膜之間,其中第一上蓋薄膜孔洞與上蓋開口相互對準疊合而暴露出部分之第二上蓋薄膜,第二上蓋薄膜的厚度小於第一上蓋薄膜的厚度。在樣品承載裝置的製造方法,更形成一下蓋件,其中此下蓋件包含:下蓋本體、第一下蓋薄膜和第二下蓋薄膜。下蓋本體具有一下蓋開口和相對之一第一下蓋表面和一第二下蓋表面,其中與該第二下蓋表面相鄰接之該下蓋開口的側壁具有一凸出部,第一下蓋薄膜具有至少一個第一下蓋薄膜孔洞,而第一下蓋薄膜係設置於下蓋本體與第二下蓋薄膜之間,其中第二下蓋薄膜的厚度小於第一下蓋薄膜的厚度,第一下蓋薄膜孔洞與下蓋開口相互對準疊合而暴露出部分之第二下蓋薄膜。然後,將上蓋本體卡合至下蓋件之下蓋開口中,使得第二上蓋薄膜被凸出部所支撐,並使部分之第二下蓋薄膜與部分之第二上蓋薄膜相互對準疊合而形成一樣品容置空間。第一上蓋薄膜或第一下蓋薄膜的厚度對第二上蓋薄膜或第二下蓋薄膜的厚度之一比值係實質介於1至3,333間。第一上蓋薄膜孔洞或第一下蓋薄膜孔洞的孔徑對第二上蓋薄膜或第二下蓋薄膜的孔徑之一比值係實質介於1至333,333間。
依據本發明之一實施例,當上述之上蓋本體為可撓性材料時,形成上述之上蓋開口貫穿上蓋本體的步驟係以雷射或機械鑽孔的方式來進行;當上述之上蓋本體為一矽材料時,形成上述之上蓋開口貫穿上蓋本體的步驟係以蝕刻的方式來進行。
依據本發明之一實施例,形成上述之複合膜於上蓋本體之表面上的步驟係以轉印的方式來進行。
因此,應用本發明之實施例,可有效地減少形成樣品容置空間之薄膜的厚度,以增加電子穿透率;可大幅地簡化結構與製作方法;可提供延伸全視窗的大小、精確定位樣品位置、增加觀測到理想樣品的機率、饒性上蓋可以增加與下蓋密合度。
100‧‧‧上蓋件
110‧‧‧上蓋本體
112‧‧‧上蓋開口
114‧‧‧第一上蓋表面
116‧‧‧第二上蓋表面
118‧‧‧外側壁
120‧‧‧第一上蓋薄膜
122‧‧‧第一上蓋薄膜孔洞
130‧‧‧第二上蓋薄膜
150‧‧‧下蓋件
160‧‧‧下蓋本體
162‧‧‧下蓋開口
163‧‧‧凸出部
164‧‧‧第一下蓋表面
166‧‧‧第二下蓋表面
168‧‧‧側壁
170‧‧‧第一下蓋薄膜
172‧‧‧第一下蓋薄膜孔洞
180‧‧‧第二下蓋薄膜
190‧‧‧樣品容置空間
200‧‧‧上蓋件
210‧‧‧上蓋本體
212‧‧‧上蓋開口
220‧‧‧第一上蓋薄膜
222‧‧‧第一上蓋薄膜孔洞
230‧‧‧第二上蓋薄膜
300‧‧‧上蓋件
310‧‧‧上蓋本體
312‧‧‧上蓋開口
320‧‧‧第一上蓋薄膜
322‧‧‧第一上蓋薄膜孔洞
330‧‧‧第二上蓋薄膜
400‧‧‧母模
402‧‧‧凹槽
410‧‧‧上蓋本體
412‧‧‧上蓋開口
416‧‧‧複合膜
420‧‧‧第一上蓋薄膜
422‧‧‧第一上蓋薄膜孔洞
430‧‧‧第二上蓋薄膜
為了更完整了解實施例及其優點,現參照結合所附圖式所做之下列描述,其中〔圖1A〕係繪示依照本發明之一些實施例之樣品承載裝置之上蓋件的剖面示意圖;〔圖1B〕係繪示依照本發明之一些實施例之樣品承載裝置之下蓋件的剖面示意圖;〔圖1C〕係繪示依照本發明之一些實施例之樣品承載裝置之上蓋件與下蓋件組合後的剖面示意圖; 〔圖2〕係繪示依照本發明之其他實施例之樣品承載裝置之上蓋件的剖面示意圖;〔圖3A〕係繪示依照本發明之其他實施例之樣品承載裝置之上蓋件的剖面示意圖;〔圖3B〕係繪示依照本發明之其他實施例之樣品承載裝置之上蓋件與下蓋件組合後的剖面示意圖;以及〔圖4A〕至〔圖4F〕係繪示依照本發明之一些實施例之樣品承載裝置的製作方法於各種製造階段的剖面示意圖。
以下仔細討論本發明的實施例。然而,可以理解的是,實施例提供許多可應用的發明概念,其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論之特定實施例僅供說明,並非用以限定本發明之範圍。
本發明之實施例係提供一種具有薄膜侷限型液槽的樣品承載裝置,適用於電子顯微鏡,特別是穿透式電子顯微鏡(Transmission Electron Microscopy:TEM)。此樣品承載裝置主要係以具多孔性結構之第一薄膜來支撐第二薄膜,以大幅地減少第二薄膜的厚度,而可提高由兩第二薄膜所形成之薄膜侷限型液槽的電子穿透率。此外,第一薄膜的多孔性結構可提供多個視窗,其除可有效支撐第二薄膜,亦可延伸全視窗的大小,並精確地定位樣品位置。
請參照圖1A、圖1B和圖1C,圖1A係繪示依照本發明之一些實施例之樣品承載裝置之上蓋件100的剖面 示意圖;圖1B係繪示依照本發明之一些實施例之樣品承載裝置之下蓋件150的剖面示意圖;及圖1C係繪示依照本發明之一些實施例之樣品承載裝置的剖面示意圖。本發明之樣品承載裝置包含:上蓋件100和下蓋件150。
如圖1A所示,上蓋件100包含:上蓋本體110、第一上蓋薄膜120和第二上蓋薄膜130。上蓋本體110係由可撓性材料或矽材料所形成,可撓性材料可為例如:聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)。上蓋本體110具有一上蓋開口112、相對之第一上蓋表面114和第二上蓋表面116,上蓋開口112為一漸縮穿孔,其截面積由第一上蓋表面114漸減至第二上蓋表面116。第一上蓋薄膜120係設置於第二上蓋表面116上,並位於上蓋本體110與第二上蓋薄膜130之間。第一上蓋薄膜120為一多孔性結構,其具有複數個第一上蓋薄膜孔洞122。第一上蓋薄膜孔洞122與上蓋開口112相互對準疊合而暴露出部分之第二上蓋薄膜130。由於第二上蓋薄膜130的厚度遠小於第一上蓋薄膜120的厚度,可利用分子間的凡得瓦力來使厚度相當薄之第二上蓋薄膜130貼附於第一上蓋薄膜120上。此係因尺度效應的緣故,第一上蓋薄膜120可用凡德瓦力來貼附抓住第二上蓋薄膜130,提供平行於第二上蓋薄膜130方向的支撐力(及附著力),有效地支撐厚度相當薄之第二上蓋薄膜130,避免第二上蓋薄膜130破裂。第一上蓋薄膜120的厚度對第二上蓋薄膜130的厚度之一比值係實質介於1至3,333間。第一上蓋薄膜孔洞122的孔徑對第二上蓋薄膜 130的孔徑之一比值係實質介於1至333,333間。在一些實施例中,第一上蓋薄膜孔洞122的孔徑係介於約10nm至約100um之間,第一上蓋薄膜120的厚度係介於約10nm至約1000nm之間,第二上蓋薄膜130的厚度係介於約0.3nm至約10nm之間。
如圖1B所示,下蓋件150包含:下蓋本體160、第一下蓋薄膜170和第二下蓋薄膜180。下蓋本體150係由剛性性材料所形成,例如:矽基材料、半導體材料或金屬氧化物等。下蓋本體160具有一下蓋開口162、相對之第一下蓋表面164和第二下蓋表面166,其中與第二下蓋表面166相鄰接之上蓋開口162的側壁具有一凸出部163。
第一下蓋薄膜170係設置於第二下蓋表面166上,並位於下蓋本體160與第二下蓋薄膜180之間。第一下蓋薄膜170為一多孔性結構,其具有至少一個第一下蓋薄膜孔洞172。第一下蓋薄膜孔洞172與下蓋開口162相互對準疊合而暴露出部分之第二下蓋薄膜180。由於第二下蓋薄膜180的厚度遠小於第一下蓋薄膜170的厚度,可利用分子間的凡得瓦力來使厚度相當薄之第二下蓋薄膜180貼附於第一下蓋薄膜170上。此係因尺度效應的緣故,第一下蓋薄膜170可用凡德瓦力來貼附抓住第二下蓋薄膜180,提供平行於第二下蓋薄膜180方向的支撐力(及附著力),有效地支撐厚度相當薄之第二下蓋薄膜180,避免第二下蓋薄膜180破裂。第一下蓋薄膜170的厚度對第二下蓋薄膜180的厚度之一比值係實質介於1至3,333間。第一下蓋薄膜孔洞172的 孔徑對第二下蓋薄膜180的孔徑之一比值係實質介於1至333,333間。在一些實施例中,第一下蓋薄膜孔洞172的孔徑係介於約10nm至約100um之間,第一下蓋薄膜170的厚度係介於約10nm至約1000nm之間,第二下蓋薄膜180的厚度係介於約0.3nm至約10nm之間。第一上蓋薄膜120和第一下蓋薄膜170的多孔性結構可提供多個視窗,其可延伸全視窗的大小並精確定位樣品位置。
在一些實施例中,形成第一上蓋薄膜120或第一下蓋薄膜170的材料包含聚酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)、SU-8光阻、聚醯亞胺(Polyimide)、蕾絲碳(Lacey Carbon)或多孔碳(Holey Carbon)、氮化矽或二氧化矽。形成第二上蓋薄膜130或第二下蓋薄膜180的材料包含石墨烯(Graphene)、黑磷(Black phosphorus)、MoS2、可供形成二維結構薄膜的材料或其異質堆疊組合。在一些實施例中,形成第二上蓋薄膜130或第二下蓋薄膜180的材料具導電性,可將表面電荷導掉,避免樣品表面電荷累積使成像失真。由於第二上蓋薄膜130或第二下蓋薄膜180的厚度薄且可減少電荷累積,故可提供高解析度之液態樣品電子顯微鏡影像。
如圖1B和圖1C所示,由剛性性材料所形成之下蓋本體150的下蓋開口162為一漸縮開口,下蓋開口162的側壁168可與由可撓性材料或矽材料所形成之上蓋件100的外側壁118相卡合,而使第二上蓋薄膜130被凸出部163所支撐。因此,本發明之上蓋件100與下蓋件150的組合不需 使用任何結合元件,例如:黏著劑、焊料等。上蓋開口112和下蓋開口162可為圓柱體或角柱體等。當部分之第二下蓋薄膜180(由第一下蓋薄膜孔洞172暴露出)與部分之第二上蓋薄膜130(由第一上蓋薄膜孔洞122暴露出)相互對準疊合時,便可形成樣品容置空間190。
請參照圖2,圖2係繪示依照本發明之其他實施例之樣品承載裝置之上蓋件200的剖面示意圖。上蓋件200包含:具有上蓋開口212之上蓋本體210、第一上蓋薄膜220和第二上蓋薄膜230。與圖1A不同的是,本實施例之第一上蓋薄膜220僅具有一個第一上蓋薄膜孔洞222。
請參照圖3A和圖3B,圖3A係繪示依照本發明之其他實施例之樣品承載裝置之上蓋件300的剖面示意圖;圖3B係繪示依照本發明之其他實施例之樣品承載裝置之上蓋件300與下蓋件組合後的剖面示意圖。
如圖3A所示,上蓋件300包含:具有上蓋開口312之上蓋本體310、第一上蓋薄膜320和第二上蓋薄膜330。與圖1A不同的是,本實施例之上蓋開口312為一直孔(Straight Hole)。如圖3B所示,上蓋件300可與如圖1B所示之下蓋件150相卡合,使得第二上蓋薄膜330被凸出部163所支撐,而形成樣品容置空間190。
應注意的是,上述例子僅用以舉例說明本發明之實施例。實際上,本發明之上蓋本體、第一上蓋薄膜和第二上蓋薄膜;與下蓋本體、第一下蓋薄膜和第二下蓋薄膜的材料仍有許多其他態樣。就設計原則而言,第二上蓋薄膜和 第二下蓋薄膜的厚度愈薄,愈能提升電子穿透率;第一上蓋薄膜和第一下蓋薄膜的厚度愈厚,愈能提供第二上蓋薄膜和第二下蓋薄膜的支撐力。
請參照圖4A至圖4F,圖4A至圖4F係繪示依照本發明之一些實施例之樣品承載裝置的製作方法於各種製造階段的剖面示意圖。在此樣品承載裝置的製造方法中,首先,如圖4A所示,提供一母模400(例如:矽母模),其中母模400具有一凹槽402。接著,如圖4B所示,填充一可撓性材料或矽材料至凹槽402中,以形成一上蓋本體410。然後,如圖4C所示,將上蓋本體410自凹槽中取出。接著,如圖4D所示,以例如雷射、機械鑽孔或蝕刻的方式形成一上蓋開口412貫穿上蓋本體410。當上蓋本體140係由可撓性材料所形成時,形成上蓋開口412貫該上蓋本體140的步驟係以雷射或機械鑽孔的方式來進行;當上蓋本體140為係由矽材料所形成時,形成上蓋開口412貫穿上蓋本體140的步驟係以蝕刻的方式來進行。然後,如圖4E所示,以例如轉印的方式形成一複合膜416於上蓋本體410之表面上,其中複合膜416包含:第一上蓋薄膜420和第二上蓋薄膜430。第一上蓋薄膜420具有至少一個第一上蓋薄膜孔洞422,第一上蓋薄膜420係設置於上蓋本體410與第二上蓋薄膜430之間,其中第一上蓋薄膜孔洞420與上蓋開口412相互對準疊合而暴露出部分之第二上蓋薄膜430,第二上蓋薄膜430的厚度小於第一上蓋薄膜的厚度422。如圖4E所示,在樣品承載裝置的製造方法,更形成如第1B圖所示之下蓋件,其中 下蓋件包含:下蓋本體160、第一下蓋薄膜170和第二下蓋薄膜180。將上蓋本體410卡合至下蓋件之下蓋開口中,使得第二上蓋薄膜430被凸出部163所支撐,並使部分之第二下蓋薄膜180與部分之第二上蓋薄膜430相互對準疊合而形成一樣品容置空間190。本樣品承載裝置的製作方法中之上蓋本體、第一上蓋薄膜和第二上蓋薄膜;與下蓋本體、第一下蓋薄膜和第二下蓋薄膜的厚度與材料均如上所述,故不在此贅述。
綜上所述,相較於習知技術,本發明的優點為:可有效地減少形成樣品容置空間之薄膜的厚度,以增加電子穿透率;可大幅地簡化裝置結構與製作方法,因而降低製作成本;可提供延伸全視窗的大小、精確地定位樣品位置而增加觀測到理想樣品的機率、饒性上蓋可以增加與下蓋密合度。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
110‧‧‧上蓋本體
112‧‧‧上蓋開口
120‧‧‧第一上蓋薄膜
122‧‧‧第一上蓋薄膜孔洞
130‧‧‧第二上蓋薄膜
160‧‧‧下蓋本體
163‧‧‧凸出部
170‧‧‧第一下蓋薄膜
172‧‧‧第一下蓋薄膜孔洞
180‧‧‧第二下蓋薄膜
190‧‧‧樣品容置空間

Claims (10)

  1. 一種樣品承載裝置,適用於一電子顯微鏡,其中該樣品承載裝置包含:一上蓋件,包含:一上蓋本體,具有一上蓋開口;一第一上蓋薄膜,具有至少一個第一上蓋薄膜孔洞;以及一第二上蓋薄膜,其中該第一上蓋薄膜係設置於該上蓋本體與該第二上蓋薄膜之間,該第一上蓋薄膜孔洞與該上蓋開口相互對準疊合而暴露出部分之該第二上蓋薄膜,該第二上蓋薄膜的厚度小於第一上蓋薄膜的厚度;以及一下蓋件,包含:一下蓋本體,具有一下蓋開口和相對之一第一下蓋表面和一第二下蓋表面,其中與該第二下蓋表面相鄰接之該下蓋開口的側壁具有一凸出部,其中該上蓋件卡合於該下蓋開口中,使得該第二上蓋薄膜被該凸出部所支撐而形成一樣品容置空間;一第一下蓋薄膜,具有至少一個第一下蓋薄膜孔洞;以及一第二下蓋薄膜,其中該第一下蓋薄膜係設置於該下蓋本體與該第二下蓋薄膜之間,該第二下蓋薄膜的厚度小於該第一下蓋薄膜的厚度,該第一下蓋薄膜孔洞與該下蓋開口相互對準疊合而暴露出部分之該第二下蓋薄膜,該部分之該第二下蓋薄膜與該部分之 該第二上蓋薄膜相互對準疊合,其中該第一上蓋薄膜或該第一下蓋薄膜的厚度對該第二上蓋薄膜或該第二下蓋薄膜的厚度之一比值係實質介於1至3,333間,該第一上蓋薄膜孔洞或該第一下蓋薄膜孔洞的孔徑對該第二上蓋薄膜或該第二下蓋薄膜的孔徑之一比值係實質介於1至333,333間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之樣品承載裝置,其中形成該第一上蓋薄膜或該第一下蓋薄膜的材料包含聚酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)、SU-8光阻、聚醯亞胺(Polyimide)、蕾絲碳(Lacey Carbon)、多孔碳(Holey Carbon)、氮化矽或二氧化矽。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之樣品承載裝置,其中形成該第二上蓋薄膜或該第二下蓋薄膜的材料包含石墨烯(Graphene)、黑磷(Black phosphorus)、MoS2、可供形成二維結構薄膜的材料或其異質堆疊組合。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之樣品承載裝置,其中形成該上蓋本體的材料為一可撓性材料或一矽材料。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之樣品承載裝置,其中形成該上蓋本體的材料為聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之樣品承載裝置,其中形成該下蓋本體的材料為一剛性材料。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之樣品承載裝置,其中該上蓋本體具有相對之一第一上蓋表面和一第二上蓋表面,該第二上蓋薄膜係設置於該第二上蓋表面上,該上蓋開口的截面積係由該第一上蓋表面漸減至該第二上蓋表面。
  8. 一種樣品承載裝置的製造方法,適用於一電子顯微鏡,其中該樣品承載裝置的製造方法包含:提供一母模,其中該母模具有一凹槽;填充一可撓性材料或一矽材料至該凹槽中,以形成一上蓋本體;將該上蓋本體自該凹槽中取出;形成一上蓋開口貫穿該上蓋本體;形成一複合膜於該上蓋本體之一表面上,其中該複合膜包含:一第一上蓋薄膜,具有至少一個第一上蓋薄膜孔洞;以及一第二上蓋薄膜,其中該第一上蓋薄膜係設置於該上蓋本體與該第二上蓋薄膜之間,該第一上蓋薄膜孔洞與該上蓋開口相互對準疊合而暴露出部分之該第二上蓋薄膜,該第二上蓋薄膜的厚度小於該第一上蓋薄膜的厚度;形成一下蓋件,其中該下蓋件包含: 一下蓋本體,具有一下蓋開口和相對之一第一下蓋表面和一第二下蓋表面,其中與該第二下蓋表面相鄰接之該下蓋開口的側壁具有一凸出部;一第一下蓋薄膜,具有至少一個第一下蓋薄膜孔洞;以及一第二下蓋薄膜,其中該第一下蓋薄膜係設置於該下蓋本體與該第二下蓋薄膜之間,該第二下蓋薄膜的厚度小於第一下蓋薄膜的厚度,該第一上蓋薄膜或該第一下蓋薄膜的厚度對該第二上蓋薄膜或該第二下蓋薄膜的厚度之一比值係實質介於1至3,333間,該第一上蓋薄膜孔洞或該第一下蓋薄膜孔洞的孔徑對該第二上蓋薄膜或該第二下蓋薄膜的孔徑之一比值係實質介於1至333,333間,該第一下蓋薄膜孔洞與該下蓋開口相互對準疊合而暴露出部分之該第二下蓋薄膜;以及將該上蓋本體卡合至該下蓋件之該下蓋開口中,使得該第二上蓋薄膜被該凸出部所支撐,並使該部分之該第二下蓋薄膜與該部分之該第二上蓋薄膜相互對準疊合而形成一樣品容置空間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之樣品承載裝置的製造方法,其中當該上蓋本體為該可撓性材料時,形成該上蓋開口貫穿該上蓋本體的步驟係以雷射或機械鑽孔的方式來進行;當該上蓋本體為該矽材料,形成該上蓋開口貫穿上蓋本體的步驟係以蝕刻的方式來進行。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之樣品承載裝置的製造方法,其中該形成該複合膜於該上蓋本體之該表面上的步驟係以轉印的方式來進行。
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CN108398383A (zh) * 2018-03-23 2018-08-14 苏州原位芯片科技有限责任公司 观测薄膜窗口
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