TWI705473B - 電子顯微鏡樣品晶片及其載具及其載台及其基座之製造方法 - Google Patents
電子顯微鏡樣品晶片及其載具及其載台及其基座之製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
一種電子顯微鏡樣品晶片,此晶片包含:第一基座,其含有薄膜層、緩衝層、與主體層,緩衝層設置於薄膜層上且具有緩衝開口對應薄膜層的一部分區域,主體層設置於緩衝層上且具有主體開口對應緩衝層的緩衝開口以露出薄膜層對應緩衝開口的區域,主體層厚度為10μm至800μm,薄膜層、緩衝層、與主體層的蝕刻特性不同;間隔層,其設置於第一基座下並界定有樣品容置空間對應薄膜層對應緩衝開口的區域;以及第二基座,其設置於間隔層下。
Description
本發明主張2018年3月2日提申之美國臨時申請案申請號第62/637,816號的優先權,其整體內容併於此處以供參考。
本發明有關一種顯微鏡樣品晶片及其相關應用,特別攸關一種電子顯微鏡樣品晶片及其載具及其載台及其基座之製造方法。
請參照圖18,美國專利公告號第7,807,979號提出的電子顯微鏡樣品裝置含有:二基底(1),分別具有窗口(11);二薄膜(2),分別配置於所對應的基底(1)上;黏著劑(3),配置於此等薄膜(2)間,並開設有一或數個樣品填充口;以及樣品填充放置區(4),形成於此等薄膜(2)間,以用於容置樣品。
請再參照圖19,中華民國發明專利公告號第I433195號提出的電子顯微鏡樣品承載裝置含有:蓋件(5),具有本體(51)與第一薄膜(52),本體(51)具有第一側與相對於第一側的第二側,第一薄膜(52)設置於第二側,本體(51)具有凹槽(511)且開口於第一側,凹槽(511)暴露第一薄膜(52),第一側水平延伸形成翼部(512);以及基座(6),具
有基體部(61)、焊接部(62)、與第二薄膜(63),基體部(61)具有上緣與下緣,第二薄膜(63)設置於下緣,基體部(61)具有溝槽(611)並開口於上緣,溝槽(611)暴露第二薄膜(63),溝槽(611)的結構對應本體(51)的結構以使第二薄膜(63)於垂直方向上與第一薄膜(52)相互對準,焊接部(62)設置於上緣並相對應翼部(512),焊接部(62)以金屬組合物焊接於蓋件(5)。
上述裝置可承載液態樣品並於電子顯微鏡下觀察。然而,礙於基底(1)的窗口(11)向樣品填充放置區(4)逐漸縮小(如圖18),而基體部(61)的溝槽(611)向第二薄膜(63)逐漸縮小(如圖19),如此結構會造成樣品可視區狹窄,進而侷限裝置應用性,如:降低樣品容置空間的配置數量、或僅能觀察樣品局部樣貌。
職是之故,針對上述問題提出改善,確實為本發明所屬技術領域人士積極解決的課題之一。
本發明之目的在於提出一種電子顯微鏡樣品晶片,其具備寬廣的樣品可視區。如此一來,可提升晶片本身的應用性。
於是,本發明提出一種電子顯微鏡樣品晶片,此晶片包含:一第一基座,含有一薄膜層、一緩衝層、與一主體層,緩衝層設置於薄膜層上且具有一緩衝開口對應薄膜層的一區域,主體層設置於緩衝層上且具有一主體開口對應緩衝層的緩衝開口以露出薄膜層對應緩衝開口的區域,主體層厚度為10μm至800μm,薄膜層、緩衝層、與主體層的蝕刻特性不同,
其中該薄膜層不受濕蝕刻製程影響,該緩衝層先後受到乾蝕刻及濕蝕刻製程影響,該主體層可受乾蝕刻製程影響,且該主體開口與該緩衝開口實質上垂直於該薄膜層;一間隔層,設置於第一基座下並界定有一樣品容置空間對應薄膜層對應緩衝開口的區域;以及一第二基座,設置於間隔層下。
依本發明,緩衝開口與主體開口實質上垂直於薄膜層,以致樣品容置空間受緩衝層與主體層造成的視覺遮蔽障礙相對小。透過此結構,樣品容置空間與薄膜層對應緩衝開口之區域所界定的可視區相對寬廣,使得本發明的晶片置於電子顯微鏡下觀察樣品容置空間中的液態樣品或蒸發樣品時,可觀察到更多樣貌。
本發明尚提出一種電子顯微鏡樣品載具,此載具包含:一如前所述的樣品晶片;以及一容置晶片的載具基座。
本發明還提出一種電子顯微鏡樣品載台,此載台包含:一如前所述的樣品載具;以及一容置載具的載台基座。
本發明又提出一種電子顯微鏡樣品晶片之基座的製造方法,此方法包含:設置一緩衝層於一主體層下,主體層厚度為10μm至800μm;設置一薄膜層於緩衝層下,薄膜層、緩衝層、與主體層的蝕刻特性不同,其中該薄膜層不受濕蝕刻製程影響,該緩衝層先後受到乾蝕刻及濕蝕刻製程影響,該主體層可受乾蝕刻製程影響;乾蝕刻被使用於蝕刻主體層的一部分與緩衝層的一部分以各別形成一主體開口與一緩衝開口,主體開口對應緩衝開口;以及溼蝕刻被使用於沿緩衝開口蝕刻緩衝層的另一部分使緩衝開口對應薄膜層的一區域且使主體開口露出薄膜層對應緩衝開口
的區域,且該主體開口與該緩衝開口實質上垂直於該薄膜層。
(1):基底
(11):窗口
(2):薄膜
(3):黏著劑
(4):樣品填充放置區
(5):蓋件
(51):本體
(511):凹槽
(512):翼部
(52):第一薄膜
(6):基座
(61):基體部
(611):溝槽
(62):焊接部
(63):第二薄膜
(1):電子顯微鏡樣品晶片
(11):緩衝層
(12):薄膜層
(13):主體層
(14):主體開口
(15):緩衝開口
(16):間隔層
(17):基座(第二基座)
(18):樣品容置空間
(19):基座(第一基座)
(20):渠道
(21):電極
(22):加熱元件
(3):載具基座
(31):流道
(32):穿孔
(33):電連接件
(331):第一電連接件
(332):第二電連接件
(34):座體
(35):蓋體
(36):通孔
(5):載台基座
(51):通道
(52):電連接體
(521):第一電連接體
(522):第二電連接體
圖1至5為一系列結構示意圖,說明一實施方式之電子顯微鏡樣品晶片的製造方法。
圖6為一俯視圖,說明一實施方式的電子顯微鏡樣品載台。
圖7為一依圖6之A-A剖面線作成的剖面圖,說明上述的樣品載台。
圖8為一依圖6之B-B剖面線作成的剖面圖,說明上述的樣品載台。
圖9為一俯視圖,說明一實施方式的電子顯微鏡樣品載台。
圖10為一依圖9之A-A剖面線作成的剖面圖,說明上述的樣品載台。
圖11為一俯視圖,說明一實施方式的電子顯微鏡樣品載台。
圖12為一依圖11之A-A剖面線作成的剖面圖,說明上述的樣品載台。
圖13為一俯視圖,說明一實施方式的電子顯微鏡樣品載台。
圖14為一依圖13之A-A剖面線作成的剖面圖,說明上述的樣品載台。
圖15為一俯視圖,說明一實施方式的電子顯微鏡樣品載台。
圖16為一依圖15之A-A剖面線作成的剖面圖,說明上述的樣品載台。
圖17為一依圖15之B-B剖面線作成的剖面圖,說明上述的樣品載台。
圖18為一剖面圖,說明美國專利公告號第7,807,979號所提的電子顯微鏡樣品裝置。
圖19為一剖面圖,說明中華民國發明專利公告號第I433195號所提的電子顯微鏡樣品承載裝置。
為讓本發明上述及/或其他目的、功效、特徵更明顯易懂,下文特舉較佳實施方式,作詳細說明如下:
請參照圖1至5,說明本發明一實施方式之電子顯微鏡樣品晶片的製造方法,此晶片可適用於掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM)或穿透式電子顯微鏡(transmission electron microscope,TEM)下觀察液態樣品或蒸發樣品,如:研磨液、乳液、化妝品、血液、組織液、細胞培養液、或化學液體。
如圖1所示,設置一緩衝層(11)於一主體層(13)下,主體層(13)厚度為10μm至800μm。一般而言,可利用任何沉積或磊晶製程來形成緩衝層(11)於主體層(13)下,如:化學氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)、物理氣相沉積(physical vapor deposition,PVD)、原子層沉積(atomic layer deposition,ALD)、或分子束磊晶(molecular beam epitaxy,MBE)。緩衝層(11)以可受後續二不同蝕刻製程影響為原則,其材料可為但不限於二氧化矽或鉻,而厚度可為但不限於50nm至1μm;主體層(13)以可受後續第一次蝕刻製程影響為原則,其材料可為但不限於矽或藍寶石。
如圖2所示,設置一薄膜層(12)於緩衝層(11)下,薄膜層(12)、緩衝層(11)、與主體層(13)的蝕刻特性不同。文中所用術語「蝕刻特性不同」意指每層結構對同一蝕刻製程產生的蝕刻效果有差異。一般而言,可利用任何沉積或磊晶製程來形成薄膜層(12)於緩衝層(11)
下,如:化學氣相沉積、物理氣相沉積、原子層沉積、或分子束磊晶。薄膜層(12)以不受後續第二次蝕刻製程影響並可供電子穿透為原則,其材料可為但不限於氮化矽或碳化矽,而厚度可為但不限於5nm至100nm,較佳地為10nm至50nm,更佳地為30nm。此外,本技術領域人士可理解的是緩衝層(11)的設置步驟與薄膜層(12)的設置步驟可依實際需求按照不同順續進行;換言之,可先進行緩衝層(11)的設置步驟,再進行薄膜層(12)的設置步驟;或者先進行薄膜層(12)的設置步驟,再進行緩衝層(11)的設置步驟。
如圖3所示,蝕刻主體層(13)的一部分與緩衝層(11)的一部分以各別形成一主體開口(14)與一緩衝開口(15),主體開口(14)對應緩衝開口(15)。一般而言,可利用任何蝕刻製程來形成主體開口(14)與緩衝開口(15),如:乾蝕刻或濕蝕刻;乾蝕刻可為但不限於濺擊蝕刻(sputter etching)、離子束蝕刻(ion beam etching)、電漿蝕刻(plasma etching)、或反應性離子蝕刻(reactive ion etching,RIE),濕蝕刻可為但不限於BOE(buffered oxide etch)蝕刻、DHF(diluted HF)蝕刻、高溫氟化氫蝕刻、高溫磷酸蝕刻、氟化氫-硝酸蝕刻、氫氧化鉀蝕刻、氟化氫-硝酸-醋酸-磷酸蝕刻、氫氧化銨-過氧化氫蝕刻、氟化氫蝕刻、或硝酸蝕刻。
如圖4所示,沿緩衝開口(15)蝕刻緩衝層(11)的另一部分使緩衝開口(15)對應薄膜層(12)的一區域並使主體開口(14)露出薄膜層(12)對應緩衝開口(15)的區域。一般而言,可利用任何蝕刻製程來使主體開口(14)露出薄膜層(12)對應緩衝開口(15)的區域,如:
乾蝕刻或濕蝕刻;乾蝕刻可為但不限於濺擊蝕刻、離子束蝕刻、電漿蝕刻、或反應性離子蝕刻,濕蝕刻可為但不限於BOE蝕刻、DHF蝕刻、高溫氟化氫蝕刻、高溫磷酸蝕刻、氟化氫-硝酸蝕刻、氫氧化鉀蝕刻、氟化氫-硝酸-醋酸-磷酸蝕刻、氫氧化銨-過氧化氫蝕刻、氟化氫蝕刻、或硝酸蝕刻。
如圖5所示,分別設置一間隔層(16)與一基座(17)於薄膜層(12)下,以使間隔層(16)界定有一樣品容置空間(18)對應薄膜層(12)對應緩衝開口(15)的區域,從而完成晶片製作。由於薄膜層(12)、緩衝層(11)、與主體層(13)的組成屬一基座(19),為方便下文說明,薄膜層(12)、緩衝層(11)、與主體層(13)所組成的基座(19)稱作「第一基座」,設置於間隔層(16)下的基座(17)稱作「第二基座」。既然樣品容置空間(18)可承載液態樣品或蒸發樣品,間隔層(16)以對樣品具耐性(如:耐腐蝕或耐滲透)為原則,其材料可為但不限於SU-8或聚醯亞胺(polyimide,PI),而厚度可為但不限於100nm至100μm。另外,第二基座(17)的結構特徵非本案所保護的重點,故其以可供電子穿透為原則,實無詳述必要;舉例而言,其可為第一基座(19)倒置而成。
另一方面,依通常知識可根據薄膜層(12)、緩衝層(11)、與主體層(13)的實際條件選擇適當的蝕刻製程。舉例而言,於主體層(13)為矽層或藍寶石層,緩衝層(11)為二氧化矽層,薄膜層(12)為氮化矽層或碳化矽層的前提下,第一次蝕刻製程為乾蝕刻(較佳地為電漿蝕刻),第二次蝕刻製程為濕蝕刻(較佳地為氟化氫蝕刻)。如此一來,主體開口(14)的一側表面實質上可與一相鄰的主體層(13)表面垂直(較佳地為呈85度
至95度夾角),主體開口(14)的同一側表面實質上可與一相鄰之緩衝開口(15)的側表面形成共平面(較佳地為呈170度至190度夾角),從而使主體開口(14)的此側表面與緩衝開口(15)的此側表面實質上與薄膜層(12)垂直。再舉例而言,於主體層(13)為矽層或藍寶石層,緩衝層(11)為鉻層,薄膜層(12)為氮化矽層或碳化矽層的前提下,第一次蝕刻製程為乾蝕刻(較佳地為電漿蝕刻),第二次蝕刻製程為濕蝕刻(較佳地為硝酸蝕刻)。這樣一來,主體開口(14)的一側表面實質上可與一相鄰的主體層(13)表面垂直(較佳地為呈85度至95度夾角),主體開口(14)的同一側表面實質上可與一相鄰之緩衝開口(15)的側表面形成共平面(較佳地為呈170度至190度夾角),從而使主體開口(14)的此側表面與緩衝開口(15)的此側表面實質上可與薄膜層(12)垂直。
如上所述,主體開口(14)的同一側表面與緩衝開口(15)的同一側表面實質上成共平面且實質上可與薄膜層(12)垂直,故樣品容置空間(18)受緩衝層(11)與主體層(13)造成的視覺遮蔽障礙相對小。換言之,樣品容置空間(18)與薄膜層(12)對應緩衝開口(15)之區域所界定的可視區相對寬廣,以致晶片置於電子顯微鏡下觀察樣品容置空間(18)中的液態樣品或蒸發樣品時,可觀察到更多樣貌。另外,為避免間隔層(16)限制可視區範圍,樣品容置空間(18)於薄膜層(12)上的正投影可超出或重疊於薄膜層(12)對應緩衝開口(15)的區域。
請參照圖6至8,說明本發明一實施方式的電子顯微鏡樣品載台,其可適用於掃描式電子顯微鏡下觀察液態樣品或蒸發樣品的流動情
況,而含有一晶片(1)、一載具基座(3)、及一載台基座(5)。
晶片(1)除具有如圖5所示的結構特徵外,間隔層(16)另具有至少二渠道(20)與樣品容置空間(18)連通。
載具基座(3)容置晶片(1),並具有至少二流道(31)與晶片(1)的此等渠道(20)連通。
載台基座(5)容置載具基座(3),並具有至少二通道(51)與載具基座(3)的此等流道(31)連通。透過此結構,可利用一泵浦(圖未示)連接載台基座(5)的此等通道(51),以提供樣品於樣品容置空間(18)流動的動力。
另一方面,於載台基座(5)與載具基座(3)分離後,晶片(1)與載具基座(3)的整體構造(或稱作「電子顯微鏡樣品載具」)可適用於穿透式電子顯微鏡下觀察液態樣品或蒸發樣品的流動情況。換言之,可利用一泵浦(圖未示)連接載具基座(3)的此等流道(31),以提供樣品於樣品容置空間(18)流動的動力。另外,為供電子穿透載具以便於穿透式電子顯微鏡下觀察流動情況,載具基座(3)可開設有一穿孔(32)對應薄膜層(12)對應緩衝開口(15)的區域。
再一方面,薄膜層(12)相當薄,而液態樣品或蒸發樣品於樣品容置空間(18)的流動可能造成其對應緩衝開口(15)的區域破裂。為避免此現象,此等通道(51)可斜向上升連接所對應的流道(31);或此等流道(31)可斜向上升連接所對應的渠道(20);又或此等渠道(20)可斜向上升連接樣品容置空間(18)。以下同樣可避免此破裂問題:通道(51)
連通載台外部的一端與通道(51)連通流道(31)的另一端可依序逐漸擴大;或流道(31)連通通道(51)的一端與流道(31)連通渠道(20)的另一端可依序逐漸擴大;又或渠道(20)連通流道(31)的一端與渠道(20)連通樣品容置空間(18)的另一端可依序逐漸擴大。
請參照圖9、10,說明本發明一實施方式的電子顯微鏡樣品載台,其可適用於掃描式電子顯微鏡下觀察液態樣品或蒸發樣品的電化學反應,而含有一晶片(1)、一載具基座(3)、及一載台基座(5)。
晶片(1)除具有如圖5所示的結構特徵外,間隔層(16)與第一基座(19)或第二基座(17)間尚具有至少二電極(21)與樣品容置空間(18)連接,而其中一電極(21)可為陽極,另一者可為陰極;或其中一電極(21)可為工作電極,另一者可為參考電極,又一者可為輔助電極。
載具基座(3)容置晶片(1),並具有至少二電連接件(33)電性連接晶片(1)的此等電極(21)。
載台基座(5)容置載具基座(3),並具有至少二電連接體(52)電性連接載具基座(3)的此等電連接件(33)。透過此結構,可利用一外部電源(圖未示)電性連接載台基座(5)的此等電連接體(52),以提供樣品於樣品容置空間(18)發生電化學反應的電力。
另一方面,於載台基座(5)與載具基座(3)分離後,晶片(1)與載具基座(3)的整體構造(或稱作「電子顯微鏡樣品載具」)可適用於穿透式電子顯微鏡下觀察液態樣品或蒸發樣品的電化學反應。換言
之,可利用一外部電源(圖未示)電性連接載具基座(3)的此等電連接件(33),以提供樣品於樣品容置空間(18)發生電化學反應的電力。另外,為供電子穿透載具以便於穿透式電子顯微鏡下觀察電化學反應,載具基座(3)可開設有一穿孔(32)對應薄膜層(12)對應緩衝開口(15)的區域。
又一方面,為於掃描式電子顯微鏡或穿透式電子顯微鏡下觀察此等電極(21)附近的電化學反應,此等電極(21)於薄膜層(12)上的正投影可延伸至薄膜層(12)對應緩衝開口(15)的區域。
另外,為一併觀察樣品流動情況,晶片(1)、載具基座(3)、與載台基座(5)可各別設有至少二渠道(20)、至少二流道(31)、與至少二通道(51),渠道(20)、流道(31)、與通道(51)的結構特徵如圖6至8所示,故無詳述必要。
請參照圖11、12,說明本發明一實施方式的電子顯微鏡樣品載台,其可適用於掃描式電子顯微鏡下觀察液態樣品或蒸發樣品的電化學反應,而含有一晶片(1)、一載具基座(3)、及一載台基座(5),晶片(1)、載具基座(3)、及載台基座(5)除具有如圖9、10所示的結構特徵外,差異詳細如下所述:
遠離載具基座(3)之基座(17)(如圖12所示為第二基座)於朝向載具基座(3)之基座(19)(如圖12所示為第一基座)上的正投影未超出且未重疊於朝向載具基座(3)的基座(19)。
載具基座(3)含有一座體(34)與一蓋體(35),座體(34)承載晶片(1),蓋體(35)蓋設座體(34),載具基座(3)的此等電連接
件(33)設置於座體(34)與蓋體(35)間並實質上與晶片(1)的此等電極(21)上表面接觸。另為供電子穿透載具以於穿透式電子顯微鏡下觀察電化學反應,蓋體(35)可開設有一通孔(36)對應薄膜層(12)對應緩衝開口(15)的區域。
請參照圖13、14,說明本發明一實施方式的電子顯微鏡樣品載台,其可適用於掃描式電子顯微鏡下觀察液態樣品或蒸發樣品的熱反應,而含有一晶片(1)、一載具基座(3)、及一載台基座(5)。
晶片(1)除具有如圖5所示的結構特徵外,間隔層(16)與第一基座(19)或第二基座(17)間尚具有一加熱元件(22)與樣品容置空間(18)連接。
載具基座(3)容置晶片(1),並具有至少二電連接件(33)電性連接晶片(1)的加熱元件(22)。
載台基座(5)容置載具基座(3),並具有至少二電連接體(52)電性連接載具基座(3)的此等電連接件(33)。透過此結構,可利用一外部電源(圖未示)電性連接載台基座(5)的此等電連接體(52),以提供樣品於樣品容置空間(18)發生熱反應的電力。
另一方面,於載台基座(5)與載具基座(3)分離後,晶片(1)與載具基座(3)的整體構造(或稱作「電子顯微鏡樣品載具」)可適用於穿透式電子顯微鏡下觀察液態樣品或蒸發樣品的熱反應。換言之,可利用一外部電源(圖未示)電性連接載具基座(3)的此等電連接件(33),以提供樣品於樣品容置空間(18)發生熱反應的電力。另外,為供電子穿
透載具以便於穿透式電子顯微鏡下觀察熱反應,載具基座(3)可開設有一穿孔(32)對應薄膜層(12)對應緩衝開口(15)的區域。
又一方面,薄膜層(12)相當薄,且液態樣品或蒸發樣品於樣品容置空間(18)的受熱恐造成其對應緩衝開口(15)的區域熱裂損。為避免此現象,於加熱元件(22)設置於間隔層(16)與第一基座(19)間的條件下,加熱元件(22)於薄膜層(12)上的正投影可未延伸至薄膜層(12)對應緩衝開口(15)的區域。
另外,為一併觀察樣品流動情況,晶片(1)、載具基座(3)、與載台基座(5)可各別設有至少二渠道(20)、至少二流道(31)、與至少二通道(51),渠道(20)、流道(31)、與通道(51)的結構特徵如圖6至8所示,故無詳述必要。
請參照圖15至17,說明本發明一實施方式的電子顯微鏡樣品載台,其可適用於掃描式電子顯微鏡下觀察液態樣品或蒸發樣品的電化學反應與熱反應,而含有一晶片(1)、一載具基座(3)、及一載台基座(5)。
晶片(1)除具有如圖5所示的結構特徵外,間隔層(16)與第一基座(19)或第二基座(17)間尚具有至少二電極(21)與一加熱元件(22),而此等電極(21)及加熱元件(22)與樣品容置空間(18)連接。於本實施方式,其中一電極(21)可為陽極,另一者可為陰極;或其中一電極(21)可為工作電極,另一者可為參考電極,又一者可為輔助電極。此外,為微型化晶片(1)整體厚度,於此等電極(21)與加熱元件(22)同時設置於間隔層(16)與第一基座(19)或第二基座(17)間的條件下,
此等電極(21)與加熱元件(22)可共平面地配置。
載具基座(3)容置晶片(1),並具有至少二第一電連接件(331)電性連接晶片(1)的此等電極(21)與至少二第二電連接件(332)電性連接晶片(1)的加熱元件(22)。
載台基座(5)容置載具基座(3),並具有至少二第一電連接體(521)電性連接載具基座(3)的此等第一電連接件(331)與至少二第二電連接體(522)電性連接載具基座(3)的此等第二電連接件(332)。透過此結構,可利用一外部電源(圖未示)電性連接載台基座(5)的此等電連接體(521、522),以提供樣品於樣品容置空間(18)發生電化學反應與熱反應的電力。
另一方面,於載台基座(5)與載具基座(3)分離後,晶片(1)及載具基座(3)的整體構造(或稱作「電子顯微鏡樣品載具」)可適用於穿透式電子顯微鏡下觀察液態樣品或蒸發樣品的電化學反應與熱反應。換言之,可利用一外部電源(圖未示)電性連接載具基座(3)的此等電連接件(331、332),以提供樣品於樣品容置空間(18)發生電化學反應與熱反應的電力。另外,為供電子穿透載具以便於穿透式電子顯微鏡下觀察電化學反應與熱反應,載具基座(3)可開設有一穿孔(32)對應薄膜層(12)對應緩衝開口(15)的區域。
又一方面,為於掃描式電子顯微鏡或穿透式電子顯微鏡下觀察此等電極(21)附近的電化學反應,此等電極(21)於薄膜層(12)上的正投影可延伸至薄膜層(12)對應緩衝開口(15)的區域。
再一方面,薄膜層(12)相當薄,且液態樣品或蒸發樣品於樣品容置空間(18)的受熱恐造成其對應緩衝開口(15)的區域熱裂損。為避免此現象,於加熱元件(22)設置於間隔層(16)與第一基座(19)間的條件下,加熱元件(22)於薄膜層(12)上的正投影可未延伸至薄膜層(12)對應緩衝開口(15)的區域。
另外,為一併觀察樣品流動情況,晶片(1)、載具基座(3)、與載台基座(5)可各別設有至少二渠道(20)、至少二流道(31)、與至少二通道(51),渠道(20)、流道(31)、與通道(51)的結構特徵如圖6至8所示,故無詳述必要。
惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例,但不能以此限定本發明實施之範圍;故,凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效改變與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
(11):緩衝層
(12):薄膜層
(13):主體層
(14):主體開口
(15):緩衝開口
(16):間隔層
(17):基座(第二基座)
(18):樣品容置空間
(19):基座(第一基座)
Claims (27)
- 一種電子顯微鏡樣品晶片,係包括:一第一基座,含有:一薄膜層;一緩衝層,設置於該薄膜層上且具有一緩衝開口對應該薄膜層的一區域;以及一主體層,設置於該緩衝層上且具有一主體開口對應該緩衝開口以露出該薄膜層對應緩衝開口的區域,該主體層厚度為10μm至800μm,該薄膜層、該緩衝層、與該主體層的蝕刻特性不同,其中該主體層可受乾蝕刻製程影響,該緩衝層先後受到乾蝕刻及濕蝕刻製程影響,該薄膜層不受濕蝕刻製程影響,且該主體開口與該緩衝開口實質上垂直於該薄膜層;一間隔層,設置於該第一基座下並界定有一樣品容置空間對應該薄膜層對應緩衝開口的區域;以及一第二基座,設置於該間隔層下。
- 如請求項第1項所述之晶片,其中該主體開口的一側表面與一相鄰的主體層表面形成一呈85度至95度的夾角。
- 如請求項第1項所述之晶片,其中該主體開口的一側表面與一相鄰之緩衝開口的側表面形成一呈170度至190度的夾角。
- 如請求項第1項所述之晶片,其中該薄膜層材料為氮化矽或碳化矽,而厚度為5nm至100nm。
- 如請求項第1項所述之晶片,其中該緩衝層材料為二氧化矽或鉻,而厚度為50nm至1μm。
- 如請求項第1項所述之晶片,其中該主體層材料為矽或藍寶石。
- 如請求項第1項所述之晶片,其中該間隔層厚度為100nm至100μm。
- 如請求項第1項所述之晶片,其中該間隔層另具有至少二渠道,該等渠道為與該樣品容置空間連通。
- 如請求項第1項所述之晶片,其中該間隔層與該第一基座或該第二基座間另具有至少二電極,該等電極為與該樣品容置空間連接。
- 如請求項第9項所述之晶片,其中該等電極於薄膜層上的正投影延伸至該薄膜層對應緩衝開口的區域。
- 如請求項第1項所述之晶片,其中該間隔層與該第一基座或該第二基座間尚具有一加熱元件,該加熱元件為與該樣品容置空間連接。
- 如請求項第11項所述之晶片,其中該加熱元件於薄膜層上的正投影未延伸至該薄膜層對應緩衝開口的區域。
- 如請求項第1項所述之晶片,其中該間隔層與該第一基座或該第二基座間另具有至少二電極與一加熱元件,該等電極為與該樣品容置空間連接,該加熱元件為與該樣品容置空間連接。
- 如請求項第13項所述之晶片,其中該等電極與該加熱元件為共平面地配置。
- 一種電子顯微鏡樣品載具,係包括:一如請求項第1至7項中任一所述的樣品晶片;以及一載具基座,容置該晶片。
- 一種電子顯微鏡樣品載具,係包括: 一如請求項第8項中所述的樣品晶片;以及一載具基座,容置該晶片並具有至少二流道與該等渠道連通。
- 一種電子顯微鏡樣品載具,係包括:一如請求項第9及10項中任一所述的樣品晶片;以及一載具基座,容置該晶片並具有至少二電連接件電性連接該等電極。
- 一種電子顯微鏡樣品載具,係包括:一如請求項第11及12項中任一所述的樣品晶片;以及一載具基座,容置該晶片並具有至少二電連接件電性連接該加熱元件。
- 一種電子顯微鏡樣品載具,係包括:一如請求項第13及14項中任一所述的樣品晶片;以及一載具基座,容置該晶片並具有至少二第一電連接件與至少二第二電連接件,該等第一電連接件電性連接該等電極,該等第二電連接件電性連接該加熱元件。
- 一種電子顯微鏡樣品載台,係包括:一如請求項第15項所述之樣品載具;以及一載台基座,容置該載具。
- 一種電子顯微鏡樣品載台,係包括:一如請求項第16項所述之樣品載具;以及一載台基座,容置該載具並具有至少二通道與該等流道連通。
- 一種電子顯微鏡樣品載台,係包括:一如請求項第17項所述之樣品載具;以及 一載台基座,容置該載具並具有至少二電連接體電性連接該等電連接件。
- 一種電子顯微鏡樣品載台,係包括:一如請求項第18項所述之樣品載具;以及一載台基座,容置該載具並具有至少二電連接件電性連接該加熱元件。
- 一種電子顯微鏡樣品載台,係包括:一如請求項第19項所述之樣品載具;以及一載台基座,容置該載具並具有至少二第一電連接體與至少二第二電連接體,該等第一電連接體電性連接該等第一電連接件,該等第二電連接體電性連接該等第二電連接件。
- 一種電子顯微鏡樣品晶片之基座的製造方法,係包括:設置一緩衝層於一主體層下,該主體層厚度為10μm至800μm;設置一薄膜層於該緩衝層下,該薄膜層、該緩衝層、與該主體層的蝕刻特性不同,其中該主體層可受乾蝕刻製程影響,該緩衝層先後受到乾蝕刻及濕蝕刻製程影響,該薄膜層不受濕蝕刻製程影響;乾蝕刻該主體層的一部分與該緩衝層的一部分以各別形成一主體開口與一緩衝開口,該主體開口對應該緩衝開口;以及沿該緩衝開口濕蝕刻該緩衝層的另一部分使該緩衝開口對應薄膜層的一區域且使該主體開口露出該薄膜層對應緩衝開口的區域,且該主體開口與該緩衝開口實質上垂直於該薄膜層。
- 如請求項第25項所述之方法,其中該主體開口的一側表面與一相鄰的 主體層表面形成一呈85度至95度的夾角。
- 如請求項第25項所述之方法,其中該主體開口的一側表面與一相鄰之緩衝開口的側表面形成一呈170度至190度的夾角。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070090289A1 (en) * | 2005-10-26 | 2007-04-26 | Lee, Bing-Huan | Method of observing live unit under electron microscope |
TW200826141A (en) * | 2006-12-07 | 2008-06-16 | Nat Univ Tsing Hua | A specimen kit for electron microscope and its fabrication process |
JP2009158222A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Jeol Ltd | 試料保持体及び観察・検査方法並びに観察・検査装置 |
TW201316371A (zh) * | 2011-10-12 | 2013-04-16 | Nat Univ Tsing Hua | 用於電子顯微鏡之樣品承載裝置及其製作方法 |
TW201640103A (zh) * | 2015-05-06 | 2016-11-16 | 國立成功大學 | 用於電子顯微鏡的樣品承載裝置與其製造方法 |
JP2016213150A (ja) * | 2015-05-13 | 2016-12-15 | 大日本印刷株式会社 | 試料収容セル |
-
2018
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070090289A1 (en) * | 2005-10-26 | 2007-04-26 | Lee, Bing-Huan | Method of observing live unit under electron microscope |
TW200826141A (en) * | 2006-12-07 | 2008-06-16 | Nat Univ Tsing Hua | A specimen kit for electron microscope and its fabrication process |
JP2009158222A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Jeol Ltd | 試料保持体及び観察・検査方法並びに観察・検査装置 |
TW201316371A (zh) * | 2011-10-12 | 2013-04-16 | Nat Univ Tsing Hua | 用於電子顯微鏡之樣品承載裝置及其製作方法 |
TW201640103A (zh) * | 2015-05-06 | 2016-11-16 | 國立成功大學 | 用於電子顯微鏡的樣品承載裝置與其製造方法 |
JP2016213150A (ja) * | 2015-05-13 | 2016-12-15 | 大日本印刷株式会社 | 試料収容セル |
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Publication number | Publication date |
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