補強フィーチャを有する膜支持体
集積支持フィーチャを有する試料支持構造体ならびに補強された膜を作製する方法およびそれを使用する方法。試料支持構造体は、電子顕微鏡法、光学顕微鏡法、Ｘ線顕微鏡法、ＵＶ−ＶＩＳ分光法および核磁気共鳴（ＮＭＲ）技術などの顕微鏡技術を使用する分析のための試料を支持するために有用である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001] 本発明は、集積支持フィーチャを有する補強された膜ならびに補強された膜を作製する方法およびそれを使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002] 非常に薄い膜は、電子顕微鏡法のための試料支持体として有用である。極薄膜（＜５０ｎｍ）は、ほとんど電子透明であり、これらの支持体は、ＳＥＭ、ＴＥＭ、およびＳＴＥＭを含むいくつかの電子顕微鏡技術、ならびに光学顕微鏡法、Ｘ線顕微鏡法、ＵＶ−ＶＩＳ分光法および核磁気共鳴（ＮＭＲ）で有用である。極薄膜に対して生じる１つの懸念は、強度である、即ち、膜の厚さが減少するにつれて、もし差圧が膜に印加されると、それは、取扱い中に壊れ、破裂する可能性が高くなる。環境セルの使用などの、ある種の顕微鏡技術は、膜にかかる維持差圧に依存するので、極薄膜の強度には、強い関心がある。膜領域の面積が強度に影響を与えることは、周知である。所与の膜厚に対して、より小さな領域の膜は、より高い破裂圧力を与える、即ち、より小さな領域の膜は、同じ厚さのより大きな領域の膜よりもより大きな圧力差に耐えることができる。理論上、所与の膜厚に対して高い破裂圧力を達成するために、膜領域を極めて小さな寸法にまで縮小し続けることができるかもしれないが、とても小さい膜領域は、そのままで使用することが困難であろうし、撮像できる試料寸法を制限するであろうし、概して顕微鏡法または分光法技術にとって有用ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
[0003] 本発明は、集積支持フィーチャを有する新規の補強された薄膜構造体、およびこの構造体のための加工方法を開示する。その構造体は、大きな膜をより小さな領域に細分する支持フィーチャを有する、より大きな領域の膜を備える。この構造体は、個々のより小さな膜の強度を有する、大きな薄膜の試料観察領域を備える。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[0004] 本発明は概して、補強された試料支持構造体に関する。
【０００５】
[0005] 一態様では、本発明は、補強領域によって支持される観察領域の配列を含む構造体に関する。
【０００６】
[0006] 別の態様では、本発明は、試料支持構造体を作製する方法に関し、その方法は、補強領域によって支持される観察領域の配列を含む試料支持構造体を作製する下記ステップ、即ち、第１の表面と第２の表面とを有する基板を準備するステップと、基板の第１の表面上に第１の支持層を堆積させるステップと、基板の第２の表面上に第２の支持層を堆積させるステップと、基板を露出するために第１の支持層の一部分を除去するステップと、枠形成領域を生成するために基板の一部分を除去するステップと、第２の支持層上に補強層を堆積させるステップと、少なくとも１つの観察区域と少なくとも１つの補強とを含む観察領域を与えるために補強層の一部分を除去するステップとを含む。
【０００７】
[0007] さらに別の態様では、本発明は、試料支持構造体を作製する方法に関し、その方法は、補強領域によって支持される観察領域の配列を含む試料支持構造体を作製する下記ステップ、即ち、第１の表面と第２の表面とを有する基板を準備するステップと、基板の第１の表面上に第１の支持層を堆積させるステップと、基板の第２の表面上に第２の支持層を堆積させるステップと、第２の支持層上に補強層を堆積させるステップと、少なくとも１つの観察区域と少なくとも１つの補強とを含む観察領域を与えるために補強層の一部分を除去するステップと、基板を露出するために第１の支持層の一部分を除去するステップと、枠形成領域を生成するために基板の一部分を除去するステップとを含む。
【０００８】
[0008] さらに別の態様では、本発明は、試料支持構造体を作製する方法に関し、その方法は、補強領域によって支持される観察領域の配列を含む試料支持構造体を作製する下記ステップ、即ち、第１の表面と第２の表面とを有する基板を準備するステップと、基板の第１の表面上に第１の支持層を堆積させるステップと、基板の第２の表面上に第２の支持層を堆積させるステップと、基板を露出するために第１の支持層の一部分を除去するステップと、枠形成領域を生成するために基板の一部分を除去するステップと、１つまたは複数のより厚い補強領域に隣接する１つまたは複数の薄くなった観察または撮像領域を与えるために第２の支持層の領域を薄くすることによる支持フィーチャの形成ステップとを含む。
【０００９】
[0009] 別の態様では、本発明は、試料支持構造体を作製する方法に関し、その方法は、補強領域によって支持される観察領域の配列を含む試料支持構造体を作製する下記ステップ、即ち、第１の表面と第２の表面とを有する基板を準備するステップと、基板の第１の表面上に第１の支持層を堆積させるステップと、基板の第２の表面上に第２の支持層を堆積させるステップと、１つまたは複数のより厚い補強領域に隣接する１つまたは複数の薄くなった観察または撮像領域を与えるために第２の支持層の領域を薄くすることによる支持フィーチャの形成ステップと、基板を露出するために第１の支持層の一部分を除去するステップと、枠形成領域を生成するために基板の一部分を除去するステップとを含む。
【００１０】
[0010] 本発明の他の態様、特徴および利点は、以下の開示および添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】[0011]枠が最初に形成され、後に補強層の形成およびパターニングが続く実施形態を例示する図である。
【図２】[0012]補強層が最初に形成され、後に枠の形成およびパターニングが続く実施形態を例示する図である。
【図３】[0013]枠が最初に形成され、後に補強された台の形成が続く実施形態を例示する図である。
【図４】[0014]補強された台が最初に形成され、後に枠の形成が続く実施形態を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[0015] 本発明は、試料支持構造体、試料支持構造体を作製する方法、および試料支持構造体を使用する方法に関する。試料支持構造体は、電子顕微鏡法、光学顕微鏡法、Ｘ線顕微鏡法、ＵＶ−ＶＩＳ分光法および核磁気共鳴（ＮＭＲ）技術などの顕微鏡技術を使用する分析の試料を支持するために有用である。
【００１３】
[0016] ここに定義するように、「半導体」は、導電体と絶縁体との間の中間の導電性である、シリコンなどの材料を意味する。
【００１４】
[0017] ここに定義するように、「フォトリソグラフィ」は、感光性材料をパターニングするまたはエッチングするために、レチクルを通じて投影される光線を使用するプロセスを意味する。
【００１５】
[0018] 本明細書において、層、領域または基板などの所与の要素が、別の要素「上に」配置されるまたは形成されると呼ばれるときは、その所与の要素は、もう一方の要素上に直接あることができる、または別法として、介在する要素（例えば、１つまたは複数の被覆、層、中間層）がまた存在することもできる。「上に層状にされる」という文言は、所与の要素が別の要素に関してどのように置かれるかまたは位置付けられるかを述べるために使用されることがさらに理解されるであろう。したがって、「上に層状にされる」という文言は、材料輸送、堆積、または加工の特定の方法に関して何らの制限を導入することも意図されていない。試料が、試料台などの構造体「上に」あると述べられるときは、そのような試料は、その構造体と直接接触しているか、または試料と構造体との間に挿入されている１つもしくは複数の層または膜と接触している可能性がある。
【００１６】
[0019] ここに定義するように、環境セルは、ＴＥＭの中に配置される封印されたデバイスである。環境セルは、セルの内側では湿ったおよび／または大気圧の環境を維持し、一方、周囲のＴＥＭ室は、高真空下に保持される。典型的には、薄い膜は、環境セルのための真空窓として使用される。
【００１７】
[0020] ここに定義するように、「配列」は、少なくとも１つの補強領域によって支持され、分割される、少なくとも１つの観察／膜領域を有する構造に相当する。本明細書で開示されるように、少なくとも１つの補強領域は、正方形の観察／膜領域に枠を形成するように配置されてもよい。それに代えて、補強領域が、長方形、円形、楕円形、または多角形の観察／膜領域に枠を形成するように配置されてもよいことは、当業者に理解されるべきである。さらに、枠を形成された観察／膜領域が、それぞれ同一または同一でない大きさとなるように、各補強領域は、同一または同一でない大きさであってもよい。
【００１８】
[0021] 一態様では、本発明は、補強層を支持層表面上に堆積させ、パターニングすることに関する。この態様の例は、図１および２で示される。補強層は、膜に追加の機械的強度を与える。補強層内の開口は、支持層の観察／撮像領域へのアクセスを与える。支持層内の開口のパターン、支持層の厚さ、および／または支持層の組成は、特定の用途に対する要求を満たし、性能を最適化するために変更することができる。
【００１９】
[0022] 図１は、枠が最初に形成され、後に補強層の形成およびパターニングが続く実施形態を示す。本発明のこの態様は、図１で例示される下記ステップ、即ち、
（ａ）基板１１０を準備するステップと、
（ｂ）基板１１０上に試料支持層１２０ａ、１２０ｂを堆積させるステップと、
（ｃ）基板１１０を露出するために試料支持層１２０ｂの一部分１３１を除去するステップと、
（ｄ）枠形成領域１４０を生成するために基板１１０の一部分１４１を除去するステップと、
（ｅ）試料支持層１２０ａ上に補強層１５０を堆積させるステップと、
（ｆ）少なくとも１つの観察区域１６１および少なくとも１つの補強１６２を有する、観察または撮像領域１６０を与えるために補強層１５０の一部分を除去するステップと、
の１つまたは複数を概して含む方法を提供する。
【００２０】
[0023] 図１（ａ）を参照すると、基板１１０が準備される。基板１１０は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコンなどのシリコン材料、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せから構成されていてもよい。半導体材料は、導電性を改善するためにドープされてもよい。ある実施形態では、基板１１０は、約２〜約１０００μｍ、好ましくは約１００〜約７５０μｍ、最も好ましくは約２５０〜約３５０μｍの厚さを有してもよい。
【００２１】
[0024] 図１（ｂ）を参照すると、試料支持層１２０ａおよび１２０ｂは、基板１１０上に堆積される。例えば、一実施形態では、試料支持層１２０ａおよび１２０ｂは、基板１１０の表側および裏側表面上に堆積される。試料支持層１２０ａ、１２０ｂのための材料は好ましくは、試料支持層１２０ａ、１２０ｂ内に、低い引張性の応力を与えるように選択される。試料支持層１２０ａ、１２０ｂのための適切な材料としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せが挙げられる。ある実施形態では、試料支持層１２０ａ、１２０ｂは、約１〜約５００００００ｎｍ、好ましくは約２５〜約１０００ｎｍ、最も好ましくは約５０〜約２００ｎｍの厚さに堆積される。本詳細な説明は、１２０ａおよび１２０ｂが同じ材料および同じ厚さから作製される実施形態に焦点を合わせているが、代替の実施形態では、これらの層は、異なる材料から作製されてもよく、および／または、異なる厚さを有してもよい。加えて、基板１１０および試料支持層１２０ａ、１２０ｂが、同じ材料または異なる材料であってもよいことは、理解されるべきである。例えば、基板はシリコン材料であってもよく、試料支持層は窒化シリコンであってもよい。
【００２２】
[0025] 図１（ｃ）を参照すると、試料支持層１２０ｂは、１つまたは複数の部分を除去し、１つまたは複数の他の部分を残すように改良される。図示されるように、ある実施形態では、中央部分１３１は、枠形成領域１３０を残して、実質的にまたは完全に除去されてもよい。ある場合には、除去は、例えばフォトリソグラフィを使用してその次に湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングを続けて試料支持層１２０ｂの一部分を除去する、パターニングおよびエッチングによって達成されてもよい。選択されるエッチャントは、使用される材料に依存するが、その下にある基板１１０を実質的にエッチングすることなく、試料支持層１２０ｂをエッチングできることが好ましい。エッチングされた試料支持層１２０ｂは、試料支持層１２０ｂを有する１つまたは複数の領域１３０と、試料支持層１２０ｂが実質的にまたは完全に除去された１つまたは複数のエッチングされた領域１３１とを含む。試料支持層１２０ｂを欠く領域１３１では、その下にある基板１１０が露出される。一実施形態では、試料支持層１２０ｂを実質的に欠く単一の領域１３１は、試料支持層１２０ｂを有する領域１３０によって完全に囲まれ、それによって実質的に試料支持構造体の外縁に沿って続く枠形成領域を備える。実質的に試料支持構造体の外縁に沿って続く枠形成領域が、正方形、長方形、円形、楕円形または多角形、ならびに対称的または非対称的であってもよいことは、当業者に理解されるべきである。言い換えれば、「枠」は、試料支持構造体の周囲すべてにわたって実質的に同様の幅を有してもよく、または、その幅は、試料支持構造体の最終的な必要性に応じて変化してもよい。
【００２３】
[0026] 図１（ｄ）を参照すると、基板１１０の一部分は、例えばエッチングによって除去される。エッチングは、例えば、試料支持層１２０ｂを有しない領域１３１での湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングの使用を含む。エッチングプロセスは、試料支持層１２０ａも１２０ｂも実質的にエッチングすることなく、それが基板１１０を選択的にエッチングするように選択されてもよい。エッチングは、試料支持層１２０ｂを有しない領域１４１で基板１１０が実質的にまたは完全に除去されるまで続いて、基板１１０を保持する枠領域１４０、および基板１１０が実質的にまたは完全に除去される膜領域１４１を生成する。
【００２４】
[0027] 図１（ｅ）を参照すると、補強層１５０は、試料支持層１２０ａ上に堆積される。ある実施形態では、補強層１５０は、約１〜約１００００００ｎｍ、より好ましくは約５０〜約５００００ｎｍ、最も好ましくは約２００〜約５０００ｎｍの厚さに堆積される。補強層１５０のための適切な材料の例は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せなどの、金属、半導体および／または絶縁体を含む。一実施形態では、補強層は、帯電されてもよい。例えば、もし補強層が金属であって、試料支持層が窒化シリコンであるならば、電子顕微鏡法を採用する際に有用である電圧が、補強層に印加されてもよい。補強層の材料が、試料支持層１２０ａの材料と同じかまたはそれと異なってもよいことは、理解されるべきである。例えば、試料支持層は窒化シリコンでもよく、補強層は金属でもよい。
【００２５】
[0028] 図１（ｆ）を参照すると、補強層１５０の１つまたは複数の部分は、補強層を有するおよび有しない補強された領域を生成するために完全にまたは実質的に除去される。補強層は、例えばフォトリソグラフィを使用してその次に湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングを続けて、例えばパターニングされ、エッチングされてもよい。補強層１５０の１つまたは複数の領域は、除去されて、補強された領域１６０を形成する。補強された領域１６０は、補強層１５０を有しない膜領域１６１と補強層１５０を有する補強領域１６２とを含む。補強層１５０を有しない膜領域１６１は、膜厚ｔＴＨＩＮ（例えば、試料支持層１２０ａの厚さにほとんど等しい）を有する。これらの領域は、標準的な薄膜支持体の望ましい特性を保持する。補強層１５０を有する補強領域１６２は、厚さｔＴＨＩＣＫ（例えば、試料支持層１２０ａと補強層１５０との合計にほとんど等しい）を有する。これらの領域は、補強された領域１６０を１つまたは複数のより小さな膜領域に分割し、画定する。
【００２６】
[0029] 図２は、補強層が最初に形成され、後に枠の形成およびパターニングが続く、本発明のこの態様の別の実施形態を示す。本発明のこの態様は、下記ステップ、即ち
（ａ）基板２１０を準備するステップと、
（ｂ）基板上に試料支持層２２０ａ、２２０ｂを堆積させるステップと、
（ｃ）試料支持層２２０ａ上に補強層２３０を堆積させるステップと、
（ｄ）観察区域２４１および補強２４２を有する、観察または撮像領域２４０を与えるために補強層２３０の一部分を除去するステップと、
（ｅ）基板２１０を露出するために試料支持層２２０ｂの一部分２５１を除去するステップと、
（ｆ）枠２６０を生成するために基板２１０の一部分２６１を除去するステップと、
の１つまたは複数を概して含む方法を提供する。
【００２７】
[0030] 図２（ａ）を参照すると、基板２１０が準備される。基板２１０は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコンなどのシリコン材料、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せから構成されていてもよい。半導体材料は、導電性を改善するためにドープされてもよい。ある実施形態では、基板２１０は、約２〜約１０００μｍ、好ましくは約１００〜約７５０μｍ、最も好ましくは約２５０〜約３５０μｍの厚さを有してもよい。
【００２８】
[0031] 図２（ｂ）を参照すると、試料支持層２２０ａ、２２０ｂは、基板２１０上に堆積される。例えば、一実施形態では、試料支持層２２０ａ、２２０ｂは、基板２１０の表側および裏側表面上に堆積される。試料支持層２２０ａ、２２０ｂのための材料は好ましくは、試料支持層２２０ａ、２２０ｂ内に、低い引張性の応力を与えるように選択される。試料支持層２２０ａ、２２０ｂのための適切な材料としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せが挙げられる。ある実施形態では、試料支持層２２０ａ、２２０ｂは、約１００〜約５００００００ｎｍ、好ましくは約２５〜約１０００ｎｍ、最も好ましくは約５０〜約２００ｎｍの厚さに堆積される。本詳細な説明はは、２２０ａおよび２２０ｂが同じ材料および同じ厚さから作製される実施形態に焦点を合わせているが、代替の実施形態では、これらの層は、異なる材料および／または異なる厚さから作製されてもよい。加えて、基板２１０および試料支持層２２０ａ、２２０ｂが、同じ材料または異なる材料であってもよいことは、理解されるべきである。例えば、基板はシリコン材料であってもよく、試料支持層は窒化シリコンであってもよい。
【００２９】
[0032] 図２（ｃ）を参照すると、補強層２３０は、試料支持層２２０ａ上に堆積される。ある実施形態では、補強層２３０は、約１〜約１００００００ｎｍ、より好ましくは約５０〜約５００００ｎｍ、最も好ましくは約２００〜約５０００ｎｍの厚さに堆積される。補強層２３０のための適切な材料としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せが挙げられる。一実施形態では、補強層は、帯電されてもよい。例えば、もし補強層が金属であって、試料支持層が窒化シリコンであるならば、電子顕微鏡を採用する際に有用である電圧が、補強層に印加されてもよい。補強層の材料が、試料支持層２２０ａの材料と同じかまたはそれと異なってもよいことは、理解されるべきである。
【００３０】
[0033] 図２（ｄ）を参照すると、補強層２３０の１つまたは複数の部分２４１は、補強層２３０を有する２４２および有しない２４１補強された領域を生成するために完全にまたは実質的に除去される。補強層２３０は、例えばフォトリソグラフィをを使用してその次に湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングを続けて、例えばパターニングされ、エッチングされてもよい。補強層２３０の１つまたは複数の領域は、除去されて、補強された領域２４０を形成する。補強された領域２４０は、補強層２３０を有しない膜領域２４１および補強層２３０を有する補強領域２４２を含む。
【００３１】
[0034] 図２（ｅ）を参照すると、試料支持層２２０ｂは、１つまたは複数の部分を除去し、１つまたは複数の他の部分を残すように改良される。図示されるように、ある実施形態では、中央部分２５１は、枠形成領域２５０を残して、実質的にまたは完全に除去されてもよい。ある場合には、除去は、例えばフォトリソグラフィを使用してその次に湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングがを続ける、パターニングおよびエッチングによって達成されてもよい。選択されるエッチャントは、使用される材料に依存するが、その下にある基板２１０を実質的にエッチングすることなく、試料支持層２２０ｂをエッチングできることが好ましい。エッチングされた試料支持層２２０ｂは、試料支持層２２０ｂを有する１つまたは複数の領域２５０と試料支持層２２０ｂとが実質的にまたは完全に除去された１つまたは複数のエッチングされた領域２５１を含む。試料支持層２２０ｂを欠く領域２５１では、その下にある基板２１０が露出される。一実施形態では、試料支持層２２０ｂを実質的に欠く単一の領域２５１は、試料支持層２２０ｂを有する領域２５０によって完全に囲まれ、それによって実質的に試料支持構造体の外縁に沿って続く枠形成領域を備える。実質的に試料支持構造体の外縁に沿って続く枠形成領域が、正方形、長方形、円形、楕円形または多角形、ならびに対称的または非対称的であってもよいことは、当業者には理解されるべきである。言い換えれば、「枠」は、試料支持構造体の周囲すべてにわたって実質的に同様の幅を有してもよく、または、その幅は、試料支持構造体の最終的な必要性に応じて変化してもよい。
【００３２】
[0035] 図２（ｆ）を参照すると、基板２１０の一部分は、例えばエッチングによって除去される。エッチングは、例えば、試料支持層２２０ｂを有しない領域２５１での湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングの使用を含む。エッチングプロセスは、試料支持層２２０ａ、２２０ｂをも実質的にエッチングすることなく、それが基板２１０を選択的にエッチングするように選択されてもよい。エッチングは、試料支持層２２０ｂを有しない領域２６１で基板２１０が実質的にまたは完全に除去されるまで続いて、基板２１０を保持する枠領域２６０、および基板２１０が実質的にまたは完全に除去される膜領域２６１を生成する。補強層２３０を有しない膜領域２４１は、ある実施形態では、膜厚ｔＴＨＩＮ（例えば、試料支持層２２０ａの厚さにほとんど等しい）を有してもよい。これらの領域は、標準的な薄膜支持体の望ましい特性を保持する。補強層２３０を有する補強領域２４２は、厚さｔＴＨＩＣＫ（例えば、試料支持層２２０ａと補強層２３０との合計にほとんど等しい）を有する。これらの領域は、補強された領域２４０を１つまたは複数のより小さな膜領域に分割し、画定する。
【００３３】
[0036] 本発明の別の態様は、集積またはモノリシック膜支持フィーチャを有する試料支持構造体を含む。この態様の例は、図３および４で示される。補強領域は、観察区域に追加の機械的強度を与える。支持領域のパターン、厚さ、および／または組成は、特定の用途に対する要求を満たし、性能を最適化するために変更することができる。
【００３４】
[0037] 概して、この態様は、ｔＴＨＩＣＫの膜層から始める。膜の領域は、試料撮像のための観察領域を与えるために、厚さｔＴＨＩＮまで薄くなり、一方厚い部分は、機械的強度を与える。この手法の１つの利点は、支持フィーチャが、観察領域と同じ材料組成からなるので、温度変化が、熱膨張係数（ＣＴＥ）の不一致に起因する膜への追加の応力を生じさせないであろうということである。厚い／薄い領域での同一材料の使用はまた、材料分析中の余分なピークの導入も回避する。次の節は、そのような試料支持構造体を製造するためのプロセスの例を提供する。次の例の各々では、堆積プロセスは、例えば、ＰＶＤ、ＬＰＣＶＤ、ＭＯＣＶＤ、ＡＬＤ、もしくは電気メッキ／電着、またはこれらの組合せを用いてもよい。エッチングプロセスは、例えば、湿式エッチング、反応性イオンエッチング、スパッタリング、イオンミリング、またはこれらの組合せを用いてもよい。
【００３５】
[0038] 特に好ましい実施形態では、基板はシリコンを含み、試料支持層は窒化シリコンを含み、補強層は金属を含む。
【００３６】
[0039] 図３は、枠が最初に形成され、後に補強された台の形成が続く例を示す。本発明のこの実施形態は、下記ステップ、即ち、
（ａ）基板３１０を準備するステップと、
（ｂ）基板３１０上に試料支持層３２０ａ、３２０ｂを堆積させるステップと、
（ｃ）基板３１０を露出するために試料支持層３２０ｂの一部分３３１を除去するステップと、
（ｄ）枠３４０を生成するために基板３１０の一部分３４１を除去するステップと、
（ｅ）例えば、より厚い補強領域３５２に隣接する１つまたは複数の薄くなった観察または撮像領域３５１を与えるために試料支持層３２０ａの一部分を除去することによる支持フィーチャの形成ステップと、
の１つまたは複数を概して含む方法を提供する。
【００３７】
[0040] 図３（ａ）を参照すると、基板３１０が準備される。基板３１０は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコンなどのシリコン材料、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せから構成されていてもよい。半導体材料は、導電性を改善するためにドープされてもよい。ある実施形態では、基板３１０は、約２〜約１０００μｍ、好ましくは約１００〜約７５０μｍ、最も好ましくは約２５０〜約３５０μｍの厚さを有してもよい。
【００３８】
[0041] 図３（ｂ）を参照すると、試料支持層３２０ａ、３２０ｂは、基板３１０上に堆積される。例えば、一実施形態では、試料支持層３２０ａ、３２０ｂは、基板３１０の表側および裏側表面上に堆積される。試料支持層３２０ａ、３２０ｂのための材料は好ましくは、試料支持層３２０ａ、３２０ｂ内に、低い引張性の応力を与えるように選択される。試料支持層３２０ａ、３２０ｂのための適切な材料としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せが挙げられる。ある実施形態では、試料支持層３２０ａ、３２０ｂは、約１００〜約５００００００ｎｍ、好ましくは約２５〜約１０００ｎｍ、最も好ましくは約５０〜約２００ｎｍの厚さに堆積される。本詳細な説明は、３２０ａおよび３２０ｂが同じ材料および同じ厚さから作製される実施形態に焦点を合わせているが、代替の実施形態では、これらの層は、異なる材料および／または異なる厚さから作製されてもよい。加えて、基板３１０および試料支持層３２０ａ、３２０ｂが、同じ材料または異なる材料であってもよいことは、理解されるべきである。例えば、基板はシリコン材料であってもよく、試料支持層は窒化シリコンであってもよい。
【００３９】
[0042] 図３（ｃ）を参照すると、試料支持層３２０ｂは、１つまたは複数の部分３３１を除去し、１つまたは複数の他の部分３３０を残すように改良される。図示されるように、ある実施形態では、中央部分３３１は、実質的にまたは完全に除去されて、枠形成領域３３０を残してもよい。ある場合には、除去は、例えばフォトリソグラフィを使用してその次に湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングを続けて試料支持層３２０ｂの一部分を除去する、パターニングおよびエッチングによって達成されてもよい。選択されるエッチャントは、使用される材料に依存するが、その下にある基板３１０を実質的にエッチングすることなく、試料支持層３２０ｂをエッチングできることが好ましい。エッチングされた試料支持層３２０ｂは、試料支持層３２０ｂを有する１つまたは複数の領域３３０と、試料支持層３２０ｂが実質的に除去された１つまたは複数のエッチングされた領域３３１とを含む。試料支持層３２０ｂを欠く領域３３１では、その下にある基板３１０が露出される。一実施形態では、試料支持層３２０ｂを実質的に欠く単一の領域３３１は、試料支持層３２０ｂを有する領域３３０によって完全に囲まれ、それによって実質的に試料支持構造体の外縁に沿って続く枠形成領域を備える。実質的に試料支持構造体の外縁に沿って続く枠形成領域が、正方形、長方形、円形、楕円形または多角形、ならびに対称的または非対称的であってもよいことは、当業者に理解されるべきである。言い換えれば、「枠」は、試料支持構造体の周囲すべてにわたって実質的に同様の幅を有してもよく、または、その幅は、試料支持構造体の最終的な必要性に応じて変化してもよい。
【００４０】
[0043] 図３（ｄ）を参照すると、基板３１０の一部分は、例えばエッチングによって除去される。エッチングは、例えば、試料支持層３２０ｂを有しない領域３３１での湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングの使用を含む。エッチングプロセスは、試料支持層３２０ａ、３２０ｂをも実質的にエッチングすることなく、それが基板３１０を選択的にエッチングするように選択されてもよい。エッチングは、試料支持層３２０ｂを有しない領域３４１で基板３１０が実質的にまたは完全に除去されるまで続いて、基板３１０を保持する枠領域３４０、および基板３１０が実質的にまたは完全に除去される膜領域３４１を生成する。
【００４１】
[0044] 支持フィーチャは、試料支持層３２０ａ内に形成される。例えば、試料支持層３２０ａは、例えばフォトリソグラフィを使用してその次に湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングを続けて、厚さｔＴＨＩＮに減るまでエッチングされてもよい。図３（ｅ）で示されるように、試料支持層３２０ａの一部分は、補強された台３５０を与えるために除去される。試料支持層３２０は好ましくは、枠領域３４０内では薄くならない。補強された領域３５０内には、２つのはっきりと区別できる領域、即ち、堆積されたままの膜厚ｔＴＨＩＣＫ３５２を有する領域およびｔＴＨＩＮ３５１まで薄くなった領域がある。ｔＴＨＩＮ３５１まで薄くなった領域は、標準的な薄膜の特性を有してもよく、一方、堆積されたままの膜厚ｔＴＨＩＣＫ３５２、幅ＷＴＨＩＣＫを有する領域は、より大きな膜領域３４１をより小さな膜領域に細分する。幅ＷＴＨＩＮを有する、これらのより小さな膜領域は、同じ膜厚を有するより大きな膜よりも高い破裂強度を備えてもよく、一方、多数のより小さな膜領域は、全体として、大きな観察可能領域を提供する。この技術はまた、薄い膜の縁を、より大きな膜領域３４１の周辺付近の枠領域３４０の縁から離すように引っ張る。大きな膜領域３４１と枠領域３４０との間の界面はしばしば、膜破裂加圧試験中の破損箇所であるので、この界面において、より薄い膜３５１よりもむしろより厚い膜３５２を使用することは、強化された膜領域３４１を与えるであろう。
【００４２】
[0045] 図４は、補強された台が最初に形成され、後に枠の形成が続く別の実施形態を示す。本発明のこの態様は、下記ステップ、即ち、
（ａ）基板４１０を準備するステップと、
（ｂ）基板４１０上に試料支持層４２０ａ、４２０ｂを堆積させるステップと、
（ｃ）例えば、より厚い補強領域４３２に隣接する１つまたは複数の薄くなった観察または撮像領域４３１を与えるために、試料支持層４２０ａの一部分を除去することによる支持フィーチャの形成ステップと、
（ｄ）基板４１０を露出するために試料支持層４２０ｂの一部分４４１を除去するステップと、
（ｅ）枠４５０を生成するために基板４１０の一部分４５１を除去するステップと、
の１つまたは複数を概して含む方法を提供する。
【００４３】
[0046] 図４（ａ）を参照すると、基板４１０が準備される。基板４１０は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコンなどのシリコン材料、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せから構成されていてもよい。半導体材料は、導電性を改善するためにドープされてもよい。ある実施形態では、基板４１０は、約２〜約１０００μｍ、好ましくは約１００〜約７５０μｍ、最も好ましくは約２５０〜約３５０μｍの厚さを有してもよい。
【００４４】
[0047] 図４（ｂ）を参照すると、試料支持層４２０ａ、４２０ｂは、基板４１０上に堆積される。例えば、一実施形態では、試料支持層４２０ａ、４２０ｂは、基板４１０の表側および裏側表面上に堆積される。試料支持層４２０ａ、４２０ｂのための材料は好ましくは、試料支持層４２０ａ、４２０ｂ内に、低い引張性の応力を与えるように選択される。試料支持層４２０ａ、４２０ｂのための適切な材料としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せが挙げられる。ある実施形態では、試料支持層４２０ａ、４２０ｂは、約１００〜約５００００００ｎｍ、好ましくは約２５〜約１０００ｎｍ、最も好ましくは約５０〜約２００ｎｍの厚さに堆積される。本詳細な説明は、４２０ａおよび４２０ｂが同じ材料および同じ厚さから作製される実施形態に焦点を合わせているが、代替の実施形態では、これらの層は、異なる材料および／または異なる厚さから作製されてもよい。加えて、基板４１０および試料支持層４２０ａ、４２０ｂが、同じ材料または異なる材料であってもよいことは、理解されるべきである。例えば、基板はシリコン材料であってもよく、試料支持層は窒化シリコンであってもよい。
【００４５】
[0048] 支持フィーチャは、試料支持層４２０ａ内に形成される。例えば、試料支持層４２０ａは、例えばフォトリソグラフィを使用してその次に湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングを続けて、厚さｔＴＨＩＮに減るまでエッチングされてもよい。図４（ｃ）で示されるように、試料支持層４２０ａの一部分は、補強された膜領域４３０を与えるために除去される。試料支持層４２０ａは好ましくは、枠領域４５０内では薄くならない。補強された領域４３０内には、２つのはっきりと区別できる領域、即ち、堆積されたままの膜厚ｔＴＨＩＣＫ４３２を有する領域およびｔＴＨＩＮ４３１まで薄くなった領域がある。ｔＴＨＩＮ４３１まで薄くなった領域は、標準的な薄膜の特性を有してもよく、一方、堆積されたままの膜厚ｔＴＨＩＣＫ４３２、幅ＷＴＨＩＣＫを有する領域は、より大きな膜領域４５１をより小さな膜領域に細分する。幅ＷＴＨＩＮを有する、これらのより小さな膜領域は、同じ膜厚を有するより大きな膜よりも高い破裂強度を備えてもよく、一方、多数のより小さな膜領域は、全体として、大きな観察可能領域を与える。この技術はまた、薄い膜の縁を、より大きな膜領域４５１の周辺付近の枠領域４５０の縁から離すように引っ張る。大きな膜領域４５１と枠領域４５０との間の界面はしばしば、膜破裂加圧試験中の破損箇所であるので、この界面において、より薄い膜４３１よりもむしろより厚い膜４３２を使用することは、強化された膜領域４５１を与えるであろう。
【００４６】
[0049] 図４（ｃ）を参照すると、試料支持層４２０ｂは、１つまたは複数の部分４３１を除去し、１つまたは複数の他の部分４３２を残すように改良される。図示されるように、ある実施形態では、中央部分４３１は、実質的にまたは完全に除去されて、枠形成領域４３２を残してもよい。ある場合には、除去は、例えばフォトリソグラフィを使用してその次に湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングを続けて試料支持層４２０ｂの一部分を除去する、パターニングおよびエッチングによって達成されてもよい。選択されるエッチャントは、使用される材料に依存するが、その下にある基板４１０を実質的にエッチングすることなく、試料支持層４２０ｂをエッチングできることが好ましい。エッチングされた試料支持層４２０ｂは、試料支持層４２０ｂを有する１つまたは複数の領域４３０と、試料支持層４２０ｂが実質的にまたは完全に除去された１つまたは複数のエッチングされた領域４３１とを含む。試料支持層４２０ｂを欠く領域４３１では、その下にある基板４１０が露出される。一実施形態では、試料支持層４２０ｂを実質的に欠く単一の領域４５１は、試料支持層４２０ｂを有する領域４５０によって完全に囲まれ、それによって実質的に試料支持構造体の外縁に沿って続く枠形成領域を備える。実質的に試料支持構造体の外縁に沿って続く枠形成領域が、正方形、長方形、円形、楕円形または多角形、ならびに対称的または非対称的であってもよいことは、当業者に理解されるべきである。言い換えれば、「枠」は、試料支持構造体の周囲すべてにわたって実質的に同様の幅を有してもよく、またはその幅は、試料支持構造体の最終的な必要性に応じて変化してもよい。
【００４７】
[0050] 図４（ｄ）を参照すると、基板４１０の一部分は、例えばエッチングによって除去される。エッチングは、例えば、試料支持層４２０ｂを有しない領域４４１での湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングの使用を含む。エッチングプロセスは、試料支持層４２０ａ、４２０ｂをも実質的にエッチングすることなく、それが基板４１０を選択的にエッチングするように選択されてもよい。エッチングは、試料支持層４２０ｂを有しない領域４４１で基板４１０が実質的にまたは完全に除去されるまで続いて、基板４１０を保持する枠領域４４０、および基板４１０が実質的にまたは完全に除去される膜領域４４１を生成する。
【００４８】
[0051] 特に好ましい実施形態では、基板はシリコンを含み、次いでパターニングされ／エッチングされて観察用に薄くなった領域を形成する試料支持層は窒化シリコンを含む。
【００４９】
[0052] 本発明の試料支持構造体は、各種の設定で有用であり得る。例えば、電子および／またはイオンビーム分析、透過型電子顕微鏡法などの電子顕微鏡技術が挙げられる。本発明の試料支持構造体は、当技術分野の支持構造体と比べて、多数の改善された特性を有する。例えば、本発明の試料支持構造体を使用して分析される試料は、当技術分野の試料支持構造体を使用して分析される試料と比べて、低減されたドリフトを示す。加えて、ここに記載された構造体は、増大した剛性を有する、即ち、ある実施形態では、当技術分野の構造体に対して必要とされ、かつより低品質の撮像を生成するグリッドやその他の存在を欠いてもよく、本発明の試料支持構造体は、非常に低いところから非常に高いところまでの様々な温度で使用され得る。さらに、本発明の試料支持構造体は、均一な厚さおよび低い応力を有してもよい。
【００５０】
[0053] 本発明の試料支持体は、ある実施形態では、温度変化に対して高い耐性がある。その結果として、試料支持構造体のある種の使用では、試料支持構造体は、処理中に加熱されまたは冷却されてもよい。
【００５１】
[0054] 試料支持構造体は、各種の要素を含む試料を支持するために有用であり得る。特定の限定されない実施形態において、試料支持構造体によって支持されてもよい各種の要素は、生物材料、全細胞、細胞の切片、真核細胞、原核細胞、薬品、タンパク質、ペプチド、ポリマー、核酸、小分子、およびこれらの種類の材料の様々な組合せを含む。ある実施形態では、タンパク質試料が、試料支持構造体によって支持されてもよい。一実施形態では、タンパク質および化合物、またはタンパク質と相互作用する配位子が、試料支持構造体によって支持されてもよい。
【００５２】
[0055] さらに、試料支持構造体は、異なる角度からの一連の像を得るために、試料支持構造体が傾けられるトモグラフィ研究で有用であり得る。
【００５３】
[0056] 試料支持構造体の限定されない使用は、透過電子顕微鏡法（ＴＥＭ）、走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）、走査型透過電子顕微鏡法（ＳＴＥＭ）、および走査トンネル顕微鏡法（ＳＴＭ）での使用を含む。当業者に既知の他の用途での試料支持構造体の使用が、本明細書で考えられる。
【００５４】
[0057] 冷凍固定、固定、脱水、埋め込み、切片化、染色、凍結破断または凍結エッチング、イオンビームミリング、導電性被覆、および／または、走査電子顕微鏡法においては、走査電子顕微鏡内の非導電性標本の帯電を回避するため、炭素、金、金／パラジウム、白金もしくは他の導電性材料の蒸着、薄膜堆積、もしくはスパッタリングなどの多数の方法で、上述の技術によって分析されるべき試料は調製され得る。
【００５５】
[0058] 本発明は、例示的な実施形態および特徴を参照して本明細書で様々に開示されたが、本明細書で上述した実施形態および特徴は、本発明を限定することを意図されないこと、ならびに、他の変形形態、修飾形態および他の実施形態は、本明細書の開示に基づいて、当業者にそれら自身を示唆するであろうことは、理解されるであろう。したがって、本発明は、この後に記載した特許請求の範囲の趣旨および範囲内のそのような変形形態、修飾形態および代替の実施形態をすべて包含するものとして、広く解釈されるべきである。
【図１（ａ）】
【図１（ｂ）】
【図１（ｃ）】
【図１（ｄ）】
【図１（ｅ）】
【図１（ｆ）】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図２（ｃ）】
【図２（ｄ）】
【図２（ｅ）】
【図２（ｆ）】
【図３（ａ）】
【図３（ｂ）】
【図３（ｃ）】
【図３（ｄ）】
【図３（ｅ）】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図４（ｃ）】
【図４（ｄ）】
【図４（ｅ）】
【技術分野】
【０００１】
[0001] 本発明は、集積支持フィーチャを有する補強された膜ならびに補強された膜を作製する方法およびそれを使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002] 非常に薄い膜は、電子顕微鏡法のための試料支持体として有用である。極薄膜（＜５０ｎｍ）は、ほとんど電子透明であり、これらの支持体は、ＳＥＭ、ＴＥＭ、およびＳＴＥＭを含むいくつかの電子顕微鏡技術、ならびに光学顕微鏡法、Ｘ線顕微鏡法、ＵＶ−ＶＩＳ分光法および核磁気共鳴（ＮＭＲ）で有用である。極薄膜に対して生じる１つの懸念は、強度である、即ち、膜の厚さが減少するにつれて、もし差圧が膜に印加されると、それは、取扱い中に壊れ、破裂する可能性が高くなる。環境セルの使用などの、ある種の顕微鏡技術は、膜にかかる維持差圧に依存するので、極薄膜の強度には、強い関心がある。膜領域の面積が強度に影響を与えることは、周知である。所与の膜厚に対して、より小さな領域の膜は、より高い破裂圧力を与える、即ち、より小さな領域の膜は、同じ厚さのより大きな領域の膜よりもより大きな圧力差に耐えることができる。理論上、所与の膜厚に対して高い破裂圧力を達成するために、膜領域を極めて小さな寸法にまで縮小し続けることができるかもしれないが、とても小さい膜領域は、そのままで使用することが困難であろうし、撮像できる試料寸法を制限するであろうし、概して顕微鏡法または分光法技術にとって有用ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
[0003] 本発明は、集積支持フィーチャを有する新規の補強された薄膜構造体、およびこの構造体のための加工方法を開示する。その構造体は、大きな膜をより小さな領域に細分する支持フィーチャを有する、より大きな領域の膜を備える。この構造体は、個々のより小さな膜の強度を有する、大きな薄膜の試料観察領域を備える。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[0004] 本発明は概して、補強された試料支持構造体に関する。
【０００５】
[0005] 一態様では、本発明は、補強領域によって支持される観察領域の配列を含む構造体に関する。
【０００６】
[0006] 別の態様では、本発明は、試料支持構造体を作製する方法に関し、その方法は、補強領域によって支持される観察領域の配列を含む試料支持構造体を作製する下記ステップ、即ち、第１の表面と第２の表面とを有する基板を準備するステップと、基板の第１の表面上に第１の支持層を堆積させるステップと、基板の第２の表面上に第２の支持層を堆積させるステップと、基板を露出するために第１の支持層の一部分を除去するステップと、枠形成領域を生成するために基板の一部分を除去するステップと、第２の支持層上に補強層を堆積させるステップと、少なくとも１つの観察区域と少なくとも１つの補強とを含む観察領域を与えるために補強層の一部分を除去するステップとを含む。
【０００７】
[0007] さらに別の態様では、本発明は、試料支持構造体を作製する方法に関し、その方法は、補強領域によって支持される観察領域の配列を含む試料支持構造体を作製する下記ステップ、即ち、第１の表面と第２の表面とを有する基板を準備するステップと、基板の第１の表面上に第１の支持層を堆積させるステップと、基板の第２の表面上に第２の支持層を堆積させるステップと、第２の支持層上に補強層を堆積させるステップと、少なくとも１つの観察区域と少なくとも１つの補強とを含む観察領域を与えるために補強層の一部分を除去するステップと、基板を露出するために第１の支持層の一部分を除去するステップと、枠形成領域を生成するために基板の一部分を除去するステップとを含む。
【０００８】
[0008] さらに別の態様では、本発明は、試料支持構造体を作製する方法に関し、その方法は、補強領域によって支持される観察領域の配列を含む試料支持構造体を作製する下記ステップ、即ち、第１の表面と第２の表面とを有する基板を準備するステップと、基板の第１の表面上に第１の支持層を堆積させるステップと、基板の第２の表面上に第２の支持層を堆積させるステップと、基板を露出するために第１の支持層の一部分を除去するステップと、枠形成領域を生成するために基板の一部分を除去するステップと、１つまたは複数のより厚い補強領域に隣接する１つまたは複数の薄くなった観察または撮像領域を与えるために第２の支持層の領域を薄くすることによる支持フィーチャの形成ステップとを含む。
【０００９】
[0009] 別の態様では、本発明は、試料支持構造体を作製する方法に関し、その方法は、補強領域によって支持される観察領域の配列を含む試料支持構造体を作製する下記ステップ、即ち、第１の表面と第２の表面とを有する基板を準備するステップと、基板の第１の表面上に第１の支持層を堆積させるステップと、基板の第２の表面上に第２の支持層を堆積させるステップと、１つまたは複数のより厚い補強領域に隣接する１つまたは複数の薄くなった観察または撮像領域を与えるために第２の支持層の領域を薄くすることによる支持フィーチャの形成ステップと、基板を露出するために第１の支持層の一部分を除去するステップと、枠形成領域を生成するために基板の一部分を除去するステップとを含む。
【００１０】
[0010] 本発明の他の態様、特徴および利点は、以下の開示および添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】[0011]枠が最初に形成され、後に補強層の形成およびパターニングが続く実施形態を例示する図である。
【図２】[0012]補強層が最初に形成され、後に枠の形成およびパターニングが続く実施形態を例示する図である。
【図３】[0013]枠が最初に形成され、後に補強された台の形成が続く実施形態を例示する図である。
【図４】[0014]補強された台が最初に形成され、後に枠の形成が続く実施形態を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[0015] 本発明は、試料支持構造体、試料支持構造体を作製する方法、および試料支持構造体を使用する方法に関する。試料支持構造体は、電子顕微鏡法、光学顕微鏡法、Ｘ線顕微鏡法、ＵＶ−ＶＩＳ分光法および核磁気共鳴（ＮＭＲ）技術などの顕微鏡技術を使用する分析の試料を支持するために有用である。
【００１３】
[0016] ここに定義するように、「半導体」は、導電体と絶縁体との間の中間の導電性である、シリコンなどの材料を意味する。
【００１４】
[0017] ここに定義するように、「フォトリソグラフィ」は、感光性材料をパターニングするまたはエッチングするために、レチクルを通じて投影される光線を使用するプロセスを意味する。
【００１５】
[0018] 本明細書において、層、領域または基板などの所与の要素が、別の要素「上に」配置されるまたは形成されると呼ばれるときは、その所与の要素は、もう一方の要素上に直接あることができる、または別法として、介在する要素（例えば、１つまたは複数の被覆、層、中間層）がまた存在することもできる。「上に層状にされる」という文言は、所与の要素が別の要素に関してどのように置かれるかまたは位置付けられるかを述べるために使用されることがさらに理解されるであろう。したがって、「上に層状にされる」という文言は、材料輸送、堆積、または加工の特定の方法に関して何らの制限を導入することも意図されていない。試料が、試料台などの構造体「上に」あると述べられるときは、そのような試料は、その構造体と直接接触しているか、または試料と構造体との間に挿入されている１つもしくは複数の層または膜と接触している可能性がある。
【００１６】
[0019] ここに定義するように、環境セルは、ＴＥＭの中に配置される封印されたデバイスである。環境セルは、セルの内側では湿ったおよび／または大気圧の環境を維持し、一方、周囲のＴＥＭ室は、高真空下に保持される。典型的には、薄い膜は、環境セルのための真空窓として使用される。
【００１７】
[0020] ここに定義するように、「配列」は、少なくとも１つの補強領域によって支持され、分割される、少なくとも１つの観察／膜領域を有する構造に相当する。本明細書で開示されるように、少なくとも１つの補強領域は、正方形の観察／膜領域に枠を形成するように配置されてもよい。それに代えて、補強領域が、長方形、円形、楕円形、または多角形の観察／膜領域に枠を形成するように配置されてもよいことは、当業者に理解されるべきである。さらに、枠を形成された観察／膜領域が、それぞれ同一または同一でない大きさとなるように、各補強領域は、同一または同一でない大きさであってもよい。
【００１８】
[0021] 一態様では、本発明は、補強層を支持層表面上に堆積させ、パターニングすることに関する。この態様の例は、図１および２で示される。補強層は、膜に追加の機械的強度を与える。補強層内の開口は、支持層の観察／撮像領域へのアクセスを与える。支持層内の開口のパターン、支持層の厚さ、および／または支持層の組成は、特定の用途に対する要求を満たし、性能を最適化するために変更することができる。
【００１９】
[0022] 図１は、枠が最初に形成され、後に補強層の形成およびパターニングが続く実施形態を示す。本発明のこの態様は、図１で例示される下記ステップ、即ち、
（ａ）基板１１０を準備するステップと、
（ｂ）基板１１０上に試料支持層１２０ａ、１２０ｂを堆積させるステップと、
（ｃ）基板１１０を露出するために試料支持層１２０ｂの一部分１３１を除去するステップと、
（ｄ）枠形成領域１４０を生成するために基板１１０の一部分１４１を除去するステップと、
（ｅ）試料支持層１２０ａ上に補強層１５０を堆積させるステップと、
（ｆ）少なくとも１つの観察区域１６１および少なくとも１つの補強１６２を有する、観察または撮像領域１６０を与えるために補強層１５０の一部分を除去するステップと、
の１つまたは複数を概して含む方法を提供する。
【００２０】
[0023] 図１（ａ）を参照すると、基板１１０が準備される。基板１１０は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコンなどのシリコン材料、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せから構成されていてもよい。半導体材料は、導電性を改善するためにドープされてもよい。ある実施形態では、基板１１０は、約２〜約１０００μｍ、好ましくは約１００〜約７５０μｍ、最も好ましくは約２５０〜約３５０μｍの厚さを有してもよい。
【００２１】
[0024] 図１（ｂ）を参照すると、試料支持層１２０ａおよび１２０ｂは、基板１１０上に堆積される。例えば、一実施形態では、試料支持層１２０ａおよび１２０ｂは、基板１１０の表側および裏側表面上に堆積される。試料支持層１２０ａ、１２０ｂのための材料は好ましくは、試料支持層１２０ａ、１２０ｂ内に、低い引張性の応力を与えるように選択される。試料支持層１２０ａ、１２０ｂのための適切な材料としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せが挙げられる。ある実施形態では、試料支持層１２０ａ、１２０ｂは、約１〜約５００００００ｎｍ、好ましくは約２５〜約１０００ｎｍ、最も好ましくは約５０〜約２００ｎｍの厚さに堆積される。本詳細な説明は、１２０ａおよび１２０ｂが同じ材料および同じ厚さから作製される実施形態に焦点を合わせているが、代替の実施形態では、これらの層は、異なる材料から作製されてもよく、および／または、異なる厚さを有してもよい。加えて、基板１１０および試料支持層１２０ａ、１２０ｂが、同じ材料または異なる材料であってもよいことは、理解されるべきである。例えば、基板はシリコン材料であってもよく、試料支持層は窒化シリコンであってもよい。
【００２２】
[0025] 図１（ｃ）を参照すると、試料支持層１２０ｂは、１つまたは複数の部分を除去し、１つまたは複数の他の部分を残すように改良される。図示されるように、ある実施形態では、中央部分１３１は、枠形成領域１３０を残して、実質的にまたは完全に除去されてもよい。ある場合には、除去は、例えばフォトリソグラフィを使用してその次に湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングを続けて試料支持層１２０ｂの一部分を除去する、パターニングおよびエッチングによって達成されてもよい。選択されるエッチャントは、使用される材料に依存するが、その下にある基板１１０を実質的にエッチングすることなく、試料支持層１２０ｂをエッチングできることが好ましい。エッチングされた試料支持層１２０ｂは、試料支持層１２０ｂを有する１つまたは複数の領域１３０と、試料支持層１２０ｂが実質的にまたは完全に除去された１つまたは複数のエッチングされた領域１３１とを含む。試料支持層１２０ｂを欠く領域１３１では、その下にある基板１１０が露出される。一実施形態では、試料支持層１２０ｂを実質的に欠く単一の領域１３１は、試料支持層１２０ｂを有する領域１３０によって完全に囲まれ、それによって実質的に試料支持構造体の外縁に沿って続く枠形成領域を備える。実質的に試料支持構造体の外縁に沿って続く枠形成領域が、正方形、長方形、円形、楕円形または多角形、ならびに対称的または非対称的であってもよいことは、当業者に理解されるべきである。言い換えれば、「枠」は、試料支持構造体の周囲すべてにわたって実質的に同様の幅を有してもよく、または、その幅は、試料支持構造体の最終的な必要性に応じて変化してもよい。
【００２３】
[0026] 図１（ｄ）を参照すると、基板１１０の一部分は、例えばエッチングによって除去される。エッチングは、例えば、試料支持層１２０ｂを有しない領域１３１での湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングの使用を含む。エッチングプロセスは、試料支持層１２０ａも１２０ｂも実質的にエッチングすることなく、それが基板１１０を選択的にエッチングするように選択されてもよい。エッチングは、試料支持層１２０ｂを有しない領域１４１で基板１１０が実質的にまたは完全に除去されるまで続いて、基板１１０を保持する枠領域１４０、および基板１１０が実質的にまたは完全に除去される膜領域１４１を生成する。
【００２４】
[0027] 図１（ｅ）を参照すると、補強層１５０は、試料支持層１２０ａ上に堆積される。ある実施形態では、補強層１５０は、約１〜約１００００００ｎｍ、より好ましくは約５０〜約５００００ｎｍ、最も好ましくは約２００〜約５０００ｎｍの厚さに堆積される。補強層１５０のための適切な材料の例は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せなどの、金属、半導体および／または絶縁体を含む。一実施形態では、補強層は、帯電されてもよい。例えば、もし補強層が金属であって、試料支持層が窒化シリコンであるならば、電子顕微鏡法を採用する際に有用である電圧が、補強層に印加されてもよい。補強層の材料が、試料支持層１２０ａの材料と同じかまたはそれと異なってもよいことは、理解されるべきである。例えば、試料支持層は窒化シリコンでもよく、補強層は金属でもよい。
【００２５】
[0028] 図１（ｆ）を参照すると、補強層１５０の１つまたは複数の部分は、補強層を有するおよび有しない補強された領域を生成するために完全にまたは実質的に除去される。補強層は、例えばフォトリソグラフィを使用してその次に湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングを続けて、例えばパターニングされ、エッチングされてもよい。補強層１５０の１つまたは複数の領域は、除去されて、補強された領域１６０を形成する。補強された領域１６０は、補強層１５０を有しない膜領域１６１と補強層１５０を有する補強領域１６２とを含む。補強層１５０を有しない膜領域１６１は、膜厚ｔＴＨＩＮ（例えば、試料支持層１２０ａの厚さにほとんど等しい）を有する。これらの領域は、標準的な薄膜支持体の望ましい特性を保持する。補強層１５０を有する補強領域１６２は、厚さｔＴＨＩＣＫ（例えば、試料支持層１２０ａと補強層１５０との合計にほとんど等しい）を有する。これらの領域は、補強された領域１６０を１つまたは複数のより小さな膜領域に分割し、画定する。
【００２６】
[0029] 図２は、補強層が最初に形成され、後に枠の形成およびパターニングが続く、本発明のこの態様の別の実施形態を示す。本発明のこの態様は、下記ステップ、即ち
（ａ）基板２１０を準備するステップと、
（ｂ）基板上に試料支持層２２０ａ、２２０ｂを堆積させるステップと、
（ｃ）試料支持層２２０ａ上に補強層２３０を堆積させるステップと、
（ｄ）観察区域２４１および補強２４２を有する、観察または撮像領域２４０を与えるために補強層２３０の一部分を除去するステップと、
（ｅ）基板２１０を露出するために試料支持層２２０ｂの一部分２５１を除去するステップと、
（ｆ）枠２６０を生成するために基板２１０の一部分２６１を除去するステップと、
の１つまたは複数を概して含む方法を提供する。
【００２７】
[0030] 図２（ａ）を参照すると、基板２１０が準備される。基板２１０は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコンなどのシリコン材料、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せから構成されていてもよい。半導体材料は、導電性を改善するためにドープされてもよい。ある実施形態では、基板２１０は、約２〜約１０００μｍ、好ましくは約１００〜約７５０μｍ、最も好ましくは約２５０〜約３５０μｍの厚さを有してもよい。
【００２８】
[0031] 図２（ｂ）を参照すると、試料支持層２２０ａ、２２０ｂは、基板２１０上に堆積される。例えば、一実施形態では、試料支持層２２０ａ、２２０ｂは、基板２１０の表側および裏側表面上に堆積される。試料支持層２２０ａ、２２０ｂのための材料は好ましくは、試料支持層２２０ａ、２２０ｂ内に、低い引張性の応力を与えるように選択される。試料支持層２２０ａ、２２０ｂのための適切な材料としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せが挙げられる。ある実施形態では、試料支持層２２０ａ、２２０ｂは、約１００〜約５００００００ｎｍ、好ましくは約２５〜約１０００ｎｍ、最も好ましくは約５０〜約２００ｎｍの厚さに堆積される。本詳細な説明はは、２２０ａおよび２２０ｂが同じ材料および同じ厚さから作製される実施形態に焦点を合わせているが、代替の実施形態では、これらの層は、異なる材料および／または異なる厚さから作製されてもよい。加えて、基板２１０および試料支持層２２０ａ、２２０ｂが、同じ材料または異なる材料であってもよいことは、理解されるべきである。例えば、基板はシリコン材料であってもよく、試料支持層は窒化シリコンであってもよい。
【００２９】
[0032] 図２（ｃ）を参照すると、補強層２３０は、試料支持層２２０ａ上に堆積される。ある実施形態では、補強層２３０は、約１〜約１００００００ｎｍ、より好ましくは約５０〜約５００００ｎｍ、最も好ましくは約２００〜約５０００ｎｍの厚さに堆積される。補強層２３０のための適切な材料としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せが挙げられる。一実施形態では、補強層は、帯電されてもよい。例えば、もし補強層が金属であって、試料支持層が窒化シリコンであるならば、電子顕微鏡を採用する際に有用である電圧が、補強層に印加されてもよい。補強層の材料が、試料支持層２２０ａの材料と同じかまたはそれと異なってもよいことは、理解されるべきである。
【００３０】
[0033] 図２（ｄ）を参照すると、補強層２３０の１つまたは複数の部分２４１は、補強層２３０を有する２４２および有しない２４１補強された領域を生成するために完全にまたは実質的に除去される。補強層２３０は、例えばフォトリソグラフィをを使用してその次に湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングを続けて、例えばパターニングされ、エッチングされてもよい。補強層２３０の１つまたは複数の領域は、除去されて、補強された領域２４０を形成する。補強された領域２４０は、補強層２３０を有しない膜領域２４１および補強層２３０を有する補強領域２４２を含む。
【００３１】
[0034] 図２（ｅ）を参照すると、試料支持層２２０ｂは、１つまたは複数の部分を除去し、１つまたは複数の他の部分を残すように改良される。図示されるように、ある実施形態では、中央部分２５１は、枠形成領域２５０を残して、実質的にまたは完全に除去されてもよい。ある場合には、除去は、例えばフォトリソグラフィを使用してその次に湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングがを続ける、パターニングおよびエッチングによって達成されてもよい。選択されるエッチャントは、使用される材料に依存するが、その下にある基板２１０を実質的にエッチングすることなく、試料支持層２２０ｂをエッチングできることが好ましい。エッチングされた試料支持層２２０ｂは、試料支持層２２０ｂを有する１つまたは複数の領域２５０と試料支持層２２０ｂとが実質的にまたは完全に除去された１つまたは複数のエッチングされた領域２５１を含む。試料支持層２２０ｂを欠く領域２５１では、その下にある基板２１０が露出される。一実施形態では、試料支持層２２０ｂを実質的に欠く単一の領域２５１は、試料支持層２２０ｂを有する領域２５０によって完全に囲まれ、それによって実質的に試料支持構造体の外縁に沿って続く枠形成領域を備える。実質的に試料支持構造体の外縁に沿って続く枠形成領域が、正方形、長方形、円形、楕円形または多角形、ならびに対称的または非対称的であってもよいことは、当業者には理解されるべきである。言い換えれば、「枠」は、試料支持構造体の周囲すべてにわたって実質的に同様の幅を有してもよく、または、その幅は、試料支持構造体の最終的な必要性に応じて変化してもよい。
【００３２】
[0035] 図２（ｆ）を参照すると、基板２１０の一部分は、例えばエッチングによって除去される。エッチングは、例えば、試料支持層２２０ｂを有しない領域２５１での湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングの使用を含む。エッチングプロセスは、試料支持層２２０ａ、２２０ｂをも実質的にエッチングすることなく、それが基板２１０を選択的にエッチングするように選択されてもよい。エッチングは、試料支持層２２０ｂを有しない領域２６１で基板２１０が実質的にまたは完全に除去されるまで続いて、基板２１０を保持する枠領域２６０、および基板２１０が実質的にまたは完全に除去される膜領域２６１を生成する。補強層２３０を有しない膜領域２４１は、ある実施形態では、膜厚ｔＴＨＩＮ（例えば、試料支持層２２０ａの厚さにほとんど等しい）を有してもよい。これらの領域は、標準的な薄膜支持体の望ましい特性を保持する。補強層２３０を有する補強領域２４２は、厚さｔＴＨＩＣＫ（例えば、試料支持層２２０ａと補強層２３０との合計にほとんど等しい）を有する。これらの領域は、補強された領域２４０を１つまたは複数のより小さな膜領域に分割し、画定する。
【００３３】
[0036] 本発明の別の態様は、集積またはモノリシック膜支持フィーチャを有する試料支持構造体を含む。この態様の例は、図３および４で示される。補強領域は、観察区域に追加の機械的強度を与える。支持領域のパターン、厚さ、および／または組成は、特定の用途に対する要求を満たし、性能を最適化するために変更することができる。
【００３４】
[0037] 概して、この態様は、ｔＴＨＩＣＫの膜層から始める。膜の領域は、試料撮像のための観察領域を与えるために、厚さｔＴＨＩＮまで薄くなり、一方厚い部分は、機械的強度を与える。この手法の１つの利点は、支持フィーチャが、観察領域と同じ材料組成からなるので、温度変化が、熱膨張係数（ＣＴＥ）の不一致に起因する膜への追加の応力を生じさせないであろうということである。厚い／薄い領域での同一材料の使用はまた、材料分析中の余分なピークの導入も回避する。次の節は、そのような試料支持構造体を製造するためのプロセスの例を提供する。次の例の各々では、堆積プロセスは、例えば、ＰＶＤ、ＬＰＣＶＤ、ＭＯＣＶＤ、ＡＬＤ、もしくは電気メッキ／電着、またはこれらの組合せを用いてもよい。エッチングプロセスは、例えば、湿式エッチング、反応性イオンエッチング、スパッタリング、イオンミリング、またはこれらの組合せを用いてもよい。
【００３５】
[0038] 特に好ましい実施形態では、基板はシリコンを含み、試料支持層は窒化シリコンを含み、補強層は金属を含む。
【００３６】
[0039] 図３は、枠が最初に形成され、後に補強された台の形成が続く例を示す。本発明のこの実施形態は、下記ステップ、即ち、
（ａ）基板３１０を準備するステップと、
（ｂ）基板３１０上に試料支持層３２０ａ、３２０ｂを堆積させるステップと、
（ｃ）基板３１０を露出するために試料支持層３２０ｂの一部分３３１を除去するステップと、
（ｄ）枠３４０を生成するために基板３１０の一部分３４１を除去するステップと、
（ｅ）例えば、より厚い補強領域３５２に隣接する１つまたは複数の薄くなった観察または撮像領域３５１を与えるために試料支持層３２０ａの一部分を除去することによる支持フィーチャの形成ステップと、
の１つまたは複数を概して含む方法を提供する。
【００３７】
[0040] 図３（ａ）を参照すると、基板３１０が準備される。基板３１０は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコンなどのシリコン材料、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せから構成されていてもよい。半導体材料は、導電性を改善するためにドープされてもよい。ある実施形態では、基板３１０は、約２〜約１０００μｍ、好ましくは約１００〜約７５０μｍ、最も好ましくは約２５０〜約３５０μｍの厚さを有してもよい。
【００３８】
[0041] 図３（ｂ）を参照すると、試料支持層３２０ａ、３２０ｂは、基板３１０上に堆積される。例えば、一実施形態では、試料支持層３２０ａ、３２０ｂは、基板３１０の表側および裏側表面上に堆積される。試料支持層３２０ａ、３２０ｂのための材料は好ましくは、試料支持層３２０ａ、３２０ｂ内に、低い引張性の応力を与えるように選択される。試料支持層３２０ａ、３２０ｂのための適切な材料としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せが挙げられる。ある実施形態では、試料支持層３２０ａ、３２０ｂは、約１００〜約５００００００ｎｍ、好ましくは約２５〜約１０００ｎｍ、最も好ましくは約５０〜約２００ｎｍの厚さに堆積される。本詳細な説明は、３２０ａおよび３２０ｂが同じ材料および同じ厚さから作製される実施形態に焦点を合わせているが、代替の実施形態では、これらの層は、異なる材料および／または異なる厚さから作製されてもよい。加えて、基板３１０および試料支持層３２０ａ、３２０ｂが、同じ材料または異なる材料であってもよいことは、理解されるべきである。例えば、基板はシリコン材料であってもよく、試料支持層は窒化シリコンであってもよい。
【００３９】
[0042] 図３（ｃ）を参照すると、試料支持層３２０ｂは、１つまたは複数の部分３３１を除去し、１つまたは複数の他の部分３３０を残すように改良される。図示されるように、ある実施形態では、中央部分３３１は、実質的にまたは完全に除去されて、枠形成領域３３０を残してもよい。ある場合には、除去は、例えばフォトリソグラフィを使用してその次に湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングを続けて試料支持層３２０ｂの一部分を除去する、パターニングおよびエッチングによって達成されてもよい。選択されるエッチャントは、使用される材料に依存するが、その下にある基板３１０を実質的にエッチングすることなく、試料支持層３２０ｂをエッチングできることが好ましい。エッチングされた試料支持層３２０ｂは、試料支持層３２０ｂを有する１つまたは複数の領域３３０と、試料支持層３２０ｂが実質的に除去された１つまたは複数のエッチングされた領域３３１とを含む。試料支持層３２０ｂを欠く領域３３１では、その下にある基板３１０が露出される。一実施形態では、試料支持層３２０ｂを実質的に欠く単一の領域３３１は、試料支持層３２０ｂを有する領域３３０によって完全に囲まれ、それによって実質的に試料支持構造体の外縁に沿って続く枠形成領域を備える。実質的に試料支持構造体の外縁に沿って続く枠形成領域が、正方形、長方形、円形、楕円形または多角形、ならびに対称的または非対称的であってもよいことは、当業者に理解されるべきである。言い換えれば、「枠」は、試料支持構造体の周囲すべてにわたって実質的に同様の幅を有してもよく、または、その幅は、試料支持構造体の最終的な必要性に応じて変化してもよい。
【００４０】
[0043] 図３（ｄ）を参照すると、基板３１０の一部分は、例えばエッチングによって除去される。エッチングは、例えば、試料支持層３２０ｂを有しない領域３３１での湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングの使用を含む。エッチングプロセスは、試料支持層３２０ａ、３２０ｂをも実質的にエッチングすることなく、それが基板３１０を選択的にエッチングするように選択されてもよい。エッチングは、試料支持層３２０ｂを有しない領域３４１で基板３１０が実質的にまたは完全に除去されるまで続いて、基板３１０を保持する枠領域３４０、および基板３１０が実質的にまたは完全に除去される膜領域３４１を生成する。
【００４１】
[0044] 支持フィーチャは、試料支持層３２０ａ内に形成される。例えば、試料支持層３２０ａは、例えばフォトリソグラフィを使用してその次に湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングを続けて、厚さｔＴＨＩＮに減るまでエッチングされてもよい。図３（ｅ）で示されるように、試料支持層３２０ａの一部分は、補強された台３５０を与えるために除去される。試料支持層３２０は好ましくは、枠領域３４０内では薄くならない。補強された領域３５０内には、２つのはっきりと区別できる領域、即ち、堆積されたままの膜厚ｔＴＨＩＣＫ３５２を有する領域およびｔＴＨＩＮ３５１まで薄くなった領域がある。ｔＴＨＩＮ３５１まで薄くなった領域は、標準的な薄膜の特性を有してもよく、一方、堆積されたままの膜厚ｔＴＨＩＣＫ３５２、幅ＷＴＨＩＣＫを有する領域は、より大きな膜領域３４１をより小さな膜領域に細分する。幅ＷＴＨＩＮを有する、これらのより小さな膜領域は、同じ膜厚を有するより大きな膜よりも高い破裂強度を備えてもよく、一方、多数のより小さな膜領域は、全体として、大きな観察可能領域を提供する。この技術はまた、薄い膜の縁を、より大きな膜領域３４１の周辺付近の枠領域３４０の縁から離すように引っ張る。大きな膜領域３４１と枠領域３４０との間の界面はしばしば、膜破裂加圧試験中の破損箇所であるので、この界面において、より薄い膜３５１よりもむしろより厚い膜３５２を使用することは、強化された膜領域３４１を与えるであろう。
【００４２】
[0045] 図４は、補強された台が最初に形成され、後に枠の形成が続く別の実施形態を示す。本発明のこの態様は、下記ステップ、即ち、
（ａ）基板４１０を準備するステップと、
（ｂ）基板４１０上に試料支持層４２０ａ、４２０ｂを堆積させるステップと、
（ｃ）例えば、より厚い補強領域４３２に隣接する１つまたは複数の薄くなった観察または撮像領域４３１を与えるために、試料支持層４２０ａの一部分を除去することによる支持フィーチャの形成ステップと、
（ｄ）基板４１０を露出するために試料支持層４２０ｂの一部分４４１を除去するステップと、
（ｅ）枠４５０を生成するために基板４１０の一部分４５１を除去するステップと、
の１つまたは複数を概して含む方法を提供する。
【００４３】
[0046] 図４（ａ）を参照すると、基板４１０が準備される。基板４１０は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコンなどのシリコン材料、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せから構成されていてもよい。半導体材料は、導電性を改善するためにドープされてもよい。ある実施形態では、基板４１０は、約２〜約１０００μｍ、好ましくは約１００〜約７５０μｍ、最も好ましくは約２５０〜約３５０μｍの厚さを有してもよい。
【００４４】
[0047] 図４（ｂ）を参照すると、試料支持層４２０ａ、４２０ｂは、基板４１０上に堆積される。例えば、一実施形態では、試料支持層４２０ａ、４２０ｂは、基板４１０の表側および裏側表面上に堆積される。試料支持層４２０ａ、４２０ｂのための材料は好ましくは、試料支持層４２０ａ、４２０ｂ内に、低い引張性の応力を与えるように選択される。試料支持層４２０ａ、４２０ｂのための適切な材料としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、または他の導電性、半導電性、もしくは絶縁性材料、および当業者に既知の他の材料、ならびにそれらの組合せが挙げられる。ある実施形態では、試料支持層４２０ａ、４２０ｂは、約１００〜約５００００００ｎｍ、好ましくは約２５〜約１０００ｎｍ、最も好ましくは約５０〜約２００ｎｍの厚さに堆積される。本詳細な説明は、４２０ａおよび４２０ｂが同じ材料および同じ厚さから作製される実施形態に焦点を合わせているが、代替の実施形態では、これらの層は、異なる材料および／または異なる厚さから作製されてもよい。加えて、基板４１０および試料支持層４２０ａ、４２０ｂが、同じ材料または異なる材料であってもよいことは、理解されるべきである。例えば、基板はシリコン材料であってもよく、試料支持層は窒化シリコンであってもよい。
【００４５】
[0048] 支持フィーチャは、試料支持層４２０ａ内に形成される。例えば、試料支持層４２０ａは、例えばフォトリソグラフィを使用してその次に湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングを続けて、厚さｔＴＨＩＮに減るまでエッチングされてもよい。図４（ｃ）で示されるように、試料支持層４２０ａの一部分は、補強された膜領域４３０を与えるために除去される。試料支持層４２０ａは好ましくは、枠領域４５０内では薄くならない。補強された領域４３０内には、２つのはっきりと区別できる領域、即ち、堆積されたままの膜厚ｔＴＨＩＣＫ４３２を有する領域およびｔＴＨＩＮ４３１まで薄くなった領域がある。ｔＴＨＩＮ４３１まで薄くなった領域は、標準的な薄膜の特性を有してもよく、一方、堆積されたままの膜厚ｔＴＨＩＣＫ４３２、幅ＷＴＨＩＣＫを有する領域は、より大きな膜領域４５１をより小さな膜領域に細分する。幅ＷＴＨＩＮを有する、これらのより小さな膜領域は、同じ膜厚を有するより大きな膜よりも高い破裂強度を備えてもよく、一方、多数のより小さな膜領域は、全体として、大きな観察可能領域を与える。この技術はまた、薄い膜の縁を、より大きな膜領域４５１の周辺付近の枠領域４５０の縁から離すように引っ張る。大きな膜領域４５１と枠領域４５０との間の界面はしばしば、膜破裂加圧試験中の破損箇所であるので、この界面において、より薄い膜４３１よりもむしろより厚い膜４３２を使用することは、強化された膜領域４５１を与えるであろう。
【００４６】
[0049] 図４（ｃ）を参照すると、試料支持層４２０ｂは、１つまたは複数の部分４３１を除去し、１つまたは複数の他の部分４３２を残すように改良される。図示されるように、ある実施形態では、中央部分４３１は、実質的にまたは完全に除去されて、枠形成領域４３２を残してもよい。ある場合には、除去は、例えばフォトリソグラフィを使用してその次に湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングを続けて試料支持層４２０ｂの一部分を除去する、パターニングおよびエッチングによって達成されてもよい。選択されるエッチャントは、使用される材料に依存するが、その下にある基板４１０を実質的にエッチングすることなく、試料支持層４２０ｂをエッチングできることが好ましい。エッチングされた試料支持層４２０ｂは、試料支持層４２０ｂを有する１つまたは複数の領域４３０と、試料支持層４２０ｂが実質的にまたは完全に除去された１つまたは複数のエッチングされた領域４３１とを含む。試料支持層４２０ｂを欠く領域４３１では、その下にある基板４１０が露出される。一実施形態では、試料支持層４２０ｂを実質的に欠く単一の領域４５１は、試料支持層４２０ｂを有する領域４５０によって完全に囲まれ、それによって実質的に試料支持構造体の外縁に沿って続く枠形成領域を備える。実質的に試料支持構造体の外縁に沿って続く枠形成領域が、正方形、長方形、円形、楕円形または多角形、ならびに対称的または非対称的であってもよいことは、当業者に理解されるべきである。言い換えれば、「枠」は、試料支持構造体の周囲すべてにわたって実質的に同様の幅を有してもよく、またはその幅は、試料支持構造体の最終的な必要性に応じて変化してもよい。
【００４７】
[0050] 図４（ｄ）を参照すると、基板４１０の一部分は、例えばエッチングによって除去される。エッチングは、例えば、試料支持層４２０ｂを有しない領域４４１での湿式化学エッチングおよび／または反応性イオンエッチングの使用を含む。エッチングプロセスは、試料支持層４２０ａ、４２０ｂをも実質的にエッチングすることなく、それが基板４１０を選択的にエッチングするように選択されてもよい。エッチングは、試料支持層４２０ｂを有しない領域４４１で基板４１０が実質的にまたは完全に除去されるまで続いて、基板４１０を保持する枠領域４４０、および基板４１０が実質的にまたは完全に除去される膜領域４４１を生成する。
【００４８】
[0051] 特に好ましい実施形態では、基板はシリコンを含み、次いでパターニングされ／エッチングされて観察用に薄くなった領域を形成する試料支持層は窒化シリコンを含む。
【００４９】
[0052] 本発明の試料支持構造体は、各種の設定で有用であり得る。例えば、電子および／またはイオンビーム分析、透過型電子顕微鏡法などの電子顕微鏡技術が挙げられる。本発明の試料支持構造体は、当技術分野の支持構造体と比べて、多数の改善された特性を有する。例えば、本発明の試料支持構造体を使用して分析される試料は、当技術分野の試料支持構造体を使用して分析される試料と比べて、低減されたドリフトを示す。加えて、ここに記載された構造体は、増大した剛性を有する、即ち、ある実施形態では、当技術分野の構造体に対して必要とされ、かつより低品質の撮像を生成するグリッドやその他の存在を欠いてもよく、本発明の試料支持構造体は、非常に低いところから非常に高いところまでの様々な温度で使用され得る。さらに、本発明の試料支持構造体は、均一な厚さおよび低い応力を有してもよい。
【００５０】
[0053] 本発明の試料支持体は、ある実施形態では、温度変化に対して高い耐性がある。その結果として、試料支持構造体のある種の使用では、試料支持構造体は、処理中に加熱されまたは冷却されてもよい。
【００５１】
[0054] 試料支持構造体は、各種の要素を含む試料を支持するために有用であり得る。特定の限定されない実施形態において、試料支持構造体によって支持されてもよい各種の要素は、生物材料、全細胞、細胞の切片、真核細胞、原核細胞、薬品、タンパク質、ペプチド、ポリマー、核酸、小分子、およびこれらの種類の材料の様々な組合せを含む。ある実施形態では、タンパク質試料が、試料支持構造体によって支持されてもよい。一実施形態では、タンパク質および化合物、またはタンパク質と相互作用する配位子が、試料支持構造体によって支持されてもよい。
【００５２】
[0055] さらに、試料支持構造体は、異なる角度からの一連の像を得るために、試料支持構造体が傾けられるトモグラフィ研究で有用であり得る。
【００５３】
[0056] 試料支持構造体の限定されない使用は、透過電子顕微鏡法（ＴＥＭ）、走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）、走査型透過電子顕微鏡法（ＳＴＥＭ）、および走査トンネル顕微鏡法（ＳＴＭ）での使用を含む。当業者に既知の他の用途での試料支持構造体の使用が、本明細書で考えられる。
【００５４】
[0057] 冷凍固定、固定、脱水、埋め込み、切片化、染色、凍結破断または凍結エッチング、イオンビームミリング、導電性被覆、および／または、走査電子顕微鏡法においては、走査電子顕微鏡内の非導電性標本の帯電を回避するため、炭素、金、金／パラジウム、白金もしくは他の導電性材料の蒸着、薄膜堆積、もしくはスパッタリングなどの多数の方法で、上述の技術によって分析されるべき試料は調製され得る。
【００５５】
[0058] 本発明は、例示的な実施形態および特徴を参照して本明細書で様々に開示されたが、本明細書で上述した実施形態および特徴は、本発明を限定することを意図されないこと、ならびに、他の変形形態、修飾形態および他の実施形態は、本明細書の開示に基づいて、当業者にそれら自身を示唆するであろうことは、理解されるであろう。したがって、本発明は、この後に記載した特許請求の範囲の趣旨および範囲内のそのような変形形態、修飾形態および代替の実施形態をすべて包含するものとして、広く解釈されるべきである。
【図１（ａ）】
【図１（ｂ）】
【図１（ｃ）】
【図１（ｄ）】
【図１（ｅ）】
【図１（ｆ）】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図２（ｃ）】
【図２（ｄ）】
【図２（ｅ）】
【図２（ｆ）】
【図３（ａ）】
【図３（ｂ）】
【図３（ｃ）】
【図３（ｄ）】
【図３（ｅ）】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図４（ｃ）】
【図４（ｄ）】
【図４（ｅ）】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強領域によって支持される観察領域の配列を含む、補強された試料支持構造体。
【請求項２】
前記観察領域は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、およびそれらの組合せから成る群から選択される材料を含む、請求項１に記載の補強された試料支持構造体。
【請求項３】
前記補強領域は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、およびそれらの組合せから成る群から選択される材料を含む、請求項１に記載の補強された試料支持構造体。
【請求項４】
補強領域によって支持される観察領域の前記配列を囲む枠形成領域をさらに含む、請求項１に記載の補強された試料支持構造体。
【請求項５】
前記枠形成領域は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、およびそれらの組合せから成る群から選択される材料を含む、請求項４に記載の補強された試料支持構造体。
【請求項６】
試料支持構造体を作製する方法であって、補強領域によって支持される観察領域の配列を含む試料支持構造体を作製する下記ステップ、即ち、
第１の表面と第２の表面とを有する基板を準備するステップと、
前記基板の前記第１の表面上に第１の支持層を堆積させるステップと、
前記基板の前記第２の表面上に第２の支持層を堆積させるステップと、
前記基板を露出するために前記第１の支持層の一部分を除去するステップと、
枠形成領域を生成するために前記基板の一部分を除去するステップと、
前記第２の支持層上に補強層を堆積させるステップと、
観察領域と補強領域とを含む配列を与えるために前記補強層の一部分を除去するステップと、
をいかなる順序でも含む方法。
【請求項７】
前記基板は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、およびそれらの組合せから成る群から選択される材料を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記基板は、約２〜約１０００μｍの厚さを有する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１および／または第２の支持層は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、およびそれらの組合せから成る群から選択される材料を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１および／または第２の支持層は、約１００〜約５００００００ｎｍの厚さを有する、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記補強層は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、およびそれらの組合せから成る群から選択される材料を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記補強層は、約１〜約１００００００ｎｍの厚さに堆積される、請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
試料支持構造体を作製する方法であって、補強領域によって支持される観察領域の配列を含む試料支持構造体を作製する下記ステップ、即ち、
第１の表面と第２の表面とを有する基板を準備するステップと、
前記基板の前記第１の表面上に第１の支持層を堆積させるステップと、
前記基板の前記第２の表面上に第２の支持層を堆積させるステップと、
前記基板を露出するために前記第１の支持層の一部分を除去するステップと、
枠形成領域を生成するために前記基板の一部分を除去するステップと、
１つまたは複数のより厚い補強領域に隣接する１つまたは複数の薄くなった観察または撮像領域を与えるために前記第２の支持層の領域を薄くすることによる支持フィーチャの形成ステップと、
をいかなる順序でも含む方法。
【請求項１４】
前記基板は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、およびそれらの組合せから成る群から選択される材料を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板は、約２〜約１０００μｍの厚さを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１および／または第２の支持層は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、およびそれらの組合せから成る群から選択される材料を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１および／または第２の支持層は、約１００〜約５００００００ｎｍの厚さを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１】
補強領域によって支持される観察領域の配列を含む、補強された試料支持構造体。
【請求項２】
前記観察領域は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、およびそれらの組合せから成る群から選択される材料を含む、請求項１に記載の補強された試料支持構造体。
【請求項３】
前記補強領域は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、およびそれらの組合せから成る群から選択される材料を含む、請求項１に記載の補強された試料支持構造体。
【請求項４】
補強領域によって支持される観察領域の前記配列を囲む枠形成領域をさらに含む、請求項１に記載の補強された試料支持構造体。
【請求項５】
前記枠形成領域は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、およびそれらの組合せから成る群から選択される材料を含む、請求項４に記載の補強された試料支持構造体。
【請求項６】
試料支持構造体を作製する方法であって、補強領域によって支持される観察領域の配列を含む試料支持構造体を作製する下記ステップ、即ち、
第１の表面と第２の表面とを有する基板を準備するステップと、
前記基板の前記第１の表面上に第１の支持層を堆積させるステップと、
前記基板の前記第２の表面上に第２の支持層を堆積させるステップと、
前記基板を露出するために前記第１の支持層の一部分を除去するステップと、
枠形成領域を生成するために前記基板の一部分を除去するステップと、
前記第２の支持層上に補強層を堆積させるステップと、
観察領域と補強領域とを含む配列を与えるために前記補強層の一部分を除去するステップと、
をいかなる順序でも含む方法。
【請求項７】
前記基板は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、およびそれらの組合せから成る群から選択される材料を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記基板は、約２〜約１０００μｍの厚さを有する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１および／または第２の支持層は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、およびそれらの組合せから成る群から選択される材料を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１および／または第２の支持層は、約１００〜約５００００００ｎｍの厚さを有する、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記補強層は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、およびそれらの組合せから成る群から選択される材料を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記補強層は、約１〜約１００００００ｎｍの厚さに堆積される、請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
試料支持構造体を作製する方法であって、補強領域によって支持される観察領域の配列を含む試料支持構造体を作製する下記ステップ、即ち、
第１の表面と第２の表面とを有する基板を準備するステップと、
前記基板の前記第１の表面上に第１の支持層を堆積させるステップと、
前記基板の前記第２の表面上に第２の支持層を堆積させるステップと、
前記基板を露出するために前記第１の支持層の一部分を除去するステップと、
枠形成領域を生成するために前記基板の一部分を除去するステップと、
１つまたは複数のより厚い補強領域に隣接する１つまたは複数の薄くなった観察または撮像領域を与えるために前記第２の支持層の領域を薄くすることによる支持フィーチャの形成ステップと、
をいかなる順序でも含む方法。
【請求項１４】
前記基板は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、およびそれらの組合せから成る群から選択される材料を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板は、約２〜約１０００μｍの厚さを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１および／または第２の支持層は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、アルミナ、石英、溶融シリカ、窒化ホウ素、炭化シリコン、金属、セラミックス、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、グラフェン、黒鉛、アルミニウム、チタン、銅、タングステン、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、導電性酸化物、およびそれらの組合せから成る群から選択される材料を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１および／または第２の支持層は、約１００〜約５００００００ｎｍの厚さを有する、請求項１３に記載の方法。
【公表番号】特表２０１０−５２１６５６（Ｐ２０１０−５２１６５６Ａ）
【公表日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５１８６５（Ｐ２００９−５５１８６５）
【出願日】平成２０年２月２９日（２００８．２．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０５５４３５
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１０９４０６
【国際公開日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（５０９２４５６７０）プロトチップス，インコーポレイテッド (4)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２９日（２００８．２．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０５５４３５
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１０９４０６
【国際公開日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（５０９２４５６７０）プロトチップス，インコーポレイテッド (4)
【Ｆターム（参考）】
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