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公開番号2025134657
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-17
出願番号2025032516
出願日2025-03-03
発明の名称荷電粒子ビームシステム用の加熱アセンブリ
出願人エフイーアイカンパニ,FEI COMPANY
代理人弁理士法人ITOH
主分類H01J 37/20 20060101AFI20250909BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】EDS検出器と共に使用することができる改善された試料加熱システムを提供する。
【解決手段】試料を加熱するためのシステム、デバイス、及び技術である。加熱アセンブリは、膜を含むことができる。膜は、カーボンナノチューブ材料を含むことができる。加熱アセンブリは、膜と機械的に結合された支持体を含む。支持体は、荷電粒子ビームシステムと一体化するように構成することができる。加熱アセンブリはまた、膜と電気的に結合された加熱回路を含む。加熱回路は、膜を通して電流を方向付けるように構成することができる。
【選択図】図2A
特許請求の範囲【請求項１】
加熱アセンブリであって、
カーボンナノチューブ材料を含む膜と、
前記膜と機械的に結合された支持体であって、荷電粒子ビームシステムと一体化するように構成されている支持体と、
前記膜と電気的に結合され、前記膜を通して電流を方向付けるように構成された加熱回路と、
を備える、加熱アセンブリ。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記膜は、テーパを含む形状を画定し、前記テーパは、デカルト座標空間内の平面に画定される、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記形状は、前記膜の中央領域が前記膜の周辺領域より狭くなるように、前記平面に二重テーパを含む、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記加熱アセンブリは、前記荷電粒子ビームシステムの試料ステージと動作可能に結合し、試料がその上に配置されるように構成されている、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記支持体は、前記膜と電気的に接触し、前記加熱回路と電気的に結合された導電性部分を含み、前記加熱回路は、前記導電性部分を介して前記膜を通して前記電流を方向付けるように構成されている、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記支持体は、電子顕微鏡試料ホルダと動作可能に結合するように成形されている、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記加熱回路はプローブを備え、前記プローブは前記膜又は前記支持体と電気的に結合するように構成されている、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記プローブは第１のプローブであり、前記加熱回路は、前記膜と可逆的に結合された第２のプローブを更に備え、それにより、前記電流は、前記膜を介して前記第１のプローブから前記第２のプローブに方向付けられる、請求項７に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記膜は、前記支持体内に画定された開口部にわたって少なくとも部分的に自立している、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記カーボンナノチューブ材料は、多層カーボンナノチューブフェルトを含む、請求項１に記載のアセンブリ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２４年３月４日に出願された、米国特許仮出願第１８／５９５，１２４号の優先権を主張し、その開示は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 3,100 文字）【０００２】
本開示の実施形態は、荷電粒子ビームシステム並びにそれらの動作のための構成要素、アルゴリズム、及び方法を対象とする。具体的には、いくつかの実施形態は、試料を加熱するための技術を対象とする。
【背景技術】
【０００３】
荷電粒子顕微鏡法では、特性Ｘ線は、ビームが試料の原子と相互作用する際に、内殻電子の励起によって生じる。Ｘ線信号は、通常、走査型電子顕微鏡（scanning electron microscope、ＳＥＭ）システムにおける元素分析に使用される。例えば、Ｘ線信号を使用してエネルギー分散型Ｘ線（ＥＤＳ）スペクトルを生成することができ、このスペクトルから試料の元素組成を測定することができる。
【０００４】
Ｘ線測定は、ＥＤＳ検出器データにおいてアーチファクトを生成する可能性があるＥＭ放射（例えば、赤外－可視光子）に敏感である。これは、材料の熱特性がＥＤＳ及び他の熱－光子感受性技術を使用して研究されるときに課題を提示する。したがって、ＥＤＳ検出器と共に使用することができる改善された試料加熱システムが必要とされている。
【発明の概要】
【０００５】
第１の態様では、加熱アセンブリは膜を含む。膜は、カーボンナノチューブ材料を含むことができる。加熱アセンブリは、膜と機械的に結合された支持体を含む。支持体は、荷電粒子ビームシステムと一体化するように構成することができる。加熱アセンブリはまた、膜と電気的に結合された加熱回路を含む。加熱回路は、膜を通して電流を方向付けるように構成することができる。
【０００６】
いくつかの実施形態では、膜は、テーパを含む形状を画定する。テーパは、デカルト座標空間内の平面において画定され得る。形状は、膜の中央領域が膜の周辺領域より狭くなるように、平面内に二重テーパを含むことができる。加熱アセンブリは、荷電粒子ビームシステムの試料ステージと動作可能に結合し、試料がその上に配置されるように構成され得る。支持体は、膜と電気的に接触し、加熱回路と電気的に結合された導電性部分を含むことができる。加熱回路は、導電性部分を介して膜を通して電流を方向付けるように構成され得る。支持体は、電子顕微鏡試料ホルダと動作可能に結合するように成形することができる。加熱回路はプローブを含むことができる。プローブは、膜又は支持体と電気的に結合するように構成することができる。プローブは、第１のプローブとすることができ、加熱回路は、膜と可逆的に結合された第２のプローブを更に含むことができ、それにより、電流は、膜を介して第１のプローブから第２のプローブに方向付けられる。膜は、支持体に画定された開口部にわたって少なくとも部分的に自立していることができる。カーボンナノチューブ材料は、多層カーボンナノチューブフェルトを含むことができる。膜は、カーボンナノチューブ材料の複数の層を含むことができる。いくつかの実施形態では、加熱回路はプローブを含む。プローブは、膜又は支持体の導電性部分と電気的に結合することができる。プローブは、アクチュエータと機械的に結合することができ、１つ以上の空間次元において移動可能であり得る。プローブは、膜とインターフェースするように構成された先端部を含むことができる。先端部は、カーボンナノチューブ材料を含むことができ、ブラシ状構造をもたらすフィラメント又は他の繊維を含むことができ、及び／又は可撓性であることができる。
【０００７】
第２の態様では、荷電粒子ビームシステムは、荷電粒子ビーム源と、荷電粒子ビーム源に結合された試料チャンバと、試料チャンバ内に配置された加熱アセンブリとを含む。加熱アセンブリは、前述の態様の１つ以上の特徴を単独で又は組み合わせて含む。例えば、加熱アセンブリは、カーボンナノチューブ材料を含む膜と、膜に機械的に結合された支持体であって、支持体は、荷電粒子ビームシステムの試料ステージに可逆的に結合されており、試料がその上に配置され、荷電粒子ビーム源によって生成された荷電粒子ビームによって照射されるように構成されている、支持体と、を含み得る。加熱アセンブリはまた、膜及び荷電粒子ビームシステムと電気的に結合され、膜を通して電流を方向付けるように構成されている加熱回路を含み得る。加熱回路は、少なくとも部分的に試料チャンバの外部にあってもよい。例えば、加熱回路の１つ以上の構成要素は、試料チャンバの外部にあってもよく、試料チャンバの内部の１つ以上の構成要素と電気的に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、システムは、分離チャンバを更に含むことができる。分離チャンバは、流体ハンドリングカプラ及び堆積基板を含むことができる。堆積基板は、抵抗性加熱回路を含むことができる。分離チャンバは、堆積基板と同じ場所に配置された開口部を画定することができる。分離チャンバは、試料チャンバ内に配置することができる。開口部は、荷電粒子ビーム源と位置合わせすることができる。加熱アセンブリは、少なくとも部分的に分離チャンバ内に配置することができる。加熱アセンブリは、流体ハンドリングカプラと堆積基板との間の分離チャンバ内に配置することができる。
【０００８】
第３の態様では、試料を加熱するための方法は、前述の態様のうちの１つ以上の加熱アセンブリの膜を通して電流を方向付けることを含む。膜を通して電流を方向付けることは、約３０Ｗ以下、約２０Ｗ以下、約１０Ｗ以下、約５Ｗ以下、約４Ｗ以下、約３Ｗ以下、約２Ｗ以下、約１Ｗ以下、約０．５Ｗ以下、約０．４Ｗ以下、約０．３Ｗ以下、約０．２Ｗ以下、及び／又は約０．１Ｗ以下の、その端数、部分範囲、又は補間を含む電力を、膜を通して印加することを含むことができる。
【０００９】
いくつかの実施形態では、膜は、その上に配置された試料を有することができる。方法は、試料の周辺の膜の領域において膜から材料を除去することと、加熱回路に電気的に結合されたプローブに膜を接触させることとを更に含むことができる。プローブは、試料の周辺の領域内で膜に接触することができる。材料を除去することは、荷電粒子のビームを使用して、機械的力を使用して、指向性ＥＭ放射を使用して、及び／又はプローブと膜との間でアーク又は他の放電を点火することによって、膜を照射することを含むことができる。
【００１０】
本方法は、試料の気化又は昇華温度より高い温度まで膜を加熱することを含むことができる。温度は、分離チャンバ内の圧力及び試料の組成に少なくとも部分的に基づいて決定することができる。方法は、堆積基板を加熱することを含むことができる。堆積基板は、試料の気化又は昇華温度より低い基板温度まで加熱することができる。方法は、荷電粒子のビーム及び／又は光子のビームを堆積基板に向けて方向付けることを含むことができる。方法は、堆積基板を荷電粒子ビームの荷電粒子に曝露することと、堆積基板上に堆積材料を生成することとを含むことができる。荷電粒子ビームは、走査パターンを使用して方向付けることができる。堆積材料は、走査パターンに従って堆積基板の表面上に配置することができる。方法はまた、キャリアガスを分離チャンバに導入することを含むことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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