用于高通量低温电子显微镜的可控厚度微图案芯片的制备

该协议对于在纳米尺度上调节图像尺寸的厚度以使用冷冻电镜成功观察不同尺寸的蛋白质和纳米材料非常重要。Mem的制造技术允许大规模生产微芯片。它还可以选择微模式井的深度和设计。取决于实验目的。

该技术有助于提高用于商业药物发现的生物分子的高通量3D结构分析的效率，然后具有风险的薄晶圆和微芯片可能会使硅硝基膜变得棘手。重要的是不要弯曲晶圆或垂直于硝酸硅窗口施加力。开始用六甲基二硅氮烷溶液覆盖氮化硅沉积硅晶片，然后在自旋编码器上以 3000 RPM 旋转涂覆晶圆 30 秒，从而开始对光刻胶或 PR 进行图案化。

将镀膜晶圆在 95 摄氏度下在热板上烘烤 30 秒，以使水面疏水，并确保 PR 具有良好的镀膜性能。接下来，用正 PR 旋转在晶圆上涂覆，并在 100 摄氏度下烘烤 90 秒。旋涂PR的厚度为500纳米。使用对准器通过铬掩模将PR涂层晶圆暴露在紫外线下五秒钟。

使用显影剂冲洗 PR 一分钟，然后将晶圆浸入去离子水中冲洗两次。然后通过将氮气吹到水面上来干燥 PR 图案化晶圆。遵循 PR 的模式化。使用实验室建造的射频功率为50瓦的反应离子蚀刻机，并以每分钟3标准立方厘米的速度使用六氟化硫气体。

以每秒六埃的速度蚀刻暴露的氮化硅。通过将氮化硅图案化晶片在室温下浸入丙酮中 30 分钟来消除 PR。然后用去离子水冲洗晶片两次，并用氮气干燥晶片。

要蚀刻暴露的si，请将氮化硅图案晶片浸入新鲜制备的氢氧化钾溶液中。通过连续搅拌，直到可以在图案化晶片的另一侧观察到独立的氮化硅窗口。通过在去离子水浴中浸泡几次来清洁蚀刻晶片。

然后将晶圆在空气中干燥。为了消除蚀刻残留物，用镊子轻轻按压芯片阵列的边界，并获得要进行微图案化的芯片阵列。然后将芯片阵列浸入新鲜制备的氢氧化钾溶液中30秒，然后冲洗两次，用氮气吹碎芯片并在空气中干燥一小时。

对于固体支撑，如前所述，准备一个带有旋涂的空白 525 微米硅片。在烘烤晶片之前附着在硅晶片上的削片射线上，并按照前面描述的步骤获得微图案硅晶片。通过将图案芯片组浸入一甲基二纯利坦醇溶液中，在 60 摄氏度下过夜来消除 PR。

第二天，用去离子水冲洗芯片组两次。用氮气干燥图案芯片组后，使用反应离子刻蚀机使用每分钟100标准立方厘米的氧气以150瓦的射频功率消除PR残留物一分钟。之后，将微图案芯片浸入氢氧化钾溶液中30秒，以完全消除PR残留物。

然后冲洗并完全干燥芯片组。用去离子水稀释每毫升2毫克氧化石墨烯或溶液10倍，并将稀释的溶液超声处理10分钟以分解片的聚集体。然后在室温下以300倍G离心至稀释溶液30秒。

使用1500万安培的辉光放电器对微图案芯片的硅蚀刻侧进行一分钟的辉光放电，并以正电荷渲染芯片表面。完成后，将三微升溶液滴到微图案芯片的辉光放电侧。一分钟后，用滤纸将多余的溶液吸干芯片。

用去离子水滴在石蜡膜上清洗转移的芯片，并用滤纸吸干多余的。在转移侧重复两次滴铸程序，在另一侧重复一次。将转移的芯片在室温下干燥过夜。

在光刻过程中，使用铬掩模的不同设计来操纵微图案芯片的设计。控制了独立式氮化硅膜的数量和尺寸。据观察，制造的微图案芯片可能有多达25， 000个悬挂孔。

窗口处的拉面光谱显示了具有代表性的峰 此外，乘向六边形折射模式表明，窗口由多层 采用扫描电镜和原子力显微镜研究了带窗微孔的结构和深度。在图像中观察到带有窗口的微孔的井型结构，证实了设计带窗口的微图案芯片的可能性。在微图案芯片的帮助下，用冷冻电子显微镜对一些生物标本和无机纳米颗粒进行了成像。

根据图案的尺寸和设计，优化条件，例如使用强度的纯涂层厚度和显影时间，这一点很重要。通过应用纳米模式技术，如FIB甚至更小的光刻石墨烯，可以产生一些微米图案，这可能会扩大这种微型设备与其他分析技术一起使用的应用。