JP6476755B2 - 試料収容セル - Google Patents

Description

本発明は観察対象の試料（Ｏｂｊｅｃｔ）を収容するセルに関する。

電子顕微鏡を用いた試料の観察は、一般的には、観察対象の試料が真空等の特殊な空間に曝される。一方、近年では、メカノバイオロジー（Ｍｅｃｈａｎｏｂｉｏｌｏｇｙ）と呼ばれる技術分野において、生体細胞、生体組織等をそのまま観察したいという要求がある。しかしながら、電子顕微鏡での観察の際に試料を真空中に曝すと、細胞等は、液体成分が揮発していくことで変質し、また測定環境の汚染につながってしまう。これを防ぐために、様々な方法が開発されている。

例えば、試料を急速凍結して薄い氷の中に閉じ込め、冷凍状態で観察する技術がある。しかしながら、冷凍状態で観察する技術は、容易に観察用の試料を作製することができず、また、試料作成用の装置が非常に特殊であり高価なものであった。

さらに、液体中に試料を保持したまま観察することで、さらに試料を直接的に観察するための技術が、特許文献１に開示されている。この技術では、観察用のセルを構成する薄膜間に試料を含む液体を配置しつつ、試料が配置される空間をセルの外部空間と遮断する。電子線は、薄膜を透過して薄膜間の試料に到達するようになっている。

特開２００７−１６５２７１号公報

また、特許文献１に開示されたセルのうち、注入口から試料を含む液体を注入する方式のセルにおいては、観察孔の大きさが小さい。そのため、観察孔に観察対象となる試料が到達しているか、電子顕微鏡による測定前に確認することが困難であった。また、試料を座体に配置した後に蓋体を被せ、座体と蓋体とを接着剤で接合する方式のセルについても特許文献１に開示されている。このようなセルでは、接合に高度な技術がユーザに求められ、座体と蓋体との接合がうまくいかずに内部の液体が漏れ出したり、座体と蓋体とのギャップ制御が困難であったりする場合があった。これらの複数の問題の少なくとも１つが生じる結果、試料を収容したセルが電子顕微鏡による観察に用いることができない状態であることも多くなり、ユーザの利便性を損ねていた。

本発明の目的の一つは、試料を収容するセルの利便性を高めることにある。

本発明の一実施形態によると、第１開口部を有する第１基板と、前記第１基板に対向して配置され、前記第１開口部に対向する位置に第２開口部を有する第２基板と、前記第１開口部の前記第２基板側を塞ぐ第１薄膜と、前記第２開口部の前記第１基板側を塞ぐ第２薄膜と、を備え、前記第１基板と前記第２基板との間には、試料が配置される前記第１薄膜と前記第２薄膜との間の観察空間と、当該観察空間と外部空間とを接続するための流路空間とが配置され、前記第２基板は、可視光線に対して透過性を有し、前記第１薄膜および前記第２薄膜は、電子線に対して透過性を有することを特徴とする試料収容セルを提供する。これによれば、試料を収容するセルの利便性を高めることができる。

また、本発明の一実施形態によると、第１開口部を有する第１基板と、前記第１基板に対向して配置され、前記第１開口部に対向する位置に第２開口部を有する第２基板と、前記第１開口部の前記第２基板側を塞ぐ第１薄膜と、前記第２開口部の前記第１基板側を塞ぐ第２薄膜と、を備え、前記第１基板と前記第２基板との間には、試料が配置される前記第１薄膜と前記第２薄膜との間の観察空間と、当該観察空間と外部空間とを接続するための流路空間とが配置され、前記第１基板と前記第２基板とは、少なくとも一方がシリコン基板であり、前記第１薄膜および前記第２薄膜は、電子線に対して透過性を有することを特徴とする試料収容セルを提供する。これによれば、試料を収容するセルの利便性を高めることができる。

前記第１基板は、前記流路空間は、少なくとも２つの開口部を介して前記外部空間に接続し、前記少なくとも２つの開口部のいずれかは、前記第１基板に配置されていてもよい。これによれば、試料含有液体の注入を容易に行うことできる。

前記第２基板は、前記流路空間は、少なくとも２つの開口部を介して前記外部空間に接続し、前記少なくとも２つの開口部のいずれかは、前記第２基板に配置されていてもよい。これによれば、試料含有液体の注入を容易に行うことできる。

前記流路空間は、少なくとも２つの開口部を介して前記外部空間に接続し、前記少なくとも２つの開口部のいずれかは、前記第１基板と前記第２基板との間に配置されていてもよい。これによれば、セルを容易に製造することができる。

前記第１基板はキャビティを有し、前記流路空間は前記キャビティの内壁と前記第２基板との間に配置され、前記第１基板と前記第２基板とは接触してもよい。これによれば、セルを容易に製造することができる。

前記第２基板はキャビティを有し、前記流路空間は前記キャビティの内壁と前記第１基板との間に配置され、前記第１基板と前記第２基板とは接触してもよい。これによれば、セルを容易に製造することができる。

前記第１基板と前記第２基板との間に配置されたギャップ膜をさらに備え、前記流路空間は、前記ギャップ膜に囲まれていてもよい。これによれば、第１基板と第２基板との距離の制御を容易に行うことができる。

前記第１基板または前記第２基板には、前記可視光線または前記電子線により認識可能なマーカが配置されていてもよい。これによれば、電子顕微鏡により観察すべき位置を容易に特定することができる。

前記第１薄膜および前記第２薄膜の少なくとも一方の前記観察空間側の面には、突出部が配置されていてもよい。これによれば、第１薄膜と第２薄膜とのスティッキング現象が発生することを抑制することができる。

前記第２基板はガラス基板であり、前記第２薄膜は、３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長に対して９０％以上の透過率を有していてもよい。これによれば、第２基板の第２開口部を形成する際にレーザを照射して基板を変質させてエッチングレートを調整することができる。

前記第１薄膜および前記第２薄膜の少なくとも一方は、３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長に対して１５％以下の透過率を有してもよい。この場合、観察空間における試料をＵＶ光から保護することができる。

前記第１基板、前記第２基板、第１薄膜および第２薄膜の表面の少なくとも一部に導電膜が配置されていてもよい。これによれば、電子顕微鏡による観察時のチャージアップを抑制することができる。

前記第１薄膜および前記第２薄膜の少なくとも一方は、窒化シリコン膜であってもよい。これによれば、薄膜の強度を向上させることができる。

前記流路空間の内壁表面は、親水処理または親油処理が施されていてもよい。これによれば、試料含有液体を流路空間に注入することが容易になる。

前記第１開口部は、前記第１薄膜側の開口面積が反対側の開口面積に比べて小さく、前記第２開口部は、前記第２薄膜側の開口面積が反対側の開口面積に比べて小さくしてもよい。これによれば、電子線の入射角のマージンを確保することができる。

前記流路空間と前記外部空間とを接続する開口部は、前記流路空間側の開口面積が反対側の開口面積に比べて小さくてもよい。このようにすると、試料含有液体の注入が容易になる。また、試料注入用のチップ、すなわち、試料含有液体を注入するためのノズルの先端部分を開口部に挿入して開口部内壁に接触させることで、流路空間に加圧して注入することもできる。

前記流路空間と前記外部空間とを接続する開口部の内壁は、親水処理または親油処理が施されていてもよい。これによれば、開口部を塞ぐ封止材となじまない表面処理によって、封止材と先に注入された試料含有液体とを接触しにくくすることができる。

前記流路空間に接続空間を介して接続された予備空間をさらに備え、前記接続空間は、前記流路空間から前記予備空間に向かう際の流路で最も狭くなる領域を有してもよい。これによれば、流路空間に気泡が残っても予備空間に固定することができる。

前記第１基板はシリコン基板であり、前記第２基板はガラス基板であってもよい。これによれば、セルを容易に製造することができる。また、第１基板と第２基板との接合方法として、陽極接合を用いることができ、真空封入が可能な優れた接合を容易に実現することができる。

前記第１基板は、可視光線に対して透過性を有してもよい。これによれば、内部に注入された試料含有液体の状態をより観察しやすくなる。

本発明によると、試料を収容するセルの利便性を高めることができる。

本発明の第１実施形態における試料収容セルの外観を示す図である。 本発明の第１実施形態における試料収容セルを第１基板側から見た平面図である。 本発明の第１実施形態における試料収容セルの断面構成（図１、２における断面線Ａ−Ａ’の断面構造）を示す模式図である。 本発明の第１実施形態における試料収容セルの断面構成（図１、２における断面線Ｂ−Ｂ’の断面構造）を示す模式図である。 本発明の第１実施形態における試料収容セルへ試料含有液体を注入する方法を説明する図である。 本発明の第１実施形態における試料収容セルを封止するための樹脂を形成する方法を説明する図である。 本発明の第１実施形態における試料注入装置の試料注入処理を説明する図である。 本発明の第１実施形態における試料注入装置のセル封止処理を説明する図である。 本発明の第１実施形態における試料収容セルのうち第１基板の製造工程を説明する図である。 図９に続く第１基板の製造工程を説明する図である。 本発明の第１実施形態における試料収容セルのうち第２基板の製造工程を説明する図である。 本発明の第２実施形態における試料収容セルの外観を示す図である。 本発明の第２実施形態における試料収容セルを第１基板側から見た平面図である。 本発明の第２実施形態における試料収容セルの断面構成（図１２、１３における断面線Ｃ−Ｃ’の断面構造）を示す模式図である。 本発明の第２実施形態における試料収容セルの断面構成（図１２、１３における断面線Ｄ−Ｄ’の断面構造）を示す模式図である。 本発明の第２実施形態における試料収容セルのうち第１基板の製造工程を説明する図である。 図１６に続く第１基板の製造工程を説明する図である。 本発明の第３実施形態における試料収容セルの外観を示す図である。 本発明の第３実施形態における試料収容セルを第１基板側から見た平面図である。 本発明の第３実施形態における試料収容セルの断面構成（図１８、１９における断面線Ｅ−Ｅ’の断面構造）を示す模式図である。 本発明の第３実施形態における試料収容セルの断面構成（図１８、１９における断面線Ｆ−Ｆ’の断面構造）を示す模式図である。 本発明の第３実施形態における試料収容セルのうち第１基板の製造工程を説明する図である。 本発明の第４実施形態における試料収容セルの外観を示す図である。 本発明の第４実施形態における試料収容セルを第１基板側から見た平面図である。 本発明の第４実施形態における試料収容セルの断面構成（図２３、２４における断面線Ｇ−Ｇ’の断面構造）を示す模式図である。 本発明の第４実施形態における試料収容セルの断面構成（図２３、２４における断面線Ｈ−Ｈ’の断面構造）を示す模式図である。 本発明の第５実施形態における試料収容セルの断面構成を示す模式図である。 本発明の第６実施形態における試料収容セルの断面構成を示す模式図である。 本発明の第７実施形態における試料収容セルに設けられたマーカを示す模式図である。 本発明の第８実施形態における試料収容セルの第２薄膜の透過率特性を説明する図である。 本発明の比較例における試料収容セルの流路空間に注入された試料含有液体の配置例を説明する図である。 本発明の第９実施形態における試料収容セルの流路空間の形状を説明する図である。 本発明の第１０実施形態における試料収容セルの流路空間に設けられた予備空間の形状を説明する図である。 本発明の第１１実施形態における試料収容セルの流路空間に設けられた予備空間の形状を説明する図である。 本発明の第１２実施形態における試料収容セルの表面処理、試料注入処理およびセル封止処理を説明する図である。 本発明の第１３実施形態における試料収容セルの断面構成を示す模式図である。 本発明の第１３実施形態における試料収容セルのうち第１基板の製造工程を説明する図である。 本発明の第１４実施形態における試料収容セルの断面構成を示す模式図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の一実施形態に係る試料収容セルについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号（数字の後にＡ、Ｂ等を付しただけの符号）を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率（各構成間の比率、縦横高さ方向の比率等）は説明の都合上実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。

［試料収容セルの構成］
図１は、本発明の第１実施形態における試料収容セルの外観を示す図である。試料収容セル１は、第１基板１０と第２基板２０とを接合して製造されている。第１基板１０は、例えば、シリコン基板である。第２基板は、可視光線に対して透過性を有する基板であって、例えば、ガラス基板である。なお、第１基板も第２基板と同様に、可視光線に対して透過性を有する基板であってもよい。第１基板１０と第２基板２０との間には、内部に空間が配置されている。試料収容セル１は、電子顕微鏡の観察対象となる試料を液体に含ませた状態で、この内部空間に収容するセルである。

以下、試料を含む液体を、試料含有液体と表現する場合がある。試料収容セル１の大きさは、１辺が２．５ｍｍ〜３ｍｍ程度の正方形であり、この例では２．６ｍｍである。試料収容セル１の厚さは、第１基板１０と第２基板２０とをあわせて０．３〜１．２ｍｍ程度である。

第１基板１０および第２基板２０には、それぞれ開口部が形成されている。この例では、第１基板１０には開口部１１０、１２０、１３０が配置されている。第２基板には、開口部２１０（図３、図４参照）が配置されている。続いて、試料収容セル１の内部構造を含めた詳細な構造について、図２、図３、図４を用いて説明する。

図２は、本発明の第１実施形態における試料収容セルを第１基板側から見た平面図である。図３は、本発明の第１実施形態における試料収容セルの断面構成（図１、２における断面線Ａ−Ａ’の断面構造）を示す模式図である。図４は、本発明の第１実施形態における試料収容セルの断面構成（図１、２における断面線Ｂ−Ｂ’の断面構造）を示す模式図である。

開口部１１０の第２基板２０側は、第１薄膜１５０により塞がれている。開口部２１０の第１基板１０側は、第２薄膜２５０により塞がれている。第１薄膜１５０と第２薄膜２５０とは対向して配置されている。第１薄膜１５０および第２薄膜２５０は、電子線に対して透過性を有する膜である。

第１薄膜１５０および第２薄膜２５０は、例えば、窒化シリコンで形成される。第１薄膜１５０および第２薄膜２５０の膜厚は、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、望ましくは、１５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、この例では、２０ｎｍである。第１薄膜１５０と第２薄膜２５０とは同じ膜厚であってもよいし、異なる膜厚であってもよい。第１薄膜１５０および第２薄膜２５０は、１０ｎｍより薄くなると強度がなくなり破損するおそれがある。一方、２００ｎｍよりも厚くなると、電子線が透過しなくなる。したがって、第１薄膜１５０および第２薄膜２５０は、破損しない程度の膜の強度を得ながらも、できるだけ薄くすることが望ましい。

また、第１薄膜１５０と第２薄膜２５０との距離は、１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下、望ましくは、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、この例では、２００ｎｍである。なお、第１薄膜１５０および第２薄膜２５０は、それぞれ２０ｎｍであるため、この部分における第１基板１０と第２基板２０との距離は、２４０ｎｍとなる。第１薄膜１５０と第２薄膜２５０との距離は、試料すなわち観察対象物（例えば細胞）の大きさに依存するため、少なくとも観察対象物よりも大きくなる必要がある。一方、第１薄膜１５０と第２薄膜２５０との距離が観察対象物に対して大きすぎると、観察対象物が重なって個々の観察対象物の観察結果が得られにくくなる。

なお、観察対象物が大きすぎる場合、観察対象物自体を電子線が通過できないため、透過型電子顕微鏡による観察はできない。すなわち、第１薄膜１５０と第２薄膜２５０との距離が、電子線が通過できない程度の距離以上にする必要はない。一方、観察対象物が小さくても、第１薄膜１５０と第２薄膜２５０との距離を小さくしすぎると、後述するスティッキング現象が発生しやすくなってしまう。

開口部１１０と開口部２１０とは対向して配置され、第１基板１０側から見た場合に、ほぼ同じ大きさで開口するように設計されている。開口部１１０および開口部２１０の開口の形状は、この例では、２０μｍ×２０μｍの正方形である。なお、この開口の形状は、５μｍ×２０μｍ等の長方形であってもよい。開口部１２０、１３０の開口の形状は、開口部１１０と比べて、大きく、この例では、１．０ｍｍ×１．５ｍｍの長方形である。なお、この開口の形状は、１．０ｍｍ×１．０ｍｍ等の正方形であってもよい。このように、開口部１２０、１３０に比べて、開口部１１０は非常に小さいが、説明に用いた各図では、構造をわかりやすくする表現するために、これらの大きさを調整して示している。

なお、これらの開口部１１０、１２０、１３０の開口の形状は、四角形以外の多角形であってもよいし、円形、楕円形等、曲線で囲まれた形状であってもよいし、直線と曲線とで囲まれた形状であってもよい。また、開口部１２０の形状と開口部１３０の形状とが異なっていてもよい。

開口部１１０、２１０は、その内壁が、第１薄膜１５０および第２薄膜２５０が拡がる平面（基板表面）に対して傾き（テーパ形状）を持って形成されている。開口部１２０、１３０についても、その内壁がその基板表面に対して傾きを持って形成されている。開口部内において傾きの程度が一定でなく変化していてもよい。すなわち、開口部１１０、１２０、１３０は第１薄膜１５０側の開口面積が外部空間１０００側の開口面積よりも小さい。また、開口部２１０は第２薄膜２５０側の開口面積が外部空間１０００側の開口面積よりも小さい。開口部１１０、２１０の内壁がテーパ形状であると、電子線の入射角のマージンを確保することができる。

第１基板１０と第２基板２０とは、外周に沿った領域ＣＡにおいて接合している。領域ＣＡに囲まれた領域において第１基板１０と第２基板との間には、空間が形成されている。この空間は、観察空間ＭＳおよび流路空間ＦＰを含む。観察空間ＭＳは、開口部１１０およ開口部２１０との間の領域に形成される空間であり、電子顕微鏡に用いられる電子線が通過する空間である。流路空間ＦＰは、観察空間ＭＳと外部空間１０００とを接続するための空間である。この例では、流路空間ＦＰは、少なくとも２つの開口部を介して外部空間１０００と接続し、この例では開口部１２０、１３０を介して外部空間１０００に接続する。

一方の開口部が試料含有液体を注入するための開口であり、他方が流路空間ＦＰの空気を外部空間１０００に押し出すための排気口として機能する。なお、一方の開口部（例えば、開口部１３０）が、第１基板１０の別の部分に形成されていてもよいし、第２基板２０に形成されていてもよいし、後述する実施形態に例示するように第１基板１０と第２基板２０との間に形成されていてもよい。

以上が、試料収容セル１の構成についての説明である。続いて、試料収容セル１に試料含有液体を配置して、電子顕微鏡にて観察できる状態にするための処理（観察セル作製処理）について説明する。

［観察セル作製処理］
図５は、本発明の第１実施形態における試料収容セルへ試料含有液体を注入する方法を説明する図である。試料含有液体７００は、第１基板１０と第２基板２０との間の空間に開口部１２０から注入されると、その空間内を移動して観察空間ＭＳに至り、さらには、開口部１３０まで到達する。なお、開口部１２０ではなく開口部１３０に試料含有液体７００が注入されてもよいが、以下の説明では、開口部１２０に試料含有液体７００が注入される注入口であるものとして説明する。

観察空間ＭＳに対応する開口部１１０、２１０は、試料収容セル１の全体の大きさに比べると非常に小さい。そのため、開口部１１０、２１０を視認するだけでは、観察空間ＭＳに試料含有液体７００が到達しているかわかりにくい。試料収容セル１では、第２基板２０が可視光線を透過する材料で形成されているため、第２基板２０側から試料含有液体７００の位置を確認することができる。

したがって、試料含有液体７００または液体中の試料自体の位置を第２基板２０側から確認しつつ、開口部１２０からの注入量、注入圧力等を制御することにより、目的とする範囲（例えば、流路空間ＦＰ、観察空間ＭＳおよび開口部１３０）に試料含有液体７００を拡げることができる。このとき、試料含有液体７００は、流路空間ＦＰの全体を充填するように、注入されることが望ましい。後述のように封止材で封止された後に、流路空間ＦＰを含む封止された空間において試料含有液体７００によって充填されない部分が気泡として存在すると、電子顕微鏡による観察がされるまでにその気泡が観察空間ＭＳに移動してしまう可能性があるためである。

図６は、本発明の第１実施形態における試料収容セルを封止するための樹脂を形成する方法を説明する図である。試料含有液体７００が流路空間ＦＰおよび観察空間ＭＳに充填された後、開口部１２０、１３０を封止材３２０、３３０で塞ぐことで、流路空間ＦＰおよび観察空間ＭＳは、外部空間１０００と分離される。封止材３２０、３３０は、例えば、エポキシ樹脂等の樹脂であり、ＵＶ硬化型の樹脂であってもよいし、２液混合型硬化樹脂（例えば、２液常温硬化タイプまたは１液低温硬化タイプ）であってもよい。ＵＶ硬化型の場合には、開口部１２０、１３０を塞ぐように硬化前の樹脂を形成し、ＵＶ照射によって硬化させて封止材３２０、３３０が形成される。なお、封止材３２０、３３０によって外部空間１０００と分離された内部空間には気泡が含まれないようにしてもよいし、硬化前の樹脂と試料含有液体７００とが混合しないように、少なくとも樹脂が硬化するまでは互いに離れた状態（試料含有液体と封止材との間に気泡が存在する状態）にしてもよい。

観察空間ＭＳに配置された試料含有液体７００は、外部空間１０００と離隔されているため、電子顕微鏡による観察が行われる際に、試料収容セル１が真空環境に曝されても、試料含有液体７００が揮発してしまうことを防ぎ、液体の状態を保持することができる。また、観察空間ＭＳは、電子線に対して透過性を有する数十ｎｍ程度の第１薄膜１５０および第２薄膜２５０に囲まれている。観察空間ＭＳの高さ（第１薄膜１５０および第２薄膜２５０との距離）、すなわち試料含有液体７００の厚さは、電子線に対して透過性を有する程度の大きさである。

そのため、電子顕微鏡で用いられる電子線（図６における電子線ＥＢ）は、開口部１１０を通って、第１薄膜１５０、試料含有液体７００および第２薄膜２５０を通過し、さらに開口部２１０を通って、試料収容セル１全体を通過することができる。電子線ＥＢの方向は図６に示す方向とは逆であってもよい。

図５における試料注入処理、および図６におけるセル封止処理については、手動処理であっても、自動処理であってもよい。手動処理の場合には、マイクロマニピュレータに取り付けたガラスキャピラリの先端と開口部１２０、１３０との位置関係を、実体顕微鏡を用いて確認し、ガラスキャピラリに接続されたインジェクタを用いて試料含有液体７００を注入したり、封止材３２０、３３０を注入したりすればよい。

また、自動処理の場合には、試料注入処理およびセル封止処理を自動的に実行して観察セルを作成する装置を用いればよい。

［観察セル作製装置］
図７は、本発明の第１実施形態における観察セル作製装置の試料注入処理を説明する図である。観察セル作製装置８００は、試料注入器８１０、ＵＶ光照射器８６０およびステージ８８８を備える。ステージ８８８には、チップ台８２５、カップ台８３５、８４５、試料台８５０が取り付けられている。チップ台８２５は、チップ８２０を収容する。チップ８２０は、試料含有液体７００を吸い取るためのノズルを有するピペットチップである。カップ台８３５は、試料含有液体７００を保持する試料カップ８３０を収容する。カップ台８４５は、封止材となる硬化前樹脂３００を保持する試料カップ８４０を収容する。試料台８５０は、試料収容セル１を設置する。また、ステージ８８８には、チップ８２０を廃棄するための廃棄口８７０が配置されている。

試料注入器８１０に対して、ステージ８８８は水平方向（図７における左右方向、以下、Ｘ方向という）に移動可能である。また、試料注入器８１０は、水平方向であってステージ８８８の移動方向とは垂直な方向（図７における奥行き方向、以下、Ｙ方向という）と、鉛直方向（図７における上下方向、以下、Ｚ方向という）とに移動可能である。したがって、試料注入器８１０とステージ８８８とでＸ、Ｙ、Ｚ方向で相対的に移動可能になっている。なお、ステージ８８８上の試料台８５０については、別途Ｙ方向にも移動可能であってもよい。

試料注入器８１０は、チップ取付部８１１、支持部８１３、制御部８１５およびチップ取り外し部８１７を備える。チップ取付部８１１は、先端にチップ８２０が差し込まれて取り付けられる部分である。支持部８１３は、装置天井に対してＹ方向、Ｚ方向に移動させるように試料注入器８１０を支持する。制御部８１５は、チップ取付部８１１に取り付けられたチップ８２０に試料カップ内の液体を吸い込んで保持したり、チップ８２０に保持された液体を排出したりするための制御を行う。チップ取り外し部８１７は、下方に移動することによって、チップ８２０を下方に押し出してチップ取付部８１１から取り外す。

ＵＶ光照射器８６０は、硬化前樹脂３００を硬化させるためのＵＶ光を照射する装置である。ＵＶ光の照射範囲は、試料台８５０に設置された試料収容セル１全体を含んでいてもよいし、開口部１２０、１３０に対応する部分にスポットで照射するようにしてもよい。開口部１２０、１３０に対応する部分にスポットで照射するようにすれば、試料へのＵＶ光の影響を抑えることができる。

図７（ａ）は、試料収容セル１がセル保管庫等から運ばれて、観察セル作製装置８００の試料台８５０に設置された状態を示している。続いて、ステージ８８８と試料注入器８１０とを移動させ、以下に示す順に処理を実行する。まず、チップ取付部８１１にチップ８２０を取り付ける（図７（ｂ））。その後、試料注入器８１０は、試料カップ８３０内の試料含有液体７００を吸い上げてチップ８２０内に保持する（図７（ｃ））。試料含有液体７００を保持するチップ８２０を試料収容セル１の開口部１２０上に移動させて、チップ８２０内の試料含有液体７００を排出して開口部１２０から試料収容セル１内部に注入する（図７（ｄ））。

なお、チップ８２０を試料収容セル１の開口部１２０上に移動させる際には、例えば、試料注入器８１０は、カメラ等の撮像部を用いて試料収容セル１の形状を画像認識し、さらには開口部１２０の位置を認識し、開口部１２０の位置にチップ８２０を移動させる。また、試料台８５０に試料収容セル１の内部の状態を第２基板２０側から撮像する撮像部を用いることで、試料含有液体７００の注入の程度を検出し、その程度に応じて注入量、注入圧力が調整されるようにしてもよい。続いて、観察セル作製装置８００の封止処理について説明する。

図８は、本発明の第１実施形態における観察セル作製装置のセル封止処理を説明する図である。試料注入器８１０は、試料カップ８４０内の硬化前樹脂３００を吸い上げてチップ８２０内に保持する（図８（ａ））。硬化前樹脂３００を保持するチップ８２０を試料収容セル１の開口部１２０上に移動させて、チップ８２０内の硬化前樹脂３００を排出して開口部１２０に滴下し（図８（ｄ））、続いて、開口部１３０に滴下する（図８（ｅ））。なお、開口部１３０への滴下前に、再度チップ８２０内に硬化前樹脂３００を吸い上げておいてもよい。なお、硬化前樹脂３００が、ＵＶ硬化型ではなく、上述した２液常温硬化タイプまたは１液低温硬化タイプであっても同様であり、この場合には、後述するＵＶ光の照射は不要である。

続いて、試料台８５０をＵＶ照射器８６０の下方に移動させ、試料収容セル１にＵＶ照射器８６０からのＵＶ光を照射する。この照射によって、試料収容セル１の開口部１２０、１３０に滴下された硬化前樹脂３００を硬化させる。これによって、試料収容セル１の内部空間に試料含有液体７００が外部空間１０００と離隔された状態で収容される。また、試料注入器８１０は、チップ取り外し部８１７によって、チップ８２０をチップ取付部８１１から取り外して廃棄口８７０に廃棄する。ＵＶ光の照射中にチップ８２０の廃棄が実施されてもよい。

その後、試料含有液体７００を収容した試料収容セル１が回収され、新たな試料収容セル１が試料台８５０に設置される（図７（ａ））。なお、チップ８２０は、試料収容セル１毎に交換するプロセスを説明したが、開口部１２０に滴下する硬化前樹脂３００を吸い上げる前にチップ８２０を交換してもよい。

以上が、観察セル作製装置８００による試料注入処理およびセル封止処理についての説明である。続いて、試料収容セル１の製造方法について図９〜図１１を用いて説明する。

［試料収容セル１の製造方法］
試料収容セル１は、第１基板１０と第２基板２０とが接合されて形成される。第１基板１０および第２基板２０のそれぞれは、以下に説明する所定の製造工程を経てから接合される。

［第１基板１０に対する製造工程］
図９は、本発明の第１実施形態における試料収容セルのうち第１基板の製造工程を説明する図である。図１０は、図９に続く第１基板の製造工程を説明する図である。いずれの図も、図３に対応する断面構造を示している。まず、図９（ａ）に示す第１基板１０を準備する。第１基板１０は、上述したように、シリコン基板であり、この例では、７５０μｍの厚さを有する。なお、３００μｍ程度のシリコン基板を用いることで、後述する図１０（ｃ）の薄化処理が不要となるため、図１０（ｂ）に示す支持基板１６を用いなくてもよい。

第１基板１０に熱酸化膜１２を形成し（図９（ｂ））、フォトリソグラフィ技術を用いて、流路空間ＦＰ、観察空間ＭＳに対応する領域の熱酸化膜１２を除去する（図９（ｃ））。熱酸化膜１２が第１基板１０の両面に形成されている場合には、一方の面（図９に下側の面）の熱酸化膜１２は全て除去される。なお、膜の除去のためには、ドライエッチングおよびウエットエッチングのいずれも適用可能であり、特に明示しない限り以下の説明においても同様である。また、この熱酸化膜１２は、この時点では残しておき、後の工程において除去してもよい。なお、熱酸化膜ではなくＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）などの蒸着処理によって形成された膜であってもよい。以下に形成される様々な膜についても、蒸着処理、めっき処理等により形成されればよい。

続いて、熱酸化膜１２をマスクとして第１基板１０をエッチングし、キャビティ１０１を形成する（図９（ｄ））。この例では、キャビティ１０１の深さは２４０ｎｍである。キャビティ１０１を覆うように、第１薄膜１５０となる膜１５０１を形成し（図９（ｅ））、フォトリソグラフィ技術を用いて、膜１５０１の一部をエッチングしてキャビティ１０１内に第１薄膜１５０を形成する（図９（ｆ））。この例では、膜１５０１は窒化シリコン膜であり、２０ｎｍの膜厚を有する。

キャビティ１０１および第１薄膜１５０を覆うように図１０（ｄ）で実施されるエッチングストッパとなるストッパ膜１４を形成する（図１０（ａ））。この例では、ストッパ膜１４は、アルミニウム膜であり、１μｍの膜厚を有する。第１基板１０のストッパ膜１４側に粘着層を含む支持基板１６を貼り付ける（図１０（ｂ））。支持基板１６の粘着層は、貼り合わせ面に設けられており、熱、光等の刺激の印加により粘着力が低下するようになっている。この例では、ＵＶ光の照射によって粘着力が低下する粘着層を用いている。なお、キャビティ１０１の深さはストッパ膜１４に比べて非常に小さいため、図においては、ストッパ膜において埋め込まれているものとして、ストッパ膜１４の表面形状については、詳細の形状を省略して示している。また、支持基板１６を貼り付けることによって、キャビティ１０１の深さ程度の段差は粘着層等によって埋め込まれるが、埋め込まれない部分があってもよい。

支持基板１６によって支持された第１基板１０を薄化する（図１０（ｃ））。第１基板１０の薄化は、例えば、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）、ウエットエッチングを用いる。ウエットエッチングを用いる場合には、例えば、第１基板１０をエッチングすることのできる液体として、フッ酸およびフッ化アンモニウムの混合液が用いられる。第１基板１０は７５０μｍの厚さを有しているが、この薄化処理によって、２５０μｍ程度まで薄くなる。第１基板１０が支持基板１６によって支持されているため、第１基板１０が薄化しても第１基板１０の反りが抑制され、また、製造工程中の強度を保つこともできる。

続いて、フォトリソグラフィ技術を用いて、第１基板１０に開口部１１０、１２０、１３０を形成する（図１０（ｄ））。このエッチング工程では、Ｄ−ＲＩＥ（Ｄｅｅｐ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）を用いる。エッチングの際、開口部１１０、１２０、１３０の内壁が第１基板１０の表面に対して傾きを有するように処理していてもよい。なお、このエッチング工程において、ストッパ膜１４と第１薄膜１５０とが、エッチングストッパとなる。

ストッパ膜１４を用いていることにより、開口部１２０、１３０が開口したときに、支持基板１６の粘着層が露出することを防ぐことができる。粘着層が露出すると、有機物である粘着層からガスが発生する場合があるが、これを防ぐことができる。なお、上述のとおり、第１基板１０として予め薄いシリコン基板を用いると、支持基板１６を用いなくてもよい。このエッチング工程においては、基板を冷却するためにステージとの間に冷媒であるＨｅガスを循環させる空間が設けられている。支持基板１６を用いていない場合に、ストッパ膜１４が存在しないと、開口部１２０、１３０が開口したときにＨｅガスがエッチングチャンバ内に流れ出し、不具合が生じる。このような条件の下において、ストッパ膜１４が存在することが必要となり、それ以外の条件の下であってもストッパ膜１４が存在することが望ましい場合がある。

開口部１１０、１２０、１３０を形成後、ＵＶ光を照射して粘着層の粘着力を低下させて支持基板１６を剥がし（図１０（ｅ））、ストッパ膜１４をエッチングして除去する（図１０（ｆ））。これらの工程を経て、第１基板１０側の製造工程が終了する。なお、キャビティ１０１の壁を構成する部分の下面、すなわち第１基板１０の領域ＣＡ（図下方の面）が第２基板２０と接合する領域である。

［第２基板２０に対する製造工程］
図１１は、本発明の第１実施形態における試料収容セルのうち第２基板の製造工程を説明する図である。この図は、図３に対応する断面構造を示している。まず、図１１（ａ）に示す第２基板２０を準備する。第２基板２０は、上述したように、可視光線に対する透過性を有する基板であって、この例ではガラス基板である。この例では、第２基板２０は、７００μｍの厚さを有する。なお、３００μｍ程度のガラス基板を用いることで、後述する図１１（ｅ）の薄化処理が不要となるため、図１１（ｄ）に示す支持基板２６を用いなくてもよい。なお、支持基板２６を用いない場合には、上述のようにストッパ膜に相当する構成を支持基板２６の代わりに用いることが望ましい。

第２基板２０上に、第２薄膜２５０となる膜２５０１を形成し（図１１（ｂ））、フォトリソグラフィ技術を用いて、第２薄膜２５０を形成する（図１１（ｃ））。この例では、膜２５０１は、第１薄膜１５０と同様に窒化シリコン膜であり、２０ｎｍの膜厚を有する。

続いて、第１基板１０の製造工程と同様に、第２基板２０の第２薄膜２５０とは反対側の面に、粘着層を含む支持基板２６を貼り付ける（図１１（ｄ））。支持基板２６は、上記支持基板１６と同様の構成である。支持基板２６によって支持された第２基板２０を薄化する（図１１（ｅ））。第２基板２０の薄化は、例えば、ＣＭＰ、ウエットエッチングを用いる。第２基板２０は７００μｍの厚さを有しているが、この薄化処理によって、２５０μｍ程度まで薄くなる。第２基板２０が支持基板２６によって支持されているため、第２基板２０が薄化しても第２基板２０の反りが抑制され、また、製造工程中の強度を保つこともできる。

続いて、フォトリソグラフィ技術を用いて、第２基板２０に開口部２１０を形成する（図１１（ｆ））。エッチングの際、開口部２１０の内壁が第２基板２０の表面に対して傾きを有していてもよい。なお、開口部２１０を形成する前に、開口部２１０に対応する部分にレーザを照射しておき、第２基板２０のエッチングレートを増加させてもよい。この場合には、レジストマスク等を用いずに、ウエットエッチング処理でレーザ照射部分を開口することによって開口部２１０を形成するようにしてもよい。

開口部２１０を形成後、ＵＶ光を照射して粘着層の粘着力を低下させて支持基板２６を剥がす（図１１（ｇ））。これらの工程を経て、第２基板２０側の製造工程が終了する。なお、第２薄膜２５０の周囲の面、すなわち第２基板２０の領域ＣＡ（図下方の面）が第１基板１０と接合する領域である。

［第１基板１０と第２基板２０との接合］
このように形成された第１基板１０と第２基板２０とは、第１薄膜１５０と第２薄膜２５０とが対向するようにして、領域ＣＡで接合される。この例では、第１基板１０がシリコンであり、第２基板２０がガラスであるため、この接合には陽極接合が用いられる。この接合によって、第１基板１０と第２基板２０とが強固に接合され、これらの間に流路空間ＦＰおよび観察空間ＭＳを含む空間が形成される。

なお、上述した試料収容セル１は、各図において１つのセルとして説明したが、実際の製造工程においては、一基板上に複数の試料収容セル１が同時に形成されている。したがって、それぞれの試料収容セル１を個片化するためにダイシングを行う。なお、上述した製造方法における各構成の材料、エッチング方法等の各種条件については一例であって、様々な条件に設定可能である。以上が試料収容セル１の製造方法についての説明である。

上述した一実施形態に係る試料収容セル１は、予め第１基板１０と第２基板２０とが強固な接合をしているため、内部に注入された試料含有液体７００が漏れることはほとんどなく、また、第２基板２０が可視光線に対する透過性を有しているため、注入状態を確認しながら、第１基板１０と第２基板２０との間の内部空間への試料含有液体７００を注入することができる。このように、利便性の高い試料収容セル１を提供することができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態においては、第１基板と第２基板との間に配置されるギャップ膜を第１基板に形成して内部に空間が形成される試料収容セル１Ａについて説明する。

図１２は、本発明の第２実施形態における試料収容セルの外観を示す図である。第１実施形態では、試料収容セル１は、第１基板１０と第２基板２０とを接合して形成されていたが、第２実施形態では、第１基板１０Ａと第２基板２０との間にギャップ膜３０が配置されて、互いに接合されている。そして、ギャップ膜３０の高さが第１薄膜１５０と第２薄膜２５０との距離を決めている。

図１３は、本発明の第２実施形態における試料収容セルを第１基板側から見た平面図である。図１４は、本発明の第２実施形態における試料収容セルの断面構成（図１２、１３における断面線Ｃ−Ｃ’の断面構造）を示す模式図である。図１５は、本発明の第２実施形態における試料収容セルの断面構成（図１２、１３における断面線Ｄ−Ｄ’の断面構造）を示す模式図である。

ギャップ膜３０は、例えば、酸化シリコンで形成され、２００ｎｍの膜厚を有している。ギャップ膜３０は、第１基板１０Ａと第２基板２０との間において、外周に沿って配置されている。そのため、流路空間ＦＰおよび観察空間ＭＳは、第１基板１０Ａと第２基板２０とギャップ膜３０とに囲まれた空間として形成される。なお、ギャップ膜３０は、第１実施形態と同様に、第１薄膜１５０と第２薄膜２５０との距離が、１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下、望ましくは、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下となるように決められる。

なお、図１２、１３では記載を省略しているが、図１４、１５において示すように、ギャップ膜３０と第１基板１０Ａとの間には、第１薄膜１５０と同じ周辺薄膜１５１が配置されている。この例では、第１薄膜１５０の周囲を囲うように周辺薄膜１５１が形成されている。なお、第１薄膜１５０と周辺薄膜１５１とが接続されて、一体の膜になっていてもよい。この場合には、第１薄膜１５０と周辺薄膜１５１の一体膜は、開口部１２０、１３０の第２基板２０側において、開口を塞がないように一部に開口部が設けられていればよい。また、第２基板２０とギャップ膜３０との間に第２薄膜と同じ膜が存在してもよい。この膜は、観察空間ＭＳに接する第２薄膜２５０から延在した一体膜であってもよいし、第２薄膜２５０とは分離された膜であってもよい。一体膜とする場合には、第２基板２０の製造方法において、図１１（ｃ）に示す第２薄膜２５０を形成する工程は不要であり、膜２５０１をそのまま第２薄膜２５０として用いればよい。

続いて、試料収容セル１Ａの第１基板１０Ａ側の製造工程について説明する。なお、第２基板２０は、第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。また、以下の説明においては、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、それ以外の部分は簡単な説明としたり、その説明を省略したりする場合がある。

［第１基板１０Ａに対する製造工程］
図１６は、本発明の第２実施形態における試料収容セルのうち第１基板の製造工程を説明する図である。図１７は、図１６に続く第１基板の製造工程を説明する図である。いずれの図も、図１４に対応する断面構造を示している。まず、図１６（ａ）に示す第１基板１０Ａを準備する。第１基板１０Ａは、第１実施形態における第１基板１０と同じものである。

第１薄膜１５０となる膜１５０１およびギャップ膜３０となる膜３００１を第１基板１０Ａに形成する（図１６（ｂ））。この例では、膜１５０１は窒化シリコン膜であり、２０ｎｍの膜厚を有する。また、膜３００１は酸化シリコン膜であり、２００ｎｍの膜厚を有する。

続いて、フォトリソグラフィ技術を用いて、流路空間ＦＰ、観察空間ＭＳに対応する領域の膜３００１を除去してギャップ膜３０を形成し（図１６（ｃ））、さらに、膜１５０１の一部をエッチングして第１薄膜１５０および周辺薄膜１５１を形成する（図１６（ｄ））。なお、周辺薄膜１５１の部分については、ギャップ膜３０をマスクとしてエッチングされてもよい。

第１基板１０Ａの第１薄膜１５０側に粘着層を含む支持基板１６を貼り付ける（図１６（ｅ））。支持基板１６を貼り付ける前に、第１実施形態におけるストッパ膜１４を形成してもよい。支持基板１６によって支持された第１基板１０Ａを薄化し（図１７（ａ））、フォトリソグラフィ技術を用いて、第１基板１０Ａに開口部１１０、１２０、１３０を形成する（図１７（ｂ））。開口部１１０、１２０、１３０を形成後、ＵＶ光を照射して粘着層の粘着力を低下させて支持基板１６を剥がす（図１７（ｃ））。これらの工程を経て、第１基板１０Ａ側の製造工程が終了する。なお、ギャップ膜３０の下面（図下方の面）、すなわち領域ＣＡが第２基板２０と接合する領域である。

＜第３実施形態＞
第３実施形態においては、第１基板と第２基板との間に形成される内部空間と外部空間とが側面において接続されている試料収容セル１Ｂについて説明する。

図１８は、本発明の第３実施形態における試料収容セルの外観を示す図である。第１実施形態では、試料収容セル１は、第１基板１０に開口部１２０、１３０が形成されていたが、第３実施形態では、第１基板１０Ｂと第２基板２０との間（試料収容セル１Ｂの側面部分）に、開口部１２０、１３０に対応する構成、すなわち内部空間と外部空間とが接続される構成が配置されている。

図１９は、本発明の第３実施形態における試料収容セルを第１基板側から見た平面図である。図２０は、本発明の第３実施形態における試料収容セルの断面構成（図１８、１９における断面線Ｅ−Ｅ’の断面構造）を示す模式図である。図２１は、本発明の第３実施形態における試料収容セルの断面構成（図１８、１９における断面線Ｆ−Ｆ’の断面構造）を示す模式図である。

第１基板１０Ｂには、開口部１２０、１３０が存在しない。一方、図１９、２０に示すように、流路空間ＦＰは、試料収容セル１Ｂの側面に開口した開口部１２５、１３５を介して外部空間１０００に接続される。なお、開口部１２５、１３５は、開口部１１０の幅（図１９における上下方向の距離）と同じであってもよいし、狭くてもよいし、広くてもよい。

続いて、試料収容セル１Ｂの第１基板１０Ｂ側の製造工程について説明する。なお、第２基板２０は、第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。また、以下の説明においては、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、それ以外の部分は簡単な説明としたり、その説明を省略したりする場合がある。

［第１基板１０Ｂに対する製造工程］
図２２は、本発明の第３実施形態における試料収容セルのうち第１基板の製造工程を説明する図である。この図は、図２１に対応する断面構造を示している。第１実施形態において説明した図９（ｆ）までの製造工程については、第３実施形態においても同様であるため、説明を省略する。図２２（ａ）に示す図は、図示する断面の向きは異なっているものの第１実施形態における図９（ｆ）に対応する図である。また、図９（ｆ）におけるキャビティ１０１は、４辺を第１基板１０で囲まれた形状であったが、図２２（ａ）のキャビティ１０１Ｂは、２辺において第１基板１０Ｂによる壁面（図２２（ａ）における左右側の壁に対応）を有し、他の２辺については壁面を有しない。すなわちキャビティ１０１Ｂは、溝形状になっている。

第１基板１０Ｂの第１薄膜１５０側に粘着層を含む支持基板１６を貼り付ける（図２２（ｂ））。支持基板１６によって支持された第１基板１０Ｂを薄化し（図２２（ｃ））、フォトリソグラフィ技術を用いて、第１基板１０Ｂに開口部１１０を形成する（図２２（ｄ））。開口部１１０を形成後、ＵＶ光を照射して粘着層の粘着力を低下させて支持基板１６を剥がす（図２２（ｅ））。これらの工程を経て、第１基板１０Ｂ側の製造工程が終了する。なお、キャビティ１０１Ｂの壁を構成する部分の下面、すなわち第１基板１０の領域ＣＡ（図下方の面）が第２基板２０と接合する領域である。

＜第４実施形態＞
第４実施形態においては、第２実施形態と同様に第１基板に形成されるギャップ膜を、第１基板と第２基板との間に配置されるようにして内部に空間を形成し、かつ第３実施形態のように、その内部空間と外部空間とが側面において接続されている試料収容セル１Ｃについて説明する。

図２３は、本発明の第４実施形態における試料収容セルの外観を示す図である。第２実施形態では、第１基板１０Ａと第２基板２０との間にギャップ膜３０が配置されて、互いに接合されているが、第４実施形態では、試料収容セル１Ｃの側面部分に、開口部１２０、１３０に対応する構成が形成されたギャップ膜３０Ｃを備えている。

図２４は、本発明の第４実施形態における試料収容セルを第１基板側から見た平面図である。図２５は、本発明の第４実施形態における試料収容セルの断面構成（図２３、２４における断面線Ｇ−Ｇ’の断面構造）を示す模式図である。図２６は、本発明の第４実施形態における試料収容セルの断面構成（図２３、２４における断面線Ｈ−Ｈ’の断面構造）を示す模式図である。

ギャップ膜３０Ｃは、例えば、酸化シリコンで形成され、２００ｎｍの膜厚を有している。ギャップ膜３０Ｃは、第１基板１０Ｃと第２基板２０との間において、外周の２辺に沿って配置されている。そのため、流路空間ＦＰおよび観察空間ＭＳは、第１基板１０Ｃと第２基板２０とギャップ膜３０Ｃとに囲まれた空間として形成され、その端部に開口部１２５、１３５が形成される。

なお、図２３、２４では記載を省略しているが、図２５、２６において示すように、ギャップ膜３０Ｃと第１基板１０Ｃとの間には、第１薄膜１５０と同じ周辺薄膜１５１が配置されている。この例では、第１薄膜１５０の周囲を囲うように周辺薄膜１５１が形成されている。なお、第１薄膜１５０と周辺薄膜１５１とが接続されて、一体の膜になっていてもよい。

試料収容セル１Ｃの第１基板１０Ｃ側の製造工程については、第２実施形態とほとんど同じ製造工程である。異なる点は、図１６（ｃ）におけるギャップ膜３０を形成するときの配置パターン、および図１７（ｂ）における開口部１２０、１３０の形成をしないことである。また、第２基板２０については、第１実施形態と同様である。したがって、試料収容セル１Ｃの製造方法についての説明を省略する。

＜第５実施形態＞
第５実施形態においては、第１実施形態における第１薄膜１５０と第２薄膜２５０とのスティッキング現象を抑制するための突出部１５５、２５５を有する試料収容セル１Ｄについて説明する。

図２７は、本発明の第５実施形態における試料収容セルの断面構成を示す模式図である。図２７に示すように、第１薄膜１５０の第２薄膜２５０側の表面には突出部１５５が配置され、第２薄膜２５０の第１薄膜１５０側の表面には突出部２５５が配置されている。そして、突出部１５５と突出部２５５とは互いに向かい合って配置されている。

何らかの外力によって第１薄膜１５０と第２薄膜２５０とが近づいたときに、突出部１５５、２５５が存在しない場合には、互いに広い面積で接触してしまう場合があり、静電引力等により貼り付いてしまう現象（スティッキング現象）が発生する場合がある。試料観察時には、試料収容セルは真空環境に曝されるため、第１薄膜１５０と第２薄膜２５０とは離れる方向に力が働く。しかしながら、スティッキング現象が強力で１度接触すると、真空環境に曝されても、離れなくなる場合もある。

一方、この試料収容セル１Ｄのように突出部１５５、２５５が存在する場合には、第１薄膜１５０と第２薄膜２５０とが近づいても、突出部の存在によって広い面積での接触を妨げるため、スティッキング現象の発生を抑え、仮に発生してしまったとしてもその力を弱くして、第１薄膜１５０と第２薄膜２５０とが離れやすくすることができる。

突出部１５５、２５５の突出量は、この例では、４０ｎｍである。突出部１５５、２５５との間の距離は、第１薄膜１５０と第２薄膜２５０との間の距離の５０％以上となるように突出量が決められていることが望ましい。また、突出部１５５または突出部２５５のいずれか一方のみが存在する場合もある。

＜第６実施形態＞
第６実施形態においては、第１実施形態における開口部１２０、１３０に相当する構成が、第２基板側に形成されている試料収容セル１Ｅについて説明する。

図２８は、本発明の第６実施形態における試料収容セルの断面構成を示す模式図である。第１基板１０Ｅは、第１実施形態の第１基板１０において開口部１２０、１３０を形成していない構成である。したがって、第１基板１０Ｅ側の製造工程は、第１実施形態とほぼ同様であり、開口部１１０が形成される工程において開口部１２０、１３０が形成されないようになっている。

第２基板２０Ｅは、開口部２１０に加えて、開口部１２０、１３０に対応する構成として開口部２２０、２３０が形成されている。したがって、第２基板２０Ｅ側の製造工程は、第１実施形態における第２基板２０側の製造工程とほぼ同様であり、開口部２１０を形成する工程において開口部２２０、２３０が形成される。

このように、可視光線に対する透過性を有する基板側に、試料含有液体７００を注入するための開口部が形成されるようになっていてもよい。

また、流路空間ＦＰ等の内部空間を形成するために第１基板側にキャビティが形成されるのではなく、第２基板側にキャビティが形成されてもよいし、双方の基板にキャビティが形成されてもよい。

＜第７実施形態＞
第７実施形態においては、試料収容セル１の表面にマーカが形成される場合について説明する。このマーカは、電子顕微鏡による観察時に観察空間ＭＳの位置、または観察空間ＭＳに配置された試料の位置を確認するために用いられる。

図２９は、本発明の第７実施形態における試料収容セルに設けられたマーカを示す模式図である。この例では、第１基板１０の表面（第１薄膜１５０が形成されている面とは反対側の面）にマーカＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４が形成されている。マーカの形状は様々に取り得るが、この例では、観察空間ＭＳ重心部分に矢印が向くような図形が描かれている。なお、マーカは第２基板２０側に形成されていてもよい。

マーカＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４は、電子顕微鏡で観察可能な大きさであり、光学顕微鏡であっても観察できる大きさであることが望ましい。光学顕微鏡で事前にマーカを基準とした試料の位置を確認しておき、電子顕微鏡でマーカを基準に観察位置を合わせることができる。

＜第８実施形態＞
上述した第２基板２０の製造工程において、開口部２１０を形成する前に開口部２１０に対応する部分にレーザを照射して、第２基板２０のエッチングレートを増加させる処理を行う場合には、第２薄膜２５０をレーザが吸収されにくい膜で形成することが望ましい。なお、この処理において用いられるレーザの波長は３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることが多いため、この波長範囲において第２薄膜２５０の透過率が高いことが望ましい。

図３０は、本発明の第８実施形態における試料収容セルの第２薄膜の透過率特性を説明する図である。図３０においては、第２薄膜２５０に適用される窒化シリコン膜において、シリコンの組成比が相対的に大きい膜（ＳｉＮ−Ｓｉ ｒｉｃｈ）と、窒素の組成比が相対的に大きい膜（ＳｉＮ−Ｎ ｒｉｃｈ）とを比較した。ＳｉｘＮｙと表したとき、この例では、ＳｉＮ−Ｓｉ ｒｉｃｈはｘ＝５、ｙ＝１であり、ＳｉＮ−Ｎ ｒｉｃｈはｘ＝２、ｙ＝１である。また、膜厚は２０ｎｍである。

上記の条件において、ＳｉＮ−Ｎ ｒｉｃｈにおいては、３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長において、９０％以上の透過率を有する。第２薄膜２５０がこの程度の透過率を有することにより、レーザ照射による第２薄膜２５０への影響を抑えることができる。

第１薄膜１５０は、ＳｉＮ−Ｓｉ ｒｉｃｈの窒化シリコン膜を用いてもよい。この窒化シリコン膜（ＳｉＮ−Ｓｉ ｒｉｃｈ）によれば、３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長において、１５％以下の透過率を有する。このようにすると、３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長に対して弱い試料、例えば、細胞等の有機物が観察空間ＭＳに配置されている場合に、この試料の変質を抑えることができる。なお、３５０ｎｍ以下の波長に対して１０％以下の透過率を有する窒化シリコン膜としてもよい。開口部１２０、１３０が設けられている側の第１薄膜１５０において、封止材の硬化時のＵＶ光などの影響を受けやすいため、このような低透過率にすることが望ましいが、第２膜２５０についてもＳｉＮ−Ｓｉ ｒｉｃｈの窒化シリコン膜を用いてもよい。

上述したように、開口部１２０、１３０を封止する封止材３２０、３３０として、ＵＶ硬化型の樹脂を用いた場合、硬化時に照射されるＵＶ光が観察空間ＭＳに到達するのを抑制することもできる。なお、第２薄膜２０についても同様に、ＳｉＮ−Ｓｉ ｒｉｃｈの窒化シリコン膜を用いてもよい。

＜第９実施形態〜第１１実施形態＞
上記実施形態においては、流路空間ＦＰと外部空間１０００とを接続する開口部（開口部１２０、１２５、１３０、１３５）は、流路空間ＦＰの両端に配置されている。この流路空間ＦＰの端部が開口部の外側に位置する構成である場合には、その端部に試料含有液体７００が拡がりきらず、気泡が発生しやすくなる。この状況について図３１を用いて説明する。

図３１は、本発明の比較例における試料収容セルの流路空間に注入された試料含有液体の配置例を説明する図である。この例における試料収容セル１Ｚは、第１基板１０Ｚに形成されたキャビティによって形成される流路空間ＦＰを有する。この流路空間ＦＰの端部は、開口部１２０、１３０よりも外側に存在する。このような端部は、開口部１２０から注入された試料含有液体７００が拡がりきれない部分ＢＳを生じる。その部分ＢＳは気泡となる。

このような気泡は、その位置を変化させなければ電子顕微鏡における観察に影響を及ぼさない。しかしながら、観察までの動きによって気泡が移動してしまう場合がある。気泡が観察空間ＭＳに移動してしまうと、電子顕微鏡による観察ができなくなってしまう。そのため、流路空間ＦＰ（および観察空間ＭＳ、開口部を含む）には気泡が入らないようにすることが望ましい。また、気泡が入ってしまっても、観察空間ＭＳに気泡が移動してこないようにすることが望ましい。そこで、流路空間ＦＰの形状は、上記実施形態で説明したとおりの形状としている。さらに別の方法により気泡対策を施した試料収容セルについて、第９実施形態から第１１実施形態として説明する。

図３２は、本発明の第９実施形態における試料収容セルの流路空間の形状を説明する図である。試料収容セル１Ｆは、開口部１２０から開口部１３０に至る間において、開口部１２０の範囲から一度拡がり、その後、開口部１３０の範囲まで狭くなる形状の流路空間ＦＰを有する。開口部１２０から注入された試料含有液体７００は、流路空間ＦＰが拡がっている方が、その空間内に注入されやすい。そして、開口部１３０に向かっては、流路空間ＦＰが狭くなっていくことで、開口部１３０から気泡が押し出されることになる。そのため、流路空間ＦＰに気泡が残りにくい。

第１０実施形態および第１１実施形態では、流路空間ＦＰに気泡が残った場合に、気泡の移動を妨げる構成を有する試料収容セル１Ｇ、１Ｈについて、図３３、３４を用いて説明する。試料収容セル１Ｇ、１Ｈは、残った気泡の位置を固定するための予備空間を有する。予備空間は、流路空間ＦＰよりも狭い空間である。

図３３は、本発明の第１０実施形態における試料収容セルの流路空間に設けられた予備空間の形状を説明する図である。この例では、流路空間ＦＰの端部に予備空間ＳＳ１が配置されている。この例では、開口部１３０に対してセル外周側に予備空間ＳＳ１が配置されている。なお、予備空間ＳＳ１は、流路空間ＦＰの端部に接続されていれば、異なる位置に配置されていてもよい。

流路空間ＦＰと予備空間ＳＳ１とは、接続空間ＣＳ１で接続されている。この接続空間ＣＳ１は、流路空間ＦＰと予備空間ＳＳ１とを狭い空間で接続し、流路空間ＦＰから予備空間ＳＳ１に向かう際の流路で最も狭くなる領域になっている。すなわち、流路空間ＦＰから予備空間ＳＳ１へ向かう方向を法線ベクトルとして有する断面の面積（通過面積）が接続空間ＣＳ１において最も小さい。

流路空間ＦＰで残った気泡が存在する場合には、試料収容セル１Ｇを傾けたり、揺すったりして、気泡を予備空間ＳＳ１に移動させる。接続空間ＣＳ１の形状によって、予備空間ＳＳ１に入った気泡は、大きな力を受けないと流路空間ＦＰに移動しない。そのため、電子顕微鏡による観察を行うまでに、予期せず気泡が観察空間ＭＳに移動してくる可能性を低減することができる。

図３４は、本発明の第１１実施形態における試料収容セルの流路空間に設けられた予備空間の形状を説明する図である。この例では、流路空間ＦＰの端部に予備空間ＳＳ２が配置されている。この例では、流路空間ＦＰの第１基板１０Ｈ側に予備空間ＳＳ２が配置されている。なお、予備空間ＳＳ２が、流路空間ＦＰの第２基板２０側に配置されていてもよい。

流路空間ＦＰと予備空間ＳＳ２とは、接続空間ＣＳ２で接続されている。この接続空間ＣＳ２は、流路空間ＦＰと予備空間ＳＳ２とを狭い空間で接続し、流路空間ＦＰから予備空間ＳＳ２に向かう際の流路で最も狭くなる領域になっている。すなわち、流路空間ＦＰから予備空間ＳＳ２へ向かう方向を法線ベクトルとして有する断面の面積（通過面積）が接続空間ＣＳ２において極小値を有する。

流路空間ＦＰで残った気泡が存在する場合には、試料収容セル１Ｈを傾けたり、揺すったりして、気泡を予備空間ＳＳ２に移動させる。接続空間ＣＳ２の形状によって、予備空間ＳＳ２に入った気泡は、大きな力を受けないと流路空間ＦＰに移動しない。そのため、電子顕微鏡による観察を行うまでに、予期せず気泡が観察空間ＭＳに移動してくる可能性を低減することができる。電子顕微鏡による観察が終了するまでは、予備空間ＳＳ２が流路空間ＦＰに対して上方に位置するように、試料収容セル１Ｈを保持しておくことが望ましい。このようにすれば、気泡が予備空間ＳＳ２から出てこないようにすることができる。

なお、接続空間ＣＳ２が予備空間ＳＳ２に対して狭い空間になっていなくてもよい。このようにすると、気泡を予備空間ＳＳ２に留めておく力は弱くなるが、予備空間ＳＳ２が流路空間ＦＰに対して上方に位置するように保つことで、予備空間ＳＳ２に気泡が入り込み水平方向への移動を抑制することができる。

＜第１２実施形態＞
開口部および第１基板と第２基板との間の空間（流路空間ＦＰおよび観察空間ＭＳ）の内壁部分については、親水性を付与する親水処理または親油性（疎水性）を付与する親油（疎水）処理が施されていてもよい。例えば、親水処理であれば、シリコン基板表面を酸化膜で覆う処理であればよく、フッ素および酸素によるプラズマ処理で形成してもよいし、酸素含有雰囲気下での熱処理で形成してもよい。また、シリコン基板表面に形成された自然酸化膜を親水表面としてもよい。一方、親油（疎水）処理であれば、フッ素および窒素によるプラズマ処理によりシリコン基板表面にフッ化物を形成してもよいし、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシロキサン）処理によってシリコン基板表面にメチル基を形成してもよい。

シリコン基板を例として説明したが、ガラス基板であっても、親水処理は、基板表面に水酸基、カルボキシル基、アミノ基などの親水基を形成する処理とし、親油（疎水）処理は、基板表面にメチル基、ビニル基、アルキル基など炭化水素基を形成する処理とすればよい。

注入される試料含有液体７００の特性に応じた処理が施された試料収容セルを用いれば、試料含有液体７００の注入を容易に実施することができる。例えば、水分系の試料含有液体７００を用いる場合には、内壁部分に親水処理を施してもよい。このとき、試料収容セルの外面についても同様に親水処理がされていてもよい。

一方、これとは逆に、試料収容セルの外面については、内壁部分に施した処理と逆の処理を施しておいてもよい。例えば、開口部の内壁部分に親水処理を施した場合には、試料収容セルの外面には親油（疎水）処理を施してもよい。このようにすると、注入の際に外側にこぼれた試料含有液体７００をセル表面から取り除くことが容易になる。また、封止材がアルコール系（油系）であれば、開口部内に浸入しにくくなり、試料含有液体との接触を避けて混合しないようにすることもできる。なお、開口部の内壁の一部において親水処理等の表面処理がされずに、内壁の一部において表面処理がされていてもよい。

図３５は、本発明の第１２実施形態における試料収容セルの表面処理、試料注入処理およびセル封止処理を説明する図である。この例では、試料収容セル１Ｊは、開口部１２０の内壁全体に、封止材に用いる硬化前樹脂３００に対してなじまない表面処理がされた領域ＳＳを有している。例えば、試料含有液体７００が水分系であり、封止材がアルコール系（油系）であれば、領域ＳＳは、親水性を有するように親水処理がされている。このとき、流路空間ＦＰの内壁にも親水処理がされていてもよい。なお、開口部１３０についても開口部１２０と同様の表面処理がされていてもよい。また、試料収容セル１Ｊの外面についても開口部１２０と同様の表面処理（この例では親水処理）がされていてもよい。

このようにすると、図３５（ｃ）、（ｄ）に示すように、チップ８２０から滴下された硬化前樹脂３００が、領域ＳＳの影響により開口部１２０の内部に入り込みにくくなる。したがって、試料含有液体７００と硬化前樹脂３００とが接触しにくくなり、互いに混合しにくくすることができる。なお、図示の通り、試料含有液体７００については、領域ＳＳに至らない程度（開口部に入らない程度）、またはわずかに重なる程度（開口部に一部はいる程度）の量を注入することが望ましい。

この構成において、例えば、試料含有液体７００が、仮に硬化前樹脂３００と同様にアルコール系（油系）であると、領域ＳＳの影響を受けて内部に入り込みにくくなることが考えられる。この場合であっても、図３５（ａ）、（ｂ）に示すように、チップ８２０を開口部１２０に接触させることで、開口部１２０をチップ８２０でほぼ塞ぎ、試料含有液体７００を注入すれば、容易に流路空間ＦＰに注入することが可能である。このときには、流路空間ＦＰの内壁には開口部１２０の内壁になされた処理とは逆の特性を有する表面処理、この例では親油処理がされていてもよい。

なお、試料含有液体７００が水分系であってもアルコール系（油系）であっても、チップ８２０で開口部１２０をほぼ塞ぐことで、流路空間ＦＰにできるだけ近いところから試料含有液体７００を加圧して注入することもできる。このとき、流路空間ＦＰに接続されたもう一つの開口部１３０（排気口）の存在により、チップ８２０と開口部１２０とが完全に接触していなくても、ある程度の接触をしていれば、加圧注入が可能である。

具体的には、図３５（ａ）、（ｂ）に示すように、チップ８２０を開口部１２０に接触させることで、開口部１２０をチップ８２０でほぼ塞ぎ、試料含有液体７００を注入することが望ましい。開口部１２０がテーパ形状を有していると、チップ８２０のノズル先端を開口部１２０に接触させることが容易になる。すなわち、開口部１２０の外部空間１０００側（上部開口）の開口面積が大きく、流路空間ＦＰ側（下部開口）の開口面積が小さくなっている。このとき、チップ８２０のノズル先端の大きさが、上部開口より小さく、下部開口よりも大きいチップ８２０を、試料含有液体７００の注入に用いる。

このようにすれば、チップ８２０のノズル先端を開口部１２０内に押し込んだときに、ノズル先端を開口部１２０内壁に接触させて止めることができる。ノズル先端を開口部１２０内に押し込み、開口部１２０をノズル先端で塞ぐようにすることができるため、試料含有液体７００を加圧して注入することが容易になる。また、開口部１２０の下部開口側に近い部分から直接的に試料含有液体７００を注入することができるため、領域ＳＳの特に上部開口側に試料含有液体７００が残りにくくすることもできる。上述したように、封止材は、領域ＳＳの影響により開口部内に入り込みにくくなり、その結果、試料含有液体７００との接触を妨げることができる。

＜第１３実施形態＞
第１３実施形態では、第２実施形態におけるギャップ膜が第１基板と直接接触している場合、例えば、シリコンの熱酸化膜で形成する場合の試料収容セル１Ｋについて説明する。

図３６は、本発明の第１３実施形態における試料収容セルの断面構成を示す模式図である。この例では、第１基板１０Ｋはシリコン基板である。ギャップ膜３０Ｋは第１基板１０Ｋのシリコン基板表面に熱酸化膜として形成されている。ギャップ膜３０Ｋの表面には、第１薄膜１５０と同時に形成された周辺薄膜１５１Ｋが配置されている。周辺薄膜１５１Ｋと第２薄膜２５０Ｋとが接触している。

このようにして、第１基板１０Ｋと第２基板２０Ｋとは、ギャップ膜３０Ｋ、周辺薄膜１５１Ｋおよび第２薄膜２５０Ｋを介して接続される。第１基板１０Ｋと第２基板２０Ｋとの距離は、ギャップ膜３０Ｋ、周辺薄膜１５１Ｋおよび第２薄膜２５０Ｋの合計膜厚で決まり、第１薄膜１５０と第２薄膜２５０Ｋとの距離は、第１薄膜１５０と第２薄膜２５０Ｋの膜厚とは関係なく、ギャップ膜３０Ｋの膜厚で決まる。ギャップ膜３０Ｋを第１基板１０Ｋ（シリコン基板）の熱酸化膜で形成する場合は、熱酸化膜の膜厚制御性の良さから、第１薄膜１５０と第２薄膜２５０Ｋとの距離を精密に制御することができる。なお、ギャップ膜は、熱酸化膜ではなくＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）などの蒸着処理によって形成された膜であってもよい。

図３７は、本発明の第１３実施形態における試料収容セルのうち第１基板の製造工程を説明する図である。まず、図３７（ａ）に示すように、シリコン基板である第１基板１０Ｋを熱酸化して、表面に熱酸化膜３００１Ｋを形成する。続いて、フォトリソグラフィ技術を用いて、流路空間ＦＰ、観察空間ＭＳに対応する領域の熱酸化膜３００１Ｋを除去してギャップ膜３０Ｋを形成する（図３７（ｂ））。

第１基板１０Ｋおよびギャップ膜３０Ｋを覆うように、膜１５０１Ｋを形成し（図３７（ｃ））、膜１５０１Ｋの一部をエッチングして第１薄膜１５０および周辺薄膜１５１Ｋを形成する（図３７（ｄ））。その後の工程については、図１６（ｅ）および図１７に示す第２実施形態での製造工程と同様である。

第２基板２０Ｋについても、第２実施形態での製造方法と同様であるが、周辺部においても第２薄膜が残存するように形成される。第１基板１０Ｋと第２基板２０Ｋとを接続する場合には、周辺薄膜１５１Ｋと第２薄膜２５０Ｋとを接触させる。

＜第１４実施形態＞
第１４実施形態における試料収容セルは、第１基板と第２基板との間に流路空間ＦＰおよび観察空間ＭＳを形成するために、第１基板と第２基板との間にスペーサを配置する場合について説明する。

図３８は、本発明の第１４実施形態における試料収容セルの断面構成を示す模式図である。この例では、径が２００ｎｍのガラスフィラー４１を含む接着剤４０を、第１基板１０Ｌと第２基板２０Ｌとの間において周囲を囲むように塗布する（図３８（ａ））。そして、第１基板１０Ｌと第２基板２０Ｌとを近づけて接着剤４０で固定することにより、試料収容セル１Ｌが作製される（図３８（ｂ））。接着剤４０にはガラスフィラー４１が含まれているため、ガラスフィラー４１の径に応じて第１基板１０Ｌと第２基板２０Ｌとの距離が保たれる。

なお、第１基板と第２基板とのスペーサとしては、このようにフィラーを含む接着剤を用いる場合に限らず、変形しやすい金属（例えば、インジウム）等、金属のシール材として使われる材料を用いてもよいし、さらに接着剤を併用してもよい。

＜その他の実施形態＞
第１薄膜１５０および第２薄膜２５０は、窒化シリコン膜に限らず、酸化シリコン膜またはアモルファスシリコン膜であってもよい。また、これらを積層した膜であってもよい。第１薄膜１５０を酸化シリコン膜とする場合には、第１基板１０の熱酸化膜を用いてもよい。第１薄膜１５０および第２薄膜２５０を窒化シリコン膜で形成すると、薄く加工しやすく、また、膜の強度が確保しやすくなる。さらに、膜質の制御による応力調整が容易であり、膜が弛まないように形成することもできる。

電子顕微鏡による観察時において、試料収容セルのチャージアップを防止するために、数ｎｍのカーボン等の導電膜をセル外面（第１基板、第２基板、第１薄膜および第２薄膜の表面の少なくとも一部）に配置しておいてもよい。

上記の各実施形態では、第２基板は可視光線に対して透過性を有する基板として説明したが、第１基板と同様にシリコン基板等の可視光線に対して透過性を有しない基板であってもよい。この場合には、第１基板と第２基板とが共に可視光線に対して透過性を有しない基板ということになるが、第１基板と第２基板との接続、製造上の容易性等を考慮すると、利便性の高いセルを実現することができる。

上記の各実施形態は、それぞれ独立して適用される構成ではなく、重複して適用されてもよい。例えば、第１実施形態における開口部１３０に代えて第３実施形態における開口部１３５が形成される試料収容セルが実現されてもよい。

１…試料収容セル、１０…第１基板、１２…熱酸化膜、１４…ストッパ膜、１６，２６…支持基板、２０…第２基板、３０…ギャップ膜、４０…接着剤、４１…ガラスフィラー、１０１…キャビティ、１１０，１２０，１２５，１３０，１３５，２１０，２２０，２３０…開口部、１５０…第１薄膜、１５１…周辺薄膜、１５５，２５５…突出部、２５０…第２薄膜、３００…硬化前樹脂、３２０，３３０…封止材、７００…試料含有液体、８００…観察セル作製装置、８１０…試料注入器、８１１…チップ取付部、８１３…支持部、８１５…制御部、８１７…チップ取り外し部、８２０…チップ、８２５…チップ台、８３０，８４０…試料カップ、８３５，８４５…カップ台、８５０…試料台、８６０…ＵＶ照射器、８７０…廃棄口、８８８…ステージ、１０００…外部空間、１５０１，２５０１，３００１…膜

Claims (18)

1. 第１開口部を有する第１基板と、
   前記第１基板に対向して配置され、前記第１開口部に対向する位置に第２開口部を有する第２基板と、
   前記第１開口部の前記第２基板側を塞ぐ第１薄膜と、
   前記第２開口部の前記第１基板側を塞ぐ第２薄膜と、
   を備え、
   前記第１基板と前記第２基板との間には、試料が配置される前記第１薄膜と前記第２薄膜との間の観察空間と、当該観察空間と外部空間とを接続するための流路空間とが配置され、
   前記第２基板は、可視光線に対して透過性を有し、
   前記第１薄膜および前記第２薄膜は、電子線に対して透過性を有し、
   前記第１基板はキャビティを有し、
   前記流路空間は前記キャビティの内壁と前記第２基板との間に配置され、
   前記第１基板と前記第２基板とは接触し、
   前記流路空間は、少なくとも２つの開口部を介して前記外部空間に接続し、
   前記少なくとも２つの開口部のいずれかは、前記第１基板と前記第２基板との間に配置されていることを特徴とする試料収容セル。
2. 第１開口部を有する第１基板と、
   前記第１基板に対向して配置され、前記第１開口部に対向する位置に第２開口部を有する第２基板と、
   前記第１開口部の前記第２基板側を塞ぐ第１薄膜と、
   前記第２開口部の前記第１基板側を塞ぐ第２薄膜と、
   を備え、
   前記第１基板と前記第２基板との間には、試料が配置される前記第１薄膜と前記第２薄膜との間の観察空間と、当該観察空間と外部空間とを接続するための流路空間とが配置され、
   前記第２基板は、可視光線に対して透過性を有し、
   前記第１薄膜および前記第２薄膜は、電子線に対して透過性を有し、
   前記第２基板はキャビティを有し、
   前記流路空間は前記キャビティの内壁と前記第１基板との間に配置され、
   前記第１基板と前記第２基板とは接触し、
   前記流路空間は、少なくとも２つの開口部を介して前記外部空間に接続し、
   前記少なくとも２つの開口部のいずれかは、前記第１基板と前記第２基板との間に配置されていることを特徴とする試料収容セル。
3. 第１開口部を有する第１基板と、
   前記第１基板に対向して配置され、前記第１開口部に対向する位置に第２開口部を有する第２基板と、
   前記第１開口部の前記第２基板側を塞ぐ第１薄膜と、
   前記第２開口部の前記第１基板側を塞ぐ第２薄膜と、
   を備え、
   前記第１基板と前記第２基板との間には、試料が配置される前記第１薄膜と前記第２薄膜との間の観察空間と、当該観察空間と外部空間とを接続するための流路空間とが配置され、
   前記第２基板は、可視光線に対して透過性を有し、
   前記第１薄膜および前記第２薄膜は、電子線に対して透過性を有し、
   前記第２基板は、ガラス基板であり、
   前記第２薄膜は、３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長に対して９０％以上の透過率を有することを特徴とする試料収容セル。
4. 第１開口部を有する第１基板と、
   前記第１基板に対向して配置され、前記第１開口部に対向する位置に第２開口部を有する第２基板と、
   前記第１開口部の前記第２基板側を塞ぐ第１薄膜と、
   前記第２開口部の前記第１基板側を塞ぐ第２薄膜と、
   を備え、
   前記第１基板と前記第２基板との間には、試料が配置される前記第１薄膜と前記第２薄膜との間の観察空間と、当該観察空間と外部空間とを接続するための流路空間とが配置され、
   前記第２基板は、可視光線に対して透過性を有し、
   前記第１薄膜および前記第２薄膜は、電子線に対して透過性を有し、
   前記第１薄膜は、３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長に対して１５％以下の透過率を有することを特徴とする試料収容セル。
5. 第１開口部を有する第１基板と、
   前記第１基板に対向して配置され、前記第１開口部に対向する位置に第２開口部を有する第２基板と、
   前記第１開口部の前記第２基板側を塞ぐ第１薄膜と、
   前記第２開口部の前記第１基板側を塞ぐ第２薄膜と、
   を備え、
   前記第１基板と前記第２基板との間には、試料が配置される前記第１薄膜と前記第２薄膜との間の観察空間と、当該観察空間と外部空間とを接続するための流路空間とが配置され、
   前記第２基板は、可視光線に対して透過性を有し、
   前記第１薄膜および前記第２薄膜は、電子線に対して透過性を有し、
   前記第１開口部は、前記第１薄膜側の開口面積が反対側の開口面積に比べて小さく、
   前記第２開口部は、前記第２薄膜側の開口面積が反対側の開口面積に比べて小さく、
   前記流路空間は、少なくとも２つの開口部を介して前記外部空間に接続し、
   前記少なくとも２つの開口部のいずれかは、前記第１基板と前記第２基板との間に配置されることを特徴とする試料収容セル。
6. 第１開口部を有する第１基板と、
   前記第１基板に対向して配置され、前記第１開口部に対向する位置に第２開口部を有する第２基板と、
   前記第１開口部の前記第２基板側を塞ぐ第１薄膜と、
   前記第２開口部の前記第１基板側を塞ぐ第２薄膜と、
   を備え、
   前記第１基板と前記第２基板との間には、試料が配置される前記第１薄膜と前記第２薄膜との間の観察空間と、当該観察空間と外部空間とを接続するための流路空間とが配置され、
   前記第１基板と前記第２基板とは、少なくとも一方がシリコン基板であり、
   前記第１薄膜および前記第２薄膜は、電子線に対して透過性を有し、
   前記第１薄膜は、３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長に対して１５％以下の透過率を有することを特徴とする試料収容セル。
7. 前記第１基板はキャビティを有し、
   前記流路空間は前記キャビティの内壁と前記第２基板との間に配置され、
   前記第１基板と前記第２基板とは接触していることを特徴とする請求項６に記載の試料収容セル。
8. 前記第２基板はキャビティを有し、
   前記流路空間は前記キャビティの内壁と前記第１基板との間に配置され、
   前記第１基板と前記第２基板とは接触していることを特徴とする請求項６に記載の試料収容セル。
9. 前記流路空間は、少なくとも２つの開口部を介して前記外部空間に接続し、
   前記少なくとも２つの開口部のいずれかは、前記第１基板に配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の試料収容セル。
10. 前記流路空間は、少なくとも２つの開口部を介して前記外部空間に接続し、
    前記少なくとも２つの開口部のいずれかは、前記第２基板に配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の試料収容セル。
11. 前記流路空間は、少なくとも２つの開口部を介して前記外部空間に接続し、
    前記少なくとも２つの開口部のいずれかは、前記第１基板と前記第２基板との間に配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載の試料収容セル。
12. 前記第１基板と前記第２基板との間に配置されたギャップ膜をさらに備え、
    前記流路空間は、前記ギャップ膜に囲まれていることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の試料収容セル。
13. 前記第１基板または前記第２基板には、前記可視光線または前記電子線により認識可能なマーカが配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の試料収容セル。
14. 前記第１薄膜および前記第２薄膜の少なくとも一方の前記観察空間側の面には、突出部が配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の試料収容セル。
15. 前記第１基板、前記第２基板、前記第１薄膜および前記第２薄膜の表面の少なくとも一部に導電膜が配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の試料収容セル。
16. 前記第１薄膜および前記第２薄膜の少なくとも一方は、窒化シリコン膜であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の試料収容セル。
17. 前記流路空間の内壁表面は、親水処理または親油処理が施されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の試料収容セル。
18. 前記流路空間に接続空間を介して接続された予備空間をさらに備え、
    前記接続空間は、前記流路空間から前記予備空間に向かう際の流路で最も狭くなる領域を有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の試料収容セル。
    

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