(57)【要約】【課題】  試料中の構成物を選択して効率的に試料検査を行うことができるとともに、当該試料検査を良好に行うことのできる試料保持体、試料検査方法及び試料検査装置並びに試料検査システムを提供する。【解決手段】  電子線が透過する膜１１と該膜に対向するベース１２との間に設けられた試料保持空間５５と、該試料保持空間５５に試料を供給するための供給路５４とを有する試料保持体において、該供給路５４及び該試料保持空間５５のうちの少なくとも一方に試料中の構成物を分別するフィルター構造を備える。また、電子線が透過する対向配置された２つの膜の間に設けられた試料保持空間と、該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体において、該供給路及び該試料保持空間のうちの少なくとも一方に試料中の構成物を分別するフィルター構造を備える。【選択図】図１７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線が透過する膜と該膜に対向するベースとの間に設けられた試料保持空間と、該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該供給路及び該試料保持空間のうちの少なくとも一方に試料中の構成物を分別するフィルター構造を備えることを特徴とする試料保持体。
【請求項２】
電子線が透過する対向配置された２つの膜の間に設けられた試料保持空間と、該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該供給路及び該試料保持空間のうちの少なくとも一方に試料中の構成物を分別するフィルター構造を備えることを特徴とする試料保持体。
【請求項３】
電子線が透過する膜と該膜に対向するベースとの間に設けられた試料保持空間と、試料が供給される流路と、該流路から該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該供給路及び該試料保持空間のうちの少なくとも一方に試料中の構成物を分別するフィルター構造を備えることを特徴とする試料保持体。
【請求項４】
電子線が透過する対向配置された２つの膜の間に設けられた試料保持空間と、試料が供給される流路と、該流路から該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該供給路及び該試料保持空間のうちの少なくとも一方に試料中の構成物を分別するフィルター構造を備えることを特徴とする試料保持体。
【請求項５】
前記フィルター構造は、設定された第１の寸法を超える試料中の構成物が通過するのを防止する機能を備えることを特徴とする請求項１乃至４何れか記載の試料保持体。
【請求項６】
前記膜の面に沿う方向又は／及び当該面に垂直な方向における前記供給路の一部又は前記試料保持空間の一部の幅を特定することにより、前記フィルター構造が構成されていることを特徴とする請求項１乃至５何れか記載の試料保持体。
【請求項７】
前記幅は、１０ｎｍ〜２０μｍに設定されていることを特徴とする請求項６記載の試料保持体。
【請求項８】
前記幅は、１０ｎｍ〜５μｍに設定されていることを特徴とする請求項６記載の試料保持体。
【請求項９】
前記供給路又は前記試料保持空間には、段差部又は傾斜部が形成されており、これら各部の何れかにより前記フィルター構造が構成されていることを特徴とする請求項１乃至８何れか記載の試料保持体。
【請求項１０】
前記供給路又は前記試料保持空間には、少なくとも一つの突起又は柱が設けられており、これにより前記フィルター構造が構成されていることを特徴とする請求項１乃至６何れか記載の試料保持体。
【請求項１１】
前記フィルター構造は、試料中の特定の構成物を吸着する吸着機能膜を備えることを特徴とする請求項１乃至４何れか記載の試料保持体。
【請求項１２】
前記吸着機能膜は、細胞外基質成分であることを特徴とする請求項１１記載の試料保持体。
【請求項１３】
前記吸着機能膜は、ポリＬリジン、ポリＤリジン、コラーゲン、マトリゲル、フィブロネクチン、ラミニン、セルタックのうちの少なくとも一つからなることを特徴とする請求項１１記載の試料保持体。
【請求項１４】
電子線が透過する膜と該膜に対向するベースとの間に設けられた試料保持空間と、該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該試料保持空間及び該供給路の幅が１０ｎｍ〜２０μｍに設定されていることを特徴とする試料保持体。
【請求項１５】
電子線が透過する膜と該膜に対向するベースとの間に設けられた試料保持空間と、該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該試料保持空間及び該供給路の幅が１０ｎｍ〜５μｍに設定されていることを特徴とする試料保持体。
【請求項１６】
電子線が透過する対向配置された２つの膜の間に設けられた試料保持空間と、該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該試料保持空間及び該供給路の幅が１０ｎｍ〜２０μｍに設定されていることを特徴とする試料保持体。
【請求項１７】
電子線が透過する対向配置された２つの膜の間に設けられた試料保持空間と、該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該試料保持空間及び該供給路の幅が１０ｎｍ〜５μｍに設定されていることを特徴とする試料保持体。
【請求項１８】
前記試料保持空間は、試料の一部を引き出すための引出路と連通していることを特徴とする請求項１乃至１７何れか記載の試料保持体。
【請求項１９】
前記試料保持空間は連通路を介して前記引出路と接続されており、該連通路には第２の寸法を超える試料中の構成物が通過するのを防止する機能を備える他のフィルター構造が備えられていることを特徴とする請求項１８記載の試料保持体。
【請求項２０】
前記膜が、酸化シリコン、窒化シリコン、カーボン、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、窒化ホウ素のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１乃至１９何れか記載の試料保持体。
【請求項２１】
前記膜の厚さが、１０ｎｍ〜１０００ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至２０何れか記載の試料保持体。
【請求項２２】
前記膜に導電層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至２１何れか記載の試料保持体。
【請求項２３】
前記膜を支えるグリッド又はメッシュを備えることを特徴とする請求項１乃至２２何れか記載の試料保持体。
【請求項２４】
前記試料保持空間が複数設けられており、各試料保持空間に対応して個別に供給路が設けられていることを特徴とする請求項１乃至２３何れか記載の試料保持体。
【請求項２５】
前記試料保持空間が複数設けられており、各試料保持空間に対応して個別に供給路が設けられ、これら供給路又は試料保持空間に備えられたフィルター構造において、前記第１の寸法として２種以上の寸法が設定されていることを特徴とする請求項５記載の試料保持体。
【請求項２６】
前記流路又は供給路に連通する供給口と排出口とが、試料保持体における同一表面に設けられていることを特徴とする請求項１乃至２５何れか記載の試料保持体。
【請求項２７】
前記流路路又は供給路に連通する供給口が複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至２６何れか記載の試料保持体。
【請求項２８】
表面に寸法指標となる指標パターンが形成されていることを特徴とする請求項１乃至２７何れか記載の試料保持体。
【請求項２９】
請求項１乃至２８何れか記載の試料保持体の前記試料保持空間に保持された試料に前記膜を介して電子線を照射し、当該照射により試料から発生する二次的信号又は試料を透過した透過電子線を検出して、試料の情報を取得する試料検査方法。
【請求項３０】
請求項１５記載の試料保持体の前記試料保持空間に試料を供給した後、該試料保持空間内の試料から液体成分を除去し、該試料保持空間に残存した試料の構成物に前記膜を介して電子線を照射し、当該照射により試料から発生する二次的信号又は試料を透過した透過電子線を検出して、試料の情報を取得することを特徴とする試料検査方法。
【請求項３１】
前記試料保持空間内の試料から液体成分を除去した後、前記供給路を介して前記試料保持空間に水蒸気を供給し、その後試料の情報を取得することを特徴とする請求項３０記載の試料検査方法。
【請求項３２】
請求項２７記載の試料保持体に設けられた複数の供給口のうち、第１の供給口を介して前記流路に試料を供給するとともに、第２の供給口を介して前記流路に薬液を供給し、前記流路内で薬液と反応した試料が前記供給路を介して前記試料保持空間に供給され、前記試料保持空間に保持された試料に前記膜を介して電子線を照射し、当該照射により試料から発生する二次的信号又は試料を透過した透過電子線を検出して、試料の情報を取得することを特徴とする試料検査方法。
【請求項３３】
前記試料が生体構成物を含んでおり、前記薬液は該生体構成物を固定又は染色する物質を含むことを特徴とする請求項３２記載の試料検査方法。
【請求項３４】
請求項２８記載の試料保持体の試料保持空間に保持された試料に前記膜を介して電子線を照射し、当該照射により試料から発生する二次的信号又は試料を透過した透過電子線を検出して、試料の情報を取得する試料検査方法であって、当該試料保持体の表面に形成された前記指標パターンに電子線を照射した際に得られるパターン情報を取得し、得られた試料情報と当該パターン情報とを参照することを特徴とする試料検査方法。
【請求項３５】
請求項１乃至２４何れか記載の試料保持体の前記供給路に試料を供給して、該供給路を介して前記試料保持空間に試料を供給する供給工程と、該試料保持空間に保持された試料に前記膜を介して電子線を照射する照射工程と、当該照射により試料から発生する二次的信号又は試料を透過した透過電子線を検出して試料の情報を取得する検出工程とを有する試料検査方法。
【請求項３６】
前記供給工程において、前記膜の両面側での圧力の差が小さくなるように、前記膜における少なくとも一方の面側の圧力を調整することを特徴とする請求項３５記載の試料検査方法。
【請求項３７】
前記供給工程において、前記供給路に試料を供給する前に、前記膜の両面側に所定の圧力差を生じさせ、これにより該膜の破壊の有無又は該膜の強度を確認することを特徴とする請求項３５又は３６記載の試料検査方法。
【請求項３８】
前記供給工程の実施前に行われる試料の前処理工程をさらに有することを特徴とする請求項３５乃至３７何れか記載の試料検査方法。
【請求項３９】
前記前処理工程において、試料の固定処理、染色処理、蛍光マーカー付加処理、若しくは金属マーカー付加処理のうちの少なくとも一つを行うことを特徴とする請求項３８記載の試料検査方法。
【請求項４０】
前記二次的信号は、反射電子、二次電子、Ｘ線、もしくは蛍光のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項３５乃至３９何れか記載の試料検査方法。
【請求項４１】
前記二次的信号として蛍光を検出して試料の蛍光領域を探索し、その後該蛍光領域からの二次的信号として反射電子又は二次電子を検出することにより、該蛍光領域の構造を取得することを特徴とする請求項４０記載の試料検査方法。
【請求項４２】
前記二次的信号として反射電子を検出するとともに、これと同時に透過電子線を検出することを特徴とする請求項３５乃至４０何れか記載の試料検査方法。
【請求項４３】
取得された試料の情報データの画像処理を行い、該画像処理結果に基いて画像分類を行うことを特徴とする請求項３５乃至４２何れか記載の試料検査方法。
【請求項４４】
前記画像分類結果に基づいて、病因判定又は合否判定を行うことを特徴とする請求項４３記載の試料検査方法。
【請求項４５】
前記供給工程の実施前に前記試料保持体の少なくとも前記供給路及び前記試料保持空間内の洗浄を行う洗浄工程をさらに有することを特徴とする請求項３５乃至４４何れか記載の試料検査方法。
【請求項４６】
前記供給工程の実施後に前記試料保持体の前記供給路へ連通する供給口又は／及び排出口の封止を行う封止工程をさらに有することを特徴とする請求項３５乃至４５何れか記載の試料検査方法。
【請求項４７】
請求項１乃至２８何れか記載の試料保持体を備える試料検査装置であって、当該試料保持体の前記試料保持空間に保持された試料に前記膜を介して電子線を照射する照射手段と、当該照射により試料から発生する二次的信号又は試料を透過した透過電子線を検出する検出手段とを有する試料検査装置。
【請求項４８】
前記照射手段を支持するとともに、前記検出手段を内部に備える真空チャンバを有し、前記試料保持体がＯリング又はグリスを介して該真空チャンバに設置されていることを特徴とする請求項４７記載の試料検査装置。
【請求項４９】
前記試料保持体を傾斜させるための傾斜手段を有することを特徴とする請求項４７若しくは４８記載の試料検査装置。
【請求項５０】
前記透過電子の検出散乱角度を選択できる選択手段を備えることを特徴とする請求項４７記載の試料検査装置。
【請求項５１】
前記透過電子の位相差又は微分干渉成分を結像する結像手段を備えることを特徴とする請求項４７記載の試料検査装置。
【請求項５２】
前記二次的信号としての反射電子を検出する反射電子検出器と、前記透過電子を検出する透過電子検出器とを備えることを特徴とする請求項４７記載の試料検査装置。
【請求項５３】
取得された試料の情報データの画像処理を行い、該画像処理結果に基いて画像分類を行うことを特徴とする請求項４７乃至５２何れか記載の試料検査装置。
【請求項５４】
前記分類結果に基づいて、病因判定又は合否判定を行うことを特徴とする請求項５３記載の試料検査装置。
【請求項５５】
請求項４７乃至５４何れか記載の試料検査装置を備え、試料の前処理手段と、前処理がされた試料を前記試料保持体の流路に供給する試料供給手段と、試料が供給された試料保持体を当該試料検査装置に移動する移動手段とを具備する試料検査システム。
【請求項５６】
前記前処理手段は、試料の固定処理、染色処理、蛍光マーカー付加処理、若しくは金属マーカー付加処理のうちの少なくとも一つを行うことを特徴とする請求項５５記載の試料検査システム。
【請求項５７】
前記試料供給手段は、前記試料保持体の前記膜における少なくとも一方の面側の圧力を調整することができることを特徴とする請求項５５又は５６記載の試料検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子線を用いた試料の検査において、液状試料の構成物（液体を含む試料の構成物）を選択的に検査することのできる試料保持体、試料検査方法及び試料検査装置並びに試料検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
走査型電子顕微鏡（以下、「ＳＥＭ」という）の構成を備える試料検査装置では、検査対象とされる試料は、真空引きにより減圧された試料室内に配置される。そして、このように減圧雰囲気とされた試料室内に配置された試料に電子線が照射され、当該照射により試料から発生する反射電子（後方散乱電子）や二次電子等の二次的信号が検出される。
【０００３】
また、透過型電子顕微鏡（以下、「ＴＥＭ」という）の構成を備える試料検査装置でも、検査対象とされる試料は、真空引きにより減圧された試料室内に配置される。ＴＥＭの場合には、試料室内に配置された試料に電子線が照射され、当該試料を透過した透過電子線が検出されることとなる。
【０００４】
このような試料検査装置を用いた試料検査においては、試料室内において試料が減圧雰囲気に晒されることとなる。従って、水分を含有する試料が検査対象であるときには、減圧雰囲気とされた試料室内に試料をそのまま配置すると、試料から水分が蒸発してしまう。この場合には、水分が含まれた状態での試料の検査に支障をきたすこととなる。
【０００５】
このように試料が減圧雰囲気に晒されることなくＳＥＭを用いて試料検査を行う例の一つとして、膜により開口（アパーチャ）が密閉された試料容器（サンプルチャンバ）の内部に試料を配置し、減圧雰囲気とされたＳＥＭの試料室内に、この試料容器を設置する手法が考えられている。
【０００６】
ここで、試料が配置される試料容器の内部は減圧されない。そして、試料容器に形成された該開口を覆う膜は、ＳＥＭの試料室内の減圧雰囲気と試料容器内部の減圧されていない雰囲気（例えば、大気圧雰囲気）との圧力差に耐えられるとともに、電子線が透過されるものとなっている（特許文献１参照）。
【０００７】
試料検査を行う際には、減圧雰囲気とされたＳＥＭの試料室内に配置された試料容器の当該膜を介して、試料容器の外部から試料容器内の試料に電子線が照射される。電子線が照射された試料からは反射電子が発生し、この反射電子は試料容器の当該膜を通過して、ＳＥＭの試料室内に設けられた反射電子検出器によって検出される。これにより、ＳＥＭによる像（ＳＥＭ像）が取得されることとなる。
【０００８】
なお、このように真空と大気圧との圧力差に耐えられる膜を介して試料に電子線を照射し、試料から発生する反射電子を検出してＳＥＭ像を取得する例は、非特許文献１（当該文献のChapter1 Introduction）にも記載されている。
【０００９】
また、電子線が透過する一対の膜を備えるセル構造（試料ホルダ）をＴＥＭの試料室内に設置し、当該セル構造内に試料を配置して電子線を試料に照射し、試料を透過した透過電子線を検出する例は、特許文献２及び特許文献３に記載されている。
【００１０】
【特許文献１】特表２００４−５１５０４９号公報
【特許文献２】特開昭４７−２４９６１号公報
【特許文献３】特開平６−３１８４４５号公報
【非特許文献１】「Atmospheric scanning electron microscopy」 Green, Evan Drake Harriman, Ph.D., Stanford University, 1993
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
水分等を含有する液状試料に含まれた構成物が検査対象である場合、当該試料中には大きさの異なる複数種類の構成物が含まれていることが多い。このとき、所定寸法を有する特定の構成物を検査対象として検査を行う際には、当該構成物を選択して検査を行うのが効率的である。
【００１２】
しかしながら、従来技術においては、試料容器の中で、液状試料中の特定の大きさを備える構成物を選択して抽出し、このようにして選択・抽出された構成物を検査対象として検査を行う手法は検討されていなかった。
【００１３】
また、液状試料中の構成物のうち、所定の吸着機能膜に吸着される特性を備える特定の構成物もしくはそれを除いた他の構成物を検査対象とする場合には、それらを試料容器の中で選択・抽出して検査を行う手法も検討されていなかった。
【００１４】
さらに、特にＳＥＭによる試料検査の場合、液状試料が試料容器内に配置されると、試料容器内で当該試料の構成物が沈殿し、電子線が透過される膜（通常、試料容器の上部に配置される）から離間することが多い。この場合には、当該膜を通過して試料に入射した電子線が当該構成物（沈殿物）に到達するまでに減衰するとともに、電子線が照射された当該構成物から発生した反射電子も当該膜に到達するまでに減衰することとなる。この結果、適切なＳＥＭ像を取得することができず、試料検査を良好に行うことができない。
【００１５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、試料中の構成物を選択して効率的に試料検査を行うことができるとともに、当該試料検査を良好に行うことのできる試料保持体、試料検査方法及び試料検査装置並びに試料検査システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に基づく第１の試料保持体は、電子線が透過する膜と該膜に対向するベースとの間に設けられた試料保持空間と、該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該供給路及び該試料保持空間のうちの少なくとも一方に試料中の構成物を分別するフィルター構造を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明に基づく第２の試料保持体は、電子線が透過する対向配置された２つの膜の間に設けられた試料保持空間と、該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該供給路及び該試料保持空間のうちの少なくとも一方に試料中の構成物を分別するフィルター構造を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明に基づく第３の試料保持体は、電子線が透過する膜と該膜に対向するベースとの間に設けられた試料保持空間と、試料が供給される流路と、該流路から該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該供給路及び該試料保持空間のうちの少なくとも一方に試料中の構成物を分別するフィルター構造を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明に基づく第４の試料保持体は、電子線が透過する対向配置された２つの膜の間に設けられた試料保持空間と、試料が供給される流路と、該流路から該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該供給路及び該試料保持空間のうちの少なくとも一方に試料中の構成物を分別するフィルター構造を備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明に基づく第５の試料保持体は、電子線が透過する膜と該膜に対向するベースとの間に設けられた試料保持空間と、該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該試料保持空間及び該供給路の幅が１０ｎｍ〜２０μｍに設定され、又は１０ｎｍ〜５μｍに設定されていることを特徴とする
本発明に基づく第６の試料保持体は、電子線が透過する対向配置された２つの膜の間に設けられた試料保持空間と、該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該試料保持空間及び該供給路の幅が１０ｎｍ〜２０μｍに設定され、又は１０ｎｍ〜５μｍに設定されていることを特徴とする
本発明に基づく第１の試料検査方法は、前記試料保持体の前記試料保持空間に保持された試料に前記膜を介して電子線を照射し、当該照射により試料から発生する二次的信号又は試料を透過した透過電子線を検出して、試料の情報を取得することを特徴とする。
【００２１】
本発明に基づく第２の試料検査方法は、前記試料保持体の前記供給路に試料を供給して、該供給路を介して前記試料保持空間に試料を供給する供給工程と、該試料保持空間に保持された試料に前記膜を介して電子線を照射する照射工程と、当該照射により試料から発生する二次的信号又は試料を透過した透過電子線を検出して試料の情報を取得する検出工程とを有することを特徴とする。
【００２２】
本発明に基づく試料検査装置は、前記試料保持体を備える試料検査装置であって、当該試料保持体の前記試料保持空間に保持された試料に前記膜を介して電子線を照射する照射手段と、当該照射により試料から発生する二次的信号又は試料を透過した透過電子線を検出する検出手段とを有することを特徴とする。
【００２３】
本発明に基づく試料検査システムは、前記試料検査装置を備え、試料の前処理手段と、前処理がされた試料を前記試料保持体の流路に供給する試料供給手段と、試料が供給された試料保持体を当該試料検査装置に移動する移動手段とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明では、試料保持体に設けられた供給路及び試料保持空間のうちの少なくとも一方に、試料中の構成物を分別するフィルター構造が備えられている、もしくは該供給路及び試料保持空間の幅を制限することにより試料を試料保持空間に近接させる機能が備えられている。
【００２５】
よって、試料保持体の試料保持空間には、該フィルター構造を通過した試料の構成物が供給されることとなり、この試料保持空間に保持された該構成物を検査対象とすることにより、試料中の構成物を試料保持体内にて選択・抽出した状態で効率的に試料検査を行うことができる。試料保持体の膜が吸着機能を備える場合には、試料中の構成物を選択的に膜に吸着させ、効率的に試料検査を行うことができる。
【００２６】
一方、フィルター構造が吸着機能膜を備える場合には、該吸着機能膜に吸着されない試料中の構成物を試料保持体内にて選択・抽出した状態で効率的に試料検査を行うことができる。
【００２７】
さらに、試料保持体の膜の面に垂直な方向における試料保持空間の幅を特定する場合には、選択された試料中の構成物が該試料保持空間内において該膜に接近することとなる。これにより、該膜と該構成物とが離間することを防ぐことができ、該構成物に到達する電子線及び該構成物から発生する反射電子が減衰することを防止することができるので、適切なＳＥＭ像もしくはＴＥＭ像を取得して良好な試料検査を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明における各実施例について説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１に、本発明の実施例の概略構成を示す。本実施例は、電子源１、コンデンサーレンズ２、対物レンズ３、走査ユニット４よりなる電子線鏡筒５、電子線検出器６、真空チャンバー７、及び試料セル（試料保持体）８より成る。試料セル８はチャンバー７にＯリング９を用いて接触しているため、チャンバー７内部を真空あるいは減圧状態にできる。なお、Ｏリング９の代わりにグリスを用いることもできる。以下の実施例においても、同様にグリスを用いることができる。
【００３０】
試料セル８の構造を、図２に示す。試料セル８は、電子線１６を透過できる膜１１、セルベース１２、セルキャップ１３、及びこれらを接着する接着剤１４より成る。また、図に示すように、セルベース１２部分に入口８ａ、出口８ｂ、及び供給路８ｃを設けた。セルキャップ１３には、開口１３ａが形成されており、これにより膜１１の一部が露出されている。膜１１の当該一部の下には、試料保持空間８ｄが位置している。
【００３１】
試料セル８の入口８ａと出口８ｂの双方にパイプを接続して、入口８ａに接続されたパイプ２２ａを介して試料を試料セル８の供給路８ｃに供給する。供給路８ｃの出口８ｂに接続されたパイプ２２ｂから、試料が適宜排出される（図３参照）。
【００３２】
このような構造を用いることにより、セル８に簡単に試料を入れることができる。また、開口１３ａを介して、セル８内部の供給路８ｃ内に配置された試料１５に集束した電子線１６を照射・走査することができるとともに、この電子線１６により発生した反射電子を電子線検出器６で検出できる。これにより、試料１５の走査電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）を得ることができる。
【００３３】
試料セル８の作り方を図４に示す。樹脂の原材料を、ナノインプリント技術を用いて加工する。これにより、セルベース１２とセルキャップ１３を作製する。次に、セルベース１２とセルキャップ１３の接着面に、スプレーを用いて接着剤１４を塗布する。最後に、ポリイミドの有機膜１１をセルベース１２とセルキャップ１３に接着する。このような構造とすることにより、安価で安定なセル（試料セル）８を作製できる。
このような構造のセル８では、入口８ａと出口８ｂにパイプ２２ａ，２２ｂ等を接続することにより、セル８内部に簡単に試料を導入することができる（図３参照）。また、Ｏリング９を介してチャンバー７にセル８を配置したため、簡単に試料を交換できる。これらにより、大気圧状態の試料を簡単に観察することができる。
【００３４】
本実施例では、膜１１の厚さを１０ｎｍ〜１０００ｎｍの間とした。薄い膜を使うと電子線１６の散乱を少なく出来るために、ＳＥＭ観察の分解能を向上できる。しかしながら、膜１１の強度が低下する。これに対し、厚い膜を使うと分解能は劣化するが、強度が向上する。必要に応じて使い分けた。より望ましくは、膜１１の膜厚を２０ｎｍ〜２００ｎｍとするのが良い。
【００３５】
本実施例では、膜１１にポリイミドを用いた例を示したが、ポリプロピレンやポリエチレンを初めとする有機系膜を用いることができるのはいうまでもない。また、カーボンを用いられるのはいうまでもない。
【００３６】
このような構造のセル８において、膜１１直下の試料保持空間８ｄ及び供給路８ｃの幅を液体試料の含まれた構成物の大きさの１．１〜１．２倍に設定することにより、該構成物を膜に近接させた状態にすることができる。この状態でＳＥＭ観察を行うことにより、膜１１と該構成物との間隙における電子線の減衰を極力抑えることができ、高分解能な像を得ることができた。より具体的な幅の範囲は、構成物の大きさに依存するが、ＳＥＭで一般的に観察対象となる試料の大きさを考慮して、１０ｎｍ〜２０μｍであり、例えば生体細胞の観察には１０ｎｍ〜５μｍが適する。
【実施例２】
【００３７】
本実施例は、基本的に実施例１と同様の構成を備える。ただし、Ｘ線検出器２２を配置した点が異なる（図５参照）。
【００３８】
Ｘ線検出器２２を配置したことにより、電子線１６を試料１５に照射した結果、試料１５より発生した特性Ｘ線を検出できる。特性Ｘ線のエネルギーは元素に固有であるため、電子線１６を照射している試料１５の領域の組成がわかる。
【実施例３】
【００３９】
本実施例は、基本的に実施例１と同様である。ただし、膜１１とセル本体（セルベース１２及びセルキャップ１３）を接着するために、接着剤ではなく融着を用いた点が異なる（図６参照）。このような構成としたため、セル作成時における接着行程を簡略化できた。
【実施例４】
【００４０】
本実施例は、基本的に実施例１と同様である。ただし、膜１１に、導電性の有機膜１１ａをさらに付加した点が異なる（図７参照）。なお、膜１１と有機膜１１ａの位置関係は、逆でもよいし、また膜１１自身に導電性を持たせるようにしてもよい。
【００４１】
このような構造とすることにより、膜１１が帯電するのを低減できる。これにより、実施例１よりも安定な観察ができる。
【実施例５】
【００４２】
本実施例は、基本的に実施例１と同様である。ただし、試料セル８の膜１１部分に、メッシュ２１ｂを付加した点が異なる（図８参照）。
【００４３】
本セルの作成方法を、図９に示す。樹脂に対して、ナノインプリント技術を用いてメッシュ２１ｂと開口部２１ｃを形成し、セルキャップ１３とする。次に、同様にナノインプリント技術を用いて、セルベース１２を形成する。セルキャップ１３とセルベース１２の接着面に、スプレーを用いて接着剤２０を塗布する。最後に、セルキャップ１３、膜１１、セルベース１２を、接着剤２０を介して接着する。
【００４４】
チャンバー７内部を真空あるいは減圧にした際に、膜１１の両側には圧力差が生じる。この圧力差により、膜１１が破壊することがある。これに対し、メッシュ２１ｂで膜１１を支持することにより、膜１１が破壊しにくくなる。
【００４５】
本実施例では上記メッシュ構造を採用したが、ラインアンドスペース型の構造や、ハニカム構造を用いられるのは言うまでもない。本実施例では、膜１１にポリイミドを用いた例を示したが、ポリプロピレンやポリエチレンを初めとする有機系膜を用いられるのはいうまでもない。また、カーボンを用いられることもいうまでもない。さらに、実施例３のように融着により接着する、あるいは、実施例４のように導電性膜を付加できるのはいうまでもない。
【実施例６】
【００４６】
本実施例は、基本的に実施例１と同様である。ただし、試料セル８を半導体デバイスと類似のプロセスを用いて、別の材料で形成した点が異なる（図１０参照）。
試料セルの作り方を図１１に示す。Ｓｉ基板３０の上に、熱酸化により酸化膜３１を形成する。酸化膜３１の厚さは、電子線が透過できる厚さに制御する。次に、フォトレジストとリソグラフィーを用いて、レジストパターン（図示せず）を形成する。本レジストパターンをマスクに、ディープＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）を用いて選択的にＳｉをエッチングする。最後にアッシングを行い、レジストパターンを除去する。これらの工程により、セルキャップ１３を形成した。
【００４７】
次に、セルベース１２を加工する。別のＳｉ基板３２に、熱酸化膜３３を形成する。セルキャップと同様にレジストパターン（図示せず）をマスクに、熱酸化膜（酸化シリコン）３３とＳｉ基板３２をエッチングする。Ｓｉ基板３２は、当該エッチングにより貫通させないように適当な深さとする。これにより、セルベース１２を形成できた。最後に、セルキャップ１３とセルベース１２をガラス融着により接着する。これらの工程により、セル８を形成できた。
【００４８】
本実施例では、酸化シリコンを膜１１に用いたので、膜１１の耐久性を向上することができた。本実施例では膜１１に酸化シリコンを用いたが、窒化シリコンや窒化ホウ素など他の無機膜を用いられるのはいうまでもない。また、各種膜を、ＣＶＤやスパッタリング等の化学的、あるいは、物理的膜形成方法を用いて形成できるのはいうまでもない。
【実施例７】
【００４９】
本実施例は、基本的に実施例６と同様である。ただし、試料セル８の膜１１部分に、メッシュを付加した点が異なる。
【００５０】
本セルの作成方法を、図１２に示す。Ｓｉ層３４ａ、酸化シリコン層３４ｂ、及びＳｉ層３４ｃを備えるＳＯＩウェハ３４の表面（Ｓｉ層３４ｃの表面）に、酸化シリコン３５を形成する。次に、ＳＯＩウェハ３４の反対面（Ｓｉ層３４ａの表面）に、フォトレジストとリソグラフィーを用いてレジストパターン３６を形成する。本レジストパターン３６をマスクに、ディープＲＩＥを用いて選択的にＳｉをエッチングする。これにより、観察領域を形成した。アッシングを行ってレジストパターン３６を除去する。
【００５１】
次に、上記加工品について、メッシュを形成する。観察部を形成した側に、スプレーによりレジスト３７を塗布する。リソグラフィーでパターン３７ａを形成した後、酸化膜エッチングとＳｉの選択的なＲＩＥを連続して行うことによりメッシュ３８を形成し、セルキャップ１３とした。
【００５２】
さらに、別のＳｉ基板３９に対してレジストパターン４０をマスクとしたＲＩＥにより供給路８ｃを形成し、セルベース１２とした。最後に、セルキャップ１３とセルベース１２を融着した。これらの工程により、メッシュ付のセルを形成することができた。
【００５３】
チャンバー７内部を真空あるいは減圧した際に、膜１１の両側には圧力差が生じる。この圧力差により、膜１１が破壊することがある。これに対し、本メッシュで膜１１を支持することにより、膜１１が破壊しにくくなる。
【００５４】
本実施例では、上記メッシュ構造を採用したが、ラインアンドスペース型の構造や、ハニカム構造を用いられるのは言うまでもない。また、本実施例では膜１２に酸化シリコンを用いたが、窒化シリコンや窒化ホウ素など他の無機膜を用いられるのはいうまでもない。さらに、各種膜を、ＣＶＤやスパッタリング等の化学的、あるいは、物理的膜形成方法を用いて形成できるのはいうまでもない。
【実施例８】
【００５５】
本実施例は、基本的に実施例１と同様である。ただし、複数のセルを同一の樹脂上に形成した点が異なる(図１３参照)。また、図１４に、上記セルに試料を導入するためのパイプ１４１を接続する際の概略を示す。このような構成とすることにより、複数の試料を効率よく観察できる。
【００５６】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。
【実施例９】
【００５７】
本実施例に用いるセルは、実施例８と同様である。セルに、試料を挿入する際には、膜が破れないように細心の注意が必要である。特に、セル内部と外部で圧力差が少なくなるように調整する必要がある。このために、本実施例では、圧力調整機構４２を作成した（図１５参照）。
【００５８】
概略を図１６に示す。圧力調整機構４２は、板４３、Ｏリング４４、圧力調整装置（図示せず）に接続されたパイプ４５から構成される。本圧力調整機構４２をセル８に、図１６に示すように接続する。セル８に試料を挿入する際に、膜１１の両側の圧力差が最小になるように、圧力調整機構４２を用いて調整する。このような構成を用いたことにより、膜１１が破れることを防ぐことができた。
【００５９】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。また、本実施例では複数の観察部（試料保持空間）を持つが、該観察部は１つでもよい。
【実施例１０】
【００６０】
本実施例は、実施例９と同様である。ただし、セル８に試料を入れる前に、圧力調整機構４２を用いて膜１１の両側に圧力差を印加し、セル８の膜１１が破損しないか確かめるようにした点が異なる。
【００６１】
セル８には極薄の膜１１を用いているため、膜１１の作成や加工の精度の影響が大きくなる。最悪の場合、これらのゆらぎに起因し、観察中にセル８の膜１１が破壊する場合がある。この際、試料が鏡筒やチャンバー内部に飛散することにより、これらが汚染されることがある。
【００６２】
これに対し、本手順を導入することにより、膜１１の作製や加工ゆらぎに起因する膜１１の破壊を事前に調べることができる。これにより、液体を含む試料をセル８に導入した後にチャンバー内部で膜１１が破損することによる鏡筒やチャンバーの汚染を防ぐことができた。
【００６３】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。また、本実施例では複数の観察部（試料保持空間）を持つが、該観察部は１つでもよい。
【実施例１１】
【００６４】
本実施例は、実施例１又は実施例８と同様である。ただし、フィルター構造を有する。
【００６５】
図１７に、セル８の構成を示す。図１７（Ａ）は平面図（断面を含む）、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）のＡ−Ａ断面図、図１７（Ｃ）は図１７（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。入口（供給口）５１、出口（排出口）５２、流路５３、流路５３から分岐した複数の分岐路（供給路）５４、分岐路５４に連通する観察部（試料保持空間）５５より構成される。図１７に示すように、流路５３から観察部５５に至るまでに断面積（開口断面積）の異なる構造（フィルター構造）を有することが特徴である。断面積を変更する手段として、本実施例では分岐路５４の膜１１の面に沿う方向の幅を変更した。分岐路５４に代えて、又は分岐路５４に加えて、観察部５５の開口断面積を変えるようにしてもよい。なお、以下の各実施例においても、このように分岐路及び／又は観察部の開口断面積を変更させてなる構造は、本発明におけるフィルター構造に該当する。
【００６６】
このような構成とすることにより、当該フィルター構造により試料中の構造物（構成物）の分別が行われ、観察部５５に大きさの異なる構造物を導くことができた。この結果、大きさの異なる構造物を選択的に観察することができた。
【００６７】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコン、窒化シリコン、あるいは窒化ホウ素などの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。また、本実施例では複数の観察部（試料保持空間）を持つが、該観察部は１つでもよい。
【実施例１２】
【００６８】
実施例１１では、流路５３と分岐路５４ａと分岐路５４ｂの深さ（膜１１に垂直な方向の幅）がそれぞれ同じであった。これに対し、本実施例では観察部５５につながる分岐路５４ａと分岐路５４ｂの深さをそれぞれ流路５３の深さに対して浅くした。すなわち、各分岐路５４における膜１１に垂直な方向の幅を小さくした。
【００６９】
概略構成を、図１８に示す。図１８(Ａ)は、実施例１１の図１７のＡ−Ａ断面図に相当し、図１８(Ｂ)は、図１８（Ａ）のＢ−Ｂ断面図に相当する。このように各分岐路５４の深さを浅く（膜に垂直方向の幅を小さく）した場合にも、観察部５５には、各分岐路５４を介して毛細管現象により試料が入る。
【００７０】
このような構成とすることにより、観察部５５に小さな構造物（試料中の構成物）を選択的に導くことができた。
【００７１】
次に、膜１１部分直下の観察部５５の厚さ、すなわち、膜１１に垂直方向の幅を１０ｎｍ〜２０μｍ（試料に含まれた構成物の大きさの１．１〜１．２倍にすると特によい）にした。これにより、液体成分を含む試料をセル８内部に導入した際に、検査対象となる構造物が膜１１に接近して近接することとなるので、膜１１と該構造物との間に介在する液体成分等によって電子線が散乱される度合いを小さくすることができる。これにより、観察領域内部全域で良好な走査電子顕微鏡像を得ることができた。なお、試料に大気が含まれる場合でも同様である。
【００７２】
次に、膜１１部分直下の観察部５５の深さ、すなわち、膜１１に垂直方向の分岐路幅を１０ｎｍ〜５μｍとした。これにより、液体成分を含む試料をセル８内部に導入した際に、セル８内部における電子線の経路が短くなるために、液体や気体による電子線の散乱を少なくすることができる。これにより、観察領域内部全域で良好な走査電子顕微鏡像を得ることができた。
【００７３】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。また、本実施例では複数の観察部（試料保持空間）を持つが、該観察部は１つでもよい。
【実施例１３】
【００７４】
本実施例は、実施例１９と同様である。ただし、観察部５５に連通する分岐路５４の深さ、すなわち、膜１１に垂直方向の分岐路幅が、異なる複数の値となるようにした点が異なる。
【００７５】
概略構成を示すために、図１９に、実施例１２の図１８（Ｂ）に相当する断面図を示す。分岐路５４ｃと分岐路５４ｄでその深さを変えた。また、分岐路５４ｅと分岐路５４ｆでその深さを変えた。このような構造とすることにより、観察部５５に大きさの異なる構造物を選択的に導くことができた。これにより、大きさの異なる構造物を選択的に観察することができた。
【００７６】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。
【００７７】
変形例：本実施例は、実施例１２と同様である。ただし、分岐路５４の断面積が連続的に変わる点が異なる（図２０参照）。
【００７８】
このような構造とすることにより、大きさの異なる構造物を選択的に分類できる。特に、連続的に断面積が変わるために、離散的（不連続的）に変わる場合と比較して構造物が分岐路５４内でひっかからない。このため、スムースに大きさの異なる構造物を分類できる。
【００７９】
また、膜１１直下で、観察部５５の深さ、すなわち、膜１１に垂直方向の流路幅を連続的に可変にすることもできる（図２１参照）。このようにすると、大きな構造物は深い部分で留まるが、小さな構造物は浅い部分まで移動する。従って、観察部５５内部で、大きさの異なる構造物を流路の深さに応じて分離して観察することができる。
【００８０】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。また、本実施例では複数の観察部（試料保持空間）を持つが、該観察部は１つでもよい。
【実施例１４】
【００８１】
本実施例は、実施例１１と同様である。ただし、分岐路５４の一部に、フィルター構造として複数の突起物を配置した点が異なる。
【００８２】
本実施例の概略構成を、図２２に示す。観察部５５につながる分岐路５４ｇと分岐路５４ｈに、突起物としてそれぞれ図２３に示す円柱を設けた。突起物の大きさと間隔を、それぞれ異なる値とした。
【００８３】
このような構成とすることにより、観察部５５に大きさの異なる構造物を導くことができた。この結果、大きさの異なる構造物を選択的に観察することができた。なお、一つの突起物を設けるようにしてよい。また、突起物としては、円柱形状のものの他に突起（凸部）を配置するようにしてもよい。また、ボール（球体）を配置した構造にしてもよい。
【００８４】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。また、本実施例では複数の観察部（試料保持空間）を持つが、該観察部は１つでもよい。
【実施例１５】
【００８５】
本実施例は、実施例１１と同様である。ただし、図２４に示すように、試料の入口５１と出口５２をセル８の同一面上に設けた点が異なる。また、試料をセル８内に供給した後は、接着剤（図示せず）を用いて試料をセル８内に封入した。
【００８６】
このようにすることにより、セル８にパイプを接続せずに試料を供給した後、チャンバー内にセル８を入れることができた。このため、構成を簡単にすることができた。
【００８７】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。また、本実施例では複数の観察部（試料保持空間）を持つが、該観察部は１つでもよい。実施例１１や実施例１２のように分岐路５４の断面積を変えるようにしたり、あるいは、実施例１４のように分岐路５４の一部に突起物を配置できるのはいうまでもない。
【実施例１６】
【００８８】
本実施例は、実施例１１と同様である。ただし、流路５３に連通する入口（供給口）５１、出口（排出口）５２に加えて、引き口５２ａを設けた点が異なる。
【００８９】
本実施例の概略構成を、図２５に示す。入口５１から出口５２に至る流路５３に、断面積の小さな分岐路５４ｉ、分岐路５４ｊが接続されている。これらの分岐路５４は、観察部５５及び連通路６０を通じて、引き口５２ａにつながる引出路６１に接続されている。入口５１から出口５２に向けて試料を導入することにより、流路５３には試料が入る。分岐路５４にも通常毛細管現象で試料が入るが、分岐路５４の断面積が著しく小さな場合では、十分な量の試料が観察部５５に導入されない場合がある。これに対し、本実施例では、引き口５２ａの圧力を入口５１及び出口５２に対して低くすることにより、分岐路５４を介して観察部５５に十分な量の試料を入れることができる。
【００９０】
このような構成とすることにより、断面積の小さな分岐路５４を介して観察部５５に試料を導入することができるので、小さな構造物を観察することができる。
【００９１】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。また、本実施例では複数の観察部（試料保持空間）を持つが、該観察部は１つでもよい。実施例１１や実施例１２のように分岐路５４の断面積を変えるようにしたり、実施例１４のように分岐路５４の一部に突起物を配置する、あるいは、実施例１５のように入口・出口をセルの上側（同一面上）に設けられるのはいうまでもない。
【実施例１７】
【００９２】
本実施例は、実施例１６と同様である。ただし、流路５３に接続されている断面積の小さな分岐路５４に、図２６に示すように、フィルター６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄをそれぞれ設けた点が異なる。これらのフィルターは、図２３に示す突起で構成した。フィルター６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄで、それぞれ突起物の間隔が異なるフィルターを採用した。
【００９３】
このような構成とすることにより、観察部５５に大きさの異なる構造物を導くことができた。この結果、大きさの異なる構造物を選択的に観察することができた。
【００９４】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。また、本実施例では複数の観察部（試料保持空間）を持つが、該観察部は１つでもよい。実施例１１や実施例１２のように分岐路５４の断面積を変えるようにしたり、実施例１４のように分岐路５４の一部に突起物を配置する、あるいは、実施例１５のように入口５１・出口５２をセルの上側に設けられるのはいうまでもない。
【実施例１８】
【００９５】
本実施例は、実施例１７と同様である。ただし、観察部５５と引出路６１との間に位置する連通路６０に、他のフィルター６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄをそれぞれ設置した点が異なる（図２７参照）。これらのフィルターは、実施例１７と同様に突起で構成した。ただし、他のフィルター６３を、上記フィルター６２よりも間隔が狭い突起で構成した点が特徴的である。
【００９６】
本実施例の動作は、次のとおりである。最初に、実施例１７と同様に、入口５１から出口５２に向けて試料を導入し、流路５３を試料で満たす。次に、引き口５２ａを減圧し、観察部５５に連通する分岐路５４に試料を満たす。この際、フィルター６２により、大きさの異なる構造物がそれぞれの観察部５５の下に入る。
【００９７】
次に、入口５１、出口５２、引き口５２ａの圧力をほぼ同等にした上で、出口５２から試料を排出する。この際、観察部５５に試料が残り、かつ、流路５３から試料がなくなるようにする。この状態で引き口５２ａを減圧することにより、フィルター６３を介して液体成分のみを連通路６０及び引出路６１を通じて引き口５２ａから排出することができる。これにより、観察部５５には、液体成分のない構造物だけを選択的に残すことができる。
【００９８】
膜１１に入射した電子線１６は、セル８内部に液体が有る場合、液体により散乱される。これに対し、本実施例では液体を選択的に排除し構造物だけを観察部５５に配置することができたために、液体による散乱をなくすことができた。このため電子線１６の散乱が少なくなるので、観察時の分解能を向上することができた。
【００９９】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。また、本実施例では複数の観察部（試料保持空間）を持つが、該観察部は１つでもよい。実施例１１や実施例１２のように分岐路５４の断面積を変えるようにしたり、実施例１４のように分岐路５４の一部に突起物を配置する、あるいは、実施例１５のように入口５１・出口５２をセルの上側にとりつける、あるいは、実施例１６のように引き口５２ａをとりつけられるのはいうまでもない。
【実施例１９】
【０１００】
本実施例は、実施例１８と同様である。ただし、液体を除去した後で、飽和水蒸気をセル８内部に導入した点が異なる。
【０１０１】
実施例１８と同様に液体成分を除去した後、入口５１より飽和水蒸気を流路５３に導入し、観察部５５にも飽和水蒸気が入るように、引き口５２ａの圧力を調整した。このような手順を取り入れることにより、試料が乾燥するのを防ぐことができた。
【０１０２】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。また、本実施例では複数の観察部（試料保持空間）を持つが、該観察部は１つでもよい。実施例１１や実施例１２のように分岐路５４の断面積を変えるようにしたり、実施例１４のように分岐路５４の一部に突起物を配置する、あるいは、実施例１５のように入口５１・出口５２をセルの上側にとりつける、あるいは、実施例１６のように引き口５２ａをとりつけられるのはいうまでもない。
【実施例２０】
【０１０３】
本実施例は、セル８の膜１１の上側に試料１５を配置し、かつ、セル８の膜１１の下側から電子線１６を照射できる構造とした。図２８に、本実施例の概略構成を示す。セル８を、電子線１６が透過する膜１１部分が下側（重力で引かれる側）になるように、チャンバー７の上に配置した。セル８の流路及び観察部内部には試料が配置されている。電子線鏡筒５は、上記膜１１を介して上記試料１５に電子線１６を照射できるように、下から上方向に電子線１６を照射できるように配置した。本構造を用いることにより、セル８の内部にある試料１５に、下から集束した電子線１６を照射・走査することができるとともに、同電子線１６により発生した反射電子を電子線検出器６で検出できる。これにより、試料下部の走査電子顕微鏡像を得ることができる。
【０１０４】
このような構造のセル８では、試料１５内部の沈殿性構造物が、沈殿により電子線１６を透過する膜１１に接触する。膜１１の下部から集束電子線１６を照射・走査することにより、沈殿性構造物に集束電子線１６を照射・走査することができる。これにより発生する反射電子を用いて画像形成を行うことにより、試料１５内に沈殿した構造物を大気圧のまま走査電子顕微鏡で観察できる。
【０１０５】
本実施例では、膜の厚さを１０ｎｍ〜１０００ｎｍの間とした。薄い膜を使うと電子線の散乱を少なく出来るために、ＳＥＭ観察の分解能を向上できる。しかしながら、膜１１の強度が低下する。これに対し、厚い膜を使うと分解能は劣化するが、強度が向上する。必要に応じて使い分けた。より望ましくは、膜１１の膜厚を２０〜２００ｎｍとするのが良い。
【０１０６】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。また、実施例８のように、複数のセルを集積化できるのはいうまでもない。実施例１１や実施例１２のように分岐路５４の断面積を変えるようにしたり、実施例１４のように分岐路５４の一部に突起物を配置する、あるいは、実施例１５のように入口５１・出口５２をセルの上側にとりつける、あるいは、実施例１６のように引き口５２ａをとりつけられるのはいうまでもない。実施例１８のように液体を除去する、あるいは、実施例１９のように飽和水蒸気を導入できるのはいうまでもない。
【実施例２１】
【０１０７】
本実施例は、試料セル８を、真空チャンバー７内部に入れた（図２９参照）。また、セル８を移動するためのステージ９ｂを設置した。さらには、実施例１５に記載したセル８を採用し、真空チャンバー７に入れる前に入口５１と出口５２を封止した。
【０１０８】
このような構造とすることにより、試料１５を移動させるためのステージ９ｂを簡単に作成することができた。
【０１０９】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。また、実施例８のように、複数のセルを集積化できるのはいうまでもない。実施例１１や実施例１２のように分岐路１４の断面積を変えるようにしたり、実施例１４のように分岐路１４の一部に突起物を配置する、あるいは、実施例１９のように入口５１・出口５２をセルの上側にとりつける、あるいは、実施例１６のように引き口５２ａをとりつけられるのはいうまでもない。実施例１８のように液体を除去する、実施例１９のように飽和水蒸気を印加する、あるいは、実施例２０のように下側から電子線を照射・走査できるのはいうまでもない。
【実施例２２】
【０１１０】
本実施例は、実施例２１と同様である。ただし、セル８の観察部５５の深さ、すなわち、上記膜１１に垂直方向の幅を１０ｎｍ〜２０μｍ（より望ましくは１０ｎｍ〜５μｍ）にしたこと、および、試料を傾斜できるステージ９ｂを採用した点が異なる（図３０参照）。
【０１１１】
観察部５５の深さを浅くしたことにより、観察部５５内の試料１５を傾斜させても観察部５５内部で試料１５中の構造物が動きにくい。このため、傾斜観察が簡単にできた。その結果、当該構造物の３次元的な構造を取得することができた。特に、複数の傾斜画像から、試料中構造物の輪郭をコンピューターを用いて再構築することにより、３次元立体画像を構築することができる（コンピュータートポグラフィー）。
【０１１２】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。また、実施例８のように、複数のセルを集積化できるのはいうまでもない。実施例１１や実施例１２のように分岐路１４の断面積を変えるようにしたり、実施例１４のように分岐路１４の一部に突起物を配置する、あるいは、実施例１５のように入口５１・出口５２をセルの上側にとりつける、あるいは、実施例１６のように引き口５２ａをとりつけられるのはいうまでもない。
【実施例２３】
【０１１３】
本実施例は、実施例１１と同様である。ただし、セル８の一部分に寸法の基準を寸法指標として示す指標パターンを形成した点が異なる。
【０１１４】
本実施例によるセル８の構成を、図３１に示す。セル８の表面であって、各観察部５５の近傍に、長さの標準パターン（指標パターン）２００を形成した。長さの標準パターンの例を、図３２に示す。間隔や周期の異なるラインアンドスペースなどから成る。
試料観察の際に、このような長さ標準の画像を取得し、試料中の構造物の画像と比較・参照することにより、試料中の構造物の正確な寸法がわかる。
【実施例２４】
【０１１５】
本実施例は、実施例１〜実施例２３で説明した観察・検査を含む全ての工程を自動的にできるようにしたものである。
【０１１６】
自動観察をするための装置の概要を、図３３に示す。自動観察のフローを、図３４に示す。最初に、試料の自動前処理を行う。オートピペット７０を用いて試料を自動的に第１の前処理ユニット７１に入れた後、オートピペットを用いて固定液をこの第１の前処理ユニット７１に入れる。この状態で、必要に応じて攪拌をしながら、固定処理が終了するまで待つ。処理中の温度は、３７℃に維持した。次に、オートピペットを用いて、固定処理後の試料を第２の前処理ユニット７２に移す。その後、不要な上澄み液を捨てた後、試料の洗浄を行う。
【０１１７】
その後、オートピペットを用いて、導電性染色液を第２の前処理ユニット７２に入れる。この状態で、必要に応じて攪拌をしながら、染色処理が完了するのを待つ。不要な上澄み液を捨てた後、試料の洗浄を行う。以上が前処理工程である。
【０１１８】
ここで、固定液はグルタールアルデヒド、ホルムアルデヒド、ホルマリン等が使用可能であり、導電染色液はオスミウム酸水溶液、タンニン酸水溶液、リンタングステン酸水溶液等が使用可能であり、目的によって使い分ける。いずれも真空観察用のＳＥＭ及びＴＥＭ用に開発されている固定、導電染色のための薬液である。
【０１１９】
次に、オートピペットを用いて、試料を自動的にセル８に入れる（試料セルへの試料セット）。セル８の入口に接続したパイプにオートピペットを接続することにより、セル８の流路内に試料を入れることができる。セル８の出口には、あふれ出た試料を廃液タンク７３に流すためのパイプが接続してある（図３３参照）。
【０１２０】
そして、セル８を、搬送ユニット７４を用いてＯリング９の直下に移動（試料セルの自動ロード）した後、チャンバー７内を真空にする。試料移動機構９ｄを用いて、セル８を移動させ、セル８内の試料を観察位置に移動する（観察位置への自動移動）。電子線１６のフォーカスやスティグマの調整を自動的に行った（自動ＳＥＭ調整）後、ＳＥＭ像を取得する（自動ＳＥＭ観察）。取得した像は、観察試料や前処理ごとに、自動的に画像サーバー７５に保存される（サーバーへの画像転送）。試料の移動からサーバーへの画像転送については、必要な回数繰り返す。なお、図中の７５ａは計算機であり、７５ｂは本体コントローラである。
【０１２１】
このような方法を用いることにより、試料前処理を含む全ての観察工程を自動化することができた。その結果、人の手間を省くことができた。
【０１２２】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。また、実施例８のように、複数のセルを集積化できるのはいうまでもない。実施例１１や実施例１２のように分岐路１４の断面積を変えるようにしたり、実施例１４のように分岐路１４の一部に突起物を配置する、実施例１５のように入口５１・出口５２をセルの上側にとりつける、あるいは、実施例１６のように引き口５２ａのとりつけ、あるいは、実施例２２のように傾斜機構をとりつけられるのはいうまでもない。
【実施例２５】
【０１２３】
本実施例は、実施例２４と同様である。ただし、実施例９に記載した圧力制御を自動的にできるようにした点が異なる。
【０１２４】
実施例２４と同様に前処理を行った後、オートピペットと、セル８の入口に接続したパイプとを使ってセル８に試料を供給するが、この際に実施例９に記載した圧力調整機構４２を自動的にセルに接続し、試料をセル８に入れる際での膜１１の両側の圧力差が大きくならないように自動的に調整した。セル８に試料を入れた後は、実施例２４と同様に自動搬送・自動観察を行った。
【０１２５】
本自動化をすることにより、セル８の膜１１の破壊を防止できるとともに、人の手間を省くことができた。
【実施例２６】
【０１２６】
本実施例は、実施例２４と類似である。ただし、前処理の最初に試料への蛍光マーカー付加処理を行った点、および、検出器に蛍光検出器を付加した点が異なる（図３５参照）。具体的には、蛍光マーカーを付加した抗体を、抗原抗体反応を用いることにより試料に付加した。
【０１２７】
試料に集束電子線を照射した際に、上記蛍光マーカーはカソードルミネッセンスを起こす。これにより発生した光は、蛍光検出器で検出される。本実施例では観察の際に、最初、反射電子を検出して電子線１５のフォーカス・スティグマなどの調整を行った上で、蛍光検出器を用いて蛍光する場所を特定し、最後に再び反射電子検出器を用いて反射電子像を取得した。このような工程とすることにより、どの部位が蛍光しているかがわかる。これによって、蛍光マーカーが反応する部位を特定することができた。また、蛍光マーカーが付加された部分の近傍を、反射電子像で詳細に観察できた。
【実施例２７】
【０１２８】
本実施例は、実施例２４と類似である。ただし、前処理の最初に試料への金属のマーカー付加処理（例えば、金粒子にprotein Aを吸着させたものを使用する）を行った点が異なる。具体的には、金マーカーを付加した抗体を、抗原抗体反応を用いることにより試料に付加した。このとき、直径１０ｎｍ〜５０ｎｍの金粒子をマーカーとして用いた。
【０１２９】
試料に集束電子線を照射した際に、上記金属マーカーは生体部分よりも原子量が大きいために、反射電子像、あるいは、透過電子像として明瞭に観察することができる。
【実施例２８】
【０１３０】
本実施例は、実施例２４に自動画像処理と画像分類を付加したものである（図３６参照）。
【０１３１】
実施例２４と同様に試料の自動前処理・自動観察をした後、取得した画像を次の方法で分類した。まず、画像より特徴量を抽出する（画像処理）。本実施例では、構造物の大きさ、偏心量、エッジのラフネス、密度、表面形態、突起（構造物表面の突起）などの特定構造を抽出した。これらの特徴量の組み合わせにより、試料を自動的に分類した。試料の移動から分類については、必要な回数繰り返す。
【０１３２】
特徴量と分類方法の関係については、あらかじめ多数の試料について手動分類の結果を用いて学習させることにより、分類精度を高めた。本自動化をすることにより、人の手間を省くことができた。
【実施例２９】
【０１３３】
本実施例は、基本的に実施例２４と同様である。ただし、一方向からの観察だけでなく、鏡筒が傾斜する装置を用いて、複数の方向から自動的に観察する点が異なる。これらの画像を用いて、試料中の構造物の３次元形状を計算することができる。
真空チャンバー７内にセル８を入れる必要があるため、図３７のように、セル８に試料を供給した後、その入口と出口を接着剤７８，７９で封入した。実施例２４と類似の搬送ロボットを用いて、真空チャンバー７内にセル８を導入できるようにした。複数方向からの観察を自動化することにより、人の手間を省くことができた。
【０１３４】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。また、実施例８のように、複数のセルを集積化できるのはいうまでもない。実施例１１や実施例１２のように分岐路の断面積を変えるようにしたり、実施例１４のように分岐路の一部に突起物を配置する、実施例１９のように入口・出口をセルの上側にとりつける、あるいは、実施例１６のように引き口のとりつけ、あるいは、実施例２２のように傾斜機構をとりつけられるのはいうまでもない。
【実施例３０】
【０１３５】
本実施例は、基本的に実施例２９と同様である。ただし、実施例２９に記載した３次元形状構築処理を自動的にできるようにした点が異なる（図３８参照）。本自動化をすることにより、人の手間を省くことができた。
【実施例３１】
【０１３６】
本実施例は、実施例３０に自動画像認識と画像分類を付加したものである。
【０１３７】
実施例３０と同様に、試料の自動前処理・自動観察をした後、自動的に３次元形状を得た。この３次元形状より、特徴量を抽出する。本実施例では、構造物の大きさ、３次元的な偏心量、エッジのラフネス、密度、表面形態、突起（構造物表面の突起）などの特定構造を抽出した。これらの特徴量の組み合わせにより、試料を自動的に分類した。
【０１３８】
特徴量と分類方法の関係については、あらかじめ多数の試料について手動分類の結果を用いて学習させることにより、分類精度を高めた。本自動化をすることにより、人の手間を省くことができた。
【実施例３２】
【０１３９】
本実施例は、実施例３１と同様である。ただし、特に血球の観察を行い、その３次元的な形状を分類した結果と病因の関係を用いることにより、分類結果を用いて自動的に病因判定できるようにした点が異なる。本自動化をすることにより、人の手間を省くことができた。血球以外でも、生体細胞を用いて同様の効果を得ることができた。
【実施例３３】
【０１４０】
本実施例は、実施例３１と同様である。ただし、特に粉体の観察を行い、その３次元的な形状を分類した結果と過去の測定結果の関係を用いることにより、分類結果を用いて自動的に良品か不良品かの合否判定をできるようにした点が異なる。本実施例では、粉体として、コピー用トナー、化粧品、顔料、黒鉛の検査を行った。本自動化をすることにより、人の手間を省くことができた。
【実施例３４】
【０１４１】
図３９に、本実施例に用いたセルの構造を示す。試料の入口８１、出口８２、流路８３、分岐路（供給路）８４、観察部（試料保持空間）８５を設けた。これらの入口８１と出口８２には、実施例１と同様に試料の供給と排出用のパイプを接続することができる。入口８１と出口８２の間には、流路８３を設けた。試料は入口８１より注入され、流路を通って出口８２より抽出される。
【０１４２】
流路８３から分岐する複数の分岐路８４を設け、各分岐路８４は観察部８５に連通する。各観察部８５は、電子線を透過する対向配置された２つの膜の間隙部から構成される。これにより、各観察部８５内に導入された試料は、一方の膜を介して電子線が照射される。また、試料を透過した透過電子線は、他方の膜を介してセル外に到達する。この観察部５５を用いて、その内部に配置された試料の走査型透過電子顕微鏡観察、あるいは、透過電子顕微鏡観察ができる。
【０１４３】
本セルの作成方法を記載する（図４０（ａ）参照）。樹脂９１と樹脂９２に、それぞれナノインプリント技術を用いて、流路、分岐路、および観察部をそれぞれ設けた。樹脂９１と樹脂９２の接着面に、それぞれスプレーで接着剤９３，９４を塗布し、それぞれの樹脂９１，９２に膜９５，９６を接着した。
【０１４４】
２枚の膜９５，９６が薄い隙間をもって接着できるように、一方の膜９６に接着剤９７を塗布した後、双方の膜９５，９６を接着する。接着剤はメタルマスク９８を用いることにより、必要な部分のみ塗布した。接着剤の分量、粘性、接着時の圧力を制御することにより、膜間の隙間を制御することができる。あるいは、２枚の膜９５，９６間にスペーサーを入れて、隙間を制御することもできる。これらの接着を行った後、余分な膜をカットした。
【０１４５】
さらに別のメタルマスク９９とイオンビーム１００を用いて、流路の中心付近にある膜を除去する。流路のキャップになる部分１０１をナノインプリントで形成した後、スプレーで接着剤１０２を塗布した上で樹脂９１と接着した。これらの工程により、セルを形成した。
【０１４６】
走査透過電子像を観察するための全体構成を、図４１に示す。電子源１、コンデンサーレンズ２、対物レンズ３、走査ユニット４よりなる電子線鏡筒５、真空チャンバー７、上部電子線検出器１０３、軸上電子線検出器１０４、軸外電子線検出器１０６、試料セル１０８、ステージ１０７より成る。
【０１４７】
本構造を用いることにより、セル１０８の観察部８５内部の試料に集束した電子線１６を照射・走査することができるとともに、同電子線１６により発生した反射電子を上部電子線検出器１０３で検出できる。これにより、試料の走査電子顕微鏡像を得ることができる。また、同時に軸上電子線検出器１０４と軸外電子線検出器１０５を用いることにより、走査透過型電子線顕微鏡像を得ることができる。
【０１４８】
本実施例では、膜９５，９６の厚さを１０ｎｍ〜１０００ｎｍの間とした。薄い膜を使うと電子線１６の散乱を少なく出来るために、ＳＥＭ観察の分解能を向上できる。しかしながら、膜の強度が低下する。これに対し、厚い膜を使うと分解能は劣化するが、強度が向上する。必要に応じて使い分けた。より望ましくは、膜９５，９６の膜厚を２０ｎｍ〜２００ｎｍとするのが良い。
【０１４９】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、あるいは、実施例４に記載した導電性膜を用いたセルを使えるのはいうまでもない。また、実施例１５のように入口・出口をセルの上側にとりつけられるのはいうまでもない。
【０１５０】
上記実施例よりも簡単な構造の試料保持体でも、同様の効果を得ることができた。図４０（ｂ）にその構造を示す。試料保持空間８５は一つで、該試料保持空間８５には供給路８４を接続した。このような試料保持体において、膜９５直下の試料保持空間８５及び供給路８４の幅を、液体試料に含まれた構成物の大きさの１．１〜１．２倍に設定することによって、該構成物を膜に近接させた状態にすることができる。この状態でＴＥＭ観察を行い、高分解能な像を得ることができた。より具体的な幅の範囲は、構成物の大きさに依存するが、ＴＥＭ又はＳＥＭで一般的に観察対象となる試料の大きさを考慮して、１０ｎｍ〜２０μｍであり、例えば生体細胞の観察には１０ｎｍ〜５μｍが適する。本試料保持体の作り方は、図４０と同様である。
【実施例３５】
【０１５１】
本実施例は、基本的に実施例３４と同様である。ただし、Ｘ線検出器２２を配置した点が異なる（図４２参照）。
【０１５２】
Ｘ線検出器２２を配置したことにより、電子線１６を試料に照射した結果、試料より発生した特性Ｘ線を検出できる。特性Ｘ線のエネルギーは元素に固有であるため、電子線１６を照射している領域の組成がわかる。
【実施例３６】
【０１５３】
セルに、試料を挿入する際には、膜が破れないように細心の注意が必要である。特に、セル内部と外部で圧力差が少なくなるように調整する必要がある。このために、圧力調整機構１４２を作成した。基本的な構成は実施例９と同様であるが、膜が試料の両側にあるため、調整機構をセルの両側に配置する点が異なる。
【０１５４】
概略を図４３に示す。圧力調整機構１４２は、板１４３、Ｏリング１４４、圧力調整装置（図示せず）に接続されたパイプ１４５から構成される。本圧力調整機構１４２をセル１０８に、図４３に示すように接続する。セル１０８に試料を挿入する際に、膜の両側の圧力差が最小になるように、圧力調整機構１４２を用いて調整する。このような構成を用いたことにより、膜が破れることを防ぐことができた。
【０１５５】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、あるいは、実施例４に記載した導電性膜を用いたセルを使えるのはいうまでもない。また、実施例１５のように入口５１・出口５２をセルの上側にとりつけられるのはいうまでもない。
【実施例３７】
【０１５６】
本実施例は、実施例３４と同様である。ただし、実施例１２と同様に、観察部５５につながる分岐路８４の深さを流路８３の深さに対して浅くした。すなわち、分岐路８４における膜に垂直な方向の幅が、異なる複数の値となるようにした点が異なる。
【０１５７】
図４４に、セルの構成を示す。図４４（Ａ）は平面図（断面を含む）、図４４（Ｂ）は図４４（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【０１５８】
分岐路８４ａと分岐路８４ｂで深さ、すなわち、膜と垂直方向の幅を変えた。また、分岐路８４ｃと分岐路８４ｄで深さ、すなわち、膜と垂直方向の幅を変えた。このような構造とすることにより、観察部に大きさの異なる構造物を選択的に導くことができた。これにより、大きさの異なる構造物を選択的に観察することができた。
【０１５９】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、あるいは、実施例４に記載した導電性膜を用いたセルを使えるのはいうまでもない。また、実施例１５のように入口５１・出口５２をセルの上側にとりつけられるのはいうまでもない。
【実施例３８】
【０１６０】
本実施例は、実施例３４と同様である。ただし、分岐路の一部に実施例１４と同様に、複数の突起物を配置した点が異なる。
【０１６１】
本実施例の概略構成を、図４５に示す。観察部５５につながる分岐路８４ｅと分岐路８４ｆに、突起物としてそれぞれ図４６に示す円柱を設けた。このような構成とすることにより、観察部に大きさの異なる構造物を導くことができた。この結果、大きさの異なる構造物を選択的に観察することができた。
【０１６２】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、あるいは、実施例４に記載した導電性膜を用いたセルを使えるのはいうまでもない。また、実施例１５のように入口５１・出口５２をセルの上側にとりつける、あるいは、実施例１１や実施例１２のように分岐路の断面積をかえるようにできるのはいうまでもない。
【実施例３９】
【０１６３】
本実施例は、実施例３４と同様である。ただし、実施例１６と同様に、流路に連通する入口５１、出口５２に加えて、引き口５２ａを付加した点が異なる。
【０１６４】
本実施例の概略構成を、図４７に示す。入口５１から出口５２に至る流路５３に、断面積の小さな分岐路５４ｉ、分岐路５４ｊが接続されている。これらの分岐路５４は、観察部５５及び連通路６０を通じて、引き口５２ａにつながる引出路６１に接続されている。入口５１から出口５２に向けて試料を導入することにより、流路５３には試料が入る。分岐路５４にも通常毛細管現象で試料が入るが、分岐路５４の断面積が著しく小さな場合では、十分な量の試料が観察部５５に導入されない場合がある。これに対し、本実施例では、引き口５２ａの圧力を入口５１及び出口５２に対して低くすることにより、分岐路５４を介して観察部５５に十分な量の試料を入れることができる。
【０１６５】
このような構成とすることにより、断面積の小さな分岐路５４を介して観察部５５に試料を導入することができるので、小さな構造物を観察することができる。
【０１６６】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。実施例１１や実施例１２のように分岐路５４の断面積を変えるようにしたり、実施例１４のように分岐路５４の一部に突起物を配置する、あるいは、実施例１５のように入口５１・出口５２をセルの上側（同一面上）に設けられるのはいうまでもない。
【実施例４０】
【０１６７】
本実施例は、実施例３９と同様である。ただし、流路５３に接続されている断面積の小さな分岐路５４に、図４８に示すように、フィルター６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄをそれぞれ設けた点が異なる。これらのフィルターは、図４６に示す突起物で構成した。フィルター６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄで、それぞれ突起物の間隔が異なるフィルターを採用した。
【０１６８】
このような構成とすることにより、観察部５５に大きさの異なる構造物を導くことができた。この結果、大きさの異なる構造物を選択的に観察することができた。
【０１６９】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。実施例１１や実施例１２のように分岐路５４の断面積を変えるようにしたり、実施例１４のように分岐路５４の一部に突起物を配置する、あるいは、実施例１５のように入口５１・出口５２をセルの上側に設ける、あるいは、実施例１６のように引き口５２ａを設けられるのはいうまでもない。
【実施例４１】
【０１７０】
本実施例は、実施例４０と同様である。ただし、観察部５５と引出路６１との間に位置する連通路６０に、他のフィルター６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄをそれぞれ設置した点が異なる（図４９参照）。これらのフィルターは、実施例４０と同様に突起で構成した。ただし、他のフィルター６３を、上記フィルター６２よりも間隔が狭い突起で構成した点が特徴的である。
【０１７１】
本実施例の動作は、次のとおりである。最初に、実施例４０と同様に、入口５１から出口５２に向けて試料を導入し、流路５３を試料で満たす。次に、引き口５２ａを減圧し、観察部５５に連通する分岐路５４に試料を満たす。この際、フィルター６２により、大きさの異なる構造物がそれぞれの観察部５５の下に入る。
【０１７２】
次に、入口５１、出口５２、引き口５２ａの圧力をほぼ同等にした上で、出口５２から試料を排出する。この際、観察部５５に試料が残り、かつ、流路５３から試料がなくなるようにする。この状態で引き口５２ａを減圧することにより、フィルター６３を介して液体成分のみを連通路６０及び引出路６１を通じて引き口５２ａから排出することができる。これにより、観察部５５には、液体成分のない構造物だけを選択的に残すことができる。
【０１７３】
膜１１に入射した電子線１６は、セル８内部に液体が有る場合、液体により散乱される。これに対し、本実施例では液体を選択的に排除し構造物だけを観察部５５に配置することができたために、液体による散乱をなくすことができた。このため電子線１６の散乱が少なくなるので、観察時の分解能を向上することができた。
【０１７４】
本実施例では、実施例１と同様に樹脂を含むセルを用いた例を示したが、実施例３のように融着により接着したセル、実施例４に記載した導電性膜を用いたセル、実施例６に記載した酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機膜を用いたセル、あるいは、実施例５や７に記載した構造体で膜を支えたセルを用いることができるのはいうまでもない。実施例１１や実施例１２のように分岐路５４の断面積を変えるようにしたり、実施例１４のように分岐路５４の一部に突起物を配置する、あるいは、実施例１５のように入口５１・出口５２をセルの上側にとりつける、あるいは、実施例１６のように引き口５２ａをとりつけられるのはいうまでもない。
【実施例４２】
【０１７５】
本実施例は、実施例４１と同様である。ただし、液体を除去した後で、飽和水蒸気をセル８内部に導入した点が異なる。
【０１７６】
実施例４１と同様に液体成分を除去した後、入口５１より飽和水蒸気を流路５３に導入し、観察部５５にも飽和水蒸気が入るように、引き口５２ａの圧力を調整した。このような手順を取り入れることにより、試料が乾燥するのを防ぐことができた。
【実施例４３】
【０１７７】
本実施例は、基本的に実施例３４と同様である。ただし、試料セルの膜部分に、メッシュを付加した点が異なる。作製方法は、実施例５と同様である。また、実施例７と同様の作成方法でもよい。
【０１７８】
図５０（ａ）にメッシュ５０１が付加された試料セルの断面構造を示す。実施例３４と同様に、樹脂９１と樹脂９２にそれぞれナノインプリント技術を用いて、流路、供給路、及び観察部を設けた。この際に、メッシュ５０１も形成した。その後の工程は、実施例３４と同様であり、接着剤９３，９４，９７を用いて膜９５，９６を樹脂９１，９２に固定する。
【０１７９】
チャンバー内部を真空あるいは減圧にした際に、膜の両側には圧力差が生じる。この圧力差により、膜が破壊することがある。これに対し、本メッシュで膜を支持することにより、膜が破壊しにくくなる。
【０１８０】
本実施例では上記メッシュ構造を採用したが、ラインアンドスペース型の構造や、ハニカム構造を用いられるのは言うまでもない。本実施例では、膜にポリイミドを用いた例を示したが、ポリプロピレンやポリエチレンを初めとする有機系膜を用いられるのはいうまでもない。また、カーボンを用いられることもいうまでもない。さらに、実施例３のように融着により接着する、あるいは、実施例４のように導電性膜を付加できるのはいうまでもない。
【０１８１】
また、上述した各実施例の実施形態が適用され得るのはいうまでもない。
【実施例４４】
【０１８２】
本実施例は、基本的に実施例３４と同様である。ただし、試料セルを半導体デバイスと類似のプロセスを用いて、別の材料で形成した点が異なる。
【０１８３】
試料セルの作り方を図５１に示す。Ｓｉ基板の一部分５１１を、フォトリソグラフィーを用いて形成したレジストパターンをマスクとして、ドライエッチングを用いて加工する。次に、熱酸化により加工面に酸化膜５１２を形成する。再度、フォトリソグラフィーを用いて形成したレジストパターンをマスクとして、ドライエッチングを用いて加工する。これにより流路５１３及び膜５１４を形成する。
上記加工面と反対側に、同様な手法により観察領域を形成した。この際に、RIEを用いてSiを選択的にエッチングした。これを２組互いに膜が近接するように、ガラス誘着を用いて接着した。これらの工程により、セルを形成できた。
本実施例では、酸化シリコンを膜に用いたので、膜の耐久性を向上することができた。本実施例では膜に酸化シリコンを用いたが、窒化シリコン、窒化ホウ素など他の無機膜を用いられるのはいうまでもない。また、各種膜を、ＣＶＤやスパッタリング等の化学的、あるいは、物理的膜形成方法を用いて形成できるのはいうまでもない。
【０１８４】
本実施例においても、上述した各実施例の形態を適用できるのはいうまでもない。
【０１８５】
本実施例においても、図５０（ｂ）に示すように、実施例４３と同様なメッシュ構造を形成できることはいうまでもない。この場合、実施例４３と同様に膜が破壊されにくくなる。
【実施例４５】
【０１８６】
本実施例は、実施例３４と同様である。ただし、セルの観察部の深さ、すなわち、上記膜に垂直方向の幅を１０ｎｍ〜２０μｍ（より望ましくは１０ｎｍ〜５μｍ）にしたこと、及び試料を傾斜できるステージを採用した点が異なる（図５２参照）。
【０１８７】
観察部８５の深さを浅くしたことにより、観察部８５内の試料１５を傾斜させても観察部５５内部で試料１５中の構造物が動きにくい。このため、傾斜観察が簡単にできた。その結果、当該構造物の３次元的な構造を取得することができた。特に、複数の傾斜画像から、試料中構造物の輪郭をコンピューターを用いて再構築することにより、３次元立体画像を構築することができる（コンピュータートポグラフィー）。
【０１８８】
本実施例においても、上述した各実施例の形態を適用できるのはいうまでもない。
【実施例４６】
【０１８９】
本実施例は、実施例４５と同様である。ただし、セルの観察部の深さ、すなわち、上記膜に垂直方向の幅を５μｍ以下にしたこと、および、試料を傾斜できるステージを採用した点が異なる。
【０１９０】
観察部５５の深さを浅くしたことにより、観察部５５内の試料１５を傾斜させても観察部５５内部で試料１５中の構造物が動きにくい。このため、傾斜観察が簡単にできた。その結果、当該構造物の３次元的な構造を取得することができた。特に、複数の傾斜画像から、試料中構造物の輪郭をコンピューターを用いて再構築することにより、３次元立体画像を構築することができる（コンピュータートポグラフィー）。
【０１９１】
本実施例においても、上述した各実施例の形態を適用できるのはいうまでもない。
【実施例４７】
【０１９２】
本実施例は、上記観察・検査を含む全ての工程を自動的にできるようにしたものである。
【０１９３】
自動観察をするための装置の概要を、図５３に示す。
【０１９４】
最初に、試料の自動前処理を行う。オートピペット７０を用いて試料を自動的に第１の前処理ユニット７１に入れた後、オートピペットを用いて固定液を第１の前処理ユニット７１に入れる。この状態で、必要に応じて攪拌をしながら、固定処理が終了するまで待つ。処理中の温度は、３７℃に維持した。次に、オートピペットを用いて、固定処理後の試料を第２の前処理ユニット７２に移す。その後、不要な上澄み液を捨てた後、試料の洗浄を行う。
【０１９５】
その後、オートピペットを用いて、導電性染色液を第２の前処理ユニット７２に入れる。この状態で、必要に応じて攪拌をしながら、染色処理が完了するのを待つ。不要な上澄み液を捨てた後、試料の洗浄を行う。以上が前処理工程である。
【０１９６】
ここで、固定液はグルタールアルデヒド、ホルムアルデヒド、ホルマリン等が使用可能であり、導電染色液はオスミウム酸水溶液、タンニン酸水溶液、リンタングステン酸水溶液等が使用可能であり、目的によって使い分ける。いずれも真空観察用のＳＥＭ及びＴＥＭ用に開発されている固定、導電染色のための薬液である。
【０１９７】
次に、オートピペットを用いて、試料を自動的にセル８に入れる。セル８の入口に接続したパイプにオートピペットを接続することにより、セル８の流路内に試料を入れることができる。セル８の出口には、あふれ出た試料を廃液タンク７３に流すためのパイプが接続してある（図３３参照）。
【０１９８】
そして、セル８を、搬送ユニット７４を用いてチャンバー７内に配置した後、チャンバー７内を真空にする。試料移動機構９ｄを用いて、セル８を移動させ、セル８内の試料を観察位置に移動する。電子線１６のフォーカスやスティグマの調整を自動的に行った後、ＳＥＭ像ないしＴＥＭ像を取得する。取得した像は、観察試料や前処理ごとに、自動的に画像サーバー７５に保存される。試料の移動からサーバーへの画像転送については、必要な回数繰り返す。
【０１９９】
このような方法を用いることにより、試料前処理を含む全ての観察工程を自動化することができた。その結果、人の手間を省くことができた。
【実施例４８】
【０２００】
本実施例は、実施例４７と同様である。ただし、圧力制御を自動的にできるようにした点が異なる。
【０２０１】
実施例４７と同様に前処理を行った後、オートピペットと、セル８の入口に接続したパイプとを使ってセル８に試料を供給するが、この際に実施例９に記載した圧力調整機構４２を自動的にセルに接続し、試料をセル８に入れる際での膜１１の両側の圧力差が大きくならないように自動的に調整した。セル８に試料を入れた後は、自動搬送・自動観察を行った。
【０２０２】
本自動化をすることにより、セル８の膜１１の破壊を防止できるとともに、人の手間を省くことができた。
【実施例４９】
【０２０３】
本実施例は、前処理の最初に試料への蛍光マーカー付加処理を行った点、および、検出器に蛍光検出器を付加した点が異なる。具体的には、蛍光マーカーを付加した抗体を、抗原抗体反応を用いることにより試料に付加した。
【０２０４】
試料に集束電子線を照射した際に、上記蛍光マーカーはカソードルミネッセンスを起こす。これにより発生した光は、蛍光検出器で検出される。本実施例では観察の際に、最初、反射電子を検出して電子線１６のフォーカス・スティグマなどの調整を行った上で、蛍光検出器を用いて蛍光する場所を特定し、最後に再び反射電子検出器を用いて反射電子像を取得した。このような工程とすることにより、どの部位が蛍光しているかがわかる。これによって、蛍光マーカーが反応する部位を特定することができた。また、蛍光マーカーが付加された部分の
【実施例５０】
【０２０５】
本実施例は、前処理の最初に試料への金属のマーカー付加処理を行った点が異なる。具体的には、金マーカーを付加した抗体を、抗原抗体反応を用いることにより試料に付加した。このとき、直径１０ｎｍ〜５０ｎｍの金粒子をマーカーとして用いた。
【０２０６】
試料に集束電子線を照射した際に、上記金属マーカーは生体部分よりも原子量が大きいために、反射電子像、あるいは、透過電子像として明瞭に観察することができる。
【実施例５１】
【０２０７】
本実施例は、自動画像処理と画像分類を付加したものである。
【０２０８】
実施例２４と同様に試料の自動前処理・自動観察をした後、取得した画像を次の方法で分類した。まず、画像より特徴量を抽出する（画像処理）。本実施例では、構造物の大きさ、偏心量、エッジのラフネス、密度、表面形態、突起（構造物表面の突起）などの特定構造を抽出した。これらの特徴量の組み合わせにより、試料を自動的に分類した。試料の移動から分類については、必要な回数繰り返す。
【０２０９】
特徴量と分類方法の関係については、あらかじめ多数の試料について手動分類の結果を用いて学習させることにより、分類精度を高めた。本自動化をすることにより、人の手間を省くことができた。
【０２１０】
変形例：本実施例は、一方向からの観察だけでなく、鏡筒が傾斜する装置を用いて、複数の方向から自動的に観察する点が異なる。これらの画像を用いて、試料中の構造物の３次元形状を計算することができる。
真空チャンバー７内にセル８を入れる必要があるため、セルに試料を供給した後、その入口と出口を接着剤で封入した。搬送ロボットを用いて、真空チャンバー７内にセルを導入できるようにした。複数方向からの観察を自動化することにより、人の手間を省くことができた。
【実施例５２】
【０２１１】
本実施例は、３次元形状構築処理を自動的にできるようにした点が異なる。本自動化をすることにより、人の手間を省くことができた。
【実施例５３】
【０２１２】
本実施例は、自動画像認識と画像分類を付加したものである。
【０２１３】
試料の自動前処理・自動観察をした後、自動的に３次元形状を得た。この３次元形状より、特徴量を抽出する。本実施例では、構造物の大きさ、３次元的な偏心量、エッジのラフネス、密度、表面形態、突起（構造物表面の突起）などの特定構造を抽出した。これらの特徴量の組み合わせにより、試料を自動的に分類した。
【０２１４】
特徴量と分類方法の関係については、あらかじめ多数の試料について手動分類の結果を用いて学習させることにより、分類精度を高めた。本自動化をすることにより、人の手間を省くことができた。
【実施例５４】
【０２１５】
本実施例は、特に血球の観察を行い、その３次元的な形状を分類した結果と病因の関係を用いることにより、分類結果を用いて自動的に病因判定できるようにした点が異なる。本自動化をすることにより、人の手間を省くことができた。
【実施例５５】
【０２１６】
本実施例は、特に粉体の観察を行い、その３次元的な形状を分類した結果と過去の測定結果の関係を用いることにより、分類結果を用いて自動的に良品か不良品かの合否判定をできるようにした点が異なる。本実施例では、粉体として、コピー用トナー、化粧品、顔料、黒鉛の検査を行った。本自動化をすることにより、人の手間を省くことができた。
【実施例５６】
【０２１７】
本実施例は、特にタンパク質の観察を行い、その３次元的な形状を自動的に再構築できるようにした点が異なる。本自動化をすることにより、人の手間を省くことができた。
【実施例５７】
【０２１８】
本実施例は、対物レンズが上部磁極３ａと下部磁極３ｂの２段で構成されている点が異なる（図５４参照）。
【０２１９】
このような構成とすることにより、対物レンズの収差を小さくすることができるので、電子線を集束しやすい。このため、より高分解能の観察ができた。
【実施例５８】
【０２２０】
本実施例は、前方散乱された電子を検出する際に、検出散乱角度を選択するための、散乱電子角度選択レンズ３ｃを付加した点が異なる（図５５参照）。これにより、試料により電子が散乱された際に、電子の散乱角度を選択することができる。従って、各種のコントラストを選ぶことができた。これにより、より明瞭な画像を得ることができた。
【実施例５９】
【０２２１】
本実施例は、試料を透過した電子を結像するためのレンズ３ｄを付加した点、および、走査ユニット４をアライメントに用いた点が異なる（図５６参照）。
【０２２２】
このような構成とすることにより、通常の透過型電子顕微鏡像を得ることができた。このため、通常の透過電子顕微鏡で取得した画像と比較をしやすい。なお、図中の３ｅは、高感度電子線カメラである。
【実施例６０】
【０２２３】
本実施例は、実施例５９と類似である。ただし、試料を透過した電子の位相差像を取得するため、位相板３ｆを付加した点が異なる（図５７参照）。
【０２２４】
このような構成とすることにより、試料の位相差像を得ることができる。これにより、材料コントラストのつきにくい試料を、明瞭に観察することができた。また、染色等を行っていない場合についても、明瞭な観察をすることができた。
【実施例６１】
【０２２５】
本実施例は、試料を透過した電子の微分干渉像を取得するため、位相板を付加した点が異なる。
【０２２６】
このような構成とすることにより、試料の微分干渉像を得ることができる。これにより、材料コントラストのつきにくい試料を、明瞭に観察することができた。また、染色等を行っていない場合についても、明瞭な観察をすることができた。
【実施例６２】
【０２２７】
本実施例は、試料と薬品をセル内で混合できるように、同一の流路５３に連通する複数の入口５１が設けられ、それぞれの流路５３内で試料と薬液とが混合できるように構成されている点が異なる（図５８参照）。
【０２２８】
このような構成とすることにより、セル上で試料と薬品の混合を行うことができた。
【０２２９】
この混合により生じた物質を、供給路５４を通して試料保持空間５５に導入する。試料保持空間５５の周囲の構造は、図１７もしくは図３９のようになっている。セルを走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡、走査型透過電子顕微鏡の試料室に設置する。セルの試料保持空間に存在する該物質に電子線を照射させ、これにより発生する二次的信号、もしくは透過電子を検出して試料の情報を取得することができた。
【０２３０】
ここで、薬液とは、試料が生体細胞の場合、該生体細胞を固定又は染色する物質を含む。具体的には、固定液はグルタールアルデヒド、ホルムアルデヒド、ホルマリン等が使用可能であり、導電染色液はオスミウム酸水溶液、タンニン酸水溶液、リンタングステン酸水溶液が使用可能であり、目的によって使い分ける。いずれも真空観察用のＳＥＭ及びＴＥＭ用に開発されている固定、導電染色のための薬液である。
本実施例では、試料と一つの薬品を混合する構成としたが、試料と複数の薬品を混合できる構成が可能であるのはいうまでもない。また、流路にディレイ等を配置することにより、薬液の混合タイミングを制御できることはいうまでもない。
【０２３１】
以上に実施例において、試料保持空間５５に試料を入れる前もしくは後に、試料保持空間５５につながっている供給路５４から蒸留水、エタノール等を用いて洗浄すると、試料保持空間５５に付着している異物の除去ができる。これにより、撮像画像がより明瞭になった。
【０２３２】
以上、本発明の各実施例について説明した。
【０２３３】
本発明の試料保持体は、電子線が透過する膜と該膜に対向するベースとの間に設けられた試料保持空間と、該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該供給路及び該試料保持空間のうちの少なくとも一方に試料中の構成物を分別するフィルター構造を備えることを特徴とする。すなわち、上記フィルター構造を、試料保持体の該供給路又は／及び該試料保持空間に設けるようにできる。
【０２３４】
また、本発明の試料保持体は、電子線が透過する対向配置された２つの膜の間に設けられた試料保持空間と、該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該供給路及び該試料保持空間のうちの少なくとも一方に試料中の構成物を分別するフィルター構造を備えることも特徴とする。これも上述と同様に、上記フィルター構造を、試料保持体の該供給路又は／及び該試料保持空間に設けるようにできる。
【０２３５】
さらに、本発明の試料保持体は、電子線が透過する膜と該膜に対向するベースとの間に設けられた試料保持空間と、試料が供給される流路と、該流路から該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該供給路及び該試料保持空間のうちの少なくとも一方に試料中の構成物を分別するフィルター構造を備えることも特徴とする。これも上述と同様に、上記フィルター構造を、試料保持体の該供給路又は／及び該試料保持空間に設けるようにできる。
【０２３６】
そして、本発明の試料保持体は、電子線が透過する対向配置された２つの膜の間に設けられた試料保持空間と、試料が供給される流路と、該流路から該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該供給路及び該試料保持空間のうちの少なくとも一方に試料中の構成物を分別するフィルター構造を備えることも特徴とする。これも上述と同様に、上記フィルター構造を、試料保持体の該供給路又は／及び該試料保持空間に設けるようにできる。
【０２３７】
また、本発明の試料保持体は、前記フィルター構造が、設定された第１の寸法を超える試料中の構成物が通過するのを防止する機能を備えることも特徴とする。
【０２３８】
さらに、本発明の試料保持体は、前記膜の面に沿う方向又は／及び当該面に垂直な方向における前記供給路の一部又は前記試料保持空間の一部の幅を特定することにより、前記フィルター構造が構成されていることも特徴とする。上記各例において、このような構成を備えることができる。
【０２３９】
そして、本発明の試料保持体は、前記幅が、１０ｎｍ〜２０μｍに設定され、若しくは１０ｎｍ〜５μｍに設定されていることも特徴とする。
【０２４０】
また、本発明の試料保持体は、前記供給路又は前記試料保持空間に、差部又は傾斜部が形成されており、これら各部の何れかにより前記フィルター構造が構成されていることも特徴とする。
【０２４１】
さらに、本発明の試料保持体は、前記供給路又は前記試料保持空間に、少なくとも一つの突起又は柱が設けられており、これにより前記フィルター構造が構成されていることも特徴とする。すなわち、当該供給路又は当該試料保持空間に、フィルター構造として突起又は柱を設けることができる。
【０２４２】
そして、本発明の試料保持体は、前記フィルター構造が、試料中の特定の構成物を吸着する吸着機能膜を備えることも特徴とする。すなわち、当該供給路又は当該試料保持空間に、フィルター構造として吸着機能膜を設けることができる。
【０２４３】
また、本発明の試料保持体は、前記吸着機能膜が、細胞外基質成分であることも特徴とする。すなわち、当該供給路又は当該試料保持空間に、フィルター構造として細胞外基質成分からなる吸着機能膜を設けることができる。
【０２４４】
さらに、本発明の試料保持体は、前記吸着機能膜が、ポリＬリジン、ポリＤリジン、コラーゲン、マトリゲル、フィブロネクチン、ラミニン、セルタックのうちの少なくとも一つからなることも特徴とする。すなわち、当該供給路又は当該試料保持空間に、フィルター構造として、ポリＬリジン、ポリＤリジン、コラーゲン、マトリゲル、フィブロネクチン、ラミニン、セルタックのうちの少なくとも一つからなる吸着機能膜を設けることができる。
【０２４５】
そして、本発明の試料保持体は、電子線が透過する膜と該膜に対向するベースとの間に設けられた試料保持空間と、該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該試料保持空間及び該供給路の幅が１０ｎｍ〜２０μｍに設定され、又は当該幅が１０ｎｍ〜５μｍに設定されていることも特徴とする。
【０２４６】
また、本発明の試料保持体は、電子線が透過する対向配置された２つの膜の間に設けられた試料保持空間と、該試料保持空間に試料を供給するための供給路とを有する試料保持体であって、該試料保持空間及び該供給路の幅が１０ｎｍ〜２０μｍに設定され、又は１０ｎｍ〜５μｍに設定されていることも特徴とする。
【０２４７】
そして、本発明の試料保持体は、前記試料保持空間が、試料の一部を引き出すための引出路と連通していることも特徴とする。
【０２４８】
また、本発明の試料保持体は、前記試料保持空間が連通路を介して前記引出路と接続されており、該連通路には第２の寸法を超える試料中の構成物が通過するのを防止する機能を備える他のフィルター構造が備えられていることも特徴とする。上記各例において、このような構成をとることができる。
【０２４９】
さらに、本発明の試料保持体は、前記膜が、酸化シリコン、窒化シリコン、カーボン、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、窒化ホウ素のうちの少なくとも一つを含むことも特徴とする。
【０２５０】
そして、本発明の試料保持体は、前記膜の厚さが、１０ｎｍ〜１０００ｎｍであることも特徴とする。
【０２５１】
また、本発明の試料保持体は、前記膜に導電層が設けられていることも特徴とする。上記各例において、このような構成をとることができる。
【０２５２】
さらに、本発明の試料保持体は、前記膜を支えるグリッド又はメッシュを備えることも特徴とする。すなわち、当該試料保持体に備えられた膜に、グリッド又はメッシュを配置することができる。
【０２５３】
そして、本発明の試料保持体は、前記試料保持空間が複数設けられており、各試料保持空間に対応して個別に供給路が設けられていることも特徴とする。上記各例において、このような構成をとることができる。
【０２５４】
また、本発明の試料保持体は、前記試料保持空間が複数設けられており、各試料保持空間に対応して個別に供給路が設けられ、これら供給路又は試料保持空間に備えられたフィルター構造において、前記第１の寸法として２種以上の寸法が設定されていることも特徴とする。上記各例において、このような構成をとることができる。
【０２５５】
さらに、本発明の試料保持体は、前記流路に連通する供給口と排出口とが、試料保持体における同一表面に設けられていることも特徴とする。
【０２５６】
そして、本発明の試料保持体は、前記流路路に連通する供給口が複数設けられていることも特徴とする。
【０２５７】
また、本発明の試料保持体は、表面に寸法指標となる指標パターンが形成されていることも特徴とする。
【０２５８】
さらに、本発明の試料検査方法は、前記試料保持体の前記試料保持空間に保持された試料に前記膜を介して電子線を照射し、当該照射により試料から発生する二次的信号又は試料を透過した透過電子線を検出して、試料の情報を取得することを特徴とする。
【０２５９】
そして、本発明の試料検査方法は、前記試料保持体の前記試料保持空間に試料を供給した後、該試料保持空間内の試料から液体成分を除去し、該試料保持空間に残存した試料の構成物に前記膜を介して電子線を照射し、当該照射により試料から発生する二次的信号又は試料を透過した透過電子線を検出して、試料の情報を取得することも特徴とする。
【０２６０】
また、本発明の試料検査方法は、前記試料保持空間内の試料から液体成分を除去した後、前記供給路を介して前記試料保持空間に水蒸気を供給し、その後試料の情報を取得することも特徴とする。
【０２６１】
さらに、本発明の試料検査方法は、試料保持体に設けられた複数の供給口のうち、第１の供給口を介して前記流路に試料を供給するとともに、第２の供給口を介して前記流路に薬液を供給し、前記流路内で薬液と反応した試料が前記供給路を介して前記試料保持空間に供給され、前記試料保持空間に保持された試料に前記膜を介して電子線を照射し、当該照射により試料から発生する二次的信号又は試料を透過した透過電子線を検出して、試料の情報を取得することも特徴とする。
【０２６２】
そして、本発明の試料検査方法は、前記試料が生体構成物を含んでおり、前記薬液は該生体構成物を固定又は染色する物質を含むことも特徴とする。
【０２６３】
また、本発明の試料検査方法は、前記試料保持体の試料保持空間に保持された試料に前記膜を介して電子線を照射し、当該照射により試料から発生する二次的信号又は試料を透過した透過電子線を検出して、試料の情報を取得する試料検査方法であって、当該試料保持体の表面に形成された前記指標パターンに電子線を照射した際に得られるパターン情報を取得し、得られた試料情報と当該パターン情報とを参照することも特徴とする。
【０２６４】
さらに、本発明の試料検査方法は、前記試料保持体の前記供給路に試料を供給して、該供給路を介して前記試料保持空間に試料を供給する供給工程と、該試料保持空間に保持された試料に前記膜を介して電子線を照射する照射工程と、当該照射により試料から発生する二次的信号又は試料を透過した透過電子線を検出して試料の情報を取得する検出工程とを有することも特徴とする。
【０２６５】
そして、本発明の試料検査方法は、前記供給工程において、前記膜の両面側での圧力の差が小さくなるように、前記膜における少なくとも一方の面側の圧力を調整することも特徴とする。
【０２６６】
また、本発明の試料検査方法は、前記供給工程において、前記供給路に試料を供給する前に、前記膜の両面側に所定の圧力差を生じさせ、これにより該膜の破壊の有無又は該膜の強度を確認することも特徴とする。
【０２６７】
さらに、本発明の試料検査方法は、前記供給工程の実施前に行われる試料の前処理工程をさらに有することも特徴とする。
【０２６８】
そして、本発明の試料検査方法は、前記前処理工程において、試料の固定処理、染色処理、蛍光マーカー付加処理、若しくは金属マーカー付加処理のうちの少なくとも一つを行うことも特徴とする。
【０２６９】
また、本発明の試料検査方法は、前記二次的信号は、反射電子、二次電子、Ｘ線、もしくは蛍光のうちの少なくとも一つであることも特徴とする。
【０２７０】
さらに、本発明の試料検査方法は、前記二次的信号として蛍光を検出して試料の蛍光領域を探索し、その後該蛍光領域からの二次的信号として反射電子又は二次電子を検出することにより、該蛍光領域の構造を取得することも特徴とする。
【０２７１】
そして、本発明の試料検査方法は、前記二次的信号として反射電子を検出するとともに、これと同時に透過電子線を検出することも特徴とする。
【０２７２】
また、本発明の試料検査方法は、取得された試料の情報データの画像処理を行い、該画像処理結果に基いて画像分類を行うことも特徴とする。
【０２７３】
さらに、本発明の試料検査方法は、前記画像分類結果に基づいて、病因判定又は合否判定を行うことも特徴とする。
【０２７４】
そして、本発明の試料検査方法は、前記供給工程の実施前に前記試料保持体の少なくとも前記供給路及び前記試料保持空間内の洗浄を行う洗浄工程をさらに有することも特徴とする。
【０２７５】
また、本発明の試料検査方法は、前記供給工程の実施後に前記試料保持体の前記供給路へ連通する供給口又は／及び排出口の封止を行う封止工程をさらに有することも特徴とする。
【０２７６】
これら各試料検査方法は、上記試料保持体を用いて実施することができる。
【０２７７】
さらに、本発明の試料検査装置は、前記試料保持体を備える試料検査装置であって、当該試料保持体の前記試料保持空間に保持された試料に前記膜を介して電子線を照射する照射手段と、当該照射により試料から発生する二次的信号又は試料を透過した透過電子線を検出する検出手段とを有することを特徴とする。
【０２７８】
そして、本発明の試料検査装置は、前記照射手段を支持するとともに、前記検出手段を内部に備える真空チャンバを有し、前記試料保持体がＯリング又はグリスを介して該真空チャンバに設置されていることも特徴とする。
【０２７９】
また、本発明の試料検査装置は、前記試料保持体を傾斜させるための傾斜手段を有することも特徴とする。
【０２８０】
さらに、本発明の試料検査装置は、前記透過電子の検出散乱角度を選択できる選択手段を備えることも特徴とする。
【０２８１】
そして、本発明の試料検査装置は、前記透過電子の位相差又は微分干渉成分を結像する結像手段を備えることも特徴とする。
【０２８２】
また、本発明の試料検査装置は、前記二次的信号としての反射電子を検出する反射電子検出器と、前記透過電子を検出する透過電子検出器とを備えることも特徴とする。
【０２８３】
さらに、本発明の試料検査装置は、取得された試料の情報データの画像処理を行い、該画像処理結果に基いて画像分類を行うことも特徴とする。
【０２８４】
そして、本発明の試料検査装置は、前記分類結果に基づいて、病因判定又は合否判定を行うことも特徴とする。
【０２８５】
これら各試料検査装置は、上記試料保持体を用いて構成することができる。
【０２８６】
また、本発明の試料検査システムは、前記試料検査装置を備え、試料の前処理手段と、前処理がされた試料を前記試料保持体の流路に供給する試料供給手段と、試料が供給された試料保持体を当該試料検査装置に移動する移動手段とを具備することを特徴とする。
【０２８７】
さらに、本発明の試料検査システムは、前記前処理手段が、試料の固定処理、染色処理、蛍光マーカー付加処理、若しくは金属マーカー付加処理のうちの少なくとも一つを行うことも特徴とする。
【０２８８】
そして、本発明の試料検査システムは、前記試料供給手段が、前記試料保持体の前記膜における少なくとも一方の面側の圧力を調整することができることも特徴とする。
【０２８９】
このように、本発明では、試料保持体に設けられた供給路及び試料保持空間のうちの少なくとも一方に、試料中の構成物を分別するフィルター構造が備えられている。
【０２９０】
よって、試料保持体の試料保持空間には、該フィルター構造を通過した試料の構成物が供給されることとなり、この試料保持空間に保持された該構成物を検査対象とすることにより、試料中の構成物を試料保持体内にて選択・抽出した状態で効率的に試料検査を行うことができる。
【０２９１】
また、フィルター構造が吸着機能膜を備える場合には、該吸着機能膜に吸着されない試料中の構成物を試料保持体内にて選択・抽出した状態で効率的に試料検査を行うことができる。
【０２９２】
さらに、試料保持体の膜の面に垂直な方向における試料保持空間の幅を特定する場合には、選択された試料中の構成物が該試料保持空間内において該膜に接近することとなる。これにより、該膜と該構成物とが離間することを防ぐことができ、該構成物に到達する電子線及び該構成物から発生する反射電子が減衰することを防止することができるので、適切なＳＥＭ像を取得して良好な試料検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０２９３】
【図１】実施例１の装置構成を示す図である。
【図２】実施例１の試料セルの構成を示す図である。
【図３】試料セルにパイプを接続する状態を示す図である。
【図４】試料セルの作成方法を示す図である。
【図５】実施例２を説明する図である。
【図６】実施例３を説明する図である。
【図７】実施例４を説明する図である。
【図８】実施例５を説明する図である。
【図９】実施例５を説明する図である。
【図１０】実施例６を説明する図である。
【図１１】実施例６を説明する図である。
【図１２】実施例７を説明する図である。
【図１３】実施例８を説明する図である。
【図１４】実施例８を説明する図である。
【図１５】実施例９を説明する図である。
【図１６】実施例９を説明する図である。
【図１７】実施例１１を説明する図である。
【図１８】実施例１２を説明する図である。
【図１９】実施例１３を説明する図である。
【図２０】実施例１３の変形例を説明する図である。
【図２１】実施例１３の変形例を説明する図である。
【図２２】実施例１４を説明する図である。
【図２３】実施例１４を説明する図である。
【図２４】実施例１５を説明する図である。
【図２５】実施例１６を説明する図である。
【図２６】実施例１７を説明する図である。
【図２７】実施例１８を説明する図である。
【図２８】実施例２０を説明する図である。
【図２９】実施例２１を説明する図である。
【図３０】実施例２２を説明する図である。
【図３１】実施例２３を説明する図である。
【図３２】実施例２３を説明する図である。
【図３３】実施例２４を説明する図である。
【図３４】実施例２４を説明する図である。
【図３５】実施例２６を説明する図である。
【図３６】実施例２８を説明する図である。
【図３７】実施例２９を説明する図である。
【図３８】実施例３０を説明する図である。
【図３９】実施例３４を説明する図である。
【図４０】実施例３４を説明する図である。
【図４１】実施例３４を説明する図である。
【図４２】実施例３５を説明する図である。
【図４３】実施例３６を説明する図である。
【図４４】実施例３７を説明する図である。
【図４５】実施例３８を説明する図である。
【図４６】実施例３８を説明する図である。
【図４７】実施例３９を説明する図である。
【図４８】実施例４０を説明する図である。
【図４９】実施例４１を説明する図である。
【図５０】実施例４３を説明する図である。
【図５１】実施例４４を説明する図である。
【図５２】実施例４５を説明する図である。
【図５３】実施例４７を説明する図である。
【図５４】実施例５７を説明する図である。
【図５５】実施例５８を説明する図である。
【図５６】実施例５９を説明する図である。
【図５７】実施例６０を説明する図である。
【図５８】実施例６２を説明する図である。
【符号の説明】
【０２９４】
１…電子源、２…コンデンサーレンズ、３…対物レンズ、４…走査ユニット、５…電子線鏡筒、６…電子線検出器、７…真空チャンバー、８…試料セル（試料保持体）、９…Ｏリング、１１…有機膜（膜）、１２…セルベース（ベース）、１３…セルキャップ、１４…接着剤、１５…試料、５３…流路、５４…分岐路（供給路）、５５…観察部（試料保持空間）、１６…電子線、６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ…フィルター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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