(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの基板とスペーサとからなるサンプル収集デバイスであって、
前記２つの基板は、互いに向かい合って配置され、各基板は第１表面、この第１表面に向かい合う第２表面、第１のくぼみ及び少なくとも１つの第２のくぼみを有し、前記２つの基板は、前記第１表面同士が向き合うように配置され、前記第１のくぼみと前記少なくとも１つの第２のくぼみとはそれぞれ前記第１表面に位置し、前記２つの基板の前記第１のくぼみ同士は共同で第１チャネルを形成し、前記２つの基板の前記第２のくぼみ同士は共同で前記サンプル収集デバイスの外部に接続される少なくとも１つの第２チャネルを形成し、前記第１チャネルと前記少なくとも１つの第２チャネルとは相互に接続されており、
前記スペーサは、前記２つの第１表面間に配置されて前記２つの基板を結合して固定し、
前記２つの基板と前記スペーサとの間には前記第１チャネルと前記少なくとも１つの第２チャネルとからなるサンプル収納スペースが形成され、
前記少なくとも１つの第２のくぼみは、前記第１のくぼみ側の側壁の上縁が前記第１のくぼみの側縁をなすように設けられ、前記第１のくぼみと相互に直接接続されていることを特徴とするサンプル収集デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のサンプル収集デバイスにおいて、
前記第１チャネルと前記少なくとも１つの第２チャネルとは、それぞれ第１深さと第２深さとを有し、前記第２深さは前記第１深さより大きいことを特徴とするサンプル収集デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載のサンプル収集デバイスにおいて、
前記第１深さは０．０１μｍ〜１０μｍの範囲にあることを特徴とするサンプル収集デバイス。
【請求項４】
請求項２に記載のサンプル収集デバイスにおいて、
前記第２深さは０．１μｍ〜４００μｍの範囲にあることを特徴とするサンプル収集デバイス。
【請求項５】
請求項１に記載のサンプル収集デバイスにおいて、
各基板は観測窓を有し、前記観測窓は、前記サンプル収納スペースの前記第１チャネルに対応する前記第２表面に配置されることを特徴とするサンプル収集デバイス。
【請求項６】
請求項１に記載のサンプル収集デバイスにおいて、
さらに入口と出口とを有し、前記入口は、前記第１チャネルと前記少なくとも１つの第２チャネルとの一端の開口に位置し、前記出口は、前記第１チャネルと前記少なくとも１つの第２チャネルとの他端の開口に位置することを特徴とするサンプル収集デバイス。
【請求項７】
請求項１に記載のサンプル収集デバイスにおいて、
さらに入口と出口とを有し、前記入口は前記少なくとも１つの第２チャネルの一端の開口に位置し、前記出口は、前記少なくとも１つの第２チャネルの他端の開口に位置することを特徴とするサンプル収集デバイス。
【請求項８】
請求項１に記載のサンプル収集デバイスにおいて、
前記少なくとも１つの第２チャネルの数は２であり、前記第２チャネルの長手延在方向は、前記第１チャネルの長手延在方向に平行していることを特徴とするサンプル収集デバイス。
【請求項９】
請求項８に記載のサンプル収集デバイスにおいて、
前記各第２チャネルの２つの端は、それぞれ入口と出口とを有し、
前記第２チャネルの１つの前記入口と前記第２チャネルの他方の前記出口とは同一側に位置することを特徴とするサンプル収集デバイス。
【請求項１０】
請求項８に記載のサンプル収集デバイスにおいて、
前記基板の一方は前記基板の前記第２表面上に入口を有し、前記入口は前記第２チャネルの一方に接続され、前記基板の他方は前記基板の前記第２表面上に出口を有し、前記出口は前記第２チャネルの他方に接続されることを特徴とするサンプル収集デバイス。
【請求項１１】
請求項８に記載のサンプル収集デバイスにおいて、
前記基板の１つは、入口と出口とを有し、前記入口と前記出口とはそれぞれ前記基板の前記第２表面に位置し、それぞれ少なくとも前記第２チャネルの１つに接続されていることを特徴とするサンプル収集デバイス。
【請求項１２】
請求項１に記載のサンプル収集デバイスにおいて、
さらに、前記第１チャネルに設置された少なくとも１セットの反応電極を含むことを特徴とするサンプル収集デバイス。
【請求項１３】
請求項１に記載のサンプル収集デバイスにおいて、
さらに、前記少なくとも１つの第２チャネルに設置された少なくとも１セットの加熱素子又は感知素子を含むことを特徴とするサンプル収集デバイス。
【請求項１４】
請求項１に記載のサンプル収集デバイスにおいて、
さらに、前記少なくとも１つの第２チャネルの一端の開口近傍に設置された少なくとも１セットの加熱素子又は感知素子を含むことを特徴とするサンプル収集デバイス。
【請求項１５】
２つの基板とスペーサとからなるサンプル収集デバイスであって、
前記２つの基板は、向かい合って配置され、各基板は第１表面とこの第１表面に向かい合う第２表面とを有し、前記基板の１つは、第１のくぼみと少なくとも１つの第２のくぼみとを有し、前記第１のくぼみと前記少なくとも１つの第２のくぼみとはそれぞれ前記第１表面に位置し、前記少なくとも１つの第２のくぼみは前記サンプル収集デバイスの外部に接続され、前記２つの基板は前記２つの第１表面が互いに向かい合って配置され、前記少なくとも１つの第２のくぼみは、前記第１のくぼみ側の側壁の上縁が前記第１のくぼみの側縁をなすように設けられ、前記第１のくぼみと相互に直接接続されており、
前記スペーサは、前記２つの第１表面間に配置されて前記２つの基板を結合して固定し、
サンプル収納スペースが前記２つの基板と前記スペーサとの間に取り囲まれて形成されることを特徴とするサンプル収集デバイス。
【請求項１６】
請求項１５に記載のサンプル収集デバイスにおいて、
前記２つの基板の少なくとも一方は、前記第２表面上で前記第１のくぼみに対応して配置された観測窓を有することを特徴とするサンプル収集デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンプル収集デバイスに係り、特に、電子顕微鏡に適用可能なサンプル収集デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡による検査技術の発達に伴って、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）や電子顕微鏡（例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）及び走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などのような種々の顕微鏡観測機器が発明されてきた。
加えて、気体又は液体溶液サンプルテストピースや乾燥サンプルテストピースなどのような種々のタイプのサンプル収集デバイスが種々の顕微鏡に対して必要とされるようになってきた。
【０００３】
公知の技術として、液体溶液サンプル用マイクロチャネルは、例えば、酸素プラズマ結合法においてマイクロ−電気機械システムを製造するために共通して使用されるシリコンチップとポリメチルシロキサン（ＰＤＭ）とを結合させてサンプル収集デバイスにおいて形成され得る。
しかし、上記技術は、特定の成分と流体サンプルの表面領域の濃度での低解像度によるバラツキを観察し、解析するために、ＳＥＭでのエネルギ分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）に適用し得るにすぎない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許公開公報（ＵＳ２０１３／０２６４４７６Ａ１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加えて、特許文献１には、ＴＥＭのシリコンチップとサンプルホルダとを結合して形成されたマイクロチャネルを有するサンプル収集デバイスが記載されている。
液体流体サンプル収集デバイスのマイクロチャネルに流入すると、液体流体サンプル中の粒子の実際の分布がＴＥＭにより観測し得る。しかし、このサンプル収集デバイスはＴＥＭにおいて使用し得るのみであり、他のタイプの例えばＳＥＭのような電子顕微鏡には適用することができず、化学反応や電気化学反応も観測することは出来ない。
さらに、このサンプル収集デバイスは、効果的に液体サンプルの流れモードを制御することも出来ない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は種々のタイプの電子顕微鏡に適用可能で、サンプルの収納スペースを構造的に変更することにより液体サンプルの流れ方向と速度とを効果的に制御することができる。
本発明は、サンプルの観測の必要性に応じて、向かいあって配置された２つの基板の一方に選択的にくぼみを配置することにより、液体溶液サンプルを収納するサンプル収納スペースを形成し、液体溶液サンプルを流入及び流出させることができるサンプル収集デバイスを提供する。
本発明は、液体サンプルのために、そして効果的に液体サンプルの流れ方向と速度とを制御できる異なるサイズのチャネルを有するサンプル収集デバイスを製造するためのサンプル収集デバイスの製造方法を提供する。
【０００７】
本発明の一実施例では、２つの基板とスペーサとを含むサンプル収集デバイスが提供される。２つの基板は向かい合って配置され、各基板は第１表面、この第１表面に向かい合う第２表面、第１のくぼみ及び少なくとも１つの第２のくぼみを有している。
２つの基板は第１表面同士が向き合うように配置され、第１のくぼみと少なくとも１つの第２のくぼみとはそれぞれ第１表面に位置している。２つの基板は第１のくぼみ同士は共同で第１チャネルを形成し、２つの基板の第２のくぼみ同士は共同でサンプル収集デバイスの外部に接続される少なくとも１つの第２チャネルを形成する。
第１チャネルと少なくとも１つの第２チャネルとは相互に接続されている。
スペーサは、２つの第１表面間に配置されて２つの基板を結合して固定する。２つの基板とスペーサとの間にサンプル収納スペースが形成される。サンプル収納スペースは第１チャネルと少なくとも１つの第２チャネルとを含む。
【０００８】
本発明の他の実施例では、２つの基板とスペーサとを含むサンプル収集デバイスが提供される。２つの基板は向かい合って配置され、各基板は第１表面とこの第１表面に向かい合う第２表面とを含む。２つの基板の１つは、第１のくぼみと少なくとも１つの第２のくぼみとを有し、第１のくぼみと第２のくぼみとはそれぞれ第１表面に位置し、第２のくぼみはサンプル収集デバイスの外部に接続される。２つの基板は２つの第１表面が互いに向かい合って配置され、第１チャネルと第２チャネルとは相互に接続される。
スペーサは２つの第１表面間に配置されて２つの基板を結合して固定する。サンプル収納スペースが２つの基板とスペーサとの間に取り囲まれて形成される。
【０００９】
本発明の実施例では、以下のステップを含む、サンプル収集デバイスの製造方法が提供される。
一方の半導体基板の第１表面に、第１のくぼみと少なくとも１つの第２のくぼみとを形成する。半導体基板の第１表面とこの第１表面に向かい合う第２表面とに絶縁層を形成する。第１表面と第２表面とに位置する絶縁層をパターニングし、第２表面の部分エリアを第２表面上の絶縁層により露出させる。他方の基板についても上記工程を繰り返す。２つの半導体基板は絶縁層を介して互いに２つの第１表面同士が結合される。絶縁層によりスペーサが２つの第１表面上に形成され、２つの基板を結合して固定する。２つの第１のくぼみ同士は共同で第１チャネルを形成し、２つの第２のくぼみ同士は共同で第２チャネルを形成する。
第１チャネルと第２チャネルとは相互に接続される。サンプル収納スペースが２つの基板とスペーサとの間に形成される。サンプル収納スペースは第１チャネルと第２チャネルとを含む。
【００１０】
本発明の実施例では、第１チャネルと少なくとも１つの第２チャネルとは、それぞれ第１深さと第２深さとを有し、第２深さは第１深さより大きい。
本発明の実施例では、第１深さは０．０１μｍ〜１０μｍの範囲にある。
本発明の実施例では、第２深さは０．１μｍ〜４００μｍの範囲にある。
本発明の実施例では、各基板はさらに観測窓を有し、この観測窓はサンプル収納スペースの第１チャネルに対応する第２表面に配置される。
【００１１】
本発明の実施例では、サンプル収集デバイスはさらに入口と出口とを有する。
入口は、第１チャネルと少なくとも１つの第２チャネルとの一端の開口に位置し、出口は第１チャネルと少なくとも１つの第２チャネルとの他端の開口に位置する。
本発明の実施例では、サンプル収集デバイスはさらに入口と出口とを有する。
入口は少なくとも１つの第２チャネルの一端の開口に位置し、出口は少なくとも１つの第２チャネルの他端の開口に位置する。
【００１２】
本発明の実施例では、少なくとも１つの第２チャネルの数は２であり、第２チャネルの長手延在方向は、第１チャネルの長手延在方向に平行している。
本発明の実施例では、各第２チャネルの２つの端は、それぞれ入口と出口とを有し、第２チャネルの１つの入口と前記チャネルの他方の出口とは同一側に位置している。
本発明の実施例では、基板の一方は基板の第２表面上に入口を有し、入口は第２チャネルの一方に接続され、基板の他方は基板の第２表面上に出口を有し、出口は第２チャネルの他方に接続されている。
【００１３】
本発明の実施例では、基板の１つは入口と出口とを有し、入口と出口とはそれぞれ基板の第２表面に位置し、それぞれ少なくとも第２チャネルの１つに接続されている。
本発明の実施例では、サンプル収集デバイスは、さらに第１チャネルに設置された少なくとも１セットの反応電極を含む。
本発明の実施例では、サンプル収集デバイスは、さらに少なくとも１つの第２チャネルに設置された少なくとも１セットの加熱素子又は感知素子を含む。
本発明の実施例では、サンプル収集デバイスは、さらに少なくとも１つの第２チャネルの一端の開口近傍に設置された少なくとも１セットの加熱素子又は感知素子を含む。
【００１４】
本発明の実施例では、２つの基板の少なくとも一方は、第２表面上で第１のくぼみに対応して配置された観測窓を有する。
本発明の実施例では、サンプル収集デバイスの製造方法は、さらに、絶縁層により露出された各半導体基板の第２表面の部分エリアに観測窓を形成することを含む。観測窓は半導体基板を貫通し、第１表面上に位置する絶縁層の一部を露出させる。
本発明の実施例では、サンプル収集デバイスの製造方法は、さらに、各半導体基板の第１表面又は第２表面に入口又は出口を形成することを含み、入口又は出口は少なくとも１つの第２チャネルに接続される。
【００１５】
本発明の実施例では、サンプル収集デバイスの製造方法は、さらに、半導体基板の少なくとも１つの第２のくぼみの表面上に加熱又は感知素子を形成することを含む。
本発明の実施例では、サンプル収集デバイスの製造方法は、さらに、半導体基板の少なくとも１つの第２のくぼみの一端の開口の近傍に加熱又は感知素子を形成することを含む。
本発明の実施例では、サンプル収集デバイスの製造方法は、さらに加熱又は感知素子上に金属ワイヤを形成することを含む。
本発明の実施例では、金属ワイヤを形成する方法は、金属スパッタ又はソフトオフを含む。
【００１６】
本発明の実施例では、２つの半導体基板の第１表面に絶縁層を結合させる方法は、陽極結合又は高温溶解結合を含む。
本発明の実施例では、第１のくぼみと少なくとも１つの第２のくぼみとを形成する方法は、第１表面上の絶縁層を使用して半導体基板をエッチングすること又はフォトレジストを塗り、絶縁層上にマスクとしてパターンを画成することを含む。
本発明の実施例では、半導体基板をエッチングする方法は、ドライエッチングを含む。
【発明の効果】
【００１７】
要約すると、本発明のサンプル収集デバイスのサンプル収納スペースは第１チャネルと第２チャネルとを含む。第１チャネルと第２チャネルとは２つの基板とスペーサとの間に位置し、第１チャネルと第２チャネルとは相互に接続されている。従って、サンプル収集デバイスは、第２チャネル内の液体溶液サンプルの流れの態様と方向とを変更することにより、第１チャネル内の液体溶液サンプルの流れ方向と状態に影響を与え、これを制御することができる。さらに、本発明のサンプル収集デバイスは、種々のタイプの電子顕微鏡に適用可能で、電子顕微鏡は、サンプル収集デバイスの第１チャネル内の液体溶液サンプルの流れ状態を観測することにより液体溶液サンプル中の粒子の分布を得ることが出来る。
【００１８】
本発明の上述の特徴と利点とをさらに理解されるようにするために、添付の図面に基いて本発明の実施例を以下詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
添付図面は本発明の更なる理解を提供するために用いられるもので、本明細書に組込まれて明細書の一部を構成する。
図面は、本発明の実施例を図示し、詳細な説明と共に本発明の原理を説明するために使用される。
【００２０】
【図１Ａ】本発明の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略三次元図。
【図１Ｂ】図１ＡのＡ−Ａ′線に沿って切断したサンプル収集デバイスの横断面図。
【図１Ｃ】図１Ａに示す基板の概略平面図。
【図２Ａ】図１Ａに示すサンプル収集デバイスのサンプル収納スペース内の流れフィールド構造を示す概略図。
【図２Ｂ】図１Ａに示すサンプル収集デバイスのサンプル収納スペース内の流れフィールド構造を示す概略図。
【図２Ｃ】図１Ａに示すサンプル収集デバイスのサンプル収納スペース内の流れフィールド構造を示す概略図。
【図２Ｄ】図１Ａに示すサンプル収集デバイスのサンプル収納スペース内の流れフィールド構造を示す概略図。
【図３Ａ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図。
【図３Ｂ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図。
【図３Ｃ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図。
【図４Ａ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図。
【図４Ｂ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図。
【図４Ｃ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図。
【図５Ａ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図。
【図５Ｂ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図。
【図５Ｃ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図。
【図６Ａ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図。
【図６Ｂ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図。
【図７Ａ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図。
【図７Ｂ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図。
【図７Ｃ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図。
【図８Ａ】本発明の実施例に係るサンプル収集デバイスの製造のステップを順次示す工程図。
【図８Ｂ】本発明の実施例に係るサンプル収集デバイスの製造のステップを順次示す工程図。
【図８Ｃ】本発明の実施例に係るサンプル収集デバイスの製造のステップを順次示す工程図。
【図８Ｄ】本発明の実施例に係るサンプル収集デバイスの製造のステップを順次示す工程図。
【図８Ｅ】本発明の実施例に係るサンプル収集デバイスの製造のステップを順次示す工程図。
【図８Ｆ】本発明の実施例に係るサンプル収集デバイスの製造のステップを順次示す工程図。
【図９Ａ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスの製造のステップを順次示す工程図。
【図９Ｂ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスの製造のステップを順次示す工程図。
【図９Ｃ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスの製造のステップを順次示す工程図。
【図９Ｄ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスの製造のステップを順次示す工程図。
【図９Ｅ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスの製造のステップを順次示す工程図。
【図９Ｆ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスの製造のステップを順次示す工程図。
【図９Ｇ】本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスの製造のステップを順次示す工程図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に示す実施例において、同一又は類似の符号は、同一又は類似の機能を有する部品又はデバイスを表わす。ここで、図面中で形、寸法及びデバイスの比率は単に概略的に示したものにすぎず、本発明の範囲を制限するものではない。
さらに、いくつかの技術的特徴が以下の実施例のいくつかに同時に記載されているかも知れないが、すべての技術的特徴がそれらの実施例において同時に供わっていることを示すものではない。
【００２２】
図１Ａは、本発明の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略三次元図である。図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ′線に沿って切断したサンプル収集デバイスの横断面図である。図１Ｃは、図１Ａに示す基板の概略平面図である。
図１Ａ〜図１Ｃを参照すると、本実施例のサンプル収集デバイス１００は、基板１１０，１２０とスペーサ１３５とを含む。２つの基板１１０，１２０は、例えば、向き合って垂直に配置される。基板１１０は互いに向き合う第１表面１１２と第２表面１１４とを有しており、基板１２０は互いに向き合う第１表面１２２と第２表面１２４を有している。基板１１０と基板１２０とは第１表面１１２と第１表面１２２とが互いに向き合うように配置される。
【００２３】
図１Ｂを参照すると、基板１１０は第１のくぼみ１１５と少なくとも１つの第２のくぼみ１１７（図１Ｂでは例えば２つが示されている）とを有し、第１のくぼみ１１５と第２のくぼみ１１７とはそれぞれ基板１１０の第１表面１１２に位置している。
同様に、基板１２０は第１のくぼみ１２５と少なくとも１つの第２のくぼみ１２７とを有し、第１のくぼみ１２５と第２のくぼみ１２７とはそれぞれ基板１２０の第１表面１２２に位置している。本実施例では、基板１１０の第１のくぼみ１１５と基板１２０の第１のくぼみ１２５とは共同で第１チャネル１５２を形成し、基板１１０の第２のくぼみ１１７と基板１２０の第２のくぼみ１２７とは共同で第２チャネル１５４ａ，１５４ｂ（図１Ｂでは例えば２つのチャネルが示されている）を形成している。さらに、図１Ａと図１Ｂとを参照すると、第１チャネル１５２と第２チャネル１５４ａ，１５４ｂとは相互に接続されている。
【００２４】
本実施例において、基板１１０の第１表面１１２と基板１２０の第１表面１２２との間にスペーサ１３５が配置され、基板１１０と１２０とを結合し固定している。
基板１１０，１２０とスペーサ１３５との間にサンプル収納スペース１５０が形成され、サンプル収納スペース１５０は相互接続された第１チャネル１５２と第２チャネル１５４ａ，１５４ｂとを含む。
【００２５】
本実施例において、基板１１０、基板１２０及びスペーサ１３５によって規定されたサンプル収納スペース１５０は、例えば、前端と後端とに開口を有する流路である。液体溶液サンプルが一方の端からサンプル収納スペース１５０内に流れ込み、他端を通ってサンプル収納スペース１５０の外へ流れ出す。
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）や走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）は、サンプル収納スペース１５０を通って流れる液体溶液サンプルのプロセスにおける液体溶液サンプル中の粒子のタイプ、形状分布、サイズ分布、集積／凝固状態を定量的に観測するのに使用され得る。
例えば、粒子は液体溶液サンプルが人体の血液からのものである場合、血液中のナノ薬剤であり得る。
【００２６】
本実施例において、絶縁層１３０は基板１１０の第１表面１１２上と基板１２０の第１表面１２２上とに配置され得る。本実施例では、基板１１０の第１表面１１２と基板１２０の第１表面１２２との間の結合部分の絶縁層１３０は、結合後に基板１１０と基板１２０との間のスペーサ１３５として使用し得る。さらに、絶縁層１３０は、サンプル収集デバイスのエッチングプロセスでの各基板１１０，１２０の表面の一部の保護層又はマスク層として使用し得る。本実施例において、絶縁層１３０を形成する物質としては、例えば、窒化シリコン膜がある。さらに、絶縁層１３０の物質は酸化シリコン又は窒化シリコンと酸化シリコンとで共同合成される複合膜であり得る。
【００２７】
再度、図１Ｂを参照すると、本実施例では、基板１１０と１２０はさらに、それぞれ、観測窓１１９と１２９とを含み、観測窓１１９と１２９とは、それぞれ、基板１１０の第２表面１１４と基板１２０の第２表面１２４とに配置される。
観測窓１１９と１２９とは、それぞれ、サンプル収納スペース１５０の第１チャネル１５２に対応しており、第１表面１１２と１２２との一部で絶縁層１３０を露出させる。本実施例では、サンプル収納スペース１５０中の液体溶液サンプルの流れ状態は、観測窓１１９，１２９を通してＴＥＭで観測し得る。
【００２８】
図１Ｂを参照すると、基板１１０の第１のくぼみ１１５と基板１２０の第１のくぼみ１２５とは、それぞれ、第１表面１１２と１２２とに直交する方向に深さｈ１を有する。ここで深さｈ１とは、各第１表面１１２と１２２とから各くぼみ１１５と１２５の底面までの距離をいう。
基板１１０の第２のくぼみ１１７と基板１２０の第２のくぼみ１２７とは、それぞれ、第１表面１１２と１２２とに直交する方向に深さｈ２を有する。ここで深さｈ２とは、各第１表面１１２と１２２とから各くぼみ１１７と１２７の底面までの距離をいう。第２深さｈ２は第１深さｈ１よりも大きい。第１のくぼみ１１５と１２５との共同で形成される第１チャネル１５０の高さは、第１深さｈ１の２倍であり、第２のくぼみ１１７と１２７との共同で形成される各第２チャネル１５４の高さは、第２深さｈ２の２倍である。
【００２９】
このように、直交方向における第２チャネル１５４の高さは第１チャネル１５２の高さより大きく、第２チャネル１５４の断面積は図１Ｂの断面図に示すように、第１チャネル１５２のそれよりも大きい。サンプル収納スペース１５０の第１チャネル１５２と第２チャネル１５４を通して液体溶液サンプルが流れると、第１チャネル１５２と第２チャネル１５４とは断面積サイズが異なるので、流動プロセス中の液体溶液サンプルによる必要とされる圧力降下が大きな断面積を有する第２チャネル１５４によって劇的に減少し、異なるタイプの各種の流れフィールド構造が小さな断面積を有する第１チャネル１５２中に形成され得る。
【００３０】
図２Ａ〜図２Ｄは、図１Ａに示すサンプル収集デバイスのサンプル収納スペース内の流れフィールド構造を示す概略図である。
図２Ａ〜図２Ｄにおいて、黒の実線の矢印は、第１チャネル１５２中の液体溶液サンプルの流れ方向を示すのに使用され、白の実線矢印は第２チャネル１５４ａと１５４ｂ中の液体溶液サンプルの流れ方向を示すのに使用されている。第１チャネル１５２中の点線範囲のサイズは、液体溶液サンプルの流速の相対変動を示す。
【００３１】
図２Ａを参照して詳細に説明すると、サンプル収納スペース１５０の２つの第２チャネル１５４ａと１５４ｂ中の液体溶液サンプルの流速が等しいと、液体溶液サンプルは第１チャネル１５２中を等速で進んで行く。次いで、図１Ｂを参照すると、２つの第２チャネル１５４ａと１５４ｂとの一方の液体溶液サンプルの流速が他方の第２チャネルのそれよりも大きいと、第１チャネル１５２を通って流れる液体溶液サンプルの流速は２つの第２チャネル１５４中の液体溶液サンプルの流速の不均等により影響され、第１チャネル１５２中の液体溶液サンプルの流速は、速い流速を有する第２チャネル１５４ｂに近い側から遅い流速を有する第２チャネル１５４ａに近い側に向かって減少する。これにより第１チャネル１５２中の液体溶液サンプルの流速に勾配変化が発生する。
【００３２】
図２Ｃを参照すると、液体溶液サンプルが第２チャネル１５４ａと１５４ｂとで反対方向に流れると、第１チャネル１５２中の液体溶液サンプルの流れ方向は液体溶液サンプルが第２チャネル１５４ａと１５４ｂとで異なる流れ方向であるため反対分布を有する。
換言すると、第２チャネル１５４ａに近い第１チャネル１５２の近くの液体溶液サンプルは、第２チャネル１５４ａの方向と同じ方向に流れ、第２チャネル１５４ｂに近い第１チャネル１５２の近くの液体溶液サンプルは第２チャネル１５４ｂの方向と同じ方向に流れる。これは第２チャネル１５４ａと１５４ｂ中の液体溶液サンプルによってそれぞれ駆動されるためである。こうして、第１チャネル１５２中の液体溶液サンプルは反対方向に分離される。
さらに、図２Ｃを参照すると、第１チャネル１５２中の液体溶液サンプルが第１チャネル１５２の中央からそれぞれ反対方向に分離された後、流速は両サイドの第２チャネル１５４ａと１５４ｂに向かって線形に増加する。
【００３３】
図２Ｄを参照すると、液体溶液サンプルが第２チャネル１５４ａと１５４ｂとで反対方向に流れ、第１チャネル１５２を通って流れる液体溶液サンプルが反対方向に分離されると、仮に第１チャネル１５２の両端の各々に配置され、第１チャネル１５２に流入又は流出する液体溶液サンプルを停止すると第２チャネル１５４ａと１５４ｂの液体溶液サンプルは第１チャネル１５２内を反対方向に流れ、第１チャネル１５２内に再循環ゾーン１５９が形成され、液体溶液サンプル自体にかき混ぜ効果を引き起こす。
【００３４】
本実施例では、サンプル収納スペース１５０の第１チャネル１５２中の液体溶液サンプルの流速が勾配変化に遭遇すると、異なる流速を持つ液体溶液サンプルの粒子の分布がＴＥＭによって観測され得る。
図３Ａ〜図３Ｃは本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図である。
図３Ａ〜図３Ｃにおいて、黒の実線の矢印は、サンプル収納スペース１５０中の液体溶液サンプルの流れ方向を示すために使用されている。本実施例では、液体溶液サンプルの少なくとも１つの共通入口と少なくとも１つの共通出口とが、それぞれ、第１チャネル１５２の両端の開口と少なくとも１つの第２チャネル１５４ａと１５４ｂの両端の開口とに配置される。
【００３５】
例えば、図３Ａを参照すると、第１チャネル１５２と第２チャネル１５４ａ，１５４ｂの各々の一端に接続された単一の入口１５１ａがサンプル収納スペース１５０の外部に形成され、入口１５１ａを通って液体溶液サンプルが第１チャネル１５２と２つの第２チャネル１５４ａ，１５４ｂに同時に流入される。さらに、単一の出口１５３ａも、サンプル収納スペース１５０の第１チャネル１５２と第２チャネル１５４ａ，１５４ｂの各々の他端に形成され、液体溶液サンプルは、第１チャネル１５２と２つの第２チャネル１５４ａ，１５４ｂに同時に流れ、出口１５３ａを通って流出する。
本実施例では、入口１５１ａと出口１５３ａの設置により、サンプル収納スペース１５０の液体溶液サンプルが同一方向に等しく流入／流出することを容易にしている。
【００３６】
図３Ｂを参照すると、サンプル収納スペース１５０の入口１５１ｂは、第１チャネル１５２の一端の開口と第２チャネル１５４ａ，１５４ｂの一方の開口とにのみ接続させることができ、サンプル収納スペース１５０の出口１５３ｂは、第１チャネル１５２の他端の開口と第２チャネル１５４ａ，１５４ｂの他端の開口とにのみ接続させることができる。入口１５１ａと出口１５３ｂのこのような偏った配置によって、図３Ｂに示すように第１チャネル１５２と２つの第２チャネル１５４ａ，１５４ｂからなるサンプル収納スペース１５０を流れる液体溶液サンプルに流れ偏倚を与える。
【００３７】
図３Ｃを参照すると、本実施例では、第１チャネル１５２の両端の開口にブロックゾーン１６２を設置し、同一側の第２チャネル１５４ａ，１５４ｂの開口にそれぞれ入口１５１ｃと出口１５３ｃとを設置することができる。これにより、液体溶液サンプルは図３Ｃに示すように同一側の第２チャネル１５４ａ，１５４ｂの開口を通って矢印方向に沿って単一方向に流入及び流出する。さらに、第２チャネル１５４ａの他端の開口は、液体溶液サンプル用の出口１５３ｃに設置することができる。
一方、第２チャネル１５４ｂの他端の開口は、液体溶液サンプル用の入口１５１ｃに設置することができる。これにより、単一方向のチャネルが、他方側の第２チャネル１５４ａ，１５４ｂの開口間に図３Ｃに示すように矢印に沿って形成される。
【００３８】
このようにして、液体溶液サンプルは、他方側の第２チャネル１５４ａ，１５４ｂの開口中の入口１５１ｃと出口１５３ｃを通ってサンプル収納スペース１５０に流入及び流出する。さらに、ブロックゾーン１６２が第１チャネル１５２の両端の開口に設置されると、液体溶液サンプルは、各側の第２チャネル１５４ａ，１５４ｂの開口を通って反対方向に単一方向に流入及び流出する。
これにより、再循環流が第１チャネル１５２内に形成され、液体溶液サンプルにかき混ぜ効果を引き起こす。
【００３９】
上述の実施例において、サンプル収集デバイス１００は、サンプル収納スペース１５０の入口と出口の配置方法を変えることによって、サンプル収納スペース１５０中の液体溶液サンプルの流れ方法や流れ方向を変えることができる。従って、各種タイプの流体溶液サンプル中の粒子の分布を観測するのに適用される。
【００４０】
図４Ａ〜図４Ｃは、本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図である。図４Ａ〜図４Ｃにおいて、黒の実線矢印は液体溶液サンプルの流れ方向を示すのに使用されている。図４Ａを参照すると、本実施例では、サンプル収集デバイス１００の入口１５５ａと出口１５７ａは、サンプル収集デバイス１００の基板１１０の第２表面１１４に配置され、それぞれ対応する第２チャネル１５４ａ，１５４ｂに接続されている。これにより、液体溶液サンプルはサンプル収集デバイス１００の第２表面の一方からサンプル収集スペース１５０に流入する。
【００４１】
図４Ｂを参照すると、本実施例では、液体溶液サンプルのためのサンプル収集デバイスの入口１５５ｂは、基板１２０の第２表面１２４に設置され、第２チャネル１５４ａに対応している。一方、出口１５７ｂは基板１１０の第２表面１１４に設置され、第２チャネル１５４ｂに対応している。従って、図４Ｂを参照すると、液体溶液サンプル用の入口１５５ａと出口１５７ａは、それぞれ、サンプル収集デバイス１００の上側と下側とに設置される。
これにより、液体溶液サンプルは、サンプル収集デバイス１００のサンプル収納スペース１５０に上側の入口１５５ａからｎ流入し、下側の出口１５７ｂから流出する。
【００４２】
図４Ｃを参照すると、本実施例では、サンプル収集デバイス１００の入口１５５ｃと出口１５７ｃは、第２表面１１４，１２４の両側面に直交する基板１１０，１２０の交差点に配置され、入口１５５ｃは第２チャネル１５４ａに対応し、出口１５７ｃは第２チャネル１５４ｂに対応する。これにより、液体溶液サンプルは、サンプル収集デバイス１００の両側に設けられた入口１５５ｃと出口１５７ｃを通ってサンプル収納スペース１５０に流入及び流出する。このように、横の流れ経路が第１チャネル１５２の縦の延在方向と第２チャネル１５４ａ，１５４ｂの縦の延在方向とに直交する方向に生成される。
【００４３】
本実施例において、サンプル収集デバイス１００は、サンプル収納スペース１５０の入口と出口の配置方法と位置とを変えることにより、液体溶液サンプルのサンプル収納スペース１５０に流入および流出する流れの方向と位置とを変更することができる。これにより、サンプル収集デバイス１００はサンプル観測のための各種の要求に適応することができる。
【００４４】
図５Ａ〜図５Ｃは本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図である。
図５Ａを参照すると、本実施例では、陽極と陰極とを有する反応電極１６４をサンプル収納スペース１５０の第１チャネル１５２に設置することができる。
反応電極１６４の電界に影響されて、反応電極１６４を通って流れる液体溶液サンプル中の異なる粒子が電界中で異なる移動速度を持ち、電気泳動的な分離効果が得られる。従って、合成溶液の組成と濃度とを反応電極１６４の配置を通してサンプル収集デバイス１００によってさらに分析することができる。
本実施例では、反応電極１６４は、白金（Ｐｔ），銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）又は前述の金属材料の組み合わせにより作製される。
【００４５】
図５Ｂを参照すると、加熱素子１６６がサンプル収納スペース１５０の第２チャネル１５４ａ，１５４ｂに設置され、第２チャネル１５４ａ，１５４ｂを通して流れる液体溶液サンプルを加熱する。その結果、第１チャネル１５２の内側と外側とを通って流れる液体溶液サンプルが、第２チャネル１５４ａ，１５４ｂ内の加熱素子１６６によって影響され、温度勾配が発生する。本実施例では、加熱素子１６６はＣｒ又はＴｉのような物質からなる抵抗性のフィラメントである。より詳細には、第２チャネル１５４ａ，１５４ｂ中の液体溶液サンプルが加熱素子１６６によって加熱されると、第１チャネル１５２を流れる液体溶液サンプルは、第２チャネル１５４ａ，１５４ｂに近い両側で第１チャネル１５２内の中心の液体溶液サンプルに比較して温度が高くなる。
【００４６】
これにより、第１チャネル１５２中の液体溶液サンプルの温度は、第１チャネル１５２の両側から中央に向かって次第に減少し、温度勾配を発生する。従って、本実施例のサンプル収集デバイス１００は、サンプルのオブジェクト特性の研究における異なる温度条件又は組成分の状態と濃度変化でのサンプル流体の粒子の分布を観測するのに適用することができる。
【００４７】
図５Ｃを参照すると、本実施例において、複数の感知素子１６８を第１チャネル１５２内に配置することができる。感知素子１６８は、第１チャネル１５２を通って流れる液体溶液サンプルの温度又はその他の物理特性を感知することができる。
例えば、感知素子１６８は、白金温度センサで、第１チャネル１５２を通って流れる液体溶液サンプルの温度を感知することができる。本実施例では、感知素子１６８は、第１チャネル１５２の中央と開口の両端近傍の位置にそれぞれ配置し、液体溶液サンプルが第１チャネル１５２を通って流れる前後の温度変化を感知することができる。なお、例えば、上記の実施例では白金温度センサが示されているが、他の実施例では、感知素子１６８は、例えば、Ｐｔ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ｃｒなど他の金属材料で作製することもできる。また感知素子１６８は例えば、ポリシリコンなどの半導体材料で作製することもできる。
【００４８】
本実施例では、上述した反応電極１６４、加熱素子１６６及び感知素子１６８は第１チャネル１５２と第２チャネル１５４ａ，１５４ｂ内に並べたり、組合わせて配置し、サンプルの化学反応と電気化学反応、例えば、細胞反応又は電気めっきメカニズムその他に関する研究と観測、例えば、層流技術や粒子電気泳動現象に適用し得る。
【００４９】
図示していない他の実施例では、加熱素子１６６と感知素子１６８とは第２チャネル１５４ａ，１５４ｂの両端の開口の近傍に配置され得る。加熱素子１６６と感知素子１６８の配置位置は、各種の実際の適用とサンプル観測要求に応じて適応的に調整することができ、加熱素子１６６と感知素子１６８の位置は本発明では特に限定されるものではない。
【００５０】
図６Ａと図６Ｂは、本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図である。本実施例では、サンプル収集デバイス２００は、前述のサンプル収集デバイスとは異なり、１つの第２くぼみ２１７のみが基板２１０に設けられ、１つの第２のくぼみ２２７のみが基板２２０に設けられ、さらに第１のくぼみ２１５と２２５とがそれぞれ基板２１５と２２５とに設けられ、その上に絶縁層２３０が設けられている。換言すると、本実施例のサンプル収集デバイス２００では、第２のくぼみ２１７と２２７とが第１のくぼみ２１５の一方側と第１のくぼみ２２５の一方側とに設けられる。
【００５１】
このような素子配置によってサンプル収納スペース２５０内の液体溶液サンプルの流速と流れ方向におよぼす影響が観測窓２１９と２２９を通してＴＥＭにより観測される。本発明では、基板２１０，２２０の第１のくぼみ２１５，２２５と第２のくぼみ２１７，２２７の配置方法、位置及び数は、各種の研究や観測要求に応じて適応的に変更し得る。
【００５２】
図７Ａ〜図７Ｃは、本発明の他の実施例に係るサンプル収集デバイスを示す概略図である。本実施例では、サンプル収集デバイス３００は、サンプル収集デバイス１００に類似した構造を有しているので、同一又は類似の要素には同一又は類似の符号を付し、説明は繰返さない。サンプル収集デバイス３００は、前述のサンプル収集デバイス１００と２００とは、第１のくぼみ３１５と第２のくぼみ３１７とがサンプル収集デバイス３００の２つの基板３１０と３２０の一方のみに配置されている点で異なっている。
【００５３】
例えば、図７Ａを参照すると、サンプル収集デバイス３００の基板３１０は第１表面３１２と第２表面３１４とを有し、基板３２０は第１表面３２２と第２表面３２４とを有する。
基板３１０は第１のくぼみ３１５と２つの第２のくぼみ３１７とを有し、第２のくぼみ３１７は第１のくぼみ３１５の左右にそれぞれ配置されている。さらに、２つの基板３１０，３２０が薄板化されると、基板３１０の両端の第２のくぼみ３１７の２つの開口は、サンプル収集デバイス３００の外部に接続され、液体溶液サンプルは第２のくぼみ３１７の両端を通って流入及び流出する。さらに、本実施例では基板３２０にはくぼみは設けられていない。
【００５４】
本実施例では、基板３１０の第１のくぼみ３１５と第２のくぼみ３１７とは相互接続され、基板３２０とスペーサ１３５とを共に囲んでサンプル収納スペース３５０を形成する。
さらに、図７Ｂを参照すると、観測窓３２９が基板３２０の第２表面３２４に形成される。サンプル収集デバイス３００が、例えば、ＳＥＭに適用されると、ユーザは観測窓３２９を通してサンプル収納スペース３５０中の液体溶液サンプルの変化を観測することができる。
【００５５】
図７Ｃを参照すると、本実施例では、観測窓３１９は基板３１０の第２表面にも形成することができ、これにより本実施例のサンプル収集デバイス３００はＴＥＭによる観測に適用可能となる。ユーザは、２つの基板３１０と３２０の観測窓３１９と３２９を通してサンプル収集デバイス３００の上側と下側とからサンプル収納スペース３６０中の液体溶液サンプルを観測することができる。
【００５６】
以下、前述の実施例の１つであるサンプル収集デバイス１００の可能な製造方法について説明する。図８Ａ〜図８Ｆは、本発明の実施例に係るサンプル収集デバイスの製造工程を、順次、示したものである。
まず、図８Ａを参照すると、基板として機能する、例えば、シリコン基板が半導体基板１１０が用意される。本実施例では半導体基板１１０に露光及び現像工程が実施され、半導体基板１１０の第１表面１２２がエッチングされ、約０．１μｍの深さを有する第１のくぼみ１１５の構造が形成される。
【００５７】
次いで、図８Ｂを参照すると、前述の工程の後、フォトレジストの露光及び現像工程が半導体基板１１０上に施され、形成された第１のくぼみ１１５がエッチングされ、約５μｍの深さを有する深いくぼみ構造が第２のくぼみ１１７として形成される。
その後、図８Ｃを参照すると、約１００ｎｍの厚さを有する絶縁層１３０が前述の工程により形成された第１のくぼみ１１５、第２のくぼみ１１７及び半導体基板１１０の第２表面１１４に高温化学反応プロセスによって堆積される。本実施例では、絶縁層１３０の形成に使用される材料は、例えば、窒化珪素（シリコン）である。この他、絶縁層１３０の材料としては、酸化珪素や、酸化珪素と窒化珪素とを混合した複合膜も使用し得る。
【００５８】
次いで、図８Ｄを参照すると、半導体基板１１０の第２表面１１４上の絶縁膜１３０がパターニングされ、その後に作成される観測窓１１９の位置が規定される。次いで、図８Ａ〜図８Ｄに示す製造工程が他の基板１２０に繰り返し実施される。
その後、図８Ｅを参照すると、半導体基板１１０と１２０とに製造工程が完了した後、くぼみ構造が形成された２つの半導体基板１１０と１２０は第１表面１１２と１２２の構造に沿って整合されて積層される。この間第１表面１１２，１２２上の窒化珪素膜である絶縁層１３０に溶解結合工程が施される。本実施例では、基板１１０の第１表面１１２と基板１２０の第１表面１２２上の絶縁層１３０が、溶解結合後に基板１１０と基板１２０との間のスペーサ１３５として機能する。
【００５９】
本実施例では、サンプル収集デバイス１００のサンプル収納スペース１５０は、半導体基板１１０の第１表面１１２、半導体基板１２０の第１表面１２２及びスペーサ１３５内に形成され、第１チャネル１５２と２つの第２チャネル１５４ａ，１５４ｂを含む。
その後、図８Ｆを参照すると、観測窓１１９，１２９が、半導体基板１１０の第２表面１１４と半導体基板１２０の第２表面をサンプル収納スペース１５０に向かう方向に、例えば、湿式又は乾式エッチングによって形成され、第１表面１１２の一部の絶縁層１３０と第１表面１２２の一部の絶縁層１３０とがそれぞれ露出される。
このようにして、サンプル収集デバイス１００が実質的に作製される。
【００６０】
図９Ａ〜図９Ｇは、本発明の他の実施例に係るサンプルと収集デバイスの製造工程を順次示したものである。図９Ａ〜図９Ｃに示す製造工程は、図８Ａ〜図８Ｃに示す製造工程と同一であるため繰り返さない。図９Ｄを参照すると、本実施例の工程と前述の実施例の工程とは、加熱素子１６６が半導体基板１１０の第２のくぼみ１１７の表面の絶縁層１３０上に、第１のくぼみ１１５、第２のくぼみ１１７および半導体基板１１０の第１表面１２２の絶縁層１３０が形成された後に、イオン注入と化学気相蒸着（ＣＶＤ）によって作製される点で構成を異にしている。また、図示しない他の実施例においては、前述の製造方法により反応電極又は感知素子も第２のくぼみ１１７中に形成される。
その他、加熱素子１６６又は感知素子も第２のくぼみ１７７の両端の開口の近傍に形成し得る。本実施例では、加熱素子１６６又は感知素子１６８の配置位置は実際の観測又は測定要求に従って適応的に変更及び調整され得る。
【００６１】
次いで、図９Ｅを参照すると、例えばＴｉやＰｔのような材料で作られた金属ワイヤ１６７が、金属スパッタ又はリフトオフ法により加熱素子１６６に作製される。その後、図９Ａ〜図９Ｄに示す製造工程がもう一つの基板１２０に繰り返し実施される。
次いで図９Ｆを参照すると、２つの半導体基板１１０，１２０は、第１表面１１２上の絶縁層１３０と第１表面１２２上の絶縁膜１３０とを、例えば、高温溶解結合法により結合させることにより接着される。即ち、スペーサ１３５が、半導体基板１１０の第１表面１１２と半導体基板１２０の第１表面１２２と間に形成され、半導体基板１１０と半導体基板１２０とを結合して固定する。
【００６２】
次に、図９Ｇを参照すると、観測窓１１９，１２９が、半導体基板１１０の第２表面１１４と半導体基板１２０の第２表面１２４とをサンプル収納スペース１５０へ向かう方向に、例えば化学湿式エッチング又は乾式エッチングによってエッチングすることにより形成される。そして、第１表面１１２の一部の絶縁層１３０と第１表面１２２の一部の絶縁層１３０とがそれぞれ露出される。このようにして、サンプル収集デバイス２００が実質的に作製される。
【００６３】
上述のように、本発明の複数の実施例により提供されるサンプル収集デバイスでは、サンプル収納スペースは異なる高さと断面エリアを有する第１チャネルと第２チャネルとを含み、第１チャネルと第２チャネルとは相互に接続されている。
サンプル収納デバイスは、第１チャネルの両側に位置する第２チャネルの配置位置の変更及び第１チャネルを通って流れる液体溶液サンプルの温度、速度及び流れ方向を変化させることにより、第１チャネル内の液体溶液サンプルの速度、流れ方向及び温度に影響を与えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
前述のように本発明のサンプル収集デバイスは、異なる速度と流れ方向、又は異なる温度での物理的又は化学的変化中の液体溶液サンプルの粒子の流れフィールドモードを観測するのに適用され得る。これにより、サンプル収集デバイスは、第１チャネルと第２チャネルの配置を通じて、サンプル収納スペース内の液体溶液サンプルの流れ方向、速度及び温度を効果的に得ることができる。
【００６５】
さらに、本発明の複数の実施例によるサンプル収集デバイスでは、反応電極、加熱素子又は感知素子をサンプル収納スペースに設置できるので、本発明の複数の実施例に係るサンプル収集デバイスは液体サンプル観測の種々の面に広く適用可能である。さらに、本発明のサンプル収集デバイスのサンプル収納スペースは、電子顕微鏡の構成要素に追加的に依存して形成されるものではない。従って、サンプル観測が終了し、サンプルを取換える必要があるときは、本発明の実施例に従って提供されたサンプル収集デバイスは電子顕微鏡から完全に取り除くことができる。従って、本発明の複数の実施例により提供されるサンプル収集デバイスは異なるタイプの顕微鏡に共通に使用することができる。
【００６６】
本発明は前述の実施例に基いて説明されているが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。本発明の精神と範囲から外れることなく本発明の変形や変更がなし得ることは当業者にとって明白である。従って本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって規定される。
【符号の説明】
【００６７】
１００，２００，３００：サンプル収集デバイス
１１０，１２０，２１０，２２０，３１０，３２０：基板／半導体基板
１１２，１２２，３１２，３２２：第１表面
１１４，１２４，３１４，３２４：第２表面
１１５，１２５，２１５，２２５，３１５：第１のくぼみ
１１７，１２７，２１７，２２７，３１７：第２のくぼみ
１１９，１２９，２１９，２２９，３１９，３２９：観測窓
１３０，２３０：絶縁層
１３５：スペーサ
１５０，２５０，３５０：サンプル収納スペース
１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃ：入口
１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃ，１５７ａ，１５７ｂ，１５７ｃ：出口
１５２：第１チャネル
１５４ａ，１５４ｂ：第２チャネル
１５９：再循環ゾーン
１６２：ブロックゾーン
１６４：反応電極
１６６：加熱素子
１６７：金属ワイヤ
１６８：感知素子
ｈ１：第１深さ
ｈ２：第２深さ
【図１Ａ】
0006352991.tif 000002
【図１Ｂ】
0006352991.tif 000003
【図１Ｃ】
0006352991.tif 000004
【図２Ａ】
0006352991.tif 000005
【図２Ｂ】
0006352991.tif 000006
【図２Ｃ】
0006352991.tif 000007
【図２Ｄ】
0006352991.tif 000008
【図３Ａ】
0006352991.tif 000009
【図３Ｂ】
0006352991.tif 000010
【図３Ｃ】
0006352991.tif 000011
【図４Ａ】
0006352991.tif 000012
【図４Ｂ】
0006352991.tif 000013
【図４Ｃ】
0006352991.tif 000014
【図５Ａ】
0006352991.tif 000015
【図５Ｂ】
0006352991.tif 000016
【図５Ｃ】
0006352991.tif 000017
【図６Ａ】
0006352991.tif 000018
【図６Ｂ】
0006352991.tif 000019
【図７Ａ】
0006352991.tif 000020
【図７Ｂ】
0006352991.tif 000021
【図７Ｃ】
0006352991.tif 000022
【図８Ａ】
0006352991.tif 000023
【図８Ｂ】
0006352991.tif 000024
【図８Ｃ】
0006352991.tif 000025
【図８Ｄ】
0006352991.tif 000026
【図８Ｅ】
0006352991.tif 000027
【図８Ｆ】
0006352991.tif 000028
【図９Ａ】
0006352991.tif 000029
【図９Ｂ】
0006352991.tif 000030
【図９Ｃ】
0006352991.tif 000031
【図９Ｄ】
0006352991.tif 000032
【図９Ｅ】
0006352991.tif 000033
【図９Ｆ】
0006352991.tif 000034
【図９Ｇ】
0006352991.tif 000035