(57)【要約】【課題】試料を収容するセルの利便性を高めること。【解決手段】本発明の実施形態における試料収容セルは、第１開口部を有する第１基板と、第１基板に対向して配置される第２基板と、第１開口部の第２基板側を塞ぐ第１薄膜と、少なくとも第１開口部の下において第１薄膜と第２基板とに挟まれて配置されたギャップ膜と、を備え、第１基板と第２基板との間には、第１薄膜と第２基板とギャップ膜とに囲まれた観察空間と、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、第１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。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項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、
少なくとも前記第１開口部の下において前記第１薄膜と前記第２基板とに挟まれて配置されたギャップ膜と、
を備え、
前記第１基板と前記第２基板との間には、前記第１薄膜と前記第２基板と前記ギャップ膜とに囲まれた観察空間と、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。
【請求項２】
前記流路空間は、少なくとも２箇所で外部空間と接続される第１流路空間および第２流路空間を含み、
当該観察空間及び当該第１流路空間を接続する第１接続空間と、当該観察空間及び当該第２流路空間を接続する第２接続空間とが配置されることを特徴とする請求項１に記載の試料収容セル。
【請求項３】
前記第１流路空間は、第１バルブを介して前記観察空間に接続され、前記第２流路空間は、第２バルブを介して前記観察空間に接続され、
前記第１バルブは、エネルギーが付与されることによって前記第１流路空間と前記観察空間との間を開放可能であり、
前記第２バルブは、エネルギーが付与されることによって前記第２流路空間と前記観察空間との間を開放可能であることを特徴とする請求項２に記載の試料収容セル。
【請求項４】
前記第１接続空間の流路幅及び前記第２接続空間の流路幅は、前記第１流路空間の流路幅及び前記第２流路空間の流路幅よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の試料収容セル。
【請求項５】
前記第１接続空間の流路幅及び前記第２接続空間の流路幅は、前記第１流路空間の流路幅及び前記第２流路空間の流路幅の１０％以下であることを特徴とする請求項２に記載の試料収容セル。
【請求項６】
前記観察空間から引き出され、外部空間と接続された第３流路空間
を更に備えた請求項１に記載の試料収容セル。
【請求項７】
前記観察空間から引き出され、吸着剤が配置された第３流路空間
を更に備えた請求項１に記載の試料収容セル。
【請求項８】
前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方は、可視光線に対して透過性を有することを特徴とする請求項１に記載の試料収容セル。
【請求項９】
前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方は、シリコン基板であることを特徴とする請求項１に記載の試料収容セル。
【請求項１０】
前記第１開口部と前記第２基板とに挟まれた領域において、柱形状の前記ギャップ膜が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の試料収容セル。
【請求項１１】
前記ギャップ膜は、前記第１薄膜とは異なる材料であることを特徴とする請求項１に記載の試料収容セル。
【請求項１２】
前記ギャップ膜と、前記第１薄膜との間には、金が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の試料収容セル。
【請求項１３】
前記ギャップ膜は、少なくとも金を含む層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の試料収容セル。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一に記載の試料収容セルと、
前記試料収容セルに電子線を照射するための電子銃と
を備えた電子顕微鏡。
【請求項１５】
前記試料収容セルを加熱するためのヒーターを更に備えた請求項１４に記載の電子顕微鏡。
【請求項１６】
前記第１バルブおよび前記第２バルブを開放するためのレーザ光源を更に有する
請求項１４に記載の電子顕微鏡。
【請求項１７】
電子線を透過させる薄膜に囲まれた観察空間に、前記観察空間に接続された第１流路空間に第１試料含有液体を注入し、
前記観察空間に接続された第２流路空間に第２試料含有液体を注入し、
前記観察空間に電子線を照射し、前記観察空間に侵入した前記第１試料含有液体及び前記第２試料含有液体で反射した前記電子線を観察すること
を含む試料観察方法。
【請求項１８】
前記観察することは、
前記第１試料含有液体及び前記第２試料含有液体を加熱しながら観察することである請求項１７に記載の試料観察方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は観察対象の試料（Ｏｂｊｅｃｔ）を収容するセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６５２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、少なくとも前記第１開口部の下において前記第１薄膜と前記第２基板とに挟まれて配置されたギャップ膜と、を備え、前記第１基板と前記第２基板との間には、前記第１薄膜と前記第２基板と前記ギャップ膜とに囲まれた観察空間と、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。
【０００９】
前記流路空間は、少なくとも２箇所で外部空間と接続される第１流路空間および第２流路空間を含み、当該観察空間及び当該第１流路空間を接続する第１接続空間と、当該観察空間及び当該第２流路空間を接続する第２接続空間とが配置されてもよい。これによれば、２種の試料含有液体の接触、混合、反応といった動的過程を観察することができる。
【００１０】
前記第１流路空間は、第１バルブを介して前記観察空間に接続され、前記第２流路空間は、第２バルブを介して前記観察空間に接続され、前記第１バルブは、エネルギーが付与されることによって前記第１流路空間と前記観察空間との間を開放可能であり、前記第２バルブは、エネルギーが付与されることによって前記第２流路空間と前記観察空間との間を開放可能であるあってもよい。これによれば、２種の試料含有液体の接触、混合、反応が起こるタイミングを制御することができる。
【００１１】
前記第１接続空間の流路幅及び前記第２接続空間の流路幅は、前記第１流路空間の流路幅及び前記第２流路空間の流路幅よりも小さくてもよい。これによれば、２種の試料含有液体の接触、混合、反応が起こるタイミング観察可能に遅延させることができ、観察が容易になる。
【００１２】
前記第１接続空間の流路幅及び前記第２接続空間の流路幅は、前記第１流路空間の流路幅及び前記第２流路空間の流路幅の１０％以下であってもよい。これによれば、２種の試料含有液体の接触、混合、反応が起こるタイミング観察可能に遅延させることができ、観察が容易になる。
【００１３】
前記観察空間から引き出され、外部空間と接続された第３流路空間を更に備えてもよい。これによれば、２種の試料含有液体の接触、混合、反応がスムーズに行われる。
【００１４】
前記観察空間から引き出され、吸着剤が配置された第３流路空間を更に備えてもよい。これによれば、２種の試料含有液体の接触、混合、反応がスムーズに行われる。
【００１５】
前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方は、可視光線に対して透過性を有していてもよい。これによれば、流路空間に存在する試料の位置を確認しやすくすることができる。
【００１６】
前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方は、シリコン基板であってもよい。これによれば、試料収容セルの製造工程を容易にすることができる。
【００１７】
前記第１開口部と前記第２基板とに挟まれた領域において、柱形状の前記ギャップ膜が配置されていてもよい。これによれば、観察空間を効率的に大きくすることができる。
【００１８】
前記ギャップ膜は、前記第１薄膜とは異なる材料であってもよい。これによれば、試料収容セルの製造工程を容易にすることができる。
【００１９】
前記ギャップ膜と、前記第１薄膜との間には、金が形成されていてもよい。これによれば、ギャップ膜を介して第１薄膜を強固に接合することができる。また、測定中に外部空間と観察空間とに圧力差が生じても、第１薄膜が拡がってしまうことを抑制することができる。
【００２０】
上記いずれか一に記載の試料収容セルと、前記試料収容セルに電子線を照射するための電子銃とを備えた電子顕微鏡することができる。これによれば、細胞等の試料を容易に観察することができる電子顕微鏡を提供することができる。
【００２１】
前記電子顕微鏡は、前記試料収容セルを加熱するためのヒーターを更に備えたてもよい。これによれば、２種の試料含有液体の反応を促進させながら観察を行うことができる。
【００２２】
前記電子顕微鏡は、前記第１バルブおよび前記第２バルブを開放するためのレーザ光源を更に有してもよい。これによれば、２種の２種の試料含有液体の接触のタイミングを制御することが可能になる。
【００２３】
電子線を透過させる薄膜に囲まれた観察空間に、前記観察空間に接続された第１流路空間に第１試料含有液体を注入し、前記観察空間に接続された第２流路空間に第２試料含有液体を注入し、前記観察空間に電子線を照射し、前記観察空間に侵入した前記第１試料含有液体及び前記第２試料含有液体で反射した前記電子線を観察することを含む試料観察方法を提供することができる。これによれば、２種の２種の試料含有液体の接触、混合、反応といった動的過程の観察が容易になる。
【００２４】
前記観察することは、前記第１試料含有液体及び前記第２試料含有液体を加熱しながら観察することであってもよい。これによれば、２種の２種の試料含有液体の接触、混合、反応といった動的過程の観察が容易になる。
【発明の効果】
【００２５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】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。
【図２】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】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】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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】本発明の第１実施形態における第１基板と第２基板との接合および開口の形成に関する製造工程を説明する図である。
【図１１】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。
【図１２】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１３】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１１、１２における断面線Ａ−Ａ’の断面構造）を示す模式図である。
【図１４】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１１、１２における断面線Ｂ−Ｂ’の断面構造）を示す模式図である。
【図１５】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。
【図１６】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１７】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。
【図１８】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１９】観察空間ＭＳの様々な配置例を示す模式図である。
【図２０】観察空間ＭＳの様々な配置例を示す模式図である。
【図２１】観察空間ＭＳの様々な配置例を示す模式図である。
【図２２】本発明の第５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２３】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（図２２、２３における断面線Ａ−Ａ’の断面構造）を示す模式図である。
【図２４】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（図２２、２３における断面線Ｂ−Ｂ’の断面構造）を示す模式図である。
【図２５】本発明の第５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。
【図２６】本発明の第５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。
【図２７】本発明の第５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。
【図２８】本発明の第５実施形態における試料収容セルのうち第１基板側の製造工程を説明する図である。
【図２９】本発明の第５実施形態における試料収容セルのうち第１基板側の製造工程を説明する図である。
【図３０】本発明の第６実施形態における試料収容セルの外観を示す図である。
【図３１】本発明の第６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。説明する図である。
【図３２】本発明の第７実施形態における試料収容セルの外観を示す図である。
【図３３】本発明の第７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３４】本発明の第７実施形態における電子顕微鏡を説明する模式図である。
【図３５】本発明の第７実施形態における電子顕微鏡を説明する模式図である。
【図３６】本発明の観察空間ＭＳの配置例である。
【図３７】本発明の第８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。
【図３８】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に設けられた予備空間の形状を説明する図である。
【図３９】本発明の第１０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。
【図４０】観察空間の様々な配置例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜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。
【００２８】
［試料収容セルの構成］
図１は、本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とがギャップ膜５０を介して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２０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１０も第２基板２０と同様に、可視光線に対して透過性を有する基板（例えば、ガラス基板）であってもよい。また、第１基板１０も第２基板２０もシリコン基板であってもよい。
【００２９】
ギャップ膜５０は、第１基板１０と第２基板２０とを接合し、第１基板１０と第２基板２０との間に空間（流路空間ＦＰおよび観察空間ＭＳ）を形成する膜である。ギャップ膜５０は、後述する周辺部５１０、流路形成部５３０および柱部５５０を含む。これらをまとめてギャップ膜５０と表現する場合がある。
【００３０】
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２ｍｍ〜１０ｍｍ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。
【００３１】
第１基板１０には、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。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。第１薄膜１５０は第２基板２０と対向して配置されている。第１薄膜１５０は、電子線に対して透過性を有する膜である。
【００３４】
第１薄膜１５０は、例えば、窒化シリコンで形成される。第１薄膜１５０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。
【００３５】
以下に示す通り、第１薄膜１５０と第２基板２０との間には、双方に接続されたギャップ膜５０が部分的に存在する。このギャップ膜５０は、開口部１１０の外側部分（第１基板１０の下の、開口部が存在しない部分）から延在している。そのため、ギャップ膜５０（流路形成部５３０および柱部５５０）は、梁のような機能を有することとなり、第１薄膜１５０を支持することができる。
【００３６】
第１薄膜１５０がギャップ膜５０によって支持されない場合、この薄膜は開口部１１０の外側で支持される必要がある。すなわち、電子線が通過する領域のうち薄膜を支持する部分から離れた領域（例えば開口部の中心付近）が増加するため、薄膜の強度を高める必要がある。一方、この例のようにギャップ膜５０で第１薄膜１５０を支持することにより、電子線が通過する領域を確保しつつ、支持する部分から離れた領域を少なくすることができる。したがって、ギャップ膜によって薄膜が支持されている場合は、ギャップ膜によって薄膜が支持されない場合に比べて、薄膜の強度を低くしても破損しにくい状態に保つことができる。逆に言えば、同じ膜厚でも薄膜の強度が増加した解釈することもできる。その結果、薄膜をさらに薄くすることもできる。
【００３７】
第１薄膜１５０と第２基板２０との間には、ギャップ膜５０が配置されている。図２、図３、図４に示すように、ギャップ膜５０は、周辺部５１０、流路形成部５３０および柱部５５０を含む。周辺部５１０は、試料収容セル１の端部に面して配置される部分である。流路形成部５３０は、開口部１１０の下において観察空間ＭＳの位置を決めるように配置された部分である。柱部５５０は、観察空間ＭＳに囲まれた部分である。柱部５５０は、存在しなくてもよい。周辺部５１０と流路形成部５３０とは、それぞれの領域が明確に区分されるものではないが、便宜上、分けて定義している。一方、柱部５５０は、観察空間ＭＳに囲まれ、周囲と独立して存在している。
【００３８】
ギャップ膜５０は、この例では金（Ａｕ）で形成されている。ギャップ膜５０は、その膜の中央付近でＡｕ−Ａｕ接合により接合されている。すなわち、この接合の前においては、ギャップ膜５０は、第１薄膜１５０側の層および第２基板２０側の層に分かれている。そして、接合によってギャップ膜５０が形成される。以下の製造方法の説明において、ギャップ膜５０の形成過程の詳細を示す。なお、接合表面において金が形成され、それ以外の部分が酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等で形成された積層膜であってもよい。この例では、金が接合時の接着層として機能する。一方、金が形成されていなくてもよい。ギャップ膜５０の膜厚は特に制限は無いが、この例では、２００ｎｍである。この厚さが、第１薄膜１５０と第２基板２０との距離に相当する。
【００３９】
なお、第１薄膜１５０は、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、２２０ｎｍとなる。第１薄膜１５０と第２基板２０との距離（ギャップ膜５０の膜厚）は、試料すなわち観察対象物（例えば細胞）の大きさに依存して設定されるため、少なくとも観察対象物よりも大きくなる必要がある。
【００４０】
開口部１１０の開口の形状は、この例では、１００μｍ×１００μｍ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く、試料収容セル１全体の大きさに合わせて適宜設定することができる。上述したように、ギャップ膜５０（流路形成部５３０）の配置パターン、すなわち流路空間ＦＰの配置パターンを調整することによって、薄膜の強度を向上させなくても、開口部１１０の開口の形状をより大きくして設定することもできる。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
開口部１１０は、その内壁が、第１薄膜１５０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。開口部１１０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。
【００４４】
第１基板１０と第２基板２０とは、ギャップ膜５０（周辺部５１０、流路形成部５３０および柱部５５０）を挟み、第１基板１０側は第１薄膜１５０を介して接合している。第１基板１０と第２基板２０との間には、第１薄膜１５０、第２基板２０および流路形成部５３０に囲まれた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の下の領域に形成され、第１薄膜１５０と第２基板２０と流路形成部５３０とで囲まれた空間であり、電子顕微鏡に用いられる電子線が反射する空間である。
【００４５】
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。流路空間ＦＰの流路幅は、０．２μｍ以上５００μｍ以下であり、望ましくは、１００μｍ以上４００μｍ以下である。一方、観察空間ＭＳ（第１基板１０が開口している領域）の流路幅は、０．２μｍ以上５０μｍ以下であり、望ましくは、２μｍ以上４０μｍ以下である。観察空間ＭＳにおいて流路幅が広くなるほど薄膜の強度を高める必要がある。一方、流路空間ＦＰおよび観察空間ＭＳのいずれも、流路幅を狭くすると、試料が通過できなくなってしまう場合もある。例えば、ギャップ膜５０の厚さが試料のサイズに合わせてできるだけ薄く形成されている場合には、これよりも流路幅を狭くすると試料が通過できない。したがって、試料が通過できる程度に流路幅を狭くしておくことで、第１薄膜１５０をより薄くすることもできる。なお、この例では、柱部５５０を形成することで、薄膜を支持する部分を増やしつつも、観察空間ＭＳを効率的に大きくすることができる。
【００４６】
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。また、流路空間ＦＰが試料収容セルの側面まで到達するようにして、第１基板１０と第２基板２０との間に開口部が形成されていてもよい。
【００４７】
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。
【００４８】
［観察セル作製処理］
図５は、本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。
【００４９】
観察空間ＭＳに対応する開口部１１０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。
【００５０】
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。
【００５１】
図６は、本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。
【００５２】
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に覆われている。
【００５３】
また、第１薄膜１５０と第２基板２０との間にギャップ膜５０が配置されているために薄膜そのものの強度を低くすることもできる。その結果、ギャップ膜５０が配置されていない場合に比べて、観察空間ＭＳの領域を大きくしたり、薄膜を薄くしたりすることもできる。さらに、電子顕微鏡による観察時には、外部空間１０００が観察空間ＭＳより減圧状態にあるため、第１薄膜１５０が外部空間１０００側に拡がるように力がかかって観察空間ＭＳが膨らむ可能性があるが、ギャップ膜５０によって第１薄膜１５０と第２基板２０とが接続されていれば、少なくともギャップ膜５０と接触している部分では、第１薄膜１５０と第２基板２０との距離が固定されるため、観察空間ＭＳが膨らむことを抑制することができる。
【００５４】
そのため、観察空間ＭＳの高さ（第１薄膜１５０および第２基板２０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を保つことができる。したがって、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を通過し、試料含有液体７００で反射し、再び第１薄膜１５０を通過し、開口部１１０を通って、検出器によって検出されることができる。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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
［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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
ＵＶ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。
【００６１】
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））。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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および図１０を用いて説明する。
【００６７】
［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とがギャップ膜５０を介して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。
【００６８】
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１０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９（ｄ）の薄化処理が不要となるため、薄化処理のための支持基板を用いなくてもよい。
【００６９】
第１基板１０に第１薄膜１５０、およびギャップ膜５０の一部の層となる膜５００１を形成する（図９（ｂ））。第１薄膜１５０は窒化シリコン膜であり２０ｎｍの膜厚を有する。膜５００１は金（Ａｕ）であり、１００ｎｍの膜厚を有する。これらの膜は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）などの蒸着処理、めっき処理等によって形成されればよい。また、第１薄膜１５０が窒化シリコン膜でなく酸化シリコン膜である場合、シリコン基板の第１基板１０を熱酸化することで形成された熱酸化膜であってもよい。以下に形成される様々な膜についても、同様である。
【００７０】
フォトリソグラフィ技術を用いて、膜５００１の一部を除去する（図９（ｃ））。除去される領域は流路空間ＦＰ、観察空間ＭＳに対応する領域であり、この結果、周辺部５１１、流路形成部５３１および柱部５５１が形成される。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、数十ｎｍ程度の粒径を有する金粒子に有機溶剤を混ぜたペースト状の材料を用いて、スクリーン印刷によって周辺部５１１、流路形成部５３１および柱部５５１が形成されてもよい。
【００７１】
ここで、第１薄膜１５０の一部を除去してもよい。除去される場合には、除去される領域は、開口部１２０、１３０が形成される位置に対応した領域である。この例では、この工程は存在しない。
【００７２】
その後、第１基板１０の第１薄膜１５０が形成された側に、粘着層を含む支持基板を貼り付ける。支持基板の粘着層は、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。
【００７３】
支持基板によって支持された第１基板１０を薄化する（図９（ｄ））。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。以上の通り、ギャップ膜となる層と第１薄膜１５０とが配置された第１基板１０が製造される。この例では、第２基板２０についても、第１薄膜１５０が形成されることを除いて、第１基板１０と同様にして形成される。この例では、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り、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、薄化処理を行わなくてもよい。
【００７４】
図１０は、本実施形態における第１基板と第２基板との接合および開口の形成に関する製造工程を説明する図である。上述のように薄膜等が形成された第１基板１０と第２基板２０とは、第１基板１０の第１薄膜１５０と第２基板２０とが対向するようにして（図１０（ａ））、第１薄膜１５０上に配置されたギャップ膜（周辺部５１１、流路形成部５３１および柱部５５１）と第２基板２０上に配置されたギャップ膜（周辺部５１１、流路形成部５３１および柱部５５１）とをそれぞれ接触させて接合させる（図１０（ｂ））。それぞれ表面が金（Ａｕ）であり、Ａｕ−Ａｕ接合が実現される。すなわち、金が接着層として機能する。接着層として機能する材料であれば、金に限られない。
【００７５】
この接合によって、第１基板１０と第２基板２０との間にギャップ膜５０（周辺部５１０、流路形成部５３０および柱部５５０）が形成され、このギャップ膜５０を介して第１薄膜１５０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。また、Ａｕ−Ａｕ接合によれば、２００℃程度の低温、１００ＭＰａ程度の低圧でも強固な接合ができるため、第１薄膜１５０への負荷を低減することができる。
【００７６】
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（ｃ））。このエッチング工程では、Ｄ−ＲＩＥ（Ｄｅｅｐ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）を用いてもよいし、ウエットエッチングを用いてもよい。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。
【００７７】
このようにして、試料収容セル１が製造される。なお、この試料収容セル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。
【００７８】
この状態では、試料収容セル１は、第１薄膜１５０が開口部１１０を塞いでいるだけでなく、開口部１２０、１３０をも塞いでいる。これは、第１基板１０と第２基板２０とをギャップ膜５０を介して接合する前に、開口部１２０、１３０に対応する部分の膜を除去していないためである。このように構成された試料収容セル１は、流路空間ＦＰと外部空間１０００とが第１薄膜１５０によって隔てられている。したがって、このままでは、観察空間ＭＳに試料含有液体を注入することができない。
【００７９】
そこで、この例では、開口部１２０、１３０を塞ぐ第１薄膜１５０を物理的な力によって破る。これによって生じた孔を通して、流路空間ＦＰが外部空間１０００と接続される。物理的な力とは、開口部１２０、１３０の底部ＢＡに位置する第１膜１５０に対して針状の物体を押し当てて孔を形成する方法が例として挙げられる。なお、物理的な力とは、第１薄膜１５０に接触して力を伝達する方法に限らず、空気を強く吹き付けることなどによって、第１薄膜１５０に対して間接的に力を伝達する方法であってもよい。例えば、観察セル作製装置８００において、底部ＢＡの第１薄膜１５０に孔を形成することで、試料含有液体を注入する直前まで、観察空間ＭＳを外部空間１０００に露出させないようにして、内部を清浄に保つこともできる。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。
【００８０】
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とがギャップ膜５０を介して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い。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を注入することもできる。また、第１薄膜１５０と第２基板２０とに挟まれて接続されたギャップ膜５０（この例では、流路形成部５３０および柱部５５０）が配置されているため、薄膜そのものの強度を低くすることもできる。その結果、流路形成部５３０および柱部５５０が存在しない場合に比べて、観察空間ＭＳの領域を大きくしたり、薄膜を薄くしたりすることもできる。
【００８１】
また、電子顕微鏡による観察時には、外部空間１０００が観察空間ＭＳより減圧状態にあるため、第１薄膜１５０が外部空間１０００側に拡がるように力がかかって観察空間ＭＳが膨らむ可能性がある。この例のように、ギャップ膜５０によって第１薄膜１５０と第２基板２０とが接続されていれば、少なくともギャップ膜５０と接触している部分では、第１薄膜１５０と第２基板２０との距離が固定されるため、観察空間ＭＳが膨らむことを抑制することができる。なお、同様の理由により、第１薄膜１５０と第２基板２０とが近づいて貼り付いてしまう現象（スティッキング現象）を抑制することもできる。このように、試料収容セル１によれば、利便性を高めることができる。
【００８２】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の他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。
［試料収容セルの構成］
図１１は、本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実施形態における試料収容セルと比較すると、第１基板１０に配置される開口部の数が異なっている。つまり、本実施形態においては、５つの開口部１１０、１２０、１２５、１３０、１３５が配置されている。
【００８３】
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１２を用いて説明する。図１２は、本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。
【００８４】
図１３は、本実施形態における試料収容セルの断面構成（図１１、１２における断面線Ａ−Ａ’の断面構造）を示す模式図である。本実施形態に係る試料収容セルと第１実施形態に係る試料収容セルとを比較すると、第１基板１０に配置される開口部の数が異なっている。つまり、本実施形態においては、第１基板１０に５つの開口部１１０、１２０、１２５、１３０、１３５が配置される。図１４は、本実施形態における試料収容セルの断面構成（図１１、１２における断面線Ｂ−Ｂ’の断面構造）を示す模式図である。
【００８５】
開口部１２０、１２５、１３０、１３５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、１２５、１３０、１３５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。
【００８６】
なお、これらの開口部１１０、１２０、１２５、１３０、１３５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、１２５、１３０、１３５の形状がそれぞれ異なっていてもよい。
【００８７】
開口部１１０は、その内壁が第１薄膜１５０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、１２５、１３０、１３５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、１２５、１３０、１３５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。開口部１１０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。
【００８８】
第１基板１０と第２基板２０とは、ギャップ膜５０（周辺部５１０および流路形成部５３０）を挟み、第１基板１０側は第１薄膜１５０を介して接合している。第１基板１０と第２基板２０との間には、第１薄膜１５０、第２基板２０および流路形成部５３０に囲まれた空間が形成されている。この空間は、観察空間ＭＳ、接続空間ＣＳおよび流路空間ＦＰを含む。さらに、流路空間ＦＰは、第１流路空間ＦＰ１および第２流路空間ＦＰ２を含み、接続空間ＣＳは、第１接続空間ＣＳ１および第２接続空間ＣＳ２を含む。観察空間ＭＳは、開口部１１０の下の領域に形成され、第１薄膜１５０と第２基板２０と流路形成部５３０とで囲まれた空間であり、電子顕微鏡に用いられる電子線が入射する空間である。
【００８９】
第１流路空間ＦＰ１は、少なくとも２箇所において外部空間１０００と接続される。第２流路空間ＦＰ２は、少なくとも２箇所において外部空間１０００と接続される。第１流路空間ＦＰ１は、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。また、第２流路空間ＦＰ２は、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１２５、１３５を介して外部空間１０００に接続する。
【００９０】
第１接続空間ＣＳ１は、観察空間ＭＳおよび流路空間ＦＰ１を接続する。第２接続空間ＣＳ２は、観察空間ＭＳおよび流路空間ＦＰ２を接続する。
【００９１】
第１流路空間ＦＰ１および第２流路空間ＦＰ２の流路幅は、それぞれ０．２μｍ以上５００μｍ以下であり、望ましくは、１００μｍ以上４００μｍ以下である。一方、接続空間ＣＳの流路幅は、０．２μｍ以上５００μｍ以下であり、望ましくは、２μｍ以上３００μｍ以下である。
【００９２】
観察空間ＭＳにおいて流路幅が広くなるほど薄膜の強度を高める必要がある。また、流路幅が広くなるほど、流路内の流体の進行速度が速くなるため、観察空間ＭＳの両端から侵入した２種の流体が接触し、混合し、反応する動的な過程を観察することが困難になる。
【００９３】
一方、流路空間ＦＰ、接続空間ＣＳおよび観察空間ＭＳのいずれも、流路幅を狭くすると、試料が通過できなくなってしまう場合もある。例えば、ギャップ膜５０の厚さが試料のサイズに合わせてできるだけ薄く形成されている場合には、これよりも流路幅を狭くすると試料が通過できない。したがって、試料が通過できる程度に流路幅を狭くしておくことで、第１薄膜１５０をより薄くすることもできる。
【００９４】
接続空間ＣＳの流路幅と、流路空間ＦＰの流路幅との関係として、好ましくは接続空間ＣＳの流路幅は、流路空間ＦＰの流路幅よりも小さく、より好ましくは接続空間ＣＳの流路幅は流路空間流ＦＰの流路幅の１０％以下である。これによって、後述するように、観察される２流体である試料含有液体７００および７５０の注入から反応までの時間を、観察可能な程度に遅延させることができる。
【００９５】
第１流路空間ＦＰ１および第２流路空間ＦＰ２のそれぞれの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、それぞれの他方が第１流路空間ＦＰ１および第２流路空間ＦＰ２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、それぞれの一方の開口部（例えば、開口部１３０、１３５）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。また、第１流路空間ＦＰ１および第２流路空間ＦＰ２が試料収容セルの側面まで到達するようにして、第１基板１０と第２基板２０との間に開口部が形成されていてもよい。
【００９６】
＜第３実施形態＞
以下、本発明の他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。
【００９７】
［試料収容セルの構成］
図１５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２実施形態における試料収容セルと比較すると、第１基板１０には、開口部１４０がさらに配置されている点で相違している。
【００９８】
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１６を用いて説明する。図１６は、本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。
【００９９】
第２実施形態における試料収容セル１と比較すると、流路空間ＦＰは、第３流路空間ＦＰ３をさらに含む点で相違している。第３流路空間ＦＰ３は、観察空間ＭＳから引き出されている。第３流路空間ＦＰ３は、本実施形態においては観察空間ＭＳと外部空間１０００とを開口部１４０を介して接続する。
【０１００】
第３流路空間ＦＰ３は、開口部１１０および開口部２１０に対応する領域を含んで形成されることから、前述の観察空間ＭＳと同様の理由により、流路幅は、好ましくは０．２μｍ以上５００μｍ以下であり、さらに好ましくは２μｍ以上３００μｍ以下である。
【０１０１】
第１実施形態における試料収容セルは、観察空間ＭＳ内に空気の排出口を有しないため、観察空間ＭＳの両端から侵入した試料含有液体７００および７５０が内部へ侵入して行かないことが懸念される。そこで、観察空間ＭＳと外部空間１０００とを接続し、空気の排出口として機能する第３流路空間ＦＰ３を設けることによって、試料含有液体７００および７５０を観察空間ＭＳ内でスムーズに進行させることができる。
【０１０２】
＜第４実施形態＞
試料含有液体７００および７５０を観察空間ＭＳ内でスムーズに進行させ、反応を促進させるためには、本実施形態による試料収容セルの構成に限らず、他にも種々の構成が考えられる。
【０１０３】
第４実施形態として、例えば、第３実施形態における試料収容セルに対して、開口部１４０を設けず、その代わりに第３流路空間ＦＰ３内に吸着剤１４５を設けておいてもよい。図１７は、本実施形態における試料収容セルの外観を示す図である。図１７は、本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。当該吸着剤としては、例えばレーザ照射等による加熱によって活性化される材料を用いることができる。このような材料としては、例えば、コバルト（Ｃｏ）が添加されたジルコニウム（Ｚｒ）が挙げられる。観察時に当該吸着剤に対してレーザを照射して活性化させることによって、試料含有液体７００および７５０の観察空間ＭＳ内への侵入を促進することができる。レーザ光源９３０としては、固体レーザ、半導体レーザ等を用いることができる。固体レーザとしては、例えばＹＡＧレーザ、ルビーレーザ等が挙げられる。ＹＡＧレーザとしては、媒体にネオジウム（Ｎｄ）を添加したＮｄ：ＹＡＧレーザ、またはその高調波、媒体にエルビウム（Ｅｒ）を添加したＥｒ：ＹＡＧレーザが挙げられる。レーザ光源９３０は電子顕微鏡に設けられてもよい。図１８は、本実施形態に係る電子顕微鏡９００を説明する模式図である。電子銃９１０から放出され、試料収容セル１で反射した電子線を検出することによって試料含有液体を観察する。観察開始と共に、レーザ光源９２０より吸着剤にレーザを照射して活性化させればよい。
【０１０４】
このとき、第３流路空間ＦＰ３内の吸着剤にレーザ照射を行うためには、第１基板１０または第２基板２０の少なくともいずれか一方は、例えばガラス基板等の透光性を有する基板を用いる必要がある。
【０１０５】
また、変形例として、試料含有液体７００および７５０を注入後、開口部１４０を介して観察空間ＭＳ内の空気を吸引してもよい。これによって、試料含有液体７００および７５０を観察空間ＭＳ内への侵入を促進し、さらに混合を促進することができる。
【０１０６】
また、第５実施形態として、電子顕微鏡に試料収容セルを加熱するためのヒーター９２０を設けてもよい。図１６は、本実施形態に係る電子顕微鏡９００を説明する模式図である。当該ヒーター９２０を用いて試料収容セル１を加熱することによって、観察時に試料含有液体７００および７５０の混合を促進することができる。
【０１０７】
＜接続空間ＣＳの配置例＞
上記実施形態では、接続空間ＣＳは、ギャップ膜５０によって、流路空間ＦＰおよび観察空間ＭＳを接続する直線状の流路として形成されていた。ここでは、他の形状となる接続空間ＣＳの例を説明する。
【０１０８】
図１９〜図２１は、観察空間ＭＳの様々な配置例を示す模式図である。図１９は、第１接続空間ＣＳ１の流路幅が第２接続空間ＣＳ２の流路幅に比べて狭く設けている配置例である。このような配置とすることによって、第１流路空間ＦＰ１側から試料含有液体７００を注入し、その後に第２流路空間ＦＰ１側から試料含有液体７５０を注入する場合において、これらの注入の時間差が無視できない場合にも、第１流路空間ＦＰ１側から注入された試料含有液体７００が観察空間ＭＳへ到達するまでの時間を遅延させることができるため、観察空間ＭＳにおいて試料含有液体７００および７５０が接触、混合そして反応する動的な過程を観察することができる。
【０１０９】
図２０は、第１流路空間ＦＰ１から観察空間ＭＳまでの経路を引き回すことによって、第２流路空間ＦＰ２から観察空間ＭＳまでの経路に比べて長く設けた接続空間ＣＳの配置例である。このような配置とすることによって、第１流路空間ＦＰ１側から試料含有液体７００を注入し、その後に第２流路空間ＦＰ１側から試料含有液体７５０を注入する場合において、これらの注入の時間差が無視できない場合にも、第１流路空間ＦＰ１側から注入された試料含有液体７００が観察空間ＭＳへ到達するまでの時間を遅延させることができるため、観察空間ＭＳにおいて試料含有液体７００および７５０が接触、混合そして反応する動的な過程を観察することができる。
【０１１０】
図２１は、観察空間ＭＳ内を観察しやすくするために比較的広い面積を確保した配置例である。接続空間ＣＳによって、観察空間ＭＳおよび流路空間ＦＰに接続されている。接続空間の流路幅を調節することによって、試料含有液体の注入から観察空間ＭＳに侵入するまでの時間を調節できるため、観察空間ＭＳの配置は、第１薄膜１５０を指示できる範囲までは面積を拡大しても構わない。
【０１１１】
＜第５実施形態＞
［試料収容セルの構成］
本発明の他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。本実施形態に係る試料収容セルの外観は、図１１に示す第２実施形態に係る試料収容セルの外観と同様である。
【０１１２】
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２２、図２３、図２４を用いて説明する。
【０１１３】
図２２は、本実施形態における試料収容セルを第１基板１０側から見た平面図である。図２３は、本実施形態における試料収容セルの断面構成（図２２における断面線Ａ−Ａ’の断面構造）を示す模式図である。図２４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２２における断面線Ｂ−Ｂ’の断面構造）を示す模式図である。
【０１１４】
図２２からわかるように、本実施形態に係る試料収容セルは、第２実施形態に係る試料収容セルと比較すると、第１バルブ１６０および第２バルブ１６５を有する点で相違している。第１流路空間ＦＰ１は、側部に凸状の空間を有し、当該凸状の空間から細い第１接続空間ＣＳ１が引き出されるような流路形成部５３０の配置となっている。第１接続空間ＣＳ１は、第１バルブ１６０を介して第１流路空間ＦＰ１と接続されている。第１バルブ１６０は、金属パッド１６１、充填材１６２によって構成されている。
【０１１５】
金属パッド１６１は、流路内において、前述の凸状の空間付近に配置されている。金属パッド１６１は、エネルギーが照射されるか、または加熱される等、エネルギーが付与されると振動し、この振動によって周囲にバブルを発生させ、このバブルが充填材１６２を押圧し、この押圧によって第１流路空間ＦＰ１側へ押し出されることによって第１バルブ１６０が開放される。エネルギーの付与としては、例えばレーザ照射を用いることができる。金属パッドの材料としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）等の金属を用いることができる。上記のようにして第１バルブ１６０を開放するための、例えばレーザ光源等のエネルギー源や、ヒーターは電子顕微鏡に設けられてもよい。
【０１１６】
充填材１６２は、粒状の形状を有している。本実施形態における充填材１６２は、球状の形状を有している。複数の粒状の充填材１６２が、第１流路空間ＦＰ１と第１接続空間ＣＳ１との接合部に配置され、前述した凸状の空間に捕獲されている。これによって、試料含有液体内の細胞等の試料が、第１接続空間ＣＳ１へ侵入することを防いでいる。つまり、閉鎖時において第１流路空間ＦＰ１および第１接続空間ＣＳ１の接合部を塞ぐように配置されている。よって、粒状の充填材１６２のサイズとしては、充填材１６２自体が接続空間ＣＳ内へ侵入しないように、接続空間ＣＳの流路幅よりも大きいことが必要である。また、粒状の充填材１６２のサイズとしては、試料含有液体に含まれる細胞等の試料が接続空間ＣＳ内へ侵入しないように、当該細胞等が通過可能な隙間が形成されない程度の大きさであることが必要である。粒状の充填材１６２の材料としては、例えば酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を用いることができる。以上、第１流路空間ＦＰ１、第１接続空間ＣＳ１および第１バルブ１６０の構成について説明したが、第２流路空間ＦＰ２、第２接続空間ＣＳ２および第２バルブ１６５の構成についても同様である。
【０１１７】
このような構成を有することによって、開口部１２０または１３０を介して第１流路空間ＦＰ１に注入された試料含有液体、および開口部１２５または１３５を介して第２流路空間ＦＰ２に注入された試料含有液体に含まれる観察対象である細胞等の試料は、第１バルブ１６０および第２バルブ１６５が開放されるまでは観察空間ＭＳに侵入しない。
【０１１８】
第１バルブ１６０および第２バルブ１６５が開放されると、第１流路空間ＦＰ１および第２流路空間ＦＰ２内の試料含有液体に含まれる観察対象である細胞等の試料が、それぞれ第１接続空間ＣＳ１および第２接続空間ＣＳ２を経由して観察空間ＭＳへ侵入可能となる。
【０１１９】
第１バルブ１６０および第２バルブ１６５を開放するタイミングは同時であってもよいし、同時でなくてもよい。２種の試料含有液体の、流路空間ＦＰおよび観察空間ＭＳ内における流速等を考慮して適宜調整すればよい。
【０１２０】
これによって、第１流路空間ＦＰ１および第２流路空間ＦＰ２に注入された２流体が、観察空間ＭＳに侵入して互いに接触するタイミングを制御することができ、２流体の接触、混合、反応といった動的過程を電子顕微鏡で観察することが容易になる。
【０１２１】
第１流路空間ＦＰ１および第２流路空間ＦＰ２の流路幅は、それぞれ０．２μｍ以上５００μｍ以下であり、望ましくは、１００μｍ以上４００μｍ以下である。
【０１２２】
第１流路空間ＦＰ１および第２流路空間ＦＰ２のそれぞれの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、それぞれの他方が第１流路空間ＦＰ１および第２流路空間ＦＰ２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、それぞれの一方の開口部（例えば、開口部１３０、１３５）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。また、第１流路空間ＦＰ１および第２流路空間ＦＰ２が試料収容セルの側面まで到達するようにして、第１基板１０と第２基板２０との間に開口部が形成されていてもよい。
【０１２３】
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。
【０１２４】
［観察セル作製処理］
図２５は、本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。図２５（ａ）は、図２２における断面線Ａ−Ａ’の断面を示し、図２５（ｂ）は、図２２における断面線Ｂ−Ｂ’の断面を示している。試料含有液体７００および７５０は、それぞれ第１流路空間ＦＰ１および第２流路空間ＦＰ２にそれぞれ開口部１２０および１２５から注入されると、それらの開口部から拡がるように流路空間ＦＰ内を移動する。このとき、第１流路空間ＦＰ１および第２流路空間ＦＰ２にはそれぞれ第１バルブ１６０および第２バルブ１６５が配置され、試料含有液体７００および７５０が含む観察対象となる細胞等の試料の観察空間ＭＳへの侵入経路は閉鎖されている。そのため、試料含有液体７００および７５０が含む観察対象となる細胞等の試料は、少なくとも観察空間ＭＳ内へは移動しない。なお、開口部１２０および１２５ではなく開口部１３０および１３５に試料含有液体７００および７５０がそれぞれ注入されてもよいし、開口部１２０および１３５に試料含有液体７００および７５０がそれぞれ注入されてもよいが、以下の説明では、開口部１２０および１３０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。
【０１２５】
流路空間ＦＰおよび接続空間ＣＳは、平面視において開口部１１０の外の領域に配置される。そのため、開口部１１０を視認するだけでは、流路空間ＦＰ１およびＦＰ２をそれぞれ試料含有液体７００および７５０が充填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および７５０の位置を確認することができる。
【０１２６】
したがって、試料含有液体７００および７５０、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および１２５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、第１流路空間ＦＰ１、第２流路空間ＦＰ２）に試料含有液体７００および７５０を拡げることができる。このとき、試料含有液体７００および７５０は、それぞれ第１流路空間ＦＰ１および第２流路空間ＦＰ２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および７５０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。
【０１２７】
図２６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および７５０がそれぞれ第１流路空間ＦＰ１および第２流路空間ＦＰ２に注入された後、開口部１２０、１２５、１３０、１３５をそれぞれ封止材３２０、３２５、３３０、３３５で塞ぐことで、流路空間ＦＰは、外部空間１０００と分離される。封止材３２０、３２５、３３０、３３５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、１２５、１３０、１３５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、３２５、３３０、３３５が形成される。なお、封止材３２０、３２５、３３０、３３５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および７５０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。
【０１２８】
試料収容セルを封止する樹脂が形成された後、観察のために電子顕微鏡の所定の位置に試料収容セルが配置される。観察時に第１バルブ１６０および第２バルブ１６５に例えばレーザ照射によってエネルギーを付与することによって、第１バルブ１６０および第２バルブ１６５を開放する。この例では、第１バルブ１６０を構成する金属パッド１６１および第２バルブ１６５を構成する金属パッド１６６にレーザを照射する。すると、金属パッド１６１および１６６が振動し、この振動によってバブルが発生し、当該バブルが充填材１６２および１６７を押圧し、それぞれ第１流路空間ＦＰ１および第２流路空間ＦＰ２へ押し出され、第１バルブ１６０および第２バルブ１６５が開放される。すると、図２７に示すように、観察対象となる試料を含む試料含有液体７００および７５０は、それぞれ第１流路空間ＦＰ１および第２流路空間ＦＰ２から観察空間ＭＳに侵入し始める。
【０１２９】
観察空間ＭＳに侵入した試料含有液体７００および７５０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および７５０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基板２０に囲まれている。
【０１３０】
また、第１薄膜１５０と第２基板２０との間にギャップ膜５０が配置されているために薄膜そのものの強度を低くすることもできる。その結果、ギャップ膜５０が配置されていない場合に比べて、観察空間ＭＳの領域を大きくしたり、薄膜を薄くしたりすることもできる。さらに、電子顕微鏡による観察時には、外部空間１０００が観察空間ＭＳより減圧状態にあるため、第１薄膜１５０が外部空間１０００側に拡がるように力がかかって観察空間ＭＳが膨らむ可能性があるが、ギャップ膜５０と第１薄膜１５０とが接続されていれば、少なくともギャップ膜５０と接触している部分では、第１薄膜１５０と第２基板２０との距離が固定されるため、観察空間ＭＳが膨らむことを抑制することができる。
【０１３１】
［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とがギャップ膜５０を介して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。
【０１３２】
図２８は、本実施形態における試料収容セルのうち第１基板側の製造工程を説明する図である。図２９は、図２８に続く第１基板側の製造工程を説明する図である。いずれの図も、図２４に対応する断面構造を示している。まず、図２８（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２８（ｄ）の薄化処理が不要となるため、薄化処理のための支持基板を用いなくてもよい。
【０１３３】
第１基板２８に第１薄膜１５０、およびギャップ膜５０の一部の層となる膜５００１を形成する（図２８（ｂ））。第１膜１５０は窒化シリコン膜であり２０ｎｍの膜厚を有する。膜５００１は金（Ａｕ）であり、１００ｎｍの膜厚を有する。これらの膜は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）などの蒸着処理、めっき処理等によって形成されればよい。また、第１膜１５０が窒化シリコン膜でなく酸化シリコン膜である場合、シリコン基板の第１基板１０を熱酸化することで形成された熱酸化膜であってもよい。以下に形成される様々な膜についても、同様である。
【０１３４】
フォトリソグラフィ技術を用いて、膜５００１の一部を除去する（図２８（ｃ））。除去される領域は流路空間ＦＰ、観察空間ＭＳに対応する領域であり、この結果、周辺部５１１および図示されない流路形成部５３１が形成される。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、数十ｎｍ程度の粒径を有する金粒子に有機溶剤を混ぜたペースト状の材料を用いて、スクリーン印刷によって周辺部５１１および図示されない流路形成部５３１が形成されてもよい。
【０１３５】
ここで、第１薄膜１５０の一部を除去してもよい。除去される場合には、除去される領域は、開口部１２０、１２５、１３０、１３５が形成される位置に対応した領域である。この例では、この工程は存在しない。第
【０１３６】
その後、第１基板１０の第１薄膜１５０が形成された側に、粘着層を含む支持基板を貼り付ける。支持基板の粘着層は、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。
【０１３７】
支持基板によって支持された第１基板１０を薄化する（図２８（ｄ））。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。以上の通り、ギャップ膜となる層と第１薄膜１５０とが配置された第１基板１０が製造される。この例では、第２基板２０側については、ギャップ膜となる層と第２基板２０との間に、電子線を透過させる薄膜を形成しないこと以外は、第１基板１０側と同様にして形成される。また、この例では、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り、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、薄化処理を行わなくてもよい。
【０１３８】
なお、第１基板１０または第２基板２０のいずれか、または両方に、フォトリソグラフィ技術を用いて第１バルブ１６０を構成する金属パッド１６１を形成し、充填材１６２を配置しておく。金属パッド１６１は、第１流路空間ＦＰ１と第１接続空間ＣＳ１の接合部付近に設けられる。このとき、金属パッド１６１は、後の工程において形成される接続空間ＣＳに収容することができる大きさとなるように形成される。金属パッド１６１および１６６の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）を用いることができる。さらに、第１流路空間ＦＰ１の、第１接続空間ＣＳ１付近に複数の充填材１６２を配置する。充填材１６２は、粒状の形状を有し、この例では球状である。充填材１６２の材料としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を用いる。第２バルブ１６５の形成についても同様である。
【０１３９】
図２９は、本実施形態における第１基板１０と第２基板２０との接合および開口の形成に関する製造工程を説明する図である。上述のように薄膜等が形成された第１基板１０と第２基板２０とは、第１薄膜１５０上に配置されたギャップ膜（周辺部５１１および図示されない流路形成部５３１）と第２基板２０上に配置されたギャップ膜（周辺部５１１および図示されない流路形成部５３１）とが対向するようにして（図２９（ａ））、それぞれ接触させて接合させる（図２９（ｂ））。それぞれ表面が金（Ａｕ）であり、Ａｕ−Ａｕ接合が実現される。すなわち、金が接着層として機能する。接着層として機能する材料であれば、金に限られない。
【０１４０】
この接合によって、第１基板１０と第２基板２０との間にギャップ膜５０（周辺部５１０および図示されない流路形成部５３０）が形成され、このギャップ膜５０を介して第１薄膜１５０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。また、Ａｕ−Ａｕ接合によれば、２００℃程度の低温、１００ＭＰａ程度の低圧でも強固な接合ができるため、第１薄膜１５０への負荷を低減することができる。
【０１４１】
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および図示されない、１２０、１２５、１３０、１３５を形成する（図２９（ｃ））。このエッチング工程では、Ｄ−ＲＩＥ（Ｄｅｅｐ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）を用いてもよいし、ウエットエッチングを用いてもよい。エッチングの際、開口部１１０、１２０、１２５、１３０、１３５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。
【０１４２】
このようにして、試料収容セル１が製造される。なお、この試料収容セル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。
【０１４３】
この状態では、試料収容セル１は、第１薄膜１５０が開口部１１０を塞いでいるだけでなく、開口部１２０、１２５、１３０、１３５をも塞いでいる。これは、第１基板１０と第２基板２０とをギャップ膜５０を介して接合する前に、開口部１２０、１２５、１３０、１３５に対応する部分の膜を除去していないためである。このように構成された試料収容セル１は、流路空間ＦＰと外部空間１０００とが第１薄膜１５０によって隔てられている。したがって、このままでは、観察空間ＭＳに試料含有液体を注入することができない。
【０１４４】
そこで、この例では、開口部１２０、１２５、１３０、１３５を塞ぐ第１薄膜１５０を物理的な力によって破る。これによって生じた孔を通して、流路空間ＦＰが外部空間１０００と接続される。物理的な力とは、開口部１２０、１２５、１３０、１３５の底部ＢＡに位置する第１膜１５０に対して針状の物体を押し当てて孔を形成する方法が例として挙げられる。なお、物理的な力とは、第１薄膜１５０に接触して力を伝達する方法に限らず、空気を強く吹き付けることなどによって、第１薄膜１５０に対して間接的に力を伝達する方法であってもよい。例えば、観察セル作製装置８００において、底部ＢＡの第１薄膜１５０に孔を形成することで、試料含有液体を注入する直前まで、観察空間ＭＳを外部空間１０００に露出させないようにして、内部を清浄に保つこともできる。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。
【０１４５】
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とがギャップ膜５０を介して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および７５０が漏れることはほとんどない。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および７５０を注入することもできる。また、第１薄膜１５０と第２基板２０とに挟まれて接続されたギャップ膜５０（この例では、流路形成部５３０）が配置されているため、薄膜そのものの強度を低くすることもできる。その結果、流路形成部５３０が存在しない場合に比べて、観察空間ＭＳの領域を大きくしたり、薄膜を薄くしたりすることもできる。
【０１４６】
また、電子顕微鏡による観察時には、外部空間１０００が観察空間ＭＳより減圧状態にあるため、第１薄膜１５０が外部空間１０００側に拡がるように力がかかって観察空間ＭＳが膨らむ可能性がある。この例のように、ギャップ膜５０と第１薄膜１５０とが接続されていれば、少なくともギャップ膜５０と接触している部分では、第１薄膜１５０と第２基板２０との距離が固定されるため、観察空間ＭＳが膨らむことを抑制することができる。なお、同様の理由により、第１薄膜１５０と第２基板２０とが近づいて貼り付いてしまう現象（スティッキング現象）を抑制することもできる。このように、試料収容セル１によれば、利便性を高めることができる。
【０１４７】
＜第６実施形態＞（開口部１４０）
以下、本発明の他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。
【０１４８】
［試料収容セルの構成］
図３０は、本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５実施形態における試料収容セルと比較すると、第１基板１０には、開口部１４０がさらに配置されている点で相違している。
【０１４９】
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３１を用いて説明する。図３１は、本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。
【０１５０】
第１実施形態における試料収容セル１と比較すると、流路空間ＦＰは、第３流路空間ＦＰ３をさらに含む点で相違している。第３流路空間ＦＰ３は、観察空間ＭＳから引き出されている。第３流路空間ＦＰ３は、本実施形態においては観察空間ＭＳと外部空間１０００とを開口部１４０を介して接続する。
【０１５１】
第３流路空間ＦＰ３は、開口部１１０および開口部２１０に対応する領域を含んで形成されることから、前述の観察空間ＭＳと同様の理由により、流路幅は、好ましくは０．２μｍ以上５００μｍ以下であり、さらに好ましくは２μｍ以上３００μｍ以下である。
【０１５２】
第１実施形態における試料収容セルは、観察空間ＭＳに空気の排出口を有しないため、観察空間ＭＳの両端から侵入した試料含有液体７００および７５０が内部へスムーズに侵入して行かないことが懸念される。そこで、観察空間ＭＳと外部空間１０００とを接続し、空気の排出口として機能する第３流路空間ＦＰ３を設けることによって、試料含有液体７００および７５０を観察空間ＭＳ内でスムーズに進行させることができる。
【０１５３】
＜第７実施形態＞
試料含有液体７００および７５０を観察空間ＭＳ内でスムーズに進行させ、反応を促進させるためには、第６実施形態による試料収容セルの構成に限らず、他にも種々の構成が考えられる。
【０１５４】
本実施形態として、例えば、第６実施形態における試料収容セルに対して、開口部１４０を設けず、その代わりに第３流路空間ＦＰ３内に吸着剤１４５を設けておいてもよい。図３２は、本実施形態における試料収容セルの外観を示す図である。図３３は、本実施形態における試料収容セルを第１基板１０側から見た平面図である。当該吸着剤としては、例えばレーザ照射等による加熱によって活性化される材料を用いることができる。このような材料としては、例えば、Ｃｏが添加されたＺｒが挙げられる。観察時に当該吸着剤に対してレーザを照射して活性化させることによって、試料含有液体７００および７５０の観察空間ＭＳ内への侵入を促進することができる。レーザ光源９３０としては、固体レーザ、半導体レーザ等を用いることができる。固体レーザとしては、例えばＹＡＧレーザ、ルビーレーザ等が挙げられる。ＹＡＧレーザとしては、媒体にネオジウム（Ｎｄ）を添加したＮｄ：ＹＡＧレーザ、またはその高調波、媒体にエルビウム（Ｅｒ）を添加したＥｒ：ＹＡＧレーザが挙げられる。レーザ光源９３０は電子顕微鏡に設けられてもよい。図３４は、本実施形態に係る電子顕微鏡９００を説明する模式図である。電子銃９１０から放出され、試料収容セル１で反射した電子線を検出することによって試料含有液体を観察する。観察開始と共に、レーザ光源９２０より吸着剤にレーザを照射して活性化させればよい。また、第１バルブ１６０および第２バルブ１６５を開放するためにも用いることができる。
【０１５５】
このとき、第３流路空間ＦＰ３内の吸着剤にレーザ照射を行うためには、第１基板１０または第２基板２０の少なくともいずれか一方は、例えばガラス基板等の透光性を有する基板を用いる必要がある。
【０１５６】
また、変形例として、試料含有液体７００および７５０を注入後、開口部１４０を介して観察空間ＭＳ内の空気を吸引してもよい。これによって、試料含有液体７００および７５０を観察空間ＭＳ内への侵入を促進し、さらに混合を促進することができる。
【０１５７】
また、電子顕微鏡に、試料収容セルを加熱し、第１バルブ１６０および第２バルブ１６５を開放するためのヒーター９２０を設けてもよい。図３５は、本実施形態に係る電子顕微鏡９００を説明する模式図である。また、これによって当該ヒーター９２０を用いて試料収容セル１を加熱することによって、観察時に試料含有液体７００および７５０の混合を促進することができる。また、第１バルブ１６０および第２バルブ１６５を開放するためにも用いることができる。
【０１５８】
＜流路空間ＦＰの配置例＞
上記実施形態では、流路空間ＦＰは、ギャップ膜５０によって、２つの開口部を接続する直線状の流路と、当該直線状の流路から引き出されて観察空間ＭＳに接続する流路との組み合わせとして形成されていた。ここでは、他の形状となる流路空間ＦＰの例を説明する。
【０１５９】
図３６は、観察空間ＭＳ内を観察しやすくするために比較的広い面積を確保した配置例である。接続空間ＣＳによって、観察空間ＭＳおよび流路空間ＦＰに接続されている。接続空間の流路幅を調節することによって、試料含有液体の注入から観察空間ＭＳに侵入するまでの時間を調節できるため、観察空間ＭＳの配置は、第１薄膜１５０を指示できる範囲までは面積を拡大しても構わない。
【０１６０】
＜第８、第９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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
第８、第９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１Ｄ、１Ｅについて、図３７、３８を用いて説明する。試料収容セル１Ｄ、１Ｅ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。
【０１６３】
図３７は、本発明の第８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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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１Ｂ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。
【０１６６】
図３８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１０Ｃ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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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１Ｅ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１Ｅ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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
＜第１０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、シリコン基板表面が露出している部分であれば、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。
【０１７１】
シリコン基板が表面に露出している部分を例として説明したが、ガラス基板が表面に露出している部分がある場合には、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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
図３９は、本発明の第１０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１Ｆ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１Ｆ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。
【０１７５】
このようにすると、図３９（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。
【０１７６】
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３９（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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
具体的には、図３９（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。
【０１７９】
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。なお、第１実施形態で説明したように、開口部１２０、１３０を塞ぐ第１薄膜１５０が存在する場合には、この第１薄膜１５０をこの加圧注入によって破ることもできる。
【０１８０】
＜観察空間ＭＳの配置例＞
上記実施形態では、観察空間ＭＳは、ギャップ膜５０によって、開口部１２０から開口部１３０に向けて平行な２つの流路として形成されていた。ここでは、他の形状となる観察空間ＭＳの例を説明する。
【０１８１】
図４０は、観察空間の様々な配置例を示す模式図である。図４０（ａ）は、上記実施形態のように平行な２つの流路がそれぞれ接続されている観察空間ＭＳの配置例である。図４０（ｂ）は、図４０（ａ）に示す例において、流路の形状に曲線が含まれている観察空間ＭＳの配置例である。流路の形状において、９０度以下となる角（隅）を持たないようにすると試料含有液体がより注入しやすくなり、気泡の発生を抑制することもできる。図４０（ｂ）に示す例では、そのような角が円弧になるように形成されている。
【０１８２】
図４０（ｃ）は、複数の流路が合流し、その後に再び複数の流路に分離されている観察空間ＭＳの配置例である。図４０（ｄ）は、平行に複数の流路が形成され、流路が拡がっている部分が互い違いに形成されている観察空間ＭＳの配置例である。ここでは、４つの配置例について説明したが、その他にも様々な配置例が取り得る。また、いずれの配置例においても、流路が拡がった部分を有しているが、観察空間ＭＳにおいて流路の幅が一定であってもよい。また、いずれの配置例においても、流路が拡がった部分には柱部５５０が配置されているが、必ずしも柱部５５０が配置されていなくてもよい。
【０１８３】
＜その他の実施形態＞
第１薄膜１５０は、窒化シリコン膜に限らず、窒化酸化シリコン、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く、さらには、金属膜、金属窒化膜、金属酸化膜、金属窒化酸化膜であってもよい。これら薄膜としては、上述したように、電子線に対して透過性を有する必要がある。そして、電子顕微鏡による観察時に真空中に曝されるため、これらの薄膜は、大気や水分に対してバリア性を有することが望ましい。
【０１８４】
また、膜が弛まないようにすることも望ましい。さらには、製造工程中においてフッ酸に代表される酸に対して腐食されにくい（エッチングされたとしても表面が荒れにくく、変色しにくい）ことが望ましい。これらの要素を考慮に入れて、第１薄膜の材料を選択することが製造上は望ましい。
【０１８５】
また、第１薄膜は、単層に限らず、複数種類の膜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。また、ギャップ膜３０（流路形成部３３０および柱部３５０）を配置することにより、さらに膜全体の強度、応力調整等が容易になる。
【０１８６】
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基板および第１薄膜の表面の少なくとも一部）に配置しておいてもよい。
【符号の説明】
【０１８７】
１…試料収容セル、１０…第１基板、１２…熱酸化膜、１４…凹部、２０…第２基板、５０…ギャップ膜、１１０，１２０，１３０，２１０…開口部、１５０…第１薄膜、３００…硬化前樹脂、３２０，３３０…封止材、４１０…接着剤、５１０，５１１…周辺部、５３０，５３１…流路形成部、５５０，５５１…柱部、５７０…側壁、５７５…フッ化膜、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、１５０１，５００１…膜、５０１０…ガラス基板、５０２０…ガラス層
【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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