CN1599659A - 树脂模制品的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的树脂模制品通过下列步骤制造，即在进行(a)基板上形成第1抗蚀剂层；(b)用掩模对第1抗蚀剂层进行曝光；(c)形成第2抗蚀剂层；(d)掩模的对位；(e)对第2抗蚀剂层进行曝光并在重复进行多次(c)～(e)的工序，直到形成预期的抗蚀剂厚度之后，经显像工序形成预期的抗蚀剂图案的抗蚀剂图案形成步骤；按照前述抗蚀剂图案，经电镀使金属结构体堆积在前述基板上的金属结构体形成步骤；以前述金属结构体为模具、形成树脂模制品的模制品形成步骤。由此提供一种精密、廉价的树脂模制品及其制造方法。

Description

树脂模制品的制造方法
技术领域
本发明涉及制造具有预期造型深度的精密、廉价的树脂模制品的方法，及由此得到的树脂模制品。本发明的方法尤其适用于诸如医疗、工业、生物技术等领域的诊断、反应、分离、计量时使用的树脂模制品的制造方法。由本发明得到的树脂模制品、尤其在医疗领域使用的树脂模制品，因其微细的结构能实现缩短测定时间、减少采样、并行处理，所以能有效地应用于诸如医院的临床检查门诊、病床边、手术室、街道诊所，家庭诊断等方面。
背景技术
伴随社会的发展，对于医疗、健康的价值观从狭义的基本的健康变为追求“富余健康的生活”。人们的意识也由于“医疗费的增加、预防负担轻于治疗、介于健康与疾病临界区域的人数的增加”的背景向预防医学重于治疗医学的方向改变。为此，在医疗领域、尤其在临床检查领域中接近患者的诸如手术室、病床边、或家庭等场合，期待出现能够更为迅速地进行检查、诊断的无特殊条件要求的检查系统；以更为少量的血液等体液即可完成化验的无损伤或低损伤的检查系统。
为了实现能够更迅速地进行检查、诊断的无特殊条件要求的检查系统，要求通过检查、诊断时使用的基板的小型化、使装置具有便携性。
近年来，作为使化学分析装置具有便携性的新途径，微型机械技术实现的小型化引人注目。例如，生化分析等中占主导的比色分析的自动化装置，大致分为产生动态的对流使2液混合的方式和先形成使2液相互分散的状况再通过分子扩散使之混合的方式。从能够迅速混合、且适于微量化、小型化方面来说，目前作为主流方式是分子扩散的方式。通过微型机械技术，例如，若流路直径能从1mm微细到0.1mm的话，不仅能使采样微量化，还能使混合所需的时间缩短到十分之一以内。在使装置具有便携性的同时，期待其具备与现有大型装置相同的功能。并期待通过流路的微细化，能在同一基板上配置多道流路、实现并行处理。
近年来，由于世界性的人类染色体解析计划的进展，目前可用DNA诊断的疾病种类和数量一路攀升，从以往靠生化分析做出间接性诊断的疾病居多，变为能在DNA水平上达到了解疾病的原因或发病机理的确定性的诊断。
DNA诊断所用的方法常采用毛细作用电泳法和能以将微量染色体放大到10万倍以上的高灵敏度进行检测的PCR(Polymerase ChainReaction)法。毛细作用电泳法是将试料导入直径100～200μm的毛细管内进行分离的方法。若此毛细管径的微细化可能的话，更期待实现诊断时间的高速化。期待通过毛细管径的微细化，能在同一基板上配置多条管径、实现并行处理。
临床检查领域中为降低用于免疫检测等昂贵的抗体和基质的用量，也期待着容器的微细化。
若能通过微细化在同一基板上配置多个流路、多个混合部、多个容器的话，也期待着将毛细作用电泳法和PCR法在同一基板上实现。
而且，为实现以更少量的血液等体液即可完成化验的无损伤或低损伤的检查系统，期待着检查、诊断时使用的容器的微细化。
另一方，不仅限于临床检查领域，生物化学领域也期待着微细化带来的高速化、少采样化及减少废液量等。
现有的树脂模制品采用铸模或由切削法得到的金属模，通过注射成形、吹塑成形或压力成形而形成。
然而，在由铸模制造金属模的场合，铸模的精度有限，另一方面，在由切削法制造金属模的场合，切削刀具的小型化、切削精度有限，因而当前的现状是，无论采用何种加工方法都难以实现具有精密、微细形状的模制品。
因此，在将制得的树脂模制品用于化学分析装置、例如生化分析用途等场合时，存在着流路的精度及微细化有限、无法缩短混合所需的时间(诊断所需的时间)、且不能使装置具有便携性的缺点。
同样，在将制得的模制品用于DNA诊断、尤其毛细作用电泳法的诊断用途等场合时，存在着流路的精度及微细化有限、无法缩短试料导入及分离所需的时间(诊断所需的时间)、且不能使基板小型化的缺点。
同样，在将制得的模制品用于医疗领域、尤其临床检查领域的检体容器用途等场合时，存在着容器的精度及小型化有限、血液等检体量增多、且不能使检查及诊断装置具有便携性的缺点。
同样，在将制得的模制品用于医疗领域、例如免疫测定用途的场合时，存在着容器的精度及小型化有限、不能减少昂贵的抗体及基质的用量的缺点。
而且，作为解决相关问题的其他加工方法，已知的有应用于半导体微细加工技术的、通过对玻璃或硅酮基板的湿腐蚀加工、干腐蚀加工实施微细加工的技术。
然而，在湿腐蚀时，通过掩膜材料下部的底层腐蚀的进行，一旦造型深度超过0.5mm，就难以得到宽度(或直径)精度，所以不能称其为精密加工法。
干腐蚀是从Si半导体的图案生成工艺发展起来的技术，面向各种等离子源种的各种电子元件、化合物半导体的应用正在研究之中。
然而，此方法虽具有优异的微细加工性，腐蚀速度却慢到500～2,000nm/分，因此，在诸如进行造型深度为0.1mm的加工时，需要50分钟以上的加工时间，不能称其为生产率高的、廉价的加工法。
而且，由于一旦干腐蚀加工时间为1小时以上，装置电极发热，存在基板变形或装置受损的可能性，因此，在装置电极超过60℃时，必须实行使装置暂停、再次开始加工等措施，生产率更为下降。
作为解决相关问题的其他加工方法，已知的有平板印刷法。
平板印刷法是在基板上进行抗蚀剂涂布，在实施了该抗蚀剂层的曝光后，通过显像形成抗蚀剂图案，再通过电镀按照前述抗蚀剂图在前述基板上堆积金属结构体后，以前述金属结构体为模型，形成树脂模制品的制造方法。作为此方法的商品可举激光唱盘、CD-ROM、小型光盘为例，1个金属结构体可制成约5万个以上的模制品，在能够精密和极廉价地制造这点上，可称是生产率高的方法。而且，在使用的材料不同于硅酮这点上，也期待今后在用途上大大扩展。
然而，此种方法作为商品如以激光光盘、CD-ROM、小型光盘为例，是以造型深度在1～3μm为中心。因此，流路、容器的诸如具有100μm的造型深度的例子事实上还未实现。
作为通过平板印刷法实现100μm以上的造型深度的方法，已知的有作为其曝光光源采用同步加速辐射光的方法。同步加速辐射光所具有的高指向性类似激光，而以激光无法实现的短波长的光能够消除微细加工中成为瓶颈的衍射界限。因此，在采用同步加速辐射光做曝光光源时，能够得到微细且深的造型深度。
然而，同步加速辐射设备仅其装置主体就需30-50亿日元，由使用了该设备的平板印刷法制造的金属结构体的费用预计为每个在300～500万日元左右。因此，树脂模制品的成本虽因其模制张数有所不同，但比通常使用UV光的平板印刷法制得的树脂模制品在价格上高约20倍以上，所以目前无法作为廉价的制品加行推广。
另一方面，美国专利5722162号公报(对应日本申请：特开平9-199663号)中公开了在基板上设置二层光致抗蚀剂层并形成开口部的技术。但此文献是用于在基板上形成端子的技术，而非形成模制品的技术。而且，对第二层的光致抗蚀剂层的曝光与对第一层的光致抗蚀剂层的曝光采用了不同的方法。
因而，本发明的目的在于提供一种能够形成具有预期造型深度的精密、廉价的模制品的制造方法。尤其是，本发明的重要目的在于，提供一种能够高生产率地制造医疗领域、工业领域、生物技术领域等中的诊断、反应、分离、计量上使用的模制品的制造方法及其所用的金属模的制造方法。
而且，本发明因通过其模制品的微细结构可缩短测定时间、实现少采样化、并行处理，所以另一目的在于提供一种能够应用于诸如医院的临床检查科、病床边、手术室、街道诊所、家庭等用途的模制品。
发明内容
本发明人为解决上述问题而锐意研究的结果发现，通过重复进行多次抗蚀剂层涂布、曝光、掩模的对位，能够制造具有预期造型深度的精密、廉价的模制品，并且此制造法作为医疗领域、工业领域、生物技术领域等使用的模制品的制造方法特别有效，最终完成了本发明。
进而，具体地说，本发明涉及的模制品的制造方法是一种具有在基板上形成抗蚀剂层、用掩模进行曝光、显像的抗蚀剂图案形成步骤；按照在前述基板上形成的前述抗蚀剂图案，经电镀使金属结构体堆积的金属结构体形成步骤；以前述金属结构体为模具、形成树脂模制品的模制品形成步骤的树脂模制品的制造方法，其中前述抗蚀剂图案形成步骤具有在前述基板上形成第1抗蚀剂层并对该第1抗蚀剂层进行曝光的第1抗蚀剂图案形成步骤，和在前述第1抗蚀剂层上形成第2抗蚀剂层并对该第2抗蚀剂层进行曝光或者曝光、显像的第2抗蚀剂图案形成步骤。通过这种方法能够制造具有预期造型深度的精密、廉价的模制品。
在优选实施形态中，在上述模制品的制造方法的抗蚀剂图案形成步骤中，重复进行多次抗蚀剂图案形成步骤，直到抗蚀剂层形成预期的厚度。
又，上述的模制品制造方法还可以实行对位步骤，使在前述第2抗蚀剂图案形成步骤中用于曝光的掩模图案的位置对准成与在前述第1抗蚀剂图案形成步骤中用于曝光的掩模图案的位置呈相同位置。通过实行这一方法，能够提高模制品的造型精度。
又，也可对第1抗蚀剂层和第2抗蚀剂层使用不同感光度的抗蚀剂。这样能够防止抗蚀剂表面的宽度大于底部的宽度。
又，本发明涉及的制造方法在前述抗蚀剂图案形成步骤中用于曝光的光源为紫外线灯或激光时尤为适用。原因是紫外线灯及激光不同于同步加速辐射光发出的X射线，由于抗蚀剂层的曝光深度浅，不能一次对厚膜的抗蚀层进行曝光。
进而，由模制品形成步骤形成的树脂模制品的凹部深度以20至500μm为好，最好为50至300μm。
进而，根据本发明，上述目的之外的另一目的通过提供一种满足上述预定条件的树脂模制品来实现。
进而，根据本发明，上述目的之外的另一目的通过提供一种具有满足上述预定条件的流路图案、混合部图案或容器图案的树脂模制品来实现。
进而，根据本发明，上述目的之外的另一目的通过提供一种具有满足上述预定条件的电极、加热器、温度传感器的树脂模制品来实现。
进而，根据本发明，上述目的之外的另一目的通过提供一种满足上述预定条件的用于临床检查的涂片来实现。
进而，根据本发明，上述目的之外的另一目的通过提供一种具有满足上述预定条件的流路图案、混合部图案或容器图案的用于临床检查的涂片来实现。
进而，根据本发明，上述目的之外的另一目的通过提供一种具有满足上述预定条件的电极、加热器、温度传感器的用于临床检查的涂片来实现。这里用于临床检查的涂片是指诸如血液检查用涂片、尿检查用涂片或生化检查用涂片。
进而，根据本发明，上述目的之外的另一目的通过提供一种满足上述预定条件的用于组合化学的涂片来实现。
进而，根据本发明，上述目的之外的另一目的通过提供一种具有满足上述预定条件的流路图案、混合部图案或容器图案的用于组合化学的涂片来实现。
进而，根据本发明，上述目的之外的另一目的通过提供一种具有满足上述预定条件的电极、加热器、温度传感器的用于组合化学的涂片来实现。这里用于组合化学的涂片是指医学开发涂片或化学合成、分析用涂片。
进而，根据本发明，上述目的之外的另一目的通过提供一种满足上述预定条件的用于遗传基因相关的涂片来实现。
进而，根据本发明，上述目的之外的另一目的通过提供一种具有满足上述预定条件的流路图案、混合部图案或容器图案的用于遗传基因相关的涂片来实现。
进而，根据本发明，上述目的之外的另一目的通过提供一种具有满足上述预定条件的电极、加热器、温度传感器的用于遗传基因相关的涂片来实现。这里用于遗传基因相关的涂片是指诸如遗传基因放大用涂片。
另一方面，根据本发明涉及的金属模的制造方法是一种具有在基板上形成抗蚀剂层、用掩模进行曝光、显像的抗蚀剂图案形成步骤；按照在前述基板上形成的前述抗蚀剂图，经电镀使金属结构体进行堆积后形成金属模的金属形成步骤的金属模制造方法，其中，前述抗蚀剂图案形成步骤具有在前述基板上形成第1抗蚀剂层并对该第1抗蚀剂层进行曝光的第1抗蚀剂图案形成步骤和在前述第1抗蚀剂层上形成第2抗蚀剂层并对该第2抗蚀剂层进行曝光或曝光、显像的第2抗蚀剂图案形成步骤。通过这种方法能够制造具有预期造型深度的精密、廉价的金属模。
在优选实施形态中，在上述金属模制造方法的抗蚀剂图案形成步骤中，是直到抗蚀剂层形成预期的厚度为止，重复进行多次抗蚀剂图案形成步骤。
又，上述的金属模制造方法还可以实行对位步骤，即使在前述第2抗蚀剂图案形成步骤中用于曝光的掩模图案的位置对准成与在前述第1抗蚀剂图案形成步骤中用于曝光的掩模图案的位置呈相同位置。通过实行这一方法，能够提高金属模的造型精度。
又，也可对第1抗蚀剂层和第2抗蚀剂层使用不同感光度的抗蚀剂。这样能够防止抗蚀剂表面的宽度大于抗蚀剂底部的宽度。
附图说明
图1所示为本发明实施例中形成模制品的工序模式图；
图2所示为由图1所示的模制品形成工序制造的具有流路的模制品；
图3所示为由图1所示的模制品形成工序制造的具有流路及混合部的模制品；
图4所示为由图1所示的模制品形成工序制造的具有容器的模制品。
具体实施方式
下面对本发明进行详细说明。
本发明的树脂模制品可通过下列步骤制造，即在进行
(a)在基板上形成第1抗蚀剂层；
(b)用掩模对第1抗蚀剂层进行曝光；
(c)形成第2抗蚀剂层；
(d)掩模的对位；
(e)对第2抗蚀剂层进行曝光；
并在多次重复(c)～(e)的工序，形成预期的抗蚀剂厚度之后，经显像工序形成预期的抗蚀剂图案的抗蚀剂图案形成步骤；按照前述抗蚀剂图案，在前述基板上经电镀使金属结构体堆积的金属结构体形成步骤；以前述金属结构体为模具、形成树脂模制品的模制品形成步骤。
进一步就抗蚀剂图案形成步骤进行详细说明。
(a)关于在基板上形成第1抗蚀剂层的说明如下。在模制品形成步骤中得到的树脂模制品的平面度由抗蚀剂层向基板上的涂布工序决定。也就是说，在基板上形成了抗蚀剂层的那一刻的平面度可反映金属结构体、进而代表树脂模制品的平面度。
基板上形成第1抗蚀剂层的方法无任何限定，一般可用旋转涂层方式、倾斜方式、翻转方式、干抗蚀剂膜贴合等。其中旋转涂层方式是在旋转中的玻璃基板上涂布抗蚀剂的方式，具有能在直径超过300mm的玻璃基板上将抗蚀剂层进行高平面度涂布的优点。因此，从能实现高平面度的角度考虑，以用旋转涂层方式为好。
所用的抗蚀剂有负片型和正片型2种。无论哪种都能通过曝光条件改变对抗蚀剂的焦点深度，因此，例如在使用UV曝光装置的场合，最好将曝光时间、UV输出值对应抗蚀剂层的厚度、感光度，进行种类选择。
在所用的抗蚀剂为湿式抗蚀剂的场合，必须进行粘度调整。例如在由以旋转涂层方式获得预定抗蚀剂的厚度的场合，虽然提高抗蚀剂粘度的方法也起作用，但当涂布面积增大时，平面度有可能下降，因此，最好对应实际使用中所要求的平面度进行粘度调整。
第1抗蚀剂层的厚度，考虑到保持高平面度，应在10～50μm、最好在20～50μm的范围之内。
(b)关于使用掩模的第1抗蚀剂层的曝光说明如下。使用的掩模无任何限定，可使用乳化掩模、铬掩模等。在抗蚀剂图案形成步骤中，由使用的掩模可决定流路的宽度、深度、容器间隔以及容器宽度(或直径)、深度的尺寸与精度。而且，其尺寸与精度也可反映在树脂模制品上。因此，为了使树脂模制品的各项尺寸与精度为预定的值，就必须规定出掩模的尺寸与精度。提高掩模精度的方法无任何限定，例如可将用于形成掩模图案的激光光源的波长变得更短，但因设备费用昂贵、掩模制造费用变高，所以最好对应树脂模制品实际要求的精度进行适宜的规定。
用于曝光的光源最好为设备费用便宜的紫外线或激光。同步加速辐射光虽然曝光深度深，但设备费用昂贵，至使最终的树脂模制品价格昂贵，不实用于工业生产。
曝光时间、曝光强度等曝光条件因第1抗蚀剂层的材质、厚度等不同而变化，因此，最好对应得到的图案进行适宜的调节。尤其是为了对流路的宽度、深度、容器间隔以及容器宽度(或直径)、深度等图案的尺寸与精度施加影响，曝光条件的调节至关重要。又，为于根据抗蚀剂的种类不同而变化焦点深度，例如在使用UV曝光装置的场合，最好根据抗蚀剂的厚度、感光度选择曝光时间、UV输出值。
(c)关于第2抗蚀剂层的形成说明如下。形成第2抗蚀剂层的方法无任何限定，一般可用旋转涂层方式、倾斜方式、翻转方式、干抗蚀剂膜贴合等。在形成第2抗蚀剂层的场合，例如在实施旋转涂层方式时，与得到高平面度相反，往往在1次抗蚀剂层形成后得不到预期的抗蚀剂厚度及平面度。基板上的抗蚀剂厚度及平面度反映着金属结构体、尤其是树脂模制品的造型深度及平面度。为此，最好先在能保持高平面度的厚度的情况下形成第1抗蚀剂层，接着再以接近预期厚度为目标，形成能保持高平面度的厚度的第2抗蚀剂层。从而抗蚀剂层整体的平面度就能始终保持在高水平，尤其是树脂模制品的平面度能保持在高水平。
用于第2抗蚀剂层的抗蚀剂和用于第1蚀层的抗蚀剂相同与否均可。最好对应目标产品的形状、造型深度及精度进行适宜地选择。
(d)关于掩模的对位说明如下。掩模的对位是指为将第1抗蚀剂层上曝光后的掩模图案与第2抗蚀剂层上曝光的掩模图案的位置对准在同一位置所做的工作。
当抗蚀剂的厚度增大时，例如在使用UV曝光装置的场合，仅以1次的曝光有可能达不到充分的焦点深度。而本发明的方法是，仅以1次曝光所能达到的抗蚀剂厚度进行曝光，在达不到预期的抗蚀剂厚度时，通过重复多次抗蚀剂涂布、掩模对位、曝光，直到达到预期的抗蚀剂厚度，最终获得充分的焦点深度。
在进行掩模对位时，一旦第1抗蚀剂层上曝光后的掩模图案与第2抗蚀剂层上曝光的掩模图的位置发生错位，就会对模制品的造型精度造成很大影响，因此，对位误差范围以在±2μm范围内为好，最好在±1μm范围内。
提高掩模对位精度的方法无任何限定，如利用曝光、未曝光部分的光的衍射差的偏置调节方法等。作为提高掩模对位精度的其他方法，还有诸如先在基板上及指定位置上由激光划出记号，再用光学显微镜等确定相互的位置的提高精度的方法。
(e)关于第2抗蚀剂层的曝光说明如下。该曝光的光源及条件无论和对第1抗蚀剂层曝光的光源及条件相同与否均可。由于曝光光源、曝光时间及曝光强度等曝光条件因第2抗蚀剂层的材质、厚度等大幅度地变化，所以最好对应得到的图案进行适宜的调节。
重复进行前述从(c)到(e)的工序，直到获得预期的抗蚀剂层厚度。
在通过前述从(a)到(e)的工序得到预期的抗蚀剂厚度后，经显像工序可形成最终的抗蚀剂图案。显像工序虽可在第2抗蚀剂层之后多次实施，但从生产率及图案化精度的角度考虑，以只在最终形成抗蚀剂层之后实施1次为好。
显像最好使用对应于所用的抗蚀剂的、预定的显像液。显像时间、显像温度、显像液浓度等显像条件最好根据抗蚀剂厚度及图案形状进行适宜的调节。若为得到必要的深度而过度延长显像时间的话，容器间隔及容器宽度(或直径)将大于预定的尺寸。
当抗蚀剂层总体的厚度逐渐增大时，显像工序中表面的宽度(或直径)有可能变得宽于抗蚀剂底部的宽度(或直径)，因此，有时在形成各抗蚀剂层时，以分阶段地形成感光度不同的抗蚀剂分层为好。此时，例如，将靠近表面层的抗蚀剂的感光度提高得超过靠近底部层。更具体地说，作为感光度高的抗蚀剂，可以使用东京应化工业株式会社制的BMR C-1000PM；作为感光度低的抗蚀剂，可以使用东京应化工业株式会社制的PMER-N-CA3000PM。另外，也可通过改变抗蚀剂的干燥时间来调整感光度。例如，在使用东京应化工业株式会社制的BMR C-1000PM的场合，当旋转涂层后进行抗蚀剂干燥时，将第1层的干燥时间定在110℃环境下40分钟、第2层的干燥时间定在110℃环境下20分钟，可以提高第1层的感光度。
作为得到流路及混合部、容器等的深度、精度均匀的模制品的方法，例如有变更抗蚀剂涂布时用的抗蚀剂种类(正片型、负片型)的方法、研磨金属结构体表面的方法。
接着，关于金属结构体形成步骤进一步详细说明如下。金属结构体形成步骤是指按照抗蚀剂图案形成步骤得到的抗蚀剂图案进行金属堆积而得到金属结构体的工序。
此工序中，先按抗蚀剂图案形成导电膜。该导电膜的形成方法无任何限定，最好用蒸镀、溅射等。用做导电膜的导电材料可以是金、银、白金、铜等。
导电膜形成后，通过按抗蚀剂图案进行的金属电镀，形成堆积后的金属结构体。使金属堆积的电镀方法无特别限定，例如，可用电解镀、无电解镀等。使用的金属无特别限定，可用镍、铜、金，从经济性、耐久性的角度考虑，以使用镍为好。
可根据金属结构体表面状态进行研磨。因为怕灰尘附着在造型物表面，所以最好在研磨后进行超声波清洗。
又，为了改善金属结构体表面的状态，也可用脱模剂等进行表面处理。
接着，关于模制品形成步骤进一步详细说明如下。模制品形成步骤是以前述金属结构体为模具，形成树脂模制品的工序。
树脂模制品的形成方法无特别限定，例如有注射模制成形、冲压成形、单体浇铸成形、溶剂浇铸成形、由挤压成形的滚轧转写法等，而从生产率、模转印性的角度考虑，以采用注射模制成形为好。在以选择了预定尺寸的金属结构体为模具、以注射模制成形形成树脂模制品的场合，能够以高转印率将金属结构体的形状再现于树脂模制品上。
作为确认转印率的方法，可使用光学显微镜、扫描式电子显微镜(SEM)、透射式电子显微镜(TEM)等完成。
以金属结构体为模具，例如在以注射模制成形形成树脂模制品的场合，能够以1个金属结构体制成1万～5万、有时达20万个树脂模制品，可大幅度减轻制造金属结构体的费用负担。
又，注射模制成形1个周期所需时间短，为5秒～30秒，在提高生产率方面极其有效。若使用可同时在注射模制成形1个周期间形成多个树脂模制品的模制金属模的话，可进一步提高生产率。
上述成形方法可以将金属结构体作为金属模使用，也可以将金属结构体置于预先准备好的金属模内部来使用。
作为形成树脂模制品时使用的树脂材料无特别限定，例如有丙烯酸类树脂、聚乳酸、聚乙二醇酸、苯乙烯类树脂、丙烯酸·苯乙烯类聚合树脂(MS树脂)、聚碳酸脂类树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯类树脂；聚乙烯醇类树脂、乙撑·乙烯醇类聚合树脂、苯乙烯类弹性体等热塑性弹性体；氯乙烯类树脂、聚二甲基硅氧烷等的硅酮树脂等。
根据需要，这些树脂可含有润滑剂、光稳定剂、热稳定剂、防雾剂、颜料、阻燃剂、防静电剂、脱模剂、防阻塞剂、紫外线吸收剂、防氧化剂等1种或2种以上。
关于由前述成形方法得到的树脂模制品进一步说明如下。
关于树脂模制品的各种尺寸、精度最好根据实际使用中需要的数值，通过前述各工序进行适宜的调整。
模制品上的流路、混合部、容器等各种尺寸最好在下列范围之内。
模制品流路宽度的最小值取决于掩模的加工精度，从工业技术上说，通过使用X射线、激光等波长短的光可实现更微细化的加工，但本发明的目的在于向医疗领域、工业领域、生物技术领域广泛提供精密、廉价的模制品，所以从易于在工业生产上实现的角度考虑，宽度在5μm以上为好。
又，即使用于未规格化的多品种小批量的模制品生产，从提供精密、廉价的容器的角度考虑，宽度在5μm以上为好。
流路宽度的最大值无特别限定，但为了通过微细化缩短诊断时间、实现多项处理并使装置具有便携性，以在300μm以下为好。
模制品流路深度的最小值，为保证作为流路的功能，在5μm以上为好。
流路深度的最大值无特别限定，但在用于化学分析、DNA诊断等时，为了不失去通过流路宽度的微细化缩短诊断时间、实现多项处理并使装置具有便携性的优点，以在300μm以下为好。
模制品流路长度的最小值，在用于化学分析、DNA诊断等时，为保证具有试料导入、分离(解析)的功能，以在5mm以上为好。
流路长度的最大值无特别限定，但在用于化学分析、DNA诊断等时，为了不失去通过缩短流路长度缩短诊断时间、实现多项处理并使装置具有便携性的优点，以在300mm以下为好。
模制品容器间隔的最小值取决于掩模的加工精度，从工业技术上说，通过使用X射线、激光等波长短的光无疑可实现更微细化的加工。但本发明的目的在于向医疗领域、工业领域、生物技术领域广泛提供精密、廉价的模制品，所以从易于实现工业生产的角度考虑，容器间隔在5μm以上为好。
又，容器间隔的最小值，例如，也有可根据血液检查装置的定位精度而定的，所以最好根据装置的规格进行适宜的选择。
又，即使用于未规格化的多品种小批量的生产，从提供精密、廉价的容器的角度考虑，在5μm以上为好。
容器的最大值无特别限定，但为通过容器的小型化实现多项处理并使装置具有便携性，以在10,000μm以下为好。
根据上述理由，模制品的容器宽度(或直径)也同样，最小值在5μm以上、最大值在10,000μm以下为好。
模制品容器深度的最小值无特别限定，但为保证具有容器的功能，以在10μm以上为好。
容器深度的最大值，例如，为了进行多次抗蚀剂层涂布、得到充分的焦点深度，通过使用曝光光源为X射线等的激光等无疑可以得到更深的造型。但本发明的目的在于向医疗领域、工业领域、生物技术领域广泛提供精密、廉价的容器，所以从易于实现工业生产的角度考虑，深度在1000μm以下为好。
模制品平面度的最小值，从易于实现工业生产的角度考虑，在1μm以上为好。
模制品平面度的最大值例如从不影响将该模制品与其他基板贴合使用的角度考虑，以在200μm以下为好。
模制品流路的宽度或深度的尺寸精度，从易于实现工业生产的角度考虑，以在±0.5～10％的范围内为好。
模制品容器间隔、容器宽度(或直径)、深度的尺寸精度，从易于实现工业生产的角度考虑，以在±0.5～10％的范围内为好。
模制品度的尺寸精度，从易于实现工业生产的角度考虑，以在±0.5～10％的范围内为好。
对模制品的厚度无特别限定，但考虑到注射成形方法的取出时的破损、加工时的破损、变形、应变，以在0.2～10mm的范围内为好。
模制品的尺寸无特别限定，但在以平板印刷法形成抗蚀剂图案的场合，例如在以旋转涂层法形成抗蚀剂层时，最好根据可从直径400mm的范围内拿取的需要进行适宜的选择。
作为通过本发明得到的树脂模制品的用途，无特别限定，例如有化学分析用；DNA诊断用；检体容器、抗体容器、试剂容器等医疗用；微粒子排列等工业用；细胞处理等生物技术用；反应容器等自动化学分析等用。
医疗领域，尤其在用于需要抗血栓性(抗血小板附着)及细胞毒性试验中的所谓“有害性排除”的活体适合性时，以使用已知的具有抗血栓性作用的材料及实施了表面处理的为好。
作为通过表面处理提高活体适合性的方法，可采用在以注射模制形成模制品后，通过溅射使SiO2膜堆积后、再通过热氧化生成SiO2膜、使其具有活体适合性的方法。
树脂模制品形成之后，在医疗领域、尤其在临床检查领域中用于生化分析、DNA诊断领域的场合，有时需要在树脂模制品上进行加温、反应、信号检测等处理。
作为在树脂模制品上进行加温或反应处理的方法，可采用通过溅射形成电极图案、由装置进行电压加载的方法及配置加热器的方法。又，当进行加温或反应处理时，有时需要温度控制，可考虑配置温度传感器。在进行信号检测时，可考虑配置光电二极管。
在医疗领域、尤其在临床检查领域中用于生化分析、DNA诊断领域的场合，需要一种能通过流路的微细化缩短诊断所需时间的模制品，而通过使用由本发明得到的树脂模制品即可满足要求。
由本发明得到的树脂模制品的特点是精密、廉价，在用于生化分析、DNA诊断领域等、尤其通过用于手术室、床边、家庭、或街道诊所等，可在产业上大量使用方面功效显著。
在工业领域，正在进行为通过提高道路标识等使用的循环反射板的反射功效，使目视性提高；或为通过提高电视、电脑等显示画面的亮度，实现鲜明的图像的研究开发。
作为解决这一要求的方式之一，可从显示板或显示画面上10μm～100μm的范围中将选择了预定尺寸的聚合体粒子排成一列。若使聚合体粒子以一列且其彼此相接的密度进行排列的话，对于从正面或斜方向的入射光，通过利用聚合体粒子与间隔的空气的折射率，能使横向散乱的光向正面方向循环反射，从而使正面亮度增强、目视性提高。
现有技术对实现容器的微细化存在限度，生产率低，因而存在着无法将选择了预定尺寸的聚合体粒子以一列且其彼此相接的密度进行排列的缺欠，而通过使用本发明的树脂模制品就能实现。
例如，在使粒子径为40μm的聚合体粒子以一列且其彼此相接的密度进行排列的场合，可通过例如容器间隔10μm、容器直径45μm、深度25μm、平面度10μm以内、尺寸精度±5％之内的树脂模制品来实现。
当预先在粒子径40μm±5％之内将聚合体粒子进行分级后，一旦将该聚合体粒子涂在上述容器上，该聚合体粒子便以1个容器中存放1个聚合体粒子的形式形成均匀分散于模制品整体的状态。
将此状态的树脂模制品容器，例如通过贴合在表面涂了粘接剂的循环反射板用基板等上，能使聚合体粒子以一层且其彼此相接的密度进行排列。在将树脂模制品刚刚贴合在循环反射板用基板等上之后，粒子保持在容器间隔10μm的距离，而通过粘接剂硬化前的表面张力作用，粒子将呈彼此逐渐相接的状态。
由本发明得到的树脂模制品的特点是精密、廉价。在用于循环反射板等的聚合体粒子排列时，可以重复使用，即使在树脂模制品表面发生污染、变形等缺陷时废弃掉换用新品，也能大大抑制高成本，因此，在能广泛应用于道路标识的循环反射板或电脑的显示画面等工业生产上来说，功效显著。
另一方面，在生物技术领域，为将多量细胞的融合同时进行，使在大小、细胞膜的厚度及活性度的不同等方面具有固体差异的细胞完全地确实地融合并非易事，存在着需要为分选未融合细胞与融合细胞而投入人力的问题。
作为解决这一需要的方式之一，以匹配1对(2个)细胞，使多个细胞有效地融合的模制品，使用本发明的树脂模制品即可实现。
当处理细胞的大小在20μm～100μm的场合，首先，以上述制造方法制出例如容器间隔800μm、容器宽度250μm、深度250μm、平面度50μm之内、尺寸精度±5％之内的基板。然后，为了对每个容器设置独立的电极，例如通过溅射，在按电极的图案进行掩模后，实现使电极材料(如Pt+W/Cr)、电极氧化膜(如SiO2)依次堆积的树脂模制品。
在液体中将预定的细胞定位在上述容器的各个上，通过由设于各容器上的一对电极和其上所加的电压得到的电气信息，能按每个容器进行检测。
由本发明得到的树脂模制品的特点是精密、廉价。该模制品可重复使用，即使在基板表面发生污染、变形等缺陷时废弃掉换用新品，也能大大抑制高成本，在以节省劳力、缩短处理时间的工作效率为重要方面的功效显著。
由本发明得到的树脂模制品的特点是精密、廉价。在医疗领域、工业领域、生物技术领域之外，还有望广泛应用于所谓组合化学的自动化学分析领域。尤其能在检体量采样微量化的同时大幅度减少废弃时的废弃液，从环保的角度看也有显著作用。
在由本发明的制造方法制出金属结构体及树脂模制品后，在金属结构体及树脂模制品的壁面的全部或部分地方，虽会存在多个抗蚀剂层的边界痕迹形成与基板平行的线状痕的现象，但在实用上无任何问题。
实施例
关于按照本发明形成树脂模制品的方法参照附图说明如下。
图1(a)中，首先在基板1上进行以有机材料(クラリァントジャパン制「AZP4400」)为底的第1次抗蚀剂涂布，在形成抗蚀剂层2后，用按预期容器的掩模图案加工成的掩模3，通过UV曝光装置(ゥシォュ-テック制「UPE-500S」波长365nm、照度20mV/cm2)，对前述抗蚀剂层2进行UV光的第1次曝光。
接着如图1(b)所示，在抗蚀剂层2上进行以有机材料为底的第2次抗蚀剂涂布、形成抗蚀剂层2。之后，进行掩模位置呈与第1次曝光时的掩模图案相同位置状的对位，再用掩模3通过UV曝光装置对前述抗蚀剂层2进行UV光的第2次曝光。为得到预期的抗蚀剂厚度，根据需要多次重复前述工序。
接着如图1(c)所示，将具有前述抗蚀剂层2的基板1进行显像，在基板1上形成抗蚀剂图案4(显像液：クラリァントジャパン制「AZ400K显像剂」)。
然后，如图1(d)所示，对具有前述抗蚀剂图案4的基板1表面进行蒸镀或溅射，使抗蚀剂图案的表面堆积由银形成的导电膜。此工序中，也可堆积其他如白金、金、铜等。
接着如图1(e)所示，将具有前述抗蚀剂图案4的基板1浸入电镀液中进行电镀，使抗蚀剂图案的谷间堆积Ni结构体6。此工序中，也可堆积其他如铜、金等。接着，如图1(f)所示，去除基板1和抗蚀剂图案4，得到Ni结构体6。
如图1(g)所示，将得到的Ni结构体6作为金属模具，以注射成形将塑料材料填充在Ni结构体6中，得到塑料模制体7。
《实施例1》[具有流路的模制品的制造]
按照图1所示的形成模制品的方法将抗蚀剂层形成步骤重复3次，便在如图2所示的横60mm×竖50mm、厚1.5mm的基板上制造出具有宽100μm、深度100μm的流路的模制品。
《实施例2》[具有流路及混合部的模制品的制造]
按照图1所示的形成模制品的方法将抗蚀剂层形成步骤重复3次，便在如图3所示的横50mm×竖70mm、厚1.5mm的基板上制造出具有宽100μm、深度100μm的流路及混合部的模制品。
《实施例3》[具有容器的模制品的制造]
按照图1所示的形成模制品的方法将抗蚀剂层形成步骤重复7次，便在如图4所示的横60mm×竖40mm、厚1.5mm的基板上制造出具有宽200μm、深度250μm的容器的模制品。
由本发明得到的模制品同现有的模制品相比，可实现高的尺寸精度等。又因这种模制品在实现精密的同时能够廉价地制造，所以在能够发扬努力控制制造成本的优点而大量应用于生产方面功效显著。
工业上的可利用性
如上所述，本发明的方法作为医疗领域、工业领域、生物技术领域等的诊断、反应、分离、计量时使用的树脂模制品的制造方法极其有效。由本发明得到的模制品、尤其在医疗领域使用的树脂模制品，通过其微细的结构，可缩短测定时间、减少采样、并行处理，因此能有效地应用于医院的临床检查科、病床边、手术室、街道诊所、家庭等的诊断方面。

Claims (26)

1.一种树脂模制品的制造方法，具有在基板上形成抗蚀剂层、用掩模进行曝光、显像的抗蚀剂图案形成步骤；按照在所述基板上形成的所述抗蚀剂图案，经电镀使金属结构体堆积的金属结构体形成步骤；以所述金属结构体为模具、形成树脂模制品的模制品形成步骤，其特征是，所述抗蚀剂图案形成步骤具有：
在所述基板上形成第1抗蚀剂层并对该第1抗蚀剂层进行曝光的第1抗蚀剂图案形成步骤，
在所述第1抗蚀剂层上形成第2抗蚀剂层并对该第2抗蚀剂层进行曝光或者曝光、显像的第2抗蚀剂图案形成步骤。
2.根据权利要求1所述的树脂模制品的制造方法，其特征是，在所述抗蚀剂图案形成步骤中，重复进行多次抗蚀剂图案形成步骤，直到抗蚀剂层形成预期的厚度。
3.根据权利要求1所述的树脂模制品的制造方法，其特征是，进一步具有对位步骤，使在所述第2抗蚀剂图案形成步骤中用于曝光的掩模图案的位置对准成与在所述第1抗蚀剂图案形成步骤中用于曝光的掩模图案的位置呈相同位置。
4.根据权利要求1所述的树脂模制品的制造方法，其特征是，第1抗蚀剂层和第2抗蚀剂层使用不同感光度的抗蚀剂。
5.根据权利要求1所述的树脂模制品的制造方法，其特征是，在所述抗蚀剂图案形成步骤中用于曝光的光源为紫外线灯或激光。
6.根据权利要求1所述的树脂模制品的制造方法，其特征是，由所述模制品形成步骤形成的树脂模制品的凹部深度为20至500μm。
7.根据权利要求1所述的树脂模制品的制造方法，其特征是，由所述模制品形成步骤形成的树脂模制品的凹部深度为50至300μm。
8.根据权利要求1～7中任何一项所述的制造方法得到的树脂模制品。
9.根据权利要求8所述的树脂模制品，其特征是，具有流路图案、混合部图案、容器图案中至少一种图案。
10.根据权利要求8或9所述的树脂模制品，其特征是，具有电极、加热器、温度传感器中至少一种图案。
11.根据权利要求1～7中任何一项所述的制造方法得到的用于临床检查的涂片。
12.根据权利要求11所述的用于临床检查的涂片，其特征是，具有流路图案、混合部图案、容器图案中至少一种图案。
13.根据权利要求11或12所述的用于临床检查的涂片，其特征是，具有电极、加热器、温度传感器中至少一种图案。
14.根据权利要求11、12或13所述的用于临床检查的涂片，其特征是，是血液检查用涂片、尿检查用涂片或生化检查用涂片的任意一种。
15.根据权利要求1～7中任何一项所述的制造方法得到的用于组合化学的涂片。
16.根据权利要求15所述的用于组合化学的涂片，其特征是，具有流路图案、混合部图案、容器图案中至少一种图案。
17.根据权利要求15或16所述的用于组合化学的涂片，其特征是，具有电极、加热器、温度传感器中至少一种图案。
18.根据权利要求15、16或17所述的用于组合化学的涂片，其特征是，是医药开发涂片或化学合成、分析用涂片。
19.根据权利要求1～7中任何一项所述的制造方法得到的用于遗传基因相关的涂片。
20.根据权利要求19所述的用于遗传基因相关的涂片，其特征是，具有流路图案、混合部图案、容器图案中至少一种图案。
21.根据权利要求19或20所述的用于遗传基因相关的涂片，其特征是，具有电极、加热器、温度传感器中至少一种图案。
22.根据权利要求19、20或21所述的用于遗传基因相关的涂片，其特征是，是遗传基因放大用涂片。
23.一种金属模的制造方法，具有包括在基板上形成抗蚀剂层、用掩模进行曝光、显像的抗蚀剂图案形成步骤；按照在所述基板上形成的所述抗蚀剂图案，经电镀使金属结构体堆积并形成金属模的金属形成步骤；其特征是，所述抗蚀剂图案形成步骤具有：
在所述基板上形成第1抗蚀剂层并对该第1抗蚀剂层进行曝光的第1抗蚀剂图案形成步骤，
在所述第1抗蚀剂层上形成第2抗蚀剂层并对该第2抗蚀剂层进行曝光或曝光、显像的第2抗蚀剂图案形成步骤。
24.根据权利要求23所述的金属模的制造方法，其特征是，在所述抗蚀剂图案形成步骤中，重复进行多次抗蚀剂图案形成步骤，直到抗蚀剂层形成预期的厚度。
25.根据权利要求23所述的金属模的制造方法，其特征是，进一步具有对位步骤，使在所述第2抗蚀剂图案形成步骤中用于曝光的掩模图案的位置对准成与在所述第1抗蚀剂图案形成步骤中用于曝光的掩模图案的位置呈相同位置。
26.根据权利要求23所述的金属模的制造方法，其特征是，第1抗蚀剂层和第2抗蚀剂层使用不同感光度的抗蚀剂。
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