JP2003215140A - マイクロチップの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロチップを構成するガラス基板の接合
面を光学平面となるよう研磨することなくマイクロチッ
プを製造することができるマイクロチップの製造方法を
提供する。 【解決手段】 マイクロチップ１００は、一方の面に両
端が夫々二又に分岐した溝１が形成されたガラス基板６
から成るベースプレート２と、ベースプレート２の一方
の面に接合されたガラス基板７から成るカバープレート
４とを備える。カバープレート４は、溝１の対応位置に
試料注入・排出用の貫通穴３を４つ有する。溝１は、マ
イクロチップ１００の微細流路５を構成する。ガラス基
板６とガラス基板７は温度粘性曲線が互いに異なる。マ
イクロチップ１００は、ガラス基板６及びガラス基板７
を所定温度に加熱しながら接合することにより製造す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロチップの
製造方法に関し、特に熱レンズ効果を利用した光熱変換
吸光分析法使用するマイクロチップの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、化学反応の高速化や微少量で
の反応、オンサイト分析等の観点から、化学反応を微小
空間で行うための集積化技術が注目されており、そのた
めの研究が精力的に進められている。

【０００３】このような集積化技術の１つとして、マイ
クロチップ内部の微細流路で液中試料の混合、反応、分
離、抽出、検出等を行うマイクロ化学システムがある。

【０００４】マイクロチップは、溝が形成されたガラス
基板上に、試料注入・排出用小穴が溝の対応位置に配置
された他のガラス基板を接合したものをいい、接合後そ
の溝部分が、前述の微細流路を形成するものである。ま
た、マイクロチップを構成する２枚のガラス基板の接合
方法としては、フッ酸水溶液又は無水ケイ酸を片方のガ
ラス基板に滴下し、もう一方のガラス基板を張り合わせ
て長時間荷重を印加して接合するものや、アルカリ（Ｎ
ａＯＨ等）で両方のガラス基板表面を洗浄し、軽い圧を
加えることで接合するものや、高真空下で両方のガラス
基板表面をエネルギービームを照射することで活性化さ
せて接合するものなどが知られている。

【０００５】このようなマイクロ化学システムにおいて
は、試料の量が微量であるので、試料の高感度な検出方
法が必須である。このような方法として、いわゆる熱レ
ンズ効果を利用した光熱変換吸光分析法が確立されてい
る。この熱レンズ効果を利用した光熱変換分光分析法
は、このマイクロチップ内部の微細な流路を流れる試料
に集光するようにマイクロチップ表面に光を照射し、照
射された光を試料中の溶質が吸収して熱エネルギーを放
出し、この熱エネルギーによって溶媒が局所的に温度上
昇することによって屈折率が変化し、もって熱レンズが
形成される光熱変換効果を利用するものである。

【０００６】具体的には、マイクロチップを顕微鏡の対
物レンズの下方に配置し、励起光源から出力された所定
波長の励起光を顕微鏡に入射する。この励起光を顕微鏡
の対物レンズによりマイクロチップ内部の微細な流路内
の試料溶液に集光照射する。集光照射された励起光の焦
点位置は溶液試料中に在り、この焦点位置を中心として
熱レンズが形成される。

【０００７】一方、検出光源から出力された波長が励起
光と異なる検出光を顕微鏡に入射する。この検出光を励
起光と同様に顕微鏡の対物レンズによって集光する。

【０００８】こうすることにより、熱レンズが凹レンズ
の効果を有するときに、検出光は試料溶液を透過して発
散し、熱レンズが凸レンズの効果を有するときに、検出
光は試料溶液を透過して集光する。この発散又は集光し
た検出光が集光レンズとフィルタ又はフィルタのみを介
して検出器に受光されると、検出器は、受光した光を熱
レンズ信号として検出する。即ち、この熱レンズ信号の
強度が、試料溶液において形成された熱レンズに応じた
ものとなる。なお、検出光は励起光と同じ波長のもので
もよく、また、励起光が検出光を兼ねることもできる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
光熱変換吸光分析法によりマイクロチップ内部の微細な
流路内の液中試料の検出を行うには、マイクロチップを
構成する２枚のガラス基板が接合されている面（以下、
接合面という。）と、接着面と反対側の表面であって、
励起光及び検出光が入射・透過する面とで、励起光及び
検出光が散乱・反射しないようにしなければならない。

【００１０】このため、従来のいずれの接合方法におい
ても、マイクロチップを構成するガラス基板の両方の接
合面とも、光学平面となるように研磨する必要があっ
た。

【００１１】本発明の目的は、マイクロチップを構成す
るガラス基板の接合面を光学平面となるよう研磨するこ
となくマイクロチップを製造することができるマイクロ
チップの製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載のマイクロチップの製造方法は、一方
の面に溝が有する板状の第１のガラス基板の前記一方の
面に、前記溝の対応位置に少なくとも２つの貫通孔を有
する板状の第２のガラス基板を接合する接合ステップを
備えるマイクロチップの製造方法であって、前記第１の
ガラス基板と前記第２のガラス基板は、温度粘性曲線が
互いに異なり、前記接合ステップは、前記接合を前記第
１のガラス基板及び前記第２のガラス基板を所定温度に
加熱することにより行うことを特徴とする。

【００１３】請求項１記載のマイクロチップの製造方法
によれば、温度粘性曲線が互いに異なる第１のガラス基
板と第２のガラス基板を所定温度に加熱することにより
接合するので、この２種のガラス基板表面の接合面を加
熱前に光学平面に研磨しなくても、光熱変換吸光分析法
に使用できる程度の光学特性を有するマイクロチップを
作製することができる。

【００１４】請求項２記載のマイクロチップの製造方法
は、請求項１記載のマイクロチップの製造方法におい
て、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板の各
々は、線膨張係数の差が１９×１０^-7/℃以下であるこ
とを特徴する。

【００１５】請求項２記載のマイクロチップの製造方法
によれば、第１のガラス基板と第２のガラス基板の各々
は、線膨張係数の差が１９×１０^-7/℃以下であるの
で、接合時に熱膨張率の違いによりマイクロチップ１０
０に反りやクラックが生じることを防ぐことができる。

【００１６】請求項３記載のマイクロチップの製造方法
は、請求項１又は２記載のマイクロチップの製造方法に
おいて、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板
は、化学的耐久性が強いことを特徴する。

【００１７】請求項３記載のマイクロチップの製造方法
によれば、第１のガラス基板と第２のガラス基板は、化
学的耐久性が強いので、細胞等の生体試料、例えばＤＮ
Ａ解析用としての用途でマイクロチップを使用すること
ができる。

【００１８】請求項４記載のマイクロチップの製造方法
は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマイクロチ
ップの製造方法において、前記所定温度は、前記第１の
ガラス基板の粘度（Ｌｏｇη）が１１未満、前記第２の
ガラス基板の粘度（Ｌｏｇη）が１１より大きい温度で
あることを特徴とする。

【００１９】請求項４記載のマイクロチップの製造方法
によれば、接合する際の所定温度は、第１のガラス基板
の粘度（Ｌｏｇη）が１１未満、第２のガラス基板の粘
度（Ｌｏｇη）が１１＜Ｌｏｇηとなる温度であるの
で、第２のガラス基板は、表面形状が変化しない程度の
粘度を有するため、マイクロチップの測定面の光学特性
を保持することができる。また、第１のガラス基板は、
接合時、表面の粘性が低くなり、その表面が第２のガラ
ス基板の表面に追随する結果、この２種のガラス基板表
面の接合面を加熱前に光学平面に研磨しなくても、光熱
変換吸光分析法に使用できる程度の光学特性を有するマ
イクロチップを作製することができる。

【００２０】請求項５記載のマイクロチップの製造方法
は、請求項４記載のマイクロチップの製造方法におい
て、前記所定温度は、前記第１のガラス基板の軟化点の
温度より低いことを特徴とする。

【００２１】請求項５記載のマイクロチップの製造方法
によれば、接合する際の所定温度は、第１のガラス基板
の軟化点の温度より低いので、第１のガラス基板はその
形状を維持することができる。

【００２２】請求項６記載のマイクロチップの製造方法
は、請求項４又は５記載のマイクロチップの製造方法に
おいて、前記所定温度は、前記第１のガラス基板の粘度
（Ｌｏｇη）が８．８≦Ｌｏｇη≦１０．８である温度
であることを特徴とする。

【００２３】請求項６記載のマイクロチップの製造方法
によれば、接合する際の所定温度は、第１のガラス基板
の粘度（Ｌｏｇη）が８．８≦Ｌｏｇη≦１０．８であ
る温度であるので、マイクロチップ１００の溝加工精度
を高精度に維持することができる。

【００２４】請求項７記載のマイクロチップの製造方法
は、請求項４乃至６のいずれか１項に記載のマイクロチ
ップの製造方法において、前記接合の前に前記第１のガ
ラス基板の他方の面に離型剤を塗布する塗布ステップを
含み、前記接合の後に前記第１のガラスの一方の面を研
磨することを特徴とする。

【００２５】請求項７記載のマイクロチップの製造方法
によれば、接合の前に第１のガラス基板の他方の面に離
型剤を塗布し、前記接合の後に第１のガラスの一方の面
を研磨するので、少ない部材で確実に光熱変換吸収分析
をすることができるマイクロチップを製造することがで
きる。

【００２６】請求項８記載のマイクロチップの製造方法
は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマイクロチ
ップの製造方法において、前記所定温度は、前記第２の
ガラス基板の粘度（Ｌｏｇη）が１１未満、前記第１の
ガラス基板の粘度（Ｌｏｇη）が１１＜Ｌｏｇηとなる
温度であることを特徴とする。

【００２７】請求項８記載のマイクロチップの製造方法
によれば、所定温度は、第２のガラス基板の粘度（Ｌｏ
ｇη）が１１未満、第１のガラス基板の粘度（Ｌｏｇ
η）が１１＜Ｌｏｇηとなる温度であるので、第１のガ
ラス基板は、表面形状が変化しない程度の粘度を有する
ため、接合時に第１のガラス基板の底に離型剤を塗布し
たり、第１のガラス基板及び第２のガラス基板以外のガ
ラス基板を使用しなくてもマイクロチップを作製するこ
とができる。また、接合時、第１のガラス基板は、表面
の粘性が低くなり、その表面が第２のガラス基板の表面
に追随する結果、この２種のガラス基板表面の接合面を
加熱前に光学平面に研磨しなくても、光熱変換吸光分析
法に使用できる程度の光学特性を有するマイクロチップ
を作製することができる。

【００２８】請求項９記載のマイクロチップの製造方法
は、請求項８記載のマイクロチップの製造方法におい
て、前記所定温度は、前記第２のガラス基板の軟化点の
温度より低いことを特徴とする。

【００２９】請求項９記載のマイクロチップの製造方法
によれば、所定温度は、第２のガラス基板の軟化点の温
度より低いので、第２のガラス基板はその形状を維持す
ることができる。

【００３０】請求項１０記載のマイクロチップの製造方
法は、請求項９記載のマイクロチップの製造方法におい
て、前記接合ステップは、前記接合の後に、前記第１の
ガラス基板と接合する前記第２のガラス基板の面と反対
側の面を研磨することを特徴とする。

【００３１】請求項１０記載のマイクロチップの製造方
法によれば、接合の後に、第１のガラス基板と接合する
第２のガラス基板の面と反対側の面を研磨するので、接
合の際の加熱後の第２のガラス基板の表面を、光熱変換
吸光分析法に使用できる程度の光学特性とすることがで
きる。

【００３２】上記目的を達成するために、請求項１１記
載のマイクロチップの製造方法は、スリットを有する板
状の第１のガラス基板の一方の面に、前記スリットの対
応位置に少なくとも２つの貫通孔を有する板状の第２の
ガラス基板を接合し、前記第一のガラス基板の他方の面
に前記第２のガラス基板と同じ材料からなる板状の第３
のガラス基板を接合する接合ステップを備えるマイクロ
チップの製造方法であって、前記第１のガラス基板と、
前記第２のガラス基板及び前記第３のガラス基板とは、
温度粘性曲線が互いに異なり、前記接合ステップは、前
記接合を前記第１のガラス基板〜前記第３のガラス基板
を所定温度に加熱することにより行うことを特徴とす
る。

【００３３】請求項１１記載のマイクロチップの製造方
法によれば、第１のガラス基板と、第２のガラス基板及
び第３のガラス基板とは、温度粘性曲線が互いに異な
り、接合を第１のガラス基板〜第３のガラス基板を所定
温度に加熱することにより行うので、接合後、表面研磨
等をしなくてもマイクロチップを作製することができ
る。

【００３４】請求項１２記載のマイクロチップの製造方
法は、請求項１１記載のマイクロチップの製造方法にお
いて、前記第１のガラス基板〜前記第３のガラス基板の
各々は、線膨張係数の差が１９×１０^-7/℃以下である
ことを特徴する。

【００３５】請求項１２記載のマイクロチップの製造方
法によれば、第１のガラス基板〜第３のガラス基板の各
々は、線膨張係数の差が１９×１０^-7/℃以下であるの
で、接合時に熱膨張率の違いによりマイクロチップ１０
０に反りやクラックが生じることを防ぐことができる。

【００３６】請求項１３記載のマイクロチップの製造方
法は、請求項１１又は１２記載のマイクロチップの製造
方法において、前記第１のガラス基板〜前記第３のガラ
ス基板は、化学的耐久性が強いことを特徴する。

【００３７】請求項１３記載のマイクロチップの製造方
法によれば、第１のガラス基板〜第３のガラス基板は、
化学的耐久性が強いので、細胞等の生体試料、例えばＤ
ＮＡ解析用としての用途でマイクロチップを使用するこ
とができる。

【００３８】請求項１４記載のマイクロチップの製造方
法は、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のマイ
クロチップの製造方法において、前記所定温度は、前記
第１のガラス基板の粘度（Ｌｏｇη）が１１未満、前記
第２のガラス基板及び第３のガラス基板の粘度（Ｌｏｇ
η）が１１＜Ｌｏｇηとなる温度であることを特徴とす
る。

【００３９】請求項１４記載のマイクロチップの製造方
法によれば、所定温度は、第１のガラス基板の粘度（Ｌ
ｏｇη）が１１未満、第２のガラス基板及び第３のガラ
ス基板の粘度（Ｌｏｇη）が１１＜Ｌｏｇηとなる温度
であるので、第２のガラス基板及び第３のガラス基板
は、表面形状が変化しない程度の粘度を有するため、マ
イクロチップの測定面の光学特性を保持することができ
る。また、第１のガラス基板は、接合時、表面の粘性が
低くなり、その表面が第２のガラス基板及び第３のガラ
ス基板の表面に追随する結果、この２種のガラス基板表
面の接合面を加熱前に光学平面に研磨しなくても、光熱
変換吸光分析法に使用できる程度の光学特性を有するマ
イクロチップを作製することができる。

【００４０】請求項１５記載のマイクロチップの製造方
法は、請求項１４記載のマイクロチップの製造方法にお
いて、前記所定温度は、前記第１のガラス基板の軟化点
の温度より低いことを特徴とする。

【００４１】請求項１５記載のマイクロチップの製造方
法によれば、所定温度は、第１のガラス基板の軟化点の
温度より低いので、第１のガラス基板はその形状を維持
することができる。

【００４２】請求項１６記載のマイクロチップの製造方
法は、請求項１４又は１５記載のマイクロチップの製造
方法において、前記所定温度は、前記第１のガラス基板
の粘度（Ｌｏｇη）が８．８≦Ｌｏｇη≦１０．８であ
る温度であることを特徴とする。

【００４３】請求項１６記載のマイクロチップの製造方
法によれば、所定温度は、第１のガラス基板の粘度（Ｌ
ｏｇη）が８．８≦Ｌｏｇη≦１０．８である温度であ
るので、マイクロチップ１００の溝加工精度を高精度に
維持することができる。

【００４４】請求項１７記載のマイクロチップの製造方
法は、請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載のマイ
クロチップの製造方法において、前記接合の後に前記第
２，３のガラスの表面を研磨することを特徴とする。

【００４５】請求項１７記載のマイクロチップの製造方
法によれば、前記接合の後に前記第２，３のガラスの表
面を研磨するので、確実に光熱変換吸収分析をすること
ができるマイクロチップを製造することができる。

【００４６】請求項１８記載のマイクロチップの製造方
法は、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のマイ
クロチップの製造方法において、前記所定温度は、前記
第２のガラス基板及び前記第３のガラス基板の粘度（Ｌ
ｏｇη）が１１未満、前記第１のガラス基板の粘度（Ｌ
ｏｇη）が１１＜Ｌｏｇηとなる温度であることを特徴
とする。

【００４７】請求項１８記載のマイクロチップの製造方
法によれば、接合する際の所定温度は、第２のガラス基
板及び前記第３のガラス基板の粘度（Ｌｏｇη）が１１
未満、第１のガラス基板の粘度（Ｌｏｇη）が１１＜Ｌ
ｏｇηとなる温度であるので、第１のガラス基板は、表
面形状が変化しない程度の粘度を有するため、接合時
に、表面の粘性が低くなり、その表面が第２のガラス基
板の表面に追随する結果、この２種のガラス基板表面の
接合面を加熱前に光学平面に研磨しなくても、光熱変換
吸光分析法に使用できる程度の光学特性を有するマイク
ロチップを作製することができる。

【００４８】請求項１９記載のマイクロチップの製造方
法は、請求項１８項に記載のマイクロチップの製造方法
において、前記所定温度は、前記第２のガラス基板及び
前記第３のガラス基板の軟化点の温度より低いことを特
徴とする。

【００４９】請求項１９記載のマイクロチップの製造方
法によれば、第２のガラス基板及び第３のガラス基板の
軟化点の温度より低いので、第２のガラス基板及び第３
のガラス基板はその形状を維持することができる。

【００５０】請求項２０記載のマイクロチップの製造方
法は、請求項１９項に記載のマイクロチップの製造方法
において、前記接合ステップは、前記接合の後に、前記
第１のガラス基板と接合する前記第２のガラス基板の面
と反対側の面を研磨することを特徴とする。

【００５１】請求項２０記載のマイクロチップの製造方
法によれば、接合の後に、第１のガラス基板と接合する
第２のガラス基板の面と反対側の面を研磨するので、接
合の後の第２のガラス基板の表面を、光熱変換吸光分析
法に使用できる程度の光学特性とすることができる。

【００５２】

【発明の実施の形態】本発明者は、上記目的を達成すべ
く鋭意研究を行った結果、一方の面に溝が有する板状の
第１のガラス基板の前記一方の面に、前記溝の対応位置
に少なくとも２つの貫通孔を有する板状の第２のガラス
基板を接合する接合ステップを備えるマイクロチップの
製造方法であって、前記第１のガラス基板と前記第２の
ガラス基板は、温度粘性曲線が互いに異なり、前記接合
ステップは、前記接合を前記第１のガラス基板及び前記
第２のガラス基板を所定温度に加熱することにより行う
と、この２種の基板表面の接合面を加熱前に光学平面に
研磨しなくても、光熱変換吸光分析法に使用できる程度
の光学特性を有するマイクロチップを作製することがで
きることを見出した。

【００５３】また、本発明者は、スリットを有する板状
の第１のガラス基板の一方の面に、スリットの対応位置
に少なくとも２つの貫通孔を有する板状の第２のガラス
基板を接合し、第一のガラス基板の他方の面に第２のガ
ラス基板と同じ材料からなる板状の第３のガラス基板を
接合する接合ステップを備えるマイクロチップの製造方
法であって、第１のガラス基板と、第２のガラス基板及
び第３のガラス基板とは、温度粘性曲線が互いに異な
り、接合ステップは、接合を第１のガラス基板〜第３の
ガラス基板を所定温度に加熱することにより行うと、接
合後、表面研磨等をしなくてもマイクロチップを作製す
ることができることを見出した。

【００５４】本発明は、上記研究の結果に基づいてなさ
れたものである。

【００５５】以下、図面を参照しながら本発明の実施の
形態に係るマイクロチップを図面を参照して詳細に説明
する。

【００５６】図１は、本発明の実施の形態に係るマイク
ロチップの概略構成を示す図であり、（ａ）は、マイク
ロチップの分解斜視図であり、（ｂ）は、マイクロチッ
プの平面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の線Ａ−Ａ’につ
いての断面図であり、（ｄ）は、（ｂ）の線Ｂ−Ｂ’に
ついての断面図である。

【００５７】図１において、マイクロチップ１００は、
一方の面（以下、「接合面８」という。）に両端が夫々
二又に分岐した０．３±０．２ｍｍ幅の溝１が形成され
た基板７から成るベースプレート２と、ベースプレート
２の接合面８に接合された基板６から成るカバープレー
ト４とを備える。カバープレート４は、溝１の対応位置
に試料注入・排出用の貫通穴３を４つ有する（図１
（ｄ））。溝１は、マイクロチップ１００の微細流路５
を構成する。

【００５８】基板６，７の材料としては、耐久性、耐薬
品性の面からガラスが望ましく、細胞等の生体試料、例
えばＤＮＡ解析用としての用途を考慮すると、化学的耐
久性のある（耐酸性、耐アルカリ性の高い）ガラス、具
体的には、硼珪酸ガラス、ソーダライムガラス、アルミ
ノ硼珪酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等が好
ましい。

【００５９】上記マイクロチップ１００の微細流路５を
適宜な形状に形成し、貫通穴３から適宜に液中試料を注
入・排出することにより、微細流路５中で液中試料の混
合、反応、分離、抽出、検出等が行われる。

【００６０】図２は、図１のマイクロチップ１００を用
いた光熱変換吸光分析システムの概略構成を示す図であ
る。図２において、マイクロチップ１００は、図１
（ｂ）の線Ａ−Ａ’についての断面図として示してい
る。

【００６１】図２の光熱変換吸光分析システムは、マイ
クロチップ１００の微細流路５内の液中試料に励起光及
び検出光を照射する照射部１０１と、マイクロチップ１
００の微細流路５を通過した励起光及び検出光を受光す
る受光部１０２とから成る。

【００６２】照射部１０１は、試料を励起させる励起光
を出力する励起光用光源１０５と、励起光用光源１０５
が出力する励起光を変調する音響光学変調器１０７と、
音響光学変調器１０７によるブラック回折によって回折
された励起光を０次光と１次光に分離するプリズム１１
１と、検出光を出力する検出光用光源１０６と、対物レ
ンズ１３０と、プリズム１１１からの１次光及び検出光
用光源１０６からの検出光を同軸的に対物レンズ１３０
を介してマイクロチップ１００の微細流路５に照射させ
るダイクロミックミラー１０８とから成る。

【００６３】受光部１０２は、流路付き板状部材２の微
細流路５を通過した励起光及び検出光を受光すると共
に、検出光のみを選択的に濾波する波長フィルタ４０３
と、濾波された検出光を検出する光電変換器４０１と、
光電変換器４０１からの信号を音響光学変調器１０７と
同期させるロックインアンプ４０４と、この信号をデー
タ解析するコンピュータ４０５とから成る。

【００６４】尚、検出光の一部のみを選択的に透過させ
るため、マイクロチップ１００と光電変換器４０１の間
にピンホールを配置してもよい。

【００６５】励起光用光源１０５から出射された励起光
は、音響光学変調器１０７、プリズム１１１、ダイクロ
イックミラー１０８を介して対物レンズに入射する。一
方、検出光用光源１０６から出射された検出光は、ダイ
クロイックミラー１０８を介して対物レンズ１３０に入
射する。

【００６６】この対物レンズ１３０に入射した励起光及
び検出光は、マイクロチップ１００内部の微細流路５を
流れる試料に集光するようにマイクロチップ１００に垂
直に入射する。

【００６７】試料中に照射された励起光及び励起光によ
り励起され熱レンズ効果が生じた試料中に照射された検
出光のうち検出光のみが、波長フィルタ４０３で選択的
に透過した後、光電変換器４０１で電気信号に変換され
る。この電気信号に変換された検出光は、ロックインア
ンプ４０４で音響光学変調器１０７と同期し、コンピュ
ータ４０５で解析されることで光熱変換吸光分析が行わ
れる。

【００６８】従って、マイクロチップ１００の励起光及
び検出光が通過する部分、特に、これらの光を受光する
側のカバープレート４の面（以下、「測定面９」とい
う。）と、ベースプレート２の接合面８と、ベースプレ
ート２の他方の面（以下、「測定面１０」という。）と
のヘイズ率、散乱率等の光学特性は、励起光及び検出光
の散乱・反射等を防止し、光熱変換吸光分析を正確に行
うことができる程度の特性が要求される。

【００６９】図３は、マイクロチップ１００の製造工程
を示す図である。

【００７０】図３で示されるカバープレート４及びベー
スプレート２は、夫々図１（ｂ）のＢ−Ｂ’面に沿った
断面である。

【００７１】図３において、まず、カバープレート形成
が行なわれる（図３（ａ））。カバープレート４は、基
板６の所定位置にＣＯ₂レーザを照射し、貫通孔３を形
成することにより作製される。

【００７２】次に、ベースプレート形成が行なわれる
（図３（ｂ））。ベースプレート２は、基板７の表面に
下から順にＣｒ膜１１、フォトレジスト層１２、マスキ
ングパターン１３を形成し、その後、光を照射して、マ
スキングされていない部分に相当する基板７の表面を微
細加工するいわゆるフォトレジスト法により溝１を形成
する。

【００７３】その後、カバープレート４に形成された貫
通孔３とベースプレート２に形成された溝１の位置が一
致するように、ベースプレート２の表面にカバープレー
ト４を載せた後、離型剤をベースプレート２の測定面１
０に塗布して所定の加熱台に載せ、後述する加温条件に
より接合する（図３（ｃ））。これにより、接合面８と
なるベースプレート２及びカバープレート４夫々の表面
を光学平面に研磨することなく光熱変換吸光分析をする
ことができる程度の平面性を維持しつつ接合することが
できる。但し、接合後、測定面１０の表面は研磨するこ
とで、光熱変換吸光分析をすることができる程度の平面
性を確保する必要がある。

【００７４】さらに、基板７と基板６の線膨張係数の差
（絶対値Δαで表す）が１９×１０ ^-7/℃以下とするこ
とにより、接合時に熱膨張率の違いによりマイクロチッ
プ１００に反りやクラックが生じることを防ぐ必要があ
る。

【００７５】また、離型剤をベースプレートの測定面１
０に塗布する代わりに、ベースプレート２の下にカバー
プレート４と同じ基板６からなる板状部材であるボトム
プレート１４に載せた状態で前述の所定の加熱台に載
せ、後述する加温条件により接合するようにしてもよ
い。これにより、マイクロチップ１００の励起光及び検
出光が通過する部分である、接合面８及び測定面９以外
に、ボトムプレート１４の両面のヘイズ率、散乱率等の
光学特性に関しても、励起光及び検出光の散乱・反射等
を防止し、光熱変換吸光分析を正確に行うことができ
る。

【００７６】本実施の形態では、溝１はフォトレジスト
法により形成されていたが、これに限定されるわけでな
く、サンドブラスト法を用いても同様に形成することが
できる。

【００７７】また、溝１は、ＣＯ₂レーザを照射するこ
とによっても形成することができるが、この場合、基板
７には溝でなく貫通孔が形成されるため、この貫通孔を
形成されたベースプレート２を、カバープレート４とボ
トムプレート１４とに挟みこむように接合し、微細流路
５を形成する（図３）。さらに、マイクロチップ１００
の励起光及び検出光が通過する部分である、接合面８及
び測定面９以外に、ボトムプレート１４の両面のヘイズ
率、散乱率等の光学特性に関しても、励起光及び検出光
の散乱・反射等を防止し、光熱変換吸光分析を正確に行
うことができる程度の特性が要求される。

【００７８】また、上記貫通孔は、ＣＯ₂レーザでなく
サンドブラスト法によっても形成することができる。

【００７９】次に、図３の接合を行う際の加温条件につ
いて説明する。

【００８０】図４は、基板６，７の温度粘性特性を示す
グラフであり、曲線ａは、基板７の温度粘性特性を示す
グラフであり、曲線ｂは、基板６の温度粘性特性を示す
グラフである。

【００８１】図４において、Ｔ１は、基板７の粘度がＬ
ｏｇη＝１１であるときの温度、Ｔ２は、基板７が軟化
点にあるときの温度、Ｔ３は、基板６の粘度がＬｏｇη
＝１１であるときの温度を示す。

【００８２】軟化点とは、別名リトルトン点といわれる
温度で、粘度がＬｏｇη＝７．６となる温度をいう。

【００８３】図３の接合の際の温度は、Ｔ１以上Ｔ３以
下となる必要がある。基板６は、Ｔ３以下の温度にある
とき、表面形状が変化しない程度の粘度を有するため、
マイクロチップ１００の測定面９，１０の光学特性を保
持することができる。また、基板７は、Ｔ１以上の温度
にあるとき、表面の粘性が低くなり、その表面が基板６
の表面に追随する結果、この２種の基板表面を加熱接合
の後に光学平面に研磨しなくても、光熱変換吸光分析法
に使用できる程度の光学特性を有するマイクロチップ１
００を作製することができる。

【００８４】また、図３の接合の際の温度は、Ｔ２以下
である必要がある。基板７の軟化点（Ｔ２）以上の温度
にあるとき、基板７により構成されるカバープレートは
その形状を維持することができないからである。さら
に、図３（ｃ）の接合の際の温度は、基板７の粘度が
８．８≦Ｌｏｇη≦１０．８となる温度（Ｔ１’）であ
ることが好ましい。この温度範囲ではマイクロチップ１
００の溝加工精度を高精度に維持することができるから
である。

【００８５】基板６及び基板７のΔαは、１９×１０^-7
/℃未満である必要がある。Δαが１９×１０^-7/℃以上
の場合、熱膨張率の違いにより、接合時にマイクロチッ
プ１００に反りやクラックが生じるからである。

【００８６】ベースプレート２の下にボトムプレート１
４が配されるマイクロチップの場合は、同じ温度条件で
接合するときのΔαが１９×１０^-7であっても発生残留
ひずみが小さくなり、割れ、クラックが生じない。

【００８７】ベースプレート２を基板７で、カバープレ
ート４を基板６で作製し、前述した加熱台に直接載せ
て、上記加熱条件により接合することで、マイクロチッ
プ１００を作製することとも可能である。但し、この場
合は、カバープレート４の表面は接合時の加熱により、
光熱変換吸光分析法に使用できる程度の光学特性を維持
できないため、表面研磨を行う必要がある。

【００８８】

【実施例】次に、本発明の実施例を具体的に説明する。

【００８９】（１）部材の選定 基板６，７は、化学的耐久性のある（耐酸性、耐アルカ
リ性の高い）ガラス、具体的には、硼珪酸ガラス（＃７
７４０（コーニング社製）、ＡＦ４５，ＳＫ１８ＲＨ，
Ｄ２６３（ショット社製））、ソーダライムガラス（Ｆ
Ｌ１１００（日本板硝子社製））、石英ガラス、無アル
カリガラス（ＮＡ３５（N.H. Techno Co.社製））を用
いる。

【００９０】例えば、＃７７４０、Ｄ２６３，ＡＦ４５
の耐酸性は５％塩酸に９５℃で２４時間入れたときの溶
出量が各々０．００４５ｍｇ，０．０２ｍｇ，５．２ｍ
ｇとなり、耐アルカリ性は、５％水酸化ナトリウムに９
５℃で６時間入れたときの溶出量が各々１．４ｍｇ、
２．１ｍｇ、２．２ｍｇとなる。

【００９１】また、ＮＡ３５、ＡＦ４５、＃７７４０、
Ｄ２６３、ＳＫ１８ＲＨ、及びＦＬ１１００の各ガラス
の温度粘性特性を温度範囲５５０〜８５０℃により測定
した（図５）。１０００度以下、粘度Ｌｏｇη＝７〜１
０までの測定は、貫入型自動粘度測定計（日本板硝子社
製）を用いてペネトレーション法により行い、１０００
度以下、粘度Ｌｏｇη＝９〜１７までの測定は、ビーム
ベンディング式粘度測定装置ＲＨＥＯＲＯＮＩＣ １
（東京工業（株）製）を用いて、ビームベンディング法
により行った。

【００９２】以上の結果より、粘性がＬｏｇη＝１１で
あるときの温度が比較的高いＮＡ３５、ＳＫ１８ＲＨ、
及びＡＦ４５を基板６として、即ちカバープレート、ボ
トムプレートの部材として選定した。

【００９３】また、ＮＡ３５、ＡＦ４５、＃７７４０、
Ｄ２６３、ＳＫ１８ＲＨ、及びＦＬ１１００の各粘度が
Ｌｏｇ７．６のときの温度、即ち軟化点は、順に９４０
度、８８３度、８２１度、７３６度、７７３度、及び６
３５度であることがわかった。

【００９４】さらに、ＮＡ３５、ＡＦ４５、＃７７４
０、Ｄ２６３、ＳＫ１８ＲＨ、及びＦＬ１１００の熱膨
張率を示差熱膨張計（理学電機（株）型式８０９８Ａ
Ｚ）より測定した結果、線膨張係数は、順に４６×１０
^-7、４５×１０^-7、３２．５×１０^-7、６５×１０^-7、
８４×１０^-7、及び８８×１０^-7であることがわかっ
た。

【００９５】（２）カバープレートの作製 カバープレートとして、縦３２（ｍｍ）×横６４（ｍ
ｍ）×厚さ０．７（ｍｍ）の基板６にＣＯ₂レーザを照
射して、マイクロチャンネルの端点位置に対応する４つ
の貫通孔（径０．５ｍｍ）を形成した。この４つの貫通
孔のうち、２つの貫通孔は試料注入口となり、残りの２
つの貫通孔は試料排出口として使用した。

【００９６】（３）ベースプレートの作製 ベースプレートとして、縦３２（ｍｍ）×横６４（ｍ
ｍ）×厚さ０．７（ｍｍ）の基板７を準備した。

【００９７】実施例１〜１０及び比較例１〜１３につい
ては、この基板７にフォトレジスト法により幅１００〜
２００μｍ、深さ５０〜１００μｍのダブル逆Ｙ字形状
（図１（ａ））の溝１を形成した。

【００９８】（４）接合 ベースプレートの溝部分がカバープレートに覆われるよ
うにカバープレートを載せた。さらに、カバープレート
の上部には重し用のアルミナの板を置いた。

【００９９】実施例１〜５及び比較例１〜６について
は、このカバープレートを乗せたベースプレートを基板
６からなる縦３５（ｍｍ）×横７０（ｍｍ）×厚さ１０
（ｍｍ）のボトムプレートの上に載せた。その後、ボト
ムプレートを加熱台に置き、基板６，７として使用され
る材料に応じて表１に示すように加熱条件を変えて接合
し、マイクロチップを作製した。

【０１００】実施例６〜１０及び比較例７〜１２につい
ては、このカバープレートを乗せたベースプレートの底
の部分に離型剤として、蒸着膜を成膜して、加熱台に置
き、基板６，７として使用される材料に応じて表１に示
すように加熱条件を変えて接合し、マイクロチップを作
製した。

【０１０１】比較例１３については、ベースプレートと
カバープレートの間にフッ化水素酸を挟み加圧装置にて
加圧して接合し、マイクロチップを作製した。

【０１０２】

【表１】

【０１０３】（４）評価方法 作製したマイクロチップの以下のサンプルについて、外
観観察を行った。

【０１０４】実施例１は、基板６としてＮＡ３５、基板
７として＃７７４０を使用してサンプルを作製した。加
熱温度を７００℃に設定することで、ＮＡ３５の粘度を
Ｌｏｇη＝１３．５とし、＃７７４０の粘度をＬｏｇη
＝９．７とすることにより、基板６から成るカバープレ
ート及びボトムプレートと基板７から成るベースプレー
トととを接合した。また、この２種のガラスのΔαは、
４．５×１０^-7/℃であった。

【０１０５】実施例１によれば、ＮＡ３５の表面は接合
前の表面状態を維持することができ、熱レンズ効果を利
用した光熱変換吸光分析を行うことが可能なマイクロチ
ップを製造することができることがわかった。

【０１０６】実施例２は、基板６としてＡＦ４５、基板
７として＃７７４０を使用してサンプルを作製した。加
熱温度を７００℃に設定することで、ＡＦ４５の粘度を
Ｌｏｇη＝１１．８とし、＃７７４０の粘度をＬｏｇη
＝９．７とすることにより、基板６から成るカバープレ
ート及びボトムプレートと基板７から成るベースプレー
トととを接合した。また、この２種のガラスのΔαは、
１２．５×１０^-7/℃であった。

【０１０７】実施例２によれば、ＡＦ４５の表面は接合
前の表面状態を維持することができ、熱レンズ効果を利
用した光熱変換吸光分析を行うことが可能なマイクロチ
ップを製造することができることがわかった。

【０１０８】実施例３は、基板６としてＮＡ３５、基板
７としてＡＦ４５を使用してサンプルを作製した。加熱
温度を７５０℃に設定することで、ＮＡ３５の粘度をＬ
ｏｇη＝１１．８とし、ＡＦ４５の粘度をＬｏｇη＝１
０．８とすることにより、基板６から成るカバープレー
ト及びボトムプレートと基板７から成るベースプレート
とを接合した。また、この２種のガラスのΔαは、８．
０×１０^-7/℃であった。

【０１０９】実施例３によれば、ＮＡ３５の表面は接合
前の表面状態を維持することができ、熱レンズ効果を利
用した光熱変換吸光分析を行うことが可能なマイクロチ
ップを製造することができることがわかった。

【０１１０】実施例４は、基板６としてＳＫ１８ＲＨ、
基板７としてＦＬ１１００を使用してサンプルを作製し
た。加熱温度を６１０℃に設定することで、ＳＫ１８Ｒ
Ｈの粘度をＬｏｇη＝１７とし、ＦＬ１１００の粘度を
Ｌｏｇη＝１０．８とすることにより、基板６から成る
カバープレート及びボトムプレートと基板７から成るベ
ースプレートとを接合した。また、この２種のガラスの
Δαは、４．０×１０ ^-7/℃であった。

【０１１１】実施例４によれば、ＳＫ１８ＲＨの表面は
接合前の表面状態を維持することができ、熱レンズ効果
を利用した光熱変換吸光分析を行うことが可能なマイク
ロチップを製造することができることがわかった。

【０１１２】実施例５は、基板６としてＳＫ１８ＲＨ、
基板７としてＤ２６３を使用してサンプルを作製した。
加熱温度を６５０℃に設定することで、ＳＫ１８ＲＨの
粘度をＬｏｇη＝１３．７とし、Ｄ２６３の粘度をＬｏ
ｇη＝９．８とすることにより、基板６から成るカバー
プレート及びボトムプレートと基板７から成るベースプ
レートとを接合した。また、この２種のガラスのΔα
は、１９．０×１０^-7/℃であった。

【０１１３】実施例５によれば、ＳＫ１８ＲＨの表面は
接合前の表面状態を維持することができ、熱レンズ効果
を利用した光熱変換吸光分析を行うことが可能なマイク
ロチップを製造することができることがわかった。

【０１１４】上記実施例１〜５までのサンプル作製の結
果から、ベースプレートをカバープレートとボトムプレ
ートで挟むようにして接合する場合、接合時のベースプ
レートの粘度がＬｏｇη＝１１．８〜１５．２、カバー
プレート及びボトムプレートの粘度がＬｏｇη＝９．７
〜１０．８となるように、即ち、ベースプレートの粘度
が１１＜Ｌｏｇη、カバープレート及びボトムプレート
の粘度が９．７≦Ｌｏｇη≦１０．８となるよう加熱温
度を設定すると、熱レンズ効果を利用した光熱変換吸光
分析を行うことが可能なマイクロチップを製造すること
ができることがわかった。

【０１１５】また、Δαが、４．０〜１９×１０^-7/℃
の範囲にあるとき、即ち、Δαが１９×１０^-7/℃以下
であるとき、ボトムプレートがベースプレートの下に配
される実施例１〜５のマイクロチップである場合、発生
残留ひずみが小さくなるため、反りやクラックが発生し
ないことがわかった。

【０１１６】実施例６は、基板６としてＮＡ３５、基板
７として＃７７４０を使用してサンプルを作製した。ベ
ースプレートの底に離型剤を塗布した後の加熱温度を７
５０℃に設定することで、ＮＡ３５の粘度をＬｏｇη＝
１１．８とし、＃７７４０の粘度をＬｏｇη＝８．８と
することにより、基板６から成るカバープレートと基板
７から成るベースプレートを接合した。このとき、離型
剤の塗布方法は、Ｐｔ膜のスパッタリングによるものと
した。また、この２種のガラスのΔαは、４．５×１０
^-7/℃であった。

【０１１７】実施例６によれば、＃７７４０の離型剤側
表面に加熱台の表面凹凸が転写された（以下、「インプ
レッションが生じた」という。）ものの、＃７７４０の
表面は熱レンズ効果を利用した光熱変換吸光分析を行う
ことが可能である程度であることがわかった。

【０１１８】実施例７は、基板６としてＡＦ４５、基板
７として＃７７４０を使用してサンプルを作製した。ベ
ースプレートの底に離型剤を塗布した後の加熱温度を７
２０℃に設定することで、ＡＦ４５の粘度をＬｏｇη＝
１１．２とし、＃７７４０の粘度をＬｏｇη＝９．３と
することにより、基板６から成るカバープレートと基板
７から成るベースプレートを接合した。このとき、離型
剤の塗布方法は、Ｐｔ膜のスパッタリングによるものと
した。また、この２種のガラスのΔαは、１２．５×１
０^-7/℃であった。

【０１１９】実施例７によれば、＃７７４０の離型剤側
にインプレッションが生じたものの、＃７７４０の表面
は熱レンズ効果を利用した光熱変換吸光分析を行うこと
が可能である程度であることがわかった。

【０１２０】実施例８は、基板６としてＮＡ３５、基板
７としてＡＦ４５を使用してサンプルを作製した。ベー
スプレートの底に離型剤を塗布した後の加熱温度を７７
０℃に設定することで、ＮＡ３５の粘度をＬｏｇη＝１
１．２とし、ＡＦ４５の粘度をＬｏｇη＝９．８とする
ことにより、基板６から成るカバープレートと基板７か
ら成るベースプレートを接合した。このとき、離型剤の
塗布方法は、Ｐｔ膜のスパッタリングによるものとし
た。また、この２種のガラスのΔαは、８．０×１０^-7
/℃であった。

【０１２１】実施例８によれば、ＡＦ４５の離型剤側に
インプレッションが生じたものの、ＡＦ４５の表面は熱
レンズ効果を利用した光熱変換吸光分析を行うことが可
能である程度であることがわかった。

【０１２２】実施例９は、基板６としてＳＫ１８ＲＨ、
基板７としてＤ２６３を使用してサンプルを作製した。
ベースプレートの底に離型剤を塗布した後の加熱温度を
６８０℃に設定することで、ＳＫ１８ＲＨの粘度をＬｏ
ｇη＝１１．８とし、Ｄ２６３の粘度をＬｏｇη＝８．
９とすることにより、基板６から成るカバープレートと
基板７から成るベースプレートを接合した。このとき、
離型剤の塗布方法は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカー
ボン）膜の蒸着によるものとした。また、この２種のガ
ラスのΔαは、１９．０×１０^-7/℃であった。

【０１２３】実施例９によれば、Ｄ２６３の離型剤側に
インプレッションが生じたものの、Ｄ２６３の表面は熱
レンズ効果を利用した光熱変換吸光分析を行うことが可
能である程度であることがわかった。

【０１２４】実施例１０は、基板６としてＳＫ１８Ｒ
Ｈ、基板７としてＦＬ１１００を使用してサンプルを作
製した。ベースプレートの底に離型剤を塗布した後の加
熱温度を６５０℃に設定することで、ＳＫ１８ＲＨの粘
度をＬｏｇη＝１３．７とし、ＦＬ１１００の粘度をＬ
ｏｇη＝９．６とすることにより、基板６から成るカバ
ープレートと基板７から成るベースプレートを接合し
た。このとき、離型剤の塗布方法は、ＤＬＣ膜の蒸着に
よるものとした。また、この２種のガラスのΔαは、
４．０×１０^-7/℃であった。

【０１２５】実施例１０によれば、ＦＬ１１００の蒸着
膜側にインプレッションが生じたものの、ＦＬ１１００
の表面は熱レンズ効果を利用した光熱変換吸光分析を行
うことが可能である程度であることがわかった。

【０１２６】上記実施例６〜９までのサンプル作製の結
果から、底に離型剤を塗布して、ベースプレートとカバ
ープレートを接合する場合、接合時のベースプレートの
粘度が１１．２〜１１．８、カバープレート及びボトム
プレートの粘度が８．８〜９．８となるように、即ち、
ベースプレートの粘度が１１＜Ｌｏｇη、カバープレー
ト及びボトムプレートの粘度が８．８≦Ｌｏｇη≦１
０．８となるように加熱温度を設定すると、熱レンズ効
果を利用した光熱変換吸光分析を行うことが可能なマイ
クロチップを製造することができることがわかった。

【０１２７】以上、実施例１〜９の結果から、ベースプ
レートの粘度は１１＜Ｌｏｇη、ボトムプレートの粘度
が８．８≦Ｌｏｇη≦１０．８となるように加熱温度を
設定すると、熱レンズ効果を利用した光熱変換吸光分析
を行うことが可能なマイクロチップを製造することがで
きることがわかった。また、底に蒸着膜を塗布して、ベ
ースプレートとカバープレートを接合する場合も同様の
条件により、熱レンズ効果を利用した光熱変換吸光分析
を行うことが可能なマイクロチップを製造することがで
きることがわかった。

【０１２８】また、基板６及び基板７のΔαが、４．０
〜１９．０×１０^-7/℃の範囲にあるとき、即ち、Δα
が１９×１０^-7/℃以下であるとき、熱膨張率に大きな
違いがないため反りやクラックが発生しないことがわか
った。

【０１２９】以上の結果から、接合時にボトムプレート
を使用する場合も離型剤を使用する場合も、カバープレ
ートの粘度が８．８≦Ｌｏｇη≦１０．８であるとき
は、確実に熱レンズ効果を利用した光熱変換吸光分析を
行うことが可能なマイクロチップを製造することができ
ることがわかった。

【０１３０】これらに対し、比較例１は、基板６，７と
して、＃７７４０を使用してサンプルを作製した。加熱
温度を６５０℃に設定することで、＃７７４０の粘度を
Ｌｏｇη＝１０．７とすることにより、基板６から成る
カバープレート及びボトムプレートと基板７から成るベ
ースプレートとを接合した。

【０１３１】比較例１によれば、加熱台の表面転写が少
しあり、また泡残りが多いため、表面研磨が必須とな
り、このままの状態で熱レンズ効果を利用した光熱変換
吸光分析を行うことはこのサンプルではできないことが
わかった。

【０１３２】比較例２は、基板６，７としてＡＦ４５を
使用してサンプルを作製した。加熱温度を７５０℃に設
定することで、ＡＦ４５の粘度をＬｏｇη＝１０．８と
することにより、基板６から成るカバープレート及びボ
トムプレートと基板７から成るベースプレートとを接合
した。

【０１３３】比較例２によれば、加熱台の表面転写が少
しあり、また泡残りが多いため、表面研磨が必須とな
り、このままの状態で熱レンズ効果を利用した光熱変換
吸光分析を行うことはこのサンプルではできないことが
わかった。

【０１３４】比較例３は、基板６としてＡＦ４５、基板
７としてＤ２６３を使用してサンプルを作製した。加熱
温度を６５０℃に設定することで、ＡＦ４５の粘度をＬ
ｏｇη＝１３．６、Ｄ２６３の粘度をＬｏｇη＝９．８
とすることにより、基板６から成るカバープレート及び
ボトムプレートと基板７から成るベースプレートとを接
合した。また、この２種のガラスのΔαは、２０×１０
^-7/℃であった。

【０１３５】比較例３によれば、この２種のガラスのΔ
αが１９×１０^-7/℃より大きいときは、割れが生じ、
熱レンズ効果を利用した光熱変換吸光分析を行うことは
できないことがわかった。

【０１３６】比較例４は、基板６，７としてＤ２６３を
使用してサンプルを作製した。加熱温度を６５０℃に設
定することで、Ｄ２６３の粘度をＬｏｇη＝９．８とす
ることにより、基板６から成るカバープレート及びボト
ムプレートと基板７から成るベースプレートとを接合し
た。

【０１３７】比較例４によれば、加熱台の表面転写が少
しあり、また泡残りが多いため、表面研磨が必須とな
り、このままの状態で熱レンズ効果を利用した光熱変換
吸光分析を行うことはこのサンプルではできないことが
わかった。

【０１３８】比較例５は、基板６，７としてＮＡ３５を
使用してサンプルを作製した。加熱温度を７７０℃に設
定することで、ＮＡ３５の粘度をＬｏｇη＝１１．２と
することにより、基板６から成るカバープレート及びボ
トムプレートと基板７から成るベースプレートとを接合
した。

【０１３９】比較例５によれば、加熱台の表面転写が少
しあり、また泡残りが多いため、表面研磨が必須とな
り、このままの状態で熱レンズ効果を利用した光熱変換
吸光分析を行うことはこのサンプルではできないことが
わかった。

【０１４０】比較例６は、基板６，７としてＳＫ１８Ｒ
Ｈを使用してサンプルを作製した。加熱温度を７２０℃
に設定することで、ＳＫ１８ＲＨの粘度をＬｏｇη＝
９．７とすることにより、基板６から成るカバープレー
ト及びボトムプレートと基板７から成るベースプレート
とを接合した。

【０１４１】比較例６によれば、加熱台の表面転写が少
しあり、また泡残りが多いため、表面研磨が必須とな
り、このままの状態で熱レンズ効果を利用した光熱変換
吸光分析を行うことはこのサンプルではできないことが
わかった。

【０１４２】上記比較例１〜５までのサンプル作製の結
果から、ベースプレートをカバープレートとボトムプレ
ートで挟むようにして接合する場合、基板６及び基板７
の材料が全く同じであるときは、接合時のカバープレー
トの粘度として最も望ましい粘度範囲８．８≦Ｌｏｇη
≦１０．８となるよう加熱温度を設定しても、加熱台の
表面転写が少しあり、また泡残りが多いため、表面研磨
が必須となることがわかった。また、Δαが１９×１０
^-7/℃より大きいときは、接合時のベースプレート及び
ボトムプレートの粘度として最も望ましい粘度範囲１１
＜Ｌｏｇηとし、同じく接合時のカバープレートの粘度
として最も望ましい粘度範囲８．８≦Ｌｏｇη≦１０．
８となるよう加熱温度を設定しても、割れが生じること
がわかった。

【０１４３】比較例７は、基板６，７として＃７７４０
を使用してサンプルを作製した。ベースプレートの底に
離型剤を塗布した後の加熱温度を７００℃に設定するこ
とで、＃７７４０の粘度をＬｏｇη＝９．７とすること
により、基板６から成るカバープレートと基板７から成
るベースプレートを接合した。このとき、離型剤の塗布
方法は、窒化ホウ素（ＢＮ）のスプレーによるものとし
た。以下、比較例８〜１２についても、同様の離型剤の
塗布方法を用いた。

【０１４４】比較例７によれば、離型剤コート面に転写
が多く、熱レンズ効果を利用した光熱変換吸光分析を行
うことはこのサンプルではできないことがわかった。

【０１４５】比較例８は、基板６としてＡＦ４５、基板
７としてＡＦ４５を使用してサンプルを作製した。ベー
スプレートの底に離型剤を塗布した後の加熱温度を７７
０℃に設定することで、ＡＦ４５の粘度をＬｏｇη＝
９．８とすることにより、基板６から成るカバープレー
トと基板７から成るベースプレートを接合した。

【０１４６】比較例８によれば、離型剤コート面に転写
が多く、熱レンズ効果を利用した光熱変換吸光分析を行
うことはこのサンプルではできないことがわかった。

【０１４７】比較例９は、基板６としてＡＦ４５、基板
７としてＤ２６３を使用してサンプルを作製した。ベー
スプレートの底に離型剤を塗布した後の加熱温度を６８
０℃に設定することで、ＡＦ４５の粘度をＬｏｇη＝１
２．４とし、Ｄ２６３の粘度をＬｏｇη＝８．９とする
ことにより、基板６から成るカバープレートと基板７か
ら成るベースプレートを接合した。また、この２種のガ
ラスのΔαは、２０．０×１０^-7/℃であった。

【０１４８】比較例９によれば、割れが生じ、熱レンズ
効果を利用した光熱変換吸光分析を行うことはこのサン
プルではできないことがわかった。これは、２種のガラ
スのΔαが大きいためであると考えられる。

【０１４９】比較例１０は、基板６，７としてＤ２６３
を使用してサンプルを作製した。ベースプレートの底に
離型剤を塗布した後の加熱温度を６５０℃に設定するこ
とで、Ｄ２６３粘度をＬｏｇη＝９．８とすることによ
り、基板６から成るカバープレートと基板７から成るベ
ースプレートを接合した。

【０１５０】比較例１０によれば、離型剤コート面に転
写が多く、熱レンズ効果を利用した光熱変換吸光分析を
行うことはこのサンプルではできないことがわかった。

【０１５１】比較例１１は、基板６，７としてＮＡ３５
を使用してサンプルを作製した。ベースプレートの底に
離型剤を塗布した後の加熱温度を８００℃に設定するこ
とで、ＮＡ３５の粘度をＬｏｇη＝１０．４とすること
により、基板６から成るカバープレートと基板７から成
るベースプレートを接合した。

【０１５２】比較例１１によれば、離型剤コート面に転
写が多く、熱レンズ効果を利用した光熱変換吸光分析を
行うことはこのサンプルではできないことがわかった。

【０１５３】比較例１２は、基板６，７としてＳＫ１８
ＲＨを使用してサンプルを作製した。ベースプレートの
底に離型剤を塗布した後の加熱温度を７５０℃に設定す
ることで、ＳＫ１８ＲＨの粘度をＬｏｇη＝８．４とす
ることにより、基板６から成るカバープレートと基板７
から成るベースプレートを接合した。

【０１５４】比較例１２によれば、離型剤コート面に転
写が多く、熱レンズ効果を利用した光熱変換吸光分析を
行うことはこのサンプルではできないことがわかった。

【０１５５】上記比較例６〜１２までのサンプル作製の
結果から、底に離型剤を塗布して、ベースプレートとカ
バープレートを接合する場合、基板６及び基板７の材料
が全く同じであるときは、接合時のカバープレートの粘
度として、最も望ましい粘度範囲８．８≦Ｌｏｇη≦１
０．８となるよう加熱温度を設定しても、離型剤コート
面に転写が多いため、表面研磨が必須となることがわか
った。また、Δαが１５．０×１０^-7/℃より大きいと
きは、接合時のベースプレート及びボトムプレートの粘
度として、最も望ましい粘度範囲１１＜Ｌｏｇηとし、
同じく接合時のカバープレートの粘度として、最も望ま
しい粘度範囲８．８≦Ｌｏｇη≦１０．８となるよう加
熱温度を設定しても、割れが生じることがわかった。

【０１５６】比較例１３は、基板６，７として石英ガラ
スを使用し、ＨＦを接合面に塗布した後加圧することに
より、基板６から成るカバープレートと基板７から成る
ベースプレートを接合した。

【０１５７】比較例１３によれば、石英ガラスの表面は
接合前の表面状態を維持することができ、熱レンズ効果
を利用した光熱変換吸光分析を行うことが可能なマイク
ロチップを製造することができることがわかった。しか
し、接合するためには、高圧で２４時間以上維持しなく
てはならないことがわかった。

【０１５８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１記
載のマイクロチップの製造方法によれば、温度粘性曲線
が互いに異なる第１のガラス基板と第２のガラス基板を
所定温度に加熱することにより接合するので、この２種
のガラス基板表面の接合面を加熱前に光学平面に研磨し
なくても、光熱変換吸光分析法に使用できる程度の光学
特性を有するマイクロチップを作製することができる。

【０１５９】請求項２記載のマイクロチップの製造方法
によれば、第１のガラス基板と第２のガラス基板の各々
は、線膨張係数の差が１９×１０^-7/℃以下であるの
で、接合時に熱膨張率の違いによりマイクロチップ１０
０に反りやクラックが生じることを防ぐことができる。

【０１６０】請求項３記載のマイクロチップの製造方法
によれば、第１のガラス基板と第２のガラス基板は、化
学的耐久性が強いので、細胞等の生体試料、例えばＤＮ
Ａ解析用としての用途でマイクロチップを使用すること
ができる。

【０１６１】請求項４記載のマイクロチップの製造方法
によれば、接合する際の所定温度は、第１のガラス基板
の粘度（Ｌｏｇη）が１１未満、第２のガラス基板の粘
度（Ｌｏｇη）が１１＜Ｌｏｇηとなる温度であるの
で、第２のガラス基板は、表面形状が変化しない程度の
粘度を有するため、マイクロチップの測定面の光学特性
を保持することができる。また、第１のガラス基板は、
接合時、表面の粘性が低くなり、その表面が第２のガラ
ス基板の表面に追随する結果、この２種のガラス基板表
面の接合面を加熱前に光学平面に研磨しなくても、光熱
変換吸光分析法に使用できる程度の光学特性を有するマ
イクロチップを作製することができる。

【０１６２】請求項５記載のマイクロチップの製造方法
によれば、接合する際の所定温度は、第１のガラス基板
の軟化点の温度より低いので、第１のガラス基板はその
形状を維持することができる。

【０１６３】請求項６記載のマイクロチップの製造方法
によれば、接合する際の所定温度は、第１のガラス基板
の粘度（Ｌｏｇη）が８．８≦Ｌｏｇη≦１０．８であ
る温度であるので、マイクロチップ１００の溝加工精度
を高精度に維持することができる。

【０１６４】請求項７記載のマイクロチップの製造方法
によれば、接合の前に第１のガラス基板の他方の面に離
型剤を塗布し、接合の後に第１のガラスの一方の面を研
磨するので、少ない部材で確実に光熱変換吸収分析をす
ることができるマイクロチップを製造することができ
る。

【０１６５】請求項８記載のマイクロチップの製造方法
によれば、所定温度は、第２のガラス基板の粘度（Ｌｏ
ｇη）が１１未満、第１のガラス基板の粘度（Ｌｏｇ
η）が１１＜Ｌｏｇηとなる温度であるので、第１のガ
ラス基板は、表面形状が変化しない程度の粘度を有する
ため、接合時に第１のガラス基板の底に離型剤を塗布し
たり、第１のガラス基板及び第２のガラス基板以外のガ
ラス基板を使用しなくてもマイクロチップを作製するこ
とができる。また、接合時、第１のガラス基板は、表面
の粘性が低くなり、その表面が第２のガラス基板の表面
に追随する結果、この２種のガラス基板表面の接合面を
加熱前に光学平面に研磨しなくても、光熱変換吸光分析
法に使用できる程度の光学特性を有するマイクロチップ
を作製することができる。

【０１６６】請求項９記載のマイクロチップの製造方法
によれば、所定温度は、第２のガラス基板の軟化点の温
度より低いので、第２のガラス基板はその形状を維持す
ることができる。

【０１６７】請求項１０記載のマイクロチップの製造方
法によれば、接合の後に、第１のガラス基板と接合する
第２のガラス基板の面と反対側の面を研磨するので、接
合の際の加熱後の第２のガラス基板の表面を、光熱変換
吸光分析法に使用できる程度の光学特性とすることがで
きる。

【０１６８】以上詳細に説明したように、請求項１１記
載のマイクロチップの製造方法によれば、第１のガラス
基板と、第２のガラス基板及び第３のガラス基板とは、
温度粘性曲線が互いに異なり、接合を第１のガラス基板
〜第３のガラス基板を所定温度に加熱することにより行
うので、接合後、表面研磨等をしなくてもマイクロチッ
プを作製することができる。

【０１６９】請求項１２記載のマイクロチップの製造方
法によれば、第１のガラス基板〜第３のガラス基板の各
々は、線膨張係数の差が１９×１０^-7/℃以下であるの
で、接合時に熱膨張率の違いによりマイクロチップ１０
０に反りやクラックが生じることを防ぐことができる。

【０１７０】請求項１３記載のマイクロチップの製造方
法によれば、第１のガラス基板〜第３のガラス基板は、
化学的耐久性が強いので、細胞等の生体試料、例えばＤ
ＮＡ解析用としての用途でマイクロチップを使用するこ
とができる。

【０１７１】請求項１４記載のマイクロチップの製造方
法によれば、所定温度は、第１のガラス基板の粘度（Ｌ
ｏｇη）が１１未満、第２のガラス基板及び第３のガラ
ス基板の粘度（Ｌｏｇη）が１１＜Ｌｏｇηとなる温度
であるので、第２のガラス基板及び第３のガラス基板
は、表面形状が変化しない程度の粘度を有するため、マ
イクロチップの測定面の光学特性を保持することができ
る。また、第１のガラス基板は、接合時、表面の粘性が
低くなり、その表面が第２のガラス基板及び第３のガラ
ス基板の表面に追随する結果、この２種のガラス基板表
面の接合面を加熱前に光学平面に研磨しなくても、光熱
変換吸光分析法に使用できる程度の光学特性を有するマ
イクロチップを作製することができる。

【０１７２】請求項１５記載のマイクロチップの製造方
法によれば、所定温度は、第１のガラス基板の軟化点の
温度より低いので、第１のガラス基板はその形状を維持
することができる。

【０１７３】請求項１６記載のマイクロチップの製造方
法によれば、所定温度は、第１のガラス基板の粘度（Ｌ
ｏｇη）が８．８≦Ｌｏｇη≦１０．８である温度であ
るので、マイクロチップ１００の溝加工精度を高精度に
維持することができる。

【０１７４】請求項１７記載のマイクロチップの製造方
法によれば、前記接合の後に前記第２，３のガラスの表
面を研磨するので、確実に光熱変換吸収分析をすること
ができるマイクロチップを製造することができる。

【０１７５】請求項１８記載のマイクロチップの製造方
法によれば、接合する際の所定温度は、第２のガラス基
板及び前記第３のガラス基板の粘度（Ｌｏｇη）が１１
未満、第１のガラス基板の粘度（Ｌｏｇη）が１１＜Ｌ
ｏｇηとなる温度であるので、第１のガラス基板は、表
面形状が変化しない程度の粘度を有するため、接合時
に、表面の粘性が低くなり、その表面が第２のガラス基
板の表面に追随する結果、この２種のガラス基板表面の
接合面を加熱前に光学平面に研磨しなくても、光熱変換
吸光分析法に使用できる程度の光学特性を有するマイク
ロチップを作製することができる。

【０１７６】請求項１９記載のマイクロチップの製造方
法によれば、第２のガラス基板及び第３のガラス基板の
軟化点の温度より低いので、第２のガラス基板及び第３
のガラス基板はその形状を維持することができる。

【０１７７】請求項２０記載のマイクロチップの製造方
法によれば、接合の後に、第１のガラス基板と接合する
第２のガラス基板の面と反対側の面を研磨するので、接
合の後の第２のガラス基板の表面を、光熱変換吸光分析
法に使用できる程度の光学特性とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るマイクロチップの概
略構成を示す図であり、（ａ）は、マイクロチップの分
解斜視図であり、（ｂ）は、マイクロチップの平面図で
あり、（ｃ）は、（ｂ）の線Ａ−Ａ’についての断面図
であり、（ｄ）は、（ｂ）の線Ｂ−Ｂ’についての断面
図である。

【図２】図１のマイクロチップ１００を用いた光熱変換
吸光分析システムの概略構成を示す図である。

【図３】マイクロチップ１００の製造工程を示す図であ
る。

【図４】基板６，７の温度粘性特性を示すグラフであ
り、曲線（ａ）は、基板７の温度粘性特性を示すグラフ
であり、曲線（ｂ）は、基板６の温度粘性特性を示すグ
ラフである

【図５】ＮＡ３５、ＡＦ４５、＃７７４０、Ｄ２６３、
ＳＫ１８ＲＨ、及びＦＬ１１００の各ガラスの温度粘性
曲線を示すグラフである。

【符合の説明】

１００ マイクロチップ １ 溝 ２ ベースプレート ３ 貫通穴 ４ カバープレート ５ 微細流路 ６ 基板 ７ 基板

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の面に溝が有する板状の第１のガラ
   ス基板の前記一方の面に、前記溝の対応位置に少なくと
   も２つの貫通孔を有する板状の第２のガラス基板を接合
   する接合ステップを備えるマイクロチップの製造方法で
   あって、 前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基板は、温度
   粘性曲線が互いに異なり、 前記接合ステップは、前記接合を前記第１のガラス基板
   及び前記第２のガラス基板を所定温度に加熱することに
   より行うことを特徴とするマイクロチップの製造方法。
2. 【請求項２】 前記第１のガラス基板と前記第２のガラ
   ス基板の各々は、線膨張係数の差が１９×１０^-7/℃以
   下であることを特徴する請求項１記載のマイクロチップ
   の製造方法。
3. 【請求項３】 前記第１のガラス基板と前記第２のガラ
   ス基板は、化学的耐久性が強いことを特徴する請求項１
   又は２記載のマイクロチップの製造方法。
4. 【請求項４】 前記所定温度は、前記第１のガラス基板
   の粘度（Ｌｏｇη）が１１未満、前記第２のガラス基板
   の粘度（Ｌｏｇη）が１１より大きい温度であることを
   特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマイ
   クロチップの製造方法。
5. 【請求項５】 前記所定温度は、前記第１のガラス基板
   の軟化点の温度より低いことを特徴とする請求項４記載
   のマイクロチップの製造方法。
6. 【請求項６】 前記所定温度は、前記第１のガラス基板
   の粘度（Ｌｏｇη）が８．８≦Ｌｏｇη≦１０．８以下
   である温度であることを特徴とする請求項４又は５記載
   のマイクロチップの製造方法。
7. 【請求項７】 前記接合ステップは、前記接合の前に前
   記第１のガラス基板の他方の面に離型剤を塗布する塗布
   ステップを含み、前記接合の後に前記第１のガラスの一
   方の面を研磨することを特徴とする請求項４乃至６のい
   ずれか１項に記載のマイクロチップの製造方法。
8. 【請求項８】 前記所定温度は、前記第２のガラス基板
   の粘度（Ｌｏｇη）が１１未満、前記第１のガラス基板
   の粘度（Ｌｏｇη）が１１より大きい温度であることを
   特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマイ
   クロチップの製造方法。
9. 【請求項９】 前記所定温度は、前記第２のガラス基板
   の軟化点の温度より低いことを特徴とする請求項８記載
   のマイクロチップの製造方法。
10. 【請求項１０】 前記接合ステップは、前記接合の後
    に、前記第１のガラス基板と接合する前記第２のガラス
    基板の面と反対側の面を研磨することを特徴とする請求
    項９記載のマイクロチップの製造方法。
11. 【請求項１１】 スリットを有する板状の第１のガラス
    基板の一方の面に、前記スリットの対応位置に少なくと
    も２つの貫通孔を有する板状の第２のガラス基板を接合
    し、前記第１のガラス基板の他方の面に前記第２のガラ
    ス基板と同じ材料からなる板状の第３のガラス基板を接
    合する接合ステップを備えるマイクロチップの製造方法
    であって、 前記第１のガラス基板と、前記第２のガラス基板及び前
    記第３のガラス基板とは、温度粘性曲線が互いに異な
    り、 前記接合ステップは、前記接合を前記第１のガラス基板
    〜前記第３のガラス基板を所定温度に加熱することによ
    り行うことを特徴とするマイクロチップの製造方法。
12. 【請求項１２】 前記第１のガラス基板〜前記第３のガ
    ラス基板の各々は、線膨張係数の差が１９×１０^-7/℃
    以下であることを特徴する請求項１１記載のマイクロチ
    ップの製造方法。
13. 【請求項１３】 前記第１のガラス基板〜前記第３のガ
    ラス基板は、化学的耐久性が強いことを特徴する請求項
    １１又は１２記載のマイクロチップの製造方法。
14. 【請求項１４】 前記所定温度は、前記第１のガラス基
    板の粘度（Ｌｏｇη）が１１未満、前記第２のガラス基
    板及び第３のガラス基板の粘度（Ｌｏｇη）が１１より
    大きい温度であることを特徴とする請求項１１乃至１３
    のいずれか１項に記載のマイクロチップの製造方法。
15. 【請求項１５】 前記所定温度は、前記第１のガラス基
    板の軟化点の温度より低いことを特徴とする請求項１４
    記載のマイクロチップの製造方法。
16. 【請求項１６】 前記所定温度は、前記第１のガラス基
    板の粘度（Ｌｏｇη）が８．８≦Ｌｏｇη≦１０．８で
    ある温度であることを特徴とする請求項１４又は１５記
    載のマイクロチップの製造方法。
17. 【請求項１７】 前記接合ステップは、前記接合の後に
    前記第２，３のガラスの表面を研磨することを特徴とす
    る請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載のマイクロ
    チップの製造方法。
18. 【請求項１８】 前記所定温度は、前記第２のガラス基
    板及び前記第３のガラス基板の粘度（Ｌｏｇη）が１１
    未満、前記第１のガラス基板及び前記第３のガラス基板
    の粘度（Ｌｏｇη）が１１より大きい温度であることを
    特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の
    マイクロチップの製造方法。
19. 【請求項１９】 前記所定温度は、前記第２のガラス基
    板及び前記第３のガラス基板の軟化点の温度より低いこ
    とを特徴とする請求項１８記載のマイクロチップの製造
    方法。
20. 【請求項２０】 前記接合ステップは、前記接合の後に
    前記第２のガラス基板の面で、前記第１のガラス基板の
    一方の面と接合する面と反対側の面を研磨することを特
    徴とする請求項１９項に記載のマイクロチップの製造方
    法。