JP2005297416A - 樹脂製マイクロ化学チップの製造方法およびその方法により作成された樹脂製マイクロ化学チップ - Google Patents
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Abstract
【構成】 微細流路を有する樹脂製マイクロ化学チップの製造方法において、金属支持基板の片面にフォトレジスト被膜を形成し、該フォトレジスト被膜上に流路パターン形成用フォトマスクを積層させ、フォトファブリケーション技法により微細構造フォトレジストパターンを金属支持基板上に形成して平板状鋳型となし、該平板状鋳型または平板状鋳型を分割した鋳型個片を樹脂成形用外形枠型の底に配置し、樹脂を樹脂成形用外形枠型に流し込んで硬化させ鋳型により形成された微細流路を有する樹脂構造体を作成し、微細流路の蓋となる平板に該微細流路を有する樹脂構造体を貼り付けることからなる樹脂製マイクロ化学チップの製造方法と、製造されたマイクロ化学チップである。
【選択図】 図1
Description
樹脂製マイクロ化学チップは、通常微細流路が形成された樹脂構造体とその微細流路の蓋となる平板により構成されている。そして樹脂構造体の微細流路は、求める流路を反転させた凸型の鋳型により形成されていることが多い。特に、日刊工業新聞社出版TRIGGER 2002年3月号92〜93頁に記載のように、PDMS樹脂によるマイクロ化学チップの流路パターンを形成する型として、シリコンウエハ上に超膜厚フォトフォトレジスト(SU−8)をスピンコートし、これをフォトファブリケーション技法によりパターニングしたものが成形型として使用されている。このように精密な流路を形成するためにはフォトファブリケーション技法を用いるとよい。
しかし、ここで使用されているシリコン支持基板および超厚膜フォトレジストは非常に高価なため生産コストが割高となり、また比較的大きい面積のシリコン基板が市場に流通してなく、一度に多くのマイクロ化学チップ鋳型を生産するには適していなかった。しかし、現在のところ、寸法公差や取り扱いの容易さからこのシリコン支持基板および超厚膜フォトレジストが鋳型部材として使用されているのが実状である。
その他にも半導体プロセスによるエッチング方法では、化学蒸着(CVD)を応用して種々の薄膜を基材上に形成し、必要な加工を施した後、堆積した層を溶かし去って鋳型を形成する方法がある。鋳型の材質がガラスや石英の場合、フォトレジストとの密着性が悪いため、最初にクロム、次いで金を蒸着させ、その上からフォトレジストをコーティングし、求める鋳型の反転した形状をフォトファブリケーション加工によりフォトレジストにて形成する。そして、フォトレジストのパターンを得たら、それに沿って金にエッチングを施し、次いでクロムのエッチングを行う。そして最後にガラスのエッチングを行う。加工が終わると必要のなくなったフォトレジストを取り除き、次に不要となった金の層とクロムの層をそれぞれ別々の薬品で取り除いてガラスだけにする。このように蒸着層の生成や求める微細構造に沿って2つの蒸着層を個々にエッチングで加工し、ガラスの加工終了後に蒸着層を取り除くプロセスが必要となり、工程が複雑になってしまい、特別な設備も必要である。鋳型に石英を用いる場合も同様である。
このように現在化学や医学等の合成反応や電気泳動分析等で使用されているマイクロ化学チップでは、生産性、コスト、精度等の全てを満足する製造方法は現在のところ確立されていなかった。
日刊工業新聞社出版TRIGGER 2002年3月号92〜93頁
「1. 微細流路を有する樹脂製マイクロ化学チップの製造方法において、金属支持基板の片面にフォトレジスト被膜を形成し、該フォトレジスト被膜上に流路パターン形成用フォトマスクを積層させ、フォトファブリケーション技法により微細構造フォトレジストパターンを金属支持基板上に形成して平板状鋳型となし、該平板状鋳型または平板状鋳型を分割した鋳型個片を樹脂成形用外形枠型の底に配置し、樹脂を樹脂成形用外形枠型に流し込んで硬化させ鋳型により形成された微細流路を有する樹脂構造体を作成し、微細流路の蓋となる平板に該微細流路を有する樹脂構造体を貼り付けることからなる樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
2. 平板状鋳型は、1個の樹脂製マイクロ化学チップ製造用鋳型の個片を縦横行列状に複数個配列した鋳型個片群からなる鋳型である、1項に記載された樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
3. 2項で使用する平板状鋳型が、複数の鋳型個片に分割可能な境界線を有する構造である、樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
4. 1項ないし3項のいずれか1項に記載されたフォトレジスト被膜がドライフィルムフォトレジストである、樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
5. 1項ないし4項のいずれか1項に記載された微細流路を有する樹脂構造体と、微細流路の蓋となる平板の材質が同じである、樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
6. 1項ないし5項のいずれか1項に記載された製造方法により製造された、微細流路を有する樹脂構造体と微細流路の蓋となる平板により構成されてなる樹脂製マイクロ化学チップ。」
に関する。
樹脂構造物に精巧な微細パターンを形成させる鋳型は、金属支持基板とレジストパターンからなるものである。金属支持基板はレジストを支持する目的のものであり、材質、厚さについては特に限定はないが、好ましくは厚さ0.1から0.3mm程度であればよく、取り扱いのしやすい厚さとした。材質は銅、ステンレス等が好ましい。
また1枚の平板状鋳型で複数の鋳型個片を作成するのが効率良い。そこでまず、1枚の平板状鋳型を後に個片に分離できるよう予め金属支持基板基材に分割可能な境界線を設けておくとよい。境界線はエッチングやハーフエッチング、あるいはプレス等を組み合わせて形成すればよく、もちろん後に個片に分割可能であればどのような方法であってもよい。個片周囲の厚さや強度を変え、後に物理的な力を加えることで分離可能にしておく方法が好ましい。また分離しやすいように個片を縦横複数個行列状に配置させ個片の外形に沿って境界線を設けるとよい。金属支持基板の大きさは生産性とエッチング装置等の許容面積、取り扱いのしやすさ等を考慮し適宜選択すればよい。
レジストによる微細流路形成用パターンを形成するためには、まず脱脂後の金属支持基板の片側表面にレジストを塗布し一面に感光性高分子膜を形成する。次いで均一に形成された感光性高分子膜に予め用意しておいたフォトマスクを用いて流路パターンを露光する。これにより露光を施した部分の感光性高分子膜であるドライフィルムフォトレジストは光化学反応によって現像液に不溶なものとなる。そして現像、洗浄、乾燥を行うことで金属支持基板群上に所望のレジストパターンが形成される。ここではネガ型のレジストを用いたが、ポジ型のレジストを用いてももちろん構わない。
本発明による鋳型形成は、旧来の方法に比べパターン精度は同等でかかる工数は少なく、高価な材料を用いていないためコストが大幅に削減される。即ち精度と工数とコストの全てを満足しうる工法として広く産業的用途に提供できる技術といえる。
図1〜4は本発明の微細流路を有する樹脂製マイクロ化学チップの製造に用いる平板状鋳型の製造工程を示した工程図である。図1は金属支持基板基材に鋳型個片に沿った境界線を設ける工程を示した図であり、図2はその斜視図である。図3はその金属支持基板には、複数の鋳型個片を配置した平板状鋳型を形成する工程を示す断面図であり、図2はその斜視図である。図1と図2の(a)と(A)、(b)と(B)、(c)と(C)、図3と図4の(e)と(E)、(f)と(F)、(g)と(G)はそれぞれ対応している。図5は図1、2の工程を経て得られた平板状鋳型から分離した1つの鋳型個片の斜視図である。図6は樹脂製マイクロ化学チップを構成する樹脂構造体の外形を成形するための樹脂成形用外形枠型である。図7は鋳型個片を用いて樹脂製マイクロ化学チップを製造する工程を示した図である。
このようにして(g)のように金属支持基板7の表面に微細な流路を形成するための凸状のレジストパターン13が積層された平板状鋳型14が得られた。
次にこの平板状鋳型に物理的な力を加え個々の鋳型個片に分離する。図1の(a)〜(c)の行程で金属支持基板を個々に分離可能な構造としておいたため、物理的な力を加えることで個片を容易に分離することができる。その一つを図5の15に示した。金属支持基板上にレジストで形成された流路パターン13が積層されている。そして、この鋳型個片を図6の16に示すような樹脂成形用外形枠型の底に配置し、この枠に樹脂構成材料を流し込み硬化させマイクロチップの樹脂部分、樹脂構造物を形成する。樹脂構成材料の材質は樹脂成形を行えるものなら何でよい。例えば、樹脂成形用外形枠型があれば特別な成形機を必要としないPDMSのような樹脂を用いてもよいし、樹脂成形用外形枠型として金型と射出成形機を必要とするアクリル樹脂等を用いてもよい。実施例ではアクリルを用いたが、マイクロ化学チップの用途に応じ構成材料を適宜選択すればよい。
その後、樹脂構造物18に微細流路の蓋となる平板20を貼り付ける。微細流路の蓋となる平板20は予め樹脂成形等で作成しておいた樹脂製平板等が利用できる。その他、平板の材質は表面が平滑なものであればよいが、一般的に樹脂構造物18と同じ材質のものが好ましい。材質は目的に応じてその他の材料、例えば透明フィルムやガラス等を選択しても構わない。また、この平板には金属等からなる電極やその他の必要な装置や治具を設けても構わない。
微細流路を有する樹脂構造物18と微細流路の蓋となる平板20の貼り合わせ方法は、材質に応じた樹脂貼り合わせ技術を考慮して適宜選択すればよい。例えば樹脂材質がPDMSの場合は、表面を酸素雰囲気中でプラズマ処理を施した後、ガラス板等に貼り付ければよいし、アクリルの場合は接着剤または熱圧着等の方法を用いればよく、樹脂構造物18の微細流路19の凹型の寸法や形状を損傷させることなく貼り合わせる方法であれば何でもよい。ここでは熱圧着技法を用いた。
2 レジスト被膜
3 レジスト被膜を形成した金属支持基板基材
4 個片外形パターン形成用マスク
5 マスク開口部
6 マスクを積層した金属支持基板基材
7 金属支持基板
8 レジスト被膜
9 レジスト被膜を形成した金属支持基板
10 微細流路形成用マスク
11 マスク開口部
12 マスクを積層した金属支持基板
13 レジストパターン
14 平板状鋳型
15 鋳型個片
16 樹脂成形用外形枠型
17 樹脂
18 樹脂形成体
19 微細流路
20 平板
Claims (6)
- 微細流路を有する樹脂製マイクロ化学チップの製造方法において、金属支持基板の片面にフォトレジスト被膜を形成し、該フォトレジスト被膜上に流路パターン形成用フォトマスクを積層させ、フォトファブリケーション技法により微細構造フォトレジストパターンを金属支持基板上に形成して平板状鋳型となし、該平板状鋳型または平板状鋳型を分割した鋳型個片を樹脂成形用外形枠型の底に配置し、樹脂を樹脂成形用外形枠型に流し込んで硬化させ鋳型により形成された微細流路を有する樹脂構造体を作成し、微細流路の蓋となる平板に該微細流路を有する樹脂構造体を貼り付けることからなる樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
- 平板状鋳型は、1個の樹脂製マイクロ化学チップ製造用鋳型の個片を縦横行列状に複数個配列した鋳型個片群からなる鋳型である、請求項1に記載された樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
- 請求項2で使用する平板状鋳型が、複数の鋳型個片に分割可能な境界線を有する構造である、樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
- 請求項1ないし3のいずれか1項に記載されたフォトレジスト被膜がドライフィルムフォトレジストである、樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
- 請求項1ないし4のいずれか1項に記載された微細流路を有する樹脂構造体と、微細流路の蓋となる平板の材質が同じである、樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
- 請求項1ないし5のいずれか1項に記載された製造方法により製造された、微細流路を有する樹脂構造体と微細流路の蓋となる平板により構成されてなる樹脂製マイクロ化学チップ。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100724019B1 (ko) | 2005-12-20 | 2007-06-04 | 한국과학기술연구원 | 입체 마이크로 몰딩 얼라이너 장치 및 이를 이용한 바이오 엑츄에이터의 제조 방법 |
JP2008245955A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Fujifilm Corp | 高アスペクト比構造を有する機能性膜の製造方法及び製造装置 |
CN110407157A (zh) * | 2018-04-28 | 2019-11-05 | 张家港康得新石墨烯应用科技有限公司 | 具有微结构的器件及其制作方法 |
Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
WO2012038244A1 (en) * | 2010-09-23 | 2012-03-29 | Paul Scherrer Institut | Injection molded micro-cantilever and membrane sensor devices and process for their fabrication |
JP6290655B2 (ja) * | 2014-03-05 | 2018-03-07 | 日本フイルコン株式会社 | 電子部品可動治具 |
TWI512292B (zh) * | 2014-09-04 | 2015-12-11 | Taiwan Green Point Entpr Co | 薄膜式生物晶片之製作方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0615991A (ja) * | 1992-06-30 | 1994-01-25 | Canon Inc | 偽造防止ホログラム付光カード基体の製造方法およびその基体を用いる光情報記録媒体の製造方法 |
JP2002207027A (ja) * | 2001-01-11 | 2002-07-26 | Shimadzu Corp | 微小流路を有する樹脂製部材の作製方法、その方法により作製された部材およびそれを用いた計測装置 |
JP2003001680A (ja) * | 2001-06-25 | 2003-01-08 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 導光体の製造方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03156747A (ja) * | 1989-11-14 | 1991-07-04 | Canon Inc | 光情報記録媒体用スタンパーの製造方法 |
US6585939B1 (en) * | 1999-02-26 | 2003-07-01 | Orchid Biosciences, Inc. | Microstructures for use in biological assays and reactions |
JP4797196B2 (ja) * | 2001-02-14 | 2011-10-19 | 株式会社 フューエンス | マイクロチップ |
JP2002292600A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-08 | Mitsui Chemicals Inc | マイクロ配管およびその製造方法 |
KR100473361B1 (ko) * | 2001-10-17 | 2005-03-08 | 주식회사 디지탈바이오테크놀러지 | 마이크로 칩 및 그 제조 방법 |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0615991A (ja) * | 1992-06-30 | 1994-01-25 | Canon Inc | 偽造防止ホログラム付光カード基体の製造方法およびその基体を用いる光情報記録媒体の製造方法 |
JP2002207027A (ja) * | 2001-01-11 | 2002-07-26 | Shimadzu Corp | 微小流路を有する樹脂製部材の作製方法、その方法により作製された部材およびそれを用いた計測装置 |
JP2003001680A (ja) * | 2001-06-25 | 2003-01-08 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 導光体の製造方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100724019B1 (ko) | 2005-12-20 | 2007-06-04 | 한국과학기술연구원 | 입체 마이크로 몰딩 얼라이너 장치 및 이를 이용한 바이오 엑츄에이터의 제조 방법 |
JP2008245955A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Fujifilm Corp | 高アスペクト比構造を有する機能性膜の製造方法及び製造装置 |
CN110407157A (zh) * | 2018-04-28 | 2019-11-05 | 张家港康得新石墨烯应用科技有限公司 | 具有微结构的器件及其制作方法 |
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