JP2009148971A

JP2009148971A - 型およびその製造方法等

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Publication number: JP2009148971A
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Inventors: Yutaka Ozawa; 裕小澤
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Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2009-07-09
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Abstract

【課題】本発明によれば、成形品を分離しやすい型を簡便な方法で作製でき、かつ製品不良を抑制することができる。
【解決手段】基板の一方の面にマスクを形成するマスク形成工程と、前記マスクをエッチング用マスクとして用い、前記基板の厚み方向にエッチングして前記基板の表裏を貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記マスクの形成面を接合面として、前記基板と、前記基板を支持し、かつ前記基板とは異なる基体とを接合する接合工程とを有し、前記貫通孔形成工程において、プラズマによるドライエッチング法を用い、前記貫通孔の断面が、前記基板の前記マスクが形成された面から深さ方向に対して広がっていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、型の形状を転写して部材、あるいは、さらに別の型を得る際の成形加工で用いられる型およびその製造方法等に関する。

型を用いた電鋳法やホットエンボス法などの成形加工は、大量生産に適しており、様々な部材製造に用いられている。近年、成形加工において、微細な形状を有する部品や金型を製造するための型として、シリコン等の半導体を材料に用い、半導体微細加工技術により作製される型が利用されている。このような半導体を材料として作製される型は、金属からなる型に比べ、製造コストが低く、加工が容易であるという利点がある。
近年上述の型は様々な分野において適用されており、例えば、微細な流路や反応室を有する樹脂性の化学分析チップは当該型を用いて製造されるようになってきた。また、近年、微小な凹凸パターンを持った型に樹脂などを押し当て、型上の凹凸を樹脂上に転写する技術の研究および実用化が進んでいる。

上述した型の製造においては、半導体材料からなる基板にイオン衝撃性ドライエッチング（いわゆるＤＲＩＥ：Deep Reactive Ion Etching）を用いて行われている。このＤＲＩＥは、エッチングステップ（シリコンを等法的にエッチングする工程）とデポジションステップ（エッチング側壁にポリマー保護膜を析出する工程）を交互に繰り返すことによって、半導体基板を高アスペクト比で加工することができる。型として利用する場合、成形後における成形物の分離容易性、および成形物、型の破損低減の諸問題から、エッチングによって形成される開口溝部は順テーパー（エッチング加工開始面から深さ方向に対して狭くなる断面形状）であることが求められる。しかしながら、ＤＲＩＥで順テーパー形状の切片部を形成するためには、例えば、エッチングステップに比べデポジションステップを相対的に強くする方法が取られるが、この方法によると底面に残渣が生じるため、型を用いて製造される成形品の不良に繋がることが判っている。

そこで、特許文献１に開示されるように逆テーパー形状（エッチング加工開始面から深さ方向に対して広がる断面形状）で加工された基板を、その裏面から研磨、エッチング等の方法により不要部を除去して貫通孔を形成し、その加工基板を反転させて接合し順テーパー形状を有する型の製造方法が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載の方法によると、工程数が多く煩雑である。また、加工面の裏側から研磨等の方法で貫通孔を形成する場合、研磨開口部でクラック（亀裂、欠け、破損など）もしくはバリが発生する。さらにエッチング等により不要部を除去する場合には、接合面の平坦性に欠けるため支持基板との接合において不良が生じる。
特開２００６―８２４７６号公報

そこで本発明は上記に鑑み、成形品を分離しやすい型を簡便な方法で作成でき、かつ型の製造時における破損を抑制した型の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る型の製造方法は、基板の一方の面にマスクを形成するマスク形成工程と、マスクをエッチング用マスクとして用い、基板の厚み方向にエッチングして基板の表裏を貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、マスク形成面を接合面として基板と、基板を支持する支持基板とを接合する接合工程とを有し、貫通孔形成工程において、プラズマによるドライエッチング法を用い、貫通孔の断面が、基板のマスク形成面から深さ方向に対して広がっていることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る型の製造方法は、請求項１の型の製造方法において貫通孔工程前に基板のマスク形成面側の反対側に保護層を形成する保護層形成工程を有することを特徴とする。

本発明の請求項３に係る型の製造方法は、請求項１または２に記載の型の製造方法においてマスクを接合材として用い、マスクを介して基板と支持基板とを接合することを特徴とする。

本発明の請求項４に係る型の製造方法は、請求項１から３のいずれか１項に記載の型の製造方法においてマスクを第１のマスクとし、第１のマスク形成面の反対側の面に第２のマスクを形成し、第２のマスクをエッチング用マスクとして用いて基板の厚み方向にエッチングし、貫通孔とは異なる深さの溝部を設ける溝部形成工程とを含むことを特徴とする。

本発明の請求項５に係る型の製造方法は、請求項１から４のいずれか１項に記載の型の製造方法において支持基板がシリコン、ガラス、金属、絶縁性樹脂のいずれかから構成されることを特徴とする。

本発明の請求項６に係る型は、表裏を貫く貫通孔を備えた基板と、基板の裏面と接合材を介して接合され、かつ基板を支持する支持基板と、からなり、貫通孔の断面が基板の表面から深さ方向に対して狭くなっていることを特徴とする。

本発明の請求項７に係る型は、請求項６に記載の型において前記貫通孔により露出した前記支持基板の表面の平坦度が１μｍ以下であり、かつ前記貫通孔の端面にクラックがないことを特徴とする。

本発明の請求項８に係る化学分析チップは、請求項７記載の型を用いて転写して成型されたことを特徴とする。

本発明によれば、成形品を分離しやすい型を簡便な方法で作成でき、かつ製品不良を抑えることができる。

以下、図面を用いて本発明に係る型の構造等および製造方法に関して説明する。図１は本発明に係る型の一例を示す断面図である。図２、図４、図６、図８は本発明に係る型の製造方法の第１、第２、第３、第４の実施形態を表す断面図である（図３、図５、図７、図９はそれぞれ図２、図４、図６、図８に対応したフローチャートである）。

まず、型について図１を用いて説明する。
図１（ａ）における型は、貫通孔（凹部）５が形成された基板１と支持基板２とが接合して一体として構成され、基板１に断面が順テーパー形状の凹部５を有している。凹部５は、基板１に順テーパー形状の貫通孔を形成しておき、貫通孔が形成された基板１と支持基板２とを接合して一体化することにより形成される。凹部５の開口および深さの寸法等は成形すべき部材、および型を用いて製造すべき別の型ごとに所定の値で設計されている。凹部５のテーパー角度は、例えば、８６度〜８９度である（本明細書におけるテーパー角度とは、基板平面と、基板の表裏の開口端を結ぶ線とが交差した角度を指すものとし、具体的には図１（ａ）におけるθである）。基板１は例えば、シリコン（あるいはシリコン基板上に二酸化珪素が成膜された基板）などからなり、支持基板２はシリコン、ガラス、金属、絶縁性樹脂などからなるものとする。また基板１および支持基板２の厚みは、例えば、それぞれ１００μｍ〜７２５μｍ、５０μｍ〜７２５μｍである。
図１（ｂ）における型は、基板１と支持基板２との間にマスク（接合材）３があること以外は図１（ａ）における型と略同一である。マスク（接合材）３は、例えば、ガラス、フォトレジストなどの材料からなり、厚みは、数百ｎｍ〜１００μｍ程度である。

以下、図面を参照して本発明に係る第１〜４の実施形態について順に説明する。

＜第１の実施形態＞
図２（ａ）〜（ｅ）および図３（Ｓ１１〜Ｓ１５）を参照しながら、第１の実施形態に係る型１００の製造方法について説明する。

（１）基板の準備（図２（ａ）およびＳ１１）
基板１は、例えば、シリコンウェハであり、表裏両面が研磨されている。基板１の厚みは、型１００を用いて製造される部材等により適宜設定しうるが、例えば６００μｍである。基板１におけるマスク（後述するマスク３）の形成面を１ａとして、その反対側の面を１ｂとする。

（２）マスク形成（図２（ｂ）およびＳ１２）
マスク３を１ａに形成する。マスク３は、後述する貫通孔５に対応した開口パターンを有している。マスクの材料は、フォトレジスト、ガラス、二酸化珪素、窒化珪素などの絶縁性材料、あるいはアルミニウム、クロムなどの金属等の周知の材料から選択され、後述するドライエッチングの際にエッチングガスに対するエッチング耐性を有しているものであればよい。例えば、マスク３がフォトレジストからなる場合には、フォトレジストを基板１に塗布し、所望のパターンのフォトマスクを介して露光、現像を行うことによってマスク３を形成することができる。また、マスク３が二酸化珪素、窒化珪素からなる場合には、基板１にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により一面に形成し、その後、パターニングすることで形成することができる。また、マスク３が金属からなる場合には、基板１に蒸着あるいはスパッタ法により一面に形成してパターニングするなどして形成することができる。

（３）貫通孔形成（図２（ｃ）およびＳ１３）
マスク３をエッチング用マスクとして用い、基板１の厚み方向に表裏（１ａから１ｂが）貫通するまでエッチングして貫通孔５を形成する。シリコンを深堀するためのエッチング方法として、例えば、ＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）を用いることができる。ＤＲＩＥでは材料層を厚み方向に侵食しながら掘り進むエッチングステップと、彫った穴の側壁にポリマーの壁を形成するデポジションステップとを交互に繰り返す。掘り進んだ穴の側壁は、順次ポリマーの壁が形成されて保護されるため、ほぼ厚み方向にのみ侵食を進ませることが可能であり、エッチングガスとしてＳＦ₆等のイオン・ラジカル供給ガスを用い、デポジションガスとしてＣ₄Ｆ₈等を用いることができる。
ＤＲＩＥにより加工された対象物の特徴としてその断面にスキャロップとよばれる数μｍ間隔の微小な凹凸が見られる。通常、エッチング開始面からエッチングが進むにつれてエッチングガスの進入がしにくくなる傾向があるためエッチングレートが落ち、スキャロップの幅が狭まっていく。このため、後述の型（１００〜４００）の凹部５の断面は表面側から支持基板表面側にかけてスキャロップの幅が広くなっている。

（４）マスク除去（図２（ｄ）およびＳ１４）
マスク３がフォトレジストからなる場合には、レジスト剥離液への浸漬あるいは、Ｏ₂プラズマによるアッシングにより除去される。絶縁性材料あるいは金属からなる場合にはエッチングにより除去できる。

（５）支持基板との接合（図２（ｅ）およびＳ１５）
基板１のマスク３が形成された面（１ａ）を接合面として、基板１と支持基板２を接合して一体化する。支持基板２の材料は、シリコン、ナトリウムイオンなどの可動イオンを含むガラス（いわゆるパイレックス（登録商標）ガラス）、あるいは、ステンレス、ニッケル、アルミニウムなどの金属、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂を用いる。シリコン面が露出した基板１と支持基板２との接合において、支持基板２がシリコンの場合、基板１との接合は直接接合を用いる。また、支持基板２がナトリウムイオンなどの可動イオンを含むガラスの場合には陽極接合を用いる。支持基板２が金属、絶縁性樹脂からなる場合は、接着剤を用いて基板１と支持基板２とを接合することができる。上述のように、断面が順テーパー形状である凹部５を有する型１００が製造できる。

＜第２の実施形態＞
図４（ａ）〜（ｆ）および図５（Ｓ２１〜Ｓ２６）を参照しながら、第２の実施形態に係る型２００の製造方法について説明する。型１００の貫通孔形成時に、１ｂ面に保護層４を備えることを除き第１の実施形態に係る製造方法と略同一である。したがって、第１の実施の形態と同一部分については同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

（１）基板の準備（図４（ａ）およびＳ２１）
基板１は、第１の実施例と略同一の材料等を用いることができ、ここでは詳細な説明を省略する。

（２）マスク形成（図４（ｂ）およびＳ２２）
マスク３は、第１の実施例と略同一の材料等、方法を用いることができ、ここでは詳細な説明を省略する。

（３）保護層形成（図４（ｃ）およびＳ２３）
基板１のマスク３が形成された面（１ａ）の反対側の面（１ｂ）に保護層４を形成する。保護層はドライエッチング時に、エッチングにより１ａから１ｂを貫通する貫通孔が形成された際のプロセス異常、およびプラズマ曝露によるエッチング装置側の基板ステージの損傷を防ぐ効果を有する。保護層は水溶性高分子を溶剤（水、もしくは水とアルコール）に溶解させた溶液を塗布することで形成可能であり、例えば、ポリビニルアルコールを用いることができる。また、保護層の別の態様として、例えば、ＵＶ（紫外線）剥離シート（セルファＢＧ（耐熱タイプ）積水化学工業株式会社製）、もしくは、熱剥離シート（リバアルファ（型番：３１９Ｙ−４Ｈ）日東電工株式会社製）を用いることができる。これらエネルギー照射（加熱、露光等）により剥離可能となる粘着面を有するシートを用いることができる。

（４）貫通孔形成（図４（ｄ）およびＳ２４）
マスク３をエッチング用マスクとして用い、基板１の厚み方向に保護層４に到達するまでエッチングして貫通孔５を形成する。１ｂ面に保護層４が形成されているので、貫通孔を形成する際に、エッチングガスによるエッチング装置（基板ステージ）の損傷や、プロセス異常を抑制することができる。

（５）マスクおよび保護層除去（図４（ｅ）およびＳ２５）
マスク３は、第１の実施例と略同一の方法により除去される。ここでは詳細な説明を省略する。
保護層４が水溶性高分子材料からなる場合には温水中で溶解除去したり、周知のプラズマアッシング法を用いることにより除去する。保護層４が熱剥離シートもしくはＵＶ（紫外線）剥離シートである場合には、それぞれ、基板１の加熱もしくは紫外線照射により、基板１と保護層４とを分離する。

（６）支持基板との接合（図４（ｆ）およびＳ２６）
基板１の第１のマスク３が形成された面（１ａ）を接合面として、基板１と支持基板２を接合して一体化する。支持基板２の材料等および、接合方法に関しては第１の実施形態に示したものと略同一であり、ここでは詳細な説明は省略する。上述のように、断面が順テーパー形状である凹部５を有する型２００を簡便に製造できる。

＜第３の実施形態＞
図６（ａ）〜（ｅ）および図７（Ｓ３１〜Ｓ３５）を参照しながら、第３の実施形態に係る型３００の製造方法について説明する。型３００がマスク３を除去せず、該マスク３を介して基板１と支持基板２とが接合されている点を除き、型１００および型２００と略同一である。したがって、第２の実施形態と同一部分については同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

（１）基板の準備（図６（ａ）およびＳ３１）
基板１は、第２の実施例と略同一の材料等を用いることができ、ここでは詳細な説明を省略する。

（２）マスク形成（図６（ｂ）およびＳ３２）
マスク３は貫通孔５に対応した開口パターンを有している。マスク３の材料は、ガラスや常温もしくは加熱により接着性を有する樹脂などを用いることができる。例えば、マスクをガラスから構成する場合、基板１にスパッタ法により可動イオンを含むガラス（例えばパイレックス（登録商標）ガラス）を成膜してマスク３を形成することができる。マスク３がガラス膜からなる場合、後述するように陽極接合により、基板１と支持基板２を接合することができる。また、マスク３がフォトレジストを含む樹脂からなる場合には、フォトレジストを基板１に塗布し、所望のパターンのフォトマスクを介して露光、現像を行うことによってマスク３を形成することができる。マスクが樹脂からなる場合、後述するように加熱あるいは常温において基板１と支持基板２とを圧着することで基板１と基板２を接合することができる。このようにマスクを接着剤として用いることで、マスクを除去する工程がないため、より生産性に優れた型を提供できる。つまりマスク除去後に接合面を清浄にする工程を不要とする。

（３）保護層形成（図６（ｃ）およびＳ３３）
基板１のマスク３が形成された面（１ａ）の反対側の面（１ｂ）に保護層を形成する。第１の実施形態に記載した材料および方法と略同一であるので、ここでは詳細な説明を省略する。貫通孔５を形成した後、第２の実施形態と略同様の方法により除去する。

（４）貫通孔形成（図６（ｄ）およびＳ３４）
マスク３をエッチング用マスクとして用い、基板１の厚み方向にエッチングして貫通孔５を形成する。第２の実施形態に記載した方法と略同一の方法により、形成することが可能であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

（５）支持基板との接合（図６（ｅ）およびＳ３５）
基板１のマスク３が形成されている面（１ａ）を接合面として、基板１と支持基板２を接合して一体化する。支持基板２の材料は、シリコン、ステンレス、ニッケル、アルミニウムなどの金属、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂の樹脂を用いる。
基板１上のマスク３と支持基板２との接合において、マスク３が可動イオンを含むガラス膜からなる場合には、このガラス膜を接合材として用い、該接合材を介して陽極接合により基板１と支持基板２とを接合することができる。支持基板２が樹脂成分よりなる場合には、接合時に常温あるいは加熱することによりマスク３を接着剤として用いて接合することができる。基板１と支持基板２がマスク（接合材）３を介して一体として接合され、かつ断面が順テーパー形状である凹部５を有する型３００を簡便に製造できる。

＜第４の実施形態＞
図８（ａ）〜（ｅ）および図９（Ｓ４１〜Ｓ４７）を参照しながら、第４の実施形態に係る型４００の製造方法について説明する。型４００が凹部５とは異なる深さの溝部７を有する点を除き、型１００〜型３００と略同一である。したがって、第１の実施形態と同一部分については同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

（１）基板の準備（図８（ａ）およびＳ４１）
基板１は、第１の実施例と略同一の材料等を用いることができ、ここでは詳細な説明を省略する。

（２）第２のマスク形成（図８（ｂ）およびＳ４２）
１ｂ面上のマスク（第２のマスク６）は溝部７に対応した開口パターンを有している。マスクの材料は、フォトレジスト、ガラス、二酸化珪素、窒化珪素などの絶縁性材料、アルミニウム、クロムなどの金属などの周知の材料から選択され、後述するドライエッチングの際にエッチング耐性を有しているものであればよい。例えば、第２のマスク６がフォトレジストからなる場合には、フォトレジストを基板１に塗布し、形成したい所望のパターンのフォトマスクを介して露光、現像を行うことによって第２のマスク６を形成することができる。

（３）溝部形成（図８（ｃ）およびＳ４３）
第２のマスク６をエッチング用マスクとして用い、基板１の厚み方向にエッチングして、基板の１の厚みよりも深さが小さい溝部７を形成する。このようなエッチング方法として、上述した、ＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）、ＣＦ₄ガス等を用いたＲＩＥ（Reactive Ion Etching）、ウェットエッチングを用いることができる。溝部７の形成後、第２のマスク６を除去する。

（４）第１のマスク形成（図８（ｄ）およびＳ４４）
基板１の第２のマスクが形成されていない面（１ａ）に第１のマスクを形成する。第１のマスク３は、上述のマスク３の形成と略同一の材料、方法を用いて作成することができ、ここでは詳細な説明は省略する。

（５）保護層形成（図８（ｅ）およびＳ４５）
基板１の第１のマスク３が形成されていない面（１ｂ）に保護層４を形成する。保護層４は、上述の保護層４の形成と略同一の材料、方法を用いて作成することができ、ここでは詳細な説明は省略する。

（６）貫通孔形成（図８（ｆ）およびＳ４６）
マスク３をエッチング用マスクとして用い、基板１の厚み方向にエッチングして貫通孔５を形成する。貫通孔５の形成方法は、第１の実施形態に示したものと略同一方法を用いて作成することができ、ここでは詳細な説明は省略する。

（７）支持基板との接合（図８（ｇ）およびＳ４７）
マスクと保護層を除去した後、基板１の第１のマスク３が形成された面（１ａ）を接合面として、基板１と支持基板２を接合して一体化する。支持基板２の材料等および、接合方法に関しては第１の実施形態に示したものと略同一であり、ここでは詳細な説明は省略する。

以上により、基板１のマスク（第１のマスク）３を形成した面から逆テーパー形状にエッチングして貫通孔５を形成し、支持基板２との接合時に表裏反転させて接合することにより、順テーパー形状の凹部５（貫通孔）を有する型１００を提供することができる。また、貫通孔５とは異なる深さの溝部７を形成し、少なくとも２以上の異なる深さの溝を有する型４００を簡便に製造することができる。第１のマスク３は除去してもよく、また接合材として用いてもよい。

第４の実施形態に係る異なる深さの溝を有する型４００は、化学分析チップなどの製造に供する鋳型として用いる場合に好適である。例えば、凹部５、溝部７を流路もしくは反応室（液溜め部）として用いる場合、流路より深い溜め部を設けることで、温度依存性が高い混合液を局所的に定量化し、効率的に温度を制御することができる。化学分析チップの流路内に深さの異なる流路を混在することで、局所的に反応液の流速や流量などを制御することができる。したがって、異なる深さの溝を配置した場合、より多機能な化学分析チップを製造することが可能となる。

以上、実施形態に示した製造方法は一例であり、本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張、変更可能であり、拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

＜本発明が適用される製品の一例＞
以下、本発明に係る型が適用される製品の一例について述べる。上記のように形成されたシリコンからなる型は、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）などの樹脂からなり、その外形が数ｃｍ角のチップ内に多数の流路を有する化学分析チップを作製するための型として用いることができる。本発明の係る型であって、凹部５の深さを例えば、１００〜３００μｍとし、溝部７の深さを１０〜１５０μｍの範囲で適宜選択した。型に下地導電層を形成した後、電解めっき液槽に浸漬させ、ニッケル等の金属をめっきにより充填形成した後、離型して電鋳型を得る。電鋳型に樹脂を流し込み、成形された樹脂チップを取り出すことで化学分析チップを製造することができる。
図１０に化学分析チップ５００の例としてＤＮＡチップを示す。微小な毛細官状の流路２３を形成する溝、この流路と接続する反応領域としての反応室２４を形成する凹部、反応液を注入する液注入部２１、反応液（反応済液）を排出する液排出部２２等が上記の製造方法により形成されている。

本願発明に係る型を用いて製造される化学分析チップにおいては、次の２つの特徴がある。
（特徴１）
従来の基板をＤＲＩＥでエッチングして形成した型を用いて製造される化学分析チップとは異なり、流路および／または反応室の底面はその平坦度が５μｍ以下であり、かつその表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以下であり、本願実施形態で用いた支持基板の表面粗さ（Ｒａ）は０．２ｎｍ〜０．３ｎｍの範囲であった。
なお、平坦度は触針式の微細形状測定装置（KLA-Tencor社製装置型番：Ｐ−１５）を用いて測定した値であり、本明細書では最大−最小差で表現した値のことを指す。表面粗さは算術平均粗さＲａであり、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）により測定し、算出する。そのため、化学分析チップとして用いた場合、反応液の液詰まりなどがなく製品特性上優れる。
（特徴２）
貫通孔をエッチング開始面とは反対側から研磨して形成することがないため、転写された化学分析チップの表面にクラックがない。そのため、化学分析チップとして用いた場合、チップの密閉性に優れる。

＜本発明が適用される製品の別の例＞
以下、本発明に係る型が適用される製品の一例について述べる。上記の製造方法を用いて、上記のように形成されたシリコンからなる型をモールドとして、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）などからなるスタンパをガラス転移温度（Ｔｇ＝１０５℃）以上に加熱して該モールドに押し当て、ガラス転移温度以下に冷却後、モールドとスタンパの引き離しを行う。このようにしてモールドの凹部形状が転写された樹脂性の成形品が製造される。ＵＶ（紫外線）を照射することにより硬化する樹脂からなるスタンパを用いることができることはいうまでもない。また、低融点ガラス、アルミニウム板、シリコン基板などへ直接転写出来ることも報告されており、このような材料をスタンパとして用いてもよい。

本発明の型の例を表す断面図である。本発明の第１の実施態様に係る型（１００）の製造方法の一例を表す断面図である。図２の型の作製手順をフローチャートで表したフロー図である。本発明の第２の実施態様に係る型（２００）の製造方法の一例を表す断面図である。図４の型の作製手順をフローチャートで表したフロー図である。本発明の第３の実施態様に係る型（３００）の製造方法の一例を表す断面図である。図６の型の作製手順をフローチャートで表したフロー図である。本発明の第４の実施態様に係る型（４００）の製造方法の一例を表す断面図である。図８の型の作製手順をフローチャートで表したフロー図である。本発明の第４の実施態様に係る型（４００）を用いて製造された化学分析チップ（５００）の上面図である。

符号の説明

１００：型（第１の実施形態）
２００：型（第２の実施形態）
３００：型（第３の実施形態）
４００：型（第４の実施形態）
１：基板
２：支持基板
３：マスク（第１のマスク）
４：保護層
５：貫通孔（凹部）
６：マスク（第２のマスク）
７：溝部

５００：化学分析チップ
２１：液注入部
２２：液排出部
２３：流路
２４：反応室

Claims

基板の一方の面にマスクを形成するマスク形成工程と、
前記マスクをエッチング用マスクとして用い、前記基板の厚み方向にエッチングして前記基板の表裏を貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記マスク形成面を接合面として前記基板と、前記基板を支持する支持基板とを接合する接合工程とを有し、
前記貫通孔形成工程において、プラズマによるドライエッチング法を用い、前記貫通孔の断面が、前記基板の前記マスク形成面から深さ方向に対して広がっていることを特徴とする型の製造方法。
前記貫通孔形成工程前に前記基板の前記マスク形成面側の反対側に保護層を形成する保護層形成工程を有することを特徴とする請求項１に記載の型の製造方法。
前記マスクを接合材として用い、前記マスクを介して前記基板と前記支持基板とを接合することを特徴とする請求項１または２に記載の型の製造方法。
前記マスクを第１のマスクとし、前記第１のマスク形成面の反対側の面に第２のマスクを形成し、前記第２のマスクをエッチング用マスクとして用いて前記基板の厚み方向にエッチングし、前記貫通孔とは異なる深さの溝部を形成する溝部形成工程とを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の型の製造方法。
前記支持基板がシリコン、ガラス、金属、絶縁性樹脂のいずれかより構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の型の製造方法。
表裏を貫く貫通孔を備えた基板と、該基板の裏面と接合材を介して接合され、かつ前記基板を支持する支持基板と、からなり、前記貫通孔の断面が前記基板の表面から深さ方向に対して狭くなっていることを特徴とする型。
前記貫通孔により露出した前記支持基板の表面の平坦度が５μｍ以下であり、かつ前記貫通孔の端面にクラックがないことを特徴とする請求項６記載の型。
請求項７記載の型を用いて転写して成型されたことを特徴とする化学分析チップ。