JP2014136303A

JP2014136303A - 構造物、構造物の製造方法、及び成形品の製造方法

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Publication number: JP2014136303A
Application number: JP2013007421A
Authority: JP
Inventors: Masashi Seki; 将志関; Nobuyuki Ito; 藤信行伊; Takeshi Chiba; 葉豪千
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2013-01-18
Filing date: 2013-01-18
Publication date: 2014-07-28
Anticipated expiration: 2033-01-18
Also published as: JP6057166B2

Abstract

【課題】その一部に微細加工面が形成されるとともに、全体として複雑な３次元構造をもつ構造物を提供する。
【解決手段】構造物１０は、凹部１１と、凹部１１に連通する第１流路１２と、凹部１１に連通する第２流路１３とを有している。構造物１０は、凹部１１の下部２１と第１流路１２の底面２２とを有する第１基材２０と、第１基材２０上に積層され、第１凹部貫通孔３１と第１流路貫通孔３２と第２流路１３の底面３３とを有する第２基材３０と、第２基材３０上に積層され、第２凹部貫通孔４１と第２流路貫通孔４２と第３流路貫通孔４３とを有する第３基材４０とを備えている。第１基材２０の第１流路１２の底面２２および第２基材３０の第２流路１３の底面３３に、それぞれ微細加工面２４、３４が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、微細加工面を有する構造物、このような構造物の製造方法、及び成形品の製造方法に関する。

従来、構造物に対して大きさが１μｍ以下の凹凸パターンを形成する場合、フォトリソグラフィ法が多用されている。しかしながら、フォトリソグラフィ法を用いた場合、その形成するパターン形状がいかなる場合であれ、加工深さには限界が有る。このため、フォトリソグラフィ法を用いた加工は、平面的な加工に限定される事が多い。

一方、一般に切削加工では、構造物に、深さが大きい複雑な３次元形状を加工することが可能であるが、工具サイズの制限等により、その微細度には限界がある。このため、大きさが１μｍ以下の凹凸面を有する３次元構造物を製造する場合、フォトリソグラフィ法と切削加工方法とをうまく組み合わせる方法を考慮する必要がある。しかしながら、予め形状が付与された３次元構造物に対して、３次元構造物の表面よりも窪んだ位置にある部位に選択的にフォトリソグラフィ法を行い、その一部に１μｍ以下の凹凸パターンを形成する事は事実上不可能であり、フォトリソグラフィ法と切削加工方法と組み合わせる事は従来困難な作業であった。

特表２０００−５０６４３２号公報特開２０１１−５３３３４号公報

特許文献１には、複数のプレートを積層して構成される多層部品の製造方法に関する発明が記載されている。この場合、第１のプレートを射出成型で成形した後、第１のプレート上に第２のプレートを射出成型し、以降同様の動作を繰り返して多層部品を製造することようになっている。しかしながら、特許文献１には、多層部品に微細加工面を設けることに関する記載はない。

一方、特許文献２には、材料表面に微細な凹凸を形成することで濡れ性を変化させることが開示されている。しかしながら、このような微細な凹凸を例えば流路の底面など複雑な３次元構造をもつ構造物に形成する方法については一切記載されていない。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、その一部に微細加工面が形成されるとともに、全体として複雑な３次元構造をもつ構造物を容易に作製することが可能な、構造物、構造物の製造方法、及び成形品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、凹部と、前記凹部に連通する第１流路とを有する構造物を製造する、構造物の製造方法であって、前記凹部の下部を有する第１基材を準備する工程と、前記第１基材のうち前記第１流路の底面に対応する箇所に、微細加工面を設ける工程と、前記凹部の上部を構成する第１凹部貫通孔と、前記第１流路を構成する第１流路貫通孔とを有する第２基材を準備する工程と、前記第１基材上に前記第２基材を積層する工程とを備えたことを特徴とする構造物の製造方法である。

本発明は、凹部と、前記凹部に連通する第１流路と、前記凹部に連通する第２流路とを有する構造物を製造する、構造物の製造方法であって、前記凹部の下部を有する第１基材を準備する工程と、前記第１基材のうち前記第１流路の底面に対応する箇所に、微細加工面を設ける工程と、前記凹部の中間部を構成する第１凹部貫通孔と、前記第１流路を構成する第１流路貫通孔とを有する第２基材を準備する工程と、前記第２基材のうち前記第２流路の底面に対応する箇所に、微細加工面を設ける工程と、前記凹部の上部を構成する第２凹部貫通孔と、前記第１流路の上部を構成する第２流路貫通孔と、前記第２流路を構成する第３流路貫通孔とを有する第３基材を準備する工程と、前記第１基材上に前記第２基材を積層するとともに、前記第２基材上に前記第３基材を積層する工程とを備えたことを特徴とする構造物の製造方法である。

本発明は、前記第２基材の前記第２流路の前記底面は、前記第２基材の他の面よりも親液性又は撥液性が高められていることを特徴とする構造物の製造方法である。

本発明は、前記第１基材の前記第１流路の前記底面は、前記第１基材の他の面よりも親液性又は撥液性が高められていることを特徴とする構造物の製造方法である。

本発明は、前記微細加工面は、１μｍ以下の開口寸法をもつ微細凹部を有することを特徴とする構造物の製造方法である。

本発明は、構造物の製造方法により構造物を作製する工程と、前記構造物を用いて、前記構造物を反転した形状を有する金型を作製する工程と、前記金型を用いて合成樹脂製の成形品を成形する工程とを備えたことを特徴とする成形品の製造方法である。

本発明は、凹部と、前記凹部に連通する第１流路とを有する構造物であって、前記凹部の下部と、前記第１流路の底面とを有する第１基材と、前記第１基材上に積層され、前記凹部の上部を構成する第１凹部貫通孔と、前記第１流路を構成する第１流路貫通孔とを有する第２基材とを備え、前記第１基材の前記第１流路の前記底面の少なくとも一部に、微細加工面を設けたことを特徴とする構造物である。

本発明は、凹部と、前記凹部に連通する第１流路と、前記凹部に連通する第２流路とを有する構造物であって、前記凹部の下部と、前記第１流路の底面とを有する第１基材と、前記第１基材上に積層され、前記凹部の中間部を構成する第１凹部貫通孔と、前記第１流路を構成する第１流路貫通孔と、前記第２流路の底面とを有する第２基材と、前記第２基材上に積層され、前記凹部の上部を構成する第２凹部貫通孔と、前記第１流路の上部を構成する第２流路貫通孔と、前記第２流路を構成する第３流路貫通孔とを有する第３基材とを備え、前記第１基材の前記第１流路の前記底面の少なくとも一部および前記第２基材の前記第２流路の前記底面の少なくとも一部に、それぞれ微細加工面を設けたことを特徴とする構造物である。

本発明は、前記第２基材の前記第２流路の前記底面は、前記第２基材の他の面よりも親液性又は撥液性が高められていることを特徴とする構造物である。

本発明は、前記第１基材の前記第１流路の前記底面は、前記第１基材の他の面よりも親液性又は撥液性が高められていることを特徴とする構造物である。

本発明は、前記微細加工面は、１μｍ以下の開口寸法をもつ微細凹部を有することを特徴とする構造物である。

本発明によれば、その一部に微細加工面が形成されるとともに、全体として複雑な３次元構造をもつ構造物を容易に作製することができる。

図１は、本発明の一実施の形態による構造物を示す斜視図。図２は、本発明の一実施の形態による構造物を示す分解斜視図。図３（ａ）〜（ｂ）は、微細加工面を示す拡大概略斜視図。図４（ａ）〜（ｈ）は、構造物の製造方法を示す断面図。図５（ａ）〜（ｂ）は、構造物の製造方法を示す断面図。図６は、構造物を用いて作製された金型を示す斜視図。図７は、金型を用いて作製された成形品を示す斜視図。図８は、本発明の一変形例による構造物を示す斜視図。図９は、本発明の一変形例による構造物を示す分解斜視図。

以下、図面を参照しながら本発明の各実施形態について説明する。図面は例示であり、説明のために特徴部を誇張することがあり、実物とは異なる場合がある。また、技術思想を逸脱しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。なお、以下の各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。

（構造物）
まず本発明の一実施形態に係る構造物の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る構造物の斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る構造物の分解斜視図である。

図１に示すように、構造物１０は、全体として略直方体形状を有しており、その略中央部に設けられた凹部１１と、凹部１１に連通する第１流路１２と、凹部１１に連通する第２流路１３とを備えている。

このうち凹部１１は、平面円形状を有するとともに、構造物１０の厚み方向（Ｚ方向）に貫通しない凹形状を有している。なお、凹部１１の深さは任意であり、フォトリソグラフィで作れる深さであっても良いし（例えば１０μｍ）、フォトリソグラフィで作れない深さであっても良い（例えば１ｍｍ）。凹部１１の径は、例えば２００ｍｍ以下（フォトリソグラフィで作製可能な径）としても良い。なお、凹部１１の平面形状は、円形状に限られるものではなく、例えば楕円形状や、正方形状等の多角形状等としても良い。

第１流路１２は、凹部１１から一方向（Ｘ軸プラス方向）に延びるとともに、構造物１０の厚み方向（Ｚ方向）に貫通しない凹形状を有している。第１流路１２は平面直線（長方形）形状を有しているが、これに限られるものではなく、湾曲した形状や、蛇行した形状であっても良い。なお、第１流路１２の深さは任意であり、フォトリソグラフィで作れる深さであっても良いし（例えば１０μｍ）、フォトリソグラフィで作れない深さであっても良い（例えば１ｍｍ）。

第２流路１３は、凹部１１を挟んで第１流路１２の反対方向（Ｘ軸マイナス方向）に延びるとともに、構造物１０の厚み方向（Ｚ方向）に貫通しない凹形状を有している。第２流路１３は平面直線形状（長方形）を有しているが、これに限られるものではなく、湾曲した形状や、蛇行した形状であっても良い。なお、第２流路１３の深さは、第１流路１２の深さより浅い任意の深さであり、フォトリソグラフィで作れる深さであっても良いし（例えば１０μｍ）、フォトリソグラフィで作れない深さであっても良い（例えば１ｍｍ）。また第２流路１３の幅は、第１流路１２の幅より狭くしても良く、例えば２００ｍｍ以下（フォトリソグラフィで作製可能な幅）としても良い。なお、第１流路１２と第２流路１３との関係は、図示するように一直線状に並ぶように配置される態様に限ることなく、任意の位置関係を採用してもよい。

図２を参照すると、構造物１０は、平板状の基材２０、３０、４０を三層積層した構造を有している。すなわち、構造物１０は、裏面側（Ｚ軸マイナス側）に位置する第１基材２０と、第１基材２０上に積層された第２基材３０と、第２基材３０上に積層され、表面側（Ｚ軸プラス側）に位置する第３基材４０とを有している。これら第１基材２０、第２基材３０および第３基材４０は、いずれもその外周は長方形であり、互いに同一の外周形状を有している。

このうち第１基材２０は、凹部１１の下部２１と、第１流路１２の底面２２とを有している。下部２１は、平面円形状の凹部底面２１ａと、凹部底面２１ａの周囲に位置する側面２１ｂとを有している。なお、第１基材２０の厚みは任意であり、例えば１００μｍ〜１ｍｍとしてもよく、下部２１の深さも任意である。

また、底面２２には、微細加工面２４が設けられている。この微細加工面２４は、図３（ａ）〜（ｂ）に示すように、１μｍ以下（ナノオーダー）の開口寸法をもつ多数（複数）の微細凹部５１、５２が形成されている。

このような微細凹部は、図３（ａ）に示すように、それぞれ微細孔５１からなっていても良い。図３（ａ）において、多数（複数）の微細孔５１は、互いに同一形状を有するとともに、縦横それぞれ均等な間隔でマトリックス状に配置されている。具体的には、微細孔５１のピッチｐ_ａは１μｍ以下であり、好ましくは５００ｎｍ〜１μｍである。また、微細孔５１の幅ｗ_ａは、１μｍ以下であり、８００ｎｍ以下とすることが更に好ましい。また、微細孔５１の深さｄ_ａは、５０ｎｍ〜１μｍとすることが好ましい。なお、微細孔５１の平面形状は、正方形状に限られるものではなく、円形状、楕円形状、多角形状等としても良い。

あるいは、図３（ｂ）に示すように、微細加工面２４に形成された多数の微細凹部は、それぞれ微細溝５２からなっていても良い。図３（ｂ）において、多数（複数）の微細溝５２は、縦横それぞれ均等な間隔でマトリックス状に配置されている。具体的には、微細溝５２のピッチｐ_ｂは１μｍ以下であり、好ましくは５００ｎｍ〜１μｍである。また、微細溝５２の幅ｗ_ｂは、１μｍ以下であり、８００ｎｍ以下とすることが更に好ましい。また、微細溝５２の深さｄ_ｂは、５０ｎｍ〜１μｍとすることが好ましい。なお、微細溝５２は、縦横に配置される場合に限らず、斜め方向に延びていても良い。

なお、微細加工面２４は、底面２２の全域に形成されていても良く、底面２２の一部の領域のみに形成されていても良い。

再度図２を参照すると、第２基材３０は、凹部１１の中間部を構成する第１凹部貫通孔３１と、第１流路１２を構成する第１流路貫通孔３２と、第２流路１３の底面３３とを有している。このうち第１凹部貫通孔３１は、第１基材２０の下部２１と同一の平面形状（円形状）を有しており、第１流路貫通孔３２は、第１基材２０の底面２２と同一の平面形状（長方形形状）を有している。なお、第２基材３０の厚みは任意であり、例えば１００μｍ〜１ｍｍとしても良い。

また、底面３３には、微細加工面３４が設けられている。この微細加工面３４には、図３（ａ）〜（ｂ）に示すように、１μｍ以下の開口寸法をもつ多数（複数）の微細凹部５１、５２が形成されている。なお、第２基材３０の微細加工面３４に形成される微細凹部５１、５２の構成は、上述した第１基材２０の微細加工面２４に形成される微細凹部５１、５２の構成と略同様とすることができるので、ここでは詳細な説明を省略する。ただし、微細加工面２４と微細加工面３４とで、微細凹部５１、５２のピッチｐ_ａ、ｐ_ｂ、幅ｗ_ａ、ｗ_ｂおよび／または深さｄ_ａ、ｄ_ｂを互いに異ならせても良い。

なお、微細加工面３４は、底面３３の全域に形成されていても良く、底面３３の一部の領域のみに形成されていても良い。

さらに、第３基材４０は、凹部１１の上部を構成する第２凹部貫通孔４１と、第１流路１２の上部を構成する第２流路貫通孔４２と、第２流路１３を構成する第３流路貫通孔４３とを有している。このうち第２凹部貫通孔４１は、第１基材２０の下部２１と同一の平面形状（円形状）を有しており、第２流路貫通孔４２は、第１基材２０の底面２２および第２基材３０の第１凹部貫通孔３１と同一の平面形状（長方形形状）を有している。また、第３流路貫通孔４３は、第２基材３０の底面３３と同一の平面形状（長方形形状）を有している。なお、第３基材４０の厚みは、第１基材２０および第２基材３０より薄くすることが好ましい。この第３基材４０の厚みは任意であり、例えば１００μｍ〜１ｍｍとしても良い。

このような第１基材２０、第２基材３０および第３基材４０は、例えば、それぞれ合成石英、サファイア、無アルカリガラス等の二酸化ケイ素を含む無機材料から作製されても良い。また、全ての基材が同一の材料により構成されてもよいし、異種の材料により構成されてもよい。第１基材２０、第２基材３０および第３基材４０の表面を二酸化珪素で被覆したものであれば、その全体が均一の材料からなっていなくてもよい。たとえば、自然酸化膜で覆われたシリコンウェハでもよい。

なお、第１基材２０、第２基材３０および第３基材４０が無機材料から作製される場合、第１基材２０と第２基材３０との接合、および第２基材３０と第３基材４０との接合は、それぞれ接着剤又は直接接合法を用いて行っても良い。

あるいは、第１基材２０、第２基材３０および第３基材４０は、それぞれシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の熱可塑性樹脂、ウレタンアクリリレート、ポリエステルアクリレート、オキセタン樹脂等の光硬化性樹脂等の合成樹脂材料から作製されても良い。なお、第１基材２０、第２基材３０および第３基材４０が合成樹脂材料から作製される場合、合成樹脂材料としては透明な材料を用いることが好ましい。この場合、構造物１０の裏面から光を照射することにより、凹部１１、第１流路１２および第２流路１３の内部を観察することが可能になる。

なお、第１基材２０、第２基材３０および第３基材４０が合成樹脂材料から作製される場合、第１基材２０と第２基材３０との接合、および第２基材３０と第３基材４０との接合は、それぞれ接着剤、超音波溶融法、又はレーザー溶着法を用いて行っても良い。

このように第１流路１２の底面２２に微細加工面２４を設けたことにより、第１流路１２の底面２２は、第１基材２０の他の面よりも親液性又は撥液性が高められている。同様に、第２流路１３の底面３３は、第２基材３０の他の面よりも親液性又は撥液性が高められている。このため、第１流路１２の底面２２および第２流路１３の底面３３に、フッ素樹脂などのコーティング層を設けることなく、第１流路１２の底面２２および第２流路１３の底面３３の微細凹凸構造だけを用いて、親液性又は撥液性を発現できるようになっている。また、第１流路１２、第２流路１３の深さが、第１基材２０、第２基材３０の厚さを利用して規定されるため、従来のフォトリソグラフィによって作製されるものに比べて深さの制御が容易となる。

以上説明した構造物１０は、例えば医療用の検査チップや培養チップの様な高度な液体制御が要求されるマイクロ流路として好適に用いることができる。この場合、凹部１１、第１流路１２および第２流路１３が、それぞれ液体の収容部、液体の導入路および液体の排出路に対応しても良い。

（構造物の製造方法）
次に、図１および図２に示す構造物１０を製造する方法について、図４（ａ）〜（ｈ）および図５（ａ）〜（ｂ）を用いて説明する。なお、図４（ａ）〜（ｈ）および図５（ａ）〜（ｂ）は、それぞれ構造物１０の製造方法を示す断面図（図１および図２のＸ方向に沿う断面図）である。

まず、例えば無機材料または合成樹脂材料からなる（未加工の）第１基材２０を準備する（図４（ａ））。次に、第１基材２０に対して、例えば精密切削加工機を用いて切削加工を施すことにより、第１基材２０に対して凹部１１の下部２１を形成する（図４（ｂ））。あるいは、第１基材２０が合成樹脂材料からなる場合、例えば射出成形などの成形法により、下部２１を有する第１基材２０を直接作製しても良い。

次に、第１基材２０のうち第１流路１２の底面２２に対応する箇所に、微細加工面２４を設ける（図４（ｃ））。この場合、微細加工面２４は、下部２１を形成する方法とは異なる手法であって、例えばフォトリソグラフィ法または電子線リソグラフィ法を用いて作製される。また、第１基材２０が合成樹脂材料からなる場合、例えばナノインプリント法を用いることにより、微細加工面２４を形成しても良い。微細構造が形成される微細加工面２４が第１基材２０の上面から窪んだ位置にはないため、フォトリソグラフィ法、電子線リソグラフィ法、ナノインプリント法などによる加工が容易となる。

このようにして、凹部１１の下部２１と、第１流路１２の底面２２とを有する第１基材２０が得られる（図４（ｃ））。

続いて、（未加工の）第２基材３０を準備する（図４（ｄ））。次に、第２基材３０に対して例えば精密切削加工機を用いて切削加工を施すことにより、第２基材３０に第１凹部貫通孔３１と第１流路貫通孔３２とを形成する（図４（ｅ））。なお、第２基材３０が合成樹脂材料からなる場合、例えば射出成形などの成形法を用いて、第１凹部貫通孔３１と第１流路貫通孔３２とを有する第２基材３０を作製しても良い。

次に、第２基材３０のうち第２流路１３の底面３３に対応する箇所に、微細加工面３４を設ける（図４（ｆ））。この場合、微細加工面３４は、上述した微細加工面２４と同様に、例えばフォトリソグラフィ法または電子線リソグラフィ法を用いて作製される。また、第２基材３０が合成樹脂材料からなる場合、例えばナノインプリント法を用いても良い。微細構造が形成される微細加工面３４が第２基材３０上面から窪んだ位置にはないため、フォトリソグラフィ法、電子線リソグラフィ法、ナノインプリント法などによる加工が容易となる。

このようにして、凹部１１の中間部を構成する第１凹部貫通孔３１と、第１流路１２を構成する第１流路貫通孔３２とを有する第２基材３０が得られる（図４（ｆ））。

続いて、（未加工の）第３基材４０を準備する（図４（ｇ））。次に、第３基材４０に対して例えば精密切削加工機を用いて切削加工を施すことにより、第３基材４０に第２凹部貫通孔４１と、第２流路貫通孔４２と、第３流路貫通孔４３とを形成する（図４（ｈ））。なお、第３基材４０が合成樹脂材料からなる場合、例えば射出成形などの成形法を用いて、第２凹部貫通孔４１と第２流路貫通孔４２と第３流路貫通孔４３とを有する第３基材４０を作製しても良い。

このようにして、凹部１１の上部を構成する第２凹部貫通孔４１と、第１流路１２の上部を構成する第２流路貫通孔４２と、第２流路１３を構成する第３流路貫通孔４３とを有する第３基材４０が得られる（図４（ｈ））。

その後、第１基材２０上に第２基材３０を積層するとともに、第２基材３０上に第３基材４０を積層する（図５（ａ）〜（ｂ））。

このとき、第１基材２０の下部２１と、第２基材３０の第１凹部貫通孔３１と、第３基材４０の第２凹部貫通孔４１とが上下に重ね合わされることにより、凹部１１が構成される。また、第１基材２０の底面２２と、第２基材３０の第１流路貫通孔３２と、第３基材４０の第２流路貫通孔４２とが上下に重ね合わされることにより、第１流路１２が構成される。さらに、第２基材３０の底面３３と、第３基材４０の第３流路貫通孔４３とが上下に重ね合わされることにより、第２流路１３が構成される。

なお、第１基材２０、第２基材３０および第３基材４０を積層する際の位置決め方法については、各種方法を用いることができる。例えば、これら基材２０、３０、４０に図示しない雄又は雌の突起を予め設けておき、この突起を互いに嵌め合わせることにより基材２０、３０、４０を位置決めしても良い。または、図示しない画像処理装置により基材２０、３０、４０の位置を画像認識することにより、基材２０、３０、４０を位置決めしても良い。

第１基材２０、第２基材３０および第３基材４０が無機材料から作製される場合、これらの接合は、接着剤又は直接接合法を用いて行っても良い。また、第１基材２０、第２基材３０および第３基材４０が合成樹脂材料から作製される場合、これらの接合は、接着剤、超音波溶融法、又はレーザー溶着法を用いて行っても良い。

なお、第１基材２０、第２基材３０および第３基材４０が透明な材料からなる場合、直接接合法、超音波溶融法、又はレーザー溶着法を用いることが好ましい。この場合、構造物１０内を光が透過可能となるので、凹部１１、第１流路１２および第２流路１３の内部を観察することが可能になる。

このようにして、凹部１１と、凹部１１に連通する第１流路１２と、凹部１１に連通する第２流路１３とを有する構造物１０（図１）が作製される（図５（ｂ））。

なお、第１基材２０、第２基材３０および第３基材４０を作製する順番は問わない。例えば、第１基材２０、第２基材３０および第３基材４０を順次作製し、これらをまとめて積層しても良い。あるいは、まず第１基材２０および第２基材３０を作製し、第２基材３０を第１基材２０上に積層した後、第３基材４０を作製し、この第３基材４０を第２基材３０上に積層しても良い。

このように、本実施の形態によれば、第１基材２０の第１流路１２の底面２２および第２基材３０の第２流路１３の底面３３に、それぞれ微細加工面２４、３４を設け、その後、第１基材２０、第２基材３０および第３基材４０を互いに積層している。これにより、例えばフォトリソグラフィ法により作製された、１μｍ以下の開口寸法をもつ構造（微細凹部５１、５２）と、例えば切削加工により作製された、大きく複雑な３次元構造（例えば凹部１１、第１流路１２および第２流路１３）との両方を有する構造物１０を容易に作製することができる。

とりわけ、任意の一定の深さを有する第１流路１２および第２流路１３の流路の底面２２、３３に、それぞれ１μｍ以下の開口寸法をもつ多数の微細凹部５１、５２を形成することができる。このような多数の微細凹部５１、５２を含む微細加工面２４、３４を設けることにより、第１流路１２の底面２２および第２流路１３の底面３３の親液性又は撥液性を高められる。これにより、構造物１０において、第１流路１２および第２流路１３を流れる液体の流れ易さを制御することができる。また、第１流路１２、第２流路１３の深さが、第１基材２０、第２基材３０の厚さを利用して規定されるため、従来のフォトリソグラフィによる作製されるものに比べて深さの制御が容易となる。

（成形品の製造方法）
次に、図１および図２に示す構造物を用いて成形品を製造する方法について説明する。

まず、図４（ａ）〜（ｈ）および図５（ａ）〜（ｂ）に示す方法により、合成石英等の無機材料からなる構造物１０（原版またはマスター型）を作製する。この場合、構造物１０の表面にはチタンなどの導電性薄膜を形成しても良い。

次に、構造物１０を用いて、構造物１０の形状を反転した形状を有する金型６５を作製する（図６）。この際、例えば構造物１０に電気めっきを施し、この電気めっき品（電鋳品）を構造物１０から離型することにより金型６５が得られる。図６において、金型６５は、構造物１０の凹部１１、第１流路１２および第２流路１３にそれぞれ対応する凸部６６、６７、６８を有している。

その後、金型６５の凸部６６、６７、６８を、図示しない合成樹脂材料に転写することにより、合成樹脂製の成形品６０（図７）を成形する。成形品６０を成形する方法としては、例えば熱ナノインプリント法や光ナノインプリント法を挙げることができる。

このようにして、構造物１０と同一の形状を有し、凹部６１と、凹部６１に連通する第１流路６２と、凹部６１に連通する第２流路６３とを備えた合成樹脂製の成形品６０（図７）が得られる。

この場合、金属製の金型６５を用いて合成樹脂製の成形品６０を作製するため、成形品６０を多数製造する場合に適している。

（変形例）
次に、図８および図９を参照して本発明の変形例について説明する。図８は、本発明の変形例に係る構造物の斜視図であり、図９は、本発明の変形例に係る構造物の分解斜視図である。図８および図９に示す形態は、構造物１０Ａが第１基材２０と第２基材３０との二層を積層した構造である点が異なるものであり、他の構成は上述した実施の形態と略同一である。図８および図９において、図１乃至図７に示す実施の形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

図８および図９に示す構造物１０Ａは、凹部１１と、凹部１１に連通する第１流路１２とを有している。この構造物１０Ａは、第１基材２０と、第１基材２０上に積層された第２基材３０とを備えている。

このうち第１基材２０は、図９に示すように、凹部１１の下部２１と、第１流路１２の底面２２とを有している。このうち底面２２には、微細加工面２４が設けられている。また、第２基材３０は、凹部１１の上部を構成する第１凹部貫通孔３１と、第１流路１２を構成する第１流路貫通孔３２とを有している。

図８および図９に示す構造物１０Ａを作製する場合、まず凹部１１の下部２１を有する第１基材２０を準備する。次に、第１流路１２の底面２２に対応する箇所に、微細加工面２４を形成する。同様に、凹部１１の上部を構成する第１凹部貫通孔３１と、第１流路１２を構成する第１流路貫通孔３２とを有する第２基材３０を準備する。その後、第１基材２０上に第２基材３０を積層することにより、構造物１０Ａが得られる。

このほか、構造物１０Ａの構成、構造物１０Ａの製造方法、および構造物１０Ａを用いて成形品を製造する方法については、図１乃至図７に示す上記実施の態様と略同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

なお、構造物は、２層または３層の基材を積層する場合に限らず、４層以上の基材を積層して構成されても良い。この場合、積層数に応じて多種類の深さの値が異なる流路を作製することが可能となる。

上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を必要に応じて適宜組み合わせることも可能である。あるいは、上記実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

１０、１０Ａ構造物
１１凹部
１２第１流路
１３第２流路
２０第１基材
２１下部
２２底面
２４微細加工面
３０第２基材
３１第１凹部貫通孔
３２第１流路貫通孔
３３底面
３４微細加工面
４０第３基材
４１第２凹部貫通孔
４２第２流路貫通孔
４３第３流路貫通孔
５１微細孔（微細凹部）
５２微細溝（微細凹部）
６０成形品

Claims

凹部と、前記凹部に連通する第１流路とを有する構造物を製造する、構造物の製造方法であって、
前記凹部の下部を有する第１基材を準備する工程と、
前記第１基材のうち前記第１流路の底面に対応する箇所に、微細加工面を設ける工程と、
前記凹部の上部を構成する第１凹部貫通孔と、前記第１流路を構成する第１流路貫通孔とを有する第２基材を準備する工程と、
前記第１基材上に前記第２基材を積層する工程とを備えたことを特徴とする構造物の製造方法。
凹部と、前記凹部に連通する第１流路と、前記凹部に連通する第２流路とを有する構造物を製造する、構造物の製造方法であって、
前記凹部の下部を有する第１基材を準備する工程と、
前記第１基材のうち前記第１流路の底面に対応する箇所に、微細加工面を設ける工程と、
前記凹部の中間部を構成する第１凹部貫通孔と、前記第１流路を構成する第１流路貫通孔とを有する第２基材を準備する工程と、
前記第２基材のうち前記第２流路の底面に対応する箇所に、微細加工面を設ける工程と、
前記凹部の上部を構成する第２凹部貫通孔と、前記第１流路の上部を構成する第２流路貫通孔と、前記第２流路を構成する第３流路貫通孔とを有する第３基材を準備する工程と、
前記第１基材上に前記第２基材を積層するとともに、前記第２基材上に前記第３基材を積層する工程とを備えたことを特徴とする構造物の製造方法。
前記第２基材の前記第２流路の前記底面は、前記第２基材の他の面よりも親液性又は撥液性が高められていることを特徴とする請求項２記載の構造物の製造方法。
前記第１基材の前記第１流路の前記底面は、前記第１基材の他の面よりも親液性又は撥液性が高められていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の構造物の製造方法。
前記微細加工面は、１μｍ以下の開口寸法をもつ微細凹部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の構造物の製造方法。
請求項１乃至５のいずれか一項記載の構造物の製造方法により構造物を作製する工程と、
前記構造物を用いて、前記構造物を反転した形状を有する金型を作製する工程と、
前記金型を用いて合成樹脂製の成形品を成形する工程とを備えたことを特徴とする成形品の製造方法。
凹部と、前記凹部に連通する第１流路とを有する構造物であって、
前記凹部の下部と、前記第１流路の底面とを有する第１基材と、
前記第１基材上に積層され、前記凹部の上部を構成する第１凹部貫通孔と、前記第１流路を構成する第１流路貫通孔とを有する第２基材とを備え、
前記第１基材の前記第１流路の前記底面の少なくとも一部に、微細加工面を設けたことを特徴とする構造物。
凹部と、前記凹部に連通する第１流路と、前記凹部に連通する第２流路とを有する構造物であって、
前記凹部の下部と、前記第１流路の底面とを有する第１基材と、
前記第１基材上に積層され、前記凹部の中間部を構成する第１凹部貫通孔と、前記第１流路を構成する第１流路貫通孔と、前記第２流路の底面とを有する第２基材と、
前記第２基材上に積層され、前記凹部の上部を構成する第２凹部貫通孔と、前記第１流路の上部を構成する第２流路貫通孔と、前記第２流路を構成する第３流路貫通孔とを有する第３基材とを備え、
前記第１基材の前記第１流路の前記底面の少なくとも一部および前記第２基材の前記第２流路の前記底面の少なくとも一部に、それぞれ微細加工面を設けたことを特徴とする構造物。
前記第２基材の前記第２流路の前記底面は、前記第２基材の他の面よりも親液性又は撥液性が高められていることを特徴とする請求項８記載の構造物。
前記第１基材の前記第１流路の前記底面は、前記第１基材の他の面よりも親液性又は撥液性が高められていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項記載の構造物。
前記微細加工面は、１μｍ以下の開口寸法をもつ微細凹部を有することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一項記載の構造物。