JP4353757B2 - Manufacturing method of resin molded product and manufacturing method of mold - Google Patents

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Description

本発明は、所望の造形深さを有する樹脂成形品の製造方法、それらにより得られる樹脂成形品、及び樹脂成形品の製造に使用される金型の製造方法に関する。特に、本発明の方法は、臨床検査分野、遺伝子処理分野、コンビナトリアルケミストリー分野の、診断、反応、分離、計測等に使用される樹脂成形品の製造法として有用である。   The present invention relates to a method for producing a resin molded product having a desired modeling depth, a resin molded product obtained therefrom, and a method for producing a mold used for producing the resin molded product. In particular, the method of the present invention is useful as a method for producing a resin molded product used for diagnosis, reaction, separation, measurement and the like in the clinical laboratory field, gene processing field, and combinatorial chemistry field.

今日、社会の成熟にしたがい、医療・健康に対する価値観は、狭い範囲の基本的健康から、「ゆたかですこやかな生活」を求めるよう変化しつつある。このような価値観の変化の背景で、医療費が増大し、また健康と疾病の境界領域にある人々が増加している。この背景から、また治療に比べて予防のほうが低負担であるため、今後の社会においては、個人の意識は、治療医学よりも予防医学を重視する方向に変化していくものと考えられている。このような個人意識の変化にともない、医療分野、なかでも臨床検査分野において、患者の近く、例えば手術室、ベッドサイド、あるいは在宅等で、より迅速な検査・診断を行うことが可能となる無拘束な検査システム、血液などの検体量がより少量ですむ無侵襲、または低侵襲である検査システムが望まれている。   Today, as society matures, medical and health values are changing from a narrow range of basic health to seeking a “rich and healthy life”. Against this background of changes in values, medical expenses are increasing, and the number of people at the border between health and disease is increasing. Against this background and because prevention is less burdensome than treatment, it is thought that in the future society, individual consciousness will change in a direction that places importance on preventive medicine rather than therapeutic medicine. . Along with such changes in personal consciousness, in the medical field, especially in the clinical laboratory field, it is possible to perform more rapid examinations and diagnoses near the patient, for example, in the operating room, bedside, or at home. There is a demand for a restraint inspection system and a non-invasive or minimally invasive inspection system that requires a smaller amount of specimen such as blood.

また、前記のような迅速な検査・診断を行うことが可能となる無拘束な検査システムを実現するためには、検査・診断の際に使用される基板の小型化によって、例えば装置に携帯性を付与させることが必要である。   Further, in order to realize an unconstrained inspection system that enables quick inspection / diagnosis as described above, by reducing the size of a substrate used for inspection / diagnosis, for example, portability of the apparatus is improved. It is necessary to give.

マイクロマシン技術により、例えば、流路の直径が1mmから0.1mmに微細化が可能となれば、サンプルの微量化だけでなく、診断に要する時間を10分の1以下に短縮させることができる。さらに、マイクロマシン技術により流路の直径を微細化できれば、装置に携帯性を付与させると同時に、従来の大型装置と同じ機能を果たすことが期待されている。また、流路の微細化により、同一基板上に複数配することもでき、並列処理も期待されている。   For example, if the diameter of the flow path can be reduced from 1 mm to 0.1 mm by micromachine technology, not only the amount of the sample is reduced, but also the time required for diagnosis can be reduced to 1/10 or less. Furthermore, if the diameter of the flow path can be miniaturized by micromachine technology, it is expected that the device will have portability and at the same time perform the same function as a conventional large device. In addition, a plurality of channels can be arranged on the same substrate by miniaturizing the flow path, and parallel processing is also expected.

コンビナトリアルケミストリー分野、なかでも製薬開発におけるハイスループットスクリーニング(HTS、High Throughput Screening)において微細化が期待されている。コンビナトリアルケミストリーとは、組み合わせを利用して、多くの化合物郡(ライブラリー)を効率的に合成し、活用することである。   Miniaturization is expected in the field of combinatorial chemistry, especially in high-throughput screening (HTS) in pharmaceutical development. Combinatorial chemistry is the efficient synthesis and utilization of many compound groups (libraries) using combinations.

ハイスループットスクリーニングに使用されている96穴プレート、384穴プレートは、複数のサンプルを同時にスクリーニングすることができ、例えば、自動分注装置との組み合わせによって創薬開発の加速に貢献している。   The 96-well plate and 384-well plate used for high-throughput screening can screen a plurality of samples at the same time. For example, the 96-well plate and the 384-well plate contribute to acceleration of drug development by combining with an automatic dispensing device.

マイクロマシン技術により、例えば、容器の幅または直径が10mmから0.4mm、深さが10mmから0.3mmに微細化が可能になれば、同一基板上に1,000個〜5,000個のマイクロ容器を有することができ、創薬開発の飛躍的な加速が期待できる。   If micro-machine technology makes it possible to reduce the width or diameter of a container from 10 mm to 0.4 mm and the depth from 10 mm to 0.3 mm, for example, 1,000 to 5,000 micro-chips on the same substrate. It can have containers and can be expected to dramatically accelerate drug development.

同様に、コンビナトリアルケミストリー分野、なかでも化学産業分野の化学合成・分析用途に供する場合にも微細化が期待されている。   Similarly, miniaturization is also expected for use in chemical synthesis / analysis applications in the combinatorial chemistry field, particularly in the chemical industry field.

世界的なヒト・ゲノム解析計画の進展により、現在DNA診断が可能な疾患の種類や数は増加の一途をたどり、従来は生化学的分析により間接的に診断されてきた疾患の多くが、DNAレベルで疾患の原因あるいは発生機序にまで迫る確定的な診断ができるようになった。この結果、将来はオーダーメイド医療といわれる個人に適した副作用のない薬物治療のための診断、個人別の特定疾患のあるなし診断に使用する基板が町の診療所レベルに普及することが予測されている。   With the progress of the global human genome analysis program, the number and types of diseases that can be diagnosed by DNA are steadily increasing, and many of the diseases that have been diagnosed indirectly by biochemical analysis are DNA. At a certain level, it is now possible to make a definitive diagnosis that approaches the cause or mechanism of the disease. As a result, in the future, it is predicted that the board used for diagnosis for drug treatment without side effects suitable for individuals, which is said to be made-to-order medicine, and for the presence or absence of specific diseases by individual will spread to the clinic level in town. ing.

サンプルの微量化、診断時間の短縮、検査装置に携帯性を付与させるために、精密で安価な基板が期待されている。   Precise and inexpensive substrates are expected in order to reduce the amount of sample, shorten the diagnosis time, and make the inspection device portable.

遺伝子関連用途でよく利用される方法には、キャピラリー電気泳動法、マイクロアレイ方式、微量なゲノムサンプルを10万倍以上に増幅した高感度で検出できる遺伝子増幅(PCR:Polymerase Chain Reaction)法等がある。キャピラリー電気泳動法は、直径100〜200μmのキャピラリーに試料を導入、電気泳動により分離、光学的に検出するものである。このキャピラリー径の微細化が可能となれば、更に診断時間の高速化が期待されている。キャピラリー径の微細化により、同一基板上に複数配することもでき、並列処理も期待されている。   Commonly used methods for gene-related applications include capillary electrophoresis, microarray method, and gene amplification (PCR: Polymerase Chain Reaction) method that can detect a very small amount of genomic sample more than 100,000 times and detect it with high sensitivity. . In capillary electrophoresis, a sample is introduced into a capillary having a diameter of 100 to 200 μm, separated by electrophoresis, and optically detected. If miniaturization of this capillary diameter becomes possible, it is expected that the diagnosis time will be further increased. Due to the miniaturization of the capillary diameter, a plurality of capillaries can be arranged on the same substrate, and parallel processing is also expected.

マイクロアレイ方式の検出には、一般的に、蛍光分析法が用いられており、検出感度、および再現性が高くなければ、正確な遺伝子発現情報を取得することができない。基板上のアレイ密度を低くすることなく、検出感度、および再現性を高めるために1個のアレイ面積を広くすることが試みられている。しかしながら、平面基板上で拡大可能な面積には限界があり、基板上のアレイ密度を低くすること無く、検出感度と再現性を高めるのに限界が生じる。微細な凹、または凸形状を有する基板が可能になれば、1個のアレイ面積、および容積を飛躍的に増大させることが可能となり、検出感度、および再現性を高めることが期待されている。   Fluorescence analysis is generally used for microarray detection, and accurate gene expression information cannot be acquired unless detection sensitivity and reproducibility are high. In order to increase detection sensitivity and reproducibility without reducing the array density on the substrate, attempts have been made to increase the area of one array. However, there is a limit to the area that can be expanded on a flat substrate, and there is a limit to improving detection sensitivity and reproducibility without reducing the array density on the substrate. If a substrate having a fine concave or convex shape becomes possible, it is possible to dramatically increase the area and volume of one array, and it is expected to improve detection sensitivity and reproducibility.

PCR法は、ポリメラーゼを使うことにより、目的とするDNAを短時間で10万倍以上に増幅するものである。この容器の小型化が可能となれば、高速化・高効率化とともに、高価な抗体や基質の使用量を低減できるといった低コスト化も期待されている。さらに、微細化により、同一基板上に複数の流路、複数の混合部、複数の容器を配することができれば、キャピラリー電気泳動法とPCR法とを同一基板上で行うことも期待されている。   The PCR method amplifies the target DNA by 100,000 times or more in a short time by using a polymerase. If this container can be miniaturized, it is expected to reduce the cost as well as increase the speed and efficiency and reduce the amount of expensive antibodies and substrates used. Furthermore, if it is possible to arrange a plurality of flow paths, a plurality of mixing units, and a plurality of containers on the same substrate by miniaturization, it is expected that the capillary electrophoresis method and the PCR method are performed on the same substrate. .

従来の樹脂成形品は、鋳型または切削法による金属製金型を用いて、射出成形、ブロー成形あるいはプレス成形することにより、形成していた。   Conventional resin molded products have been formed by injection molding, blow molding or press molding using a mold or a metal mold formed by a cutting method.

しかしながら、鋳型から金属製金型を作成する場合には、鋳型の精度に限界があるため、それを用いた金属製金型への造形範囲に制約がある。また、切削法により金属製金型を作製する場合も、切削バイト、およびそれを用いた工作精度に限界があるため、いずれの加工法を用いても精密、かつ微細な形状を有する樹脂成形品は実現されていないのが実情である。   However, when producing a metal mold from a mold, there is a limit to the accuracy of the mold, and therefore there is a limitation on the modeling range for a metal mold using the mold. In addition, even when a metal mold is produced by a cutting method, since there is a limit to the cutting tool and the work accuracy using the cutting tool, a resin molded product having a precise and fine shape regardless of which processing method is used. Is not realized.

このように、鋳型や切削法による金属製金型を用いる場合、いずれの加工法においても精密、かつ微細な形状を有する樹脂成形品は実現されていないのが現状である。   As described above, in the case of using a metal mold by a mold or a cutting method, a resin molded product having a precise and fine shape is not realized in any of the processing methods.

このため、得られた樹脂成形品を臨床検査分野、なかでも血液検査、尿検査、生化学分析用途等に供する場合、流路、容器の精度、小型化には限界があり、血液等の検体量が多くなるという問題があった。ひいては、鋳型や切削法による金属製金型を用いる場合、検査・診断装置の携帯性を付与することができないといった欠点を有していた。   For this reason, there are limits to the accuracy and miniaturization of flow channels and containers when the obtained resin molded products are used in the clinical laboratory field, especially blood tests, urine tests, and biochemical analysis applications. There was a problem that the amount increased. As a result, in the case of using a metal mold by a mold or a cutting method, there is a drawback that the portability of the inspection / diagnosis device cannot be imparted.

同様にまた、鋳型や切削法による金属製金型を用いて得られた樹脂成形品をコンビナトリアルケミストリー関連用途、なかでも製薬開発におけるハイスループットスクリーニング用途に供する場合、容器の微細化には限界があり、創薬開発の飛躍的な加速(迅速化)、微量化(コストダウン)ができない欠点を有していた   Similarly, there is a limit to miniaturization of containers when resin molded products obtained using molds or metal molds by cutting methods are used for combinatorial chemistry-related applications, especially high-throughput screening applications in pharmaceutical development. , Had the disadvantage that drug development could not be dramatically accelerated (accelerated) and reduced in volume (cost reduced)

同様に、得られた樹脂成形品をコンビナトリアルケミストリー関連用途、なかでも化学産業分野の化学合成・分析用途に供する場合、流路の精度、微細化には限界があり、化学合成・分析時間を短縮できない、混合、反応に使用する薬品量の低減、廃液量の低減、環境負荷の低減ができない欠点を有していた。   Similarly, when the obtained resin molded products are used for combinatorial chemistry related applications, especially chemical synthesis / analysis applications in the chemical industry, there are limits to the accuracy and miniaturization of the flow path, shortening the chemical synthesis / analysis time. It has the disadvantages that it is impossible to reduce the amount of chemicals used for mixing and reaction, the amount of waste liquid, and the environmental load.

同様に、鋳型や切削法による金属製金型を用いて得られた樹脂成形品を遺伝子関連分野、なかでもキャピラリー電気泳動法、マイクロアレイ方式による解析用途等、遺伝子増幅(PCR)法による増幅用途等に供する場合、微細化には限界があり、解析速度を高めることができない、サンプル量を少なくできないといった欠点を有していた。ひいては、鋳型や切削法による金属製金型を用いる場合、基板を小型化することができないといった問題点も有していた。   Similarly, resin molded products obtained using molds and metal molds by cutting methods can be used in gene-related fields, especially capillary electrophoresis, microarray analysis, gene amplification (PCR) amplification, etc. However, there is a limit to miniaturization, and there are disadvantages that the analysis speed cannot be increased and the amount of sample cannot be reduced. As a result, when using a metal mold by a mold or a cutting method, there is a problem that the substrate cannot be reduced in size.

このような、鋳型または切削法による金属製金型を用いる場合の係る問題を解決する加工法として、半導体微細加工技術を応用したガラスまたはシリコン基板へのウェットエッチング加工、またはドライエッチング加工により微細加工を施す技術が知られている。しかしながら、ウェットエッチングでは、マスキング材料下部のアンダーエッチングの進行により、造形深さが0.5mmよりも深くなると幅(または直径)精度が得られにくくなるため、精密な加工法とはいえなかった。   As a processing method to solve such problems when using a metal mold by a mold or a cutting method, fine processing is performed by wet etching processing or dry etching processing on a glass or silicon substrate applying a semiconductor micro processing technology. The technology to apply is known. However, wet etching is not a precise processing method because it becomes difficult to obtain width (or diameter) accuracy when the modeling depth becomes deeper than 0.5 mm due to the progress of under-etching under the masking material.

ウェットエッチングに対して、ドライエッチングはSi半導体のパターン形成プロセスから発展した技術であり、各種プラズマ源種による各種電子部品、化合物半導体への応用が研究されている。しかしながら、この方法は、優れた微細加工性を有する反面、エッチング速度が500〜2,000nm/分と遅いため、例えば造形深さが0.1mmの加工を行う場合、50分以上の加工時間が必要となり、生産性に優れた安価な加工法とはいえなかった。   In contrast to wet etching, dry etching is a technique developed from the pattern formation process of Si semiconductor, and its application to various electronic components and compound semiconductors by various plasma source species is being studied. However, this method has excellent fine workability, but the etching rate is as slow as 500 to 2,000 nm / min. For example, when processing with a modeling depth of 0.1 mm, a processing time of 50 minutes or more is required. It was necessary and was not an inexpensive processing method with excellent productivity.

また、ドライエッチングの加工時間が1時間以上になると、装置電極が熱を持つようになり、基板の変形、または装置の損傷が懸念されるため、装置電極が60℃を超えるような場合は装置を一時停止させ、再び加工を開始するなどの処置が必要となり生産性は更に低下する。   Further, when the processing time of dry etching is 1 hour or longer, the device electrode becomes heated, and there is a concern about deformation of the substrate or damage to the device. Therefore, it is necessary to take a measure such as temporarily stopping the machining and starting the machining again, and the productivity further decreases.

そして、鋳型または切削法による金属性金型を用いる場合の係る問題を解決する他の方法としてリソグラフィー法が知られている。このリソグラフィー法では、まず、基板上にレジスト塗布を行い、該レジスト層の露光を実施した後、現像によりレジストパターンを形成する。そして、前記レジストパターンにしたがって、前記基板上に金属構造体を電気メッキにより堆積させた後、前記金属構造体を型として射出成形で成形品を形成する。   A lithography method is known as another method for solving the problem in the case of using a metallic mold by a mold or a cutting method. In this lithography method, first, a resist is coated on a substrate, the resist layer is exposed, and then a resist pattern is formed by development. Then, after depositing a metal structure on the substrate by electroplating according to the resist pattern, a molded product is formed by injection molding using the metal structure as a mold.

この方法による商品としてレーザーディスク、CD−ROM、ミニディスクが代表例としてあげられるように、1枚の金属構造体から、例えば約5万枚以上の成形品を得ることが可能である。さらに、リソグラフィー法は、精密で極めて安価に製造できる点で、生産性に優れた方法といえる。また、扱える材料がシリコンとは異なる点においても、材料単価が安いことなど、今後の用途展開への大きいことが期待されている。   For example, about 50,000 or more molded articles can be obtained from a single metal structure so that laser disks, CD-ROMs, and mini-discs are typical examples of products obtained by this method. Furthermore, the lithography method can be said to be a method with excellent productivity in that it can be manufactured precisely and at a very low cost. In addition, the material that can be handled is different from that of silicon, and it is expected that the material unit price will be low and that it will be used for future application development.

しかしながら、リソグラフィーによる方法は、商品としてレーザーディスク、CD−ROM、ミニディスクが代表例としてあげられるように、造形深さは1〜3ミクロンが中心である。したがって、流路、容器といった例えば30ミクロンの造形深さを有する例は実現されていないのが実情である。その理由は、例えば射出成形によって樹脂成形品を得ようとした場合、転写性、離型性に優れる樹脂成形品を得ることが難しいことが一因である。   However, in the lithography method, the modeling depth is centered on 1 to 3 microns so that laser disks, CD-ROMs, and mini-discs can be cited as representative examples. Therefore, the actual situation is that an example having a modeling depth of, for example, 30 microns such as a flow path and a container has not been realized. The reason is that, for example, when a resin molded product is obtained by injection molding, it is difficult to obtain a resin molded product having excellent transferability and mold release property.

レーザーディスク等の場合、造形深さは1〜3ミクロンであるため金属構造体深さ方向の角度が垂直に近くても転写性、離型性に優れる樹脂成形品を得ることは可能であった。しかしながら、同様の垂直角度で流路、容器といった例えば30ミクロンの造形深さを有する樹脂成形品を得ようとすると、金属構造体に樹脂の一部が残る、又は形状が変更するなどして転写性、離型性に優れる樹脂成形品を得ることができない問題を生じていた。   In the case of a laser disk or the like, since the modeling depth is 1 to 3 microns, it was possible to obtain a resin molded product having excellent transferability and releasability even when the metal structure depth direction angle is close to vertical. . However, when trying to obtain a resin molded product having a modeling depth of, for example, 30 microns, such as a flow path and a container at the same vertical angle, a part of the resin remains in the metal structure or the shape is changed. There has been a problem that it is impossible to obtain a resin molded product having excellent properties and releasability.

リソグラフィー法、なかでもシンクロトロン放射光を露光光源としたリソグラフィー法が知られている(例えば、特許文献1参照)。シンクロトロン放射光のもつ高い指向性はレーザー光に匹敵し、レーザーで実現できない短波長の光は、微細加工でネックとなる回折限界をクリアすることができる。したがって、シンクロトロン放射光を露光光源に用いた場合、より厚い層を露光処理することができるので、従来の光源と比較してより微細かつ深い造形深さを得ることが可能である。   A lithography method, in particular, a lithography method using synchrotron radiation as an exposure light source is known (see, for example, Patent Document 1). The high directivity of synchrotron radiation is comparable to laser light, and short-wavelength light that cannot be realized with a laser can clear the diffraction limit that becomes a bottleneck by fine processing. Therefore, when synchrotron radiation light is used as the exposure light source, a thicker layer can be exposed, so that a finer and deeper modeling depth can be obtained as compared with a conventional light source.

しかしながら、シンクロトロン放射光を使用した露光処理の場合、その高い指向性からレジスト層は垂直方向に露光されるため、得られる金属構造体のパターンは垂直になり、転写性、離型性に優れる樹脂成形品は得ることができない問題を生じる。より深い層を露光できるシンクロトロン放射光の場合、その転写性、離型性が損なわれる現象はより顕著となる。このように、従来の樹脂成形品の製造方法では、金属構造体の深さ方向の角度が制御できないため、転写性、離型性に優れる樹脂成形品を生産性よく製造することができないという問題点があった。また、シンクロトロン放射設備は非常に大型の設備であり、その設備を建設・維持していくことは容易でない。特に、設備の建設、及び維持に多大なコストがかかるため、射出成形によって得られた成形品のコストは、通常のリソグラフィー法によって得られた成形品よりも数十倍の高価格となることが予測される。
特開2001−38738号公報
However, in the case of exposure processing using synchrotron radiation, the resist layer is exposed in the vertical direction because of its high directivity, so that the pattern of the resulting metal structure is vertical, and is excellent in transferability and releasability. There arises a problem that a resin molded product cannot be obtained. In the case of synchrotron radiation capable of exposing a deeper layer, the phenomenon that the transferability and releasability are impaired becomes more prominent. Thus, in the conventional method for producing a resin molded product, the angle in the depth direction of the metal structure cannot be controlled, so that a resin molded product excellent in transferability and releasability cannot be produced with high productivity. There was a point. The synchrotron radiation facility is a very large facility, and it is not easy to construct and maintain the facility. In particular, since the construction and maintenance of equipment is very expensive, the cost of a molded product obtained by injection molding may be several tens of times higher than that of a molded product obtained by a normal lithography method. is expected.
JP 2001-38738 A

このように、従来の樹脂成形品の製造方法では、金属構造体の形状が効率良く制御できないため、所望の形状を有する樹脂成形品を生産性良く製造することができないという問題点があった。   As described above, the conventional method for producing a resin molded product has a problem that a resin molded product having a desired shape cannot be produced with high productivity because the shape of the metal structure cannot be controlled efficiently.

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、所望の形状を有する樹脂成形品を生産性良く製造することができる樹脂成形品の製造方法、及びその製造に使用される金型の製造方法を提供することを一つの目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and is used for manufacturing a resin molded product capable of manufacturing a resin molded product having a desired shape with high productivity, and the manufacturing thereof. One object is to provide a mold manufacturing method.

また、本発明は、所望の造形深さを有する樹脂成形品、あるいは、臨床検査分野、遺伝子関連分野、コンビナトリアルケミストリー分野における使用に好適なチップを提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide a resin molded product having a desired modeling depth, or a chip suitable for use in the clinical examination field, gene-related field, and combinatorial chemistry field.

本発明にかかる金型の製造方法は、基板上にレジスト層を形成するステップと、マスクを用いて前記レジスト層に露光、現像、または露光、熱処理、現像を行うレジストパターン形成ステップと、前記基板を有機溶剤雰囲気下に放置して、前記レジストパターンの壁面に傾斜角度を与えるステップと、前記基板上に形成された前記レジストパターンにしたがって、金属構造体を堆積させるステップを有するものである。これにより、所望の形状を有する金型を生産性良く製造することができる。   The mold manufacturing method according to the present invention includes a step of forming a resist layer on a substrate, a resist pattern forming step of performing exposure, development, or exposure, heat treatment, and development on the resist layer using a mask, and the substrate Is left in an organic solvent atmosphere to give an inclination angle to the wall surface of the resist pattern, and a metal structure is deposited according to the resist pattern formed on the substrate. Thereby, the metal mold | die which has a desired shape can be manufactured with sufficient productivity.

上記の金型の製造方法において、前記基板を有機溶剤雰囲気下に放置して、前記レジストパターンの壁面に傾斜角度を与えるステップに替えて、基板のレジストパターン上に有機溶剤を含有する溶液を塗布して、前記レジストパターンの壁面に傾斜角度を与えるステップを有するようにしてもよい。これにより、所望の形状を有する金型を生産性良く製造することができる。   In the above mold manufacturing method, the substrate is left in an organic solvent atmosphere, and a solution containing an organic solvent is applied onto the resist pattern on the substrate, instead of applying a tilt angle to the wall surface of the resist pattern. Then, a step of giving an inclination angle to the wall surface of the resist pattern may be included. Thereby, the metal mold | die which has a desired shape can be manufactured with sufficient productivity.

上述の金型の製造方法において、前記レジストパターン形成ステップでは、レジスト層が所望の高さ、または、深さを有する構造体に形成されるまで、複数回に亘ってレジスト層の形成、露光を繰り返すことを特徴とすることが望ましい。   In the above-described mold manufacturing method, in the resist pattern forming step, the resist layer is formed and exposed a plurality of times until the resist layer is formed into a structure having a desired height or depth. It is desirable to be characterized by repetition.

上述の金型の製造方法の好適な実施例は前記レジストパターン形成ステップにおいて、複数回に亘ってレジスト層の形成、露光を繰り返す際、露光における各層のマスクパターンの位置が同じ位置になるように、マスクパターンの位置を合わせるマスク位置合わせステップをさらに備えることを特徴とするものである。   In a preferred embodiment of the above-described mold manufacturing method, in the resist pattern forming step, when the formation and exposure of the resist layer are repeated a plurality of times, the mask pattern position of each layer in the exposure is the same position. The method further comprises a mask alignment step for aligning the position of the mask pattern.

上述の金型の製造方法の好適な実施例は前記レジストパターン形成ステップにおいて、複数回に亘ってレジスト層の形成、露光を繰り返す際、各レジスト層に感度の異なるレジストを用いることを特徴とするものである。   A preferred embodiment of the above-described mold manufacturing method is characterized in that, in the resist pattern forming step, resists having different sensitivities are used for each resist layer when the formation and exposure of the resist layer are repeated a plurality of times. Is.

上述の金型の製造方法の好適な実施例は、前記レジストパターンを形成するステップにおいて露光に用いられる光源は、紫外線ランプ又はレーザー光であることを特徴とするものである。   A preferred embodiment of the above-described mold manufacturing method is characterized in that the light source used for exposure in the step of forming the resist pattern is an ultraviolet lamp or laser light.

上述の金型の製造方法における好適な実施例は前記樹脂成形品を形成するステップにより形成される樹脂成形品の凹凸部の深さ、または高さは、実質的に5μm乃至500μmであることを特徴とする請求項1乃至6いずれか記載の金型の製造方法。   In a preferred embodiment of the above-described mold manufacturing method, the depth or height of the uneven portion of the resin molded product formed by the step of forming the resin molded product is substantially 5 μm to 500 μm. The method for producing a mold according to any one of claims 1 to 6, wherein

本発明にかかる樹脂成形品の製造方法は、上述の金型の製造方法により金型を製造するステップと、前記金型により樹脂成形品を形成する成形品形成ステップとを備えたものである。これにより、所望の形状を有する樹脂成形品を生産性良く製造することができる。   The method for producing a resin molded product according to the present invention includes a step of producing a mold by the above-described method for producing a mold, and a molded product forming step of forming a resin molded product by the die. Thereby, the resin molded product which has a desired shape can be manufactured with sufficient productivity.

本発明にかかる樹脂成形品は上述の樹脂成形品の製造方法により得られる樹脂成形品である。   The resin molded product according to the present invention is a resin molded product obtained by the above-described method for producing a resin molded product.

上述の樹脂成形品の好適な実施例は流路パターン、混合部パターン、容器パターンの中から少なくとも一つのパターンを有するものである。   A preferred embodiment of the above-described resin molded product has at least one pattern among a flow path pattern, a mixing portion pattern, and a container pattern.

上述の樹脂成形品の好適な実施例は電極、ヒータ、温度センサの中から少なくとも一つのパターンを有するものである。   A preferred embodiment of the above-mentioned resin molded article has at least one pattern among electrodes, heaters, and temperature sensors.

本発明にかかるチップは上述の樹脂成形品の製造方法により得られる臨床検査用チップである。   The chip | tip concerning this invention is a chip | tip for clinical tests obtained by the manufacturing method of the above-mentioned resin molded product.

上述の臨床検査用チップは、血液検査用チップ、尿検査用チップ又は生化学検査用チップのいずれか一つに好適である。   The above-described clinical test chip is suitable for any one of a blood test chip, a urine test chip, and a biochemical test chip.

本発明にかかるチップは上述の樹脂成形品の製造方法により得られるコンビナトリアルケミストリー用チップである。   The chip | tip concerning this invention is a chip | tip for combinatorial chemistry obtained by the manufacturing method of the above-mentioned resin molded product.

上述のコンビナトリアルケミストリー用チップは医薬開発チップ又は化学合成・分析用チップに好適である。   The above-mentioned combinatorial chemistry chip is suitable for a drug development chip or a chemical synthesis / analysis chip.

本発明にかかるチップは上述の樹脂成形品の製造方法により得られる遺伝子関連用チップである。   The chip according to the present invention is a gene-related chip obtained by the above-described method for producing a resin molded product.

上述の遺伝子関連用チップは遺伝子増幅用チップに好適である。   The aforementioned gene-related chip is suitable for a gene amplification chip.

本発明の樹脂成形品の製造方法は、成形の際の離型性がよく、金型寿命、不良率の点で優れている。したがって、本発明により、所望の形状を有する樹脂成形品を生産性良く製造することができる。   The method for producing a resin molded product of the present invention is excellent in mold releasability during molding, and is excellent in terms of mold life and defect rate. Therefore, according to the present invention, a resin molded product having a desired shape can be produced with high productivity.

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。図1は、本実施の形態における樹脂成形品の製造工程を示している。本実施の形態を実現するために使用される製造装置は広く知られたものであり、ここでは説明を省略する。図1を参照して、本実施の形態における製造方法を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a manufacturing process of a resin molded product in the present embodiment. The manufacturing apparatus used to realize the present embodiment is widely known, and the description thereof is omitted here. With reference to FIG. 1, the manufacturing method in this Embodiment is demonstrated.

本形態の樹脂成形品は主として、(a)基板上へのレジスト層の形成、(b)マスクを用いたレジスト層の露光、(c)レジスト層の熱処理、(d)レジスト層の現像、(e)レジストパターン基板の有機溶剤雰囲気下への放置を行い、所望のレジストパターンを形成する。さらに、形成されたレジストパターンにしたがって、基板上に金属構造体をメッキにより堆積させる。この金属構造体を型として、樹脂成形品を形成することによって、樹脂成形品が製造される。   The resin molded product of this embodiment mainly includes (a) formation of a resist layer on a substrate, (b) exposure of the resist layer using a mask, (c) heat treatment of the resist layer, (d) development of the resist layer, e) The resist pattern substrate is left in an organic solvent atmosphere to form a desired resist pattern. Furthermore, according to the formed resist pattern, a metal structure is deposited on the substrate by plating. A resin molded product is manufactured by forming a resin molded product using the metal structure as a mold.

(a)基板上へのレジスト層の形成について説明する。成形品形成ステップで得られる樹脂成形品の平面度は、基板上へレジスト層を形成する工程にて決定づけられる。すなわち、基板上にレジスト層を形成した時点の平面度が金属構造体、ひいては樹脂成形品の平面度に反映される。   (A) The formation of the resist layer on the substrate will be described. The flatness of the resin molded product obtained in the molded product forming step is determined in the process of forming a resist layer on the substrate. That is, the flatness at the time when the resist layer is formed on the substrate is reflected in the flatness of the metal structure, and hence the resin molded product.

基板上にレジスト層を形成する方法は何ら限定されないが、一般的にスピンコート方式、ディッピング方式、ロール方式、ドライフィルムレジストの貼り合わせ等を挙げることができる。なかでも、スピンコート方式は、回転しているガラス基板上にレジストを塗布する方法で、直径300mmを超えるガラス基板にレジストを高い平面度で塗布する利点がある。従って、高い平面度を実現できる観点から、スピンコート方式が好ましく用いられる。このスピンコート方式により、図1(a)に示すように基板1の全面に第1レジスト層3が形成される。   The method for forming the resist layer on the substrate is not limited at all, and generally includes a spin coating method, a dipping method, a roll method, and a dry film resist bonding. Among these, the spin coating method is a method of applying a resist on a rotating glass substrate, and has an advantage of applying the resist to a glass substrate having a diameter of more than 300 mm with high flatness. Accordingly, the spin coating method is preferably used from the viewpoint of realizing high flatness. By this spin coating method, the first resist layer 3 is formed on the entire surface of the substrate 1 as shown in FIG.

用いられるレジストにはポジ型レジスト、ネガ型レジストの2種類がある。いずれも、レジストの感度、露光条件により、レジストの焦点深度が変わるため、例えばUV露光装置を使用した場合、露光時間、UV出力値をレジスト厚さ、感度に応じて種類を選択するのが望ましい。用いるレジストがウェットレジストの場合、例えばスピンコート方式で所定のレジスト厚さを得るには、スピンコート回転数を変更する方法と、粘度調整する方法がある。スピンコート回転数を変更する方法は、スピンコーターの回転数を設定することによって所望のレジスト厚さを得るものである。粘度調整する方法は、レジスト厚さが厚い場合、又は塗布面積が大きくなると平面度が低下することが懸念されるため、実際使用上で要求される平面度に応じて粘度を調整するものである。   There are two types of resists used: positive resists and negative resists. In any case, since the depth of focus of the resist varies depending on the resist sensitivity and exposure conditions, for example, when a UV exposure apparatus is used, it is desirable to select the type of exposure time and UV output value according to the resist thickness and sensitivity. . When the resist to be used is a wet resist, for example, in order to obtain a predetermined resist thickness by a spin coating method, there are a method of changing the spin coating rotational speed and a method of adjusting the viscosity. A method of changing the spin coat rotational speed is to obtain a desired resist thickness by setting the spin coater rotational speed. The method of adjusting the viscosity is to adjust the viscosity according to the flatness required in actual use because there is a concern that the flatness may decrease when the resist thickness is large or the coating area is increased. .

例えばスピンコート方式の場合、1回で塗布するレジスト層の厚さは、高い平面度を保持することを考慮し、好ましくは10〜50μm、さらに好ましくは、20〜50μmの範囲内であることが望ましい。高い平面度を保持したうえで、所望のレジスト層の厚さを得るためには、複数のレジスト層を形成することができる。スピンコート方式により、所望のレジスト層の厚さを得るために複数のレジスト層を形成する場合、各層の有機溶剤への溶解性に差をもたせることで傾斜角度を有するレジストパターンを得ることが容易になる場合がある。レジスト層にポジ型レジストを使用した場合、ベーク(溶剤の乾燥)における温度、時間を調整することで、有機溶剤への溶解性に差をもたせることが可能となる。例えば、上部層のベーク時間を下部層よりも短くすることで、上部層の傾斜角度をより広くすることが可能となる。   For example, in the case of the spin coat method, the thickness of the resist layer applied at one time is preferably in the range of 10 to 50 μm, more preferably in the range of 20 to 50 μm in consideration of maintaining high flatness. desirable. In order to obtain a desired resist layer thickness while maintaining high flatness, a plurality of resist layers can be formed. When multiple resist layers are formed to obtain the desired resist layer thickness by spin coating, it is easy to obtain a resist pattern having an inclination angle by making a difference in the solubility of each layer in an organic solvent. It may become. When a positive resist is used for the resist layer, it is possible to make a difference in solubility in an organic solvent by adjusting the temperature and time in baking (solvent drying). For example, by making the baking time of the upper layer shorter than that of the lower layer, the inclination angle of the upper layer can be made wider.

レジスト層にポジ型レジストを使用した場合、ベーク時間(溶剤の乾燥)が過度に進行しすぎると、レジストが極度に硬化し、後の現像においてパターンを形成することが困難になることから、ベーク時間を短くする等、適宜選択することが好ましい。レジスト層にネガ型レジスト、なかでも化学増幅系ネガ型レジストを使用した場合、露光(開環)後の熱処理(架橋)における温度、時間を調整することで架橋密度を変化させ、有機溶剤への溶解性に差をもたせることが可能となる。例えば、上部層の熱処理時間を下部層よりも短くすることで、上部層の架橋密度を下部層よりも低くし、上部層の傾斜角度をより広くすることが可能となる。   When a positive resist is used for the resist layer, if the baking time (solvent drying) is excessively advanced, the resist will be hardened and it will be difficult to form a pattern in subsequent development. It is preferable to select appropriately such as shortening the time. When a negative resist, especially a chemically amplified negative resist, is used for the resist layer, the crosslink density is changed by adjusting the temperature and time in the heat treatment (crosslinking) after exposure (ring opening), so that It becomes possible to make a difference in solubility. For example, by making the heat treatment time for the upper layer shorter than that for the lower layer, the crosslink density of the upper layer can be made lower than that of the lower layer, and the inclination angle of the upper layer can be made wider.

(b)マスクを用いたレジスト層の露光について説明する。図1(a)に示される工程で使用するマスクA3は何ら限定されないが、エマルジョンマスク、クロムマスク等を挙げることが出来る。レジストパターン形成ステップでは、使用するマスクによって流路の幅、深さ、容器間隔、および容器幅(または直径)、深さの寸法、および精度が左右される。そして、その寸法および精度は、樹脂成形品にも反映される。したがって、樹脂成形品の各寸法、および精度を所定のものとするためには、マスクの寸法、および精度を規定する必要がある。マスクの精度を高める方法は何ら限定しないが、例えば、マスクのパターン形成に使用するレーザー光源をより波長の短いものに変えることを挙げることができるが、設備費用が高額であり、マスク製作費が高額となるため、樹脂成形品が実用的に要求される精度に応じて適宜規定するのが望ましい。これにより、図1(a)に示すように第1レジスト層2がマスクA3により選択的に露光される。   (B) The exposure of the resist layer using a mask will be described. The mask A3 used in the step shown in FIG. 1 (a) is not limited at all, and examples thereof include an emulsion mask and a chrome mask. In the resist pattern forming step, the width, depth, container interval, and container width (or diameter), depth dimension, and accuracy of the flow path depend on the mask used. The dimensions and accuracy are also reflected in the resin molded product. Therefore, in order to make each dimension and accuracy of the resin molded product predetermined, it is necessary to define the size and accuracy of the mask. The method for increasing the accuracy of the mask is not limited at all. For example, the laser light source used for mask pattern formation can be changed to one having a shorter wavelength, but the equipment cost is high, and the mask manufacturing cost is high. Since the cost is high, it is desirable to appropriately define the resin molded product according to the accuracy required for practical use. Thereby, as shown in FIG. 1A, the first resist layer 2 is selectively exposed by the mask A3.

マスクの材質は温度膨張係数、UV透過吸収性能の面から石英ガラスが好ましいが比較的高価であるため、樹脂成形品が実用的に要求される精度に応じて適宜規定するのが望ましい。設計通りのレジストパターンを得るには、露光に用いるマスクのパターン設計(透過/遮光部)が確実であることが必要であり、CAE解析ソフトを使用したシミュレーションもその解決策の一つである。   The material of the mask is preferably quartz glass from the viewpoint of temperature expansion coefficient and UV transmission / absorption performance, but is relatively expensive. Therefore, it is desirable to appropriately define the resin molded product according to the accuracy required for practical use. In order to obtain a resist pattern as designed, it is necessary that the pattern design (transmission / shading part) of the mask used for exposure is reliable, and simulation using CAE analysis software is one of the solutions.

露光に用いられる光源は設備費用が安価である紫外線ランプまたはレーザー光源であることが好ましい。シンクロトロン放射光は露光深度が深いものの、かかる設備費用が高額であり、実質的に樹脂成形品の価格が高額となり、工業的に実用的でない。   The light source used for the exposure is preferably an ultraviolet lamp or a laser light source whose equipment cost is low. Although synchrotron radiation has a deep exposure depth, the cost of such equipment is high, and the price of the resin molded product is substantially high, which is not industrially practical.

露光時間や露光強度等の露光条件はレジスト層の材質、厚み等により変化するため、得られるパターンに応じて適宜調節することが好ましい。特に流路の幅、深さ、容器間隔、および容器幅(または直径)、深さ等のパターンの寸法、および精度に影響を与えるため、露光条件の調節は重要である。また、レジストの種類により焦点深度が変わるため、例えばUV露光装置を使用した場合、露光時間、UV出力値をレジストの厚さ、感度に応じて選択するのが望ましい。   Since exposure conditions such as exposure time and exposure intensity vary depending on the material and thickness of the resist layer, it is preferable to adjust appropriately according to the pattern to be obtained. In particular, adjustment of the exposure conditions is important because it affects the dimensions and accuracy of the pattern such as the width, depth, container interval, container width (or diameter), and depth of the flow path. Since the depth of focus varies depending on the type of resist, for example, when a UV exposure apparatus is used, it is desirable to select the exposure time and the UV output value according to the thickness and sensitivity of the resist.

(c)レジスト層の熱処理について説明する。露光後の熱処理は、レジストパターンの形状を補正するためにアニールといわれる熱処理が知られている。ここでは、化学架橋を目的とし、化学増幅系ネガレジストを使用した場合のみに行う。化学増幅系ネガレジストとは、主に、2成分系、または3成分系からなり、露光時の光によって、例えば、化学構造の末端のエポキシ基が開環し、熱処理によって架橋反応させるものである。熱処理時間は、例えば膜厚100ミクロンの場合、設定温度100℃の条件下においては数分で架橋反応は進行する。   (C) The heat treatment of the resist layer will be described. As heat treatment after exposure, heat treatment called annealing is known in order to correct the shape of the resist pattern. Here, it is performed only when a chemically amplified negative resist is used for the purpose of chemical crosslinking. The chemically amplified negative resist is mainly composed of a two-component system or a three-component system, and, for example, an epoxy group at the end of a chemical structure is opened by light at the time of exposure, and is subjected to a crosslinking reaction by heat treatment. . When the heat treatment time is, for example, 100 μm, the crosslinking reaction proceeds in several minutes under the condition of a set temperature of 100 ° C.

レジスト層の熱処理量(温度、時間)が増大しすぎると、化学架橋が進行し、レジストパターン表面が変形、またはクラックが発生することから、設定するレジスト厚さが100ミクロン以上でない場合、熱処理時間を短くする等、適宜選択することが好ましい。また、化学架橋が進行しすぎると、後のステップであるレジストパターン基板の有機溶剤雰囲気下への放置において、傾斜パターンが得られにくくなることから、熱処理時間を短くする等、適宜選択することが好ましい。   If the amount of heat treatment (temperature, time) of the resist layer increases too much, chemical crosslinking proceeds and the resist pattern surface is deformed or cracked. If the resist thickness to be set is not 100 microns or more, the heat treatment time It is preferable to select as appropriate, such as shortening. Further, if the chemical crosslinking proceeds too much, it becomes difficult to obtain an inclined pattern when the resist pattern substrate, which is the subsequent step, is left in an organic solvent atmosphere. preferable.

(d)レジスト層の現像について説明する。図1(b)に示される工程の現像は用いたレジストに対応する所定の現像液を用いることが好ましい。現像時間、現像温度、現像液濃度等の現像条件はレジスト厚みやパターン形状に応じて適宜調節することが好ましい。例えば、必要な深さを得るために現像時間を長くしすぎると、容器間隔、および容器幅(または直径)が所定の寸法よりも大きくなってしまうため、適宜条件を設定することが好ましい。図1(b)に示すようにレジスト層を現像することによりレジストパターン4が形成される。   (D) The development of the resist layer will be described. For the development in the step shown in FIG. 1B, it is preferable to use a predetermined developer corresponding to the resist used. Development conditions such as development time, development temperature, and developer concentration are preferably adjusted as appropriate according to the resist thickness and pattern shape. For example, if the development time is too long in order to obtain the required depth, the container interval and the container width (or diameter) become larger than predetermined dimensions, so it is preferable to set conditions appropriately. As shown in FIG. 1B, a resist pattern 4 is formed by developing the resist layer.

レジスト層全体の厚みが増してくると、現像工程において、レジスト底部の幅(または直径)よりも表面の幅(または直径)が広くなることが懸念される。レジストを複数層形成する場合、各レジスト層の形成において、感度の異なるレジストを段階に分けて形成することが好ましい場合がある。この場合には、例えば、表面に近い層のレジストの感度を底部に近い層よりも高くすることなどが挙げられる。さらに具体的には、感度の高いレジストとして東京応化工業株式会社製のBMR C−1000PMを、そして感度の低いレジストとして東京応化工業株式会社製のPMER−N−CA3000PMを用いることができる。その他、レジストの乾燥時間を変えることにより感度を調整するようにしてもよい。例えば、東京応化工業株式会社製のBMR C−1000PMを使用した場合、スピンコート後のレジスト乾燥時、1層目の乾燥時間を110℃で40分、2層目の乾燥時間を110℃で20分とすることで、1層目の感度を高めることができる。   When the thickness of the entire resist layer increases, there is a concern that the width (or diameter) of the surface becomes wider than the width (or diameter) of the bottom of the resist in the development process. When a plurality of resist layers are formed, it may be preferable to form resists having different sensitivities in stages in forming each resist layer. In this case, for example, the sensitivity of the resist near the surface is made higher than that near the bottom. More specifically, BMR C-1000PM manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. can be used as a resist with high sensitivity, and PMER-N-CA3000PM manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. can be used as a resist with low sensitivity. In addition, the sensitivity may be adjusted by changing the drying time of the resist. For example, when BMR C-1000PM manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. is used, when drying the resist after spin coating, the drying time for the first layer is 40 minutes at 110 ° C., and the drying time for the second layer is 20 minutes at 110 ° C. By setting the minute, the sensitivity of the first layer can be increased.

(e)レジストパターン基板の有機溶剤雰囲気下への放置について説明する。レジストパターン基板の溶剤雰囲気下への放置は、垂直レジストパターンを傾斜パターンに形成させることを目的としている。通常、UV平行光を用いて密着露光を実施した場合、図1(b)に示すようにレジストパターンは垂直パターンとなる。特に、化学架橋タイプのネガレジストを用いた場合、現像後においても耐アルカリ性によって垂直パターンが保持されている。   (E) The leaving of the resist pattern substrate in an organic solvent atmosphere will be described. The purpose of leaving the resist pattern substrate in a solvent atmosphere is to form a vertical resist pattern into an inclined pattern. Usually, when contact exposure is performed using UV parallel light, the resist pattern is a vertical pattern as shown in FIG. In particular, when a chemically crosslinked negative resist is used, the vertical pattern is maintained due to alkali resistance even after development.

傾斜パターンの形成は、一例として、例えば、図1(c)に示すように金属製トレイ6に台座10を用意し、台座上にレジストパターン基板を置く。そして、有機溶剤5をトレイ底面に浸す、または有機溶剤5を有する開放容器をトレイ底部にセットし、トレイを金属性の蓋にて密閉することによって形成される。   For example, as shown in FIG. 1C, the inclined pattern is formed by preparing a pedestal 10 on a metal tray 6 and placing a resist pattern substrate on the pedestal. Then, the organic solvent 5 is immersed in the bottom of the tray, or an open container having the organic solvent 5 is set on the bottom of the tray, and the tray is sealed with a metallic lid.

レジストパターンの傾斜角度は、成形条件、樹脂材料、離型剤添加量等に応じて設定することが好ましいが、特に、得ようとする樹脂成形品の造形深さが10μm以上である場合に設けることが好ましく、20μm以上である場合はその必要性がさらに高まる。レジストパターンの傾斜角度は、樹脂成形品の形状から50°〜90°であることが望ましく、より望ましくは60°〜87°である。使用される有機溶剤は特に指定しないが、レジストに溶剤として使用されている溶剤と同じ材料が好ましく、一般的にはシンナーを使用することが好ましい。有機溶剤の蒸気濃度が低すぎると、傾斜パターンが形成されない結果となり、逆に高すぎると、パターン傾斜だけでなく、レジスト面の平面性が損なわれる場合があるため、トレイ底面に浸す有機溶剤量は、トレイ容積、レジストパターン基板の面積に応じて適宜選択することが好ましい。   The inclination angle of the resist pattern is preferably set according to the molding conditions, the resin material, the addition amount of the release agent, etc., but is provided particularly when the molding depth of the resin molded product to be obtained is 10 μm or more. Preferably, the necessity is further increased when the thickness is 20 μm or more. The inclination angle of the resist pattern is preferably 50 ° to 90 °, more preferably 60 ° to 87 °, from the shape of the resin molded product. Although the organic solvent to be used is not particularly specified, the same material as the solvent used as a solvent for the resist is preferable, and it is generally preferable to use thinner. If the vapor concentration of the organic solvent is too low, an inclined pattern will not be formed. Conversely, if it is too high, not only the pattern inclination but also the flatness of the resist surface may be impaired. Is preferably selected according to the tray volume and the area of the resist pattern substrate.

同様に、傾斜パターンを形成させる方法として、有機溶剤、または同じ銘柄のレジストをレジストパターン上に塗布、一定時間放置させることで傾斜パターンを形成させてもよい。この方法は、蒸気雰囲気下への放置よりも短時間で傾斜が得られるため、効率的である。一例として、溶剤雰囲気下への1時間放置によって傾斜パターンが得られた場合、溶剤塗布では1/3の20分程度で傾斜パターンを得ることが可能となる。   Similarly, as a method of forming an inclined pattern, an inclined pattern may be formed by applying an organic solvent or a resist of the same brand on the resist pattern and allowing it to stand for a certain period of time. This method is efficient because the slope can be obtained in a shorter time than leaving in a steam atmosphere. As an example, when an inclined pattern is obtained by leaving in a solvent atmosphere for 1 hour, the inclined pattern can be obtained in about 1/3 of 20 minutes in solvent coating.

流路や混合部、容器などの深さ・精度が均一な成形品を得るための方法としては、例えば、レジスト塗布で使用するレジスト種類(ネガ型、ポジ型)を変更する方法、金属構造体の表面を研磨する方法などがあげられる。尚、所望の造型深さを得るために複数のレジスト層を形成する場合、それら複数のレジスト層を同時に露光・現像処理する、あるいは、一つのレジスト層を形成及び露光処理した後、さらにレジスト層の形成及び露光処理を行い、2つのレジスト層を同時に現像処理することが可能である。   Examples of a method for obtaining a molded product having a uniform depth and accuracy such as a flow path, a mixing unit, and a container include a method of changing the resist type (negative type and positive type) used in resist coating, a metal structure And a method of polishing the surface of the substrate. When a plurality of resist layers are formed to obtain a desired molding depth, the resist layers are exposed and developed at the same time, or after forming and exposing one resist layer, a resist layer is further formed. The two resist layers can be developed at the same time.

金属構造体形成ステップについてさらに詳細に説明する。金属構造体形成ステップとはレジストパターン形成ステップで得られたレジストパターンに沿って金属を堆積させ、金属構造体の凹凸面をレジストパターンに沿って形成することにより、金属構造体を得る工程である。   The metal structure forming step will be described in more detail. The metal structure forming step is a process of obtaining a metal structure by depositing metal along the resist pattern obtained in the resist pattern forming step and forming an uneven surface of the metal structure along the resist pattern. .

図1(d)に示されるように、この工程では予めレジストパターンに沿って導電性膜7を形成する。導電性膜7の形成方法は特に限定されないが、好ましくは蒸着、スパッタリング等を用いることができる。導電性膜7に用いられる導電性材料としては金、銀、白金、銅などを挙げることができる。導電性膜7を形成した後、パターンに沿って金属をメッキにより堆積して金属構造体8を形成する。これにより、図1(e)に示す構成となる。金属を堆積させるメッキ方法は特に限定されないが、例えば電解メッキ、無電解メッキ等を挙げることができる。用いられる金属は特に限定されないが、ニッケル、ニッケルの結晶構造を変更したもの、ニッケル-コバルト合金、銅、金を挙げることができ、経済性・耐久性の観点からニッケルが好ましく用いられる。   As shown in FIG. 1D, in this step, the conductive film 7 is formed in advance along the resist pattern. Although the formation method of the conductive film 7 is not specifically limited, Preferably, vapor deposition, sputtering, etc. can be used. Examples of the conductive material used for the conductive film 7 include gold, silver, platinum, and copper. After the conductive film 7 is formed, a metal structure 8 is formed by depositing metal along the pattern by plating. As a result, the configuration shown in FIG. The plating method for depositing the metal is not particularly limited, and examples thereof include electrolytic plating and electroless plating. The metal to be used is not particularly limited, and nickel, nickel having a modified crystal structure, nickel-cobalt alloy, copper, and gold can be used, and nickel is preferably used from the viewpoint of economy and durability.

金属構造体8の厚さは、光ディスクを一例にあげると、0.3mm〜0.5mmが一般的である。射出成形時、金属構造体8が変形することを考慮し、更に厚さを増した金属構造体8、例えば5〜10mm厚さの金属構造体8を作製してもよい。この場合、金属材料の応力が高いと、金属構造体8にソリが発生する懸念があるため、ニッケルを使用することが好ましい。金属構造体8はその表面状態に応じて研磨しても構わない。ただし、汚れが造形物に付着することが懸念されるため、研磨後、超音波洗浄を実施することが好ましい。また、金属構造体はその表面状態を改善するために、離型剤等で表面処理しても構わない。なお、金属構造体8の深さ方向の傾斜角度は、樹脂成形品の形状から50°〜90°であることが望ましく、より望ましくは60°〜87°である。   The thickness of the metal structure 8 is generally 0.3 mm to 0.5 mm when an optical disk is taken as an example. In consideration of the deformation of the metal structure 8 at the time of injection molding, a metal structure 8 having a further increased thickness, for example, a metal structure 8 having a thickness of 5 to 10 mm, may be produced. In this case, if the stress of the metal material is high, there is a concern that warping may occur in the metal structure 8, and therefore it is preferable to use nickel. The metal structure 8 may be polished according to the surface state. However, since there is a concern that dirt adheres to the modeled object, it is preferable to perform ultrasonic cleaning after polishing. Further, the metal structure may be surface-treated with a release agent or the like in order to improve the surface state. In addition, the inclination angle in the depth direction of the metal structure 8 is desirably 50 ° to 90 °, more desirably 60 ° to 87 °, from the shape of the resin molded product.

なお、導電性膜7を形成させないで、金属構造体8を形成するステップとして、無電解メッキ法を挙げることができる。特に、レジストパターンが微細、または高アスペクト比構造体の場合、パターン傾斜部に導電膜が堆積しにくく、その結果、電解メッキにおいて通電不良となり、導電膜剥離が発生しやすい。無電解メッキ法だとこのような心配がなく、金属構造体の作製効率を高めることが期待できる。無電解メッキにて金属を堆積させた後、電解メッキにて所望の厚さを有する金属構造体を完成させてもよい。図1(f)に示されるように、メッキにより堆積した金属構造体はレジストパターンから分離される。   An example of the step of forming the metal structure 8 without forming the conductive film 7 is an electroless plating method. In particular, when the resist pattern is fine or has a high aspect ratio structure, it is difficult for the conductive film to be deposited on the pattern inclined portion, and as a result, current conduction is poor in electrolytic plating, and the conductive film is likely to be peeled off. The electroless plating method can be expected to increase the production efficiency of the metal structure without such a concern. After depositing a metal by electroless plating, a metal structure having a desired thickness may be completed by electrolytic plating. As shown in FIG. 1F, the metal structure deposited by plating is separated from the resist pattern.

成形品形成ステップについて更に詳細に説明する。成形品形成ステップは、図1(g)に示されるように、金属構造体8を型として、樹脂成形品9を形成する工程である。樹脂成形品9の形成方法は特に限定されないが、例えば射出成形、プレス成形、モノマーキャスト成形、溶剤キャスト成形、押出成形によるロール転写法等を挙げることができ、生産性、型転写性の観点から射出成形が好ましく用いられる。所定の寸法を選択した金属構造体を型として射出成形で樹脂成形品9を形成する場合、金属構造体8の形状を高い転写率で樹脂成形品に再現することが可能である。転写率を確認する方法としては、光学顕微鏡、走査電子顕微鏡(SEM)、透過電子顕微鏡(TEM)等を使用して行うことができる。   The molded product forming step will be described in more detail. The molded product forming step is a process of forming a resin molded product 9 using the metal structure 8 as a mold, as shown in FIG. The method for forming the resin molded product 9 is not particularly limited, and examples thereof include injection molding, press molding, monomer cast molding, solvent cast molding, roll transfer method by extrusion molding, and the like, from the viewpoint of productivity and mold transferability. Injection molding is preferably used. When the resin molded product 9 is formed by injection molding using a metal structure having a predetermined dimension as a mold, the shape of the metal structure 8 can be reproduced as a resin molded product with a high transfer rate. As a method for confirming the transfer rate, an optical microscope, a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM), or the like can be used.

金属構造体8を型として、例えば射出成形で樹脂成形品9を形成する場合、1枚の金属構造体9で1万枚〜5万枚、場合によっては20万枚もの樹脂成形品を得ることができ、金属構造体の製作にかかる費用負担を大幅に解消することが可能である。また、射出成形1サイクルに必要な時間は5秒〜30秒と短く、生産性の面で極めて効率的である。射出成形1サイクルで同時に複数個の樹脂成形品を形成可能な成形金型を使用すれば、更に生産性を向上することが可能となる。上記成形方法では金属構造体を金属型として用いても、金属構造体を予め用意した金属型内部にセットして用いても構わない。   When forming the resin molded product 9 by using the metal structure 8 as a mold, for example, by injection molding, 10,000 to 50,000, or 200,000 resin molded products can be obtained with one metal structure 9. It is possible to greatly eliminate the cost burden for manufacturing the metal structure. Further, the time required for one cycle of injection molding is as short as 5 to 30 seconds, which is extremely efficient in terms of productivity. If a molding die capable of simultaneously forming a plurality of resin molded products in one cycle of injection molding is used, productivity can be further improved. In the molding method, the metal structure may be used as a metal mold, or the metal structure may be set in a metal mold prepared in advance.

樹脂成形品を形成するのに使用する樹脂材料としては特に限定されないが、例えば、アクリル系樹脂、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、スチレン系樹脂、アクリル・スチレン系共重合樹脂(MS樹脂)、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、エチレン・ビニルアルコール系共重合樹脂、スチレン系エラストマーなどの熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系樹脂ポリジメチルシロキサンなどのシリコーン樹脂等を挙げることができる。   The resin material used for forming the resin molded product is not particularly limited. For example, acrylic resin, polylactic acid, polyglycolic acid, styrene resin, acrylic / styrene copolymer resin (MS resin), polycarbonate resin Resins, polyester resins such as polyethylene terephthalate, polyvinyl alcohol resins, ethylene / vinyl alcohol copolymer resins, thermoplastic elastomers such as styrene elastomers, silicone resins such as vinyl chloride resin polydimethylsiloxane, etc. .

これらの樹脂は必要に応じて滑剤、光安定剤、熱安定剤、防曇剤、顔料、難燃剤、帯電防止剤、離型剤、ブロッキング防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などの1種または2種以上を含有することができる。   These resins are one kind of lubricants, light stabilizers, heat stabilizers, antifogging agents, pigments, flame retardants, antistatic agents, mold release agents, antiblocking agents, ultraviolet absorbers, antioxidants and the like as necessary. Or 2 or more types can be contained.

前記成形方法により得られる樹脂成形品について更に詳細に説明する。図2は、本形態の製造方法を使用して製造しうる樹脂成形品の一例を示している。図2(a)は樹脂成形品の上面図であり、図2(b)は樹脂成形品の断面図である。図2の樹脂成形品は、基板に複数の凹部が設けられており、この凹部が血液等の流路11となる。この流路11は十字方向に形成されており、複数の流路11が交差する混合部12となる。さらに、樹脂成形品は、図示しないヒータ、温度センサ及び電極を有している。ヒータ及び温度センサは流路上に配置されている。電極もしくはヒータなどの金属部は、スパッタリングや蒸着にて形成することができる。加温、または反応処理を行うために必要とされる温度制御のため、温度センサが配置されている。このような樹脂成形品の各寸法、および精度については、実際使用上で必要となる数値に応じて、前記各工程により、適宜調整することが望ましい。樹脂成形品における流路、混合部、容器等の各寸法は、以下の範囲内であることが好ましい。   The resin molded product obtained by the molding method will be described in more detail. FIG. 2 shows an example of a resin molded product that can be manufactured using the manufacturing method of the present embodiment. FIG. 2A is a top view of the resin molded product, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the resin molded product. The resin molded product of FIG. 2 is provided with a plurality of recesses in the substrate, and these recesses serve as a flow path 11 for blood or the like. This flow path 11 is formed in the cross direction, and becomes a mixing portion 12 where a plurality of flow paths 11 intersect. Furthermore, the resin molded product has a heater, a temperature sensor, and an electrode (not shown). The heater and the temperature sensor are arranged on the flow path. Metal parts such as electrodes or heaters can be formed by sputtering or vapor deposition. A temperature sensor is provided for temperature control required for heating or reaction treatment. About each dimension and precision of such a resin molded product, it is desirable to adjust suitably according to said each process according to the numerical value required in actual use. It is preferable that each dimension of the flow path, the mixing unit, the container, and the like in the resin molded product is within the following range.

樹脂成形品の流路11の幅の最小値は、マスクの加工精度に由来しており、工業技術的にはX線、レーザーなど波長の短いレーザー光を使用することでより微細化は可能であると推測される。しかし、本発明は精密で安価な樹脂成形品7を医療分野、工業分野、バイオテクノロジー分野へ広く提供することが目的であり、特に、臨床検査、コンビナトリアルケミストリー、あるいは遺伝子関連に使用されるチップに好適なものであることから、工業的に再現し易い観点から幅が5μm以上であることが好ましい。また、規格化されていない多品種小ロットの樹脂成形品7の用途においても、精密で安価な容器として提供していく観点から幅が5μm以上であることが好ましい。流路の幅の最大値は、特に制限されないが、微細化による診断時間の短縮、複数処理を可能とし、装置に携帯性を付与させるために、300μm以下であることが好ましい。   The minimum value of the width of the flow path 11 of the resin molded product is derived from the mask processing accuracy, and it can be further miniaturized industrially by using a laser beam having a short wavelength such as X-ray or laser. Presumed to be. However, the object of the present invention is to provide a precise and inexpensive resin molded product 7 widely in the medical field, the industrial field, and the biotechnology field, and in particular, in a chip used for clinical examination, combinatorial chemistry, or gene related. Since it is suitable, it is preferable that a width | variety is 5 micrometers or more from a viewpoint easy to reproduce industrially. In addition, in the use of unstandardized multi-product small-lot resin molded products 7, the width is preferably 5 μm or more from the viewpoint of providing a precise and inexpensive container. The maximum value of the width of the flow path is not particularly limited, but is preferably 300 μm or less in order to shorten the diagnosis time by miniaturization, enable a plurality of processes, and impart portability to the apparatus.

樹脂成形品の流路の深さの最小値は、流路としての機能を有するためには、5μm以上であることが好ましい。流路の深さの最大値は、特に制限されないが、化学分析、DNA診断等の用途において、流路の幅の微細化による診断時間の短縮、複数処理を可能にし装置に携帯性を付与させるといった利点を損なわないためには、300μm以下であることが好ましく、さらに好ましくは200μm以下である。   The minimum value of the depth of the flow path of the resin molded product is preferably 5 μm or more in order to have a function as a flow path. The maximum value of the depth of the channel is not particularly limited, but in applications such as chemical analysis and DNA diagnosis, the diagnosis time can be shortened by reducing the width of the channel, and multiple processes can be performed to make the device portable. In order not to impair such advantages, the thickness is preferably 300 μm or less, and more preferably 200 μm or less.

樹脂成形品の流路の長さの最小値は、化学分析、DNA診断等の用途において、試料の導入、分離(解析)の機能を有するためには5mm以上であることが好ましい。流路の長さの最大値は、特に制限されないが、化学分析、DNA診断等の用途において、流路の長さを短くすることで診断時間の短縮、複数処理を可能にし装置に携帯性を付与させるといった利点を損なわないためには、300mm以下であることが好ましい。樹脂成形品の容器間隔の最小値は、マスクの加工精度に由来しており、工業技術的にはX線、レーザーなど波長の短いレーザー光を使用することでより微細化は可能であると推測される。しかし、本発明は精密で安価な容器を医療分野、工業分野、バイオテクノロジー分野などへ広く提供することが目的であり、特に、臨床検査、コンビナトリアルケミストリー、あるいは遺伝子関連に使用されるチップに好適なものであることから、工業的に再現し易い観点から容器間隔が5μm以上であることが好ましい。   The minimum value of the length of the flow path of the resin molded product is preferably 5 mm or more in order to have functions of sample introduction and separation (analysis) in applications such as chemical analysis and DNA diagnosis. The maximum value of the length of the flow path is not particularly limited, but in applications such as chemical analysis and DNA diagnosis, shortening the length of the flow path shortens the diagnosis time and enables multiple processing, thereby making the device portable. In order not to impair the advantage of imparting, it is preferably 300 mm or less. The minimum value of the container interval of the resin molded product is derived from the mask processing accuracy, and it is speculated that it can be miniaturized industrially by using laser light with a short wavelength such as X-ray and laser. Is done. However, the object of the present invention is to provide precise and inexpensive containers widely in the medical field, industrial field, biotechnology field, etc., and is particularly suitable for chips used for clinical tests, combinatorial chemistry, or genetics. Since it is a thing, it is preferable that a container space | interval is 5 micrometers or more from a viewpoint easy to reproduce industrially.

また、容器間隔の最小値は、例えば、血液検査装置の位置決め精度によって決定される場合も想定されることから、装置の仕様に応じて適宜選択することが好ましい。また、規格化されていない多品種小ロットの用途においても、精密で安価な容器として提供していく観点から5μm以上であることが好ましい。容器間隔の最大値は、特に制限されないが、容器の小型化により複数処理を可能にし、装置に携帯性を付与させるためには、10,000μm以下であることが好ましい。上記理由により、樹脂成形品の容器幅(または直径)においても、最小値5μm以上、最大値10,000μm以下であることが好ましい。樹脂成形品の容器深さの最小値は、特に制限されないが、容器としての機能を有するためには、10μm以上であることが好ましい。容器深さの最大値は、例えば、複数回のレジスト塗布、十分な焦点深度を得るために露光光源をX線ビーム等のレーザーを使用する等によって、より深い造形を得ることは可能であると推測される。しかし、本発明は、精密で安価な容器を医療分野、工業分野、バイオテクノロジー分野へ広く提供することが目的であり、工業的に再現し易い観点から深さが1000μm以下であることが好ましい。   Moreover, since the minimum value of a container space | interval may be determined, for example by the positioning accuracy of a blood test apparatus, it is preferable to select suitably according to the specification of an apparatus. In addition, even in non-standardized multi-product small lot applications, the thickness is preferably 5 μm or more from the viewpoint of providing a precise and inexpensive container. The maximum value of the container interval is not particularly limited, but is preferably 10,000 μm or less in order to allow a plurality of processes by reducing the size of the container and to impart portability to the apparatus. For the above reasons, the container width (or diameter) of the resin molded product is preferably a minimum value of 5 μm or more and a maximum value of 10,000 μm or less. The minimum value of the container depth of the resin molded product is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more in order to have a function as a container. The maximum value of the container depth is, for example, that it is possible to obtain a deeper shape by applying a resist multiple times, using an exposure light source such as an X-ray beam to obtain a sufficient depth of focus, etc. Guessed. However, the object of the present invention is to provide precise and inexpensive containers widely in the medical field, industrial field, and biotechnology field, and the depth is preferably 1000 μm or less from the viewpoint of being easily reproduced industrially.

樹脂成形品の平面度の最小値は、工業的に再現し易い観点から1μm以上であることが好ましい。樹脂成形品の平面度の最大値は、例えば、該成形品を他の基板と貼り合わせて使用する際に支障とならない観点から200μm以下であることが好ましい。樹脂成形品の流路の幅、深さの寸法精度は、工業的に再現し易い観点から±0.5〜10%の範囲内であることが好ましい。樹脂成形品の容器間隔、容器幅(または直径)、深さの寸法精度は、工業的に再現し易い観点から±0.5〜10%の範囲内であることが好ましい。   The minimum value of the flatness of the resin molded product is preferably 1 μm or more from the viewpoint of easy industrial reproduction. For example, the maximum value of the flatness of the resin molded product is preferably 200 μm or less from the viewpoint of not hindering use of the molded product bonded to another substrate. The dimensional accuracy of the width and depth of the flow path of the resin molded product is preferably within a range of ± 0.5 to 10% from the viewpoint of being easily reproduced industrially. The container interval, container width (or diameter), and depth dimensional accuracy of the resin molded product are preferably within a range of ± 0.5 to 10% from the viewpoint of easy industrial reproduction.

樹脂成形品の厚さに対する寸法精度は、工業的に再現し易い観点から±0.5〜10%の範囲内であることが好ましい。樹脂成形品の厚さは特に規定されないが、射出成形での取り出し時の破損、取り扱い時の破損、変形、歪みを考慮し、0.2〜10mmの範囲内であることが好ましい。樹脂成形品の寸法は特に限定されないが、リソグラフィー法でレジストパターンを形成する際、例えば、レジスト層の形成をスピンコート法にて行う場合、直径400mmの範囲の中から採取できるよう用途に応じて適宜選択することが好ましい。   The dimensional accuracy with respect to the thickness of the resin molded product is preferably within a range of ± 0.5 to 10% from the viewpoint of easy industrial reproduction. Although the thickness of the resin molded product is not particularly defined, it is preferably in the range of 0.2 to 10 mm in consideration of breakage at the time of take-out in injection molding, breakage at the time of handling, deformation, and distortion. The dimension of the resin molded product is not particularly limited, but when forming a resist pattern by a lithography method, for example, when forming a resist layer by a spin coat method, it can be collected from a range of 400 mm in diameter depending on the application. It is preferable to select appropriately.

本発明により得られる樹脂成形品の用途は特定用途に限定されないが、例えば、DNA診断用、検体容器、抗体容器、試薬容器などの医療用途、光関連の前面板などの工業用途、細胞処理などのバイオテクノロジー用途、反応容器などの自動化学分析などの用途に好適である。医療分野、なかでも抗血栓性(抗血小板付着)や細胞毒性試験における有害性の排除といった生体適合性を必要とする用途には、抗血栓性の効果が知られている材料を用いたり、表面処理を施したりすることが好ましい。表面処理により生体適合性を向上する方法として、例えば、射出成形で成形品を形成した後、スパッタリングによりSiO2膜を堆積させた後、熱酸化によりSiO2膜を成長させることで生体適合性を付与する方法があげられる。   The use of the resin molded product obtained by the present invention is not limited to a specific use. For example, for DNA diagnosis, medical use such as a specimen container, antibody container, and reagent container, industrial use such as a light-related front plate, cell treatment, etc. It is suitable for biotechnological applications and automated chemical analysis of reaction vessels. In the medical field, especially for applications that require biocompatibility such as antithrombogenicity (antiplatelet adhesion) and elimination of harmfulness in cytotoxicity tests, materials with known antithrombogenic effects are used. It is preferable to perform a treatment. As a method for improving biocompatibility by surface treatment, for example, after forming a molded product by injection molding, after depositing a SiO2 film by sputtering, the biocompatibility is imparted by growing the SiO2 film by thermal oxidation. There are methods.

樹脂成形品を形成した後、医療分野、なかでも臨床検査分野において、生化学分析、DNA診断分野等に使用する場合、樹脂成形品上で加温、反応、信号検出等の処理を必要とする場合がある。樹脂成形品上で加温、または反応処理を行う方法として、例えば、スパッタリングにて電極パターンを形成し、装置から電圧を印加する方法や、ヒータを配置することが考えられる。また、加温、または反応処理を行う際、温度制御が必要となる場合は、例えば、温度センサを配置することも考えられる。信号検出を行う場合、例えば、フォトダイオードを配置することが考えられる。   After forming a resin molded product, when it is used for biochemical analysis, DNA diagnosis, etc. in the medical field, especially in the clinical laboratory field, processing such as heating, reaction, and signal detection is required on the resin molded product. There is a case. As a method of performing heating or reaction treatment on a resin molded product, for example, a method of forming an electrode pattern by sputtering and applying a voltage from an apparatus or a heater can be considered. In addition, when temperature control is required when performing heating or reaction processing, for example, a temperature sensor may be arranged. When performing signal detection, for example, it is conceivable to arrange a photodiode.

医療分野、なかでも臨床検査分野において、生化学分析、DNA診断分野等に使用する場合、流路の微細化によって診断に要する時間を短縮することが期待されている成形品は、本発明により得られる樹脂成形品を使用することによって達成される。本形態により得られる樹脂成形品は、精密で安価であり、生化学分析、DNA診断分野等、なかでも手術室、ベッドサイド、在宅、あるいは町の診療所等、産業上大量使用される用途において特に効果的である。   In the medical field, especially in the clinical laboratory field, when used in the biochemical analysis, DNA diagnosis field, etc., a molded product expected to shorten the time required for diagnosis by miniaturizing the flow path can be obtained by the present invention. This is achieved by using a molded resin product. The resin molded product obtained in this form is precise and inexpensive, and in biochemical analysis, DNA diagnostic fields, etc., especially in operating rooms, bedsides, homes, town clinics, etc. It is particularly effective.

本形態により得られる樹脂成形品は、精密で安価であり、該成形品を繰り返し使用することも可能であるが、基板表面の汚れ、変形等の欠陥が生じた場合、コスト高が極力抑えられるため廃棄して新品を使用しても、労力の解消、処理時間の短縮といった作業効率が重要である用途において特に効果的である。本形態により得られる樹脂成形品は、精密で安価であり、医療分野、工業分野、バイオテクノロジー分野の他に、コンビナトリアルケミストリーといった自動化学分析の分野においても広く応用が期待できる。特に検体量の微少化は、同時に廃棄の際の廃液量を大幅に削減することができ、環境保全の観点からも特に効果的である。   The resin molded product obtained according to this embodiment is precise and inexpensive, and the molded product can be used repeatedly. However, when defects such as contamination and deformation of the substrate surface occur, the cost is minimized. Therefore, even if it is discarded and a new one is used, it is particularly effective in applications where work efficiency such as elimination of labor and shortening of processing time is important. The resin molded product obtained in this form is precise and inexpensive, and can be widely applied in the field of automatic chemical analysis such as combinatorial chemistry in addition to the medical field, industrial field, and biotechnology field. Particularly, the miniaturization of the sample amount can greatly reduce the amount of waste liquid at the time of disposal, and is particularly effective from the viewpoint of environmental protection.

尚、本発明にかかる製造方法により金属構造体、および樹脂成形品を製造した場合、金属構造体、および樹脂成形品に、有機溶剤雰囲気下に放置、または有機溶剤をレジストパターンに塗布したことによる、レジストパターン端部が丸みをもった傾斜が形成されることがあるが、実用上何ら問題はない。   In addition, when a metal structure and a resin molded product are manufactured by the manufacturing method according to the present invention, the metal structure and the resin molded product are left in an organic solvent atmosphere or an organic solvent is applied to a resist pattern. In some cases, the resist pattern edge portion may have a rounded slope, but there is no practical problem.

本形態により得られる樹脂成形品は、従来の成形品と対比して高い精度などを発揮することができる。また、当該樹脂成形品は精密であると同時に安価に形成することができるため、製造コストを極力抑えられる利点を発揮できるような産業上大量に使用される用途に適用した場合に、特に効果的である。
実施例1
The resin molded product obtained according to this embodiment can exhibit high accuracy and the like as compared with conventional molded products. In addition, since the resin molded product is precise and can be formed at a low cost, it is particularly effective when applied to industrially used applications that can exhibit the advantage of minimizing the manufacturing cost. It is.
Example 1

本発明にしたがって、樹脂成形品を形成する方法について、図1を参照しながら以下により具体的に説明する。まず基板1上に、有機材料(東京応化工業製「PMER N-CA3000PM」をベースとする1回目のレジスト塗布を行った。そして、第1レジスト層2を形成した後、基板と所望の容器のマスクパターンに加工したマスクA3との位置合わせを行った。次にUV露光装置(キャノン製「PLA−501F」波長365nm、露光量300mJ/cm2)により、第1レジスト層をUV光により露光を行うと図1(a)に示す構成となる。その後、ホットプレート(100℃×4分)を用いて第1レジスト層2の熱処理を行った。   A method for forming a resin molded product according to the present invention will be described more specifically below with reference to FIG. First, a first resist coating based on an organic material (“PMER N-CA3000PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was performed on the substrate 1. Then, after forming the first resist layer 2, the substrate and the desired container The alignment was performed with the mask A3 processed into the mask pattern, and then the first resist layer was exposed to UV light using a UV exposure apparatus (Canon "PLA-501F" wavelength 365 nm, exposure amount 300 mJ / cm2). Then, the first resist layer 2 is heat-treated using a hot plate (100 ° C. × 4 minutes).

第1レジスト層2の上にさらにレジスト層を塗布してパターンを形成しても良い。この場合は、基板1上に、有機材料(東京応化工業製「PMER N-CA3000PM」をベースとする2回目のレジスト塗布を行い、第2レジスト層を形成する。第2レジスト層を形成した後、基板と所望の容器のマスクパターンに加工したマスクBとの位置合わせを行った。   A pattern may be formed by further applying a resist layer on the first resist layer 2. In this case, a second resist layer is formed by applying a second resist coating based on an organic material (“PMER N-CA3000PM” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) on the substrate 1. After forming the second resist layer Then, alignment between the substrate and the mask B processed into a mask pattern of a desired container was performed.

次にUV露光装置(キャノン製「PLA−501F」波長365nm、露光量100mJ/cm2)により、第2レジスト層をUV光により露光を行った後、ホットプレート(100℃×8分)を用いて第2レジスト層の熱処理を行った。前記レジスト層を有する基板を現像し、基板上にレジストパターンを形成した(現像液:東京応化工業製「PMER現像液P-7G」)。なお、レジスト層を塗布して、マスクの位置合わせを行い、露光、現像によりレジストパターンを形成する工程をさらに繰り返し行ってもよい。これにより、所望の深さを有する金属構造体を形成することが出来る。   Next, the second resist layer was exposed to UV light using a UV exposure apparatus (Canon “PLA-501F” wavelength 365 nm, exposure amount 100 mJ / cm 2), and then using a hot plate (100 ° C. × 8 minutes). The second resist layer was heat treated. The substrate having the resist layer was developed to form a resist pattern on the substrate (developer: “PMER developer P-7G” manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.). Note that a step of applying a resist layer, aligning a mask, and forming a resist pattern by exposure and development may be further repeated. Thereby, a metal structure having a desired depth can be formed.

次に図1(c)に示すように基板1を金属製トレイ6の中に用意された台座10の上に載置する。そして、有機溶剤5をトレイ底面に浸す、または有機溶剤5を有する開放容器をトレイ底部にセットし、トレイを金属性の蓋にて密閉することによって形成される。有機溶剤にはシンナーを用い、容器内を有機溶剤雰囲気下にして放置する(有機溶剤についての詳細な実施例があればお知らせ下さい)。   Next, as shown in FIG. 1C, the substrate 1 is placed on a pedestal 10 prepared in a metal tray 6. Then, the organic solvent 5 is immersed in the bottom of the tray, or an open container having the organic solvent 5 is set on the bottom of the tray, and the tray is sealed with a metallic lid. Use thinner as the organic solvent and leave the container in an organic solvent atmosphere (please let us know if you have any specific examples of organic solvents).

そして、図1(d)に示すように前記レジストパターンを有する基板表面に蒸着、またはスパッタリングを行い、レジストパターンの表面に銀からなる導電性膜7を堆積させた。この工程において、他に白金、金、銅などを堆積させることができる。次に、図1(e)に示すように前記レジストパターンを有する基板をメッキ液に浸け、電気メッキを行い、レジストパターンにしたがってNiからなる金属構造体8を得た。この工程において、他に銅、金などを堆積させることができる。この金属構造体8を図1(f)に示すように基板1から分離する。図1(g)に示すように、得られた金属構造体8を金型として、射出成形でプラスチック材をNi構造体に充填し、プラスチック成形体9を得た。   Then, as shown in FIG. 1D, vapor deposition or sputtering was performed on the substrate surface having the resist pattern to deposit a conductive film 7 made of silver on the surface of the resist pattern. In this step, platinum, gold, copper, etc. can be deposited in addition. Next, as shown in FIG. 1E, the substrate having the resist pattern was immersed in a plating solution and electroplated to obtain a metal structure 8 made of Ni according to the resist pattern. In this step, copper, gold, etc. can be deposited in addition. The metal structure 8 is separated from the substrate 1 as shown in FIG. As shown in FIG. 1 (g), the obtained metal structure 8 was used as a mold, and a plastic material was filled into the Ni structure by injection molding to obtain a plastic molded body 9.

上述の製造方法に従って、レジスト塗布を2回繰り返して第1レジスト層を形成、露光、熱処理を実施、さらにレジスト塗布を1回繰り返して第2レジスト層を形成、露光、熱処理を実施した後、図2に示すような横70mm×縦50mm、厚さ1.5mmの基板に、50μmの流路深さを有する樹脂成形品を製造した。
実施例2.
In accordance with the manufacturing method described above, the resist coating is repeated twice to form a first resist layer, and exposure and heat treatment are performed. Further, the resist coating is repeated once to form a second resist layer, and exposure and heat treatment are performed. A resin molded product having a flow path depth of 50 μm was produced on a substrate having a width of 70 mm × length of 50 mm and a thickness of 1.5 mm as shown in FIG.
Example 2

上述の製造方法に従って、レジスト塗布を3回繰り返して第1レジスト層を形成、露光、熱処理を実施、さらにレジスト塗布を1回繰り返して第2レジスト層を形成、露光、熱処理を実施した後、図3に示すような横70mm×縦50mm、厚さ1.5mmの基板に、100μmの流路深さを有する樹脂成形品を製造した。
実施例3.
According to the manufacturing method described above, the resist coating is repeated three times to form the first resist layer, and exposure and heat treatment are performed. Further, the resist coating is repeated once to form the second resist layer, and the exposure and heat treatment are performed. A resin molded product having a flow path depth of 100 μm was produced on a substrate having a width of 70 mm × length of 50 mm and a thickness of 1.5 mm as shown in FIG.
Example 3

上述の製造方法に従って、レジスト塗布を3回繰り返して第1レジスト層を形成、露光、熱処理を実施、さらにレジスト塗布を1回繰り返して第2レジスト層を形成、露光、熱処理を実施した後、図4に示すような横70mm×縦50mm、厚さ1.5mmの基板に、300μmの流路深さを有する樹脂成形品を製造した。   According to the manufacturing method described above, the resist coating is repeated three times to form the first resist layer, and exposure and heat treatment are performed. Further, the resist coating is repeated once to form the second resist layer, and the exposure and heat treatment are performed. A resin molded product having a flow path depth of 300 μm was produced on a substrate having a width of 70 mm × length of 50 mm and a thickness of 1.5 mm as shown in FIG.

この発明の実施例において、樹脂成形品を形成する工程を示す模式図である。In the Example of this invention, it is a schematic diagram which shows the process of forming a resin molded product. 実施例1にかかる樹脂成形品の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the resin molded product concerning Example 1. FIG. 実施例2にかかる樹脂成形品の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the resin molded product concerning Example 2. FIG. 実施例3にかかる樹脂成形品の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the resin molded product concerning Example 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板、2 第1レジスト層、3 マスクA、4 レジストパターン、5 有機溶剤
6 金属製トレイ、7 導電性膜、8 金属構造体、9 樹脂成形品、10 台座
11 流路、12 混合部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 board | substrate, 2 1st resist layer, 3 mask A, 4 resist pattern, 5 organic solvent 6 metal tray, 7 electroconductive film, 8 metal structure, 9 resin molded product, 10 base 11 flow path, 12 mixing part

Claims (7)

基板上にレジスト層を形成するステップと、
マスクを用いて前記レジスト層に露光、現像を行うレジストパターン形成ステップと、
前記基板を有機溶剤雰囲気下に放置して、前記レジストパターンの壁面に傾斜角度を与えるステップと
前記基板上に形成された前記レジストパターンにしたがって、金属構造体を堆積させるステップを有し、
前記レジストパターン形成ステップにおいて、複数回に亘ってレジスト層の形成、露光を繰り返す際、各レジスト層に感度の異なるレジストを用いる金型の製造方法。
Forming a resist layer on the substrate;
A resist pattern forming step of exposing and developing the resist layer using a mask;
Leaving the substrate in an organic solvent atmosphere to give an inclination angle to the wall surface of the resist pattern; and depositing a metal structure according to the resist pattern formed on the substrate;
In the resist pattern forming step, when a resist layer is repeatedly formed and exposed multiple times, a mold manufacturing method using resists having different sensitivities for each resist layer.
請求項1記載の金型の製造方法において、前記基板を有機溶剤雰囲気下に放置して、前記レジストパターンの壁面に傾斜角度を与えるステップに替えて、基板のレジストパターン上に有機溶剤を含有する溶液を塗布して、前記レジストパターンの壁面に傾斜角度を与えるステップを有する金型の製造方法。   2. The method of manufacturing a mold according to claim 1, wherein the substrate is left in an organic solvent atmosphere and an organic solvent is contained on the resist pattern of the substrate in place of the step of providing an inclination angle to the wall surface of the resist pattern. A method for manufacturing a mold, comprising applying a solution to give an inclination angle to a wall surface of the resist pattern. 前記レジストパターン形成ステップでは、レジスト層が所望の高さ、または、深さを有する構造体に形成されるまで、複数回に亘ってレジスト層の形成、露光を繰り返すことを特徴とする請求項1又は2記載の金型の製造方法。   2. The resist pattern forming step is characterized in that the resist layer is repeatedly formed and exposed a plurality of times until the resist layer is formed into a structure having a desired height or depth. Or the manufacturing method of the metal mold | die of 2. 前記レジストパターン形成ステップにおいて、複数回に亘ってレジスト層の形成、露光を繰り返す際、露光における各層のマスクパターンの位置が同じ位置になるように、マスクパターンの位置を合わせるマスク位置合わせステップをさらに備えることを特徴とする請求項3記載の金型の製造方法。   In the resist pattern forming step, when the resist layer formation and exposure are repeated a plurality of times, a mask alignment step for aligning the mask pattern is further performed so that the mask pattern position of each layer in the exposure is the same position. The mold manufacturing method according to claim 3, further comprising: 前記レジストパターンを形成するステップにおいて露光に用いられる光源は、紫外線ランプ又はレーザー光であることを特徴とする請求項1乃至4いずれか記載の金型の製造方法。   5. The mold manufacturing method according to claim 1, wherein a light source used for exposure in the step of forming the resist pattern is an ultraviolet lamp or a laser beam. 前記樹脂成形品を形成するステップにより形成される樹脂成形品の凹凸部の深さ、または高さは、実質的に5μm乃至500μmであることを特徴とする請求項1乃至5いずれか記載の金型の製造方法。   6. The gold according to claim 1, wherein the depth or height of the concavo-convex portion of the resin molded product formed by the step of forming the resin molded product is substantially 5 μm to 500 μm. Mold manufacturing method. 請求項1乃至6いずれか記載の金型の製造方法により金型を製造するステップと、
前記金型により樹脂成形品を形成する成形品形成ステップとを備えた樹脂成形品の製造方法。
A step of producing a mold by the method of producing a mold according to claim 1;
A method for producing a resin molded product, comprising: a molded product forming step of forming a resin molded product with the mold.
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