JP4994578B2 - 樹脂製マイクロ化学チップの製造方法およびその方法により作成された樹脂製マイクロ化学チップ - Google Patents
樹脂製マイクロ化学チップの製造方法およびその方法により作成された樹脂製マイクロ化学チップ Download PDFInfo
- Publication number
- JP4994578B2 JP4994578B2 JP2004118667A JP2004118667A JP4994578B2 JP 4994578 B2 JP4994578 B2 JP 4994578B2 JP 2004118667 A JP2004118667 A JP 2004118667A JP 2004118667 A JP2004118667 A JP 2004118667A JP 4994578 B2 JP4994578 B2 JP 4994578B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- mold
- flow path
- microchemical chip
- metal support
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims description 66
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims description 66
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 36
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 46
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 46
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 37
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 34
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 18
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 37
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 11
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 3
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 3
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 3
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005018 casein Substances 0.000 description 1
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000036647 reaction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
- B29C39/22—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C39/26—Moulds or cores
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
- B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
- B29C39/003—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor characterised by the choice of material
- B29C39/006—Monomers or prepolymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- B81C99/0075—Manufacture of substrate-free structures
- B81C99/0085—Manufacture of substrate-free structures using moulds and master templates, e.g. for hot-embossing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- B81C99/0075—Manufacture of substrate-free structures
- B81C99/009—Manufacturing the stamps or the moulds
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/68—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/30—Mounting, exchanging or centering
- B29C33/306—Exchangeable mould parts, e.g. cassette moulds, mould inserts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/42—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the shape of the moulding surface, e.g. ribs or grooves
- B29C33/424—Moulding surfaces provided with means for marking or patterning
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/26—Moulds
- B29C45/2673—Moulds with exchangeable mould parts, e.g. cassette moulds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/26—Moulds
- B29C45/37—Mould cavity walls, i.e. the inner surface forming the mould cavity, e.g. linings
- B29C45/372—Mould cavity walls, i.e. the inner surface forming the mould cavity, e.g. linings provided with means for marking or patterning, e.g. numbering articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2033/00—Use of polymers of unsaturated acids or derivatives thereof as moulding material
- B29K2033/04—Polymers of esters
- B29K2033/08—Polymers of acrylic acid esters, e.g. PMA, i.e. polymethylacrylate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2083/00—Use of polymers having silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only, in the main chain, as moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/756—Microarticles, nanoarticles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/05—Microfluidics
- B81B2201/051—Micromixers, microreactors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/05—Microfluidics
- B81B2201/058—Microfluidics not provided for in B81B2201/051 - B81B2201/054
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Hematology (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
本発明は樹脂製マイクロ化学チップの製造方法に関するものであり、その製造方法により製造された化学分析用、化学反応用、電気泳動用等のマイクロチップを含む。
近年各種検査分野や分析分野において、マイクロ化学チップを用いたμ−ＴＡＳ（Micro Total Analysis System）の研究が進められており、分析システムの小型化、分析時間の短縮、サンプルや試薬、廃液量の低減等の利点を生かし、分析・検査分野において実用レベルでの研究が進行している。例えばマイクロ化学チップを用いてＤＮＡ分析や細胞反応、細胞ソーティング等の各種反応や分析が行われている。これらの分析は通常繰り返して行われるため、できる限り微量なサンプル・試薬により短時間で行えることが要求されており、マイクロ化学チップ自体も使い捨てで使用できる安価なものが求められていた。
樹脂製マイクロ化学チップは、通常微細流路が形成された樹脂構造体とその微細流路の蓋となる平板により構成されている。そして樹脂構造体の微細流路は、求める流路を反転させた凸型の鋳型により形成されていることが多い。特に、日刊工業新聞社出版ＴＲＩＧＧＥＲ ２００２年３月号９２〜９３頁に記載のように、ＰＤＭＳ樹脂によるマイクロ化学チップの流路パターンを形成する型として、シリコンウエハ上に超膜厚フォトフォトレジスト（ＳＵ−８）をスピンコートし、これをフォトファブリケーション技法によりパターニングしたものが成形型として使用されている。このように精密な流路を形成するためにはフォトファブリケーション技法を用いるとよい。
しかし、ここで使用されているシリコン支持基板および超厚膜フォトレジストは非常に高価なため生産コストが割高となり、また比較的大きい面積のシリコン基板が市場に流通してなく、一度に多くのマイクロ化学チップ鋳型を生産するには適していなかった。しかし、現在のところ、寸法公差や取り扱いの容易さからこのシリコン支持基板および超厚膜フォトレジストが鋳型部材として使用されているのが実状である。
その他にも半導体プロセスによるエッチング方法では、化学蒸着（ＣＶＤ）を応用して種々の薄膜を基材上に形成し、必要な加工を施した後、堆積した層を溶かし去って鋳型を形成する方法がある。鋳型の材質がガラスや石英の場合、フォトレジストとの密着性が悪いため、最初にクロム、次いで金を蒸着させ、その上からフォトレジストをコーティングし、求める鋳型の反転した形状をフォトファブリケーション加工によりフォトレジストにて形成する。そして、フォトレジストのパターンを得たら、それに沿って金にエッチングを施し、次いでクロムのエッチングを行う。そして最後にガラスのエッチングを行う。加工が終わると必要のなくなったフォトレジストを取り除き、次に不要となった金の層とクロムの層をそれぞれ別々の薬品で取り除いてガラスだけにする。このように蒸着層の生成や求める微細構造に沿って２つの蒸着層を個々にエッチングで加工し、ガラスの加工終了後に蒸着層を取り除くプロセスが必要となり、工程が複雑になってしまい、特別な設備も必要である。鋳型に石英を用いる場合も同様である。
このように現在化学や医学等の合成反応や電気泳動分析等で使用されているマイクロ化学チップでは、生産性、コスト、精度等の全てを満足する製造方法は現在のところ確立されていなかった。
日刊工業新聞社出版ＴＲＩＧＧＥＲ ２００２年３月号９２〜９３頁
樹脂製マイクロ化学チップは、通常微細流路が形成された樹脂構造体とその微細流路の蓋となる平板により構成されている。そして樹脂構造体の微細流路は、求める流路を反転させた凸型の鋳型により形成されていることが多い。特に、日刊工業新聞社出版ＴＲＩＧＧＥＲ ２００２年３月号９２〜９３頁に記載のように、ＰＤＭＳ樹脂によるマイクロ化学チップの流路パターンを形成する型として、シリコンウエハ上に超膜厚フォトフォトレジスト（ＳＵ−８）をスピンコートし、これをフォトファブリケーション技法によりパターニングしたものが成形型として使用されている。このように精密な流路を形成するためにはフォトファブリケーション技法を用いるとよい。
しかし、ここで使用されているシリコン支持基板および超厚膜フォトレジストは非常に高価なため生産コストが割高となり、また比較的大きい面積のシリコン基板が市場に流通してなく、一度に多くのマイクロ化学チップ鋳型を生産するには適していなかった。しかし、現在のところ、寸法公差や取り扱いの容易さからこのシリコン支持基板および超厚膜フォトレジストが鋳型部材として使用されているのが実状である。
その他にも半導体プロセスによるエッチング方法では、化学蒸着（ＣＶＤ）を応用して種々の薄膜を基材上に形成し、必要な加工を施した後、堆積した層を溶かし去って鋳型を形成する方法がある。鋳型の材質がガラスや石英の場合、フォトレジストとの密着性が悪いため、最初にクロム、次いで金を蒸着させ、その上からフォトレジストをコーティングし、求める鋳型の反転した形状をフォトファブリケーション加工によりフォトレジストにて形成する。そして、フォトレジストのパターンを得たら、それに沿って金にエッチングを施し、次いでクロムのエッチングを行う。そして最後にガラスのエッチングを行う。加工が終わると必要のなくなったフォトレジストを取り除き、次に不要となった金の層とクロムの層をそれぞれ別々の薬品で取り除いてガラスだけにする。このように蒸着層の生成や求める微細構造に沿って２つの蒸着層を個々にエッチングで加工し、ガラスの加工終了後に蒸着層を取り除くプロセスが必要となり、工程が複雑になってしまい、特別な設備も必要である。鋳型に石英を用いる場合も同様である。
このように現在化学や医学等の合成反応や電気泳動分析等で使用されているマイクロ化学チップでは、生産性、コスト、精度等の全てを満足する製造方法は現在のところ確立されていなかった。
日刊工業新聞社出版ＴＲＩＧＧＥＲ ２００２年３月号９２〜９３頁
本発明の目的は、化学や医学等の合成反応や電気泳動分析等で使用されているマイクロ化学チップの製造方法と、この方法により得られた樹脂製マイクロ化学チップに関するものであり、微細精度を低下させることなく、安価で且つ生産性よく、マイクロ化学チップを多品種量産する製造方法とマイクロチップを提供するものである。
本発明は、
「１． 微細流路を有する樹脂製マイクロ化学チップの製造方法において、金属支持基板の片面にフォトレジスト被膜を形成し、該フォトレジスト被膜上に流路パターン形成用フォトマスクを積層させ、フォトファブリケーション技法により微細構造フォトレジストパターンを金属支持基板上に形成して平板状鋳型となし、該平板状鋳型または平板状鋳型を分割した鋳型個片を樹脂成形用外形枠型の底に配置し、樹脂を樹脂成形用外形枠型に流し込んで硬化させ鋳型により形成された微細流路を有する樹脂構造体を作成し、微細流路の蓋となる平板に該微細流路を有する樹脂構造体を貼り付けることからなる樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
２． 平板状鋳型は、1個の樹脂製マイクロ化学チップ製造用鋳型の個片を縦横行列状に複数個配列した鋳型個片群からなる鋳型である、１項に記載された樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
３． ２項で使用する平板状鋳型が、複数の鋳型個片に分割可能な境界線を有する構造である、樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
４． １項ないし３項のいずれか１項に記載されたフォトレジスト被膜がドライフィルムフォトレジストである、樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
５． １項ないし４項のいずれか１項に記載された微細流路を有する樹脂構造体と、微細流路の蓋となる平板の材質が同じである、樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。」
に関する。
「１． 微細流路を有する樹脂製マイクロ化学チップの製造方法において、金属支持基板の片面にフォトレジスト被膜を形成し、該フォトレジスト被膜上に流路パターン形成用フォトマスクを積層させ、フォトファブリケーション技法により微細構造フォトレジストパターンを金属支持基板上に形成して平板状鋳型となし、該平板状鋳型または平板状鋳型を分割した鋳型個片を樹脂成形用外形枠型の底に配置し、樹脂を樹脂成形用外形枠型に流し込んで硬化させ鋳型により形成された微細流路を有する樹脂構造体を作成し、微細流路の蓋となる平板に該微細流路を有する樹脂構造体を貼り付けることからなる樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
２． 平板状鋳型は、1個の樹脂製マイクロ化学チップ製造用鋳型の個片を縦横行列状に複数個配列した鋳型個片群からなる鋳型である、１項に記載された樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
３． ２項で使用する平板状鋳型が、複数の鋳型個片に分割可能な境界線を有する構造である、樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
４． １項ないし３項のいずれか１項に記載されたフォトレジスト被膜がドライフィルムフォトレジストである、樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
５． １項ないし４項のいずれか１項に記載された微細流路を有する樹脂構造体と、微細流路の蓋となる平板の材質が同じである、樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。」
に関する。
金属支持基板の表面に形成したレジスト被膜にフォトファブリケーションを用いて任意の微細構造レジストパターンを形成した平板状鋳型を用い、該平板状鋳型または平板状鋳型を分割した鋳型個片を樹脂成形用外形枠型の底に配置し、樹脂を樹脂成形用外形枠型に流し込んで硬化させ鋳型により微細流路を有する樹脂構造体を作成し、微細流路を形成した樹脂構造体とその構造体の蓋となる平板を貼り合わせて樹脂製マイクロ化学チップを製造することで、従来より工数が少なく、精度、コストに優れ、一度に大量生産することができる。
本発明は樹脂製マイクロ化学チップを高精度に生産性よく、一般的な材料を用いて安価に製造する方法に関するものであり、特に樹脂構造物に精巧な微細パターンを形成させる鋳型の製造方法に特徴を有する。
樹脂構造物に精巧な微細パターンを形成させる鋳型は、金属支持基板とレジストパターンからなるものである。金属支持基板はレジストを支持する目的のものであり、材質、厚さについては特に限定はないが、好ましくは厚さ０．１から０．３ｍｍ程度であればよく、取り扱いのしやすい厚さとした。材質は銅、ステンレス等が好ましい。
また１枚の平板状鋳型で複数の鋳型個片を作成するのが効率良い。そこでまず、１枚の平板状鋳型を後に個片に分離できるよう予め金属支持基板基材に分割可能な境界線を設けておくとよい。境界線はエッチングやハーフエッチング、あるいはプレス等を組み合わせて形成すればよく、もちろん後に個片に分割可能であればどのような方法であってもよい。個片周囲の厚さや強度を変え、後に物理的な力を加えることで分離可能にしておく方法が好ましい。また分離しやすいように個片を縦横複数個行列状に配置させ個片の外形に沿って境界線を設けるとよい。金属支持基板の大きさは生産性とエッチング装置等の許容面積、取り扱いのしやすさ等を考慮し適宜選択すればよい。
樹脂構造物に精巧な微細パターンを形成させる鋳型は、金属支持基板とレジストパターンからなるものである。金属支持基板はレジストを支持する目的のものであり、材質、厚さについては特に限定はないが、好ましくは厚さ０．１から０．３ｍｍ程度であればよく、取り扱いのしやすい厚さとした。材質は銅、ステンレス等が好ましい。
また１枚の平板状鋳型で複数の鋳型個片を作成するのが効率良い。そこでまず、１枚の平板状鋳型を後に個片に分離できるよう予め金属支持基板基材に分割可能な境界線を設けておくとよい。境界線はエッチングやハーフエッチング、あるいはプレス等を組み合わせて形成すればよく、もちろん後に個片に分割可能であればどのような方法であってもよい。個片周囲の厚さや強度を変え、後に物理的な力を加えることで分離可能にしておく方法が好ましい。また分離しやすいように個片を縦横複数個行列状に配置させ個片の外形に沿って境界線を設けるとよい。金属支持基板の大きさは生産性とエッチング装置等の許容面積、取り扱いのしやすさ等を考慮し適宜選択すればよい。
次いで、金属支持基板上にレジストで任意の流路パターンを形成した平板状鋳型を制作する。平板状鋳型の製造方法としては、まず、上記で得られた境界線を有する金属支持基板の片面にレジスト被膜を形成する。レジストは樹脂製マイクロ化学チップの流路を形成するための型となり、流路を形成する部分にはその幅、深さに合わせた形状のレジストパターンを残し、それ以外の部分はレジスト被膜を取り去るようにする。レジストの種類やその剥離方法はフォトファブリケーション技法の一連の工程を考慮して適宜選択すればよく、パターニングされたレジスト被膜と金属支持体を損傷させることなく、不要なレジストのみを選択的に剥離除去可能な方法で製作を行う。レジスト被膜の厚さは流路の深さとなるため、それらを考慮して適宜調整する必要がある。以下にドライフィルムフォトレジストを用いて平板状鋳型を作成する例をあげて説明する。
レジストによる微細流路形成用パターンを形成するためには、まず脱脂後の金属支持基板の片側表面にレジストを塗布し一面に感光性高分子膜を形成する。次いで均一に形成された感光性高分子膜に予め用意しておいたフォトマスクを用いて流路パターンを露光する。これにより露光を施した部分の感光性高分子膜であるドライフィルムフォトレジストは光化学反応によって現像液に不溶なものとなる。そして現像、洗浄、乾燥を行うことで金属支持基板群上に所望のレジストパターンが形成される。ここではネガ型のレジストを用いたが、ポジ型のレジストを用いてももちろん構わない。
レジストによる微細流路形成用パターンを形成するためには、まず脱脂後の金属支持基板の片側表面にレジストを塗布し一面に感光性高分子膜を形成する。次いで均一に形成された感光性高分子膜に予め用意しておいたフォトマスクを用いて流路パターンを露光する。これにより露光を施した部分の感光性高分子膜であるドライフィルムフォトレジストは光化学反応によって現像液に不溶なものとなる。そして現像、洗浄、乾燥を行うことで金属支持基板群上に所望のレジストパターンが形成される。ここではネガ型のレジストを用いたが、ポジ型のレジストを用いてももちろん構わない。
１枚の金属支持基板で複数の個片を製造する場合には、各々の個片が同じパターンであっても、異なるパターンであっても構わなく、要求に応じてマスクパターンを形成すればよい。マイクロチップの流路構造は、Ｙ−チップと呼ばれる一般的なものを始めとし、その他流路が多く分岐しているもの、また場合によってはＭＤチップと呼ばれる多層拡散型のチップの製造用鋳型にも使用できる。
本発明による鋳型形成は、旧来の方法に比べパターン精度は同等でかかる工数は少なく、高価な材料を用いていないためコストが大幅に削減される。即ち精度と工数とコストの全てを満足しうる工法として広く産業的用途に提供できる技術といえる。
本発明による鋳型形成は、旧来の方法に比べパターン精度は同等でかかる工数は少なく、高価な材料を用いていないためコストが大幅に削減される。即ち精度と工数とコストの全てを満足しうる工法として広く産業的用途に提供できる技術といえる。
具体的なフォトレジスト被膜の材質は特に限定されなく、製造方法やその他の条件等によって適宜選択すればよい。フォトレジストは、被膜の耐久性や素材の安定性等の面からドライフィルムフォトレジストを使用した。ドライフィルムフォトレジストは紫外線により架橋反応を発現するネガタイプのフォトレジストで、解像度はおよそ最小で１０μｍである。ドライフィルムフォトレジストは耐熱性に優れ、また膜の厚さが高度に均一であり、膜厚が１０μｍから０．１ｍｍまで様々な種類が用意され市販されている。従来のシリコン支持基板の平板状鋳型で用いられていた高価な厚膜フォトレジストを用いる必要は全くない。
以下に本発明の微細流路を有する樹脂製マイクロ化学チップの製造方法について実施例を用いて説明する。
図１〜４は本発明の微細流路を有する樹脂製マイクロ化学チップの製造に用いる平板状鋳型の製造工程を示した工程図である。図１は金属支持基板基材に鋳型個片に沿った境界線を設ける工程を示した図であり、図２はその斜視図である。図３はその金属支持基板には、複数の鋳型個片を配置した平板状鋳型を形成する工程を示す断面図であり、図２はその斜視図である。図１と図２の（ａ）と（Ａ）、（ｂ）と（Ｂ）、（ｃ）と（Ｃ）、図３と図４の（ｅ）と（Ｅ）、（ｆ）と（Ｆ）、（ｇ）と（Ｇ）はそれぞれ対応している。図５は図１、２の工程を経て得られた平板状鋳型から分離した１つの鋳型個片の斜視図である。図６は樹脂製マイクロ化学チップを構成する樹脂構造体の外形を成形するための樹脂成形用外形枠型である。図７は鋳型個片を用いて樹脂製マイクロ化学チップを製造する工程を示した図である。
図１〜４は本発明の微細流路を有する樹脂製マイクロ化学チップの製造に用いる平板状鋳型の製造工程を示した工程図である。図１は金属支持基板基材に鋳型個片に沿った境界線を設ける工程を示した図であり、図２はその斜視図である。図３はその金属支持基板には、複数の鋳型個片を配置した平板状鋳型を形成する工程を示す断面図であり、図２はその斜視図である。図１と図２の（ａ）と（Ａ）、（ｂ）と（Ｂ）、（ｃ）と（Ｃ）、図３と図４の（ｅ）と（Ｅ）、（ｆ）と（Ｆ）、（ｇ）と（Ｇ）はそれぞれ対応している。図５は図１、２の工程を経て得られた平板状鋳型から分離した１つの鋳型個片の斜視図である。図６は樹脂製マイクロ化学チップを構成する樹脂構造体の外形を成形するための樹脂成形用外形枠型である。図７は鋳型個片を用いて樹脂製マイクロ化学チップを製造する工程を示した図である。
本発明の樹脂製マイクロ化学チップの製造方法について、図１〜４を用いて説明する。まず、金属支持基板基材１を用意する。この金属支持基板基材は鋳型となるレジストの支持板となる。金属支持基板基材の厚さや、大きさ等は適宜選択すればよい。例えば、大きさは生産性とエッチング装置等の許容面積、取り扱いのしやすさ等を考慮し、厚さについては取り扱いのしやすい厚さとすればよい。材質については、エッチング加工を行うためフォトレジストとの相性や使用するエッチング液等を考慮に入れ選択すればよい。ここでは厚さ０．２ｍｍの銅板を用いた。１枚の金属支持基板から複数個の鋳型個片を得るために複数の鋳型個片の外形を得る。これは鋳型パターンを形成する際には１枚の板として扱い、パターン形成後には個々の個片に分離可能にするために個片の周囲をエッチング等で強度や厚さを低下させておくことである。エッチング加工時には鋳型個片がバラバラにならず取り扱いやすく、エッチング加工後には物理的な力を加えることで簡単に分離できるよう、鋳型個片となる部分とそうでない部分がわずかにつながっている橋架けの工夫をしておくとよい。
図１（ａ）に示すように金属支持板基材１の両面にレジストを塗布しレジスト被膜２を形成する。そして、そのレジスト被膜を形成した金属支持基板基材３の両側に任意のパターンのマスク４を積層させる。マスクパターンは個片の外形を縁どったパターンを縦横複数個行列状に配列したフォトマスク４とした。もちろん１枚の金属支持板基材で１つの個片を形成する構造であってもよいが、量産性を考えると１枚の金属支持板基材から複数個の鋳型個片を形成した方がよい。また無駄なく個片に分離できるように鋳型個片を縦横行列状に配列するとよい。次いでマスクを積層させた金属支持基板基材６の両面から（ｂ）のように紫外線を照射する。紫外線を照射することで照射されたマスク開口部５のレジストは光化学反応によって現像液に不溶なものとなり、それ以外の部分のレジストは現像液に溶解する。そしてレジストパターンが形成された後、金属支持板基材６にエッチング加工を施す。これらの加工により形成された金属支持基板７に物理的な力を加えることで鋳型個片が簡単に分離できるような状態、つまり鋳型個片となる部分とそうでない部分がわずかにつながっている橋架けを設けた状態とした。通常はこのように予め個片の外形を形成しておき後に物理的な力を加えて分離すればよいが、これらの行程を省き鋳型個片形成後に裁断機等で各鋳型個片を分離する方法であってもよい。
次いで個片外形形成後の金属支持基板７の表面にレジストを用いて各個片の鋳型パターンを形成する。図３の（ｅ）のように金属支持板７の片面にレジストを塗布し、乾燥させてレジスト被膜８を形成する。その後（ｆ）のように流路パターンに対応した流路形成用マスク１０を用いてレジスト被膜に所望の微細流路を反転したパターンを形成する。露光を施した部分１１のレジスト被膜は光化学反応によって現像液に不溶なものとなる。微細流路パターン形成に用いるフォトマスクは予めフォトファブリケーション技法により作成しておけばよく、マスクパターンは同じパターンの配列であっても、異なるパターンの配列であってもよく、目的に応じてマスクパターンを形成すればよい。レジスト被膜は従来使用されていたような超膜厚レジストでなくてよく、本実施例では経済的優位性を考慮し安価なネガタイプのカゼインフォトレジストを用いた。もちろん逆のポジタイプフォトレジストであってもよい。フォトレジストの種類やその剥離方法はフォトファブリケーション技法の一連の工程を考慮して適宜選択すればよく、現像液もパターニングされたフォトレジスト被膜と金属支持基板を損傷させることなく、不要なレジストのみを選択的に剥離除去可能な方法であればどのようなものであってもよい。このレジスト被膜が流路の高さとなるため厚さについては任意に調整する必要がある。そして現像、洗浄、乾燥を行うことで金属支持基板上に所望のレジストパターンが形成される。現像や洗浄工程で使用する溶液や乾燥の温度、各種条件はレジストおよび支持基板の材質に応じて適宜選択すればよい。
このような方法によりレジスト被膜は樹脂製マイクロ化学チップの流路を形成するための鋳型になり、流路を形成する部分にはその幅、深さに合わせた形状のドライフィルムフォトレジストパターン１３を残し、それ以外の部分はレジスト被膜を取り去るようにする。樹脂製マイクロ化学チップとしては、その微細流路の幅は通常５０μｍ〜２５０μｍであり、深さは１０μｍから５０μｍ程度であるため、それに対応した厚さ巾のレジストパターンとすればよい。
このようにして（ｇ）のように金属支持基板７の表面に微細な流路を形成するための凸状のレジストパターン１３が積層された平板状鋳型１４が得られた。
次にこの平板状鋳型に物理的な力を加え個々の鋳型個片に分離する。図１の（ａ）〜（ｃ）の行程で金属支持基板を個々に分離可能な構造としておいたため、物理的な力を加えることで個片を容易に分離することができる。その一つを図５の１５に示した。金属支持基板上にレジストで形成された流路パターン１３が積層されている。そして、この鋳型個片を図６の１６に示すような樹脂成形用外形枠型の底に配置し、この枠に樹脂構成材料を流し込み硬化させマイクロチップの樹脂部分、樹脂構造物を形成する。樹脂構成材料の材質は樹脂成形を行えるものなら何でよい。例えば、樹脂成形用外形枠型があれば特別な成形機を必要としないＰＤＭＳのような樹脂を用いてもよいし、樹脂成形用外形枠型として金型と射出成形機を必要とするアクリル樹脂等を用いてもよい。実施例ではアクリルを用いたが、マイクロ化学チップの用途に応じ構成材料を適宜選択すればよい。
このようにして（ｇ）のように金属支持基板７の表面に微細な流路を形成するための凸状のレジストパターン１３が積層された平板状鋳型１４が得られた。
次にこの平板状鋳型に物理的な力を加え個々の鋳型個片に分離する。図１の（ａ）〜（ｃ）の行程で金属支持基板を個々に分離可能な構造としておいたため、物理的な力を加えることで個片を容易に分離することができる。その一つを図５の１５に示した。金属支持基板上にレジストで形成された流路パターン１３が積層されている。そして、この鋳型個片を図６の１６に示すような樹脂成形用外形枠型の底に配置し、この枠に樹脂構成材料を流し込み硬化させマイクロチップの樹脂部分、樹脂構造物を形成する。樹脂構成材料の材質は樹脂成形を行えるものなら何でよい。例えば、樹脂成形用外形枠型があれば特別な成形機を必要としないＰＤＭＳのような樹脂を用いてもよいし、樹脂成形用外形枠型として金型と射出成形機を必要とするアクリル樹脂等を用いてもよい。実施例ではアクリルを用いたが、マイクロ化学チップの用途に応じ構成材料を適宜選択すればよい。
樹脂構造物の外形を形成する樹脂成形用外形枠型は、樹脂の射出成形を行う場合には適宜縦横深さを設計した金型を使用する必要がある。この樹脂射出成形用外形枠金型を用いれば均一な厚さ、均一な大きさの樹脂構造物１８を形成できる。ここでは長方形の外形が形成される型を用いたが、もちろん円形や正方形、その他の形状であっても何ら問題ない。この樹脂成形用外形枠型１６に構成材料となる樹脂構成材料１７を流し込み硬化させる。樹脂構成材料１７を硬化させてできた樹脂構造物１８と平板状鋳型１５を樹脂成形用外形枠型から取りだし、図７（ｂ）のように樹脂構造物から平板状鋳型１５を取り除くと、樹脂構造物には鋳型のレジストパターン１３の凸形状が転写した凹型の微細流路１９が形成される。
その後、樹脂構造物１８に微細流路の蓋となる平板２０を貼り付ける。微細流路の蓋となる平板２０は予め樹脂成形等で作成しておいた樹脂製平板等が利用できる。その他、平板の材質は表面が平滑なものであればよいが、一般的に樹脂構造物１８と同じ材質のものが好ましい。材質は目的に応じてその他の材料、例えば透明フィルムやガラス等を選択しても構わない。また、この平板には金属等からなる電極やその他の必要な装置や治具を設けても構わない。
微細流路を有する樹脂構造物１８と微細流路の蓋となる平板２０の貼り合わせ方法は、材質に応じた樹脂貼り合わせ技術を考慮して適宜選択すればよい。例えば樹脂材質がＰＤＭＳの場合は、表面を酸素雰囲気中でプラズマ処理を施した後、ガラス板等に貼り付ければよいし、アクリルの場合は接着剤または熱圧着等の方法を用いればよく、樹脂構造物１８の微細流路１９の凹型の寸法や形状を損傷させることなく貼り合わせる方法であれば何でもよい。ここでは熱圧着技法を用いた。
その後、樹脂構造物１８に微細流路の蓋となる平板２０を貼り付ける。微細流路の蓋となる平板２０は予め樹脂成形等で作成しておいた樹脂製平板等が利用できる。その他、平板の材質は表面が平滑なものであればよいが、一般的に樹脂構造物１８と同じ材質のものが好ましい。材質は目的に応じてその他の材料、例えば透明フィルムやガラス等を選択しても構わない。また、この平板には金属等からなる電極やその他の必要な装置や治具を設けても構わない。
微細流路を有する樹脂構造物１８と微細流路の蓋となる平板２０の貼り合わせ方法は、材質に応じた樹脂貼り合わせ技術を考慮して適宜選択すればよい。例えば樹脂材質がＰＤＭＳの場合は、表面を酸素雰囲気中でプラズマ処理を施した後、ガラス板等に貼り付ければよいし、アクリルの場合は接着剤または熱圧着等の方法を用いればよく、樹脂構造物１８の微細流路１９の凹型の寸法や形状を損傷させることなく貼り合わせる方法であれば何でもよい。ここでは熱圧着技法を用いた。
有機合成反応や電気泳動分析をナノスケールの微小空間で行うコンビナトリアル・ケミストリーに広く使用され、優れた効果を奏する。
１ 金属支持基板基材
２ レジスト被膜
３ レジスト被膜を形成した金属支持基板基材
４ 個片外形パターン形成用マスク
５ マスク開口部
６ マスクを積層した金属支持基板基材
７ 金属支持基板
８ レジスト被膜
９ レジスト被膜を形成した金属支持基板
１０ 微細流路形成用マスク
１１ マスク開口部
１２ マスクを積層した金属支持基板
１３ レジストパターン
１４ 平板状鋳型
１５ 鋳型個片
１６ 樹脂成形用外形枠型
１７ 樹脂
１８ 樹脂形成体
１９ 微細流路
２０ 平板
２ レジスト被膜
３ レジスト被膜を形成した金属支持基板基材
４ 個片外形パターン形成用マスク
５ マスク開口部
６ マスクを積層した金属支持基板基材
７ 金属支持基板
８ レジスト被膜
９ レジスト被膜を形成した金属支持基板
１０ 微細流路形成用マスク
１１ マスク開口部
１２ マスクを積層した金属支持基板
１３ レジストパターン
１４ 平板状鋳型
１５ 鋳型個片
１６ 樹脂成形用外形枠型
１７ 樹脂
１８ 樹脂形成体
１９ 微細流路
２０ 平板
Claims (5)
- 微細流路を有する樹脂製マイクロ化学チップの製造方法において、金属支持基板の片面にフォトレジスト被膜を形成し、該フォトレジスト被膜上に流路パターン形成用フォトマスクを積層させ、フォトファブリケーション技法により微細構造フォトレジストパターンを金属支持基板上に形成して平板状鋳型となし、該平板状鋳型または平板状鋳型を分割した鋳型個片を樹脂成形用外形枠型の底に配置し、樹脂を樹脂成形用外形枠型に流し込んで硬化させ鋳型により形成された微細流路を有する樹脂構造体を作成し、微細流路の蓋となる平板に該微細流路を有する樹脂構造体を貼り付けることからなる樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
- 平板状鋳型は、1個の樹脂製マイクロ化学チップ製造用鋳型の個片を縦横行列状に複数個配列した鋳型個片群からなる鋳型である、請求項１に記載された樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
- 請求項２で使用する平板状鋳型が、複数の鋳型個片に分割可能な境界線を有する構造である、樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
- 請求項１ないし３のいずれか１項に記載されたフォトレジスト被膜がドライフィルムフォトレジストである、樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
- 請求項１ないし４のいずれか１項に記載された微細流路を有する樹脂構造体と、微細流路の蓋となる平板の材質が同じである、樹脂製マイクロ化学チップの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004118667A JP4994578B2 (ja) | 2004-04-14 | 2004-04-14 | 樹脂製マイクロ化学チップの製造方法およびその方法により作成された樹脂製マイクロ化学チップ |
| KR1020050030311A KR100867851B1 (ko) | 2004-04-14 | 2005-04-12 | 수지제 마이크로 화학 칩의 제조방법 |
| US11/103,497 US7682541B2 (en) | 2004-04-14 | 2005-04-12 | Manufacturing method of a microchemical chip made of a resin |
| CA2504080A CA2504080C (en) | 2004-04-14 | 2005-04-13 | A manufacturing method of a microchemical chip made of a resin and a microchemical chip made of a resin by the method |
| EP05252336.2A EP1591223B1 (en) | 2004-04-14 | 2005-04-14 | A manufacturing method of a microchemical chip made of a resin and a microchemical chip made of a resin by the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004118667A JP4994578B2 (ja) | 2004-04-14 | 2004-04-14 | 樹脂製マイクロ化学チップの製造方法およびその方法により作成された樹脂製マイクロ化学チップ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005297416A JP2005297416A (ja) | 2005-10-27 |
| JP4994578B2 true JP4994578B2 (ja) | 2012-08-08 |
Family
ID=34940830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004118667A Expired - Lifetime JP4994578B2 (ja) | 2004-04-14 | 2004-04-14 | 樹脂製マイクロ化学チップの製造方法およびその方法により作成された樹脂製マイクロ化学チップ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7682541B2 (ja) |
| EP (1) | EP1591223B1 (ja) |
| JP (1) | JP4994578B2 (ja) |
| KR (1) | KR100867851B1 (ja) |
| CA (1) | CA2504080C (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100724019B1 (ko) | 2005-12-20 | 2007-06-04 | 한국과학기술연구원 | 입체 마이크로 몰딩 얼라이너 장치 및 이를 이용한 바이오 엑츄에이터의 제조 방법 |
| JP4810486B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2011-11-09 | 富士フイルム株式会社 | 高アスペクト比構造を有する機能性膜の製造方法及び製造装置 |
| WO2012038244A1 (en) * | 2010-09-23 | 2012-03-29 | Paul Scherrer Institut | Injection molded micro-cantilever and membrane sensor devices and process for their fabrication |
| JP6290655B2 (ja) * | 2014-03-05 | 2018-03-07 | 日本フイルコン株式会社 | 電子部品可動治具 |
| TWI512292B (zh) * | 2014-09-04 | 2015-12-11 | Taiwan Green Point Entpr Co | 薄膜式生物晶片之製作方法 |
| CN110407157A (zh) * | 2018-04-28 | 2019-11-05 | 张家港康得新石墨烯应用科技有限公司 | 具有微结构的器件及其制作方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03156747A (ja) * | 1989-11-14 | 1991-07-04 | Canon Inc | 光情報記録媒体用スタンパーの製造方法 |
| JPH0615991A (ja) * | 1992-06-30 | 1994-01-25 | Canon Inc | 偽造防止ホログラム付光カード基体の製造方法およびその基体を用いる光情報記録媒体の製造方法 |
| AU3508600A (en) * | 1999-02-26 | 2000-09-14 | Orchid Biosciences, Inc. | Microstructures for use in biological assays and reactions |
| JP4472881B2 (ja) * | 2001-01-11 | 2010-06-02 | 株式会社島津製作所 | 微小流路を有する樹脂製部材の作製方法、その方法により作製された部材およびそれを用いた計測装置 |
| JP4797196B2 (ja) * | 2001-02-14 | 2011-10-19 | 株式会社 フューエンス | マイクロチップ |
| JP2002292600A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-08 | Mitsui Chemicals Inc | マイクロ配管およびその製造方法 |
| JP2003001680A (ja) * | 2001-06-25 | 2003-01-08 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 導光体の製造方法 |
| KR100473361B1 (ko) * | 2001-10-17 | 2005-03-08 | 주식회사 디지탈바이오테크놀러지 | 마이크로 칩 및 그 제조 방법 |
| KR100573621B1 (ko) | 2003-07-18 | 2006-04-25 | 주식회사 디지탈바이오테크놀러지 | 세포 개체수 계수용 장치 및 그 제조방법 |
-
2004
- 2004-04-14 JP JP2004118667A patent/JP4994578B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2005
- 2005-04-12 US US11/103,497 patent/US7682541B2/en active Active
- 2005-04-12 KR KR1020050030311A patent/KR100867851B1/ko active IP Right Grant
- 2005-04-13 CA CA2504080A patent/CA2504080C/en active Active
- 2005-04-14 EP EP05252336.2A patent/EP1591223B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100867851B1 (ko) | 2008-11-10 |
| CA2504080A1 (en) | 2005-10-13 |
| US7682541B2 (en) | 2010-03-23 |
| US20050230876A1 (en) | 2005-10-20 |
| EP1591223B1 (en) | 2014-10-15 |
| JP2005297416A (ja) | 2005-10-27 |
| EP1591223A3 (en) | 2010-09-08 |
| EP1591223A2 (en) | 2005-11-02 |
| CA2504080C (en) | 2014-06-03 |
| KR20060045619A (ko) | 2006-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Faustino et al. | Biomedical microfluidic devices by using low-cost fabrication techniques: A review | |
| US9498914B2 (en) | 3D microfluidic devices based on open-through thermoplastic elastomer membranes | |
| Qin et al. | Soft lithography for micro-and nanoscale patterning | |
| Becker et al. | Polymer microfabrication technologies for microfluidic systems | |
| US6645432B1 (en) | Microfluidic systems including three-dimensionally arrayed channel networks | |
| US6686184B1 (en) | Patterning of surfaces utilizing microfluidic stamps including three-dimensionally arrayed channel networks | |
| KR100867851B1 (ko) | 수지제 마이크로 화학 칩의 제조방법 | |
| US20020108860A1 (en) | Fabrication of polymeric microfluidic devices | |
| JP2005257283A (ja) | マイクロチップ | |
| CN104191548A (zh) | 一种透明胶带雕刻微流控芯片模具的快速制备方法 | |
| CN108355727B (zh) | 一种微流控芯片模板的制备方法 | |
| JP4313682B2 (ja) | Ｐｄｍｓ基板と他の合成樹脂基板との接着方法及びマイクロチップの製造方法 | |
| JP4410573B2 (ja) | ポリマーシートの製造方法 | |
| CN107262173A (zh) | Pdms微流控芯片及基于湿法刻蚀制备pdms微流控芯片的方法 | |
| JP2008132543A (ja) | 樹脂基板へのパターン形成方法及びこの方法を用いたマイクロ流路デバイスの製造方法 | |
| JP2005262522A (ja) | ポリマーシートの製造方法 | |
| KR101053772B1 (ko) | 마이크로 플루이딕 칩 몰드를 제조하기 위한 성형 모듈, 이를 이용한 마이크로 플루이딕 칩 몰드 제조 방법 및 이에 의해 제조된 마이크로 플루이딕 칩 몰드 | |
| KR100492284B1 (ko) | 마이크로칩 제조방법. | |
| JP4966694B2 (ja) | 微細構造金型の製造方法 | |
| JP2002292600A (ja) | マイクロ配管およびその製造方法 | |
| JP4944640B2 (ja) | 微細構造金型の製造方法 | |
| NAGAI et al. | Rapid prototyping of PDMS microchannels for animal and plant cells using cutting plotter and double casting | |
| JP2007062253A (ja) | マイクロチップの基板形成用金型の製造方法及び該金型を用いたマイクロチップの基板の製造方法 | |
| KR100720115B1 (ko) | 삼차원 지지체 및 그 제조 방법 | |
| Kalkandjiev | Microfluidics based on silicon, polymer and all-polymer technologies as an alternative to silicon, glass: a case study for TopSpot printheads |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20061201 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070330 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070410 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090819 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091027 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091224 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101006 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120509 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150518 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4994578 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |