JP5303924B2

JP5303924B2 - Mold manufacturing method

Info

Publication number: JP5303924B2
Application number: JP2007328701A
Authority: JP
Inventors: 裕小澤
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2027-12-20
Also published as: JP2009148971A

Description

本発明は、型の形状を転写して部材、あるいは、さらに別の型を得る際の成形加工で用いられる型およびその製造方法等に関する。 The present invention relates to a mold used in a molding process when transferring a shape of a mold to obtain a member or another mold, a manufacturing method thereof, and the like.

型を用いた電鋳法やホットエンボス法などの成形加工は、大量生産に適しており、様々な部材製造に用いられている。近年、成形加工において、微細な形状を有する部品や金型を製造するための型として、シリコン等の半導体を材料に用い、半導体微細加工技術により作製される型が利用されている。このような半導体を材料として作製される型は、金属からなる型に比べ、製造コストが低く、加工が容易であるという利点がある。
近年上述の型は様々な分野において適用されており、例えば、微細な流路や反応室を有する樹脂性の化学分析チップは当該型を用いて製造されるようになってきた。また、近年、微小な凹凸パターンを持った型に樹脂などを押し当て、型上の凹凸を樹脂上に転写する技術の研究および実用化が進んでいる。 Molding processes such as electroforming using a mold and hot embossing are suitable for mass production and are used for manufacturing various members. 2. Description of the Related Art In recent years, in a molding process, a mold manufactured by a semiconductor microfabrication technique using a semiconductor such as silicon as a material is used as a mold for manufacturing a component or mold having a fine shape. A mold manufactured using such a semiconductor as a material has advantages in that the manufacturing cost is low and processing is easy as compared with a mold made of metal.
In recent years, the above-described mold has been applied in various fields. For example, resin-based chemical analysis chips having fine flow paths and reaction chambers have been manufactured using the mold. In recent years, research and practical application of a technique for pressing a resin or the like on a mold having a minute uneven pattern and transferring the unevenness on the mold onto the resin have been advanced.

上述した型の製造においては、半導体材料からなる基板にイオン衝撃性ドライエッチング（いわゆるＤＲＩＥ：Deep Reactive Ion Etching）を用いて行われている。このＤＲＩＥは、エッチングステップ（シリコンを等法的にエッチングする工程）とデポジションステップ（エッチング側壁にポリマー保護膜を析出する工程）を交互に繰り返すことによって、半導体基板を高アスペクト比で加工することができる。型として利用する場合、成形後における成形物の分離容易性、および成形物、型の破損低減の諸問題から、エッチングによって形成される開口溝部は順テーパー（エッチング加工開始面から深さ方向に対して狭くなる断面形状）であることが求められる。しかしながら、ＤＲＩＥで順テーパー形状の切片部を形成するためには、例えば、エッチングステップに比べデポジションステップを相対的に強くする方法が取られるが、この方法によると底面に残渣が生じるため、型を用いて製造される成形品の不良に繋がることが判っている。 In the above-mentioned type manufacturing, ion bombardment dry etching (so-called DRIE: Deep Reactive Ion Etching) is performed on a substrate made of a semiconductor material. In this DRIE, a semiconductor substrate is processed at a high aspect ratio by alternately repeating an etching step (a process for etching silicon isometrically) and a deposition step (a process for depositing a polymer protective film on an etching sidewall). Can do. When used as a mold, the opening groove formed by etching has a forward taper (from the etching processing start surface to the depth direction) due to the ease of separation of the molded product after molding and the problems of reducing damage to the molded product and the mold. A narrower cross-sectional shape). However, in order to form the forward tapered section by DRIE, for example, a method of making the deposition step relatively stronger than the etching step is taken. However, according to this method, a residue is generated on the bottom surface. It has been found that this leads to a defect in a molded product manufactured using the.

そこで、特許文献１に開示されるように逆テーパー形状（エッチング加工開始面から深さ方向に対して広がる断面形状）で加工された基板を、その裏面から研磨、エッチング等の方法により不要部を除去して貫通孔を形成し、その加工基板を反転させて接合し順テーパー形状を有する型の製造方法が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載の方法によると、工程数が多く煩雑である。また、加工面の裏側から研磨等の方法で貫通孔を形成する場合、研磨開口部でクラック（亀裂、欠け、破損など）もしくはバリが発生する。さらにエッチング等により不要部を除去する場合には、接合面の平坦性に欠けるため支持基板との接合において不良が生じる。
特開２００６―８２４７６号公報 Therefore, as disclosed in Patent Document 1, a substrate processed in a reverse taper shape (a cross-sectional shape extending in the depth direction from the etching processing start surface) is used to remove unnecessary portions from the back surface by a method such as polishing and etching. A method for manufacturing a mold having a forward taper shape in which a through hole is formed by removal and the processed substrate is inverted and joined is disclosed. However, according to the method described in Patent Document 1, the number of steps is large and complicated. In addition, when the through hole is formed by a method such as polishing from the back side of the processed surface, cracks (cracks, chips, breakage, etc.) or burrs are generated in the polishing opening. Further, when unnecessary portions are removed by etching or the like, the flatness of the bonding surface is lacking, so that a defect occurs in the bonding with the support substrate.
JP 2006-82476 A

そこで本発明は上記に鑑み、成形品を分離しやすい型を簡便な方法で作成でき、かつ型の製造時における破損を抑制した型の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above, an object of the present invention is to provide a mold manufacturing method in which a mold that allows easy separation of a molded product can be produced by a simple method, and breakage during manufacturing of the mold is suppressed.

本発明の請求項１に係る型の製造方法は、基板の一方の面に第１のマスクを形成する第１のマスク形成工程と、前記基板の他方の面に保護層を形成する工程と、前記第１のマスクをエッチング用マスクとして用い、前記保護層に到達するまで前記基板の厚み方向にエッチングして前記基板の表裏を貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記貫通孔形成工程後に前記保護層を除去する工程と、前記第１のマスク形成面の反対側の面に第２のマスクを形成し、前記第２のマスクをエッチング用マスクとして用いて前記基板の厚み方向にエッチングし、前記貫通孔とは異なる深さの溝部を形成する溝部形成工程と、前記１のマスク形成面を接合面として前記貫通孔と前記溝部が形成された前記基板と、前記基板を支持する支持基板とを接合する接合工程とを有し、前記貫通孔形成工程において、プラズマによるドライエッチング法を用い、前記貫通孔の断面が、前記基板の前記第１のマスク形成面から深さ方向に対して広がっていることを特徴とする。
Type method for producing according to claim 1 of the present invention includes a first mask formation step of forming a first mask on one surface of the substrate, forming a protective layer on the other surface of the substrate, using the first mask as an etching mask, a through hole forming step of forming a through hole penetrating the front and back of the substrate is etched in the thickness direction of the substrate until reaching the protective layer, the through hole formed Removing the protective layer after the step; forming a second mask on a surface opposite to the first mask forming surface; and using the second mask as an etching mask in the thickness direction of the substrate Etching and forming a groove portion having a depth different from that of the through hole, the substrate on which the through hole and the groove portion are formed with the mask forming surface of 1 as a bonding surface, and supporting the substrate Bonding to support substrate And a that bonding step, in the through hole forming step, a dry etching method using plasma, the cross section of the through hole, extends in the depth direction from the first mask formation face of the substrate It is characterized by that.

本発明の請求項２に係る型の製造方法は、基板の一方の面に第１のマスクを形成する第１のマスク形成工程と、前記基板の他方の面に保護層を形成する工程と、前記第１のマスクをエッチング用マスクとして用い、前記基板の厚み方向にエッチングして前記基板の表裏を貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記第１のマスク形成面の反対側の面に第２のマスクを形成し、前記第２のマスクをエッチング用マスクとして用いて前記基板の厚み方向にエッチングし、前記貫通孔とは異なる深さの溝部を形成する溝部形成工程と、前記第１のマスク形成面を接合面とし前記第１のマスクを接合材として用いて、前記貫通孔と前記溝部が形成された前記基板と、前記基板を支持する支持基板とを接合する接合工程とを有し、前記貫通孔形成工程において、プラズマによるドライエッチング法を用い、前記貫通孔の断面が、前記基板の前記マスク形成面から深さ方向に対して広がっていることを特徴とする。
A method for manufacturing a mold according to claim 2 of the present invention includes a first mask forming step of forming a first mask on one surface of a substrate, a step of forming a protective layer on the other surface of the substrate, Using the first mask as an etching mask and etching in the thickness direction of the substrate to form a through hole penetrating the front and back of the substrate; and a side opposite to the first mask forming surface Forming a second mask on the surface, etching in the thickness direction of the substrate using the second mask as an etching mask, and forming a groove having a depth different from the through hole; and A bonding step of bonding the substrate on which the through-hole and the groove are formed, and a support substrate supporting the substrate, using the first mask forming surface as a bonding surface and the first mask as a bonding material; And forming the through hole In extent, by a dry etching method using plasma, the cross section of the through hole, characterized in that it extends in the depth direction from the mask forming face of the substrate.

本発明の請求項３に係る型の製造方法は、請求項２記載の型の製造方法において、前記第１のマスクが可動イオンを含むガラスにより構成され、前記支持基板がシリコンにより構成され、前記基板と前記支持基板とを陽極接合により接合することを特徴とする。
The mold manufacturing method according to claim 3 of the present invention is the mold manufacturing method according to claim 2, wherein the first mask is made of glass containing movable ions, the support substrate is made of silicon, The substrate and the support substrate are bonded by anodic bonding.

本発明によれば、成形品を分離しやすい型を簡便な方法で作成でき、かつ製品不良を抑えることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the type | mold which is easy to isolate | separate a molded product can be created with a simple method, and a product defect can be suppressed.

以下、図面を用いて本発明に係る型の構造等および製造方法に関して説明する。図１は本発明に係る型の一例を示す断面図である。図２、図４、図６、図８は本発明に係る型の製造方法の第１、第２、第３、第４の実施形態を表す断面図である（図３、図５、図７、図９はそれぞれ図２、図４、図６、図８に対応したフローチャートである）。 Hereinafter, the structure of the mold and the manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an example of a mold according to the present invention. 2, 4, 6, and 8 are cross-sectional views showing first, second, third, and fourth embodiments of the mold manufacturing method according to the present invention (FIGS. 3, 5, and 7). FIG. 9 is a flowchart corresponding to FIG. 2, FIG. 4, FIG. 6, and FIG.

まず、型について図１を用いて説明する。
図１（ａ）における型は、貫通孔（凹部）５が形成された基板１と支持基板２とが接合して一体として構成され、基板１に断面が順テーパー形状の凹部５を有している。凹部５は、基板１に順テーパー形状の貫通孔を形成しておき、貫通孔が形成された基板１と支持基板２とを接合して一体化することにより形成される。凹部５の開口および深さの寸法等は成形すべき部材、および型を用いて製造すべき別の型ごとに所定の値で設計されている。凹部５のテーパー角度は、例えば、８６度〜８９度である（本明細書におけるテーパー角度とは、基板平面と、基板の表裏の開口端を結ぶ線とが交差した角度を指すものとし、具体的には図１（ａ）におけるθである）。基板１は例えば、シリコン（あるいはシリコン基板上に二酸化珪素が成膜された基板）などからなり、支持基板２はシリコン、ガラス、金属、絶縁性樹脂などからなるものとする。また基板１および支持基板２の厚みは、例えば、それぞれ１００μｍ〜７２５μｍ、５０μｍ〜７２５μｍである。
図１（ｂ）における型は、基板１と支持基板２との間にマスク（接合材）３があること以外は図１（ａ）における型と略同一である。マスク（接合材）３は、例えば、ガラス、フォトレジストなどの材料からなり、厚みは、数百ｎｍ〜１００μｍ程度である。 First, the mold will be described with reference to FIG.
The mold shown in FIG. 1 (a) has a substrate 1 having a through-hole (recessed portion) 5 and a support substrate 2 joined together, and the substrate 1 has a recessed portion 5 whose section is a forward tapered shape. Yes. The recess 5 is formed by forming a forward-tapered through hole in the substrate 1 and joining and integrating the substrate 1 on which the through hole is formed and the support substrate 2. The dimensions and the like of the opening and depth of the recess 5 are designed with predetermined values for each member to be molded and another mold to be manufactured using the mold. The taper angle of the concave portion 5 is, for example, 86 degrees to 89 degrees (the taper angle in the present specification refers to an angle at which the substrate plane intersects with a line connecting the opening ends of the front and back surfaces of the substrate. Specifically, it is θ in FIG. The substrate 1 is made of, for example, silicon (or a substrate in which silicon dioxide is formed on a silicon substrate), and the support substrate 2 is made of silicon, glass, metal, insulating resin, or the like. Moreover, the thickness of the board | substrate 1 and the support substrate 2 is 100 micrometers-725 micrometers, and 50 micrometers-725 micrometers, respectively, for example.
The mold in FIG. 1B is substantially the same as the mold in FIG. 1A except that a mask (bonding material) 3 is provided between the substrate 1 and the support substrate 2. The mask (bonding material) 3 is made of a material such as glass or photoresist, and has a thickness of about several hundred nm to 100 μm.

以下、図面を参照して本発明に係る第１〜４の実施形態について順に説明する。 Hereinafter, first to fourth embodiments according to the present invention will be described in order with reference to the drawings.

＜第１の実施形態＞
図２（ａ）〜（ｅ）および図３（Ｓ１１〜Ｓ１５）を参照しながら、第１の実施形態に係る型１００の製造方法について説明する。 <First Embodiment>
With reference to FIGS. 2A to 2E and FIG. 3 (S11 to S15), a method for manufacturing the mold 100 according to the first embodiment will be described.

（１）基板の準備（図２（ａ）およびＳ１１）
基板１は、例えば、シリコンウェハであり、表裏両面が研磨されている。基板１の厚みは、型１００を用いて製造される部材等により適宜設定しうるが、例えば６００μｍである。基板１におけるマスク（後述するマスク３）の形成面を１ａとして、その反対側の面を１ｂとする。 (1) Preparation of substrate (FIGS. 2A and S11)
The substrate 1 is, for example, a silicon wafer, and both front and back surfaces are polished. Although the thickness of the board | substrate 1 can be suitably set with the member etc. which are manufactured using the type | mold 100, it is 600 micrometers, for example. The surface of the substrate 1 on which a mask (mask 3 to be described later) is formed is denoted by 1a, and the opposite surface is denoted by 1b.

（２）マスク形成（図２（ｂ）およびＳ１２）
マスク３を１ａに形成する。マスク３は、後述する貫通孔５に対応した開口パターンを有している。マスクの材料は、フォトレジスト、ガラス、二酸化珪素、窒化珪素などの絶縁性材料、あるいはアルミニウム、クロムなどの金属等の周知の材料から選択され、後述するドライエッチングの際にエッチングガスに対するエッチング耐性を有しているものであればよい。例えば、マスク３がフォトレジストからなる場合には、フォトレジストを基板１に塗布し、所望のパターンのフォトマスクを介して露光、現像を行うことによってマスク３を形成することができる。また、マスク３が二酸化珪素、窒化珪素からなる場合には、基板１にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により一面に形成し、その後、パターニングすることで形成することができる。また、マスク３が金属からなる場合には、基板１に蒸着あるいはスパッタ法により一面に形成してパターニングするなどして形成することができる。 (2) Mask formation (FIG. 2 (b) and S12)
A mask 3 is formed on 1a. The mask 3 has an opening pattern corresponding to a through hole 5 described later. The mask material is selected from well-known materials such as photoresist, glass, silicon dioxide, silicon nitride, and other metals, and metals such as aluminum and chromium. What is necessary is just to have. For example, when the mask 3 is made of a photoresist, the mask 3 can be formed by applying a photoresist to the substrate 1 and performing exposure and development through a photomask having a desired pattern. When the mask 3 is made of silicon dioxide or silicon nitride, the mask 3 can be formed on the substrate 1 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method and then patterned. When the mask 3 is made of metal, it can be formed on the substrate 1 by vapor deposition or sputtering and patterning.

（３）貫通孔形成（図２（ｃ）およびＳ１３）
マスク３をエッチング用マスクとして用い、基板１の厚み方向に表裏（１ａから１ｂが）貫通するまでエッチングして貫通孔５を形成する。シリコンを深堀するためのエッチング方法として、例えば、ＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）を用いることができる。ＤＲＩＥでは材料層を厚み方向に侵食しながら掘り進むエッチングステップと、彫った穴の側壁にポリマーの壁を形成するデポジションステップとを交互に繰り返す。掘り進んだ穴の側壁は、順次ポリマーの壁が形成されて保護されるため、ほぼ厚み方向にのみ侵食を進ませることが可能であり、エッチングガスとしてＳＦ₆等のイオン・ラジカル供給ガスを用い、デポジションガスとしてＣ₄Ｆ₈等を用いることができる。
ＤＲＩＥにより加工された対象物の特徴としてその断面にスキャロップとよばれる数μｍ間隔の微小な凹凸が見られる。通常、エッチング開始面からエッチングが進むにつれてエッチングガスの進入がしにくくなる傾向があるためエッチングレートが落ち、スキャロップの幅が狭まっていく。このため、後述の型（１００〜４００）の凹部５の断面は表面側から支持基板表面側にかけてスキャロップの幅が広くなっている。 (3) Through-hole formation (FIG. 2 (c) and S13)
Using the mask 3 as an etching mask, etching is performed until the front and back surfaces (1a to 1b) penetrate in the thickness direction of the substrate 1 to form the through holes 5. As an etching method for deepening silicon, for example, DRIE (Deep Reactive Ion Etching) can be used. In DRIE, an etching step of digging while eroding the material layer in the thickness direction and a deposition step of forming a polymer wall on the side wall of the carved hole are alternately repeated. Since the side walls of the drilled holes are protected by the formation of polymer walls in sequence, it is possible to advance erosion almost only in the thickness direction, and an ion / radical supply gas such as SF ₆ is used as the etching gas. C ₄ F ₈ or the like can be used as the deposition gas.
As a feature of the object processed by DRIE, there are minute irregularities called scallops at intervals of several μm. Usually, as etching progresses from the etching start surface, it is difficult for the etching gas to enter, so the etching rate decreases and the scallop width narrows. For this reason, the width of the scallop is wide from the surface side to the support substrate surface side in the cross section of the recess 5 of the mold (100 to 400) described later.

（４）マスク除去（図２（ｄ）およびＳ１４）
マスク３がフォトレジストからなる場合には、レジスト剥離液への浸漬あるいは、Ｏ₂プラズマによるアッシングにより除去される。絶縁性材料あるいは金属からなる場合にはエッチングにより除去できる。 (4) Mask removal (FIG. 2 (d) and S14)
When the mask 3 is made of a photoresist, it is removed by immersion in a resist stripping solution or ashing with O ₂ plasma. If it is made of an insulating material or metal, it can be removed by etching.

（５）支持基板との接合（図２（ｅ）およびＳ１５）
基板１のマスク３が形成された面（１ａ）を接合面として、基板１と支持基板２を接合して一体化する。支持基板２の材料は、シリコン、ナトリウムイオンなどの可動イオンを含むガラス（いわゆるパイレックス（登録商標）ガラス）、あるいは、ステンレス、ニッケル、アルミニウムなどの金属、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂を用いる。シリコン面が露出した基板１と支持基板２との接合において、支持基板２がシリコンの場合、基板１との接合は直接接合を用いる。また、支持基板２がナトリウムイオンなどの可動イオンを含むガラスの場合には陽極接合を用いる。支持基板２が金属、絶縁性樹脂からなる場合は、接着剤を用いて基板１と支持基板２とを接合することができる。上述のように、断面が順テーパー形状である凹部５を有する型１００が製造できる。 (5) Bonding with support substrate (FIG. 2 (e) and S15)
The substrate 1 and the support substrate 2 are joined and integrated using the surface (1a) on which the mask 3 of the substrate 1 is formed as a joining surface. The material of the support substrate 2 is a glass containing movable ions such as silicon and sodium ions (so-called Pyrex (registered trademark) glass), or a metal such as stainless steel, nickel or aluminum, an epoxy resin, an acrylic resin, a polyimide resin or the like. Is used. In the bonding of the substrate 1 with the exposed silicon surface and the support substrate 2, when the support substrate 2 is silicon, the bonding to the substrate 1 uses direct bonding. Moreover, when the support substrate 2 is glass containing movable ions such as sodium ions, anodic bonding is used. When the support substrate 2 is made of metal or insulating resin, the substrate 1 and the support substrate 2 can be bonded using an adhesive. As described above, the mold 100 having the concave portion 5 whose cross section is a forward tapered shape can be manufactured.

＜第２の実施形態＞
図４（ａ）〜（ｆ）および図５（Ｓ２１〜Ｓ２６）を参照しながら、第２の実施形態に係る型２００の製造方法について説明する。型１００の貫通孔形成時に、１ｂ面に保護層４を備えることを除き第１の実施形態に係る製造方法と略同一である。したがって、第１の実施の形態と同一部分については同一符号を付して、詳細な説明は省略する。 <Second Embodiment>
With reference to FIGS. 4A to 4F and FIG. 5 (S21 to S26), a manufacturing method of the mold 200 according to the second embodiment will be described. When the through hole of the mold 100 is formed, the manufacturing method according to the first embodiment is substantially the same except that the protective layer 4 is provided on the 1b surface. Therefore, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

（１）基板の準備（図４（ａ）およびＳ２１）
基板１は、第１の実施例と略同一の材料等を用いることができ、ここでは詳細な説明を省略する。 (1) Preparation of substrate (FIGS. 4A and S21)
Substrate 1 can be made of substantially the same material as in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted here.

（２）マスク形成（図４（ｂ）およびＳ２２）
マスク３は、第１の実施例と略同一の材料等、方法を用いることができ、ここでは詳細な説明を省略する。 (2) Mask formation (FIG. 4B and S22)
For the mask 3, a method such as substantially the same material as that of the first embodiment can be used, and detailed description thereof is omitted here.

（３）保護層形成（図４（ｃ）およびＳ２３）
基板１のマスク３が形成された面（１ａ）の反対側の面（１ｂ）に保護層４を形成する。保護層はドライエッチング時に、エッチングにより１ａから１ｂを貫通する貫通孔が形成された際のプロセス異常、およびプラズマ曝露によるエッチング装置側の基板ステージの損傷を防ぐ効果を有する。保護層は水溶性高分子を溶剤（水、もしくは水とアルコール）に溶解させた溶液を塗布することで形成可能であり、例えば、ポリビニルアルコールを用いることができる。また、保護層の別の態様として、例えば、ＵＶ（紫外線）剥離シート（セルファＢＧ（耐熱タイプ）積水化学工業株式会社製）、もしくは、熱剥離シート（リバアルファ（型番：３１９Ｙ−４Ｈ）日東電工株式会社製）を用いることができる。これらエネルギー照射（加熱、露光等）により剥離可能となる粘着面を有するシートを用いることができる。 (3) Formation of protective layer (FIG. 4 (c) and S23)
A protective layer 4 is formed on the surface (1b) opposite to the surface (1a) on which the mask 3 of the substrate 1 is formed. The protective layer has an effect of preventing a process abnormality when a through hole penetrating from 1a to 1b is formed by dry etching and damage to the substrate stage on the etching apparatus side due to plasma exposure. The protective layer can be formed by applying a solution in which a water-soluble polymer is dissolved in a solvent (water or water and alcohol). For example, polyvinyl alcohol can be used. Further, as another embodiment of the protective layer, for example, UV (ultraviolet) release sheet (Selfa BG (heat resistant type) Sekisui Chemical Co., Ltd.) or thermal release sheet (Riva Alpha (model number: 319Y-4H) Nitto Denko) Can be used. A sheet having an adhesive surface that can be peeled off by irradiation with energy (heating, exposure, etc.) can be used.

（４）貫通孔形成（図４（ｄ）およびＳ２４）
マスク３をエッチング用マスクとして用い、基板１の厚み方向に保護層４に到達するまでエッチングして貫通孔５を形成する。１ｂ面に保護層４が形成されているので、貫通孔を形成する際に、エッチングガスによるエッチング装置（基板ステージ）の損傷や、プロセス異常を抑制することができる。 (4) Through-hole formation (FIG. 4 (d) and S24)
Using the mask 3 as an etching mask, etching is performed in the thickness direction of the substrate 1 until it reaches the protective layer 4 to form the through hole 5. Since the protective layer 4 is formed on the 1b surface, damage to the etching apparatus (substrate stage) due to the etching gas and process abnormality can be suppressed when forming the through hole.

（５）マスクおよび保護層除去（図４（ｅ）およびＳ２５）
マスク３は、第１の実施例と略同一の方法により除去される。ここでは詳細な説明を省略する。
保護層４が水溶性高分子材料からなる場合には温水中で溶解除去したり、周知のプラズマアッシング法を用いることにより除去する。保護層４が熱剥離シートもしくはＵＶ（紫外線）剥離シートである場合には、それぞれ、基板１の加熱もしくは紫外線照射により、基板１と保護層４とを分離する。 (5) Mask and protective layer removal (FIGS. 4E and S25)
The mask 3 is removed by substantially the same method as in the first embodiment. Detailed description is omitted here.
When the protective layer 4 is made of a water-soluble polymer material, the protective layer 4 is removed by dissolving in warm water or using a known plasma ashing method. When the protective layer 4 is a thermal release sheet or a UV (ultraviolet) release sheet, the substrate 1 and the protective layer 4 are separated by heating the substrate 1 or irradiating with ultraviolet rays, respectively.

（６）支持基板との接合（図４（ｆ）およびＳ２６）
基板１の第１のマスク３が形成された面（１ａ）を接合面として、基板１と支持基板２を接合して一体化する。支持基板２の材料等および、接合方法に関しては第１の実施形態に示したものと略同一であり、ここでは詳細な説明は省略する。上述のように、断面が順テーパー形状である凹部５を有する型２００を簡便に製造できる。 (6) Bonding to support substrate (FIG. 4 (f) and S26)
The substrate 1 and the support substrate 2 are bonded and integrated using the surface (1a) on which the first mask 3 of the substrate 1 is formed as a bonding surface. The material and the like of the support substrate 2 and the bonding method are substantially the same as those shown in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted here. As described above, the mold 200 having the concave portion 5 having a forward tapered shape in cross section can be easily manufactured.

＜第３の実施形態＞
図６（ａ）〜（ｅ）および図７（Ｓ３１〜Ｓ３５）を参照しながら、第３の実施形態に係る型３００の製造方法について説明する。型３００がマスク３を除去せず、該マスク３を介して基板１と支持基板２とが接合されている点を除き、型１００および型２００と略同一である。したがって、第２の実施形態と同一部分については同一符号を付して、詳細な説明は省略する。 <Third Embodiment>
With reference to FIGS. 6A to 6E and FIG. 7 (S31 to S35), a method for manufacturing the mold 300 according to the third embodiment will be described. The mold 300 is substantially the same as the mold 100 and the mold 200 except that the mask 3 is not removed and the substrate 1 and the support substrate 2 are bonded through the mask 3. Accordingly, the same parts as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

（１）基板の準備（図６（ａ）およびＳ３１）
基板１は、第２の実施例と略同一の材料等を用いることができ、ここでは詳細な説明を省略する。 (1) Preparation of substrate (FIGS. 6A and S31)
The substrate 1 can be made of substantially the same material as in the second embodiment, and detailed description thereof is omitted here.

（２）マスク形成（図６（ｂ）およびＳ３２）
マスク３は貫通孔５に対応した開口パターンを有している。マスク３の材料は、ガラスや常温もしくは加熱により接着性を有する樹脂などを用いることができる。例えば、マスクをガラスから構成する場合、基板１にスパッタ法により可動イオンを含むガラス（例えばパイレックス（登録商標）ガラス）を成膜してマスク３を形成することができる。マスク３がガラス膜からなる場合、後述するように陽極接合により、基板１と支持基板２を接合することができる。また、マスク３がフォトレジストを含む樹脂からなる場合には、フォトレジストを基板１に塗布し、所望のパターンのフォトマスクを介して露光、現像を行うことによってマスク３を形成することができる。マスクが樹脂からなる場合、後述するように加熱あるいは常温において基板１と支持基板２とを圧着することで基板１と基板２を接合することができる。このようにマスクを接着剤として用いることで、マスクを除去する工程がないため、より生産性に優れた型を提供できる。つまりマスク除去後に接合面を清浄にする工程を不要とする。 (2) Mask formation (FIG. 6B and S32)
The mask 3 has an opening pattern corresponding to the through hole 5. The material of the mask 3 can be glass or a resin having adhesiveness at room temperature or by heating. For example, when the mask is made of glass, the mask 3 can be formed by forming glass (for example, Pyrex (registered trademark) glass) containing movable ions on the substrate 1 by sputtering. When the mask 3 is made of a glass film, the substrate 1 and the support substrate 2 can be bonded by anodic bonding as will be described later. When the mask 3 is made of a resin containing a photoresist, the mask 3 can be formed by applying the photoresist to the substrate 1 and performing exposure and development through a photomask having a desired pattern. When the mask is made of a resin, the substrate 1 and the substrate 2 can be bonded by pressing the substrate 1 and the support substrate 2 at a normal temperature or at normal temperature as described later. By using the mask as an adhesive in this manner, there is no process for removing the mask, and therefore a mold with higher productivity can be provided. That is, the process of cleaning the bonding surface after removing the mask is not necessary.

（３）保護層形成（図６（ｃ）およびＳ３３）
基板１のマスク３が形成された面（１ａ）の反対側の面（１ｂ）に保護層を形成する。第１の実施形態に記載した材料および方法と略同一であるので、ここでは詳細な説明を省略する。貫通孔５を形成した後、第２の実施形態と略同様の方法により除去する。 (3) Protective layer formation (FIG. 6 (c) and S33)
A protective layer is formed on the surface (1b) opposite to the surface (1a) on which the mask 3 of the substrate 1 is formed. Since it is substantially the same as the material and method described in the first embodiment, detailed description thereof is omitted here. After the through hole 5 is formed, it is removed by a method substantially similar to that of the second embodiment.

（４）貫通孔形成（図６（ｄ）およびＳ３４）
マスク３をエッチング用マスクとして用い、基板１の厚み方向にエッチングして貫通孔５を形成する。第２の実施形態に記載した方法と略同一の方法により、形成することが可能であるので、ここでは詳細な説明を省略する。 (4) Through-hole formation (FIG. 6 (d) and S34)
Using the mask 3 as an etching mask, the through hole 5 is formed by etching in the thickness direction of the substrate 1. Since it can be formed by substantially the same method as that described in the second embodiment, detailed description thereof is omitted here.

（５）支持基板との接合（図６（ｅ）およびＳ３５）
基板１のマスク３が形成されている面（１ａ）を接合面として、基板１と支持基板２を接合して一体化する。支持基板２の材料は、シリコン、ステンレス、ニッケル、アルミニウムなどの金属、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂の樹脂を用いる。
基板１上のマスク３と支持基板２との接合において、マスク３が可動イオンを含むガラス膜からなる場合には、このガラス膜を接合材として用い、該接合材を介して陽極接合により基板１と支持基板２とを接合することができる。支持基板２が樹脂成分よりなる場合には、接合時に常温あるいは加熱することによりマスク３を接着剤として用いて接合することができる。基板１と支持基板２がマスク（接合材）３を介して一体として接合され、かつ断面が順テーパー形状である凹部５を有する型３００を簡便に製造できる。 (5) Joining to support substrate (FIG. 6 (e) and S35)
The substrate 1 and the support substrate 2 are bonded and integrated using the surface (1a) on which the mask 3 of the substrate 1 is formed as a bonding surface. The material of the support substrate 2 is a metal such as silicon, stainless steel, nickel, or aluminum, an epoxy resin, an acrylic resin, or a polyimide resin.
In the bonding of the mask 3 on the substrate 1 and the support substrate 2, when the mask 3 is made of a glass film containing movable ions, this glass film is used as a bonding material, and the substrate 1 is bonded by anodic bonding through the bonding material. And the support substrate 2 can be bonded. When the support substrate 2 is made of a resin component, the mask 3 can be bonded as an adhesive by heating at room temperature or at the time of bonding. The mold 300 having the concave portion 5 in which the substrate 1 and the support substrate 2 are integrally bonded via a mask (bonding material) 3 and the cross section is a forward tapered shape can be easily manufactured.

＜第４の実施形態＞
図８（ａ）〜（ｅ）および図９（Ｓ４１〜Ｓ４７）を参照しながら、第４の実施形態に係る型４００の製造方法について説明する。型４００が凹部５とは異なる深さの溝部７を有する点を除き、型１００〜型３００と略同一である。したがって、第１の実施形態と同一部分については同一符号を付して、詳細な説明は省略する。 <Fourth Embodiment>
A method of manufacturing the mold 400 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 8A to 8E and FIG. 9 (S41 to S47). Except for the point that the mold 400 has the groove portion 7 having a depth different from that of the concave portion 5, it is substantially the same as the mold 100 to the mold 300. Accordingly, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

（１）基板の準備（図８（ａ）およびＳ４１）
基板１は、第１の実施例と略同一の材料等を用いることができ、ここでは詳細な説明を省略する。 (1) Preparation of substrate (FIGS. 8A and S41)
Substrate 1 can be made of substantially the same material as in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted here.

（２）第２のマスク形成（図８（ｂ）およびＳ４２）
１ｂ面上のマスク（第２のマスク６）は溝部７に対応した開口パターンを有している。マスクの材料は、フォトレジスト、ガラス、二酸化珪素、窒化珪素などの絶縁性材料、アルミニウム、クロムなどの金属などの周知の材料から選択され、後述するドライエッチングの際にエッチング耐性を有しているものであればよい。例えば、第２のマスク６がフォトレジストからなる場合には、フォトレジストを基板１に塗布し、形成したい所望のパターンのフォトマスクを介して露光、現像を行うことによって第２のマスク６を形成することができる。 (2) Second mask formation (FIG. 8B and S42)
The mask (second mask 6) on the surface 1b has an opening pattern corresponding to the groove 7. The material of the mask is selected from well-known materials such as an insulating material such as photoresist, glass, silicon dioxide, and silicon nitride, and a metal such as aluminum and chromium, and has etching resistance in dry etching described later. Anything is acceptable. For example, when the second mask 6 is made of a photoresist, the second mask 6 is formed by applying a photoresist to the substrate 1 and performing exposure and development through a photomask having a desired pattern to be formed. can do.

（３）溝部形成（図８（ｃ）およびＳ４３）
第２のマスク６をエッチング用マスクとして用い、基板１の厚み方向にエッチングして、基板の１の厚みよりも深さが小さい溝部７を形成する。このようなエッチング方法として、上述した、ＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）、ＣＦ₄ガス等を用いたＲＩＥ（Reactive Ion Etching）、ウェットエッチングを用いることができる。溝部７の形成後、第２のマスク６を除去する。 (3) Groove formation (FIG. 8 (c) and S43)
Using the second mask 6 as an etching mask, etching is performed in the thickness direction of the substrate 1 to form a groove portion 7 having a depth smaller than the thickness of the substrate 1. As such an etching method, the above-described DRIE (Deep Reactive Ion Etching), RIE (Reactive Ion Etching) using CF ₄ gas, or the like, or wet etching can be used. After the formation of the groove portion 7, the second mask 6 is removed.

（４）第１のマスク形成（図８（ｄ）およびＳ４４）
基板１の第２のマスクが形成されていない面（１ａ）に第１のマスクを形成する。第１のマスク３は、上述のマスク３の形成と略同一の材料、方法を用いて作成することができ、ここでは詳細な説明は省略する。 (4) First mask formation (FIGS. 8D and S44)
A first mask is formed on the surface (1a) of the substrate 1 where the second mask is not formed. The first mask 3 can be formed using substantially the same material and method as the formation of the mask 3 described above, and detailed description thereof is omitted here.

（５）保護層形成（図８（ｅ）およびＳ４５）
基板１の第１のマスク３が形成されていない面（１ｂ）に保護層４を形成する。保護層４は、上述の保護層４の形成と略同一の材料、方法を用いて作成することができ、ここでは詳細な説明は省略する。 (5) Formation of protective layer (FIGS. 8E and S45)
A protective layer 4 is formed on the surface (1b) of the substrate 1 where the first mask 3 is not formed. The protective layer 4 can be formed using substantially the same material and method as the formation of the protective layer 4 described above, and detailed description thereof is omitted here.

（６）貫通孔形成（図８（ｆ）およびＳ４６）
マスク３をエッチング用マスクとして用い、基板１の厚み方向にエッチングして貫通孔５を形成する。貫通孔５の形成方法は、第１の実施形態に示したものと略同一方法を用いて作成することができ、ここでは詳細な説明は省略する。 (6) Formation of through hole (FIG. 8 (f) and S46)
Using the mask 3 as an etching mask, the through hole 5 is formed by etching in the thickness direction of the substrate 1. The formation method of the through-hole 5 can be created using substantially the same method as that shown in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted here.

（７）支持基板との接合（図８（ｇ）およびＳ４７）
マスクと保護層を除去した後、基板１の第１のマスク３が形成された面（１ａ）を接合面として、基板１と支持基板２を接合して一体化する。支持基板２の材料等および、接合方法に関しては第１の実施形態に示したものと略同一であり、ここでは詳細な説明は省略する。 (7) Bonding to support substrate (FIG. 8 (g) and S47)
After removing the mask and the protective layer, the substrate 1 and the support substrate 2 are bonded and integrated using the surface (1a) on which the first mask 3 of the substrate 1 is formed as a bonding surface. The material and the like of the support substrate 2 and the bonding method are substantially the same as those shown in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted here.

以上により、基板１のマスク（第１のマスク）３を形成した面から逆テーパー形状にエッチングして貫通孔５を形成し、支持基板２との接合時に表裏反転させて接合することにより、順テーパー形状の凹部５（貫通孔）を有する型１００を提供することができる。また、貫通孔５とは異なる深さの溝部７を形成し、少なくとも２以上の異なる深さの溝を有する型４００を簡便に製造することができる。第１のマスク３は除去してもよく、また接合材として用いてもよい。 As described above, the through-hole 5 is formed by etching in a reverse taper shape from the surface of the substrate 1 on which the mask (first mask) 3 is formed, and the front and back are reversed when bonded to the support substrate 2. A mold 100 having a tapered recess 5 (through hole) can be provided. Moreover, the groove | channel part 7 of the depth different from the through-hole 5 is formed, and the type | mold 400 which has a groove | channel of at least 2 or more different depth can be manufactured simply. The first mask 3 may be removed or used as a bonding material.

第４の実施形態に係る異なる深さの溝を有する型４００は、化学分析チップなどの製造に供する鋳型として用いる場合に好適である。例えば、凹部５、溝部７を流路もしくは反応室（液溜め部）として用いる場合、流路より深い溜め部を設けることで、温度依存性が高い混合液を局所的に定量化し、効率的に温度を制御することができる。化学分析チップの流路内に深さの異なる流路を混在することで、局所的に反応液の流速や流量などを制御することができる。したがって、異なる深さの溝を配置した場合、より多機能な化学分析チップを製造することが可能となる。 The mold 400 having grooves with different depths according to the fourth embodiment is suitable for use as a mold for manufacturing a chemical analysis chip or the like. For example, when the concave portion 5 and the groove portion 7 are used as a flow path or a reaction chamber (a liquid reservoir section), by providing a reservoir section deeper than the flow path, the liquid mixture having a high temperature dependence can be quantified locally and efficiently. The temperature can be controlled. By mixing channels with different depths in the channel of the chemical analysis chip, the flow rate and flow rate of the reaction solution can be locally controlled. Therefore, when grooves having different depths are arranged, a more multifunctional chemical analysis chip can be manufactured.

以上、実施形態に示した製造方法は一例であり、本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張、変更可能であり、拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。 As described above, the manufacturing method shown in the embodiment is an example, and the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be expanded and modified. The expanded and modified embodiment is also included in the technical scope of the present invention. .

＜本発明が適用される製品の一例＞
以下、本発明に係る型が適用される製品の一例について述べる。上記のように形成されたシリコンからなる型は、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）などの樹脂からなり、その外形が数ｃｍ角のチップ内に多数の流路を有する化学分析チップを作製するための型として用いることができる。本発明の係る型であって、凹部５の深さを例えば、１００〜３００μｍとし、溝部７の深さを１０〜１５０μｍの範囲で適宜選択した。型に下地導電層を形成した後、電解めっき液槽に浸漬させ、ニッケル等の金属をめっきにより充填形成した後、離型して電鋳型を得る。電鋳型に樹脂を流し込み、成形された樹脂チップを取り出すことで化学分析チップを製造することができる。
図１０に化学分析チップ５００の例としてＤＮＡチップを示す。微小な毛細官状の流路２３を形成する溝、この流路と接続する反応領域としての反応室２４を形成する凹部、反応液を注入する液注入部２１、反応液（反応済液）を排出する液排出部２２等が上記の製造方法により形成されている。 <Example of product to which the present invention is applied>
Hereinafter, an example of a product to which the mold according to the present invention is applied will be described. The mold made of silicon formed as described above is made of, for example, a resin such as PMMA (polymethyl methacrylate), and a chemical analysis chip having a large number of channels in a chip having an outer shape of several cm square is manufactured. Can be used as a mold for In the mold according to the present invention, the depth of the concave portion 5 is, for example, 100 to 300 μm, and the depth of the groove portion 7 is appropriately selected within a range of 10 to 150 μm. After the base conductive layer is formed on the mold, it is immersed in an electrolytic plating solution tank, filled with a metal such as nickel by plating, and then released to obtain an electroforming mold. A chemical analysis chip can be manufactured by pouring resin into an electroforming mold and taking out the molded resin chip.
FIG. 10 shows a DNA chip as an example of the chemical analysis chip 500. A groove for forming a fine capillary channel 23, a recess for forming a reaction chamber 24 as a reaction region connected to this channel, a liquid injection part 21 for injecting a reaction liquid, and a reaction liquid (reacted liquid) The liquid discharge part 22 etc. to discharge | emit are formed with said manufacturing method.

本願発明に係る型を用いて製造される化学分析チップにおいては、次の２つの特徴がある。
（特徴１）
従来の基板をＤＲＩＥでエッチングして形成した型を用いて製造される化学分析チップとは異なり、流路および／または反応室の底面はその平坦度が５μｍ以下であり、かつその表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以下であり、本願実施形態で用いた支持基板の表面粗さ（Ｒａ）は０．２ｎｍ〜０．３ｎｍの範囲であった。
なお、平坦度は触針式の微細形状測定装置（KLA-Tencor社製装置型番：Ｐ−１５）を用いて測定した値であり、本明細書では最大−最小差で表現した値のことを指す。表面粗さは算術平均粗さＲａであり、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）により測定し、算出する。そのため、化学分析チップとして用いた場合、反応液の液詰まりなどがなく製品特性上優れる。
（特徴２）
貫通孔をエッチング開始面とは反対側から研磨して形成することがないため、転写された化学分析チップの表面にクラックがない。そのため、化学分析チップとして用いた場合、チップの密閉性に優れる。 The chemical analysis chip manufactured using the mold according to the present invention has the following two characteristics.
(Feature 1)
Unlike a chemical analysis chip manufactured using a mold formed by etching a conventional substrate by DRIE, the flow path and / or the bottom surface of the reaction chamber has a flatness of 5 μm or less and its surface roughness ( Ra) was 0.1 μm or less, and the surface roughness (Ra) of the support substrate used in the present embodiment was in the range of 0.2 nm to 0.3 nm.
The flatness is a value measured using a stylus-type fine shape measuring apparatus (apparatus model number: P-15 manufactured by KLA-Tencor). In this specification, the flatness is a value expressed by a maximum-minimum difference. Point to. The surface roughness is an arithmetic average roughness Ra, and is measured and calculated by an AFM (atomic force microscope). Therefore, when used as a chemical analysis chip, there is no clogging of the reaction solution and the product characteristics are excellent.
(Feature 2)
Since the through hole is not formed by polishing from the side opposite to the etching start surface, there is no crack on the surface of the transferred chemical analysis chip. For this reason, when used as a chemical analysis chip, the sealing performance of the chip is excellent.

＜本発明が適用される製品の別の例＞
以下、本発明に係る型が適用される製品の一例について述べる。上記の製造方法を用いて、上記のように形成されたシリコンからなる型をモールドとして、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）などからなるスタンパをガラス転移温度（Ｔｇ＝１０５℃）以上に加熱して該モールドに押し当て、ガラス転移温度以下に冷却後、モールドとスタンパの引き離しを行う。このようにしてモールドの凹部形状が転写された樹脂性の成形品が製造される。ＵＶ（紫外線）を照射することにより硬化する樹脂からなるスタンパを用いることができることはいうまでもない。また、低融点ガラス、アルミニウム板、シリコン基板などへ直接転写出来ることも報告されており、このような材料をスタンパとして用いてもよい。 <Another product to which the present invention is applied>
Hereinafter, an example of a product to which the mold according to the present invention is applied will be described. Using the manufacturing method described above, a mold made of silicon formed as described above is used as a mold, and a stamper made of PMMA (polymethyl methacrylate) is heated to a glass transition temperature (Tg = 105 ° C.) or higher to achieve After pressing against the mold and cooling below the glass transition temperature, the mold and stamper are pulled apart. In this way, a resin molded product having the concave shape of the mold transferred thereon is manufactured. It goes without saying that a stamper made of a resin that is cured by irradiation with UV (ultraviolet light) can be used. It has also been reported that direct transfer to a low melting glass, an aluminum plate, a silicon substrate, etc., and such a material may be used as a stamper.

本発明の型の例を表す断面図である。It is sectional drawing showing the example of the type | mold of this invention. 本発明の第１の実施態様に係る型（１００）の製造方法の一例を表す断面図である。It is sectional drawing showing an example of the manufacturing method of the type | mold (100) which concerns on the 1st embodiment of this invention. 図２の型の作製手順をフローチャートで表したフロー図である。FIG. 3 is a flowchart showing a manufacturing procedure of the mold of FIG. 2 in a flowchart. 本発明の第２の実施態様に係る型（２００）の製造方法の一例を表す断面図である。It is sectional drawing showing an example of the manufacturing method of the type | mold (200) which concerns on the 2nd embodiment of this invention. 図４の型の作製手順をフローチャートで表したフロー図である。FIG. 5 is a flowchart showing a manufacturing procedure of the mold of FIG. 4 in a flowchart. 本発明の第３の実施態様に係る型（３００）の製造方法の一例を表す断面図である。It is sectional drawing showing an example of the manufacturing method of the type | mold (300) which concerns on the 3rd embodiment of this invention. 図６の型の作製手順をフローチャートで表したフロー図である。FIG. 7 is a flowchart showing a manufacturing procedure of the mold of FIG. 6 in a flowchart. 本発明の第４の実施態様に係る型（４００）の製造方法の一例を表す断面図である。It is sectional drawing showing an example of the manufacturing method of the type | mold (400) which concerns on the 4th embodiment of this invention. 図８の型の作製手順をフローチャートで表したフロー図である。FIG. 9 is a flowchart showing a manufacturing procedure of the mold of FIG. 8 in a flowchart. 本発明の第４の実施態様に係る型（４００）を用いて製造された化学分析チップ（５００）の上面図である。It is a top view of the chemical analysis chip (500) manufactured using the type | mold (400) which concerns on the 4th embodiment of this invention.

Explanation of symbols

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

５００：化学分析チップ
２１：液注入部
２２：液排出部
２３：流路
２４：反応室 100: Mold (first embodiment)
200: Mold (second embodiment)
300: Mold (third embodiment)
400: Mold (fourth embodiment)
1: Substrate 2: Supporting substrate 3: Mask (first mask)
4: Protective layer 5: Through hole (concave)
6: Mask (second mask)
7: Groove

500: Chemical analysis chip 21: Liquid injection part 22: Liquid discharge part 23: Channel 24: Reaction chamber

Claims

A first mask forming step of forming a first mask on one surface of the substrate;
Forming a protective layer on the other surface of the substrate;
Using the first mask as an etching mask, etching in the thickness direction of the substrate until it reaches the protective layer, and forming a through hole penetrating the front and back of the substrate; and
Removing the protective layer after the through-hole forming step;
A second mask is formed on a surface opposite to the first mask forming surface, and etching is performed in the thickness direction of the substrate using the second mask as an etching mask. The depth is different from that of the through hole. A groove forming step of forming a groove of
A bonding step of bonding the substrate on which the through-hole and the groove are formed with the mask forming surface of the 1 as a bonding surface, and a support substrate that supports the substrate;
In the through-hole forming step, a dry etching method using plasma is used, and a cross-section of the through-hole extends in a depth direction from the first mask forming surface of the substrate. Method.

A first mask forming step of forming a first mask on one surface of the substrate;
Forming a protective layer on the other surface of the substrate;
Using the first mask as an etching mask, etching in the thickness direction of the substrate to form a through hole penetrating the front and back of the substrate; and
A second mask is formed on a surface opposite to the first mask forming surface, and etching is performed in the thickness direction of the substrate using the second mask as an etching mask. The depth is different from that of the through hole. A groove forming step of forming a groove of
A bonding step of bonding the substrate on which the through hole and the groove are formed and a support substrate supporting the substrate, using the first mask forming surface as a bonding surface and the first mask as a bonding material. And
In the through hole forming step, a dry etching method using plasma is used, and a cross section of the through hole extends from the mask forming surface of the substrate in a depth direction.

The first mask is made of glass containing mobile ions;
The support substrate is made of silicon;
3. The mold manufacturing method according to claim 2, wherein the substrate and the support substrate are bonded by anodic bonding.