JP6482569B2 - Fabrication of annular microfluidic probe head - Google Patents

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Description

本発明は、一般的にマイクロ流体プローブ・ヘッドの作製および得られるデバイスに関する。具体的には、本発明は、垂直マイクロ流体プローブ・ヘッドの作製に関する。   The present invention relates generally to fabrication of microfluidic probe heads and resulting devices. Specifically, the present invention relates to the fabrication of vertical microfluidic probe heads.

マイクロフルイディクスは、一般に、マイクロ加工されたデバイスを言い、これらは、液体を送液、サンプリング、混合、分析、および投薬(dosing)するのに用いられる。これらデバイスの顕著な特徴は、液体がマイクロメートル長のスケールで示す特異な性質に起源する。
マイクロフルイディクス中の液体の流れは、通常層流であり得る。マイクロメートル域の横方向寸法を持つ構造体を作製することによって、1ナノリットルよりはるかに小さい量を得ることが可能である。これにより、大きなスケールでは(反応物質の拡散によって)限定される反応を加速することができる。この故に、マイクロフルイディクスは、様々な用途に使われている。
Microfluidics generally refers to microfabricated devices that are used to pump, sample, mix, analyze, and dosing liquids. The prominent features of these devices originate from the unique properties that liquids exhibit on a micrometer length scale.
The liquid flow in the microfluidics can usually be laminar. By making structures with lateral dimensions in the micrometer range, quantities much smaller than 1 nanoliter can be obtained. This can accelerate reactions that are limited on large scales (due to diffusion of reactants). For this reason, microfluidics is used for various purposes.

多くのマイクロ流体デバイスは、ユーザ・チップ・インターフェースおよび閉流路を有する。閉流路は、リークおよび蒸発に関する問題を最小化しながら、一つのデバイスへの機能素子(例えば、ヒータ、ミキサ、ポンプ、UV検出器、バルブなど)の組み込みを容易にする。   Many microfluidic devices have a user chip interface and a closed channel. The closed flow path facilitates the incorporation of functional elements (eg, heaters, mixers, pumps, UV detectors, valves, etc.) into a single device while minimizing problems with leakage and evaporation.

マイクロ流体プローブ(MFP)の新規で汎用的なコンセプトである垂直MFP(論文中ではvMFP(vertical MFP)とも称されている)が、近年導入された。非特許文献1を参照。垂直MFPヘッドは基底層を使って面内に作製されたマイクロ流体フィーチャを有する。かかるヘッドは、作動中、ヘッド頂部(処理平面)を処理対象の表面に平行にして垂直に方向合わせされる。   Recently, a vertical MFP (also referred to as vMFP (vertical MFP) in the paper), which is a new and general concept of microfluidic probe (MFP), has been introduced. See Non-Patent Document 1. A vertical MFP head has microfluidic features created in-plane using a base layer. During operation, such a head is oriented vertically with the head top (processing plane) parallel to the surface to be processed.

G.Kaigalaら著、Langmuir誌、27(9)、pp.5686〜5693、2011年(http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/la2003639)。G. Kaigala et al., Langmuir, 27 (9), pp. 5686-5893, 2011 (http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/la2003639).

環状マイクロ流体プローブ・ヘッドの作製方法を提供する。   A method of making an annular microfluidic probe head is provided.

第一態様によれば、本発明は、マイクロ流体プローブ・ヘッドの作製方法として具現化され、本方法は、
二つの層を含む同じ二層基板上にn個のマイクロ流体プローブ・ヘッド・レイアウトのセットを設けるステップを含み、
当該レイアウトは二層基板上に環状に分置され、レイアウトの各々が、
二層基板の二つの層の一方の層の部分に対応する第一層、および
二層基板の二つの層の他方の層の部分に対応する第二層であって、当該第二層の上部面に開口し、第一層の下部面の部分により閉じられた溝によって区画される少なくとも一つのマイクロチャネルを含む第二層を含み、
二層基板のほぼ中央に穴部を機械加工するステップであって、当該穴部を区画し(delimit)、かつレイアウトの少なくとも一つのマイクロチャネルの各々を遮断するシリンダ壁を生成、レイアウトの各々の少なくとも一つのマイクロチャネルが、溝の終端部にシリンダ壁のレベルに形成された少なくとも一つの各開口にまで延びているように、機械加工するステップと、
n個のマイクロ流体プローブ・ヘッドを得るためn個のレイアウトの各々を個片化するステップと、
を含む。
According to a first aspect, the present invention is embodied as a method of making a microfluidic probe head, the method comprising:
Providing a set of n microfluidic probe head layouts on the same bilayer substrate comprising two layers;
The layout is arranged in a ring on a two-layer substrate, and each layout is
A first layer corresponding to a portion of one of the two layers of the two-layer substrate, and a second layer corresponding to a portion of the other layer of the two layers of the two-layer substrate, the upper portion of the second layer A second layer comprising at least one microchannel open to the surface and defined by a groove closed by a portion of the lower surface of the first layer;
Machining a hole approximately in the center of the two-layer substrate, creating a cylinder wall that delimits the hole and blocks each of the at least one microchannel of the layout; Machining so that at least one microchannel extends to at least one respective opening formed at the end of the groove at the level of the cylinder wall;
singulating each of the n layouts to obtain n microfluidic probe heads;
including.

諸実施形態において、本方法は、個片化するステップの前に、前記シリンダ壁を研磨するステップをさらに含む。   In embodiments, the method further includes polishing the cylinder wall prior to singulating.

望ましくは、本方法は、機械加工するステップの前に、ワックス、ポリマーまたはフォトレジストを含む可鍛性の材料を使って、前記プローブ・ヘッド・レイアウトのマイクロチャネルを充てんするステップと、機械加工するステップの後、前記可鍛性の材料を除去するステップであって、可鍛性材料の除去は、望ましくは、前記シリンダ壁を研磨するステップの後で、さらに望ましくはn個のレイアウトの各々を個片化するステップの後で遂行される、該除去するステップと、をさらに含む。   Preferably, the method includes the step of filling the microchannel of the probe head layout with a malleable material including wax, polymer or photoresist prior to the machining step. After the step, removing the malleable material, the removal of the malleable material is preferably after the step of polishing the cylinder wall, more preferably after each of the n layouts. And the removing step performed after the singulation step.

好適な諸実施形態において、本方法は、レイアウトを設けるステップの前に、二つの層の他方の層の上部面上にn個のレイアウトの各々の少なくとも一つのマイクロチャネルを溝彫りするステップを含む、n個のマイクロ流体プローブ・ヘッド・レイアウトの前記セットを作製するステップ、をさらに含む。   In preferred embodiments, the method includes grooving at least one microchannel of each of the n layouts on the top surface of the other of the two layers prior to providing the layout. Creating the set of n microfluidic probe head layouts.

望ましくは、マイクロチャネルを溝彫りするステップは、フォトリソグラフィまたはマイクロマシニングの使用など、マイクロ加工によって遂行され、望ましくは、各マイクロチャネルを湿式またはドライ・エッチングするステップを含む。   Preferably, the step of grooving the microchannel is performed by micromachining, such as using photolithography or micromachining, and preferably includes wet or dry etching each microchannel.

諸実施形態において、本方法は、各マイクロチャネルの溝彫りステップの後、前記二つの層を整列させて接着するステップをさらに含む。   In embodiments, the method further includes aligning and bonding the two layers after each microchannel grooving step.

望ましくは、レイアウトのセットを作製するステップは、n個のレイアウトの各々に対し、少なくとも一つのマイクロチャネルに垂直に連結する少なくとも一つのビアを機械加工するステップであって、当該少なくとも一つのビアは、望ましくは二つの層の他方の層を貫通して機械加工される。   Preferably, the step of creating a set of layouts is machining at least one via vertically connected to at least one microchannel for each of the n layouts, wherein the at least one via is Preferably machined through the other of the two layers.

好適な諸実施形態において、二つの層の各々はほぼディスク形状を有し、二層基板の二つの層の一方の層は、二層基板の二つの層の他方の層よりも小さな平均直径を有し、二つの層の一方の層によって覆われない、二つの層の他方の層の外側部が残るように、当該他方の層に対して整列され、本方法は、同じ二層基板上にマイクロ流体プローブ・ヘッド・レイアウトのセットを設けるステップの前に、二つの層の他方の層の少なくとも外側部が金属化されるように、二つの層の他方の層を少なくとも部分的に金属化するステップを望ましくはさらに含む。   In preferred embodiments, each of the two layers has a generally disk shape, and one layer of the two layers of the two-layer substrate has a smaller average diameter than the other layer of the two layers of the two-layer substrate. Having the outer side of the other layer of the two layers, which is not covered by one layer of the two layers, and is aligned with respect to the other layer, Prior to the step of providing a set of microfluidic probe head layouts, at least partially metallize the other layer of the two layers such that at least the outer portion of the other layer of the two layers is metallized. Steps are preferably further included.

望ましくは、本方法は、機械加工するステップの前に、二層基板の各層上にプローブ・ヘッドのレイアウトのいくつかのセット設けるステップと、前記二層基板の各層を重ね合わせるステップであって、機械加工するステップが、重ね合わされた二層基板の各層中のレイアウトの少なくとも一つのマイクロチャネルの各々を遮断する穴部シリンダ壁を生成するために、全ての重ね合された基板を貫通して、重ね合わされた二層基板のほぼ中央に穴部を機械加工するステップを含む、該重ね合わせるステップをさらに含み、望ましくは、本方法は、得られた穴部シリンダ壁を研磨するステップをさらに含む。   Preferably, the method comprises the steps of providing several sets of probe head layouts on each layer of the two-layer substrate prior to the machining step, and superimposing each layer of the two-layer substrate. A machining step passes through all the stacked substrates to produce a bore cylinder wall that blocks each of the at least one microchannel of the layout in each layer of the stacked bilayer substrate; Preferably, the method further comprises the step of polishing the hole cylinder wall obtained, the method further comprising the step of machining, comprising the step of machining the hole in approximately the center of the superimposed bilayer substrate.

諸実施形態において、レイアウトのセットを設けるステップは、内側セットおよび外側セットの各々がそのそれぞれのセット中に環状に分置されたプローブ・ヘッド・レイアウトを含む、同じ二層基板上の該内側のセットおよび該外側のセットを含む、少なくとも二つの同心環状のセットを設けるステップを含み、本方法は、内側セットのマイクロチャネルを遮断する第一シリンダ壁を生成するため、第一穴部が機械加工され、第二穴部は、外側セットのマイクロチャネルを遮断する第二シリンダ壁を生成するために、内側セットを含む二層基板の部分を、二層基板の残りの部分から分離することによって機械加工される、穴部を機械加工する二つのステップを含む。   In embodiments, providing the set of layouts includes providing a probe head layout in which each of the inner set and the outer set are annularly arranged in the respective set, the inner set on the same bilayer substrate. Providing at least two concentric annular sets, including the set and the outer set, wherein the method creates a first cylinder wall that blocks the inner set of microchannels, so that the first bore is machined The second hole is machined by separating the portion of the bilayer substrate containing the inner set from the remaining portion of the bilayer substrate to produce a second cylinder wall that blocks the microchannel of the outer set. It includes two steps of machining the hole to be machined.

別の態様によれば、本発明は、前述の実施形態のいずれか一つによる方法によって得られるマイクロ流体プローブ・ヘッドとして具現化され、該ヘッドは、第一層と、第二層とを含み、当該第二層は、その上部面に開口し、第一層の下部面の部分により閉じられた溝によって区画される少なくとも一つのマイクロチャネル、および前記少なくとも一つのマイクロチャネルの終端で、第二層の縁端部のレベルにある少なくとも一つの開口であって、前記縁端部は、前記ヘッドの処理表面の一部を区画する、少なくとも一つの開口を含む。   According to another aspect, the invention is embodied as a microfluidic probe head obtained by a method according to any one of the previous embodiments, the head comprising a first layer and a second layer. The second layer is open at its upper surface and is defined by a groove closed by a portion of the lower surface of the first layer, and at the end of the at least one microchannel, the second layer At least one opening at the level of the edge of the layer, the edge including at least one opening defining a portion of the processing surface of the head.

好適な諸実施形態において、マイクロ流体プローブ・ヘッドの作製方法中の穴部の機械加工ステップに起因して、前記処理表面の少なくとも一部が凹面である。   In preferred embodiments, due to a hole machining step in the microfluidic probe head fabrication method, at least a portion of the treated surface is concave.

本マイクロ流体プローブ・ヘッドは、2π/n±π/10の角度、望ましくは2π/n±π/20の角度をなす二つの側縁部をさらに呈する。   The microfluidic probe head further presents two side edges that form an angle of 2π / n ± π / 10, preferably 2π / n ± π / 20.

諸実施形態において、本マイクロ流体プローブ・ヘッドは、少なくとも二つのマイクロ流体チャネルをさらに含み、望ましくは、前記少なくとも二つのマイクロチャネルにそれぞれ垂直に連結する少なくとも二つのビアをさらに含む。   In embodiments, the microfluidic probe head further includes at least two microfluidic channels, and preferably further includes at least two vias that are each vertically coupled to the at least two microchannels.

望ましくは、ヘッドの処理表面を区画する前記縁端部の反対側の外側部分が金属化される。   Desirably, the outer portion opposite the edge defining the processing surface of the head is metallized.

以降に、非限定の例を用い、添付の図面を参照しながら、本発明を具現化するデバイスおよび方法を説明することとする。図面に表される技術的フィーチャは、必ずしも縮尺通りではない。   In the following, devices and methods embodying the present invention will be described using non-limiting examples and with reference to the accompanying drawings. The technical features represented in the drawings are not necessarily drawn to scale.

本発明の諸実施形態による、マイクロ流体プローブ・ヘッドの作製方法に関わる様々なステップを模式的に表す。Fig. 4 schematically illustrates various steps involved in a method of making a microfluidic probe head according to embodiments of the invention. 本発明の諸実施形態による、マイクロ流体プローブ・ヘッドの作製方法のステップを示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating steps of a method of making a microfluidic probe head according to embodiments of the invention. 本発明の諸実施形態に関わる、同じ二層基板上のマイクロ流体プローブ・ヘッド・レイアウトを模式的に示す。Fig. 4 schematically illustrates a microfluidic probe head layout on the same bilayer substrate according to embodiments of the present invention. 図3の別形を示す。Fig. 4 shows a variant of Fig. 3. 諸実施形態に関わる、図3に表されたものなどのレイアウトに対する幾何学的仕様を示す。FIG. 4 illustrates a geometric specification for a layout, such as that depicted in FIG. 3, according to embodiments. 諸実施形態による、レイアウトの二つの同心環状セットを用いる作製方法中のステップを模式的に示す。Fig. 6 schematically illustrates steps in a fabrication method using two concentric annular sets of layouts according to embodiments. 諸実施形態による、中央穴部の機械加工の前にいくつかの二層基板が重ね合される、作製方法中のステップを模式的に示す。FIG. 6 schematically illustrates steps in a fabrication method in which several bilayer substrates are superimposed before machining the central hole, according to embodiments. 本発明の諸実施形態による、マイクロ流体プローブ・ヘッドの簡易表現の3D図である。3 is a 3D view of a simplified representation of a microfluidic probe head, according to embodiments of the invention. FIG. 諸実施形態による、マイクロ流体プローブ・ヘッドによる表面処理を示す(2D図、簡易表現)。Fig. 3 illustrates surface treatment with a microfluidic probe head according to embodiments (2D view, simplified representation).

導入部で述べたように、垂直MFPヘッドはいくつかの利点を有する。かかるヘッドはマイクロ加工される。作製ステップの少なくとも一部(研磨を含む)は、個別に(すなわち、各ユニットに対し繰り返して)もしくは3〜4個のヘッドの群で行われる必要がある。MFPヘッドの大量生産においては、かかる作製ステップが制限的なステップであることが理解できる。ヘッドの研磨(もっと一般的には、ヘッドの処理表面の調製)は、特に労働集約的で、したがって作製コストに大きく影響する。さらに、歩留まり問題(例えば、不十分または過剰な研磨)があり、研磨工具はかなりな設置面積を要しそして高価である。最後に、研磨過程におけるヘッドのずれが相異なる頂部をもたらすことがある。本発明は、環状に分置されたMFPヘッド・レイアウトを利用する新しい作製コンセプトを導入することによって、これらの問題の少なくとも一部を解決する(いくつかの実施形態は、これらの問題の全部に対処する)。このアプローチは、今までに知られた、ヘッドがヘッド・レイアウトの二方向性アレイからダイスカットされるvMFPレイアウトに対するアプローチと対照をなす。   As mentioned in the introduction, the vertical MFP head has several advantages. Such a head is micromachined. At least some of the fabrication steps (including polishing) need to be performed individually (ie, repeated for each unit) or in groups of 3-4 heads. In mass production of MFP heads, it can be understood that such a production step is a restrictive step. The polishing of the head (more generally, the preparation of the treated surface of the head) is particularly labor intensive and therefore has a significant impact on the production costs. In addition, there are yield problems (eg, insufficient or excessive polishing), and polishing tools require significant footprint and are expensive. Finally, head misalignment during the polishing process can result in different peaks. The present invention solves at least some of these problems by introducing a new fabrication concept that utilizes an annularly arranged MFP head layout (some embodiments address all of these problems). deal with). This approach contrasts with previously known approaches to vMFP layout where the head is diced from a bidirectional array of head layouts.

さらに詳しくは、図1、2、および6、7および8を併せ参照しながら、まず、本発明の或る態様を説明するものとし、これはマイクロ流体プローブ・ヘッド100の作製方法に関する。   More particularly, with reference to FIGS. 1, 2, and 6, 7 and 8, some aspects of the invention will first be described, which relates to a method of making a microfluidic probe head 100.

最も一般的には、この新規の作製コンセプトはn個のMFPレイアウト14のセットを必要とし、これらは同じ二層基板10の上に配置される。この二層基板は少なくとも二つの層11、12を含む。   Most commonly, this new fabrication concept requires a set of n MFP layouts 14 that are placed on the same bilayer substrate 10. This two-layer substrate comprises at least two layers 11, 12.

レイアウト14は、二層基板10上に環状に分置される。さらに詳しくは、各レイアウト14は、
・ 第一層110、すなわち、二層基板10を形成する層11、12の一つの部分11と、
・ これらの層11、12の別の一つの部分12に対応する第二層120と、
を含む。
The layout 14 is annularly arranged on the two-layer substrate 10. More specifically, each layout 14 is
A first layer 110, i.e. one part 11 of the layers 11, 12 forming the two-layer substrate 10;
A second layer 120 corresponding to another part 12 of these layers 11, 12;
including.

明瞭さのため、単一のレイアウト14(または最終的には一つのMFPヘッド100)に対応する層部分110、120の間の区別を述べているが、層11、12は、MFPヘッドの作製に使われる、二層基板10を当初に形成するもっと大きな層である。   For clarity, the distinction between layer portions 110, 120 corresponding to a single layout 14 (or ultimately one MFP head 100) is described, but layers 11, 12 are the fabrication of the MFP head. This is a larger layer that initially forms the two-layer substrate 10.

二層基板とは、少なくとも二つの層11、12を含む任意の適切な基板を指す。第一および第二層11、12の各々は、最も実用的にはディスク、すなわちウエハ・ディスクとすればよい。但し、層11、12が円形である必要はなく、唯一必要とされるのは、レイアウト14の環状の分置である。これら二つの層11、12は、同じ材料であっても(またはなくても)よい。好ましい材料は、ガラスまたはシリコンである。さりながら、層11、12の材料は(どの層に対しても)、プラスチック、セラミック、金属もしくは、本作製方法に適合する任意の他の硬質材料またはこれらの組み合わせを含んでもよい。   Bilayer substrate refers to any suitable substrate comprising at least two layers 11, 12. Each of the first and second layers 11 and 12 is most practically a disk, that is, a wafer disk. However, the layers 11 and 12 do not have to be circular, the only requirement is an annular placement of the layout 14. These two layers 11, 12 may be (or may not be) the same material. A preferred material is glass or silicon. It will be appreciated that the material of layers 11 and 12 (for any layer) may include plastic, ceramic, metal, or any other hard material that is compatible with the fabrication method, or combinations thereof.

一つのレイアウト14のレベルで、通常、一つの層(例えば、第二層120)が層上に構築されるマイクロ流体フィーチャ(マイクロチャネル、ビアなど)のほとんどを含むものとする。以下に説明する諸実施形態のほとんどが二つのマイクロチャネル123、124を想定してはいるが、厳密に言えば、該層は、偏見なくいえば少なくとも一つのマイクロチャネル123、124を含む。マイクロチャネルは、層120の上部面120uに開口する溝によって区画される。この溝は、他方の層の下部面110lの一部によって閉じられ、この層は本明細書では「第一」層110であると仮定される(図8参照)。   At the level of one layout 14, it is typically assumed that one layer (eg, second layer 120) includes most of the microfluidic features (microchannels, vias, etc.) built on the layer. Although most of the embodiments described below assume two microchannels 123, 124, strictly speaking, the layer includes at least one microchannel 123, 124 without prejudice. The microchannel is defined by a groove opening in the upper surface 120 u of the layer 120. This groove is closed by a portion of the lower surface 110l of the other layer, which is assumed herein to be the “first” layer 110 (see FIG. 8).

レイアウトの環状分置(またはリング配置)の故に、n個のレイアウト14の各々の機能フィーチャの一つ以上(例えば、マイクロチャネル、ビアなど)は、通常、レイアウト14によって区画される環状形状の中央を通過する横断方向の対称軸に対し、2π/nの回転対称性を有する不変量でなければならない。しかして、基板10は、少なくともこれらの機能フィーチャに関しては2π/nの回転対称性を有する不変量であり得る。当然のことながら、このことは、図4に示されるように、同じ基板10aに相異なるレイアウトが設けられる場合にはあてはまらない。   Because of the annular placement (or ring arrangement) of the layout, one or more of the functional features of each of the n layouts 14 (eg, microchannels, vias, etc.) are typically centered in the annular shape defined by the layout 14. Must be invariant with a rotational symmetry of 2π / n with respect to the transverse symmetry axis passing through. Thus, the substrate 10 can be an invariant having a rotational symmetry of 2π / n for at least these functional features. Of course, this is not the case when different layouts are provided on the same substrate 10a as shown in FIG.

通常、6、12、場合によっては24より多いレイアウトを、同じ二層基板10上に設けることが可能である。収量上の理由から、レイアウトの数nを、例えばn=36、48、または72に最大化することが求められることがある。レイアウトの好適な数は、基板のサイズ、レイアウトの複雑さ(これは意図される用途の如何による)より決まる。それはあっても、本明細書で説明する作製方法は、原則として、n≧2任意の数のレイアウト(例えば、n≧3、4、5、7・・・)を実装することが可能である。   Typically, 6, 12, and in some cases more than 24 layouts can be provided on the same two-layer substrate 10. For yield reasons, it may be desired to maximize the number of layouts n, for example n = 36, 48, or 72. The preferred number of layouts depends on the size of the substrate and the complexity of the layout (which depends on the intended application). Even so, the fabrication methods described herein can, in principle, implement any number of layouts n ≧ 2 (eg, n ≧ 3, 4, 5, 7,...). .

本作製方法の重要なステップは、二層基板10のほぼ中央に穴部16(図1または2中のステップS20参照)を機械加工するステップである。この穴部の機械加工は、(前記穴部を区切る)シリンダ壁18を生成する。レイアウトおよびこの穴部は、シリンダ壁18がレイアウト14の対象となるマイクロチャネルを遮断するように設計される。すなわち、これらマイクロチャネルの各々の終端に開口が生成される。しかして、このとき、マイクロチャネル123、124は、図1、3、および8に最善に見られるように、シリンダ壁18のレベルのそれぞれの開口121、122(これらは穴部16が機械加工される際に形成される)まで延びる。   An important step of the manufacturing method is a step of machining the hole 16 (see step S20 in FIG. 1 or 2) in the approximate center of the double-layer substrate 10. Machining this hole creates a cylinder wall 18 (which delimits the hole). The layout and this hole are designed so that the cylinder wall 18 blocks the microchannels that are the subject of the layout 14. That is, an opening is created at the end of each of these microchannels. Thus, at this time, the microchannels 123, 124 are opened in respective openings 121, 122 at the level of the cylinder wall 18 (these are the holes 16 machined, as best seen in FIGS. 1, 3 and 8. To be formed).

穴部16を機械加工するステップは、ドリル開口、フライス加工、切削などを含んでもよい。このステップは、シリンダまたはレーザの回転、ウォーター・ジェット、エッチングなどをさらに含んでもよい。なお、同心のレイアウトが用いられる実施形態では(図6参照)、第一(内側)環状リング中の穴部の機械加工(図6中のステップS20i)と、第二(外側)リングを得るための内側リングの切り出しとに、同じ機械加工技法を使うことができる。別形では、これら二つのリングを得るために相異なる穴部機械加工技法を使うことも可能である。図6の実施形態については、後記で詳細を説明することとする。   Machining the hole 16 may include drilling, milling, cutting, and the like. This step may further include cylinder or laser rotation, water jet, etching, and the like. In an embodiment where a concentric layout is used (see FIG. 6), to machine the hole in the first (inner) annular ring (step S20i in FIG. 6) and to obtain the second (outer) ring. The same machining technique can be used to cut the inner ring of the. Alternatively, it is possible to use different hole machining techniques to obtain these two rings. The embodiment of FIG. 6 will be described in detail later.

最後に、図1に示されているように、n個のレイアウトの各々は、結果としてn個のMFPヘッド100を得るために個片化される(図1、2中のステップS30)。当業者には当然のことながら、半径方向の分離は、事前加工された切込みラインを利用しての、レイアウト14のダイスカット、割裂、または個片化が必要となろう。図3は、本文脈で、一般的に使用可能な、ダイスまたは切削ライン(点線)のパターンを示す。   Finally, as shown in FIG. 1, each of the n layouts is singulated to obtain n MFP heads 100 as a result (step S30 in FIGS. 1 and 2). As will be appreciated by those skilled in the art, radial separation may require dicing, splitting or singulating the layout 14 using pre-machined cut lines. FIG. 3 shows a pattern of dies or cutting lines (dotted lines) that can be generally used in this context.

本明細書で説明する作製方法は、MFPヘッドの処理表面のウエハレベルの加工を可能にし、これにより、先に述べたvMFPヘッドの作製の問題の一部を解決する。本作製方法を使って、いくつかのヘッド(一般には多くの)処理表面310、320を単一のステップで得ることができる。   The fabrication method described herein enables wafer level processing of the processing surface of the MFP head, thereby solving some of the previously described vMFP head fabrication problems. Using this fabrication method, several head (generally many) processing surfaces 310, 320 can be obtained in a single step.

具体的には、ヘッドを個片化する前に全ヘッドの研磨を単一のステップで実施できるように(ウエハレベルの研磨)、ヘッドがウエハ上に配置される。この点において、本作製方法の実施形態は、個片化ステップの前に、シリンダ壁18を研磨するステップ(図1、2中のS24)をさらに含むことができる。そうではあるが、穴部16を機械加工するステップと一緒にまたはその過程で、研磨ステップを実施することも可能である。穴部16の機械加工に用いられる技法の如何によっては、追加的別個の研磨ステップは、実際は不必要なことがある。しかして、研磨ステップが機械加工ステップに相伴うことがあり得る。この場合、研磨ステップは必ずしも機械的研磨手段を意味しないこともある。代わりに、高圧ウォータ−ジェット切削などの手段を用いてもよい。全ての場合において、機械加工もしくは研磨ステップまたはその両方は、出来上がったMFPヘッド100に対し、低い表面粗さを有し典型的なvMFP用途によく適した、クリーンな処理表面310、320を得ることを可能にする。   Specifically, the heads are placed on the wafer so that all heads can be polished in a single step (wafer level polishing) before the heads are singulated. In this regard, the embodiment of the manufacturing method may further include a step of polishing the cylinder wall 18 (S24 in FIGS. 1 and 2) before the singulation step. Nevertheless, it is also possible to carry out the polishing step together with or in the course of machining the hole 16. Depending on the technique used to machine the hole 16, an additional separate polishing step may actually be unnecessary. Thus, the polishing step can be associated with the machining step. In this case, the polishing step does not necessarily mean a mechanical polishing means. Instead, means such as high-pressure water-jet cutting may be used. In all cases, the machining and / or polishing steps result in a clean treated surface 310, 320 for the finished MFP head 100 that has a low surface roughness and is well suited for typical vMFP applications. Enable.

有利には、本作製方法は、機械加工ステップの前に、後続の作製ステップの過程で特に穴部16の機械加工S20ステップの過程において、マイクロチャネルを保護するために、レイアウトのマイクロチャネルを可鍛性の材料で充てんするステップS18をさらに含むことができる。同様に、レイアウトの他のマイクロ流体フィーチャを可鍛性の材料で充てんすることも可能である。この材料は、後で(ステップS20またはその後)除去するS40ことができる。可鍛性の材料は、使われている場合、望ましくは研磨ステップS24の後除去される。さらに望ましくは、個片化の工程においてもマイクロ流体フィーチャを保護するために、該材料は個辺化するステップS30の後においてだけ除去される。   Advantageously, the fabrication method allows the layout microchannels to be protected before the machining step, in order to protect the microchannels during the subsequent fabrication steps, especially during the machining S20 step of the hole 16. A step S18 of filling with a malleable material can be further included. Similarly, other microfluidic features of the layout can be filled with a malleable material. This material can be removed S40 later (step S20 or thereafter). If used, the malleable material is preferably removed after the polishing step S24. More preferably, in order to protect the microfluidic features even in the singulation process, the material is removed only after the step S30 of singulation.

可鍛性の材料とは、保護のため、マイクロ流体フィーチャを充てんし塞ぐために使用可能な任意の材料を指す。通常、この可鍛性の材料は、それを加熱および融解し、その後マイクロ流体フィーチャの適切な洗浄およびすすぎを行うことによって除去することが可能である。かかる材料は、ワックス、フォトレジスト、またはさらに一般的には、一つ以上のポリマーを含み得る。   A malleable material refers to any material that can be used to fill and plug microfluidic features for protection. Typically, this malleable material can be removed by heating and melting it followed by appropriate washing and rinsing of the microfluidic features. Such materials may include wax, photoresist, or more generally one or more polymers.

フォトレジストは、露光によりレジストの架橋を切断(un−crosslink)し、それによって非常に溶け易くし、これが後の簡単な除去を容易にするので、チャネルを清浄にできる点で有利ある。望ましくは、この可鍛性の材料は、ダイシング作業に通常使用される液体(例えば、基板10およびヘッドを冷却するために水が使われる可能性がある)に不溶である必要がある。フォトレジスト類は非常にクリーンでフィルタ処理され、これらが何らかの粒子状物質を残す可能性はほとんどない。より一般的には、光反応性材料には利点があることが判明していると言える。   Photoresists are advantageous in that the channel can be cleaned because exposure exposes un-crosslinks of the resist, thereby making it very soluble, which facilitates subsequent easy removal. Desirably, the malleable material should be insoluble in liquids commonly used in dicing operations (eg, water may be used to cool the substrate 10 and head). Photoresists are very clean and filtered, and they are unlikely to leave any particulate matter. More generally, it can be said that photoreactive materials have been found to have advantages.

別法として、チャネルを充てんして塞ぐため、低温(約60〜80℃)ワックスを使ってもよい。穴部を機械加工した後、ワックスを加熱し、次いで真空を使って除去することができる。また、例えばヘプタンを使って溶解することも可能である。(例えば80℃で)低粘度を有する任意のクリーンな低温ワックスは、この目的に潜在的に適している可能性があろう。   Alternatively, low temperature (about 60-80 ° C.) wax may be used to fill and plug the channel. After machining the holes, the wax can be heated and then removed using a vacuum. It is also possible to dissolve using, for example, heptane. Any clean low temperature wax having a low viscosity (eg, at 80 ° C.) may potentially be suitable for this purpose.

別形において、他のポリマーも使用が可能で、これらは、光、温度、または溶媒によって溶解させるもしくは液化させるまたはその両方が可能である。   Alternatively, other polymers can be used, which can be dissolved or liquefied by light, temperature, or solvent, or both.

ここまで、事前加工された基板が利用可能であった(図1、2中のステップS16)という仮定で、本作製方法の最も基本的態様を説明してきた。さりながら、本作製方法の実施形態は、川上の作製ステップ(図1、2中のS8、S10、S12)を含むことができる。   Up to this point, the most basic aspect of the manufacturing method has been described on the assumption that a pre-processed substrate has been available (step S16 in FIGS. 1 and 2). Needless to say, the embodiment of the manufacturing method may include a upstream manufacturing step (S8, S10, and S12 in FIGS. 1 and 2).

とりわけ、かかるステップはマイクロチャネル123、124、224を溝彫りするステップ(S12)を含み得る。層11、12のうちの一つの表面、例えば層12の上部面120u上にマイクロチャネルが溝彫りされる。これらの層が、例えば接着の後、他方の層によって閉じられる限り、二つの層のどちらの層上にチャネルが溝彫りされるかは、原理的にはかかわりはない。   In particular, such a step may include a step of grooving microchannels 123, 124, 224 (S12). A microchannel is grooved on the surface of one of the layers 11, 12, for example on the upper surface 120 u of the layer 12. As long as these layers are closed, for example after bonding, by the other layer, it does not matter in principle on which of the two layers the channel is grooved.

マイクロチャネルを溝彫りするステップS12は、望ましくはマイクロ加工によって遂行される。これは、フォトリソグラフィまたはマイクロマシニングを含み得る。溝は、例えば、工具によって、基底層120の上部面上に直接的に、彫り込むもしくはフライス加工するまたはその両方で行うことができる。この溝は、例えば円形、正方形、U、またはV断面など、任意の適切な断面形状を有してよい。必要な工具は、基底層の材料に合わせて選択すればよい。別形では、レーザ切除を考えることも可能である。さらに有利には、マイクロチャネルの作製のために、深反応性イオンエッチング(DRIE:deep reactive ion etching)が使われる。上記以外に、このマイクロ加工は、通常、マイクロチャネルの各々を湿式またはドライ・エッチングするステップも含み得る。有利には、本明細書で提案するウエハレベルでのアプローチによって、チャネル群を全部一度にエッチングすることができる。   Step S12 for grooving the microchannel is preferably performed by micromachining. This can include photolithography or micromachining. Grooves can be made, for example, by tooling, engraving and / or milling directly on the top surface of the base layer 120. The groove may have any suitable cross-sectional shape, such as a circular, square, U, or V cross section. The necessary tool may be selected according to the material of the base layer. Alternatively, laser ablation can be considered. More advantageously, deep reactive ion etching (DRIE) is used for the fabrication of the microchannel. In addition to the above, the microfabrication can also typically include wet or dry etching each of the microchannels. Advantageously, the group of channels can be etched all at once by the wafer level approach proposed herein.

本作製は、マイクロチャネルを溝彫りするステップS12の後、二つの層11、12を整列して接着するステップをさらに含み得る、図1または2中のステップS14を参照。
なお、図1において、層12の上部面120uは、層11の下部面110l(図1の最下部)と同様、読者の目の方に向いている。但し、層11の下部面110lが、図1中のステップS16で層12の上部面120uに面するように、層11は、接着ステップS14の前に反転される。
The fabrication can further include aligning and bonding the two layers 11, 12 after step S12 of grooving the microchannel, see step S14 in FIG.
In FIG. 1, the upper surface 120u of the layer 12 faces the reader's eyes, like the lower surface 110l of the layer 11 (the lowermost portion in FIG. 1). However, the layer 11 is inverted before the bonding step S14 so that the lower surface 110l of the layer 11 faces the upper surface 120u of the layer 12 in step S16 in FIG.

第一の例として、600℃で4時間の間、ガラス層11、12に熱接着を施すことができる(加熱および冷却速度:75℃/時間)。これは、ガラス基板の溶融接着(不可逆)をもたらす。ガラス基板を用いる場合、応力を回避するためには冷却速度が100℃/時間を超えないことが望ましい。さらに、ガラス・ウエハの熱膨張が等しい必要がある。   As a first example, the glass layers 11 and 12 can be thermally bonded at 600 ° C. for 4 hours (heating and cooling rate: 75 ° C./hour). This results in melt adhesion (irreversible) of the glass substrate. When a glass substrate is used, it is desirable that the cooling rate does not exceed 100 ° C./hour in order to avoid stress. Furthermore, the thermal expansion of the glass wafer must be equal.

別の例として、二つのSiウエハ11、12の組み立ては、蓋ウエハの研磨側上への、約3μmのポリイミド接着剤(ドイツ、ノイ−イーゼンブルク、HD Microsystems(R)GmbH社製)のスピンコーティング、およびその後の両ウエハの配列および接着によって達成が可能である。接着は、320℃、2バール(約2.0MPa)の圧力で10分間(PRESSYS LE、Paul−Otto Weber(R)GmbH社、ドイツ、レムスハルデン)行われる。その後、MFPヘッドはダイスカットして保管することができる。   As another example, the assembly of the two Si wafers 11, 12 is a spin coating of approximately 3 μm polyimide adhesive (HD Microsystems® GmbH, Neu-Isenburg, Germany) onto the polishing side of the lid wafer. And subsequent alignment and bonding of both wafers. Adhesion is carried out at 320 ° C. and a pressure of 2 bar (approx. 2.0 MPa) for 10 minutes (PRESSSYS LE, Paul-Ototo Weber® GmbH, Remshalden, Germany). Thereafter, the MFP head can be diced and stored.

これらの川上の作製ステップは、他のマイクロ流体フィーチャをさらに対象とすることが可能で、例えば、これらには、とりわけ、ビア111、112の機械加工ステップS10を含めることが可能である。すなわち、n個のレイアウト14の各々に対し、それぞれのマイクロチャネル123、124に垂直に連結するため、少なくとも一つのビア111、112を設けることができる。簡単にするために、ビアは、望ましくは、これらが、チャネル123、124を既にシールしているのと同じ層11によって容易に閉じることができるように、層12を貫通するスルー・ホールとして機械加工される。ヘッド100の垂直作動を簡単に可能にするために、層12中の120u側の反対の側から連結するため、さらなる装備(配管ポートおよび管)を設けることができる。   These upstream fabrication steps can further target other microfluidic features, for example, these can include, among other things, the machining step S10 of the vias 111,112. That is, for each of the n layouts 14, at least one via 111, 112 can be provided to connect perpendicularly to the respective microchannels 123, 124. For simplicity, the vias are preferably machined as through holes through the layer 12 so that they can be easily closed by the same layer 11 that has already sealed the channels 123, 124. Processed. Additional equipment (plumbing ports and pipes) can be provided to connect from the side opposite the 120u side in the layer 12 to allow easy vertical movement of the head 100.

他の作製ステップは、とりわけ、接着の前に層の整列するため、各層11、12中の整列穴21、22の生成(それぞれステップS8、S6)を対象とすることが可能である。   Other fabrication steps can be directed, inter alia, to the creation of alignment holes 21, 22 in each layer 11, 12 (steps S8, S6, respectively) to align the layers prior to bonding.

図5は、ガラス層11、12をドリル穿孔するため特に使い易い幾何学仕様のセットの一例を示す。両方の層の整列穴21、22を一緒にドリルすればよい。このため、層11、12は、前もって例えばワックスを使って一緒に接着することが可能である。次いで、両方の層11、12を貫通して、整列穴21、22をドリルすることができる。ビア111、112に関しては、ドリル穿孔は、一つの層12だけがビア111、112を含むように、両方の層11、12の接触面で停止する。   FIG. 5 shows an example of a set of geometric specifications that are particularly easy to use for drilling glass layers 11, 12. The alignment holes 21 and 22 in both layers may be drilled together. For this reason, the layers 11, 12 can be bonded together beforehand, for example using wax. The alignment holes 21, 22 can then be drilled through both layers 11, 12. For vias 111, 112, drilling stops at the contact surface of both layers 11, 12 so that only one layer 12 includes vias 111, 112.

ガラス・ウエハを用いる場合、例えばコンピュータ数値制御(CNC:computer numerical control)マシンでの、高精度のガラスドリル穿孔のため、適切なホルダを有利に使用することができる。   When using glass wafers, suitable holders can advantageously be used for high precision glass drilling, for example in a computer numerical control (CNC) machine.

例えば、500μmの厚さおよび4インチ(約10cm)のウエハ・サイズを有する、Schott Borofloat(R)33ホウケイ酸塩ガラス・ウエハを用いるとよい。望ましい最小穴径は0.25mmである。この場合、望ましいドリル穿孔パラメータは、
− 小穴(0.4mm):30,000rpmで、30mm/分、且つ
− 整列穴(1.5mm):25,000rpmで、25mm/分、
である。
For example, a Schott Borofloat® 33 borosilicate glass wafer having a thickness of 500 μm and a wafer size of 4 inches (about 10 cm) may be used. A desirable minimum hole diameter is 0.25 mm. In this case, the desired drilling parameters are
-Small hole (0.4 mm): 30,000 rpm, 30 mm / min; and-Alignment hole (1.5 mm): 25,000 rpm, 25 mm / min.
It is.

ドリル穿孔は、望ましくは、水性冷却液中で行われる。ダイヤモンド・コートされたドリルを使うとよい。   Drilling is desirably performed in an aqueous coolant. Use a diamond-coated drill.

中央穴部は、標準のフライス盤およびダイヤモンド・ドリルを使ってマニュアルでドリル穿孔する(20mm直径)ことができる。中央穴部の研磨は、研磨パッドおよび1マイクロメートルのダイヤモンド・ペーストを使って実施すればよい。ヘッドを個辺化するため、その後で標準的ダイスカットを行うことができる。   The central hole can be manually drilled (20 mm diameter) using a standard milling machine and diamond drill. The central hole may be polished using a polishing pad and a 1 micrometer diamond paste. A standard die cut can then be made to singulate the head.

図4中に示されるように、同じセットのレイアウト14が全て同一である必要はなく、同図では、基板10aの四つのレイアウトが、残りのレイアウトに比較して追加されたマイクロチャネルを表している。この図でも、マイクロチャネルは、同様に、これらチャネルが中央穴部で交わり、後の段階でドリル穿孔され、研磨され、最終的に開口部を形成するように配置されている。このレイアウトに対し、ウエハ・サイズは100mmであり、ドリル穿孔される中央穴部の直径は20mmである。   As shown in FIG. 4, the same set of layouts 14 need not all be identical, in which the four layouts of the substrate 10a represent the added microchannels compared to the remaining layouts. Yes. Again in this figure, the microchannels are similarly arranged so that they meet at the central hole and are drilled and polished at a later stage, eventually forming an opening. For this layout, the wafer size is 100 mm and the diameter of the central hole to be drilled is 20 mm.

いくつかのMFPの応用では、ヘッドのレベルで電極を設計する必要がある。この点において、本作製方法は金属化に完全に対応可能である。金属化は、望ましくは、層11、12のうちの一つだけに行われる。例えば、ガラス上にPt/Tiパターンを構成することが知られている。電極は、加熱、電気化学的感知などのために有利に実装することができる。   In some MFP applications, it is necessary to design the electrodes at the head level. In this respect, the present manufacturing method can completely cope with metallization. The metallization is preferably performed on only one of the layers 11, 12. For example, it is known to form a Pt / Ti pattern on glass. The electrodes can be advantageously implemented for heating, electrochemical sensing, and the like.

この点において、本方法は外部電気パッドを簡単に作製することを可能にする。例えば、二つの層11、12の各々がほぼディスク形状を有すると仮定し、層11には、層12よりも小さな平均直径が与えられるとする。これら二つの層を整列する際に、層12の外側部分はしかして、層11で覆われないようにするものとする。これは、この外側部分のレベルに追加の機能的フィーチャを設けることを可能にする。具体的には、層12のこの外側部分が少なくとも部分的に金属化されるように、層12の上部側120uを(少なくとも部分的に、または選択的に)金属化すればよい。金属化は、通常、より大きな層全体の上に選択的に行われる。これにより、該外側部分上に設けられた金属化パッドを介して接続が可能な、加熱構造体または電気化学的電極などのマイクロ構造体を得ることができる。より小型のウエハは、電極の接点パッドへのフリーアクセスを確実にする。前述と同様に、チャネル123、124は、これらの作製が金属化処理から切り離されているので、層11、12のどちらの上に設けることも可能である。   In this respect, the present method allows an external electrical pad to be easily made. For example, assume that each of the two layers 11, 12 has a substantially disk shape, and that layer 11 is given a smaller average diameter than layer 12. When aligning these two layers, the outer portion of layer 12 should therefore not be covered by layer 11. This makes it possible to provide additional functional features at the level of this outer part. Specifically, the upper side 120u of layer 12 may be metallized (at least partially or selectively) such that this outer portion of layer 12 is at least partially metallized. Metallization is usually performed selectively on the entire larger layer. Thereby, a microstructure such as a heating structure or an electrochemical electrode that can be connected via a metallization pad provided on the outer portion can be obtained. Smaller wafers ensure free access to the electrode contact pads. As before, the channels 123, 124 can be provided on either of the layers 11, 12 because their fabrication is separated from the metallization process.

ここで、本作製方法の収量を増大させることを可能にする改良点を、図6および7を参照しながら説明する。   Here, an improvement which makes it possible to increase the yield of the production method will be described with reference to FIGS.

作製収量を増大する一つのやり方は、レイアウトの同心リングを利用して、ウエハ表面を最大限に利用することである(図6参照)。例えば、同じ二層基板10上にレイアウト14の同心環状の二つの(またはそれ以上の)セット(内側セットおよび外側セット)を設けることができる。内側セットおよび外側セットの各々は、それぞれのセット中に環状に分置されたプローブ・ヘッド・レイアウト14i、14oを含む。次いで、内側セットのマイクロチャネルを遮断する第一シリンダ壁を生成するため、第一穴部を機械加工すればよい(ステップS20i)。次に、基板10の内側セット14iを含む部分を、基板10の残りの部分から分離することによって、第二穴部を機械加工する(ステップS20o)ことが可能である。該穴部は、外側セット14oのマイクロチャネルを遮断する第二シリンダ壁を生成する。先に述べたように、第一および第二シリンダ壁を生成するために、同じまたは同質の機械加工技法を用いることが可能である。   One way to increase the production yield is to use the concentric rings of the layout to make the best use of the wafer surface (see FIG. 6). For example, two (or more) concentric annular sets (inner set and outer set) of the layout 14 can be provided on the same bilayer substrate 10. Each of the inner and outer sets includes a probe head layout 14i, 14o that is annularly disposed in the respective set. Then, the first hole may be machined to generate a first cylinder wall that blocks the inner set of microchannels (step S20i). Next, the second hole can be machined by separating the portion including the inner set 14i of the substrate 10 from the remaining portion of the substrate 10 (step S20o). The hole creates a second cylinder wall that blocks the microchannels of the outer set 14o. As mentioned above, the same or homogeneous machining techniques can be used to produce the first and second cylinder walls.

作製収量を増大する別のやり方は、例えば、ディスクを貫通する穴部を機械加工する前に、重ね合されたディスクを準備することによって、第三寸法、すなわちウエハ表面への垂直方向を利用することである(図7参照)。例えば、ステップS16で、それぞれの二層基板10上にあるプローブ・ヘッド・レイアウト14のいくつかのセットを準備することができる。次いで、ステップS19で、これらの基板10を重ね合わせ、その後、全ての重ね合された基板を貫通して、これら積み重ねられた基板10のほぼ中央に穴部を機械加工すること(S20)が可能である。これは穴部16の生成をもたらし、これの壁18が重ね合された基板10の各々中のマイクロチャネルを遮断する。前述したように、得られた穴部16のシリンダ壁は必要に応じて研磨される。   Another way to increase fabrication yield is to take advantage of the third dimension, i.e., normal to the wafer surface, for example by preparing a superimposed disk prior to machining a hole through the disk. (Refer to FIG. 7). For example, in step S16, several sets of probe head layouts 14 on each bilayer substrate 10 can be prepared. Next, in step S19, these substrates 10 are overlapped, and then a hole can be machined in the approximate center of these stacked substrates 10 through all the stacked substrates (S20). It is. This results in the creation of holes 16, which block the microchannels in each of the superimposed substrates 10. As described above, the cylinder wall of the obtained hole 16 is polished as necessary.

図6および7の実施形態は組み合せることが可能である。同心リングの数×重ね合された基板の数、に応じて作製収量が増大する。   The embodiments of FIGS. 6 and 7 can be combined. The production yield increases according to the number of concentric rings × the number of superposed substrates.

次いで図1、3〜5、8、および9を併せ参照しながら、ここで本発明の別の態様を説明するものとし、これは、本作製方法によって得られたMFPに関する。前述した作製方法と同様に、このMFPも、第一層110および第二層120を含むものとする。後者の層は、一つ以上のマイクロチャネル123、124を呈示し、これらは、図8で最善に見られるように、それぞれの溝で区画され、第二層120の上部面120uに開口し、第一層110の下部面110lの一部で閉じられる。また、機械加工処理S20、S24の結果として、開口121が、マイクロチャネルの終端に、これらチャネルが中に溝彫りされた層120の縁端部320のレベルで区画される。縁端部面320は、ヘッドの各層110、120の縁端部面310、320によって区画される処理表面の部分を形成する。当然のことながら、先に述べたように、かかるMFPヘッドは、マイクロチャネルを連結するビア111、112など、他のマイクロ流体フィーチャを含むことができる。   Next, another aspect of the present invention will now be described with reference also to FIGS. 1, 3-5, 8, and 9, which relates to an MFP obtained by the present fabrication method. Similarly to the manufacturing method described above, this MFP also includes the first layer 110 and the second layer 120. The latter layer presents one or more microchannels 123, 124 that are delimited by respective grooves and open to the upper surface 120u of the second layer 120, as best seen in FIG. A part of the lower surface 110l of the first layer 110 is closed. Also, as a result of the machining processes S20, S24, an opening 121 is defined at the end of the microchannel at the level of the edge 320 of the layer 120 in which these channels are grooved. The edge surface 320 forms the portion of the processing surface that is bounded by the edge surfaces 310, 320 of each layer 110, 120 of the head. Of course, as noted above, such an MFP head may include other microfluidic features such as vias 111, 112 connecting the microchannels.

なお、得られたMFPヘッドは、必ずしも、前述した作製方法によって左右されない。
− 第一に、さらに詳細に図9を参照すると、MFPヘッド100の処理表面310、320は、(凹面を除去するための追加の実質な表面処理が行われていなければ)穴部16の機械加工ステップS20に起因して凹面であり得る。
− 第二に、次いで図5、8、および9を参照すると、ヘッド100の一般的形状は、レイアウト14の当初の環状分置をさらに反映し得る。例えば、ヘッドは、例として±π/10の許容差を条件として、2π/nに近い角度をなす側縁部(または少なくともその部分)を有し得る。この許容差は、レイアウト中のヘッドのスペーサ・ストライプ(図1または3中の点線を参照)、および使われる個辺化技法の如何に左右される。しかしながら、得られる縁部は、個辺化ステップの過程で十分な注意が払われることを条件として、通常、2π/n±π/20の角度を呈すべきである。
− ヘッド100は、本作製技法の他の明確な特徴をさらに呈することが可能で、例えば、
〇 側縁部の微細表面状態は、使われる相異なる技法(すなわち、側縁部の個辺化、対、処理表面の機械加工/ドリル穿孔/研磨)に所以して、処理表面の状態とは異なり得、そして
〇 本作製技法からは、(分円図のセクタに類似した)ヘッド100の扇形の形状、と、さらに一般的には、レイアウトの当初の環状分置の残余と、レイアウトの対称性と、処理表面を生成するため機械加工された穴部16などとがもたらされ得る。
The obtained MFP head is not necessarily influenced by the manufacturing method described above.
First, referring to FIG. 9 in more detail, the processing surfaces 310, 320 of the MFP head 100 are machined in the hole 16 (unless additional substantial surface treatment has been performed to remove the concave surface). It may be concave due to the processing step S20.
Second, referring now to FIGS. 5, 8 and 9, the general shape of the head 100 may further reflect the original annular placement of the layout 14. For example, the head may have a side edge (or at least that portion) that forms an angle close to 2π / n, for example, subject to a tolerance of ± π / 10. This tolerance depends on the spacer stripes of the head in the layout (see dotted lines in FIG. 1 or 3) and the individualization technique used. However, the resulting edge should typically exhibit an angle of 2π / n ± π / 20, provided that sufficient care is taken during the individualization step.
The head 100 may further exhibit other distinct features of the fabrication technique, for example,
O The fine surface condition of the side edge is different from the condition of the treated surface due to the different techniques used (ie, individualization of the side edge, vs. machining / drilling / polishing of the treated surface). And 〇 From this fabrication technique, the fan-shaped shape of the head 100 (similar to a sector in a quadrant), and more generally, the remainder of the initial annular placement of the layout and the symmetry of the layout Properties and holes 16 machined to create a treated surface may be provided.

ここで、ヘッド100には、個片化の後、これらが前述の本作製の明確な特徴の全てを必ずしも保持可能でないように、後続の処理または加工を施すことも可能である。   Here, after the singulation, the head 100 can be subjected to subsequent processing or processing so that they cannot always retain all of the above-described distinct features of the present production.

先に述べたように、MFPの典型的な実施形態は、少なくとも二つのマイクロチャネル123、124、および、これに整合して、これらマイクロチャネルをそれぞれ垂直に連結する少なくとも二つのビア111、112を含む。また、層11、12のうちの一つの外側部は、電気パッドを備えるため、部分的に金属化することができる。この外側部は、処理表面310、320の反対側にある。   As previously mentioned, an exemplary embodiment of an MFP includes at least two microchannels 123, 124 and at least two vias 111, 112 aligned therewith and vertically connecting the microchannels, respectively. Including. Also, one outer portion of layers 11 and 12 can be partially metallized because it includes an electrical pad. This outer portion is on the opposite side of the processing surfaces 310, 320.

マイクロチャネル123、124に加え、図8に示されるように、横方向チャネル224も設けることもできよう。興味深いことに、横方向チャネルの終端に開口222を区画するため、個辺化ステップを利用することが可能である。   In addition to the microchannels 123, 124, a lateral channel 224 could be provided as shown in FIG. Interestingly, it is possible to use an individualization step to partition the opening 222 at the end of the lateral channel.

図8は、本作製方法の実施形態より得られた二層MFPヘッド100の処理端部の図を示す。ヘッド100は、基底層120を有し、処理液のマイクロチャネル123、124は、浸漬液のマイクロチャネル224(本図には一つの横方向チャネルだけが示されている)と一緒に設けられている。各チャネルはそれぞれの開口121、122、222に流体連通し、この例では、各開口は基底層120の面上に位置している。カバー層110は、基底層120の上部面120u上に開口するチャネルを閉じている。開口は、基底層120の縁端部表面320のレベルに形成される。本作製工程に所以して、処理表面310、320は、通常、鋭形となり、これは、対象となる面200上へのコンパクトな液体堆積を可能にし、容易な光学的監視のための余地を残す。図8では頂部の凹面は見えない。   FIG. 8 shows a view of the processing end of the two-layer MFP head 100 obtained from the embodiment of the manufacturing method. The head 100 has a basal layer 120, and the processing liquid microchannels 123, 124 are provided together with the immersion liquid microchannel 224 (only one lateral channel is shown in the figure). Yes. Each channel is in fluid communication with a respective opening 121, 122, 222, and in this example, each opening is located on the surface of the base layer 120. The cover layer 110 closes a channel that opens on the upper surface 120 u of the base layer 120. The opening is formed at the level of the edge surface 320 of the base layer 120. Due to this fabrication process, the treated surfaces 310, 320 are typically sharp, which allows for compact liquid deposition on the target surface 200, leaving room for easy optical monitoring. leave. In FIG. 8, the concave surface at the top is not visible.

ビア111および112(図8、9中では見えない)との流体連通を可能にするため、本ヘッドには配管ポート(図示せず)をさらに設けることができる。ビアとポートとは、それぞれのビアを介してポートから開口121、122、222への流体連通が可能なように構成するものとする。   In order to allow fluid communication with vias 111 and 112 (not visible in FIGS. 8 and 9), the head can be further provided with a piping port (not shown). The via and the port are configured so as to allow fluid communication from the port to the openings 121, 122, and 222 through the respective vias.

用途の一例として、図9に模式的に示されるように、ヘッドを面200の近傍に移動するとき、処理液PLは開口121を通して分注することができ、これは浸漬液IL(おそらくはヘッドの横側開口を介して供給され、図9には示されていない)と合体して溶け合うことになる。なお、諸寸法、特に開口の寸法は原寸に比例しておらず、明瞭化のため意図的に誇張されている。デバイス100は、望ましくは、層流を得ることが可能なように構成される。諸開口の寸法は、実際は、例えば数十マイクロメートルであり得る。これらは、通常、数十〜数百マイクロメートルに寸法設定される。本図では処理チャネル/開口のペアが用いられているので、処理液PLは、浸漬液ILの一部と一緒に、開口122で吸引することができる。開口121と122との間で流路を逆にしてもよい、すなわち処理液を開口122から投入し、開口121が液体を吸引してもよい。作動中、処理液は、基本的に開口121および122のすぐ近くに配置され、通常、ヘッド100の近傍だけに存在が可能な浸漬液によって取り囲まれる。   As an example of the application, as schematically shown in FIG. 9, when moving the head in the vicinity of the surface 200, the processing liquid PL can be dispensed through the opening 121, which is the immersion liquid IL (perhaps the head's Supplied through the lateral opening and not shown in FIG. 9). Note that the dimensions, particularly the dimensions of the openings, are not proportional to the original dimensions, but are intentionally exaggerated for the sake of clarity. The device 100 is desirably configured to allow laminar flow. The dimensions of the openings can actually be, for example, tens of micrometers. These are usually sized to tens to hundreds of micrometers. Since the processing channel / opening pair is used in this figure, the processing liquid PL can be sucked through the opening 122 together with a part of the immersion liquid IL. The flow path may be reversed between the openings 121 and 122, that is, the processing liquid may be supplied from the opening 122, and the opening 121 may suck the liquid. During operation, the processing liquid is basically located in the immediate vicinity of the openings 121 and 122 and is usually surrounded by an immersion liquid that can exist only in the vicinity of the head 100.

ここで、図9に模式的に表されているように、作製工程から自然にもたらされた、処理表面310、320の凹面を、処理表面と処理対象面との間に形成される凸空間中に液体を閉じ込めるために利用することができる。但し、それはあっても、浸漬液が処理液を流体力学的に閉じ込め、これにより、処理液が分散するのを回避することが必要であり得る。そうではあるが、デバイスが該面に接触しているとき、この頂部の凹面形状が、この凹面内への処理液のフローのある程度の閉じ込めを既に確実にしている。このモードの作業では距離の制御は不要である。なお、特定の量の液体を包含するよう「設計」するために、この頂部の曲率を変えることができる。最後に、この曲率は、固有の流れ抵抗を定義し、フローの閉じ込めの幾何学的形状に影響を与える。   Here, as schematically shown in FIG. 9, the concave surface of the processing surfaces 310 and 320 naturally formed from the manufacturing process is formed as a convex space formed between the processing surface and the processing target surface. Can be used to confine liquids inside. However, even so, it may be necessary for the immersion liquid to hydrodynamically confine the treatment liquid, thereby avoiding the dispersion of the treatment liquid. Nevertheless, when the device is in contact with the surface, the concave shape at the top already ensures some confinement of the flow of processing liquid into the concave surface. In this mode of operation, distance control is not necessary. It should be noted that this top curvature can be altered to “design” to include a specific amount of liquid. Finally, this curvature defines the inherent flow resistance and affects the flow confinement geometry.

前述したようなMFPヘッドは、とりわけ表面処理応用に特に有用である。上記の応用は、生物学的応用と違って、液体および化学物質の潜在的により小さなパターンとより広い範囲とを必要とする。基底層12を作製するため薄いSiウエハ(例えば厚さ100μm)を用い、従来のDRIEまたは集束イオンビームを使って、例えば、横方向寸法が10μmより小さい明確に区画された開口を作製することも可能で、十分な厚さを有するSi蓋11でヘッドの機械的強度を確保することができる。また、本明細書で説明したような積層ヘッドは、層11、12上に多くのポートを加えるための十分なスペースを残すのに十分に扇形展開する水平のマイクロチャネルを有し、開口を小さくして相互に近接させることが可能なので、多くの処理液の使用に対しより適している。さらに、より一般的には、本MFP技術は、面をパターン取りし、材料を処理し、面上の生態分子および細胞を堆積および除去し、面上の細胞および生体分子を分析し、面上に化学勾配を生成し、組織切片などの複雑な生物試料を調査し、および先細のキャビティなど独特なプロフィールを有する構造体を生成する、潜在力を有する。   The MFP head as described above is particularly useful for surface treatment applications, among others. The above applications, unlike biological applications, require potentially smaller patterns and wider ranges of liquids and chemicals. A thin Si wafer (eg, 100 μm thick) may be used to make the base layer 12, and a well-defined aperture having a lateral dimension of less than 10 μm, for example, may be made using conventional DRIE or focused ion beams. It is possible, and the mechanical strength of the head can be secured by the Si lid 11 having a sufficient thickness. The stacked head as described herein also has horizontal microchannels that fan out sufficiently to leave enough space on the layers 11 and 12 to add many ports, with small openings. And can be brought close to each other, which is more suitable for the use of many processing solutions. Furthermore, more generally, the MFP technology patterns the surface, processes the material, deposits and removes biomolecules and cells on the surface, analyzes the cells and biomolecules on the surface, It has the potential to generate chemical gradients, explore complex biological samples such as tissue sections, and generate structures with unique profiles such as tapered cavities.

本明細書で説明した方法は、MFPヘッドおよびMFPチップの作製に用いることができる。産出されたヘッド/チップは、作製者によって生の形で(すなわち、構造化された二層基板)またはパッケージされた形で流通させることが可能である。後者の場合、チップは、単一のチップ・パッケージ中に搭載すればよい。いずれの場合も、その後、ヘッドまたはチップは他の素子と共に(a)中間製品、または(b)最終製品の部分として組み込むことができる。   The methods described herein can be used to fabricate MFP heads and MFP chips. The produced head / chip can be distributed in raw form (ie, a structured two-layer substrate) or packaged form by the manufacturer. In the latter case, the chip may be mounted in a single chip package. In either case, the head or chip can then be incorporated with other elements as part of (a) the intermediate product or (b) the final product.

前述の実施形態は、添付の図面を参照しながら簡潔に説明されており、多くの別形を包含し得る。前述のフィーチャのいくつかの組み合せを考えることができる。かかる組み合せの例が図中に示されている。限られた数の実施形態、別形、および添付の図面を参照して本発明を説明してきたが、当業者には当然のことながら、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変更を加えることができ、等価物で代替することも可能である。具体的には、所与の実施形態、別形において言及された、または図面中に示された(デバイス様または方法様の)フィーチャは、本発明の範囲を逸脱することなく、別の実施形態、別形、または図面中の別のフィーチャと組み合わせる、またはそれで代替することが可能である。前述の諸実施形態または変形のいずれかに関し説明されたフィーチャの様々な組み合わせは、したがって、添付の特許請求の範囲内にとどまることが意図されている。さらに、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるため、本発明の範囲を逸脱することなく多くのマイナーな修改を加えることも可能である。したがって、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されるものでなく、本発明は、添付の特許請求の範囲内に含まれる全ての実施形態を包含することが意図されている。さらに、前述において明示で触れた以外の多くの他の別形を考案することが可能である。例えば、本明細書に明示で述べたもの以外の材料を層11、12の各々に用いることができよう。同様に、チャネル、ビア、開口は、異なる寸法で設けることができよう。   The foregoing embodiments have been described briefly with reference to the accompanying drawings and may include many variations. Several combinations of the aforementioned features can be considered. An example of such a combination is shown in the figure. Although the present invention has been described with reference to a limited number of embodiments, alternatives, and accompanying drawings, it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It can be added and can be replaced by an equivalent. In particular, features (device-like or method-like) mentioned in a given embodiment, variant, or shown in the drawings may be used in another embodiment without departing from the scope of the invention. , Alternatives, or combined with or substituted for other features in the drawings. Various combinations of the features described with respect to any of the foregoing embodiments or variations are therefore intended to remain within the scope of the appended claims. In addition, many minor modifications may be made to adapt a particular situation or material to the teachings of the invention without departing from the scope of the invention. Accordingly, the invention is not limited to the specific embodiments disclosed, but the invention is intended to embrace all embodiments that fall within the scope of the appended claims. Moreover, many other variants other than those explicitly mentioned above can be devised. For example, materials other than those explicitly described herein could be used for each of layers 11 and 12. Similarly, the channels, vias, and openings could be provided with different dimensions.

10、10a 二層基板
100 マイクロ流体プローブ(MFP)ヘッド(群)
11、12 基板の第一および第二層
110 ヘッド100の第一(蓋)層
110l 第一層11、110の下部面
111、112 垂直ビア
120 ヘッド100の第二(基底)層
120u 第二層12、120の上部面
121、122 マイクロチャネルの開口
123、124 マイクロチャネル
14 MFPレイアウト
14i、14o 同心プローブ・ヘッド・レイアウト
16 中央穴部
18 中央穴部を区切るシリンダ壁
21、22 整列穴
222 横方向マイクロチャネル開口
224 横方向マイクロチャネル
310、320 ヘッドの処理表面
10, 10a Double-layer substrate 100 Microfluidic probe (MFP) head (s)
11, 12 First and second layers of substrate 110 First (lid) layer of head 100 110l Lower surface of first layers 11, 110 111, 112 Vertical via 120 Second (base) layer of head 100 120u Second layer 12, 120 Upper surface 121, 122 Microchannel opening 123, 124 Microchannel 14 MFP layout 14i, 14o Concentric probe head layout 16 Center hole 18 Cylinder wall delimiting the center hole 21, 22 Alignment hole 222 Lateral direction Microchannel opening 224 Transverse microchannel 310, 320 Processing surface of head

Claims (10)

マイクロ流体プローブ・ヘッドの作製方法であって、前記方法は、
二つの層を含む同じ二層基板上にn個のマイクロ流体プローブ・ヘッド・レイアウトのセットを設けるステップを含み、
前記レイアウトは前記二層基板上に環状に分置され、前記レイアウトの各々が、
前記二層基板の前記二つの層の一方の層の部分に対応する第一層、および
前記二層基板の前記二つの層の他方の層の部分に対応する第二層であって、当該第二層の上部面に開口し、前記第一層の下部面の部分により閉じられた溝によって区画される少なくとも一つのマイクロチャネルを含む、前記第二層を含み、
前記二層基板のほぼ中央に穴部を機械加工するステップであって、前記穴部を区画し(delimit)、かつ前記レイアウトの前記少なくとも一つのマイクロチャネルの各々を遮断するシリンダ壁を生成し、前記レイアウトの各々の前記少なくとも一つのマイクロチャネルが、前記溝の終端部のシリンダ壁のレベルに形成された少なくとも一つの各開口にまで延びているように、機械加工するステップと、
n個のマイクロ流体プローブ・ヘッドを得るため前記n個のレイアウトの各々を個片化するステップと、
を含む方法。
A method of making a microfluidic probe head, the method comprising:
Providing a set of n microfluidic probe head layouts on the same bilayer substrate comprising two layers;
The layout is annularly arranged on the two-layer substrate, and each of the layouts includes:
A first layer corresponding to a portion of one of the two layers of the two-layer substrate, and a second layer corresponding to a portion of the other of the two layers of the two-layer substrate, The second layer comprising at least one microchannel open to a top surface of the two layers and defined by a groove closed by a portion of the bottom surface of the first layer;
Machining a hole substantially in the middle of the bilayer substrate, creating a cylinder wall that delimits the hole and blocks each of the at least one microchannel of the layout; Machining such that at least one microchannel of each of the layouts extends to at least one respective opening formed at the level of a cylinder wall at the end of the groove;
singulating each of the n layouts to obtain n microfluidic probe heads;
Including methods.
前記個片化するステップの前に、前記シリンダ壁を研磨するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, further comprising polishing the cylinder wall prior to the singulation step. 前記機械加工するステップの前に、ワックス、ポリマーまたはフォトレジストを含む可鍛性の材料を使って、前記プローブ・ヘッド・レイアウトの前記マイクロチャネルを充てんするステップと、
前記機械加工するステップの後、前記可鍛性の材料を除去するステップであって、可鍛性材料の前記除去は、望ましくは前記シリンダ壁を研磨するステップの後で、さらに望ましくは前記n個のレイアウトの各々を個片化するステップの後で遂行される、前記除去するステップと
をさらに含む、請求項1または2に記載の方法。
Filling the microchannels of the probe head layout with a malleable material including wax, polymer or photoresist prior to the machining step;
Removing the malleable material after the machining step, wherein the removal of the malleable material is preferably after the step of polishing the cylinder wall, more preferably the n pieces. The method of claim 1, further comprising the removing step performed after the step of singulating each of the layouts.
前記レイアウトを設けるステップの前に、前記二つの層の前記他方の層の前記上部面上に前記n個のレイアウトの各々の前記少なくとも一つのマイクロチャネルを溝彫りするステップを含む、n個のマイクロ流体プローブ・ヘッド・レイアウトの前記セットを作製するステップ、をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。   Prior to providing the layout, grooving the at least one microchannel of each of the n layouts on the top surface of the other layer of the two layers. 4. The method of any one of claims 1-3, further comprising creating the set of fluid probe head layouts. 前記マイクロチャネルを溝彫りするステップは、フォトリソグラフィまたはマイクロマシニングの使用など、マイクロ加工によって遂行され、望ましくは、各マイクロチャネルを湿式またはドライ・エッチングするステップを含む、請求項4に記載の方法。   5. The method of claim 4, wherein the step of grooving the microchannel is performed by micromachining, such as using photolithography or micromachining, and preferably comprises wet or dry etching each microchannel. 前記マイクロチャネルを溝彫りするステップの後、前記二つの層を整列させて接着するステップをさらに含む、請求項5に記載の方法。   The method of claim 5, further comprising aligning and bonding the two layers after grooving the microchannel. 前記レイアウトのセットを作製するステップは、前記n個のレイアウトの各々に対し、
前記少なくとも一つのマイクロチャネルに垂直に連結する少なくとも一つのビアを機械加工するステップであって、前記少なくとも一つのビアは、望ましくは前記二つの層の前記他方の層を貫通して機械加工される、請求項4、5、または6に記載の方法。
The step of creating the set of layouts includes, for each of the n layouts,
Machining at least one via vertically coupled to the at least one microchannel, the at least one via preferably being machined through the other layer of the two layers. The method according to claim 4, 5, or 6.
前記二つの層の各々はほぼディスク形状を有し、
前記二層基板の前記二つの層の前記一方の層は、
前記二層基板の前記二つの層の前記他方の層よりも小さな平均直径を有し、
前記二つの層の前記一方の層によって覆われない、前記二つの層の前記他方の層の外側部が残るように、前記他方の層に対して整列され、
前記方法は、前記同じ二層基板上に前記マイクロ流体プローブ・ヘッド・レイアウトの前記セットを設けるステップの前に、前記二つの層の前記他方の層の少なくとも前記外側部が金属化されるように、前記二つの層の前記他方の層を少なくとも部分的に金属化するステップを望ましくはさらに含む、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
Each of the two layers has a generally disc shape;
The one layer of the two layers of the two-layer substrate is
Having an average diameter smaller than the other of the two layers of the two-layer substrate;
Aligned with respect to the other layer such that an outer portion of the other layer of the two layers remains uncovered by the one layer of the two layers;
The method is such that at least the outer portion of the other layer of the two layers is metallized prior to providing the set of the microfluidic probe head layout on the same bilayer substrate. Desirably further comprising metallizing the other layer of the two layers at least partially;
The method according to any one of claims 1 to 7.
前記機械加工するステップの前に、前記二層基板の各層上にプローブ・ヘッド・レイアウトのいくつかのセット設けるステップと、
前記二層基板の各層を重ね合わせるステップであって、
前記機械加工するステップが、前記重ね合わされた二層基板の各層中の前記レイアウトの前記少なくとも一つのマイクロチャネルの各々を遮断する前記穴部シリンダ壁を生成するために、全ての前記重ね合された基板を貫通して、前記重ね合わされた二層基板のほぼ中央に前記穴部を機械加工するステップを含む、前記重ね合わせるステップと、をさらに含み、
望ましくは、前記方法は、前記得られた前記穴部シリンダ壁を研磨するステップをさらに含む、
請求項1〜8のいずか一項に記載の方法。
Providing several sets of probe head layouts on each layer of the two-layer substrate prior to the machining step;
Overlaying each layer of the two-layer substrate,
The machining step includes all of the superimposed cylinder walls to produce a hole cylinder wall that blocks each of the at least one microchannel of the layout in each layer of the superimposed bilayer substrate. And further comprising the step of machining the hole through a substrate and approximately in the center of the superimposed two-layer substrate.
Preferably, the method further comprises the step of polishing the resulting bore cylinder wall.
9. A method according to any one of claims 1-8.
前記レイアウトのセットを設けるステップが、内側セットおよび外側セットの各々がそのそれぞれのセット中に環状に分置されたプローブ・ヘッド・レイアウトを含む、同じ二層基板上の前記内側のセットおよび前記外側のセットを含む、少なくとも二つの同心環状のセットを設けるステップを含み、前記方法は、前記内側セットのマイクロチャネルを遮断する第一シリンダ壁を生成するため、第一穴部が機械加工され、
第二穴部は、前記外側セットのマイクロチャネルを遮断する第二シリンダ壁を生成するために、前記内側セットを含む前記二層基板の部分を、前記二層基板の残りの部分から分離することによって機械加工される、
前記穴部を機械加工する二つのステップを含む、
請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
Providing the set of layouts includes the probe set layout in which each of the inner set and the outer set are annularly arranged in the respective set, the inner set and the outer set on the same bilayer substrate Providing at least two concentric annular sets, wherein the method includes the step of machining the first bore to produce a first cylinder wall that blocks the inner set of microchannels;
A second hole separates a portion of the bilayer substrate that includes the inner set from the rest of the bilayer substrate to create a second cylinder wall that blocks the microchannels of the outer set. Machined by,
Including two steps of machining the hole,
The method according to any one of claims 1 to 9.
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