JPH10288580A - 微小流路素子 - Google Patents
微小流路素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来技術は、共に、機器分析用流体流路を構成
する基板として、ホウケイ酸ガラスを用いているため、
紫外波長域の光を吸収してしまい、短波長域での光学検
出が出来ないという問題点があった。 【解決手段】本発明の微小流路素子１は、平坦な石英ガ
ラス基板２と、少なくとも一方の面に溝が形成された石
英ガラス基板３とが、ポリシリコン薄膜４、アルカリイ
オン含有ガラス層例えば、ホウケイ酸ガラス薄膜５、ポ
リシリコン薄膜６からなる積層膜を介在させて接合して
構成する。そのため、石英ガラス基板２と溝９が形成さ
れた石英ガラス基板３とによって囲まれた空間によっ
て、機器分析用流体流路７が形成されており、紫外から
可視の波長域の光の透過性に優れた石英ガラス基板に流
体流路が形成されており、紫外から可視の波長域におい
て、光学的検出が可能になる。
する基板として、ホウケイ酸ガラスを用いているため、
紫外波長域の光を吸収してしまい、短波長域での光学検
出が出来ないという問題点があった。 【解決手段】本発明の微小流路素子１は、平坦な石英ガ
ラス基板２と、少なくとも一方の面に溝が形成された石
英ガラス基板３とが、ポリシリコン薄膜４、アルカリイ
オン含有ガラス層例えば、ホウケイ酸ガラス薄膜５、ポ
リシリコン薄膜６からなる積層膜を介在させて接合して
構成する。そのため、石英ガラス基板２と溝９が形成さ
れた石英ガラス基板３とによって囲まれた空間によっ
て、機器分析用流体流路７が形成されており、紫外から
可視の波長域の光の透過性に優れた石英ガラス基板に流
体流路が形成されており、紫外から可視の波長域におい
て、光学的検出が可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス基板を用い
た機器分析用流体流路に関する。
た機器分析用流体流路に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、機器分析用流体流路は、ガラス
やステンレス等の細管を用いて構成されている。
やステンレス等の細管を用いて構成されている。
【０００３】この細管は、分析能力を向上させるため
に、通常５０cm程度の長さで利用されるが、この細管を
円状に丸めて使用しているため小型化が困難であった。
に、通常５０cm程度の長さで利用されるが、この細管を
円状に丸めて使用しているため小型化が困難であった。
【０００４】従来、小型化する手段としては、半導体製
造技術を用いて、シリコン基板等に微細な溝を形成する
技術が報告されている。しかし、高電圧を印加して分離
を行うキャピラリー電気泳動に用いようとすると、半導
体からなるシリコン基板では電流がリークするため、高
電圧が印加できないという問題点があった。
造技術を用いて、シリコン基板等に微細な溝を形成する
技術が報告されている。しかし、高電圧を印加して分離
を行うキャピラリー電気泳動に用いようとすると、半導
体からなるシリコン基板では電流がリークするため、高
電圧が印加できないという問題点があった。
【０００５】そこで電流のリークが生じない機器分析用
流体流路としては、絶縁体のガラス基板に微細な溝を加
工して、流路を形成する方法が知られている。
流体流路としては、絶縁体のガラス基板に微細な溝を加
工して、流路を形成する方法が知られている。
【０００６】例えば、「Micromachining of Capillary
Electrophoresis Injectors and Separators on Glass
Chips and Evaluation of Flow at Capillary Intersec
tions 」（ Anal. Chem. 1994, 66, P177-184 ）には、
ホウケイ酸ガラス基板に溝加工を施した後、該ホウケイ
酸ガラス基板を加熱によって溶着して形成した流路につ
いて、掲載されている。
Electrophoresis Injectors and Separators on Glass
Chips and Evaluation of Flow at Capillary Intersec
tions 」（ Anal. Chem. 1994, 66, P177-184 ）には、
ホウケイ酸ガラス基板に溝加工を施した後、該ホウケイ
酸ガラス基板を加熱によって溶着して形成した流路につ
いて、掲載されている。
【０００７】この溝加工は、ホウケイ酸ガラス基板に金
属蒸着膜を成膜し、フォトリソグラフィ技術によって、
金属膜をパターニングした後、この金属膜をマスクとし
て用いて、フッ酸を混合した溶液にホウケイ酸ガラス基
板を浸漬させ、エッチングしてＵ溝を形成する。さら
に、Ｕ溝を塞ぐように、溝加工したホウケイ酸ガラス基
板に平坦なホウケイ酸ガラス基板を重ね合わせ、７００
℃まで加熱して溶着している。
属蒸着膜を成膜し、フォトリソグラフィ技術によって、
金属膜をパターニングした後、この金属膜をマスクとし
て用いて、フッ酸を混合した溶液にホウケイ酸ガラス基
板を浸漬させ、エッチングしてＵ溝を形成する。さら
に、Ｕ溝を塞ぐように、溝加工したホウケイ酸ガラス基
板に平坦なホウケイ酸ガラス基板を重ね合わせ、７００
℃まで加熱して溶着している。
【０００８】また他に、「A New Fbrication Method of
Borosilicate Glass Capillary Tubes with Lateral I
nlets and Outlets 」（ Analytical Methods & Instru
mentation, Special Issue μTAS '96 p214 ）には、
ホウケイ酸ガラス基板に溝を形成し、このホウケイ酸ガ
ラス基板と他の平坦なホウケイ酸ガラス基板を陽極接合
法にて接合して流路を形成する技術が記載されている。
Borosilicate Glass Capillary Tubes with Lateral I
nlets and Outlets 」（ Analytical Methods & Instru
mentation, Special Issue μTAS '96 p214 ）には、
ホウケイ酸ガラス基板に溝を形成し、このホウケイ酸ガ
ラス基板と他の平坦なホウケイ酸ガラス基板を陽極接合
法にて接合して流路を形成する技術が記載されている。
【０００９】この技術によれば、溝加工は、ホウケイ酸
ガラス基板に低圧化学的気相成長（ＬＰＣＶＤ）によっ
て、ポリシリコン（poly-Si ）薄膜を成膜させ、フォト
リソグラフィ技術を用いて、ポリシリコン薄膜をパター
ニングした後、該ポリシリコン薄膜をマスクとして、フ
ッ酸を混合した溶液にホウケイ酸ガラス基板を浸漬さ
せ、エッチングして溝を形成する。
ガラス基板に低圧化学的気相成長（ＬＰＣＶＤ）によっ
て、ポリシリコン（poly-Si ）薄膜を成膜させ、フォト
リソグラフィ技術を用いて、ポリシリコン薄膜をパター
ニングした後、該ポリシリコン薄膜をマスクとして、フ
ッ酸を混合した溶液にホウケイ酸ガラス基板を浸漬さ
せ、エッチングして溝を形成する。
【００１０】そして、陽極接合は、一方のホウケイ酸ガ
ラス基板上のポリシリコン薄膜と他方のホウケイ酸ガラ
ス基板との間に電圧を印加させながら、加熱によって接
合している。
ラス基板上のポリシリコン薄膜と他方のホウケイ酸ガラ
ス基板との間に電圧を印加させながら、加熱によって接
合している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来、機器分析用流体
流路を用いて液体を分離分析する場合、分離物質の検出
は、光学的検出が一般的な手法である。前述した従来技
術は、共に、機器分析用流体流路を構成する基板とし
て、ホウケイ酸ガラスを用いているため、紫外波長域の
光を吸収してしまい、短波長域での光学検出が出来ない
という問題点があった。
流路を用いて液体を分離分析する場合、分離物質の検出
は、光学的検出が一般的な手法である。前述した従来技
術は、共に、機器分析用流体流路を構成する基板とし
て、ホウケイ酸ガラスを用いているため、紫外波長域の
光を吸収してしまい、短波長域での光学検出が出来ない
という問題点があった。
【００１２】そこで本発明は、紫外から可視の波長域に
渡って、光学的検出が可能であり、且つ容易に小型化が
可能な機器分析用流体流路を有する微小流路素子を提供
することを目的とする。
渡って、光学的検出が可能であり、且つ容易に小型化が
可能な機器分析用流体流路を有する微小流路素子を提供
することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、対向する側の少なくとも一方面に流路を形
成する溝が設けられる一対の石英ガラス基板と、前記一
対の石英ガラス基板の対向する側の面で、前記溝内面及
び該溝の開口に接する面を除き対峙する面上に形成され
る一対のシリコン層と、前記一対のシリコン層間に介在
して、両シリコン層に接して形成されるアルカリイオン
含有ガラス層とを備え、一体的に接合される微小流路素
子を提供する。
するために、対向する側の少なくとも一方面に流路を形
成する溝が設けられる一対の石英ガラス基板と、前記一
対の石英ガラス基板の対向する側の面で、前記溝内面及
び該溝の開口に接する面を除き対峙する面上に形成され
る一対のシリコン層と、前記一対のシリコン層間に介在
して、両シリコン層に接して形成されるアルカリイオン
含有ガラス層とを備え、一体的に接合される微小流路素
子を提供する。
【００１４】さらにこの微小流路素子は、対向して接合
する石英ガラス基板の非接合面側の少なくとも一方面で
前記流路に掛かる位置に複数の開口部を有する、光反射
層若しくは光吸収層のいずれか一方を備える。
する石英ガラス基板の非接合面側の少なくとも一方面で
前記流路に掛かる位置に複数の開口部を有する、光反射
層若しくは光吸収層のいずれか一方を備える。
【００１５】以上のような構成の微小流路素子は、紫外
から可視の波長域の光の透過性に優れた石英ガラス基板
に溝（流体流路）が形成されており、紫外から可視の波
長域において、光学的検出が可能になる。また、半導体
製造技術を用いて、微細な流体流路を石英ガラス基板上
に形成するため、微小流路素子が小型化される。
から可視の波長域の光の透過性に優れた石英ガラス基板
に溝（流体流路）が形成されており、紫外から可視の波
長域において、光学的検出が可能になる。また、半導体
製造技術を用いて、微細な流体流路を石英ガラス基板上
に形成するため、微小流路素子が小型化される。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。
施形態について詳細に説明する。
【００１７】図１には、本発明による第１の実施形態と
しての微小流路素子の概略的な構成を示し説明する。
しての微小流路素子の概略的な構成を示し説明する。
【００１８】この微小流路素子１は、平坦な石英ガラス
基板２と、少なくとも一方の面に溝が形成された石英ガ
ラス基板３とが、ポリシリコン薄膜４、アルカリイオン
含有ガラス層例えば、ホウケイ酸ガラス薄膜５、ポリシ
リコン薄膜６からなる積層膜を介在させて接合して構成
されている。この石英基板２と溝が形成された石英ガラ
ス基板３とによって囲まれた空間によって、機器分析用
流体流路（以下、流体流路と称する）７が形成されてい
る。
基板２と、少なくとも一方の面に溝が形成された石英ガ
ラス基板３とが、ポリシリコン薄膜４、アルカリイオン
含有ガラス層例えば、ホウケイ酸ガラス薄膜５、ポリシ
リコン薄膜６からなる積層膜を介在させて接合して構成
されている。この石英基板２と溝が形成された石英ガラ
ス基板３とによって囲まれた空間によって、機器分析用
流体流路（以下、流体流路と称する）７が形成されてい
る。
【００１９】次に、図２（ａ）〜（ｈ）及び図３（ａ）
〜（ｆ）を参照して、微小流路素子の形成工程について
説明する。
〜（ｆ）を参照して、微小流路素子の形成工程について
説明する。
【００２０】まず、図２（ａ）に示すように、石英ガラ
ス基板２の全表面上に、ＬＰＣＶＤを用いて、ノンドー
プのポリシリコン薄膜４を成膜する。本実施形態におい
て、石英ガラス基板２の厚さは、１mm以下の両面研磨し
た石英基板が望ましく、また、ポリシリコン薄膜４の膜
厚は、１μm 以下であることが望ましい。
ス基板２の全表面上に、ＬＰＣＶＤを用いて、ノンドー
プのポリシリコン薄膜４を成膜する。本実施形態におい
て、石英ガラス基板２の厚さは、１mm以下の両面研磨し
た石英基板が望ましく、また、ポリシリコン薄膜４の膜
厚は、１μm 以下であることが望ましい。
【００２１】次に、図２（ｂ）に示すように、前記ポリ
シリコン薄膜４の一方の表面上に、スパッタリングによ
って、ホウケイ酸ガラス薄膜５を成膜する。このホウケ
イ酸ガラス薄膜５の膜厚は、１μm 以下であることが望
ましい。さらに図２（ｃ）に示すように、ホウケイ酸ガ
ラス薄膜５の表面に、ポジ型フォトレジストをスピンコ
ートし、レジスト膜８を成膜する。
シリコン薄膜４の一方の表面上に、スパッタリングによ
って、ホウケイ酸ガラス薄膜５を成膜する。このホウケ
イ酸ガラス薄膜５の膜厚は、１μm 以下であることが望
ましい。さらに図２（ｃ）に示すように、ホウケイ酸ガ
ラス薄膜５の表面に、ポジ型フォトレジストをスピンコ
ートし、レジスト膜８を成膜する。
【００２２】図２（ｄ）に示すように、フォトリソグラ
フィ技術によって、レジスト膜８をパターニングして、
レジストマスク８ａを形成する。図２（ｅ）に示すよう
に、異方性エッチング、例えば、リアクティブイオンエ
ッチング（ＲＩＥ）によって、レジストマスク８ａに覆
われた以外の領域で露出するホウケイ酸ガラス薄膜５を
除去し、さらに下層のポリシリコン薄膜４を除去した
後、図２（ｆ）に示すように、プラズマアッシャによっ
て、レジストマスク８ａを除去し、溝９を有する流路構
成基板１０を形成する。
フィ技術によって、レジスト膜８をパターニングして、
レジストマスク８ａを形成する。図２（ｅ）に示すよう
に、異方性エッチング、例えば、リアクティブイオンエ
ッチング（ＲＩＥ）によって、レジストマスク８ａに覆
われた以外の領域で露出するホウケイ酸ガラス薄膜５を
除去し、さらに下層のポリシリコン薄膜４を除去した
後、図２（ｆ）に示すように、プラズマアッシャによっ
て、レジストマスク８ａを除去し、溝９を有する流路構
成基板１０を形成する。
【００２３】次に、図２（ｇ）に示すように、別の石英
ガラス基板３の全表面上に、ＬＰＣＶＤによって、ノン
ドープのポリシリコン薄膜６を成膜する。この石英ガラ
ス基板３は、厚さ１mm以下の両面研磨した石英基板が望
ましく、成膜するポリシリコン薄膜６の膜厚は、１μm
以下であることが望ましい。
ガラス基板３の全表面上に、ＬＰＣＶＤによって、ノン
ドープのポリシリコン薄膜６を成膜する。この石英ガラ
ス基板３は、厚さ１mm以下の両面研磨した石英基板が望
ましく、成膜するポリシリコン薄膜６の膜厚は、１μm
以下であることが望ましい。
【００２４】次に、図２（ｈ）に示すように、ポリシリ
コン薄膜６の表面にポジ型フォトレジストをスピンコー
トし、レジスト薄膜１１を成膜した後、図３（ａ）に示
すように、フォトリソグラフィ技術によってレジストマ
スク１１ａをパターニングする。
コン薄膜６の表面にポジ型フォトレジストをスピンコー
トし、レジスト薄膜１１を成膜した後、図３（ａ）に示
すように、フォトリソグラフィ技術によってレジストマ
スク１１ａをパターニングする。
【００２５】そして図３（ｂ）に示すように、レジスト
マスク１１ａをマスクとして、ＲＩＥによって、露出す
るポリシリコン薄膜６を除去した後、図３（ｃ）に示す
ように、プラズマアッシャによって、レジストマスク１
１ａを除去する。
マスク１１ａをマスクとして、ＲＩＥによって、露出す
るポリシリコン薄膜６を除去した後、図３（ｃ）に示す
ように、プラズマアッシャによって、レジストマスク１
１ａを除去する。
【００２６】次に図３（ｄ）に示すように、フッ酸とフ
ッ化アンモニウムを混合した溶液に石英ガラス基板３を
浸漬し、パターニングしたポリシリコン薄膜６をマスク
として用いて、石英ガラス基板３の露出した部分をウェ
ットエッチングにより除去し、溝１２を有する流路構成
基板１３を形成する。この溝１２は、溝の深さまたは幅
が１００μm 以下であることが望ましい。
ッ化アンモニウムを混合した溶液に石英ガラス基板３を
浸漬し、パターニングしたポリシリコン薄膜６をマスク
として用いて、石英ガラス基板３の露出した部分をウェ
ットエッチングにより除去し、溝１２を有する流路構成
基板１３を形成する。この溝１２は、溝の深さまたは幅
が１００μm 以下であることが望ましい。
【００２７】さらに、図３（ｅ）に示すように、前記流
路構成基板１０及び流路構成基板１３の溝部分が合致す
るように重ね、陽極接合法を用いて接合して、素子基板
１４を形成する。
路構成基板１０及び流路構成基板１３の溝部分が合致す
るように重ね、陽極接合法を用いて接合して、素子基板
１４を形成する。
【００２８】この陽極接合は、ポリシリコン薄膜４とポ
リシリコン薄膜６との間に電圧を印加しつつ、基板全体
を加熱して行う。この時の加熱温度は、３５０〜５００
℃程度、印加電圧は２００〜１０００( Ｖ) が望まし
い。
リシリコン薄膜６との間に電圧を印加しつつ、基板全体
を加熱して行う。この時の加熱温度は、３５０〜５００
℃程度、印加電圧は２００〜１０００( Ｖ) が望まし
い。
【００２９】次に、図３（ｆ）に示すように、同図
（ｅ）に示す接合された素子基板１４の表面のポリシリ
コン薄膜をＲＩＥまたはウェットエッチングによって除
去し、微小流路素子１を構成する。
（ｅ）に示す接合された素子基板１４の表面のポリシリ
コン薄膜をＲＩＥまたはウェットエッチングによって除
去し、微小流路素子１を構成する。
【００３０】本実施形態では、ポリシリコン薄膜からな
るシリコン層を用いたが、アモルファスシリコン薄膜で
あってもよく、また、該シリコン薄膜はノンドープシリ
コン薄膜が望ましい。シリコン薄膜の成膜は、ＬＰＣＶ
Ｄだけでなく、プラズマＣＶＤ、スパッタリング、ＥＣ
Ｒ、蒸着等の半導体成膜技術を応用して形成することが
出来る。また、前記溝は、直線形状であるが、それに限
定されず、曲線形状であっても、波形状であってもよ
い。また、溝の深さまたは幅は、１５０μm 以下である
ことが望ましく、溝加工には、半導体技術を用いたウエ
ット及びドライエッチングや機械的な加工などを用いる
ことが出来る。
るシリコン層を用いたが、アモルファスシリコン薄膜で
あってもよく、また、該シリコン薄膜はノンドープシリ
コン薄膜が望ましい。シリコン薄膜の成膜は、ＬＰＣＶ
Ｄだけでなく、プラズマＣＶＤ、スパッタリング、ＥＣ
Ｒ、蒸着等の半導体成膜技術を応用して形成することが
出来る。また、前記溝は、直線形状であるが、それに限
定されず、曲線形状であっても、波形状であってもよ
い。また、溝の深さまたは幅は、１５０μm 以下である
ことが望ましく、溝加工には、半導体技術を用いたウエ
ット及びドライエッチングや機械的な加工などを用いる
ことが出来る。
【００３１】本実施形態では、アルカリイオン含有ガラ
ス層として、ホウケイ酸ガラス薄膜を用いたが、この他
に、ソーダガラス薄膜などであってもよい。
ス層として、ホウケイ酸ガラス薄膜を用いたが、この他
に、ソーダガラス薄膜などであってもよい。
【００３２】このように構成された微小流路素子１は、
紫外から可視の波長域の光の透過性に優れた石英ガラス
基板に溝（流体流路）が形成されているため、紫外から
可視の波長域において、光学的検出が可能になる。この
微小流路素子１は、主としてガラスより構成されてお
り、シリコン薄膜は、ノンドープシリコン薄膜で、且つ
膜厚が１μm 以下のであるため、キャピラリー電気泳動
用流路として高電圧印加した場合においても、電気泳動
に影響を与えるような電流のリークが生じない。また、
本実施形態では、半導体プロセス技術を応用しているた
め、微細な溝流路の形成が容易になり、微小流路素子の
小型化が実現できる。
紫外から可視の波長域の光の透過性に優れた石英ガラス
基板に溝（流体流路）が形成されているため、紫外から
可視の波長域において、光学的検出が可能になる。この
微小流路素子１は、主としてガラスより構成されてお
り、シリコン薄膜は、ノンドープシリコン薄膜で、且つ
膜厚が１μm 以下のであるため、キャピラリー電気泳動
用流路として高電圧印加した場合においても、電気泳動
に影響を与えるような電流のリークが生じない。また、
本実施形態では、半導体プロセス技術を応用しているた
め、微細な溝流路の形成が容易になり、微小流路素子の
小型化が実現できる。
【００３３】次に図４には、第２の実施形態としての微
小流路素子の概略的な構成を示し説明する。ここで、図
１に示した構成部位と本実施形態の構成部位と同等の部
位には、同じ参照符号を付している。
小流路素子の概略的な構成を示し説明する。ここで、図
１に示した構成部位と本実施形態の構成部位と同等の部
位には、同じ参照符号を付している。
【００３４】この微小流路素子２０は、平坦な石英ガラ
ス基板２と、少なくとも一方の面に溝が形成された石英
ガラス基板３とが、ポリシリコン薄膜４、アルカリイオ
ン含有ガラス層例えば、ホウケイ酸ガラス薄膜５、シリ
コン酸化膜（Ｓi Ｏ2 ）２１、ポリシリコン薄膜６から
なる積層膜を介在させて接合して構成されている。この
石英ガラス基板２と溝が形成された石英ガラス基板３と
によって囲まれた空間によって、流体流路７が形成され
ている。
ス基板２と、少なくとも一方の面に溝が形成された石英
ガラス基板３とが、ポリシリコン薄膜４、アルカリイオ
ン含有ガラス層例えば、ホウケイ酸ガラス薄膜５、シリ
コン酸化膜（Ｓi Ｏ2 ）２１、ポリシリコン薄膜６から
なる積層膜を介在させて接合して構成されている。この
石英ガラス基板２と溝が形成された石英ガラス基板３と
によって囲まれた空間によって、流体流路７が形成され
ている。
【００３５】この微小流路素子２０は、前述した図２
（ｂ）工程と（ｃ）工程との間で、ホウケイ酸ガラス薄
膜５の表面上に、スパッタリングによってシリコン酸化
膜２１を成膜する工程を加えることによって作成する。
この時、シリコン酸化膜２１の膜厚は、５００μm 以下
が望ましい。
（ｂ）工程と（ｃ）工程との間で、ホウケイ酸ガラス薄
膜５の表面上に、スパッタリングによってシリコン酸化
膜２１を成膜する工程を加えることによって作成する。
この時、シリコン酸化膜２１の膜厚は、５００μm 以下
が望ましい。
【００３６】このような微小流路素子２０は、ホウケイ
酸ガラス薄膜５とポリシリコン薄膜６との間に絶縁体で
あるシリコン酸化膜２１を介在させているため、前述し
た第１の実施形態における微小流路素子１の効果に加
え、陽極接合の際に、絶縁破壊による電流リークを防ぐ
ため、接合が容易となる。また、同時にポリシリコン薄
膜４とポリシリコン薄膜６との間に、高電圧が印加し安
くなるため、ホウケイ酸ガラス薄膜５の膜厚が薄くとも
接合が容易となる。
酸ガラス薄膜５とポリシリコン薄膜６との間に絶縁体で
あるシリコン酸化膜２１を介在させているため、前述し
た第１の実施形態における微小流路素子１の効果に加
え、陽極接合の際に、絶縁破壊による電流リークを防ぐ
ため、接合が容易となる。また、同時にポリシリコン薄
膜４とポリシリコン薄膜６との間に、高電圧が印加し安
くなるため、ホウケイ酸ガラス薄膜５の膜厚が薄くとも
接合が容易となる。
【００３７】次に図５は、第３の実施形態としての微小
流路素子の概略的な構成を示す。
流路素子の概略的な構成を示す。
【００３８】この微小流路素子３０は、第２の実施形態
の微小流路素子２０の一方の面にポリシリコン薄膜３１
を形成した構成例である。この微小流路素子３０は、前
述した図３（ｅ）工程において、一方の面のポリシリコ
ン薄膜４若しくはポリシリコン薄膜６を除去し、他方面
のポリシリコン薄膜を除去せずに残しておくことで形成
することができる。図５においては、ポリシリコン薄膜
６（３１）を残している例を示している。
の微小流路素子２０の一方の面にポリシリコン薄膜３１
を形成した構成例である。この微小流路素子３０は、前
述した図３（ｅ）工程において、一方の面のポリシリコ
ン薄膜４若しくはポリシリコン薄膜６を除去し、他方面
のポリシリコン薄膜を除去せずに残しておくことで形成
することができる。図５においては、ポリシリコン薄膜
６（３１）を残している例を示している。
【００３９】このように構成された微小流路素子３０
は、一方の面にポリシリコン薄膜３１を形成しているた
め、前述した微小流路素子１及び微小流路素子２０の作
用・効果に加えて、微小流路素子の上側の石英ガラス基
板２の側に、発光素子と受光素子を設けて、石英ガラス
基板２の側から検出光を入射し、その反射光を検出して
分析する際、光の反射率が高くなり検出感度が向上す
る。
は、一方の面にポリシリコン薄膜３１を形成しているた
め、前述した微小流路素子１及び微小流路素子２０の作
用・効果に加えて、微小流路素子の上側の石英ガラス基
板２の側に、発光素子と受光素子を設けて、石英ガラス
基板２の側から検出光を入射し、その反射光を検出して
分析する際、光の反射率が高くなり検出感度が向上す
る。
【００４０】なお、本実施形態においては、例えば、ポ
リシリコン薄膜３１は、光の反射膜として他の部材を用
いることができ、例えば、アルミニウムなどの金属薄膜
を用いてもよい。
リシリコン薄膜３１は、光の反射膜として他の部材を用
いることができ、例えば、アルミニウムなどの金属薄膜
を用いてもよい。
【００４１】次に図６は、第４の実施形態としての微小
流路素子の概略的な構成を示す。
流路素子の概略的な構成を示す。
【００４２】また、図７（ａ）には、本実施形態の微小
流路素子４０の上面を示し、図７（ｂ）には、同図
（ａ）のＡ−Ａ断面を示す。但し、微小流路素子４０の
下面は、図６の上面の形状と同等であるものとする。こ
こで、本実施形態の構成部位と図５に示した構成部位と
同等の部位には、同じ参照符号を付している。
流路素子４０の上面を示し、図７（ｂ）には、同図
（ａ）のＡ−Ａ断面を示す。但し、微小流路素子４０の
下面は、図６の上面の形状と同等であるものとする。こ
こで、本実施形態の構成部位と図５に示した構成部位と
同等の部位には、同じ参照符号を付している。
【００４３】この微小流路素子４０は、前述した微小流
路素子２０の両面に、ポリシリコン薄膜３１およびポリ
シリコン薄膜４１が形成され、流体流路７の方向と直交
する方向で、該流体流路７を挟むポリシリコン薄膜３
１，４１の対称的位置に複数の窓４２を形成した構成で
ある。
路素子２０の両面に、ポリシリコン薄膜３１およびポリ
シリコン薄膜４１が形成され、流体流路７の方向と直交
する方向で、該流体流路７を挟むポリシリコン薄膜３
１，４１の対称的位置に複数の窓４２を形成した構成で
ある。
【００４４】これらの窓４２ａ，〜，４２ｆ，…は、一
方の面から光を入射し、他方の面から透過光を検出する
観測用窓として機能するため、光学的分析の際、特に検
出光を集光しなくとも流路の特定の部位を通過する物質
の検出が可能となる。特に窓４２を微小にすることによ
り、微小エリアの分析が可能となる。
方の面から光を入射し、他方の面から透過光を検出する
観測用窓として機能するため、光学的分析の際、特に検
出光を集光しなくとも流路の特定の部位を通過する物質
の検出が可能となる。特に窓４２を微小にすることによ
り、微小エリアの分析が可能となる。
【００４５】次に図８（ａ）〜（ｅ）の形成工程を参照
して、前記微小流路素子４０の形成について説明する。
して、前記微小流路素子４０の形成について説明する。
【００４６】まず、図８（ａ）に示すように、本実施形
態の構成は、前述した図４に示した第２の実施形態の形
成工程と同様な形成工程で形成し、図３（ｅ）で示した
流路構成基板１０と流路構成基板１３の間にシリコン酸
化膜２１を介在させて、陽極接合法を用いて接合した素
子基板である。
態の構成は、前述した図４に示した第２の実施形態の形
成工程と同様な形成工程で形成し、図３（ｅ）で示した
流路構成基板１０と流路構成基板１３の間にシリコン酸
化膜２１を介在させて、陽極接合法を用いて接合した素
子基板である。
【００４７】次に、図８（ｂ）に示すように、同図
（ａ）で接合した素子基板の両面を覆っているポリシリ
コン薄膜４、６のそれぞれの表面上にフォトレジストを
スピンコートして、レジスト薄膜８を成膜する。
（ａ）で接合した素子基板の両面を覆っているポリシリ
コン薄膜４、６のそれぞれの表面上にフォトレジストを
スピンコートして、レジスト薄膜８を成膜する。
【００４８】そして図８（ｃ）に示すように、フォトリ
ソグラフィ技術を用いて、レジスト薄膜８を図６に示す
ような窓４２の形状にパターニングして、レジストマス
ク８ａを形成する。図８（ｄ）に示すように、レジスト
マスク８ａをマスクとしてＲＩＥを用いて、ポリシリコ
ン薄膜４、６の露出部分を除去し、窓４２を有するポリ
シリコン薄膜４、６を形成する。
ソグラフィ技術を用いて、レジスト薄膜８を図６に示す
ような窓４２の形状にパターニングして、レジストマス
ク８ａを形成する。図８（ｄ）に示すように、レジスト
マスク８ａをマスクとしてＲＩＥを用いて、ポリシリコ
ン薄膜４、６の露出部分を除去し、窓４２を有するポリ
シリコン薄膜４、６を形成する。
【００４９】さらに、図８（ｅ）に示すように、プラズ
マアッシャによって、レジストマスク８ａを除去し、そ
れぞれ両面に３つの窓４２を有する微小流路素子４０を
形成する。ここで、素子両面のポリシリコン薄膜を基板
接合面のポリシリコン薄膜と繋がった状態で図示した
が、図７（ｂ）に示すように、両面のポリシリコン薄膜
３１と接合面のポリシリコン薄膜４、６とは側面にて分
離されていてもよい。
マアッシャによって、レジストマスク８ａを除去し、そ
れぞれ両面に３つの窓４２を有する微小流路素子４０を
形成する。ここで、素子両面のポリシリコン薄膜を基板
接合面のポリシリコン薄膜と繋がった状態で図示した
が、図７（ｂ）に示すように、両面のポリシリコン薄膜
３１と接合面のポリシリコン薄膜４、６とは側面にて分
離されていてもよい。
【００５０】本実施形態の微小流路素子４０は、前述し
た微小流路素子１、２０の作用・効果に加えて、微小流
路素子の両面に流路の特定の部位を通過する物質の検出
を可能にする窓４２を有している。
た微小流路素子１、２０の作用・効果に加えて、微小流
路素子の両面に流路の特定の部位を通過する物質の検出
を可能にする窓４２を有している。
【００５１】なお、本実施形態の各構成は、各種変形、
変更が可能である。例えば、ポリシリコン薄膜３１、４
１は、光の透過率の低い他の膜に変更することが可能で
あり、例えば、スパッタリングや蒸着やメッキなどによ
って形成したアルミニウム等の金属薄膜を用いてもよ
い。
変更が可能である。例えば、ポリシリコン薄膜３１、４
１は、光の透過率の低い他の膜に変更することが可能で
あり、例えば、スパッタリングや蒸着やメッキなどによ
って形成したアルミニウム等の金属薄膜を用いてもよ
い。
【００５２】また、窓４２は素子の両面に設けたが、光
学検出の際、光の反射を利用する場合はどちらか片方の
面に設けてもよい。
学検出の際、光の反射を利用する場合はどちらか片方の
面に設けてもよい。
【００５３】次に図９には、第５の実施形態として、泳
動観察窓を有する微小流路素子の概略的な構成を示し説
明する。図１０（ａ）には、この微小流路素子の上面を
示し、図１０（ｂ）は、同図（ａ）に示すＡ−Ａ線の断
面を示す。また、本実施形態の微小流路素子の下面の構
成は、上面の構成と同等である。
動観察窓を有する微小流路素子の概略的な構成を示し説
明する。図１０（ａ）には、この微小流路素子の上面を
示し、図１０（ｂ）は、同図（ａ）に示すＡ−Ａ線の断
面を示す。また、本実施形態の微小流路素子の下面の構
成は、上面の構成と同等である。
【００５４】この微小流路素子５０は、第２の実施形態
の微小流路素子２０の両面にポリシリコン薄膜５１、５
２を形成し、流体流路７の方向と直交する方向の長方形
で、該流体流路７を挟むポリシリコン薄膜５１、５２の
対称的な位置に、流体流路７の方向に沿って一定間隔を
開けて、ラダー状に配置された複数の窓５３を形成し、
さらに、これらの窓５３を一定の数毎に区切る目盛５４
を形成して構成する。この微小流路素子５０は、図８に
示した微小流路素子４０の形成工程と同じ形成工程で、
素子基板両面に形成するレジストマスクのパターン形状
を変えることにより構成できる。
の微小流路素子２０の両面にポリシリコン薄膜５１、５
２を形成し、流体流路７の方向と直交する方向の長方形
で、該流体流路７を挟むポリシリコン薄膜５１、５２の
対称的な位置に、流体流路７の方向に沿って一定間隔を
開けて、ラダー状に配置された複数の窓５３を形成し、
さらに、これらの窓５３を一定の数毎に区切る目盛５４
を形成して構成する。この微小流路素子５０は、図８に
示した微小流路素子４０の形成工程と同じ形成工程で、
素子基板両面に形成するレジストマスクのパターン形状
を変えることにより構成できる。
【００５５】このような微小流路素子５０は、微小流路
素子１及び２０の作用・効果に加えて、素子基板の両面
に流体流路に沿って、一定間隔を開けて配置された複数
の窓５３及び目盛５４は、泳動状況を観測する定規とし
て働き、分析対象物の泳動状況の追跡が容易となる。
素子１及び２０の作用・効果に加えて、素子基板の両面
に流体流路に沿って、一定間隔を開けて配置された複数
の窓５３及び目盛５４は、泳動状況を観測する定規とし
て働き、分析対象物の泳動状況の追跡が容易となる。
【００５６】なお、本実施形態の各構成は、当然、各種
変形、変更が可能である。例えば、ポリシリコン薄膜５
１及び５２は、例えばスパッタリングや蒸着やメッキ等
によって形成されたアルミニウム等の金属薄膜でもよ
く、光の透過率の低い他の膜に変更することができる。
また、これらの窓５３は、素子基板の両面に設けたが、
光学検出の際、光の反射を利用する場合は、どちらか片
方の面に設けて構成してもよい。
変形、変更が可能である。例えば、ポリシリコン薄膜５
１及び５２は、例えばスパッタリングや蒸着やメッキ等
によって形成されたアルミニウム等の金属薄膜でもよ
く、光の透過率の低い他の膜に変更することができる。
また、これらの窓５３は、素子基板の両面に設けたが、
光学検出の際、光の反射を利用する場合は、どちらか片
方の面に設けて構成してもよい。
【００５７】次に、第６の実施形態として、光路長を延
長した微小流路素子について図１１により説明する。
長した微小流路素子について図１１により説明する。
【００５８】図１１は、この実施形態の概略的な構成を
示す断面図であり、この微小流路素子６０の基本的な構
成は、図６及び図７に示した第４の実施形態の微小流路
素子４０の構成とほぼ同様であり、前記第４の実施形態
とは、石英ガラス基板２の内側に複数の窪みを形成した
点が異なる実施形態となっている。なお、微小流路素子
６０の上面（ポリシリコン薄膜４１）側及び下面（ポリ
シリコン薄膜３１）側の構成についても、第４の実施形
態と同様に、上面側、下面側ともに、それぞれ３つの窓
４２ａ〜４２ｃ（上面側）、４２ｄ〜４２ｆ（下面側）
を設けた構成となっている。
示す断面図であり、この微小流路素子６０の基本的な構
成は、図６及び図７に示した第４の実施形態の微小流路
素子４０の構成とほぼ同様であり、前記第４の実施形態
とは、石英ガラス基板２の内側に複数の窪みを形成した
点が異なる実施形態となっている。なお、微小流路素子
６０の上面（ポリシリコン薄膜４１）側及び下面（ポリ
シリコン薄膜３１）側の構成についても、第４の実施形
態と同様に、上面側、下面側ともに、それぞれ３つの窓
４２ａ〜４２ｃ（上面側）、４２ｄ〜４２ｆ（下面側）
を設けた構成となっている。
【００５９】この微小流路素子６０は、微小流路素子４
０の流体流路７を構成する一方の石英ガラス基板の内側
に、複数の窪み６１ａ、６１ｂ、６１ｃを形成する。こ
れらの窪み６１ａ、６１ｂ、６１ｃは、窓４２の内側に
構成されている。本実施形態では、３つの窪みを記載し
ているが、これに限定されるものではない。
０の流体流路７を構成する一方の石英ガラス基板の内側
に、複数の窪み６１ａ、６１ｂ、６１ｃを形成する。こ
れらの窪み６１ａ、６１ｂ、６１ｃは、窓４２の内側に
構成されている。本実施形態では、３つの窪みを記載し
ているが、これに限定されるものではない。
【００６０】このように構成された微小流路素子６０
は、前述した微小流路素子１、２０及び４０の作用・効
果に加えて、流体流路７の光学検出用窓４２の内側に複
数の窪みを形成しているため、検出部の光路長が長くな
り検出感度が向上する。
は、前述した微小流路素子１、２０及び４０の作用・効
果に加えて、流体流路７の光学検出用窓４２の内側に複
数の窪みを形成しているため、検出部の光路長が長くな
り検出感度が向上する。
【００６１】なお、本実施形態の各構成は、当然、各種
変形、変更が可能である。例えば、これらの窪み６１
ａ、６１ｂ、６１ｃは、流体流路を構成する石英ガラス
基板の一方の内側に設けたが、両方の石英ガラス基板の
内側に設けることもできる。また、素子基板の両面に設
けた窓４２を有するポリシリコン薄膜３１、４１は、共
に省略することもできる。
変形、変更が可能である。例えば、これらの窪み６１
ａ、６１ｂ、６１ｃは、流体流路を構成する石英ガラス
基板の一方の内側に設けたが、両方の石英ガラス基板の
内側に設けることもできる。また、素子基板の両面に設
けた窓４２を有するポリシリコン薄膜３１、４１は、共
に省略することもできる。
【００６２】次に第７の実施形態として、レンズを備え
る微小流路素子の概略的な構成について説明する。図１
２には、本実施形態の微小流路素子の概略的な構成を示
し、図１３（ａ）には、この微小流路素子の上面の構成
を示し、図１３（ｂ）には、同図（ａ）に示すＡ−Ａ線
の断面構成を示す図である。また、この微小流路素子の
下面の構成は、上面の構成と同じである。
る微小流路素子の概略的な構成について説明する。図１
２には、本実施形態の微小流路素子の概略的な構成を示
し、図１３（ａ）には、この微小流路素子の上面の構成
を示し、図１３（ｂ）には、同図（ａ）に示すＡ−Ａ線
の断面構成を示す図である。また、この微小流路素子の
下面の構成は、上面の構成と同じである。
【００６３】この微小流路素子７０は、微小流路素子２
０を構成する石英ガラス基板２、３の流体流路７上方
で、流体流７と直交する方向に配列される、複数の凸レ
ンズ形状の突起部７１ａ〜７１ｆを有して構成される。
０を構成する石英ガラス基板２、３の流体流路７上方
で、流体流７と直交する方向に配列される、複数の凸レ
ンズ形状の突起部７１ａ〜７１ｆを有して構成される。
【００６４】この微小流路素子７０は、前述した微小流
路素子１及び２０の構成に加えて、素子基板の両面に凸
レンズ形状の突起部７１ａ〜７１ｆを複数、形成したも
のであり、これらの突起部７１ａ〜７１ｆは、一方面の
突起部から光を入射し、他方面の突起部から透過光を検
出すると、入射光を集光する働きがあり検出感度が向上
する。なお、本実施形態では、凸レンズ型の６つの突起
部を形成したが、これに限定されるものではなく、同じ
機能として作用する範囲で形状の変形やそれらの数の変
更が可能である。
路素子１及び２０の構成に加えて、素子基板の両面に凸
レンズ形状の突起部７１ａ〜７１ｆを複数、形成したも
のであり、これらの突起部７１ａ〜７１ｆは、一方面の
突起部から光を入射し、他方面の突起部から透過光を検
出すると、入射光を集光する働きがあり検出感度が向上
する。なお、本実施形態では、凸レンズ型の６つの突起
部を形成したが、これに限定されるものではなく、同じ
機能として作用する範囲で形状の変形やそれらの数の変
更が可能である。
【００６５】以上の実施形態について説明したが、本明
細書には以下のような発明も含まれている。
細書には以下のような発明も含まれている。
【００６６】（１）対向する側の少なくとも一方面に流
路を形成する溝が設けられる一対の石英ガラス基板と、
前記一対の石英ガラス基板にそれぞれ接して介在し、前
記溝を除く領域上に形成される一対のシリコン層と、前
記一対のシリコン層間に介在して、両シリコン層に接し
て形成されるアルカリイオン含有ガラス層とを具備し、
一体的に接合されることを特徴とする微小流路素子。
路を形成する溝が設けられる一対の石英ガラス基板と、
前記一対の石英ガラス基板にそれぞれ接して介在し、前
記溝を除く領域上に形成される一対のシリコン層と、前
記一対のシリコン層間に介在して、両シリコン層に接し
て形成されるアルカリイオン含有ガラス層とを具備し、
一体的に接合されることを特徴とする微小流路素子。
【００６７】本発明は、第１の実施形態に対応する。
【００６８】本発明の微小流路素子は、紫外から可視の
波長域の光の透過性に優れた石英ガラス基板により流路
が形成されており、紫外から可視の波長域に渡って、光
学的検出が可能である。また、微小流路素子は主に石英
ガラスより構成されており、シリコン薄膜は、ノンドー
プシリコン薄膜で且つ１μm 以下の膜厚で形成するた
め、キャピラリー電気泳動用流路として高電圧印加した
場合においても、電気泳動に影響を与えるような電流の
リークは生じない。また、前記微小流路素子は、半導体
製造技術を利用して、微細な流体流路を有する小型化が
可能である。
波長域の光の透過性に優れた石英ガラス基板により流路
が形成されており、紫外から可視の波長域に渡って、光
学的検出が可能である。また、微小流路素子は主に石英
ガラスより構成されており、シリコン薄膜は、ノンドー
プシリコン薄膜で且つ１μm 以下の膜厚で形成するた
め、キャピラリー電気泳動用流路として高電圧印加した
場合においても、電気泳動に影響を与えるような電流の
リークは生じない。また、前記微小流路素子は、半導体
製造技術を利用して、微細な流体流路を有する小型化が
可能である。
【００６９】（２）対向する側の少なくとも一方面に流
路を形成する溝が設けられる一対の石英ガラス基板と、
前記一対の石英ガラス基板にそれぞれ接して介在し、前
記溝を除く領域上に形成される一対のシリコン層と、前
記一対のシリコン層間に介在して、一方のシリコン層に
接して形成されるアルカリイオン含有ガラス層と、前記
一対のシリコン層間に介在して、他方のシリコン層及び
前記アルカリイオン含有ガラス層とに接して形成される
シリコン酸化膜とを備え、一体的に接合される微小流路
素子。
路を形成する溝が設けられる一対の石英ガラス基板と、
前記一対の石英ガラス基板にそれぞれ接して介在し、前
記溝を除く領域上に形成される一対のシリコン層と、前
記一対のシリコン層間に介在して、一方のシリコン層に
接して形成されるアルカリイオン含有ガラス層と、前記
一対のシリコン層間に介在して、他方のシリコン層及び
前記アルカリイオン含有ガラス層とに接して形成される
シリコン酸化膜とを備え、一体的に接合される微小流路
素子。
【００７０】少なくとも一方に流路を形成する溝が設け
られてある一対の石英基板と、石英基板に接して石英基
板間に設けられた一対のシリコン層と、一対のシリコン
層間に設けられたアルカリイオン含有ガラス層およびシ
リコン酸化物層とからなることを特徴とする微小流路素
子。
られてある一対の石英基板と、石英基板に接して石英基
板間に設けられた一対のシリコン層と、一対のシリコン
層間に設けられたアルカリイオン含有ガラス層およびシ
リコン酸化物層とからなることを特徴とする微小流路素
子。
【００７１】本発明は、第２〜第７の実施形態に対応す
る。
る。
【００７２】本発明の微小流路素子は、（１）項の構成
による作用・効果に加えて、アルカリイオン含有ガラス
薄膜とシリコン薄膜の間に絶縁体であるシリコン酸化膜
を介在させているため、陽極接合の際に、絶縁破壊によ
る電流リークを防止し、接合が容易となる。また、同時
にポリシリコン薄膜の間の耐圧が上がり高電圧が印加し
易くなるため、アルカリイオン含有ガラス薄膜の膜厚が
薄くとも接合が容易になる。
による作用・効果に加えて、アルカリイオン含有ガラス
薄膜とシリコン薄膜の間に絶縁体であるシリコン酸化膜
を介在させているため、陽極接合の際に、絶縁破壊によ
る電流リークを防止し、接合が容易となる。また、同時
にポリシリコン薄膜の間の耐圧が上がり高電圧が印加し
易くなるため、アルカリイオン含有ガラス薄膜の膜厚が
薄くとも接合が容易になる。
【００７３】（３）前記微小流路素子の石英ガラス基板
の非接合面側の少なくとも一方の外面に反射膜を設けた
ことを特徴とする前記（１）項若しくは、（２）項に記
載の微小流路素子。
の非接合面側の少なくとも一方の外面に反射膜を設けた
ことを特徴とする前記（１）項若しくは、（２）項に記
載の微小流路素子。
【００７４】本発明は、第３の実施形態に対応する。
【００７５】本発明の微小流路素子は、前記（１）項及
び、（２）項の作用・効果に加え、一方の面にシリコン
薄膜を有しているため、シリコン薄膜で覆われていない
他方の面から検出光を入射しその反射光を検出して分析
する際、光の反射率が高くなり検出感度が向上する。
び、（２）項の作用・効果に加え、一方の面にシリコン
薄膜を有しているため、シリコン薄膜で覆われていない
他方の面から検出光を入射しその反射光を検出して分析
する際、光の反射率が高くなり検出感度が向上する。
【００７６】（４）前記微小流路素子の石英ガラス基板
の非接合面側の少なくとも一方の外面の前記流路に掛か
る位置に複数の開口部を有する、光反射層若しくは光吸
収層のいずれか一方を具備することを特徴とする前記
（１）項若しくは、（２）項に記載の微小流路素子。
の非接合面側の少なくとも一方の外面の前記流路に掛か
る位置に複数の開口部を有する、光反射層若しくは光吸
収層のいずれか一方を具備することを特徴とする前記
（１）項若しくは、（２）項に記載の微小流路素子。
【００７７】本発明は、第４の実施形態に対応する。
【００７８】本発明の微小流路素子は、素子の両面にシ
リコン薄膜を複数パターニングして構成した窓を有して
いる。該窓は一方の面から光を入射し他方の面から透過
光を検出する観測窓として働くため、光学的分析の際、
特に検出光を集光しなくとも流路の特定の部位を通過す
る物質の検出が可能となる。特に観察窓を微小にするこ
とにより、微小エリアの分析が可能となる。
リコン薄膜を複数パターニングして構成した窓を有して
いる。該窓は一方の面から光を入射し他方の面から透過
光を検出する観測窓として働くため、光学的分析の際、
特に検出光を集光しなくとも流路の特定の部位を通過す
る物質の検出が可能となる。特に観察窓を微小にするこ
とにより、微小エリアの分析が可能となる。
【００７９】（５）前記微小流路素子の石英ガラス基板
の非接合面側の少なくとも一方の外面の前記流路に掛か
る位置で、前記流路の液体が流れる方向に、複数の開口
部を前記流路の目盛りとして備える、光反射層若しくは
光吸収層のいずれか一方を具備することを特徴とする前
記（４）項に記載の微小流路素子。
の非接合面側の少なくとも一方の外面の前記流路に掛か
る位置で、前記流路の液体が流れる方向に、複数の開口
部を前記流路の目盛りとして備える、光反射層若しくは
光吸収層のいずれか一方を具備することを特徴とする前
記（４）項に記載の微小流路素子。
【００８０】本発明は、第５の実施形態に対応する。
【００８１】本発明の微小流路素子は、素子の一方面ま
たは両面に流路に沿って一定間隔を開けて複数パターニ
ングされた窓を有しており、該複数パターンによって流
路の目盛が形成されている。該窓は泳動状況を観測する
定規として働き、分析対象物の泳動状況の追跡が容易と
なる。
たは両面に流路に沿って一定間隔を開けて複数パターニ
ングされた窓を有しており、該複数パターンによって流
路の目盛が形成されている。該窓は泳動状況を観測する
定規として働き、分析対象物の泳動状況の追跡が容易と
なる。
【００８２】（６）前記光反射層若しくは光吸収層に設
けられた開口部の石英ガラス基板の流路内側に、凹部を
設けたことを特徴とする（３）項に記載の微小流路素
子。
けられた開口部の石英ガラス基板の流路内側に、凹部を
設けたことを特徴とする（３）項に記載の微小流路素
子。
【００８３】本発明は、第６の実施形態に対応する。
【００８４】本発明の微小流路素子は、流路の内側に凹
部を有しているため、凹部に検出光を入射し光学検出を
行うと、検出部の光路長が長くなり検出感度が向上す
る。
部を有しているため、凹部に検出光を入射し光学検出を
行うと、検出部の光路長が長くなり検出感度が向上す
る。
【００８５】（７）前記微小流路素子の石英ガラス基板
の非接合面側の少くなくとも一方面上に、凸形状の突起
を備えることを特徴とする前記（１）項若しくは（２）
項に記載の微小流路素子。
の非接合面側の少くなくとも一方面上に、凸形状の突起
を備えることを特徴とする前記（１）項若しくは（２）
項に記載の微小流路素子。
【００８６】本発明は、第７の実施形態に対応する。
【００８７】本発明の微小流路素子は、素子の両面に凸
レンズ形状の突起部を有している。該突起部は一方面の
突起部から光を入射し他方面の突起部から透過光を検出
すると、入射光を集光する働きがあり検出感度が向上す
る。
レンズ形状の突起部を有している。該突起部は一方面の
突起部から光を入射し他方面の突起部から透過光を検出
すると、入射光を集光する働きがあり検出感度が向上す
る。
【００８８】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、紫
外から可視の波長域に渡って、光学的検出が可能であ
り、且つ容易に小型化が可能な機器分析用流体流路を有
する微小流路素子を提供することができる。
外から可視の波長域に渡って、光学的検出が可能であ
り、且つ容易に小型化が可能な機器分析用流体流路を有
する微小流路素子を提供することができる。
【図１】本発明による第１の実施形態としての微小流路
素子の概略的な構成を示す図である。
素子の概略的な構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｈ）は、微小流路素子の形成工
程について説明するための図である。
程について説明するための図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｆ）は、図２に続く微小流路素
子の形成工程について説明するための図である。
子の形成工程について説明するための図である。
【図４】第２の実施形態としての微小流路素子の概略的
な構成を示す図である。
な構成を示す図である。
【図５】第３の実施形態としての微小流路素子の概略的
な構成を示す図である。
な構成を示す図である。
【図６】第４の実施形態としての微小流路素子の概略的
な構成を示す図である。
な構成を示す図である。
【図７】図７（ａ）は、図６に示した微小流路素子を上
面からみた構成を示す図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の
Ａ−Ａ線の断面の構造を示す図である。
面からみた構成を示す図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の
Ａ−Ａ線の断面の構造を示す図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｅ）は、図６に示した微小流路
素子の形成工程について説明するための図である。
素子の形成工程について説明するための図である。
【図９】第５の実施形態としての微小流路素子の概略的
な構成を示す図である。
な構成を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）は、図９に示した微小流路素子
を上面からみた構成を示す図、図１０（ｂ）は、図１０
（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面の構造を示す図である。
を上面からみた構成を示す図、図１０（ｂ）は、図１０
（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面の構造を示す図である。
【図１１】第６の実施形態としての微小流路素子の概略
的な構成を示す図である。
的な構成を示す図である。
【図１２】第７の実施形態としての微小流路素子の概略
的な構成を示す図、
的な構成を示す図、
【図１３】図１３（ａ）は、図１２に示した微小流路素
子を上面からみた構成を示す図、図１３（ｂ）は、図１
３（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面の構造を示す図である。
子を上面からみた構成を示す図、図１３（ｂ）は、図１
３（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面の構造を示す図である。
１…微小流路素子 ２，３…石英ガラス基板 ４，６…ポリシリコン薄膜 ５…ホウケイ酸ガラス薄膜 ７…流体流路 ８…レジスト薄膜 ９…溝 ８ａ…レジストマスク
Claims (3)
- 【請求項１】 対向する側の少なくとも一方面に流路を
形成する溝が設けられる一対の石英ガラス基板と、 前記一対の石英ガラス基板の対向する側の面で、前記溝
内面及び該溝の開口に接する面を除き、対峙する面上に
形成される一対のシリコン層と、 前記一対のシリコン層間に介在し、両シリコン層に接し
て形成されるアルカリイオン含有ガラス層と、を具備
し、一体的に接合されることを特徴とする微小流路素
子。 - 【請求項２】 対向する側の少なくとも一方面に流路を
形成する溝が設けられる一対の石英ガラス基板と、 前記一対の石英ガラス基板の対向する側の面で、前記溝
内面及び該溝の開口に接する面を除き対峙する面上に形
成される一対のシリコン層と、 前記一対のシリコン層間に介在して、一方のシリコン層
に接して形成されるアルカリイオン含有ガラス層と、 前記一対のシリコン層間に介在して、他方のシリコン層
及び前記アルカリイオン含有ガラス層とに接して形成さ
れるシリコン酸化膜と、を具備し、一体的に接合される
ことを特徴とする微小流路素子。 - 【請求項３】 前記微小流路素子の石英ガラス基板の非
接合面側の少なくとも一方の外面に反射膜を設けたこと
を特徴とする請求項１若しくは、請求項２に記載の微小
流路素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09586497A JP3618511B2 (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | 微小流路素子 |
| US09/053,426 US20020001695A1 (en) | 1997-04-14 | 1998-04-01 | Micro-passage element used for fluid analysis |
| DE19816224A DE19816224A1 (de) | 1997-04-14 | 1998-04-09 | Zur Fluidanalyse Verwendetes Mikrokanalelement |
| US10/418,250 US20030186027A1 (en) | 1997-04-14 | 2003-04-17 | Micro-passage element used for fluid analysis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09586497A JP3618511B2 (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | 微小流路素子 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002077171A Division JP3772123B2 (ja) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | 微小流路素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10288580A true JPH10288580A (ja) | 1998-10-27 |
| JP3618511B2 JP3618511B2 (ja) | 2005-02-09 |
Family
ID=14149235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09586497A Expired - Fee Related JP3618511B2 (ja) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | 微小流路素子 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20020001695A1 (ja) |
| JP (1) | JP3618511B2 (ja) |
| DE (1) | DE19816224A1 (ja) |
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| JP2003262588A (ja) * | 2001-12-05 | 2003-09-19 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 生体関連物質マイクロアレイの読取装置及び方法 |
| WO2008117651A1 (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-02 | Konica Minolta Opto, Inc. | マイクロチップ |
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