TW202003828A - 流體晶片及分析裝置 - Google Patents

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池田修二
橋本直孝
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日商Ｔｅｉ解決方案股份有限公司
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Abstract

提供設置在進行微量試料分析的分析裝置中可以達到將此分析裝置小型化的流體晶片以及包括此流體晶片的分析裝置。流體晶片10，其特徵在於包括基板內流路，設置在基板21內部；表面側絕緣膜22，作為設置在基板21表面上的絕緣膜；流入開口部22a，設置在基板內流路的上流，使試料流入基板內流路；以及流出開口部22b，設置在基板內流路的下流，使上述試料流出基板內流路；其中，流入開口部22a與流出開口部22b，設置在表面側絕緣膜22中，經由基板內流路連接。

Description

流體晶片及分析裝置
本發明係有關於流體晶片及分析裝置。
作為進行微量試料分析的分析裝置，熟知包括流體晶片的分析裝置，流體晶片設置具有奈米尺寸的徑的貫通孔(也稱作奈米孔)之流路。例如，專利文獻1中記載，使用直徑數nm(毫微米)〜數十nm的奈米孔設置在流路內的矽基板作為流體晶片，進行DNA(Deoxyribonucleic Acid(脫氧核糖核酸))的鹽基排列等的分析之分析裝置。流路，貫通矽基板。又，流路，係內壁傾斜，且矽基板表面側的開口部，比背面側的開口部小。
專利文獻1中，矽基板，設置在供給DNA的供給部與回收DNA的回收部之間。供給部，經由設置在矽基板表面側的開口部與流路連接。回收部，經由設置在矽基板背面側的開口部與流路連接。供給部與回收部中，設置用以實行DNA電氣泳動的電極對。對電極對施加電壓，透過測量DNA由於電氣泳動通過奈米孔之際的電流值變化，進行DNA的鹽基排列等的分析。 [先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本發明專利公開第2015-198652號公報
[發明所欲解決的課題]
但是，專利文獻1中，因為設置電極對從兩面夾住矽基板，用以保持各電極的保持構件之間必須分開設置，成為分析裝置小型化的障礙。
本發明，目的在於提供設置在進行微量試料分析的分析裝置中可以實現將此分析裝置小型化的流體晶片以及包括此流體晶片的分析裝置。 [用以解決課題的手段]
本發明的流體晶片，其特徵在於包括基板內流路，設置在基板內部；絕緣膜，設置在上述基板表面上；流入開口部，設置在上述基板內流路的上流，使試料流入上述基板內流路；以及流出開口部，設置在上述基板內流路的下流，使上述試料流出上述基板內流路；其中，上述流入開口部與上述流出開口部，設置在上述絕緣膜中，經由上述基板內流路連接。
本發明的另一流體晶片，其特徵在於包括基板內流路，設置在基板內部；絕緣膜，設置在上述基板表面上；以及流入開口部，設置在上述絕緣膜中，使試料流入上述基板內流路；其中，上述基板內流路，具有表面開口，設置在上述基板表面上；背面開口，設置在上述基板背面上；第1內壁，設置在上述表面開口與上述背面開口之間，對上述基板背面傾斜；以及第2內壁，設置在上述表面開口與上述背面開口之間比上述第1內壁下流，對上述基板背面垂直。
本發明的另一流體晶片，其特徵在於包括基板內流路，設置在基板內部；絕緣膜，設置在上述基板表面上；流入開口部，設置在上述絕緣膜中，使試料流入上述基板內流路；以及導電膜，設置與上述絕緣膜相接；其中，上述導電膜，具有與上述流入開口部連接的導電膜開口部。
本發明的分析裝置，其特徵在於包括上述流體晶片、設置在上述流體晶片表面上的上側薄板、供給上述試料的供給部以及回收上述試料的回收部，上述上側薄板，具有連接上述供給部與上述流入開口部的第1上側流路以及連接上述回收部與上述流出開口部的第2上側流路，上述供給部與上述回收部之間形成使上述試料流通的流通路徑。
本發明的另一分析裝置，其特徵在於包括上述流體晶片、設置在上述流體晶片表面上的上側薄板、設置在上述流體晶片背面上的下側薄板、供給上述試料的供給部以及回收上述試料的回收部，上述上側薄板，具有連接上述供給部與上述流入開口部的第1上側流路以及連接上述回收部與上述流出開口部的第2上側流路，上述基板內流路，具有與上述流入開口部連接的上流流路以及與上述流出開口部連接的下流流路，上述下側薄板，具有連接上述上流流路與上述下流流路的下側流路，上述供給部與上述回收部之間形成使上述試料流通的流通路徑。
本發明的另一分析裝置，其特徵在於包括流體晶片，具有貫通表面上設置絕緣膜的基板之基板內流路；上側薄板，設置在上述流體晶片表面上；下側薄板，設置在上述流體晶片背面上；晶片框，設置在上述上側薄板與上述下側薄板之間，保持上述流體晶片；供給部，供給試料；以及回收部，回收上述試料；上述上側薄板，具有與上述供給部連接的第1上側流路以及與上述回收部連接的第2上側流路，上述晶片框，具有與上述第2上側流路連接的連接孔，上述絕緣膜，與上述第1上側流路連接，具有使上述試料流入上述基板內流路的流入開口部，上述下側薄板，具有連接上述基板內流路與上述連接孔的下側流路，在上述供給部與上述回收部之間形成使上述試料流通的流通路徑。 [發明效果]
根據本發明，透過在基板的同一面設置連接至供給試料的供給部之流入開口部以及連接至回收試料的回收部之流出開口部，因為可以在同一面配置電極對，達到分析裝置的小型化。
[第1實施形態] 如第1圖所示，流體晶片10，在用以進行微量試料分析的分析裝置11中使用。分析裝置11，使包含電解質的溶液分散試料的試料液流過內部，透過檢出試料通過流體晶片10之際的電流值變化，進行試料分析。具體地，透過對後述的電極對15施加電壓，流通分析裝置11內的試料的流通路徑中，產生流過開口面積最小的最小開口部的內部空間之離子電流。最小開口部的電阻值，在試料通過最小開口部之際增大。因此，離子電流值，根據通過最小開口部的試料的體積變化。最小開口部的內部空間侵入體積大的試料時，離子電流值變化大，最小開口部的內部空間侵入體積小的試料時，離子電流值變化小。分析裝置11，根據上述電流值變化，進行試料的大小、形狀等的分析。試料，係DNA(Deoxyribonucleic Acid(脫氧核糖核酸))、蛋白質、花粉、病毒、細胞、有機粒子或無機粒子、PM(Particulate Matter(懸浮微粒))2.5等的粒子狀物質等，此例中，係DNA。本實施形態中，因為後述的流體晶片10的流入開口部22a是最小開口部，分析裝置11，透過檢出DNA通過流入開口部22a之際的電流值變化，識別構成DNA的核酸鹽基分子，進行DNA的鹽基排列等的分析。
分析裝置11，除了流體晶片10之外，還包括上側流路薄板12、下側蓋薄板13、上側蓋薄板14以及電極對15，上側流路薄板12與下側蓋薄板13之間設置流體晶片10。細節後述，電極對15，設置在供給DNA的供給部14a與回收DNA的回收部14b中，供給部14a與回收部14b設置在分析裝置11的同一面。分析裝置11，本實施形態中，更包括保持流體晶片10的晶片框16。分析裝置11的平面形狀，例如是矩形，本實施形態中是一邊長25mm(毫米)的正方形。
上側流路薄板12，設置在流體晶片10表面上。作為上側流路薄板12的材料，例如使用橡膠、樹脂等。上側流路薄板，對應申請專利範圍中記載的「上側薄板」。
上側流路薄板12，具有第1上側流路12a與第2上側流路12b。第1上側流路12a，與後述的供給部14a連接，引導從供給部14a供給的DNA往流體晶片10。第2上側流路12b，與後述的回收部14b連接，引導來自流體晶片10的DNA往回收部14b。第1上側流路12a與第2上側流路12b的形狀，不特別限定，例如形成裂縫狀。
下側蓋薄板13，設置在流體晶片10的背面。下側蓋薄板13，構成分析裝置11的下面。作為下側蓋薄板13的材料，例如使用橡膠、樹脂等。
晶片框16，具有容納流體晶片10的收容部18。收容部18，往厚度方向貫通晶片框16。收容部18的形狀，配合流體晶片10的外形形成。本實施形態中，收容部18的平面形狀，是一邊長5mm的正方形。作為晶片框16的材料，例如使用樹脂等。
上側蓋薄板14，設置在上側流路薄板12的表面上。作為上側蓋薄板14的材料，例如使用橡膠、樹脂等。上側蓋薄板14，構成分析裝置11的上面。上側蓋薄板14中設置供給部14a與回收部14b。即，供給部14a與回收部14b，設置在分析裝置11的上面。
電極對15，設置在供給部14a與回收部14b中。電極對15，連接至未圖示的電源與電流檢出裝置。電源，對電極對15施加電壓。透過對電極對15施加電壓，實行DNA的電氣泳動，DNA通過流體晶片10。又，供給的DNA利用壓力通過流體晶片10也可以，並用電氣泳動與壓力通過流體晶片10也可以。電流檢出裝置，在DNA通過流體晶片10之際利用電流值變化，檢出電流值的變化。
關於流體晶片10，邊參照第1與2圖，邊說明。流體晶片10的平面形狀，例如是矩形，本實施形態是一邊長5mm的正方形(參照第2圖)。流體晶片10，包括基板21、表面側絕緣膜22、背面側絕緣膜23(參照第1圖)。
基板21，係矽基板。基板21的厚度，在本實施形態中係775μm(微米)。基板21的內部設置基板內流路。基板內流路，引導供給至供給部14a的DNA往回收部14b。基板內流路，在本實施形態中，具有上流流路26、下流流路27以及背面流路28(參照第1圖)。
上流流路26，設置在基板內流路的上流。上流流路26，往厚度方向貫通基板21(參照第1圖)。上流流路26，具有設置在基板21表面上的表面開口26a、設置在基板21背面上的背面開口26b、以及連接表面開口26a與背面開口26b的內壁26c。內壁26c，對基板21的背面傾斜。內壁26c的傾斜角θ約55°。如第2圖所示，表面開口26a的平面形狀，例如是矩形，本實施形態是一邊長200μm的正方形。背面開口26b的平面形狀，例如是矩形，本實施形態是正方形。基板21的厚度是775μm時，背面開口26b的一邊長是1.2mm。
下流流路27，設置在基板內流路的下流。下流流路27，往厚度方向貫通基板21(參照第1圖)。下流流路27，具有設置在基板21表面上的表面開口27a、設置在基板21背面上的背面開口27b、以及連接表面開口27a與背面開口27b的內壁27c。內壁27c，與內壁26c相同，對基板21的背面傾斜，傾斜角θ約55°。如第2圖所示，表面開口27a的平面形狀，例如是矩形，本實施形態是一邊長400μm的正方形。背面開口27b的平面形狀，例如是矩形，本實施形態是正方形。基板21的厚度是775μm時，背面開口27b的一邊長是1.4mm。
背面流路28，設置在基板21的背面，連接上流流路26與下流流路27(參照第1圖)。背面流路28，引導上流流路26內的DNA往下流流路27。背面流路28的深度，在本實施例中是35μm。如第2圖所示，背面流路28的寬度W，在本實施例中是50μm。
表面側絕緣膜22，設置在基板21的表面上(參照第1圖)。表面側絕緣膜22，例如以SiN膜(氮化矽膜)、SiO膜(氧化矽膜)等形成。本實施形態中，表面側絕緣膜22以SiN膜形成。表面側絕緣膜22的厚度，在本實施例中是50nm。表面側絕緣膜，對應申請專利範圍中記載的「絕緣膜」。
表面側絕緣膜22中，設置流入開口部22a與流出開口部22b。本實施形態中，流入開口部22a與流出開口部22b，設置在流體晶片10的厚度方向。流入開口部22a與流出開口部22b，經由基板21的基板內流路連接。
流入開口部22a，設置在第1上側流路12a與上流流路26之間，使第1上側流路12a內的DNA流入上流流路26(參照第1圖)。即，流入開口部22a，設置在基板內流路的上流，使DNA流入基板內流路。流入開口部22a的平面形狀，例如是圓形。本實施形態中流入開口部22a的直徑是200nm(參照第2圖)。
流出開口部22b，設置在第2上側流路12b與下流流路27之間，使下流流路27內的DNA往第2上側流路12b流出(參照第1圖)。即，流出開口部22b，設置在基板內流路的下流，從基板內流路流出DNA。流出開口部22b的平面形狀，例如是矩形。本實施形態是一邊長400μm的正方形(參照第2圖)。
背面側絕緣膜23，設置在基板21的背面(參照第1圖)。背面側絕緣膜23，在本實施例中，與表面側絕緣膜22相同，由SiN膜形成，厚度為50nm。
背面側絕緣膜23中，形成上流側背面開口部23a、下流側背面開口部23b、連接部23c(參照第1圖)。上流側背面開口部23a，設置在上流流路26的下方。下流側背面開口部23b，設置在下流流路27的下方。連接部23c，設置在上流側背面開口部23a與下流側背面開口部23b之間，連接上流側背面開口部23a與下流側背面開口部23b。上流側背面開口部23a的平面形狀，例如是矩形，本實施形態是一邊長1mm的正方形(參照第2圖)。下流側背面開口部23b的平面形狀，例如是矩形，本實施形態是一邊長1.4mm的正方形。連接部23c的寬度，與背面流路28的寬度W相同，在本實施例中是50μm。
以下，關於流體晶片10的製造方法，參照第3〜5圖說明。流體晶片10，以表面圖案形成步驟、背面圖案形成步驟以及基板內流路形成步驟製造。第3〜5圖，係沿著第2圖的A-A線的剖面圖。
如第3圖所示，表面圖案形成步驟，在基板30表面上設置的絕緣膜31中形成表面圖案P1。作為基板30，使用矽基板。基板30的厚度，在本實施例中是775μm。表面圖案形成步驟中，首先，在基板30的兩面形成絕緣膜31。絕緣膜31，例如，根據使用DCS(Dichlorosilane(二氯甲硅烷))作為原料氣體的CVD(化學氣相沉積)法形成。之後，設置在基板30表面上的絕緣膜31中，對應流入開口部22a與流出開口部22b的部分形成開口的表面圖案P1。例如，設置在基板30表面上的絕緣膜31上塗布光阻，形成光阻層(未圖示)，利用微影成像技術圖案化光阻層。光阻層中，對應流入開口部22a與流出開口部22b的部分形成開口的光阻圖案。以形成光阻圖案的光阻層作為光罩，乾蝕刻基板30表面的絕緣膜31。藉此，基板30的表面側的絕緣膜31中形成表面圖案P1。形成表面圖案P1的絕緣膜31，成為流體晶片10的表面側絕緣膜22。
如第4圖所示，背面圖案形成步驟，在基板30背面上設置的絕緣膜31與保護膜32中形成背面圖案P2。背面圖案形成步驟中，首先，在基板30的兩面形成保護膜32。保護膜32，理想是對後述的異向性濕蝕刻中的濕蝕刻液的蝕刻選擇比大的材料。保護膜32，例如是根據使用TEOS（tetraethoxysilane(四乙氧基矽烷))作為原料氣體的CVD法形成的SiO膜。之後，設置在基板30背面的絕緣膜31與保護膜32中，對應上流流路26的背面開口26b、下流流路27的背面開口27b以及背面流路28的部分形成開口的背面圖案P2。背面圖案P2，例如根據與表面圖案P1同樣的方法形成。即，背面圖案P2，係經由設置在基板30背面的保護膜32上形成光阻層(未圖示)，利用微影成像技術圖案化，形成光阻圖案的光阻層作為光罩，依序乾蝕刻基板30背面的保護膜32與絕緣膜31而形成。形成背面圖案P2的絕緣膜31，成為流體晶片10的背面側絕緣膜23。
如第5圖所示，基板內流路形成步驟，在基板30的內部形成基板內流路。本實施例中，作為基板內流路，形成上流流路26、下流流路27以及背面流路28。基板內流路形成步驟，浸泡經過背面圖案形成步驟的基板30在濕蝕刻液中進行異向性濕蝕刻。作為濕蝕刻液，使用KOH(氫氧化鉀)、TMAH(四甲基氫氧化銨)等的鹼性水溶液。
在基板30的背面形成的保護膜32，作用為異向性濕蝕刻的光罩。因此，基板30，不進行保護膜32覆蓋全區的表面蝕刻，而進行背面之中由形成背面圖案P2的保護膜32露出的一部分蝕刻。透過異向性濕蝕刻，基板30中，形成上流流路26、下流流路27及背面流路28。內壁26c、27c的傾斜角θ，根據矽結晶面的蝕刻速度差決定，本實施形態的情況為約55°。形成背面圖案P2的保護膜32的開口寬度小的部分內，異向性濕蝕刻中的蝕刻液難以進入。本實施形態中，對應背面流路28的部分的保護膜32的開口寬度，比對應上流流路26的背面開口26b與下流流路27的背面開口27b的保護膜32的開口寬度小。因此，背面流路28形成不往厚度方向貫通基板30的深度。背面流路28的深度，透過調整對應背面流路28的部分的保護膜32的開口寬度控制。另一方面，上流流路26與下流流路27，往厚度方向貫通基板30。基板30，透過在表面全區形成保護膜32，異向性濕蝕刻之際，抑制表面損傷，且防止來自表面的蝕刻。形成上流流路26、下流流路27及背面流路28的基板30，成為流體晶片10的基板21。異向性濕蝕刻之後，透過除去保護膜32，得到流體晶片10。保護膜32，例如透過使用HF(氫氟酸)作為濕蝕刻液蝕刻除去。
分析裝置11，對於經由上述步驟製造的流體晶片10，貼上下側蓋薄板13、上側流路薄板12及上側蓋薄板14，透過在供給部14a與回收部14b中設置電極對15製作。分析裝置11中，對供給部14a供給的DNA，依序流通第1上側流路12a、流體晶片10及第2上側流路12b，在回收部14b回收(參照第1圖)。流體晶片10，使從第1上側流路12a流入流入開口部22a的DNA，依序通過作為基板內流路的上流流路26、背面流路28及下流流路27，從流出開口部22b往第2上側流路12b流出。這樣，分析裝置11，在供給部14a與回收部14b之間形成使DNA通過的流通經路。分析裝置11，在DNA流通的流通路徑中，最小開口部的流入開口部22a的開口面積，理想是比流入開口部22a以外的流路的各開口面積足夠小。藉此，流入開口部22a的電阻與流入開口部22a以外的流路的電阻的差變得足夠大，可以更確實進行分析。
如上述，流體晶片10中，由於在基板21的同一面設置與供給部14a連接的流入開口部22a以及與回收部14b連接的流出開口部22b，因為可以在同一面配置供給部14a與回收部14b中設置的電極對15，達到分析裝置11的小型化。
流體晶片10，因為在基板21的表面側可以配置電極對15，變得容易符合電極對15的位置。又，流體晶片10，由於以背面流路28連接上流流路26與下流流路27，因為不必另外設置用以連接上流流路26與下流流路27的構件，可以小型化流體晶片10本身。
又，此例中，形成背面圖案P2的保護膜32用作異向性濕蝕刻的光罩，但絕緣膜31作用為異向性濕蝕刻的光罩材時，基板30背面的絕緣膜31中形成背面圖案P2，基板30背面不形成保護膜32也可以。
流入開口部22a的直徑，根據試料適當變更也可以。流入開口部22a的平面形狀，不限於圓形的情況，橢圓形、矩形、多角形等也可以。
內壁26c與內壁27c的傾斜角不限於θ=55°的情況，可以設定在0°>θ>18°的範圍內。內壁26c與內壁27c，不限於平面形狀，彎曲形狀也可以。
[第二實施形態] 上述第一實施形態中，上流流路26與下流流路27以背面流路28連接，但第二實施形態中，以另外設置的流路薄板連接上流流路26與下流流路27。以下的說明中，關於與上述第一實施形態相同構件，附上相同符號省略說明。
如第6圖所示，流體晶片40設置在分析裝置41中。分析裝置41，除了流體晶片40之外，還包括上側蓋薄板14、上側流路薄板42、下側流路薄板43、下側蓋薄板13。分析裝置41的平面形狀，在本實施例中一邊長是25mm。第2實施形態，在上側蓋薄板14中，在一方對角位置上設置一對供給部14a、14d，另一方對角位置上設置一對回收部14b、14c。省略圖示，但分析裝置41包括電極對15，例如設置電極對15在供給部14a和回收部14b中。
上側流路薄板42，設置在流體晶片40的表面上。作為上側流路薄板42的材料，例如使用橡膠、樹脂等。
上側流路薄板42，具有第1上側流路42a與第2上側流路42b、42c。第1上側流路42a與第2上側流路42b、42c的形狀，不特別限定，但本實施形態中形成裂縫狀。第1上側流路42a，設置成分析裝置41的一方對角線狀，連接供給部14a與供給部14d。第2上側流路42b、42c，互相間隔設置成分析裝置41的另一方對角線狀。第2上側流路42b，與回收部14b連接。第2上側流路42c，與回收部14c連接。
下側流路薄板43，設置在流體晶片40的背面。下側流路薄板43，具有下側流路44。下側流路44，設置成分析裝置41的另一方對角線狀，經由流體晶片40，連接第1上側流路42a與第2上側流路42b、42c。作為下側流路薄板43的材料，例如使用橡膠、樹脂等。下側流路44的形狀，不特別限定，但本實施形態中形成裂縫狀。下側流路薄板，對應申請專利範圍中記載的「下側薄板」。
分析裝置41中，對第1上側流路42a填充試料液之際，例如，使用供給部14d作為空氣抽除穴，透過從供給部14a注入試料液，對第1上側流路42a填充試料液。另一方面，對第2上側流路42b、42c與下側流路44填充試料液之際，例如，使用回收部14c作為空氣抽除穴，透過從回收部14b注入試料液，對第2上側流路42b、下側流路44、第2上側流路42c依序填充試料液。進行分析之際，不設置電極對15(省略圖示)的供給部14d與回收部14c以未圖示的密封構件塞住，限制試料的流動。又，對第1上側流路42a填充試料液時，使用供給部14a作為空氣抽除穴，從供給部14d注入試料液也可以。對第2上側流路42b、42c與下側流路44填充試料液時，使用回收部14b作為空氣抽除穴，從回收部14c注入試料液也可以。電極對15，不限於設置在供給部14a與回收部14b的情況，設置在供給部14a與回收部14c、供給部14d與回收部14b以及供給部14d與回收部14c中任一都可以。
如第7圖所示，流體晶片40，包括表面側絕緣膜22、背面側絕緣膜52及基板53。背面側絕緣膜52，具有上流側背面開口部23a與下流側背面開口部23b。背面側絕緣膜52，不具有連接部23c，與第1實施形態的背面側絕緣膜23不同。基板53，具有上流流路26與下流流路27作為基板內流路。基板53，不具有背面流路28，與第1實施形態的基板21不同。又，本圖中未圖示，但流體晶片40中，往厚度方向貫通流體晶片40，設置連接第2上側流路42c與下側流路44的連接孔54(參照第6圖)。
具有以上構成的流體晶片40中，第1上側流路42a的DNA，通過流入開口部22a，依序經由上流流路26、下側流路44、下流流路27，由於通過流出開口部22b，往第2上側流路42b移動。因此，分析裝置41，在供給部14a與回收部14b之間形成使DNA通過的流通路徑。
流體晶片40中，與上述第1實施形態的流體晶片10相同，透過在基板53的同一面設置流入開口部22a與流出開口部22b，因為在同一面設置電極對，達到分析裝置41的小型化。
又，分析裝置41，代替流體晶片40，使用第8圖所示的流體晶片60也可以。流體晶片60，具有表面側絕緣膜61、背面絕緣膜62及基板63。表面側絕緣膜61，具有流入開口部22a。表面側絕緣膜61，不具有流出開口部22b，與第1實施形態的表面側絕緣膜22不同。背面絕緣膜62，具有上流側背面開口部23a。背面絕緣膜62，不具有下流側背面開口部23b與連接部23c，與第1實施形態的背面側絕緣膜23不同。基板63，具有上流流路26。基板63，不具有下流流路27與背面流路28，與第1實施形態的基板21不同。即，流體晶片60中，上流流路26是基板內流路。
流體晶片60，以晶片框64保持。晶片框64具有容納流體晶片60的收容部65、以及連接下側流路44與第2上側流路42b的連接孔66。收容部65與連接孔66，往厚度方向貫通晶片框64。流體晶片60中，第1上側流路42a的DNA通過流入開口部22a，依序經由上流流路26、下側流路44、連接孔66，往第2上側流路42b移動。流體晶片60中，與流體晶片10、40相同，因為可以配置電極在同一面上，達到分析裝置41的小型化。
[第3實施形態] 第3實施形態，在表面側絕緣膜與基板之間，設置用以補強表面側絕緣膜的補強膜。第3實施形態中，關於使用與第2實施形態相同的構件，附上相同的符號，省略說明。又，第3實施形態中，著眼於設置作為基板內流路的上流流路26的部分進行說明，關於設置下流流路27的部分省略圖示及說明。
如第9圖所示，流體晶片70，除了表面側絕緣膜22、背面側絕緣膜52及基板53，更包括在表面側絕緣膜22與背面側絕緣膜52之間設置的補強膜74。補強膜74，例如透過熱氧化矽形成的熱氧化膜。補強膜74的厚度，在本實施例中是500nm。第3實施形態中，流入開口部22a的直徑是400nm。
補強膜74中，形成連接流入開口部22a和上流流路26的貫通部75。貫通部75，具有設置在補強膜74表面上的第1開口部76、設置在補強膜74背面上的第2開口部77，往厚度方向貫通補強膜74。第1開口部76，與流入開口部22a連接。此例中，第1開口部76的內壁面對補強膜74的膜面傾斜，第1開口部76的開口面積從補強膜74的表面越往背面越大，第2開口部77，與上流流路26連接。第1開口部76，比流入開口部22a大，內壁面比流入開口部22a的開口端後退。又，第1開口部76，比第2開口部77小。第2開口部77，比上流流路26的表面開口26a大，內壁面比表面開口26a的表面開口端後退。第2開口部77的後退量，比第1開口部76的後退量大。本實施形態中，第1開口部76的後退量是175nm，第2開口部77的後退量是300nm。又，第1開口部76的深度是200nm，而第2開口部77的深度是300nm。又，雖未圖示，補強膜74中，形成連接流出開口部22b與下流流路27的貫通部。
第3實施形態中，流體晶片70，更包括設置在背面側絕緣膜52和基板53之間的補強膜78。補強膜78，與補強膜74相同，係透過熱氧化矽形成的熱氧化膜，厚度是500nm。補強膜78中，形成連接上流側背面開口部23a與上流流路26的貫通部79。貫通部79，往補強膜78的方向貫通。貫通部79，比上流側背面開口部23a與背面開口26b大，內壁面比上流側背面開口部23a與背面開口26b的各開口端後退。又，雖未圖示，補強膜78中，形成連接下流側背面開口部23b與下流流路27的貫通部。
關於流體晶片70的製造方法，參照第10〜13圖說明。流體晶片70，係以準備步驟、表面圖案形成步驟、背面圖案形成步驟及基板內流路形成步驟製造。
如第10圖所示，準備步驟，在基板80的兩面，依序形成補強膜81與絕緣膜82。作為基板80，使用矽基板。基板80的厚度，在本實施例中是775μm。補強膜81，例如，利用在氧空氣中氧化矽的熱CVD法形成。絕緣膜82，例如，根據使用DCS作為原料氣體的CVD法形成。
如第11圖所示，表面圖案形成步驟，在基板80表面上設置的補強膜81與絕緣膜82中形成表面圖案P1。表面圖案P1，例如，在基板80的表面側的絕緣膜82上形成光阻層(未圖示)，利用微影成像技術圖案化，圖案化的光阻層作為光罩，依序乾蝕刻基板80表面的絕緣膜82與補強膜81形成。形成表面圖案P1的補強膜81與絕緣膜82，對應流入開口部22a與流出開口部22b的部分形成開口。形成表面圖案P1的絕緣膜82，成為流體晶片70的表面側絕緣膜22。
如第12圖所示，背面圖案形成步驟，在基板80背面上設置的補強膜81、絕緣膜82及保護膜84中形成背面圖案P2。背面圖案形成步驟，首先，在基板80的兩面形成保護膜84。保護膜84，在用以形成後述的貫通部75、79的濕蝕刻中，理想是對濕蝕刻液的蝕刻選擇比比補強膜81大的材料。保護膜84，例如，根據使用TEOS（tetraethoxysilane(四乙氧基矽烷))作為原料氣體的CVD法形成。形成表面圖案P1的補強膜81與絕緣膜82的各開口中埋入保護膜84。保護膜84的厚度，在本實施例中是500nm。基板80的兩面形成保護膜84後，基板80的背面側的補強膜81、絕緣膜82及保護膜84中形成背面圖案P2。背面圖案P2，例如與表面圖案P1同樣形成。本實施例的情況，形成背面圖案P2的補強膜81、絕緣膜82及保護膜84，對應上流流路26的背面開口26b與下流流路27的背面開口27b的部分形成開口。形成背面圖案P2的絕緣膜82，成為流體晶片70的背面側絕緣膜52。
如第13圖所示，基板內流路形成步驟，在基板80的內部形成基板內流路。本實施形態的情況，基板內流路，係上流流路26與未圖示的下流流路27。關於下流流路27的形成省略說明。基板內流路，例如透過使用鹼性水溶液的異向性濕蝕刻形成。保護膜84，作用為異向性濕蝕刻的光罩，形成基板內流路的基板80，成為流體晶片70的基板53。
基板內流路形成步驟後，以濕蝕刻除去保護膜84。例如，浸泡形成上流流路26的基板80在濕蝕刻液中。濕蝕刻液，係HF等。因為基板80的表面側開口以保護膜84塞住，濕蝕刻液從基板80的背面側開口流入上流流路26。以濕蝕刻除去保護膜84的過程中，也除去一部分補強膜81。基板80表面上設置的補強膜81，以流入上流流路26的濕蝕刻液從內面側蝕刻。利用此濕蝕刻，除去保護膜84，基板80表面的補強膜81中形成對應貫通部75的開口，基板80背面的補強膜81中形成對應貫通部79的開口。貫通部75與貫通部79的後退量，比補強膜81的厚度與對補強膜81的濕蝕刻液的蝕刻選擇比，更可以控制。形成對應貫通部75的開口的補強膜81，成為流體晶片70的補強膜74。形成對應貫通部79的開口的補強膜81，成為流體晶片70的補強膜78。結果，得到第9圖所示的流體晶片70。又，濕蝕刻保護膜84的過程中不除去一部分補強膜81時，理想是另外進行用以除去一部分補強膜81的濕蝕刻。流體晶片70，因為以補強膜78補強表面側絕緣膜22，抑制表面側絕緣膜22的破損等，耐久性優異。
又，表面圖案形成步驟，在基板80表面上設置的補強膜81與絕緣膜82之中，只在絕緣膜82中形成表面圖案P1也可以。此時，第1開口部76，從補強膜74表面側越往背面側開口面積越小。第1開口部76的內壁面，例如往外側形成凸的彎曲形狀。第1開口部76與第2開口部77連接的連接部中，離流入開口部22a的開口端開始的後退量，比第1開口部76的後退量小，例如，第1開口部76的後退量為300nm，第1開口部76與第2開口部77間連接部的後退量為230nm。
背面圖案形成步驟中，不形成保護膜84也可以。不形成保護膜84時，絕緣膜82理想是作用為基板內流路形成步驟中的異向性濕蝕刻的光罩材。基板內流路形成步驟後的濕蝕刻中，第1開口部76的後退量與第2開口部77的後退量大致相同。例如，第1開口部76與第2開口部77的各後退量為300nm。
[第4實施形態] 上述各實施形態中，在流體晶片的厚度方向設置流入開口部，第4實施形態中，在與流體晶片的厚度方向不同的方向設置流入開口部。
如第14圖所示，流體晶片90，代替第1實施形態的流體晶片10設置在分析裝置11中。流體晶片90，在基板21表面上設置表面側絕緣膜91，在基板21背面上設置背面側絕緣膜23。表面側絕緣膜91例如以SiN膜形成。表面側絕緣膜91中，形成連接上流流路26的貫通孔91a及連接下流流路27的貫通孔91b。
表面側絕緣膜91表面上設置絕緣膜92。絕緣膜92，例如以SiN膜形成。絕緣膜92，具有設置在第1上側流路12a與貫通孔91a之間的流入開口部92a以及設置在第2上側流路12b與貫通孔91b之間的流出開口部92b。流出開口部92b，設置在流體晶片90的厚度方向，因為與上述第1實施形態相同，省略說明。
流入開口部92a，設置在與流體晶片90的厚度方向不同的方向，與第1實施形態的流入開口部22a不同。此例中，流入開口部92a，設置在與流體晶片90的厚度方向直交的方向。第4實施形態中，試料的流通路徑中的最小開口部是流入開口部92a。
參照第15A〜C圖到第19A〜C圖，說明流入開口部92a的形成方法的一例。以下的說明，在流體晶片90中，著眼於形成流入開口部92a的部分進行說明。流入開口部92a，以第1絕緣膜形成步驟、第2絕緣膜形成步驟、第3絕緣膜形成步驟、絕緣膜加工步驟及絕緣膜除去步驟形成。
如第15A〜C圖所示，第1絕緣膜形成步驟，在基板21上形成表面側絕緣膜91後，表面側絕緣膜91表面上形成第1絕緣膜95。第15A圖是平面圖，第15B圖是沿著第15A圖的B-B線的剖面圖，第15C圖是沿著第15A圖的C-C線的剖面圖。表面側絕緣膜91與第1絕緣膜95，可以利用同樣的方法形成，例如根據使用DCS作為原料氣體的CVD法形成。
如第16A〜C圖所示，第2絕緣膜形成步驟，在第1絕緣膜95中形成溝96，此溝96中形成第2絕緣膜97。第16A圖是平面圖，第16B圖是沿著第16A圖的B-B線的剖面圖，第16C圖是沿著第16A圖的C-C線的剖面圖。如第16A圖所示，溝96的平面形狀，例如形成長方形。溝96的短邊長度，成為與流入開口部92a中的厚度方向直交的寬度方向長度，即流入開口部92a的寬度。溝96的深度，成為流入開口部92a中的厚度方向長度，即流入開口部92a的高度。溝96，例如，在第1絕緣膜95表面上塗布光阻形成光阻層(未圖示)，利用微影成像技術圖案化，形成光阻圖案的光阻層作為光罩，透過乾蝕刻第1絕緣膜95形成。形成溝96後，第1絕緣膜95的表面全區，例如根據使用TEOS作為原料氣體的CVD法形成SiO膜。其次，平坦化SiO膜表面。平坦化中，例如使用CMP(化學機械研磨)裝置。平坦化，想理是露出第1絕緣膜95的表面。利用平坦化，除去第1絕緣膜95表面上的SiO膜，以留在溝96內的SiO膜形成第2絕緣膜97。
如第17A〜C圖所示，第3絕緣膜形成步驟，在第1絕緣膜95與第2絕緣膜97表面上形成第3絕緣膜98。第17A圖是平面圖，第17B圖是沿著第17A圖的B-B線的剖面圖，第17C圖是沿著第17A圖的C-C線的剖面圖。第3絕緣膜98，根據使用DCS作為原料氣體的CVD法形成。
如第18A〜C圖所示，絕緣膜加工步驟，加工第1絕緣膜95、第2絕緣膜97及第3絕緣膜98，形成板狀體99。第18A圖是平面圖，第18B圖是沿著第18A圖的B-B線的剖面圖，第18C圖是沿著第18A圖的C-C線的剖面圖。第18A圖所示的板狀體99的平面形狀，形成長方形。板狀體99的短邊長度，成為與流入開口部92a中的厚度方向及寬度方向直交的方向的長度，即流入開口部92a的長度。絕緣膜加工步驟中，例如進行乾蝕刻。
如第19A〜C圖所示，絕緣膜除去步驟，從板狀體99除去第2絕緣膜97。第19A圖是平面圖，第19B圖是沿著第19A圖的B-B線的剖面圖，第19C圖是沿著第19A圖的C-C線的剖面圖。第2絕緣膜除去步驟中，例如，進行使用HF作為濕蝕刻液的濕蝕刻。板狀體99中，除去第2絕緣膜97，留下第1絕緣膜95和第3絕緣膜98。以留下的第1絕緣膜95和第3絕緣膜98形成的板狀體99，成為流入開口部92a。流入開口部92a的開口面積，根據溝96的短邊長度與溝96的深度決定。溝96的短邊長度與溝96的深度中，可以使溝96的深度在微影成像技術的最小加工尺寸以下。因此，流體晶片90，對於作為最小開口部的流入開口部92a的設計自由度優異。
又，流體晶片90，代替流入開口部92a，設置第20A〜C圖所示的流入開口部102也可以。第20A圖是平面圖，第20B圖是沿著第20A圖的B-B線的剖面圖，第20C圖是沿著第20A圖的C-C線的剖面圖。關於流入開口部102的形成方法，參照第21A〜C圖到第27A〜C圖說明。流入開口部102，以第1絕緣膜形成步驟、第2絕緣膜形成步驟、第3絕緣膜形成步驟、溝形成步驟、第4絕緣膜形成步驟、第5絕緣膜形成步驟、絕緣膜加工步驟及絕緣膜除去步驟形成。
如第21A〜C圖所示，第1絕緣膜形成步驟，在表面側絕緣膜91表面上形成第1絕緣膜105。第21A圖是平面圖，第21B圖是沿著第21A圖的B-B線的剖面圖，第21C圖是沿著第21A圖的C-C線的剖面圖。第1絕緣膜形成步驟，例如，根據使用TEOS作為原料氣體的CVD法在表面側絕緣膜91的表面全區形成SiO膜，透過以乾蝕刻除去一部分SiO膜，形成第1絕緣膜105。
如第22A〜C圖所示，第2絕緣膜形成步驟，在表面側絕緣膜91表面與第1絕緣膜105表面上形成第2絕緣膜106。第22A圖是平面圖，第22B圖是沿著第22A圖的B-B線的剖面圖，第22C圖是沿著第22A圖的C-C線的剖面圖。第2絕緣膜106，例如，根據使用DCS作為原料氣體的CVD(化學氣相沉積)法形成。第2絕緣膜106，形成段差狀，在表面側絕緣膜91表面上形成的部分，比第1絕緣膜105表面上形成的部分低一階。
如第23A〜C圖所示，第3絕緣膜形成步驟，在第2絕緣膜106表面上形成第3絕緣膜107。第23A圖是平面圖，第23B圖是沿著第23A圖的B-B線的剖面圖，第23C圖是沿著第23A圖的C-C線的剖面圖。第3絕緣膜形成步驟，例如，根據使用TEOS作為原料氣體的CVD法在第2絕緣膜106的表面全區形成SiO膜，透過以CMP裝置平坦化SiO膜表面，形成第3絕緣膜107。透過平坦化，第2絕緣膜106中，露出第1絕緣膜95表面上形成的部分。第2絕緣膜106中的表面側絕緣膜91表面上形成的部分中以留下的SiO膜，形成第3絕緣膜107。
如第24A〜C圖所示，溝形成步驟，透過除去一部分第1絕緣膜105、第2絕緣膜106及第3絕緣膜107，形成溝108。第24A圖是平面圖，第24B圖是沿著第24A圖的B-B線的剖面圖，第24C圖是沿著第24A圖的C-C線的剖面圖。溝形成步驟，例如進行乾蝕刻。
如第25A〜C圖所示，第4絕緣膜形成步驟，溝108中形成第4絕緣膜109。第25A圖是平面圖，第25B圖是沿著第25A圖的B-B線的剖面圖，第25C圖是沿著第25A圖的C-C線的剖面圖。第4絕緣膜形成步驟，例如，透過實行使用TEOS作為原料氣體的CVD法以及使用CMP裝置的平坦化，在溝108內形成第4絕緣膜109，以SiO膜形成第4絕緣膜109。
如第26A〜C圖所示，第5絕緣膜形成步驟，在由第2絕緣膜106、第3絕緣膜107及第4絕緣膜109形成的平坦面上，形成第5絕緣膜110。第26A圖是平面圖，第26B圖是沿著第26A圖的B-B線的剖面圖，第26C圖是沿著第26A圖的C-C線的剖面圖。第5絕緣膜110，例如，根據使用DCS作為原料氣體的CVD法形成。
如第27A〜C圖所示，絕緣膜加工步驟，加工第2絕緣膜106及第5絕緣膜110，露出第2絕緣膜106下面形成的一部分第1絕緣膜105以及第5絕緣膜110下面形成的一部分第3絕緣膜107。第27A圖是平面圖，第27B圖是沿著第27A圖的B-B線的剖面圖，第27C圖是沿著第27A圖的C-C線的剖面圖。絕緣膜加工步驟中，例如以乾蝕刻進行第2絕緣膜106及第5絕緣膜110的加工。
絕緣膜除去步驟，除去第1絕緣膜105、第3絕緣膜107及第4絕緣膜109。此例中，因為第1絕緣膜105、第3絕緣膜107及第4絕緣膜109以SiO形成，絕緣膜除去步驟中，進行使用HF作為濕蝕刻液的濕蝕刻。利用經由絕緣膜除去步驟留下的第2絕緣膜106與第5絕緣膜110，形成第20A〜C圖所示的流入開口部102。具有流入開口部102的流體晶片90，因為可以使溝108的深度在微影成像技術的最小加工尺寸以下，對於作為最小開口部的流入開口部102的設計自由度優異。
[第5實施形態] 上述各實施形態中，電極對15設置在分析裝置11、41上面，但第5實施形態中，電極對15設置在分析裝置的側面。
如第28圖所示，分析裝置120中使用流體晶片60。第5實施形態中，流體晶片60以晶片框124保持。晶片框124，不具有連接孔66，與第2實施形態的晶片框64不同。分析裝置120，包括上側蓋薄板121、上側流路薄板122、下側流路薄板123、下側蓋薄板13。又，分析裝置120，與第2實施形態的分析裝置41相同，具有一對供給部14a、14d及一對回收部14b、14c。
上側蓋薄板121，不設置一對供給部14a、14d及一對回收部14b、14c，與第2實施形態的上側蓋薄板14不同。
上側流路薄板122，具有一對供給部14a、14d、第1上側流路122a、第2上側流路122b以及開口部122c。一對供給部14a、14d，設置在上側流路薄板122的側面。供給部14a，與第1上側流路122a的一端連接。供給部14d，與第2上側流路122b的一端連接。第1上側流路122a與第2上側流路122b，係上側流路薄板122的表面上形成的溝。第1上側流路122a與第2上側流路122b的另一端之間連接。開口部122c，設置在第1上側流路122a與第2上側流路122b的連接部分中，與流體晶片60的流入開口部22a連接。
下側流路薄板123，具有一對回收部14b、14c、第1下側流路123a、以及第2下側流路123b。一對回收部14b、14c，設置在下側流路薄板123的側面。回收部14b，與第1下側流路123a的一端連接。回收部14c，與第2下側流路123b的一端連接。第1下側流路123a與第2下側流路123b，係下側流路薄板123的表面上形成的溝。第1下側流路123a與第2下側流路123b的另一端之間連接。第1下側流路123a與第2下側流路123b的連接部分，與流體晶片60的基板內流路(未圖示)連接。
分析裝置120中，一對供給部14a、14d與一對回收部14b、14c設置在同一側面。對上側流路薄板122填充試料之際，例如，使用供給部14d作為空氣抽除穴，透過從供給部14a注入試料液，對第1上側流路122a、第2上側流路122b、開口部122c填充試料液。對下側流路薄板123填充試料液之際，使用回收部14c作為空氣抽除穴，透過從回收部14b注入試料液，對第1下側流路123a與第2下側流路123b填充試料液。進行分析之際，例如，供給部14a與回收部14b中設置電極對15(省略圖示)，供給部14d與回收部14c以未圖示的密封構件塞住，限制試料的流動。又，一對供給部14a、14d與一對回收部14b、14c中，設置電極對15的供給部14a與回收部14b只要設置在同一面即可，不設置電極對15的供給部14d與回收部14c的位置不特別限定。
又，分析裝置120，不限於使用流體晶片60，使用流體晶片10、40、70、90也可以。此時，上側流路薄板122中設置供給部與回收部。又，上側流路薄板122的表面上，形成與供給部連接的上側流路以及與回收部連接的上側流路2系統的溝。
一對供給部14a、14d，取代設置在上側流路薄板122的側面，設置在上側蓋薄板121的側面也可以。一對回收部14b、14c，取代設置在下側流路薄板123的側面，設置在下側蓋薄板13的側面也可以。
[第6實施形態] 如第29圖所示，例如，在第8圖所示的分析裝置41中，取代流體晶片60，使用流體晶片130。
流體晶片130，包括基板131、作為基板內流路的上流流路132、表面側絕緣膜133、背面側絕緣膜134、流入開口部135以及背面開口部136。基板131，例如厚度775μm、面方位(100)的矽基板。上流流路132往厚度方向貫通基板131。
表面側絕緣膜133，設置在基板131的表面。表面側絕緣膜133，例如以SiN膜、SiO膜等形成。此例中，表面側絕緣膜133，以SiN膜形成。表面側絕緣膜133的厚度，例如100nm。
背面側絕緣膜134，設置在基板131的背面。背面側絕緣膜134，例如以SiN膜、SiO膜等形成。此例中，背面側絕緣膜134，與表面側絕緣膜133相同，以SiN膜形成。背面側絕緣膜134的厚度，例如100nm。
流入開口部135，設置在上流流路132的上流。流入開口部135，在表面側絕緣膜133中形成，與上流流路132連接。流入開口部135，使試料流入上流流路132。流入開口部135的平面形狀，在本實施形態中係圓形。流入開口部135的直徑是200nm。
背面開口部136，設置在上流流路132的下流。背面開口部136，在背面側絕緣膜134中形成，與上流流路132連接。背面開口部136，使試料從上流流路132流出。背面開口部136的平面形狀，在本實施形態中形成一邊長200μm的正方形。以此正方形的內接圓直徑作為背面開口部136的直徑。
上流流路132，設置在基板131的內部。上流流路132，往厚度方向貫通基板131。上流流路132，具有表面開口132a、背面開口132b、第1內壁132c及第2內壁132d。
表面開口132a，設置在基板131的表面。表面開口132a，與流入開口部135連接。表面開口132a的平面形狀，形成圓形或多角形。本實施形態中，表面開口132a的平面形狀，係一邊長40μm的正方形。以此正方形的內接圓直徑作為表面開口132a的直徑。
背面開口132b，設置在基板131的背面。背面開口132b，與背面開口部136連接。背面開口132b的平面形狀，形成圓形或多角形。本實施形態中，背面開口132b的平面形狀，係一邊長200μm的正方形。以此正方形的內接圓直徑作為背面開口132b的直徑。
第1內壁132c，設置在表面開口132a與背面開口132b之間。第1內壁132c的上端，與表面開口132a連接。第1內壁132c的下端，與後述的第2內壁132d的上端連接。第1內壁132c，對基板131的背面傾斜。第1內壁132c的傾斜角約55°。
第2內壁132d，設置在表面開口132a與背面開口132b之間，比第1內壁132c更下流。第2內壁132d的上端，與第1內壁132c的下端連接。第2內壁132d的下端，與背面開口132b連接。第2內壁132d，對基板131的背面垂直形成。
以下，關於流體晶片130的製造方法參照第30〜35圖說明。流體晶片130，以表面圖案形成步驟、背面圖案形成步驟以及基板內流路形成步驟製造。
如第30圖所示，表面圖案形成步驟，在基板140表面上設置的絕緣膜141中形成表面圖案P1。基板140是矽基板。基板140的厚度是775μm。表面圖案形成步驟中，首先，在基板140的兩面形成絕緣膜141。絕緣膜141，例如，根據使用DCS作為原料氣體的LP(低壓)-CVD(化學氣相沉積)法形成。之後，設置在基板140表面上的絕緣膜141中，對應流入開口部135的部分形成開口的表面圖案P1。表面圖案P1的具體形成方法，因為與上述各實施形態相同，省略說明。表面圖案形成步驟，在表面圖案P1形成後，在基板140的兩面形成保護膜142。保護膜142，例如是根據使用TEOS作為原料氣體的CVD法形成的SiO膜。
如第31圖所示，背面圖案形成步驟，在基板140背面上設置的絕緣膜141與保護膜142中形成背面圖案P2。背面圖案形成步驟中，反轉基板140，在基板140背面上設置的絕緣膜141與保護膜142中，在對應表面圖案P1的位置形成背面圖案P2。背面圖案P2的具體形成方法，因為與上述各實施形態相同，省略說明。形成背面圖案P2的絕緣膜141與保護膜142，對應背面開口部136的部分形成開口。
基板內流路形成步驟，在基板140的內部形成作為基板內流路的上流流路132。基板內流路形成步驟，包含第1蝕刻步驟、內壁保護膜形成步驟及第2蝕刻步驟。
如第32圖所示，第1蝕刻步驟，透過進行基板140背面的乾蝕刻，形成穴143。穴143，對基板140的背面垂直形成。穴143的側部，形成第2內壁132d。第1蝕刻步驟的乾蝕刻，在此例中，與背面圖案形成步驟的乾蝕刻連續進行。因此，背面圖案形成步驟中用作光罩的光阻層的厚度，形成考慮第1蝕刻步驟中形成的穴143的深度之厚度。第1蝕刻步驟中，為了不貫通基板140進行乾蝕刻。基板140中除去穴143的深度剩下的膜厚，根據穴143的底部大小與後述的第2蝕刻步驟中形成的穴146的底部大小設定。例如，穴143的底部平面形狀是一邊長為200μm的正方形，穴146的底部平面形狀是一邊長為40μm的正方形時，形成膜厚120μm。
如第33圖所示，內壁保護膜形成步驟，在穴143內部形成內壁保護膜144。內壁保護膜形成步驟，首先，在基板140的背面全區形成內壁保護膜144。藉此，穴143的內部，即底部與側部中形成內壁保護膜144。內壁保護膜144的材料，對於基板140與絕緣膜141只要是可選擇性除去的材料，就不特別限定。內壁保護膜144，在此例中是SiO膜。內壁保護膜144也可以是金屬膜。作為形成內壁保護膜144的方法，不限於CVD法，使用濺鍍法等的PVD(物理氣相沉積)法也可以。
其次，內壁保護膜形成步驟中，如第34圖所示，透過進行內壁保護膜144的蝕刻，內壁保護膜144中，除去在基板140的背面形成的部分與在基板140的底部形成的部分。內壁保護膜144殘存在穴143的側部。透過除去穴143的底部的內壁保護膜144，從穴143的底部露出一部分基板140。又，形成內壁保護膜144的方法不限於上述方法。例如，在氧空氣中加熱基板140，利用矽的熱氧化，在穴143的內面形成內壁保護膜144，利用蝕刻除去在穴143的底部形成的內壁保護膜144也可以。利用矽的熱氧化形成內壁保護膜144時，基板140的背面的保護膜142，理想是考慮蝕刻除去的量，預先加厚。
如第35圖所示，第2蝕刻步驟，浸泡基板140在濕蝕刻液中，透過進行異向性濕蝕刻，在基板140中形成穴146。作為濕蝕刻液，使用KOH(氫氧化鉀)、TMAH(四甲基氫氧化銨)等的鹼性水溶液。設置在基板140兩面的保護膜142、以及設置在穴143側部的內壁保護膜144，作用為異向性濕蝕刻的光罩。因此，基板140的背面中，進行蝕刻從穴143的底部露出的部分。利用異向性濕蝕刻，在基板140露出的部分形成穴146。穴146的側部，對基板140的背面傾斜，此例中具有約55°的傾斜角。穴146的側部，形成第1內壁132c。第2蝕刻步驟，從穴146的底部，露出設置在基板140表面上的絕緣膜141。基板140，透過在表面全區設置保護膜142，在異向性濕蝕刻之際，抑制表面損傷，且防止來自表面的蝕刻。異向性濕蝕刻之後，例如透過使用HF作為濕蝕刻液除去保護膜142與內壁保護膜144。藉此，得到第29圖所示的流體晶片130。
流體晶片130中，由於第1內壁132c對基板131的背面傾斜，而第2內壁132d對基板131的背面垂直形成，因為可以更縮小表面開口132a的開口面積與背面開口132b的開口面積的差，達到上述流體晶片130本身小型化與分析裝置41的小型化。
流體晶片130，由於更縮小表面開口132a的開口面積與背面開口132b的開口面積的差，因為1個基板131中可以設置複數的基板內流路，可以有效分析複數的試料。
流體晶片130，透過以第1蝕刻步驟的乾蝕刻與第2蝕刻步驟的異向性濕蝕刻進行基板140的蝕刻，根據乾蝕刻的蝕刻量可以調整表面開口132a的開口面積，對於設計的自由度優異。
又，流體晶片130，不限於包括表面側絕緣膜133與背面側絕緣膜134。流體晶片130，只要至少包括表面側絕緣膜133即可。
[第7實施形態] 上述第6實施形態使用矽基板作為基板131，但第7實施形態中使用SOI(Silicon On Insulator(絕緣層上覆矽))基板。
如第36圖所示，流體晶片150，包括作為基板的SOI基板151、作為基板內流路的上流流路152、表面側絕緣膜133、背面側絕緣膜134、流入開口部135以及背面開口部136。關於表面側絕緣膜133、背面側絕緣膜134、流入開口部135以及背面開口部136，因為與上述第6實施形態相同，省略說明。
SOI基板151，例如，厚度775μm。SOI基板151，具有基底基板151a、絕緣層151b及Si層151c。基底基板151a，例如是單結晶矽基板。基底基板151a的厚度是670μm左右。絕緣層151b，設置在基底基板151a的表面上。絕緣層151b，例如是SiO膜。絕緣層151b的厚度是2μm左右。Si層151c，設置在絕緣層151b的表面上。Si層151c的厚度是100μm左右。Si層151c的面方位，例如(100)。又，作為基底基板151a，可以使用具有與Si層151c的面方位相同的面方位(100)的單結晶矽基板、具有與Si層151c不同的面方位的單結晶矽基板或多結晶矽基板。
上流流路152，設置在SOI基板151內部。上流流路152，往厚度方向貫通SOI基板151。上流流路152，具有表面開口152a、背面開口152b、第1內壁152c、第2內壁152d以及第3內壁152e。
表面開口152a，設置在SOI基板151的表面上。表面開口152的平面形狀，是圓形或多角形，本實施形態中是一邊長40μm的正方形。
背面開口152b，設置在SOI基板151的背面上。背面開口152b的平面形狀，是圓形或多角形，本實施形態中是一邊長200μm的正方形。
第1內壁152c，設置在Si層151c中。第1內壁152c的上端，與表面開口152a連接。第1內壁152c的下端，與後述第3內壁152e的上端連接。第1內壁152c，對SOI基板151的背面傾斜。對SOI基板151的背面傾斜的第1內壁152c的傾斜角約55°。
第2內壁152d，設置在基底基板151a中。即，第2內壁152d，設置在比第1內壁152c更下流。第2內壁152d的上端，與後述第3內壁152e的下端連接。第2內壁152d的下端，與背面開口152b連接。第2內壁152d，對SOI基板151的背面垂直形成。
第3內壁152e，設置在絕緣層151b中。即，第3內壁152e，設置在第1內壁152c與第2內壁152d之間。第3內壁152e的上端，與第1內壁152c的下端連接。第3內壁152e的下端，與第2內壁152d的上端連接。第3內壁152e，對SOI基板151的背面大致垂直形成。第3內壁152e從第2內壁152d的壁面低一階。
以下，關於流體晶片150的製造方法，參照第37〜41圖說明。流體晶片130，以表面圖案形成步驟、背面圖案形成步驟以及基板內流路形成步驟製造。
如第37圖所示，表面圖案形成步驟，在SOI基板153表面上設置的絕緣膜141中形成表面圖案P1。表面圖案形成步驟，首先，準備SOI基板153。SOI基板153，在基底基板153a表面上，依序形成SiO膜構成的絕緣層153b與Si層153c。作為基底基板153a，例如使用單結晶矽晶板或多結晶矽晶板，此例中係單結晶矽晶板。其次，SOI基板153的兩面形成SiN膜構成的絕緣膜154。之後，設置在SOI基板153表面上的絕緣膜154中，對應流入開口部135的部分形成開口的表面圖案P1。表面圖案P1的具體形成方法，因為與上述各實施形態相同，省略說明。表面圖案形成步驟中，在表面圖案P1形成後，在SOI基板153的兩面形成SiO膜構成的保護膜155。
如第38圖所示，背面圖案形成步驟，在SOI基板153的背面上設置的絕緣膜154與保護膜155中形成背面圖案P2。背面圖案形成步驟中，反轉SOI基板153，在SOI基板153背面上設置的絕緣膜154與保護膜155中，在對應表面圖案P1的位置形成背面圖案P2。背面圖案P2的具體形成方法，因為與上述各實施形態相同，省略說明。形成背面圖案P2的絕緣膜154與保護膜155，對應背面開口部136的部分形成開口。
基板內流路形成步驟，在SOI基板153的內部形成作為基板內流路的上流流路152。基板內流路形成步驟，包含第1蝕刻步驟、內壁保護膜形成步驟及第2蝕刻步驟。
如第39圖所示，第1蝕刻步驟，透過進行SOI基板153背面的乾蝕刻，形成穴157。乾蝕刻，貫通基底基板153a與絕緣層153b，進行直到到達Si層153c為止。即，第1蝕刻步驟中，首先，使用絕緣層153b作為蝕刻停止層，進行基底基板153a的乾蝕刻。之後，使用Si層153c作為蝕刻停止層，進行絕緣層153b的乾蝕刻。穴157，對SOI基板153的背面垂直形成。穴157的側部之中，基底基板153a的部分形成第2內壁152d，絕緣層153b的部分形成第3內壁152e。第1蝕刻步驟的乾蝕刻，在此例中，與背面圖案形成步驟的乾蝕刻連續進行。因此，背面圖案形成步驟中用作光罩的光阻層的厚度，形成考慮第1蝕刻步驟中形成的穴157的深度之厚度。SOI基板153中除去穴157的深度剩下的膜厚，根據穴157的底部大小與後述的第2蝕刻步驟中形成的穴159的底部大小設定。
如第40圖所示，內壁保護膜形成步驟，在穴157內部形成內壁保護膜158。內壁保護膜形成步驟，首先，在SOI基板153的背面全區形成內壁保護膜158。之後，透過進行內壁保護膜158的蝕刻，內壁保護膜158中，除去SOI基板153背面與穴157底部的內壁保護膜158。內壁保護膜158殘存在穴157的側部。透過除去穴157底部的內壁保護膜158，從穴157的底部露出一部分Si層153c。
如第41圖所示，第2蝕刻步驟，浸泡SOI基板153在濕蝕刻液中，透過進行異向性濕蝕刻，在SOI基板153中形成穴159。設置在SOI基板153兩面的保護膜155、以及內壁保護膜158，作用為異向性濕蝕刻的光罩。利用異向性濕蝕刻，在Si層153c中從穴157的底部露出的部分形成穴159。穴159的側部，對SOI基板153的背面傾斜，此例中具有約55°的傾斜角。穴159的側部，形成第1內壁152c。從穴159的底部，露出設置在SOI基板153表面上的絕緣膜154。異向性濕蝕刻之後，例如透過使用HF作為濕蝕刻液除去保護膜155與內壁保護膜158。此例中，濕蝕刻之際，除去一部分絕緣層153b，第3內壁152e變得對第2內壁152d低一階。藉此，得到第36圖所示的流體晶片150。
流體晶片150，由於第1內壁152c對SOI基板151的背面傾斜，而第2內壁152d與第3內壁152e對SOI基板151的背面垂直形成，因為可以更縮小表面開口152a的開口面積與背面開口152b的開口面積的差，與流體晶片130相同，達到上述流體晶片150本身小型化與分析裝置41的小型化。又，流體晶片150，因為在1個SOI基板151中設置複數的基板內流路，可以有效分析複數的試料。
流體晶片150，可以使用單結晶矽基板或多結晶矽基板作為以第1蝕刻步驟的乾蝕刻形成穴157的基底基板153a。使用多結晶矽基板作為基底基板153a時，得到廉價的流體晶片150。
第1蝕刻步驟中，SOI基板153中，進行乾蝕刻作為基底基板153a的蝕刻，第2蝕刻步驟中，進行異向性濕蝕刻作為Si層153c的蝕刻。因此，流體晶片150，透過改變Si層153c的厚度，因為可以調整表面開口152a的開口面積，對於設計的自由度優異。
第1蝕刻步驟中，因為使用絕緣層153b作為蝕刻阻止層進行基底基板153a的蝕刻，可以比上述第6實施形態精度更佳地調整表面開口152a的開口面積。
又，上述第7實施形態中說明SOI基板151為例，但代替SOI基板151，使用玻璃基板上黏貼薄膜的矽基板形成也可以。此時，基板內流路形成步驟中，可以省略形成內壁保護膜158的內壁保護膜形成步驟。
[第8實施形態] 上述第6實施形態中，第1內壁132c對基板131的背面以特定的傾斜角傾斜，但第8實施形態中，第1內壁彎曲成凹狀。
如第42圖所示，流體晶片160，包括基板161、作為基板內流路的上流流路162、表面側絕緣膜133、背面側絕緣膜134、流入開口部135以及背面開口部136。基板161，具有基底基板161a及SiO膜161b。基底基板161a，例如係面方位(100)的單結晶矽基板。SiO膜161b，設置在基底基板161a的表面。SiO膜161b的厚度，例如2μm。又，基底基板161a，係具有與面方位(100)不同面方位的單結晶矽基板或多結晶矽基板也可以。
上流流路162，設置在基板161的內部。上流流路162，往厚度方向貫通基板161。上流流路162，具有表面開口162a、背面開口162b、第1內壁162c及第2內壁162d。
表面開口162a，設置在基板161的表面上。表面開口162a的平面形狀，例如是一邊長40μm的正方形。背面開口162b，設置在基板161的背面。背面開口162b的平面形狀，例如是一邊長100μm的正方形。
第1內壁162c，設置在SiO膜161b中。第1內壁162c，彎曲成凹狀。第1內壁162c的上端，與表面開口162a連接。第1內壁162c的下端，與後述的第2內壁162d的上端連接。第1內壁162c的下端比第2內壁162d的上端開口端後退。
第2內壁162d，設置在基底基板161a中。即，第2內壁162d，設置在比第1內壁162c下流。第2內壁162d的上端，與第1內壁162c的下端連接。第2內壁162d的下端，與背面開口162b連接。第2內壁162d，對基板161的背面垂直形成。第2內壁162d的開口大小，與背面開口162b大致相同。
以下，關於流體晶片160的製造方法，參照第43〜46圖說明。流體晶片130，以表面圖案形成步驟、背面圖案形成步驟以及基板內流路形成步驟製造。
如第43圖所示，表面圖案形成步驟，在基板165表面上設置的絕緣膜166中形成表面圖案P1。表面圖案形成步驟中，首先，透過在基底基板165a的表面上形成SiO膜165b，準備基板165。作為基底基板165a，例如使用單結晶矽晶板或多結晶矽晶板，此例中係單結晶矽晶板。SiO膜167，例如根據使用TEOS作為原料氣體的CVD法形成。之後，在基板165兩面形成絕緣膜166。絕緣膜166，例如根據使用DCS作為原料氣體的LP-CVD法形成。其次，基板165的表面上設置的絕緣膜166中，對應流入開口部135的部分形成開口的表面圖案P1。表面圖案的具體形成方法，因為與上述各實施形態相同，省略說明。表面圖案形成步驟中，表面圖案P1形成後，在基板165的表面上形成保護膜168。保護膜168，以後述的第2蝕刻步驟進行等向性濕蝕刻之際，設定為以SiO膜165b的蝕刻需要的時間除去的材料及膜厚。
如第44圖所示，背面圖案形成步驟，在基板165的背面上設置的絕緣膜166中形成背面圖案P2。背面圖案形成步驟中，反轉基板165，在基板165背面上設置的絕緣膜166中，在對應表面圖案P1的位置形成背面圖案P2。背面圖案P2的具體形成方法，因為與上述各實施形態相同，省略說明。形成背面圖案P2的絕緣膜166，對應背面開口部136的部分形成開口。
基板內流路形成步驟，在基板165的內部形成作為基板內流路的上流流路162。基板內流路形成步驟，包含第1蝕刻步驟及第2蝕刻步驟。
如第45圖所示，第1蝕刻步驟透過進行基板165背面的乾蝕刻，形成穴170。第1蝕刻步驟中，使用SiO膜165b作為蝕刻停止層進行基底基板165a的乾蝕刻。穴170，對基板165背面垂直形成。穴170的側部，形成第2內壁162d。第1蝕刻步驟的乾蝕刻，在此例中與背面圖案形成步驟的乾蝕刻連續進行。
如第46圖所示，第2蝕刻步驟，透過進行SiO膜165b的等向性濕蝕刻，在SiO膜165b中形成穴171。第2蝕刻步驟中，進行使用HF等的濕蝕刻液的濕蝕刻。因為基板165的表面側的開口以保護膜168塞住，濕蝕刻液從基板165的背面側的開口流入穴170。以濕蝕刻，在SiO膜165b中，側部形成彎曲成凹狀的穴171。第2蝕刻步驟中，從穴171的底部，露出設置在基板165表面上的絕緣膜166。第2蝕刻步驟中，也除去保護膜168。藉此，得到第42圖所示的流體晶片160。
流體晶片160，與上述第6實施形態的流體晶片130相同，因為可以更縮小表面開口162a的開口面積與背面開口162b的開口面積的差，達到上述流體晶片160本身的小型化與分析裝置41的小型化。又，流體晶片160，因為可以在1個基板161中設置複數的基板內流路，可以有效分析複數的試料。
流體晶片160，可以使用單結晶矽基板或多結晶矽基板作為以第1蝕刻步驟的乾蝕刻形成穴170的基底基板165a。使用多結晶矽基板作為基底基板165a時，得到廉價的流體晶片160。
第1蝕刻步驟中，因為使用SiO膜165b作為蝕刻阻止層，進行基底基板165a的乾蝕刻，可以比上述第6實施形態精度更佳地調整表面開口162a的開口面積。
[第9實施形態] 如第47圖所示，流體晶片180，包括作為基板的磊晶基板181、作為基板內流路的上流流路182、表面側絕緣膜133、背面側絕緣膜134、流入開口部135以及背面開口部136。
磊晶基板181，例如厚度775μm。磊晶基板181，具有基底基板181a與磊晶層181b。基底基板181a，例如是摻雜P型不純物的單結晶矽基板。基底基板181a的不純物濃度，在1E19/cm3 以上。磊晶層181b，設置在基底基板181a的表面上。磊晶層181b，在此例中，厚度是100μm，體積電阻率10Ω．cm。磊晶層181b的不純物濃度，比基底基板181a的不純物濃度低。磊晶層181b的面方位，例如是(100)。又，基底基板181a，也可以是具有與磊晶層181b的面方位相同的面方位(100)的單結晶矽基板，也可以是具有與磊晶層181b不同面方位的單結晶矽基板，也可以是多結晶矽基板。
上流流路182，設置在磊晶基板181的內部。上流流路182，往厚度方向貫通磊晶基板181。上流流路182，具有表面開口182a、背面開口182b、第1內壁182c及第2內壁182d。
表面開口182a，設置在磊晶基板181的表面。表面開口182a的平面形狀，形成圓形或多角形。背面開口182b，設置在磊晶基板181的背面。背面開口182b的平面形狀，形成圓形或多角形。
第1內壁182c，設置在磊晶層181b中。第1內壁182c的上端，與表面開口182a連接。第1內壁182c的下端，與第2內壁182d的上端連接。第1內壁182c，對磊晶基板181的背面傾斜。第1內壁182c的傾斜角約55°。
第2內壁182d，設置在基底基板181a中。即，第2內壁182d，設置在比第1內壁182c下流。第2內壁182d的上端，與第1內壁182c的下端連接。第2內壁182d的下端，與背面開口182b連接。第2內壁182d，對磊晶基板181的背面垂直形成。
以下，關於流體晶片180的製造方法，參照第48〜51圖說明。流體晶片180，以表面圖案形成步驟、背面圖案形成步驟以及基板內流路形成步驟製造。
如第48圖所示，表面圖案形成步驟，在磊晶基板183表面上設置的絕緣膜184中形成表面圖案P1。表面圖案形成步驟中，首先，準備磊晶基板183。磊晶基板183，在基底基板183a的表面上形成磊晶層183b。作為基底基板183a，例如，使用單結晶矽基板或多結晶矽基板，此例中是單結晶矽基板。其次，磊晶基板183的兩面形成SiN膜構成的絕緣膜184。之後，磊晶基板183的表面上設置的絕緣膜184中，對應流入開口部135的部分形成開口的表面圖案P1。表面圖案P1的具體形成方法，因為與上述實施形態相同，省略說明。表面圖案形成步驟中，表面圖案P1形成後，在磊晶基板183的表面上形成SiO膜構成的保護膜185。
如第49圖所示，背面圖案形成步驟，在磊晶基板183的背面上設置的絕緣膜184中形成背面圖案P2。背面圖案形成步驟中，反轉磊晶基板183，在磊晶基板183背面上設置的絕緣膜184中，在對應表面圖案P1的位置形成背面圖案P2。背面圖案P2的具體形成方法，因為與上述各實施形態相同，省略說明。形成背面圖案P2的絕緣膜184，對應背面開口部136的部分形成開口。
基板內流路形成步驟，在磊晶基板183的內部形成作為基板內流路的上流流路182。基板內流路形成步驟，包含第1蝕刻步驟及第2蝕刻步驟。
如第50圖所示，第1蝕刻步驟，透過進行磊晶基板183背面的乾蝕刻，形成穴187。乾蝕刻，貫通基底基板183a，進行直到到達磊晶層183b為止。第1蝕刻步驟，使磊晶層183b從穴187的底部露出。穴187，對磊晶基板183的背面垂直形成。穴187的側部，形成第2內壁182d。第1蝕刻步驟的乾蝕刻，在此例中，與背面圖案形成步驟的乾蝕刻連續進行。
如第51圖所示，第2蝕刻步驟，浸泡磊晶基板183在濕蝕刻液中，透過進行異向性濕蝕刻，在磊晶基板183中形成穴189。第2蝕刻步驟，在磊晶基板183中，使用可以選擇性蝕刻不純物濃度比基底基板183a低的磊晶層183b之濕蝕刻液。作為濕蝕刻液，使用KOH、TMAH等的鹼性水溶液。利用異向性濕蝕刻，在磊晶層183b中從穴187的底部露出的部分形成穴189。穴189的側部，對磊晶基板183的背面傾斜，此例中具有約55°的傾斜角。穴189的側部，形成第1內壁182c。第2蝕刻步驟，從穴189的底部，露出設置在磊晶基板183表面上的絕緣膜184。異向性濕蝕刻之後，例如透過使用HF作為濕蝕刻液除去保護膜185。藉此，得到第47圖所示的流體晶片180。
流體晶片180，與上述第6實施形態的流體晶片130相同，因為可以縮小表面開口182a的開口面積與背面開口182b的開口面積的差，達到上述流體晶片180本身小型化與分析裝置41的小型化。又，流體晶片180，因為可以在1個磊晶基板181中設置複數的基板內流路，可以有效分析複數的試料。
流體晶片180，可以使用單結晶矽基板或多結晶矽基板作為以第1蝕刻步驟的乾蝕刻形成穴187的基底基板183a。使用多結晶矽基板作為基底基板183a時，得到廉價的流體晶片180。
第1蝕刻步驟中，磊晶基板183中，進行乾蝕刻作為基底基板183a的蝕刻，第2蝕刻步驟中，進行異向性濕蝕刻作為磊晶層183b的蝕刻。因此，流體晶片180，透過改變磊晶層183b的厚度，因為可以調整表面開口182a的開口面積，對於設計的自由度優異。
又，上述第9實施形態中使用磊晶基板181，但取代為使用SOI基板也可以。作為SOI基板，可以使用具有高濃度不純物的基底基板、絕緣層、具有低濃度不純物濃度的Si層之構造的基板。
流體晶片的基板，以乾蝕刻形成第2內壁的基底基板上，可以利用異向性濕蝕刻構成具有形成第1內壁的層或膜的構造。作為形成第2內壁的基底基板的材料與形成第1內壁的層的材料，可以使用對於異向性濕蝕刻中的濕蝕刻液之蝕刻比有差異的材料組合。例如，利用離子注入摻雜不純物的N型矽與P型矽的組合、根據CVD法的膜形成時摻雜不純物的N型矽與P型矽的組合等。又，作為流體晶片的基板，也可以使用將矽基板與化合物半導基板黏合在一起的基板。
[第10實施形態] 如第52圖所示，流體晶片190，包括基板191、作為基板內流路的上流流路192、表面側絕緣膜193、背面側絕緣膜194、流入開口部195、背面開口部196以及導電膜197。基板191，例如是面方位(100)的矽基板。
上流流路192，設置在基板191的內部。上流流路192，往厚度方向貫通磊晶基板191。上流流路192，具有表面開口192a、背面開口192b、內壁192c。
表面開口192a，將基板191的表面開口。表面開口192a，與流入開口部195連接。表面開口192a的平面形狀，係圓形或多角形等，本實施形態中是正方形。表面開口192a的一邊長例如是40μm。
背面開口192b，將基板191的背面開口。背面開口192b，與背面開口部196連接。背面開口192b的平面形狀，係圓形或多角形等，本實施形態中是正方形。背面開口192b的一邊長例如是1.1mm。
內壁192c，設置在表面開口192a與背面開口192b之間。內壁192c的上端，與表面開口192a連接。內壁192c的下端，與背面開口192b連接。內壁192c，對基板191的背面傾斜。第1內壁192c的傾斜角約55°。
表面側絕緣膜193，設置在基板191的表面上。表面側絕緣膜193，例如以SiN膜(氮化矽膜)、SiO膜(氧化矽膜)等形成。此例中，表面側絕緣膜193以SiN膜形成。表面側絕緣膜193的厚度，例如是20nm。
背面側絕緣膜194，設置在基板191的背面上。背面側絕緣膜194，例如以SiN膜(氮化矽膜)、SiO膜(氧化矽膜)等形成。此例中，背面側絕緣膜194，與表面側絕緣膜193相同，以SiN膜形成。背面側絕緣膜194的厚度，例如是20nm。
流入開口部195，設置在上流流路192的上流。流入開口部195在表面側絕緣膜193中形成，與上流流路192連接。流入開口部195使試料流入上流流路192。流入開口部195，係後述的分析裝置206中的試料流通路徑中的最小開口部。流入開口部195的平面形狀，例在本實施形態中是圓形。流入開口部195的直徑，例如是200nm。
背面開口部196，設置在上流流路192的下流。背面開口部196在背面側絕緣膜194中形成，與上流流路192連接。背面開口部196使試料流流出上流流路192。背面開口部196的平面形狀，在本實施形態中是正方形形。背面開口部196的一邊長，例如是1.1mm。
導電膜197，設置為與表面側絕緣膜193相接。導電膜197，設置為與表面側絕緣膜193的表面與背面之中至少一方的面相接，本實施形態中，設置為與表面側絕緣膜193的表面相接。導電膜197，本實施形態中設置在表面側絕緣膜193的表面全區，但只要至少設置在對應流入開口部195的部分即可。導電膜197，以金屬、金屬氮化膜等形成。作為金屬，舉出鈦(Ti)、鎢(W)、白金、金、鈷、鎳、釕、鉭等。作為金屬氮化膜，舉出TiN、WN等。導電膜197，以包含從上述金屬選出的至少1種金屬的合金形成也可以。本實施形態中，使用TiN(氮化鈦)膜作為導電膜197。導電膜197的厚度，例如30nm。
導電膜197，具有與流入開口部195連接的導電膜開口部198。導電膜開口部198的平面形狀，不特別限定，本實施形態中與流入開口部195相同，形成圓形。導電膜開口部198的直徑，形成與流入開口部195的直徑以上的值。本實施形態中，導電膜開口部198的直徑，與流入開口部195相同，形成20nm。
以下，關於流體晶片190的製造方法，參照第53〜56圖說明。流體晶片190，以導電膜形成步驟、表面圖案形成步驟、背面圖案形成步驟以及基板內流路形成步驟製造。
如第53圖所示，導電膜形成步驟，在基板200的兩面形成絕緣膜201後，在基板200表面的絕緣膜201上形成導電膜202。基板200係矽基板。基板200的厚度是775μm(微米)。絕緣膜201，例如，根據使用DCS作為原料氣體的CVD(化學氣相沉積)法形成。導電膜202，例如，根據使用Ti作為靶(Target)材、N2 氣體作為惰性氣體的反應性濺鍍法形成。藉此，導電膜202，設置在絕緣膜201的表面全區。
如第54圖所示，表面圖案形成步驟，在基板200表面上設置的絕緣膜201與導電膜202中形成表面圖案P1。表面圖案P1，例如在導電膜202上形成光阻層(未圖示)，利用微影成像技術圖案化，圖案化的光阻層作為光罩，透過依序蝕刻基板200表面的導電膜202與絕緣膜201形成。形成表面圖案P1的絕緣膜201，在對應流入開口部195的部分形成開口。形成表面圖案P1的絕緣膜202，在對應導電膜開口部198的部分形成開口。
如第55圖所示，背面圖案形成步驟，在基板200背面上設置的絕緣膜201與保護膜204中形成背面圖案P2。背面圖案形成步驟，首先，在基板200的兩面形成保護膜204。保護膜204，理想是對後述的異向性濕蝕刻中的濕蝕刻液的蝕刻選擇比大的材料。保護膜32，例如是根據使用TEOS作為原料氣體的CVD法形成的SiO膜。保護膜32形成後，在基板200的背面上設置的絕緣膜201與保護膜204中形成背面圖案P2。關於背面圖案P2的形成，因為使用與表面圖案P1的形成相同的方法，省略說明。形成背面圖案P2的絕緣膜201與保護膜204，對應背面開口部196的部分形成開口，露出基板200背面的一部分。
如第56圖所示，基板內流路形成步驟，在基板200的內部形成作為基板內流路的上流流路192。基板內流路形成步驟，例如進行使用鹼性水溶液的異向性濕蝕刻。保護膜204，作用為異向性濕蝕刻的光罩。異向性濕蝕刻中的濕蝕刻液，利用背面圖案P2的形成，進入設置在絕緣膜201與保護膜204中的開口。藉此，基板200，被蝕刻由形成背面圖案P2的絕緣膜201與保護膜204露出的一部分。基板內流路形成步驟後，保護膜204，例如透過使用HF的濕蝕刻除去。結果，得到第52圖所示的流體晶片190。
如上述，流體晶片190，設置為導電膜197與表面側絕緣膜193相接。透過檢出DNA等的試料通過表面側絕緣膜193中設置的流入開口部195之際的離子電流值變化，進行試料分析，由於表面側絕緣膜帶電，產生靜電，試料有時變得容易附著。試料附著至表面側絕緣膜時，試料的流通路徑中，通過開口面積最小的最小開口部的試料數量變少，不能測量試料的正確數量，離子電流的測量精度變差。又，試料附著於最小開口部時，最小開口部塞住，變得不能進行試料的分析。流體晶片190中，因為導電膜197與表面側絕緣膜193相接，抑制表面側絕緣膜193帶電。因此，流體晶片190，防止試料附著至表面側絕緣膜193，可以維持離子電流的測量精度良好。又，流體晶片190，可以防止流入開口部195被試料塞住，可以確實進行試料分析。
流體晶片190，因為以導電膜197補強表面側絕緣膜193，可以薄化表面側絕緣膜193的厚度。如果表面側絕緣膜的厚度厚，因為流入開口部中會同時進入複數的試料，以離子電流的測量得到的信號成為以複數的試料為基礎的信號，離子電流的測量精度變差。表面側絕緣膜的厚度越薄，因為同時進入流入開口部中的試料數量變少，提高空間解析度，可以提高離子電流的測量精度。流體晶片190，由於表面側絕緣膜193的薄膜化，可以實現高信號/雜訊比(S/N比)。
上述第10實施形態中，說明關於導電膜形成步驟(參照第53圖)在基板200表面的絕緣膜201上連續形成導電膜202的情況，對於流入開口部195的直徑導電膜197的膜厚夠薄時，基板200表面的絕緣膜201上不連續形成導電膜202，經過表面圖案形成步驟、背面圖案形成步驟、基板內流路形成步驟，除去保護膜204(參照第56圖)後，在基板200表面的絕緣膜201上形成導電膜也可以。即，導電膜形成步驟，在基板內流路形成步驟後進行也可以。此時，導電膜的膜厚，未達流入開口部195直徑的1/2。藉此，以濺鍍法、CVD法形成導電膜之際，防止流入開口部195塞住。導電膜形成步驟在基板內流路形成步驟後進行時，因為絕緣膜201的開口內側也形成薄的導電膜，透過調整絕緣膜201上形成的導電膜的膜厚，可以調整流入開口部195的直徑。
第57圖，係顯示實施流體晶片190的分析裝置206的剖面概略圖。分析裝置206，除了流體晶片190之外，還包括下側蓋薄板13、上側蓋薄板14、上側流路薄板42、下側流路薄板43及晶片框64等。流體晶片190，以晶片框64保持。又，分析裝置206，包括第57圖中省略的電極對15(參照第1圖)，上側蓋薄板14中設置的供給部14a與回收部14b中設置電極對15。分析裝置206，在供給部14a與回收部14b之間形成使試料通過的流通路徑。此流通路徑的最小開口，係流體晶片190的流入開口部195。
分析裝置206，包括設置在導電膜197中的控制電極208以及對控制電極208施加電壓的電壓施加部209。控制電極208，在第57圖中，形成棒狀，配置在貫通上側蓋薄板14與上側流路薄板42的貫通孔(未圖示)中。控制電極208，一端與導電膜197連接，另一端從上側蓋薄板14的上面突出。
電壓施加部209，與控制電極208電氣連接。此例中，電壓施加部209，與控制電極208的另一端連接。電壓施加部209，透過對控制電極208施加正極性或負極性的電壓，進行導電膜197的電位控制。
如上述，分析裝置206，包括控制電極208以及電壓施加部209，因為可以控制導電膜197的電位，即使表面側絕緣膜193帶電的情況下，也可以經由導電膜197進行表面側絕緣膜193的除電。所謂「除電」，除電對象除電後的帶電量，不只完全成為0，也包含比除電前減少。因此，分析裝置206，確實防止試料附著至表面側絕緣膜193。
分析裝置206，透過根據分析對象的試料極性改變導電膜197的電位極性，更確實防止試料附著至表面側絕緣膜193。例如，分析裝置206，進行分析正極性帶電的試料時，使導電膜197的電位成為與試料同極性的正極性，由於試料與表面側絕緣膜193電氣相斥，可以確實防止試料附著至表面側絕緣膜193。
[第11實施形態] 上述第10實施形態，導電膜197設置在表面側絕緣膜193的表面，但第11實施形態，導電膜設置在表面側絕緣膜的背面。
如第58圖所示，流體晶片210，包括基板191、作為基板內流路的上流流路192、表面側絕緣膜193、流入開口部195以及導電膜211。又，流體晶片210，與第10實施形態的流體晶片190不同，不包括背面側絕緣膜194以及背面開口部196(參照第52圖)。關於基板191、上流流路192、表面側絕緣膜193及流入開口部195，因為與上述第10實施形態相同，省略說明。
導電膜211，設置為與表面側絕緣膜193的背面相接。即，導電膜211，配置在基板191與表面側絕緣膜193之間。導電膜211，除了配置以外與導電膜197相同。即，導電膜211，由金屬、合金、金屬氮化膜等形成。
導電膜211，具有與流入開口部195連接的導電膜開口部212。導電膜開口部212的平面形狀不特別限定。導電膜開口部212的直徑，形成流入開口部195的直徑以上的值。本實施形態中，導電膜開口部212的平面形狀是圓形，直徑是200nm。
流體晶片210的製造方法，除了導體膜形成步驟以外，與流體晶片190的製造方法相同。作為流體晶片210的製造方法的導電膜形成步驟，在基板表面上依序形成導電膜與絕緣膜，基板的背面不形成導電膜與絕緣膜。關於表面圖案形成步驟、背面圖案形成步驟以及基板內流路形成步驟，省略說明。
如上述，流體晶片210，因為導電膜211設置在表面側絕緣膜193的背面，導電膜211與表面側絕緣膜193相接，抑制表面側絕緣膜193帶電。因此，流體晶片210，與流體晶片190相同，可以維持離子電流的測量精度良好，且可以確實進行試料的分析。又，流體晶片210，以導電膜211補強表面側絕緣膜193，因為可以薄膜化表面側絕緣膜193，可以實現高S/N比。
流體晶片210，代替流體晶片190，可以用於分析裝置206(參照第57圖)。包括流體晶片210的分析裝置206，例如配置控制電極208在流體晶片210的側面，連接流體晶片210的導電膜211與控制電極208。控制電極208，設置為貫通表面側絕緣膜193與導電膜211連接也可以。藉此，包括流體晶片210的分析裝置206，因為可以經由導電膜211進行表面側絕緣膜193的除電，確實防止試料附著至表面側絕緣膜193。又，包括流體晶片210的分析裝置206，根據分析對象的試料極性，透過改變導電膜211的電位極性，更確實防止試料附著至表面側絕緣膜193。
上述第11實施形態中，在表面側絕緣膜193的背面上設置導電膜211，又如上述第10實施形態在設置表面側絕緣膜193的表面上設置導電膜197也可以。即，導電膜設置在表面側絕緣膜的兩面也可以。
[第12實施形態] 上述第10實施形態中，導電膜197設置在表面側絕緣膜193的表面全區，但第12實施形態中，導電膜設置在表面側絕緣的一部分中。
如第59圖所示，流體晶片220包括基板191、作為基板內流路的上流流路192、表面側絕緣膜193、流入開口部195以及導電膜221。
導電膜221，設置為與表面側絕緣膜193的表面相接。導電膜221，設置在表面側絕緣膜193的表面一部分中。更具體地，導電膜221，在表面側絕緣膜193的表面中，設置在對應流入開口部195的部分。又，導電膜221，在本實施形態中設置在表面側絕緣膜193的表面，但設置在表面側絕緣膜193的背面也可以，設置在表面側絕緣膜193的兩面也可以。導電膜221，由金屬、合金、金屬氮化膜等形成。
第59圖中，L1 是導電膜221的尺寸，L2 是上流流路192的表面開口192a的尺寸。本實施形態中，因為導電膜221與表面開口192a的平面形狀是正方形，L1 是導電膜221的一邊長，L2 是表面開口192a的一邊長。導電膜221的一邊長L1 比上流流路192的表面開口192a的一邊長L2 大。即，導電膜221的尺寸，比表面開口192a大。又，例如導電膜221與表面開口192a的平面形狀是圓形時，L1 是導電膜221的直徑，L2 是表面開口192a的直徑。
導電膜221，具有與流入開口部195連接的導電膜開口部222。導電膜開口部222的平面形狀不特別限定。導電膜開口部222的直徑，形成流入開口部195的直徑以上的值。本實施形態中，導電膜開口部222的平面形狀是圓形，直徑是200nm。
流體晶片220的製造方法，除了導電膜形成步驟以外，與流體晶片190的製造方法相同。作為流體晶片220的製造方法的導體膜形成步驟中，基板表面上依序形成絕緣膜與導電膜後，蝕刻導電膜成既定的形狀。關於表面圖案形成步驟、背面圖案形成步驟及基板內流路形成步驟，省略說明。
如上述，流體晶片220中，因為導電膜221與表面側絕緣膜193相接，抑制表面側絕緣膜193帶電。因此，流體晶片220，與流體晶片190相同，可以維持離子電流的測量精度良好，且可以確實進行試料分析。又，流體晶片220，以導電膜221補強基板191不支持的區域的表面側絕緣膜193，因為可以薄膜化表面側絕緣膜193，可以實現高S/N比。
流體晶片220，代替流體晶片190，可以用於分析裝置206(參照第57圖)。包括流體晶片220的分析裝置206，因為可以經由導電膜211進行表面側絕緣膜193的除電，可以確實防止試料附著至表面側絕緣膜193。又，包括流體晶片220的分析裝置206，根據分析對象的試料極性，透過改變導電膜211的電位極性，更確實防止試料附著至表面側絕緣膜193。
[第13實施形態] 如第60圖所示，流體晶片230包括基板191、作為基板內流路的上流流路192、表面側絕緣膜193、流入開口部195以及導電膜231。
導電膜231，設置在作為基板內流路的上流流路192中。第60圖中，導電膜231，設置在上流流路192與基板191的背面。導電膜231，在上流流路192中，未設置在對應流入開口部195的部分。導電膜231，與從上流流路192的表面開口192a露出的表面側絕緣膜193的背面相接。導電膜231，由金屬、合金、金屬氮化膜等形成。
導電膜231，具有與流入開口部195連接的導電膜開口部232。導電膜開口部232的平面形狀不特別限定。導電膜開口部232的直徑，形成流入開口部195的直徑以上的值。本實施形態中，導電膜開口部232，平面形狀是圓形，直徑是200nm。
流體晶片230的製造方法，具有表面圖案形成步驟、背面圖案形成步驟、基板內流路形成步驟以及導電膜形成步驟。表面圖案形成步驟中，在基板表面上形成絕緣膜，在此絕緣膜中形成表面圖案。形成表面圖案的絕緣膜，對應流入開口部195的部分形成開口。背面圖案形成步驟中，在基板的兩面形成保護膜，在基板背面的保護膜中形成背面圖案。基板表面的保護膜，塞住絕緣膜中形成的開口。基板內流路形成步驟中，在基板內部形成作為基板內流路的上流流路192。導電膜形成步驟，首先，除去設置在基板兩面的保護膜。保護膜除去後，以濺鍍法在上流流路192中形成導電膜。透過使用指向性高的異向性濺鍍法，導電膜在絕緣膜的開口內側，即對應流入開口部195的部分中不形成。導電膜，在基板191的背面、上流流路192傾斜的內壁192c以及從上流流路192的表面開口192a露出的絕緣膜的背面上形成。
如上述，流體晶片230中，因為導電膜231與表面側絕緣膜193相接，抑制表面側絕緣膜193帶電。因此，流體晶片230，與流體晶片190相同，可以維持離子電流的測量精度良好，且可以確實進行試料分析。又，流體晶片230，以導電膜231補強表面側絕緣膜193，因為可以薄膜化表面側絕緣膜193，可以實現高S/N比。
流體晶片230，代替流體晶片190，可以用於分析裝置206(參照第57圖)。包括流體晶片230的分析裝置206，例如配置控制電極208在流體晶片230的側面，連接流體晶片230的導電膜231與控制電極208。包括流體晶片230的分析裝置206，因為可以經由導電膜231進行表面側絕緣膜193的除電，確實防止試料附著至表面側絕緣膜193。又，包括流體晶片230的分析裝置206，根據分析對象的試料極性，透過改變導電膜231的電位極性，更確實防止試料附著至表面側絕緣膜193。
[第14實施形態] 第14實施形態，在上述第6實施形態的流體晶片130中，設置上述第10實施形態的導電膜197。
如第61圖所示，流體晶片240包括基板131、作為基板內流路的上流流路132、表面側絕緣膜133、背面側絕緣膜134、流入開口部135、背面開口部136以及導電膜197。上流流路132，具有表面開口132a、背面開口132b、第1內壁132c及第2內壁132d。導電膜197，設置在表面側絕緣膜133的表面，與表面側絕緣膜133相接。導電膜197的導電膜開口部198，與流入開口部135連接。
流體晶片240中，因為導電膜197與表面側絕緣膜133相接，抑制表面側絕緣膜133帶電。因此，流體晶片240，可以維持離子電流的測量精度良好，且可以確實進行試料分析。又，流體晶片240，以導電膜197補強表面側絕緣膜133，因為可以薄膜化表面側絕緣膜133，可以實現高S/N比。又，流體晶片240，得到與上述第6實施形態的流體晶片130相同的作用效果。
[第15實施形態] 第15實施形態，在上述第8實施形態的流體晶片160中，設置上述第10實施形態的導電膜197。
如第62圖所示，流體晶片250，包括基板161、作為基板內流路的上流流路162、表面側絕緣膜133、背面側絕緣膜134、流入開口部135、背面開口部136以及導電膜197。基板161，具有基底基板161a與SiO膜161b。上流流路162，具有表面開口162a、背面開口162b、第1內壁162c及第2內壁162d。導電膜197，設置在表面側絕緣膜133的表面上，與表面側絕緣膜133相接。導電膜197的導電膜開口部198，與流入開口部135連接。
流體晶片250中，因為導電膜197與表面側絕緣膜133相接，抑制表面側絕緣膜133帶電。因此，流體晶片250，可以維持離子電流的測量精度良好，且可以確實進行試料分析。又，流體晶片250，以導電膜197補強表面側絕緣膜133，因為可以薄膜化表面側絕緣膜133，可以實現高S/N比。又，流體晶片250，得到與上述第8實施形態的流體晶片160相同的作用效果。
本發明不是原封不動地限定於上述各實施形態，實施階段中不脫離其主旨的範圍內可以變形構成要素再具體化。又，透過適當組合上述各實施形態中揭示的複數的構成要素，可以形成各種發明。又，例如，也考慮從各實施形態所示的全構成要素削除幾個構成要素的構成。又，適當組合不同的實施形態中記載的構成要素也可以。
10‧‧‧流體晶片 11‧‧‧分析裝置 12‧‧‧上側流路薄板 12a‧‧‧第1上側流路 12b‧‧‧第2上側流路 13‧‧‧下側蓋薄板 14‧‧‧上側蓋薄板 14a‧‧‧供給部 14b‧‧‧回收部 14c‧‧‧回收部 14d‧‧‧供給部 15‧‧‧電極對 16‧‧‧晶片框 18‧‧‧收容部 21‧‧‧基板 22‧‧‧表面側絕緣膜 22a‧‧‧流入開口部 22b‧‧‧流出開口部 23‧‧‧背面側絕緣膜 23a‧‧‧上流側背面開口部 23b‧‧‧下流側背面開口部 23c‧‧‧連接部 26‧‧‧上流流路 26a‧‧‧表面開口 26b‧‧‧背面開口 26c‧‧‧內壁 27‧‧‧下流流路 27a‧‧‧表面開口 27b‧‧‧背面開口 27c‧‧‧內壁 28‧‧‧背面流路 30‧‧‧基板 31‧‧‧絕緣膜 32‧‧‧保護膜 40‧‧‧流體晶片 41‧‧‧分析裝置 42‧‧‧上側流路薄板 42a‧‧‧第1上側流路 42b、42c‧‧‧第2上側流路 43‧‧‧下側流路薄板 44‧‧‧下側流路 52‧‧‧背面側絕緣膜 53‧‧‧基板 54‧‧‧連接孔 60‧‧‧流體晶片 61‧‧‧表面側絕緣膜 62‧‧‧背面絕緣膜 63‧‧‧基板 64‧‧‧晶片框 65‧‧‧收容部 66‧‧‧連接孔 70‧‧‧流體晶片 74‧‧‧補強膜 75‧‧‧貫通部 76‧‧‧第1開口部 77‧‧‧第2開口部 78‧‧‧補強膜 79‧‧‧貫通部 80‧‧‧基板 81‧‧‧補強膜 82‧‧‧絕緣膜 84‧‧‧保護膜 90‧‧‧流體晶片 91‧‧‧表面側絕緣膜 91a‧‧‧貫通孔 91b‧‧‧貫通孔 92‧‧‧絕緣膜 92a‧‧‧流入開口部 92b‧‧‧流出開口部 95‧‧‧第1絕緣膜 96‧‧‧溝 97‧‧‧第2絕緣膜 98‧‧‧第3絕緣膜 99‧‧‧板狀體 102‧‧‧流入開口部 105‧‧‧第1絕緣膜 106‧‧‧第2絕緣膜 107‧‧‧第3絕緣膜 108‧‧‧溝 109‧‧‧第4絕緣膜 110‧‧‧第5絕緣膜 120‧‧‧分析裝置 121‧‧‧上側蓋薄板 122‧‧‧上側流路薄板 122a‧‧‧第1上側流路 122b‧‧‧第2上側流路 122c‧‧‧開口部 123‧‧‧下側流路薄板 123a‧‧‧第1下側流路 123b‧‧‧第2下側流路 124‧‧‧晶片框 130‧‧‧流體晶片 131‧‧‧基板 132‧‧‧上流流路 132a‧‧‧表面開口 132b‧‧‧背面開口 132c‧‧‧第1內壁 132d‧‧‧第2內壁 133‧‧‧表面側絕緣膜 134‧‧‧背面側絕緣膜 135‧‧‧流入開口部 136‧‧‧背面開口部 140‧‧‧基板 141‧‧‧絕緣膜 142‧‧‧保護膜 143‧‧‧穴 144‧‧‧內壁保護膜 146‧‧‧穴 150‧‧‧流體晶片 151‧‧‧基板 151a‧‧‧基底基板 151b‧‧‧絕緣層 151c‧‧‧Si層 152‧‧‧上流流路 152a‧‧‧表面開口 152b‧‧‧背面開口 152c‧‧‧第1內壁 152d‧‧‧第2內壁 152e‧‧‧第3內壁 153‧‧‧SOI基板 153a‧‧‧基底基板 153b‧‧‧絕緣層 153c‧‧‧Si層 154‧‧‧絕緣膜 155‧‧‧保護膜 157‧‧‧穴 158‧‧‧內壁保護膜 159‧‧‧穴 160‧‧‧流體晶片 161‧‧‧基板 161a‧‧‧基底基板 161b‧‧‧SiO膜 162‧‧‧上流流路 162a‧‧‧表面開口 162b‧‧‧背面開口 162c‧‧‧第1內壁 162d‧‧‧第2內壁 165‧‧‧基板 165a‧‧‧基底基板 165b‧‧‧SiO膜 166‧‧‧絕緣膜 167‧‧‧SiO膜 168‧‧‧保護膜 170‧‧‧穴 171‧‧‧穴 180‧‧‧流體晶片 181‧‧‧磊晶基板 181a‧‧‧基底基板 181b‧‧‧磊晶層 182c‧‧‧第1內壁 182‧‧‧上流流路 182a‧‧‧表面開口 182b‧‧‧背面開口 182c‧‧‧第1內壁 182d‧‧‧第2內壁 183‧‧‧磊晶基板 183a‧‧‧基底基板 183b‧‧‧磊晶層 184‧‧‧絕緣膜 185‧‧‧保護膜 187‧‧‧穴 189‧‧‧穴 190‧‧‧流體晶片 191‧‧‧基板 192‧‧‧上流流路 192a‧‧‧表面開口 192b‧‧‧背面開口 192c‧‧‧內壁 193‧‧‧表面側絕緣膜 194‧‧‧背面側絕緣膜 195‧‧‧流入開口部 196‧‧‧背面開口部 197‧‧‧導電膜 198‧‧‧導電膜開口部 200‧‧‧基板 201‧‧‧絕緣膜 202‧‧‧導電膜 204‧‧‧保護膜 206‧‧‧分析裝置 208‧‧‧控制電極 209‧‧‧電壓施加部 210‧‧‧流體晶片 211‧‧‧導電膜 212‧‧‧導電膜開口部 220‧‧‧流體晶片 221‧‧‧導電膜 222‧‧‧導電膜開口部 230‧‧‧流體晶片 231‧‧‧導電膜 232‧‧‧導電膜開口部 240‧‧‧流體晶片 250‧‧‧流體晶片
[第1圖] 係顯示實施本發明的分析裝置之剖面概略圖； [第2圖] 係流體晶片的平面圖； [第3圖] 係說明表面圖案形成步驟的說明圖； [第4圖] 係說明背面圖案形成步驟的說明圖； [第5圖] 係說明基板內流路形成步驟的說明圖； [第6圖] 係顯示實施第2實施形態的流體晶片之分析裝置的分解立體圖； [第7圖] 係顯示實施第2實施形態的流體晶片之分析裝置的剖面概略圖； [第8圖] 係顯示實施第2實施形態的另一流體晶片之分析裝置的剖面概略圖； [第9圖] 係顯示第3實施形態的流體晶片的剖面概略圖； [第10圖] 係說明第3實施形態的準備步驟的說明圖； [第11圖] 係說明第3實施形態的表面圖案形成步驟的說明圖； [第12圖] 係說明第3實施形態的背面圖案形成步驟的說明圖； [第13圖] 係說明第3實施形態的基板內流路形成步驟的說明圖； [第14圖] 係顯示實施第4實施形態的流體晶片之分析裝置的剖面概略圖； [第15A圖] 係顯示用以形成流入開口部的第1絕緣膜形成步驟之平面圖； [第15B圖] 係沿著第15A圖的B-B線之剖面圖； [第15C圖] 係沿著第15A圖的C-C線之剖面圖； [第16A圖] 係顯示用以形成流入開口部的第2絕緣膜形成步驟之平面圖； [第16B圖] 係沿著第16A圖的B-B線之剖面圖； [第16C圖] 係沿著第16A圖的C-C線之剖面圖； [第17A圖] 係顯示用以形成流入開口部的第3絕緣膜形成步驟之平面圖； [第17B圖] 係沿著第17A圖的B-B線之剖面圖； [第17C圖] 係沿著第17A圖的C-C線之剖面圖； [第18A圖] 係顯示用以形成流入開口部的絕緣膜加工步驟之平面圖； [第18B圖] 係沿著第18A圖的B-B線之剖面圖； [第18C圖] 係沿著第18A圖的C-C線之剖面圖； [第19A圖] 係顯示用以形成流入開口部的絕緣膜除去步驟之平面圖； [第19B圖] 係沿著第19A圖的B-B線之剖面圖； [第19C圖] 係沿著第19A圖的C-C線之剖面圖； [第20A圖] 係顯示另一流入開口部之平面圖； [第20B圖] 係沿著第20A圖的B-B線之剖面圖； [第20C圖] 係沿著第20A圖的C-C線之剖面圖； [第21A圖] 係顯示用以形成另一流入開口部的第1絕緣膜形成步驟之平面圖； [第21B圖] 係沿著第21A圖的B-B線之剖面圖； [第21C圖] 係沿著第21A圖的C-C線之剖面圖； [第22A圖] 係顯示用以形成另一流入開口部的第2絕緣膜形成步驟之平面圖； [第22B圖] 係沿著第22A圖的B-B線之剖面圖； [第22C圖] 係沿著第22A圖的C-C線之剖面圖； [第23A圖] 係顯示用以形成另一流入開口部的第3絕緣膜形成步驟之平面圖； [第23B圖] 係沿著第23A圖的B-B線之剖面圖； [第23C圖] 係沿著第23A圖的C-C線之剖面圖； [第24A圖] 係顯示用以形成另一流入開口部的溝形成步驟之平面圖； [第24B圖] 係沿著第24A圖的B-B線之剖面圖； [第24C圖] 係沿著第24A圖的C-C線之剖面圖； [第25A圖] 係顯示用以形成另一流入開口部的第4絕緣膜形成步驟之平面圖； [第25B圖] 係沿著第25A圖的B-B線之剖面圖； [第25C圖] 係沿著第25A圖的C-C線之剖面圖； [第26A圖] 係顯示用以形成另一流入開口部的第5絕緣膜形成步驟之平面圖； [第26B圖] 係沿著第26A圖的B-B線之剖面圖； [第26C圖] 係沿著第26A圖的C-C線之剖面圖； [第27A圖] 係顯示用以形成另一流入開口部的絕緣膜加工步驟之平面圖； [第27B圖] 係沿著第27A圖的B-B線之剖面圖； [第27C圖] 係沿著第27A圖的C-C線之剖面圖； [第28圖] 係顯示第5實施形態的分析裝置之分解立體圖； [第29圖] 係顯示實施第6實施形態的流體晶片之分析裝置的剖面概略圖； [第30圖] 係說明第6實施形態的表面圖案形成步驟的說明圖； [第31圖] 係說明第6實施形態的背面圖案形成步驟的說明圖； [第32圖] 係說明第6實施形態的第1蝕刻步驟的說明圖； [第33圖] 係說明第6實施形態的內壁保護膜形成步驟的說明圖； [第34圖] 係說明第6實施形態的內壁保護膜形成步驟的說明圖； [第35圖] 係說明第6實施形態的第2蝕刻步驟的說明圖； [第36圖] 係顯示第7實施形態的流體晶片的剖面概略圖； [第37圖] 係說明第7實施形態的表面圖案形成步驟的說明圖； [第38圖] 係說明第7實施形態的背面圖案形成步驟的說明圖； [第39圖] 係說明第7實施形態的第1蝕刻步驟的說明圖； [第40圖] 係說明7實施形態的內壁保護膜形成步驟的說明圖； [第41圖] 係說明第7實施形態的第2蝕刻步驟的說明圖； [第42圖] 係顯示第8實施形態的流體晶片的剖面概略圖； [第43圖] 係說明第8實施形態的表面圖案形成步驟的說明圖； [第44圖] 係說明第8實施形態的背面圖案形成步驟的說明圖； [第45圖] 係說明第8實施形態的第1蝕刻步驟的說明圖； [第46圖] 係說明第8實施形態的第2蝕刻步驟的說明圖； [第47圖] 係顯示第9實施形態的流體晶片的剖面概略圖； [第48圖] 係說明第9實施形態的表面圖案形成步驟的說明圖； [第49圖] 係說明第9實施形態的背面圖案形成步驟的說明圖； [第50圖] 係說明第9實施形態的第1蝕刻步驟的說明圖； [第51圖] 係說明第9實施形態的第2蝕刻步驟的說明圖； [第52圖] 係顯示第10實施形態的流體晶片的剖面概略圖； [第53圖] 係說明第10實施形態的導電膜形成步驟的說明圖； [第54圖] 係說明第10實施形態的表面圖案形成步驟的說明圖； [第55圖] 係說明第10實施形態的背面圖案形成步驟的說明圖； [第56圖] 係說明第10實施形態的基板內流路形成步驟的說明圖； [第57圖] 係顯示實施第10實施形態的流體晶片之分析裝置的剖面概略圖； [第58圖] 係顯示第11實施形態的流體晶片的剖面概略圖； [第59圖] 係顯示第12實施形態的流體晶片的剖面概略圖； [第60圖] 係顯示第13實施形態的流體晶片的剖面概略圖； [第61圖] 係顯示第14實施形態的流體晶片的剖面概略圖；以及 [第62圖] 係顯示第15實施形態的流體晶片的剖面概略圖。
10‧‧‧流體晶片
11‧‧‧分析裝置
12‧‧‧上側流路薄板
12a‧‧‧第1上側流路
12b‧‧‧第2上側流路
13‧‧‧下側蓋薄板
14‧‧‧上側蓋薄板
14a‧‧‧供給部
14b‧‧‧回收部
15‧‧‧電極對
16‧‧‧晶片框
18‧‧‧收容部
21‧‧‧基板
22‧‧‧表面側絕緣膜
22a‧‧‧流入開口部
22b‧‧‧流出開口部
23‧‧‧背面側絕緣膜
23a‧‧‧上流側背面開口部
23b‧‧‧下流側背面開口部
23c‧‧‧連接部
26‧‧‧上流流路
26a‧‧‧表面開口
26b‧‧‧背面開口
26c‧‧‧內壁
27‧‧‧下流流路
27a‧‧‧表面開口
27b‧‧‧背面開口
27c‧‧‧內壁
28‧‧‧背面流路

Claims (11)

  1. 一種流體晶片，其特徵在於： 包括： 基板內流路，設置在基板內部； 絕緣膜，設置在上述基板表面上； 流入開口部，設置在上述基板內流路的上流，使試料流入上述基板內流路；以及 流出開口部，設置在上述基板內流路的下流，使上述試料流出上述基板內流路； 其中，上述流入開口部與上述流出開口部，設置在上述絕緣膜中，經由上述基板內流路連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的流體晶片，其特徵在於： 上述基板內流路，具有： 上流流路，與上述流入開口部連接； 下流流路，與上述流出開口部連接；以及 背面流路，設置在上述基板的背面，連接上述上流流路與上述下流流路。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的流體晶片，其特徵在於： 更包括： 補強膜，設置在上述基板與上述絕緣膜之間。
  4. 一種分析裝置，其特徵在於： 包括： 流體晶片，如申請專利範圍第2項所述； 上側薄板，設置在上述流體晶片表面上； 供給部，供給上述試料；以及 回收部，回收上述試料； 其中，上述上側薄板，具有連接上述供給部與上述流入開口部的第1上側流路以及連接上述回收部與上述流出開口部的第2上側流路； 上述供給部與上述回收部之間形成使上述試料流通的流通路徑。
  5. 一種分析裝置，其特徵在於： 包括： 流體晶片，如申請專利範圍第1項所述； 上側薄板，設置在上述流體晶片表面上； 下側薄板，設置在上述流體晶片背面上； 供給部，供給上述試料；以及 回收部，回收上述試料； 其中，上述上側薄板，具有連接上述供給部與上述流入開口部的第1上側流路以及連接上述回收部與上述流出開口部的第2上側流路； 上述基板內流路，具有與上述流入開口部連接的上流流路以及與上述流出開口部連接的下流流路； 上述下側薄板，具有連接上述上流流路與上述下流流路的下側流路； 上述供給部與上述回收部之間形成使上述試料流通的流通路徑。
  6. 一種分析裝置，其特徵在於： 包括： 流體晶片，具有貫通表面上設置絕緣膜的基板之基板內流路； 上側薄板，設置在上述流體晶片表面上； 下側薄板，設置在上述流體晶片背面上； 晶片框，設置在上述上側薄板與上述下側薄板之間，保持上述流體晶片； 供給部，供給試料；以及 回收部，回收上述試料； 其中，上述上側薄板，具有與上述供給部連接的第1上側流路以及與上述回收部連接的第2上側流路； 上述晶片框，具有與上述第2上側流路連接的連接孔； 上述絕緣膜，與上述第1上側流路連接，具有使上述試料流入上述基板內流路的流入開口部； 上述下側薄板，具有連接上述基板內流路與上述連接孔的下側流路； 在上述供給部與上述回收部之間形成使上述試料流通的流通路徑。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的分析裝置，其特徵在於： 上述基板內流路，具有： 表面開口，設置在上述基板的表面； 背面開口，設置在上述基板的背面； 第1內壁，設置在上述表面開口與上述背面開口之間，對上述基板的背面傾斜；以及 第2內壁，設置在上述表面開口與上述背面開口之間比上述第1內壁下流，對上述基板的背面垂直。
  8. 如申請專利範圍第4～7項中任一項所述的分析裝置，其特徵在於： 上述流入開口部，在上述流通路徑中，開口面積最小； 透過檢出上述試料通過上述流入開口部之際的電流值變化，進行上述試料的分析。
  9. 如申請專利範圍第4～7項中任一項所述的分析裝置，其特徵在於： 上述供給部與上述回收部設置在上述基板的同一面。
  10. 一種流體晶片，其特徵在於： 包括： 基板內流路，設置在基板內部； 絕緣膜，設置在上述基板表面上；以及 流入開口部，設置在上述絕緣膜中，使試料流入上述基板內流路； 其中，上述基板內流路，具有： 表面開口，設置在上述基板的表面； 背面開口，設置在上述基板的背面； 第1內壁，設置在上述表面開口與上述背面開口之間，對上述基板的背面傾斜；以及 第2內壁，設置在上述表面開口與上述背面開口之間比上述第1內壁下流，對上述基板的背面垂直。
  11. 一種流體晶片，其特徵在於： 包括： 基板內流路，設置在基板內部； 絕緣膜，設置在上述基板表面上； 流入開口部，設置在上述絕緣膜中，使試料流入上述基板內流路；以及 導電膜，與上述絕緣膜相接設置； 其中，上述導電膜，具有與上述流入開口部連接的導電膜開口部。
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