(57)【要約】  マイクロチップに形成された開口部付近における基板間の隙間を埋めて、試薬などの漏れを防止することが可能なマイクロチップを提供することを目的とする。そのためのマイクロチップは、マイクロチップ基板１０とマイクロチップ基板１４を備えて構成されている。マイクロチップ基板１０には溝状の微細流路１１と貫通孔が形成されており、マイクロチップ基板１０とマイクロチップ基板１４を接合することでマイクロチップを製造する。開口部１２は微細流路１１に接続されており、開口部１２を介して試薬などの導入、又は試薬などの排出などを行う。開口部１２の内面には誘電体膜１３が形成されている。誘電体膜１３には、ＳｉＯ２膜又はＴｉＯ２膜が用いられる。
2008087787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの樹脂製基板のうち少なくとも１つの樹脂製基板には表面に流路用溝が形成され、さらに、前記２つの樹脂製基板のうち少なくとも１つの樹脂製基板には前記流路用溝と繋がって外部との開口部を形成する貫通孔が形成され、前記２つの樹脂製基板を、前記流路用溝が形成されている面を内側にして接合されたマイクロチップであって、
前記開口部の内面に１層以上の誘電体膜が形成されていることを特徴とするマイクロチップ。
【請求項２】
前記誘電体膜は、ＳｉＯ２膜又はＴｉＯ２膜であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のマイクロチップ。
【請求項３】
前記誘電体膜は、異なる材料の膜が積層して形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のマイクロチップ。
【請求項４】
前記誘電体膜は、ＴｉＯ２膜上にＳｉＯ２膜が積層して形成されていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載のマイクロチップ。
【請求項５】
前記開口部の内側面に形成された誘電体膜の厚さｔ１と、前記接合によって形成された前記開口部の底面に形成された誘電体膜の厚さｔ２との比（ｔ１／ｔ２）が、１／１０以上であることを特徴とする請求の範囲第１項から請求の範囲第４項のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項６】
前記開口部の内側面に形成された誘電体膜の厚さｔ１と、前記接合によって形成された前記開口部の底面に形成された誘電体膜の厚さｔ２との比（ｔ１／ｔ２）が、１／３以上であることを特徴とする請求の範囲第１項から請求の範囲第４項のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項７】
前記開口部の内側面に形成された誘電体膜の厚さｔ１と、前記接合によって形成された前記開口部の底面に形成された誘電体膜の厚さｔ２との比（ｔ１／ｔ２）が、１／２以上であることを特徴とする請求の範囲第１項から請求の範囲第４項のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項８】
前記誘電体膜は、前記開口部の内面と前記流路用溝の内面に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項から請求の範囲第７項のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項９】
前記誘電体膜は、前記貫通孔が形成された樹脂製基板の表面であって、相手方の樹脂製基板と接合する面の反対側の面にも形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項から請求の範囲第８項のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項１０】
前記誘電体膜は、前記貫通孔が形成されていない樹脂製基板の表面であって、相手方の樹脂製基板と接合する面の反対側の面にも形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項から請求の範囲第９項のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項１１】
前記誘電体膜は、前記開口部の内側面から前記接合によって形成された前記開口部の底面にかけて連続的に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項から請求の範囲第１０項のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項１２】
２つの樹脂製基板のうち少なくとも１つの樹脂製基板には表面に流路用溝が形成され、さらに、前記２つの樹脂製基板のうち少なくとも１つの樹脂製基板には前記流路用溝と繋がって外部との開口部を形成する貫通孔が形成され、前記２つの樹脂製基板を、前記流路用溝が形成されている面を内側にして、接合するマイクロチップの製造方法であって、
前記開口部の内面に１層以上の誘電体膜を形成することを特徴とするマイクロチップの製造方法。
【請求項１３】
前記２つの樹脂製基板を接合した後、前記開口部の内面に前記誘電体膜を形成することを特徴とする請求の範囲第１２項に記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項１４】
プラズマＣＶＤ、スパッタリング、塗布、又はマイクロプラズマジェットによって、前記開口部に前記誘電体膜を形成することを特徴とする請求の範囲第１２項又は請求の範囲第１３項のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、流路用溝が形成されたマイクロチップ、及びそのマイクロチップの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細加工技術を利用してシリコンやガラス基板上に微細な流路や回路を形成し、微小空間上で核酸、タンパク質、血液などの液体試料の化学反応や、分離、分析などを行うマイクロ分析チップ、あるいはμＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）と称される装置が実用化されている。このようなマイクロチップの利点としては、サンプルや試薬の使用量又は廃液の排出量が軽減され、省スペースで持ち運び可能な安価なシステムの実現が考えられる。【０００３】
マイクロチップは、少なくとも一方の部材に微細加工が施された部材２つをはり合わせることにより製造される。従来においては、マイクロチップにはガラス基板が用いられ、様々な微細加工方法が提案されている。しかしながら、ガラス基板は大量生産には向かず、非常に高コストであるため、廉価で使い捨て可能な樹脂製マイクロチップの開発が望まれている。【０００４】
ここで、従来技術に係るマイクロチップの構成について図６及び図７を参照して説明する。図６は、従来技術に係るマイクロチップの上面図である。図７は、従来技術に係るマイクロチップの断面図であり、図６のVII−VII断面図である。マイクロチップ１００は、表面に微細流路１１１が形成されたマイクロチップ基板１１０と、微細流路１１１をカバーするための平板状のマイクロチップ基板１２０とを備えて構成されている。このマイクロチップ１００は、微細流路１１１を内側にしてマイクロチップ基板１１０、１２０を接合することで製造される。また、マイクロチップ１００には、ゲルや液体状の試薬を微細流路１１１に導入したり、微細流路１１１から排出したりするための開口部１１２が形成されている。図６及び図７に示す例では、微細流路１１１が形成されたマイクロチップ基板１１０に貫通孔が形成されており、マイクロチップ１１０、１２０を接合することで開口部１１２が形成される。この開口部１１２から微細流路１１１に試薬などを導入し、又は、微細流路１１１の試薬などを開口部１１２から排出する。【０００５】
また、マイクロチップ基板を接合する方法として、接着剤を用いて接合する方法、有機溶剤で樹脂基板の表面を溶かして接合する方法（例えば特許文献１）、超音波融着を利用して接合する方法（例えば特許文献２）、熱融着を利用して接合する方法（例えば特許文献３）、レーザ融着を利用する方法などがある（例えば特許文献４）。
【特許文献１】特開２００５−８０５６９号公報
【特許文献２】特開２００５−７７２３９号公報
【特許文献３】特開２００５−７７２１８号公報
【特許文献４】特開２００５−７４７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の方法で樹脂製基板同士を接合する場合、マイクロチップに形成された開口部付近では成形ひずみが大きくなり、面精度が悪くなってしまう。そのため、開口部付近においてマイクロチップ基板同士を強く接合しようとすると、微細流路が潰れてしまう場合がある。また、微細流路が潰れないようにマイクロチップ基板同士を接合しようとすると、貫通孔が形成されたマイクロチップ基板と形成されていないマイクロチップ基板との間に微細な隙間が生じてしまい、液体状の試薬などを圧送又は電気泳動する際に、試薬などが漏れてしまう場合がある。例えば図７に示すように、開口部１１２付近（破線の円で示す部分Ａ）において、マイクロチップ基板１１０とマイクロチップ基板１２０との間に隙間が生じてしまい、その隙間から試薬などが漏れてしまうおそれがある。試薬などの漏れを防止するために接着剤やシール材を用いることも考えられるが、微細流路の幅が数十μｍであるため、所望の部位に接着材やシール材を設けることが困難であり、接着剤などで微細流路を塞いでしまうおそれがある。【０００７】
この発明は上記の問題を解決するものであり、マイクロチップに形成された開口部付近における基板間の隙間を埋めて、試薬などの漏れを防止することが可能なマイクロチップ、及びそのマイクロチップの製造方法を提供することを目的とする。  
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の第１の形態は、２つの樹脂製基板のうち少なくとも１つの樹脂製基板には表面に流路用溝が形成され、さらに、前記２つの樹脂製基板のうち少なくとも１つの樹脂製基板には前記流路用溝と繋がって外部との開口部を形成する貫通孔が形成され、前記２つの樹脂製基板を、前記流路用溝が形成されている面を内側にして接合されたマイクロチップであって、前記開口部の内面に１層以上の誘電体膜が形成されていることを特徴とするマイクロチップである。【０００９】
また、この発明の第２の形態は、第１の形態に係るマイクロチップであって、前記誘電体膜は、ＳｉＯ２膜又はＴｉＯ２膜であることを特徴とする。【００１０】
また、この発明の第３の形態は、第１の形態係るマイクロチップであって、前記誘電体膜は、異なる材料の膜が積層して形成されていることを特徴とする。【００１１】
また、この発明の第４の形態は、第３の形態に係るマイクロチップであって、前記誘電体膜は、ＴｉＯ２膜上にＳｉＯ２膜が積層して形成されていることを特徴とする。【００１２】
また、この発明の第５の形態は、第１の形態から第４の形態のいずれかに係るマイクロチップであって、前記開口部の内側面に形成された誘電体膜の厚さｔ１と、前記接合によって形成された前記開口部の底面に形成された誘電体膜の厚さｔ２との比（ｔ１／ｔ２）が、１／１０以上であることを特徴とする。【００１３】
また、この発明の第６の形態は、第１の形態から第４の形態のいずれかに係るマイクロチップであって、前記開口部の内側面に形成された誘電体膜の厚さｔ１と、前記接合によって形成された前記開口部の底面に形成された誘電体膜の厚さｔ２との比（ｔ１／ｔ２）が、１／３以上であることを特徴とする。【００１４】
また、この発明の第７の形態は、第１の形態から第４の形態のいずれかに係るマイクロチップであって、前記開口部の内側面に形成された誘電体膜の厚さｔ１と、前記接合によって形成された前記開口部の底面に形成された誘電体膜の厚さｔ２との比（ｔ１／ｔ２）が、１／２以上であることを特徴とする。【００１５】
また、この発明の第８の形態は、第１の形態から第７の形態のいずれかに係るマイクロチップであって、前記誘電体膜は、前記開口部の内面と前記流路用溝の内面に形成されていることを特徴とする。【００１６】
また、この発明の第９の形態は、第１の形態から第８の形態のいずれかに係るマイクロチップであって、前記誘電体膜は、前記貫通孔が形成された樹脂製基板の表面であって、相手方の樹脂製基板と接合する面の反対側の面にも形成されていることを特徴とする。【００１７】
また、この発明の第１０の形態は、第１の形態から第９の形態のいずれかに係るマイクロチップであって、前記誘電体膜は、前記貫通孔が形成されていない樹脂製基板の表面であって、相手方の樹脂製基板と接合する面の反対側の面にも形成されていることを特徴とする。【００１８】
また、この発明の第１１の形態は、第１の形態から第１０の形態のいずれかに係るマイクロチップであって、前記誘電体膜は、前記開口部の内側面から前記接合によって形成された前記開口部の底面にかけて連続的に形成されていることを特徴とする。【００１９】
また、この発明の第１２の形態は、２つの樹脂製基板のうち少なくとも１つの樹脂製基板には表面に流路用溝が形成され、さらに、前記２つの樹脂製基板のうち少なくとも１つの樹脂製基板には前記流路用溝と繋がって外部との開口部を形成する貫通孔が形成され、前記２つの樹脂製基板を、前記流路用溝が形成されている面を内側にして、接合するマイクロチップの製造方法であって、前記開口部の内面に１層以上の誘電体膜を形成することを特徴とするマイクロチップの製造方法である。【００２０】
また、この発明の第１３の形態は、第１２の形態に係るマイクロチップの製造方法であって、前記２つの樹脂製基板を接合した後、前記開口部の内面に前記誘電体膜を形成することを特徴とする。【００２１】
また、この発明の第１４の形態は、第１２の形態又は第１３の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、プラズマＣＶＤ、スパッタリング、塗布、又はマイクロプラズマジェットによって、前記開口部に前記誘電体膜を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によると、開口部の内面に１層以上の誘電体膜を形成することで、開口部付近における基板間の隙間を埋めることができ、そのことにより、開口部付近での試薬などの漏れを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の第１実施形態に係るマイクロチップの断面図である。
【図２】この発明の第２実施形態に係るマイクロチップの断面図である。
【図３】この発明の第３実施形態に係るマイクロチップの断面図である。
【図４】この発明の実施例と比較例に関する条件を示す表である。
【図５】この発明の実施例６に係るマイクロチップの反射率を示すグラフである。
【図６】従来技術に係るマイクロチップの上面図である。
【図７】従来技術に係るマイクロチップの断面図であり、図６のVII−VII断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０、１４、２０、２２、３０、３５  マイクロチップ基板
１１、２１、３１  微細流路
１２、２３、３２  開口部
１３、２４、３３、３４  誘電体膜
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
［第１の実施の形態］
この発明の第１実施形態に係るマイクロチップ、及びそのマイクロチップの製造方法について、図１を参照して説明する。図１は、この発明の第１実施形態に係るマイクロチップの断面図である。
（マイクロチップの構成）
第１実施形態に係るマイクロチップは、マイクロチップ基板１０とマイクロチップ基板１４を備えて構成されている。マイクロチップ基板１０には溝状の微細流路１１が形成されている。さらに、マイクロチップ基板１０には、基板を貫通して形成された貫通孔が形成されている。この貫通孔は微細流路１１に接して形成されており、マイクロチップ基板１０とマイクロチップ基板１４を接合することで開口部１２となる。マイクロチップ基板１０の接合の相手方となるマイクロチップ基板１４は、平板状の基板である。微細流路１１が形成されている面を内側にして、マイクロチップ基板１０とマイクロチップ基板１４を接合する。これにより、マイクロチップ基板１４が微細流路１１の蓋（カバー）として機能し、マイクロチップ基板１０に形成されている貫通孔は開口部１２となる。なお、マイクロチップ基板１０、１４が、この発明の「樹脂製基板」の１例に相当する。【００２６】
マイクロチップ基板１０の貫通孔は微細流路１１に接して形成されているため、その貫通孔による開口部１２は微細流路１１に繋がっている。この開口部１２は、ゲル、試料、緩衝液の導入、保存、排出を行うための孔である。開口部１２の形状は、円形状や矩形状の他、様々な形状であっても良い。この開口部１２に、分析装置に設けられたチューブやノズルを接続し、そのチューブやノズルを介して、ゲル、試料、又は緩衝液などを微細流路１１に導入し、又は、微細流路１１から排出する。【００２７】
さらに、開口部１２の内面には誘電体膜１３が形成されている。詳しく説明すると、誘電体膜１３は、開口部１２の内側面から底面にかけて断絶されることなく、連続的に形成されている。なお、本稿においては、「開口部１２の内側面」とは、開口部における底面以外の壁面のことであり図１においては微細流路１１の流路方向に直角な壁面のことである。また「開口部１２の内面」とは、「開口部１２の内側面」に「開口部１２の底面」を加えたものである。
開口部１２の内側面と底面との境界には、誘電体膜１３が埋められた状態で形成されている。この誘電体膜１３には、ＳｉＯ２膜又はＴｉＯ２膜が用いられる。ＳｉＯ２膜はＳｉＯ２を主成分とする膜であり、ＳｉＯ２膜の親水性機能が保たれる程度であれば、ＳｉＯ２以外の不純物を含んでいても構わない。また、ＴｉＯ２膜はＴｉＯ２を主成分とする膜であり、ＴｉＯ２膜の親水性機能が保たれる程度であれば、ＴｉＯ２以外の不純物を含んでいても構わない。【００２８】
誘電体膜１３（ＳｉＯ２膜又はＴｉＯ２膜）の膜厚は、開口部１２の内面が誘電体膜１３で覆われること、開口部１２の内面への密着性が確保できること、微細流路１１を塞いでしまわないことなどを考慮して決定する。塗布によって誘電体膜１３を形成する場合は、塗布溶液の特性、種類に応じて膜厚を調整する。例えば、１０ｎｍ〜３μｍの範囲内の値であることが好ましく、１０ｎｍ〜２μｍの範囲内の値であることがより好ましい。また、スパッタリングやＣＶＤによって誘電体膜１３を形成する場合、誘電体膜の内部応力が増加する傾向にあるため、１０ｎｍ〜１μｍの範囲内の値であることが好ましく、５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内の値であることがより好ましい。【００２９】
また、開口部１２の内側面に形成された誘電体膜１３ａの厚さｔ１と、開口部１２の底面に形成された誘電体膜１３ｂの厚さｔ２との比（ｔ１／ｔ２）が、１／１０以上であることが好ましい。さらに、比（ｔ１／ｔ２）が１／３以上であることがより好ましく、１／２以上であることが更に好ましい。【００３０】
一般的に膜を凹凸物に均一な膜厚で形成することは難しい。特に成膜材料が直線的に飛んで形成される蒸着方法の場合、開口部１２の内側面にはＳｉＯ２膜は形成され難い。従って、開口部１２の内側面と底面の境界に膜を隙間なく埋めようとした場合、均一に形成できる成膜方法の１０倍ないしはそれ以上の膜厚を形成する必要があり、効率的ではない。さらに、開口部１２の内側面と底面の膜質が大きく異なり、微細流路１１の均質性を阻害する要因となり、好ましくない。
半導体プロセスでは一般的に段差への被膜の状態を表す指標としてステップカバレッジが使われる。ステップカバレッジとは、段差壁面への膜厚／表面への膜厚（％）を管理指標としている。本願発明においては、ステップカバレッジを使用していない。その理由は内側面と底面への成膜状態が問題であり、表層（接合面）への成膜状態は重要でないためである。広く普及している蒸着においては、ｔ１／ｔ２は小さく、内側面には成膜されにくい。またそのような場合には、内側面に形成された膜は膜密度が低く、柱状構造であり、液体（水）が浸透してしまう恐れがある。それを改善するためにはＣＶＤ、スパッタ、スプレーコーティングなどの成膜方法が有効である。本願発明ではｔ１／ｔ２が大きいほど、膜の密度、構造が内側面と底面で差がなくなり、したがって連続的に成膜されるため、液体（水）の浸透を防げることを発見した。【００３１】
そこで、例えば、比（ｔ１／ｔ２）が１／１０以上になるようにＳｉＯ２膜を形成すれば、開口部１２の底面に１００ｎｍのＳｉＯ２膜を形成した場合、内側面には１０ｎｍ以上のＳｉＯ２膜が形成され、開口部１２の内側面と底面との境界部の隙間を十分に埋めることができる。【００３２】
同様に、比（ｔ１／ｔ２）が１／３以上になるようにＳｉＯ２膜を形成すれば、開口部１２の底面に３０ｎｍのＳｉＯ２膜を形成した場合、内側面には１０ｎｍ以上のＳｉＯ２膜が形成され、開口部１２の内側面と底面との境界部の隙間を十分に埋めることができる。【００３３】
同様に、比（ｔ１／ｔ２）が１／２以上になるようにＳｉＯ２膜を形成すれば、開口部１２の底面に２０ｎｍのＳｉＯ２膜を形成した場合、内側面には１０ｎｍ以上のＳｉＯ２膜が形成され、開口部１２の内側面と底面との境界部の隙間を十分に埋めることができる。【００３４】
このように、比（ｔ１／ｔ２）が１に近くなるようにＳｉＯ２膜を形成すれば、全体的に形成するＳｉＯ２膜を少なくすることができ、膜応力が原因のクラックや膜はがれが発生しにくいという効果がある。また、同じ膜厚であっても、比（ｔ１／ｔ２）が１に近いほうが境界部の隙間を塞ぐ効果は高い。
（マイクロチップ基板の材料）
マイクロチップ基板１０、１４には樹脂が用いられる。その樹脂としては、成形性（転写性、離型性）が良いこと、透明性が高いこと、紫外線や可視光に対する自己蛍光性が低いことなどが条件として挙げられるが、特に限定されるものではない。例えば、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン６６、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリジメチルシロキサン、環状ポリオレフィンなどが好ましい。特に、ポリメタクリル酸メチル、環状ポリオレフィンなどが好ましい。マイクロチップ基板１０とマイクロチップ基板１４とで、同じ材料を用いても良く、異なる材料を用いても良い。
（マイクロチップ基板の形状）
マイクロチップ基板１０、１４の形状は、ハンドリング、分析しやすい形状であればどのような形状であっても良い。例えば、１０ｍｍ角〜２００ｍｍ角程度の大きさが好ましく、１０ｍｍ角〜１００ｍｍ角がより好ましい。マイクロチップ基板１０、１４の形状は、分析手法、分析装置に合わせれば良く、正方形、長方形、円形などの形状が好ましい。
（微細流路の形状）
微細流路１１の形状は、分析試料、試薬の使用量を少なくできること、成形金型の作製精度、転写性、離型性などを考慮して、幅、深さともに、１０μｍ〜２００μｍの範囲内の値であることが好ましいが、特に限定されるものではない。また、アスペクト比（溝の深さ／溝の幅）は、０．１〜３程度が好ましく、０．２〜２程度がより好ましい。また、微細流路１１の幅と深さは、マイクロチップの用途によって決めれば良い。なお、説明を簡便にするために、図１に示す微細流路１１の断面の形状は矩形状となっているが、この形状は微細流路１１の１例であり、曲面状となっていても良い。【００３５】
また、微細流路１１が形成されたマイクロチップ基板１０の板厚は、成形性を考慮して、０．２ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましく、０．５ｍｍ〜２ｍｍがより好ましい。微細流路１１を覆うための蓋（カバー）として機能するマイクロチップ基板１４の板厚は、成形性を考慮して、０．２ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましく、０．５ｍｍ〜２ｍｍがより好ましい。また、蓋（カバー）として機能するマイクロチップ基板１４に微細流路を形成しない場合、フィルム（シート状の部材）を用いても良い。この場合、フィルムの厚さは、３０μｍ〜３００μｍでることが好ましく、５０μｍ〜１５０μｍであることがより好ましい。
（作用及び効果）
以上の構成を有するマイクロチップによると、開口部１２付近（図１中、破線の円で示す部分Ａ）において、マイクロチップ基板１０とマイクロチップ基板１４との間に生じていた隙間を誘電体膜１３で埋めることが可能となる。その結果、開口部１２付近での試薬などの漏れを防止することが可能となる。すなわち、誘電体膜１３は、開口部１２の内側面から底面に掛けて断絶されることなく連像的に形成されているため、基板間の隙間を埋めることができ、試薬などの漏れを防止することができる。【００３６】
また、ＳｉＯ２膜は親水性機能を有するため、開口部１２にＳｉＯ２膜を形成することで、水や試薬などを圧送しなくても毛細管現象によって、水や試薬などを開口部１２や微細流路１１にスムースに導入することが可能である。また、ＴｉＯ２膜は紫外線を照射することで親水性を発揮するため、開口部１２にＴｉＯ２膜を形成した後、紫外線を照射することでＳｉＯ２膜と同様の効果を奏することが可能である。
（製造方法）
次に、上述した第１実施形態に係るマイクロチップの製造方法について説明する。第１実施形態では、マイクロチップ基板１０、１４を接合した後、開口部１２に誘電体膜１３を形成することで、第１実施形態に係るマイクロチップを製造する。
（マイクロチップ基板の接合）
まず、微細流路１１が形成されている面を内側にして、マイクロチップ基板１０とマイクロチップ基板１３を接合する。マイクロチップ基板の接合は、例えば、熱融着、超音波融着、又はレーザ融着によって行うことができる。さらに、紫外線、プラズマ、又はイオンビームによってマイクロチップ基板の表面を活性化させてマイクロチップ基板を接合することができる。
（誘電体膜の形成）
マイクロチップ基板１０とマイクロチップ基板１４を接合した後、開口部１２に誘電体膜１３を形成する。誘電体膜１３は、例えば、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ、又は塗布によって形成することができ、その成膜方法は特に限定されない。塗布、スパッタリング、又はＣＶＤによる成膜方法が、微細流路１１の内面、特に微細流路１１の垂直壁面に密着性の良好なＳｉＯ２膜を形成できるため、より好ましい方法である。【００３７】
開口部１２の内面のみならず、マイクロチップの表面や微細流路１１にも誘電体膜を形成しても良い。開口部１２の内面のみに誘電体膜を形成する場合は、内面のみに誘電体膜が形成されるようにマイクロチップの表面（マイクロチップ基板１０の表面であって、微細流路１１が形成された面の反対側の面）をマスクキングして誘電体膜１３を形成する。一方、マイクロチップの表面にも誘電体膜を形成する場合は、表面にマスキングをせずに誘電体膜を形成する。【００３８】
なお、開口部１２の内面に誘電体膜１３を形成することで、微細流路１１への接続部分Ｂ（図１中、破線で示す部分Ｂ）にも誘電体膜１３が形成されるが、その接続部分Ｂを塞いでしまうほど誘電体膜１３を成膜することはない。
（塗布による誘電体膜の形成例）
例えば、塗布によって開口部１２に誘電体膜１３を形成する場合、硬化後に誘電体膜となる塗布溶液をマイクロチップの表面に塗布し、その後、塗布溶液を硬化させることで、開口部１２の内面に誘電体膜１３を形成することができる。【００３９】
誘電体膜１３としてＳｉＯ２膜を形成する場合、塗布溶液としては、例えば、アルコキシシランを加水分解、縮重合して得られるポリシロキサンオリゴマーをアルコール溶媒に溶かしたものを用いる。この場合、塗布溶液を加熱してアルコール溶媒を揮発させ、ＳｉＯ２膜（誘電体膜１３）を形成する。具体的には、ＪＳＲ社製のグラスカ７００３や、コルコート社製のメチルシリケート５１などが挙げられる。【００４０】
また、パーヒドロポリシラザンをキシレン、ジブチルエーテル溶媒に溶かしたものを塗布溶液に用いる。この場合、塗布溶液を加熱して溶媒を揮発させると同時に水と反応させて、ＳｉＯ２膜（誘電体膜１３）を形成する。具体的には、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製のアクアミカなどが挙げられる。【００４１】
また、アルコキシシリル基含有ポリマーとアルコキシシランを加水分解・共縮合して得られる無機−有機ハイブリッドポリマーをアルコール溶媒に溶かしたものを塗布溶液に用いる。この場合、加熱してアルコール溶媒を揮発させ、ＳｉＯ２が主成分となるハイブリッド膜を形成する。具体的には、ＪＳＲ社製のグラスカ７５０６などが挙げられる。
（塗布溶液の塗布方法）
塗布溶液を開口部１２に均一に塗布することが重要である。塗布溶液の物性（粘度、揮発性）を考慮し、塗布方法を適宜選択する。例えば、ディッピング、スプレーコーティング、スピンコーティング、スリットコーティング、スクリーン印刷、パッド印刷、インクジェット印刷などが挙げられる。【００４２】
そして、塗布溶液を硬化させることで、ＳｉＯ２膜（誘電体膜１３）を形成する。例え
ば、熱硬化性の塗布溶液を用いた場合は、熱処理を施すことにより塗布溶液を硬化させて、ＳｉＯ２膜（誘電体膜１３）を形成する。
（塗布溶液の硬化方法）
塗布溶液を硬化させてＳｉＯ２膜（誘電体膜１３）を形成する際には、塗布溶液の溶媒を十分に揮発させ、ＳｉＯ２の強固なネットワークを形成できることが望ましい。塗布溶液の物性（粘度、揮発性、触媒）を考慮し、硬化方法を適宜選択する。例えば、常温で塗布溶液を放置して硬化させたり、塗布溶液を６０℃〜１００℃の温度で加熱することで硬化させたり、塗布溶液を高温高湿下（温度６０℃で湿度９０％、温度８０℃で湿度９０％など）で硬化させたりする。また、紫外線硬化や、可視光硬化などを利用して塗布溶液を硬化させても良い。
（スパッタリングによる誘電体膜の形成例）
また、スパッタリングによって開口部１２にＳｉＯ２膜（誘電体膜１３）を形成する場合、例えば、シンクロン製スパッタリング装置（装置名：ＲＡＳ−１１００Ｃ）を使用してＳｉＯ２膜（誘電体膜１３）を形成する。シリコンのメタル成膜室と酸化室に分かれており、基材を貼り付けたドラムを回転させてＳｉＯ２膜（誘電体膜１３）を形成する。例えば、アルゴンガス流量が２５０ｓｃｃｍ、酸素ガス流量が１２０ｓｃｃｍ、ＲＦ出力が４．５ｋＷ、成膜レートが４Å／ｓｅｃの条件で、ＳｉＯ２膜（誘電体膜１３）を形成する。【００４３】
また、スパッタリングによって開口部１２にＴｉＯ２膜（誘電体膜１３）を形成する場合、チタンのメタル成膜室と酸化室に分かれており、基材を貼り付けたドラムを回転させてＴｉＯ２膜（誘電体膜１３）を形成する。アルゴンガス流量が２５０ｓｃｃｍ、酸素ガス流量が１２０ｓｃｃｍ、ＲＦ出力が５．５ｋＷ、成膜レートが２．５Å／ｓｅｃの条件で、ＴｉＯ２膜（誘電体膜１３）を形成する。
（ＣＶＤによる誘電体膜の形成例）
また、ＣＶＤによって開口部１２にＳｉＯ２膜（誘電体膜１３）を形成する場合、例えば、サムコ社製ＣＶＤ装置（装置名：ＰＤ−２７０ＳＴ）を使用してＳｉＯ２膜（誘電体膜１３）を形成する。ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ  Ｅｔｈｏｘｙ  Ｓｉｌａｎｅ）、ＴＭＯＳ（Ｔｅｔｒａ  Ｍｔｈｏｘｙ  Ｓｉｌａｎｅ）など、シリコンを含む液体ソースを気化させ、プラズマ空間中で分解、酸化させることでＳｉＯ２膜（誘電体膜１３）を形成する。例えば、ＴＥＯＳ流量が１２ｓｃｃｍ、酸素ガス流量が４００ｓｃｃｍ、ＲＦ出力が３００Ｗ、圧力が５０Ｐａ、成膜レートが３０Å／ｓｅｃの条件で、ＳｉＯ２膜（誘電体膜１３）を形成する。
（微細流路１１への誘電体膜の形成）
また、微細流路１１に親水性機能を付与するために、微細流路１１の内面に誘電体膜（ＳｉＯ２膜又は紫外線照射したＴｉＯ２膜）を形成しても良い。この場合、マイクロチップ基板１０の微細流路１１が形成されている面に誘電体膜を形成し、さらに、相手方のマイクロチップ基板１４の接合面に誘電体膜を形成する。その後、マイクロチップ基板１０とマイクロチップ基板１４を接合する。マイクロチップ基板の接合には、紫外線、プラズマ、又はイオンビームによる表面活性化接合が適している。すなわち、紫外線、プラズマ、又はイオンビームを、マイクロチップ基板１０、１４の誘電体膜が形成された面（接合面）に照射し、接合面を活性化させてマイクロチップ基板１０、１４を接合する。基板同士を接合した後、開口部１２の内面に誘電体膜１３を形成する。開口部１２の内面に誘電体膜１３を形成することで、上述した効果と同じ効果を奏することができ、さらに、微細流路１１の内面が誘電体膜で覆われているため、反応の安定性、再現性をより高めることが可能となる。【００４４】
また、開口部１２の内面と微細流路１１の内面全てに誘電体膜を形成しても良い。それを実現するために、マイクロプラズマが有効である。マイクロプラズマは一般に極微細空間でのガス放電であり、ＲＦからＶＨＦ、ＵＨＦ領域の高周波やマイクロ波を使用する。このマイクロプラズマ中に気化した原料を導入し、プラズマで分解させることで微細流路１１の内面にＳｉＯ２又はＴｉＯ２の薄膜を形成することが可能である。【００４５】
ＳｉＯ２膜又は紫外線照射したＴｉＯ２膜は親水性を有するため、タンパク質などの低分子や高分子の微細流路１１の内面への付着を抑制することが可能となる。マイクロチップ基板１０、１４は樹脂で構成されているため、通常、疎水性であり、タンパク質などの低分子や高分子は、微細流路１１に付着しやすいが、ＳｉＯ２膜又は紫外線照射したＴｉＯ２膜を形成することで、その付着を抑制することが可能となる。【００４６】
また、ＳｉＯ２膜は化学的に安定であるため、親水性機能を安定的に持続させることができる。樹脂製のマイクロチップ基板１０、１４の表面をプラズマ処理することで親水化処理することができるが、効果が時間とともに減少してしまい、数日で親水性の機能がなくなる場合が多い。また、マイクロチップ基板１０、１４の表面にオリゴエチレングリコールや２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンなどの高分子をディッピングなどにより表面修飾し、親水化処理することも可能であるが、表面修飾基の吸着力が弱い、ムラが発生するなどが原因となって、均一な親水性の表面が得られない場合がある。【００４７】
これに対して、ＳｉＯ２膜を微細流路１１が形成されたマイクロチップ基板１０と、蓋（カバー）として機能するマイクロチップ基板１４に形成することで、マイクロチップ基板１０とマイクロチップ基板１４の樹脂素材が異なる場合でも、同一の表面状態を形成することが可能となる。そのことにより、分析の正確性、信頼性を増加することが可能となる。基板の表面状態が異なると、分析する液体の流速や反応にばらつきが発生してしまい、分析チップの検出感度が低下してしまう問題がある。ＳｉＯ２膜を微細流路１１の内面に形成することで、ばらつきの発生を抑え、分析チップの検出感度を向上させることが可能となる。
（マイクロチップの表面への誘電体膜の形成）
また、開口部１２の内面のみに誘電体膜を形成しても良く、マイクロチップの表面にも誘電体膜を形成しても良い。マイクロチップの表面に誘電体膜を形成することで、マイクロチップ表面の耐擦傷性が良くなるという効果がある。なお、図１に示す例では、開口部１２だけでなく、マイクロチップの表面にも誘電体膜１３を形成している。詳しく説明すると、マイクロチップ基板１０の表面であって、微細流路１１が形成されている面の反対側の面にも誘電体膜１３が形成されている。さらに、マイクロチップの両面に誘電体膜を形成しても良い。つまり、図示していないが、マイクロチップ基板１４に対しても、接合面の反対側の面に誘電体膜を形成しても良い。
［第２の実施の形態］
次に、この発明の第２実施形態に係るマイクロチップ、及びマイクロチップの製造方法について、図２を参照して説明する。図２は、この発明の第２実施形態に係るマイクロチップの断面図である。第２実施形態では、蓋（カバー）として機能するマイクロチップ基板に貫通孔を形成した。【００４８】
第２実施形態に係るマイクロチップは、マイクロチップ基板２０とマイクロチップ基板２２を備えて構成されている。マイクロチップ基板２０には溝状の微細流路２１が形成されている。マイクロチップ基板２０の接合の相手方となるマイクロチップ基板２２は、平板状の基板である。第２実施形態では、マイクロチップ基板２２に貫通孔を形成した。微細流路２１が形成されている面を内側にして、マイクロチップ基板２０とマイクロチップ基板２２を接合する。これにより、マイクロチップ基板２２が微細流路２１の蓋（カバー）として機能し、マイクロチップ基板２２に形成されている貫通孔は開口部２３となる。貫通孔を、マイクロチップ基板２０の微細流路２１の位置に合わせてマイクロチップ基板２２に形成することで、開口部２３を微細流路２１に繋げることができる。この開口部２３に、分析装置に設けられたチューブやノズルを接続し、そのチューブやノズルを介して、ゲル、試料、又は緩衝液などを微細流路２１に導入し、又は、微細流路２１から排出する。なお、マイクロチップ基板２０、２２が、この発明の「樹脂製基板」の１例に相当する。【００４９】
さらに、開口部２３の内面には、第１実施形態と同様に、誘電体膜２４（ＳｉＯ２膜又はＴｉＯ２膜）が形成されている。すなわち、誘電体膜２４は、開口部２３の内側面から底面にかけて断絶されることなく、連続的に形成されている。そして、開口部２３の内側面と底面との境界には、誘電体膜２４が埋められた状態で形成されている。誘電体膜２４の膜厚は、第１実施形態における膜厚と同じである。また、開口部２３の内側面に形成されている誘電体膜２４ａの厚さｔ１と、開口部２３の底面に形成されている誘電体膜２４ｂの厚さｔ２との比（ｔ１／ｔ２）が、１／１０以上であることが好ましく、１／３以上であることがより好ましく、１／２以上であることが更に好ましい。【００５０】
また、マイクロチップ基板２０、２２の材料は第１実施形態と同様に樹脂が用いられ、マイクロチップ基板２０、２２の寸法、微細流路２１の形状は、第１実施形態と同じである。
（製造方法）
第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板２０、２２を接合した後、開口部２３に誘電体膜２４を形成することで、第２実施形態に係るマイクロチップを製造する。マイクロチップの接合方法、誘電体膜の成膜方法は、第１実施形態と同じである。また、開口部２３のみならず、微細流路２１の内面に誘電体膜を形成しても良く、マイクロチップの表面に誘電体膜を形成しても良い。
（作用及び効果）
以上の構成を有するマイクロチップによると、第１実施形態と同様に、開口部２３付近（図２中、破線の円で示す部分Ｃ）において、マイクロチップ基板２０とマイクロチップ基板２２との間に生じていた隙間を誘電体膜２４で埋めることが可能となる。その結果、開口部２３付近での試薬の漏れなどを防止することが可能となる。
［第３の実施の形態］
次に、この発明の第３の実施形態に係るマイクロチップ、及びマイクロチップの製造方法について、図３を参照して説明する。図３は、この発明の第３実施形態に係るマイクロチップの断面図である。第３実施形態では、微細流路が形成されたマイクロチップ基板に貫通孔を形成し、開口部に２層の誘電体膜を形成した。
（マイクロチップの構成）
第３実施形態に係るマイクロチップは、マイクロチップ基板３０とマイクロチップ基板３５を備えて構成されている。マイクロチップ基板３０には溝状の微細流路３１が形成されている。さらに、マイクロチップ基板３０には、基板を貫通して形成された貫通孔が形成されている。この貫通孔は微細流路３１に接して形成されており、マイクロチップ基板３０とマイクロチップ基板３５を接合することで開口部３２となる。マイクロチップ基板３０の接合の相手方となるマイクロチップ基板３５は、平板状の基板である。微細流路３１が形成されている面を内側にして、マイクロチップ基板３０とマイクロチップ基板３５を接合する。これにより、マイクロチップ基板３５が微細流路３１の蓋（カバー）として機能し、マイクロチップ基板３０に形成されている貫通孔は開口部３２となる。マイクロチップ基板３０の貫通孔は微細流路３１に接して形成されているため、その貫通孔による開口部３２は微細流路３１に繋がっている。なお、マイクロチップ基板３０、３５が、この発明の「樹脂製基板」の１例に相当する。【００５１】
さらに、開口部３２の内面には第１の誘電体膜３３が形成され、その第１の誘電体膜３３上に第２の誘電体膜３４が積層されている。第１の誘電体膜３３と第２の誘電体膜３３には互いに異なる材料が用いられる。例えば、第１の誘電体膜３３にはＴｉＯ２膜が用いられ、第２の誘電体膜３４にはＳｉＯ２膜が用いられる。第１の誘電体膜３３と第２の誘電体膜３４は、第１実施形態と同様に、開口部３２の内側面から底面にかけて断絶されることなく、連続的に形成されている。【００５２】
第１の誘電体膜３３と第２の誘電体膜３４の合計の膜厚は、開口部３２の内面が第１の誘電体膜３３と第２の誘電体膜３４で覆われること、開口部３２の内面への密着性が確保できること、微細流路３１を塞いでしまわないことなどを考慮して決定する。塗布によって２層の誘電体膜を形成する場合は、塗布溶液の特性、種類に応じて膜厚を調整する。例えば、第１の誘電体膜３３と第２の誘電体膜の合計の膜厚が、１０ｎｍ〜３μｍの範囲内の値であることが好ましく、１０ｎｍ〜２μｍの範囲内の値であることがより好ましい。また、スパッタリングやＣＶＤによって２層の誘電体膜を形成する場合、誘電体膜の内部応力が増加する傾向にあるため、合計の膜厚が、１０ｎｍ〜１μｍの範囲内の値であることが好ましく、５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内の値であることがより好ましい。【００５３】
また、開口部３２の内側面に形成された第１の誘電体膜３３ａと第２の誘電体膜３４ａの合計の膜厚ｔ１と、開口部３２の底面に形成された第１の誘電体膜３３ｂと第２の誘電体膜３４ｂの合計の膜厚ｔ２との比（ｔ１／ｔ２）が、１／１０以上であることが好ましい。さらに、比（ｔ１／ｔ２）が１／３以上であることがより好ましく、１／２以上であることが更に好ましい。【００５４】
また、マイクロチップ基板３０、３５の材料は第１実施形態と同様に樹脂が用いられ、マイクロチップ基板３０、３５の寸法、微細流路３１の形状は、第１実施形態と同じである。
（製造方法）
第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板３０、３５を接合した後、開口部３２に第１の誘電体膜３３と第２の誘電体膜３４を形成することで、第３実施形態に係るマイクロチップを製造する。具体的には、開口部３２に第１の誘電体膜３３を形成し、その後、第１の誘電体膜３３上に第２の誘電体膜３４を形成する。また、マイクロチップの接合方法、及び誘電体膜の成膜方法は、第１実施形態と同じである。また、開口部３２のみならず、微細流路３１の内面に誘電体膜を形成しても良く、マイクロチップの表面に誘電体膜を形成しても良い。【００５５】
なお、開口部３２の内面に誘電体膜を形成することで、微細流路３１への接続部分Ｂ（図１中、破線で示す部分Ｂ）にも誘電体膜が形成されるが、その接続部分Ｂを塞いでしまうほど誘電体膜を成膜することはない。
（作用及び効果）
以上の構成を有するマイクロチップによると、第１実施形態と同様に、開口部３２付近（図３中、破線の円で示す部分Ａ）において、マイクロチップ基板３０とマイクロチップ基板３５との間に生じていた隙間を第１の誘電体膜３３と第２の誘電体膜３４で埋めることが可能となる。その結果、開口部３２付近での試薬の漏れなどを防止することが可能となる。【００５６】
さらに、マイクロチップの表面にも第１の誘電体膜３３と第２の誘電体膜３４を積層することにより、マイクロチップの表面に、反射防止膜の機能を持たせることが可能となる。そのことにより、第３実施形態に係るマイクロチップを用いた分析時において、誘電体膜が形成されている面側から光を照射して試料を検出すれば、光の利用効率を高めることが可能となる。【００５７】
なお、上述した第１実施形態から第３実施形態では、一方のマイクロチップ基板に微細流路を形成し、また、一方のマイクロチップ基板に開口部を形成するための貫通孔を形成している。この発明においては、２つのマイクロチップ基板のうち少なくとも１つのマイクロチップ基板に微細流路を形成し、さらに、少なくとも１つのマイクロチップ基板に開口部を形成するための貫通孔を形成していれば良い。従って、両方のマイクロチップ基板に微細流路を形成しても良く、また、両方のマイクロチップ基板に開口部を形成するための貫通孔を形成しても良い。
［実施例］
次に、具体的な実施例について図４を参照して説明する。図４は、実施例と比較例に関する条件を示す表である。まず、実施例に対する比較例について説明し、その後、実施例について説明する。
（比較例）
比較例では、図７に示す従来技術に係るマイクロチップを作製して評価を行った。
（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に幅５０μｍ、深さ５０μｍの複数の微細流路と、内径２ｍｍの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路側マイクロチップ基板が、図７に示す微細流路１１１が形成されたマイクロチップ基板１１０に相当する。また、同様に外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍのカバー側マイクロチップ基板を作製した。このカバー側マイクロチップ基板が、図７に示すマイクロチップ基板１２０に相当する。微細流路の内面を親水化処理するため、流路側マイクロチップ基板の微細流路が形成された面とカバー側マイクロチップ基板の表面にプラズマを照射した。【００５８】
そして、微細流路を内側にして流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を合わせ、加熱プレス機にて１２０℃、１ｋｇｆ／ｃｍ２の条件下で１分間保持することで、基板同士を接合した。これにより、内径２ｍｍ、深さ１ｍｍの開口部（図７の開口部１１２に相当する）が形成された。
（評価）
比較例のマイクロチップをシリンジポンプにつなぎ、水を０．１３ＭＰａで圧送したところ、微細流路に水を流すことができたが、開口部付近から水が漏れてしまった。このように水が漏れてしまうと、試料を正確に混合できない、電気泳動の際に絶縁破壊してしまうなどの不具合が生じてしまう。開口部付近から水が漏れた原因は、開口部付近にわずかな成形ひずみが残留しており、基板の接合時に、開口部付近において、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板との間に隙間が生じてしまったためであると考えられる。
（実施例１）
実施例１では、第１実施形態に係るマイクロチップの具体例について説明する。
（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に幅５０μｍ、深さ５０μｍの複数の微細流路と、内径２ｍｍの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路側マイクロチップ基板が、上記第１実施形態における微細流路１１が形成されたマイクロチップ基板１０に相当する。また、同様に外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍのカバー側マイクロチップ基板を作製した。このカバー側マイクロチップ基板が、第１実施形態における蓋（カバー）として機能するマイクロチップ基板１４に相当する。微細流路の内面を親水化処理するため、流路側マイクロチップ基板の微細流路が形成された面とカバー側マイクロチップ基板の表面にプラズマを照射した。【００５９】
そして、微細流路を内側にして流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を合わせ、加熱プレス機にて１２０℃、１ｋｇｆ／ｃｍ２の条件下で１分間保持することで、基板同士を接合した。これにより、内径２ｍｍ、深さ１ｍｍの開口部（第１実施形態の開口部１２に相当する）が形成された。
（ＳｉＯ２膜の形成）
実施例１では、誘電体膜としてＳｉＯ２膜を用い、ＣＶＤによってＳｉＯ２膜を形成した。具体的には、接合されたマイクロチップに形成された開口部の内面に、ＣＶＤ装置（サムコ社製、ＰＤ−２７０ＳＴ）を使用してＳｉＯ２膜を２００ｎｍ形成した。ＣＶＤの原料は、ＴＥＯＳ（ＡＤＥＫＡ製）を使用した。内径２ｍｍ、深さ１ｍｍの開口部の内面（内側面と底面）に、ＳｉＯ２膜を均一に形成することができた。開口部の内側面に形成されたＳｉＯ２膜の厚さｔ１は１５０ｎｍ、底面に形成されたＳｉＯ２膜の厚さｔ２は２００ｎｍであった。この場合比（ｔ１／ｔ２）は、０．７５（＝１５０／２００）と１／２以上である。【００６０】
また、開口部の内面のみにＳｉＯ２膜が形成されるように、マイクロチップの表面をマスキングしてＳｉＯ２膜を形成しても良く、マスキングせずにマイクロチップの表面にもＳｉＯ２膜を形成しても良い。マイクロチップの表面にＳｉＯ２膜を形成することで、マイクロチップ表面の耐擦傷性が良くなるという効果がある。さらに、マスキングのコストを抑えることができる。実施例１では、開口部（貫通孔）が形成されている流路側マイクロチップ基板側にＳｉＯ２膜をマスキングなしで形成した。
（評価）
実施例１のマイクロチップをシリンジポンプにつなぎ、水を０．１３ＭＰａで圧送したところ、微細流路、開口部付近から液体が漏れることなく十分な密封性を示した。流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した後であって、開口部にＳｉＯ２膜を形成する前においては、比較例と同様に、開口部付近において、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板との間に隙間が生じていたが、ＳｉＯ２膜を開口部の内面に形成することで、その隙間を埋めることができたと考えられる。【００６１】
また、実施例１のマイクロチップの断面をミクロトームで作成し、電子顕微鏡で断面観察を行ったところ、開口部の内面にＳｉＯ２膜が断絶することなく均一に形成されていることが分かった。これにより、ＳｉＯ２膜が開口部付近の液体の漏れを防ぐ役割をしていることが分かった。【００６２】
さらに、開口部の内面が親水性のＳｉＯ２膜で覆われているため、水や試薬を圧送しなくても毛細管現象によって、開口部や微細流路にスムースに導入できるという効果があることも分かった。
（実施例２）
実施例２では、第２実施形態に係るマイクロチップの具体例について説明する。
（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に幅５０μｍ、深さ５０μｍ、の複数の微細流路で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路側マイクロチップ基板が、上記第２実施形態における微細流路２１が形成されたマイクロチップ基板２０に相当する。また、同様に外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に、内径２ｍｍの複数の貫通孔が形成されたカバー側マイクロチップ基板を作製した。このカバー側マイクロチップ基板が、第２実施形態における蓋（カバー）として機能するマイクロチップ基板２２に相当する。微細流路の内面を親水化処理するため、流路側マイクロチップ基板の微細流路が形成されている面とカバー側マイクロチップ基板の表面にプラズマを照射した。【００６３】
そして、微細流路を内側にして流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を合わせ、加熱プレス機にて１２０℃、１ｋｇｆ／ｃｍ２の条件下で１分間保持することで、基板同士を接合した。これにより、内径２ｍｍ、深さ１ｍｍの開口部（第２実施形態の開口部２３に相当する）が形成された。
（ＳｉＯ２膜の形成）
実施例２では、誘電体膜としてＳｉＯ２膜を用い、ＣＶＤによってＳｉＯ２膜を形成した。具体的には、接合されたマイクロチップに形成された開口部の内面に、ＣＶＤ装置（サムコ社製、ＰＤ−２７０ＳＴ）を使用してＳｉＯ２膜を２００ｎｍ形成した。ＣＶＤの原料は、ＴＥＯＳ（ＡＤＥＫＡ製）を使用した。内径２ｍｍ、深さ１ｍｍの開口部の内面（内側面と底面）に、ＳｉＯ２膜を均一に形成することができた。開口部の内側面に形成されたＳｉＯ２膜の厚さｔ１は１５０ｎｍ、底面に形成されたＳｉＯ２膜の厚さｔ２は２００ｎｍであった。この場合比（ｔ１／ｔ２）は、０．７５（＝１５０／２００）と１／２以上である。【００６４】
また、開口部の内面のみにＳｉＯ２膜が形成されるように、マイクロチップの表面をマスキングしてＳｉＯ２膜を形成しても良く、マスキングせずにマイクロチップの表面にもＳｉＯ２膜を形成しても良い。マイクロチップの表面にＳｉＯ２膜を形成することで、マイクロチップ表面の耐擦傷性が良くなるという効果がある。さらに、マスキングのコストを抑えることができる。実施例２では、開口部（貫通孔）が形成されているカバー側マイクロチップ基板側にＳｉＯ２膜をマスキングなしで形成した。
（評価）
実施例２のマイクロチップをシリンジポンプにつなぎ、水を０．１３ＭＰａで圧送したところ、微細流路、開口部付近から液体が漏れることなく十分な密封性を示した。流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した後であって、開口部にＳｉＯ２膜を形成する前においては、比較例と同様に、開口部付近において、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板との間に隙間が生じていたが、ＳｉＯ２膜を開口部の内面に形成することで、その隙間を埋めることができたと考えられる。【００６５】
また、実施例２のマイクロチップの断面をミクロトームで作成し、電子顕微鏡で断面観察を行ったところ、開口部の内面にＳｉＯ２膜が断絶することなく均一に形成されていることが分かった。これにより、ＳｉＯ２膜が開口部付近の液体の漏れを防ぐ役割をしていることが分かった。【００６６】
さらに、開口部の内面が親水性のＳｉＯ２膜で覆われているため、水や試薬を圧送しなくても毛細管現象によって、開口部や微細流路にスムースに導入できるという効果があることも分かった。
（実施例３）
実施例３では、第１実施形態に係るマイクロチップの具体例について説明する。
（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に幅５０μｍ、深さ５０μｍの複数の微細流路と、内径２ｍｍの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路側マイクロチップ基板が、上記第１実施形態における微細流路１１が形成されたマイクロチップ基板１０に相当する。また、同様に外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍのカバー側マイクロチップ基板を作製した。このカバー側マイクロチップ基板が、第１実施形態における蓋（カバー）として機能するマイクロチップ基板１４に相当する。微細流路の内面を親水化処理するため、流路側マイクロチップ基板の微細流路が形成された面とカバー側マイクロチップ基板の表面にプラズマを照射した。【００６７】
そして、微細流路を内側にして流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を合わせ、加熱プレス機にて１２０℃、１ｋｇｆ／ｃｍ２の条件下で１分間保持することで、基板同士を接合した。これにより、内径２ｍｍ、深さ１ｍｍの開口部（第１実施形態の開口部１２に相当する）が形成された。
（ＳｉＯ２膜の形成）
実施例３では、誘電体膜としてＳｉＯ２膜を用い、スパッタリングによってＳｉＯ２膜を形成した。具体的には、接合されたマイクロチップに形成された開口部の内面に、スパッタリング装置（シンクロン社製、ＲＡＳ−１１００Ｃ）を使用してＳｉＯ２膜を２００ｎｍ形成した。スパッタリング装置を使用することで、内径２ｍｍ、深さ１ｍｍの開口部の内面（内側面と底面）に、ＳｉＯ２膜を均一に形成することができた。開口部の内側面に形成されたＳｉＯ２膜の厚さｔ１は１５０ｎｍ、底面に形成されたＳｉＯ２膜の厚さｔ２は２００ｎｍであった。この場合比（ｔ１／ｔ２）は、０．７５（＝１５０／２００）と１／２以上である。【００６８】
また、開口部の内面のみにＳｉＯ２膜が形成されるように、マイクロチップの表面をマスキングしてＳｉＯ２膜を形成しても良く、マスキングせずにマイクロチップの表面にもＳｉＯ２膜を形成しても良い。マイクロチップの表面にＳｉＯ２膜を形成することで、マイクロチップ表面の耐擦傷性が良くなるという効果がある。さらに、マスキングのコストを抑えることができる。実施例３では、開口部（貫通孔）が形成されている流路側マイクロチップ基板側にＳｉＯ２膜をマスキングなしで形成した。
（評価）
実施例３のマイクロチップをシリンジポンプにつなぎ、水を０．１３ＭＰａで圧送したところ、微細流路、開口部付近から液体が漏れることなく十分な密封性を示した。流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した後であって、開口部にＳｉＯ２膜を形成する前においては、比較例と同様に、開口部付近において、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板との間に隙間が生じていたが、ＳｉＯ２膜を開口部の内面に形成することで、その隙間を埋めることができたと考えられる。【００６９】
また、実施例３のマイクロチップの断面をミクロトームで作成し、電子顕微鏡で断面観察を行ったところ、開口部の内面にＳｉＯ２膜が断絶することなく均一に形成されていることが分かった。これにより、ＳｉＯ２膜が開口部付近の液体の漏れを防ぐ役割をしていることが分かった。【００７０】
さらに、開口部の内面が親水性のＳｉＯ２膜で覆われているため、水や試薬を圧送しなくても毛細管現象によって、開口部や微細流路にスムースに導入できるという効果があることも分かった。
（実施例４）
実施例４では、第１実施形態に係るマイクロチップの具体例について説明する。
（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に幅５０μｍ、深さ５０μｍの複数の微細流路と、内径２ｍｍの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路側マイクロチップ基板が、上記第１実施形態における微細流路１１が形成されたマイクロチップ基板１０に相当する。また、同様に外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍのカバー側マイクロチップ基板を作製した。このカバー側マイクロチップ基板が、第１実施形態における蓋（カバー）として機能するマイクロチップ基板１４に相当する。微細流路の内面を親水化処理するため、流路側マイクロチップ基板の微細流路が形成された面とカバー側マイクロチップ基板の表面にプラズマを照射した。【００７１】
そして、微細流路を内側にして流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を合わせ、加熱プレス機にて１２０℃、１ｋｇｆ／ｃｍ２の条件下で１分間保持することで、基板同士を接合した。これにより、内径２ｍｍ、深さ１ｍｍの開口部（第１実施形態の開口部１２に相当する）が形成された。
（ＳｉＯ２膜の形成）
実施例４では、誘電体膜としてＳｉＯ２膜を用い、塗布によってＳｉＯ２膜を形成した。具体的には、接合されたマイクロチップに形成された開口部の内面に、スプレーコーター（ウシオ電機社製、ＵＳＣ−２００ＳＴ）を使用し、ＳｉＯ２塗布膜（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製、アクアミカ）を１μｍの厚さになるように調整して塗布した。そして、１００℃のオーブンに１時間投入し、仮硬化させた。この時点では、十分に水と反応できていないため、有機成分を微量ながら含んでいた。そこで、さらに８０℃、９０％の高温高湿槽に３時間投入することでＳｉＯ２膜を形成した。スプレーコーターを使用することで、内径２ｍｍ、深さ１ｍｍの開口部の内面（内側面と底面）に、ＳｉＯ２膜を均一に形成することができた。開口部の内側面に形成されたＳｉＯ２膜の厚さｔ１は０．５５μｍ、底面に形成されたＳｉＯ２膜の厚さｔ２は１μｍであった。この場合比（ｔ１／ｔ２）は、０．５５（＝０．５５／１）と１／２以上である。【００７２】
また、開口部の内面のみにＳｉＯ２膜が形成されるように、マイクロチップの表面をマスキングしてＳｉＯ２膜を形成しても良く、マスキングせずにマイクロチップの表面にもＳｉＯ２膜を形成しても良い。マイクロチップの表面にＳｉＯ２膜を形成することで、マイクロチップ表面の耐擦傷性が良くなるという効果がある。さらに、マスキングのコストを抑えることができる。実施例４では、開口部（貫通孔）が形成されている流路側マイクロチップ基板側にＳｉＯ２膜をマスキングなしで形成した。
（評価）
実施例４のマイクロチップをシリンジポンプにつなぎ、水を０．１３ＭＰａで圧送したところ、微細流路、開口部付近から液体が漏れることなく十分な密封性を示した。流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した後であって、開口部にＳｉＯ２膜を形成する前においては、比較例と同様に、開口部付近において、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板との間に隙間が生じていたが、ＳｉＯ２膜を開口部の内面に形成することで、その隙間を埋めることができたと考えられる。【００７３】
また、実施例４のマイクロチップの断面をミクロトームで作成し、電子顕微鏡で断面観察を行ったところ、開口部の内面にＳｉＯ２膜が断絶することなく均一に形成されていることが分かった。これにより、ＳｉＯ２膜が開口部付近の液体の漏れを防ぐ役割をしていることが分かった。【００７４】
さらに、開口部の内面が親水性のＳｉＯ２膜で覆われているため、水や試薬を圧送しなくても毛細管現象によって、開口部や微細流路にスムースに導入できるという効果があることも分かった。
（実施例５）
実施例５では、第１実施形態に係るマイクロチップの具体例について説明する。
（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に幅５０μｍ、深さ５０μｍの複数の微細流路と、内径２ｍｍの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路側マイクロチップ基板が、上記第１実施形態における微細流路１１が形成されたマイクロチップ基板１０に相当する。また、同様に外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍのカバー側マイクロチップ基板を作製した。このカバー側マイクロチップ基板が、第１実施形態における蓋（カバー）として機能するマイクロチップ基板１４に相当する。微細流路の内面を親水化処理するため、流路側マイクロチップ基板の微細流路が形成された面とカバー側マイクロチップ基板の表面にプラズマを照射した。【００７５】
そして、微細流路を内側にして流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を合わせ、加熱プレス機にて１２０℃、１ｋｇｆ／ｃｍ２の条件下で１分間保持することで、基板同士を接合した。これにより、内径２ｍｍ、深さ１ｍｍの開口部（第１実施形態の開口部１２に相当する）が形成された。
（ＴｉＯ２膜の形成）
実施例５では、誘電体膜としてＴｉＯ２膜を用い、スパッタリングによってＴｉＯ２膜を形成した。具体的には、接合されたマイクロチップに形成された開口部の内面に、スパッタリング装置（シンクロン社製、ＲＡＳ−１１００Ｃ）を使用してＴｉＯ２膜を２００ｎｍ形成した。スパッタリング装置を使用することで、内径２ｍｍ、深さ１ｍｍの開口部の内面（内側面と底面）に、ＴｉＯ２膜を均一に形成することができた。開口部の内側面に形成されたＴｉＯ２膜の厚さｔ１は１５０ｎｍ、底面に形成されたＴｉＯ２膜の厚さｔ２は２００ｎｍであった。この場合比（ｔ１／ｔ２）は、０．７５（＝１５０／２００）と１／２以上である。【００７６】
また、開口部の内面のみにＴｉＯ２膜が形成されるように、マイクロチップの表面をマスキングしてＴｉＯ２膜を形成しても良く、マスキングせずにマイクロチップの表面にもＴｉＯ２膜を形成しても良い。マイクロチップの表面にＴｉＯ２膜を形成することで、マイクロチップ表面の耐擦傷性が良くなるという効果がある。さらに、マスキングのコストを抑えることができる。実施例５では、開口部（貫通孔）が形成されている流路側マイクロチップ基板側にＴｉＯ２膜をマスキングなしで形成した。
（評価）
実施例５のマイクロチップをシリンジポンプにつなぎ、水を０．１３ＭＰａで圧送したところ、微細流路、開口部付近から液体が漏れることなく十分な密封性を示した。流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した後であって、開口部にＴｉＯ２膜を形成する前においては、比較例と同様に、開口部付近において、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板との間に隙間が生じていたが、ＴｉＯ２膜を開口部の内面に形成することで、その隙間を埋めることができたと考えられる。【００７７】
また、実施例５のマイクロチップの断面をミクロトームで作成し、電子顕微鏡で断面観察を行ったところ、開口部の内面にＴｉＯ２膜が断絶することなく均一に形成されていることが分かった。これにより、ＴｉＯ２膜が開口部付近の液体の漏れを防ぐ役割をしていることが分かった。【００７８】
また、ＴｉＯ２膜は紫外線を照射することで親水性を発揮する。そこで、ＴｉＯ２膜が形成されたマイクロチップに紫外線を１ｍＷ／ｃｍ２の強度で１分間照射した後、水を導入する実験を行った。その結果、ＴｉＯ２膜が親水性を有するため、水を圧水しなくても毛細管現象によって、開口部や微細流路にスムースに導入できるという効果があることも分かった。
（実施例６）
実施例６では、第３実施形態に係るマイクロチップの具体例について説明する。
（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に幅５０μｍ、深さ５０μｍの複数の微細流路と、内径２ｍｍの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路側マイクロチップ基板が、上記第３実施形態における微細流路３１が形成されたマイクロチップ基板３０に相当する。また、同様に外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍのカバー側マイクロチップ基板を作製した。このカバー側マイクロチップ基板が、第１実施形態における蓋（カバー）として機能するマイクロチップ基板３５に相当する。微細流路の内面を親水化処理するため、流路側マイクロチップ基板の微細流路が形成された面とカバー側マイクロチップ基板の表面にプラズマを照射した。【００７９】
そして、微細流路を内側にして流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を合わせ、加熱プレス機にて１２０℃、１ｋｇｆ／ｃｍ２の条件下で１分間保持することで、基板同士を接合した。これにより、内径２ｍｍ、深さ１ｍｍの開口部（第３実施形態の開口部３２に相当する）が形成された。
（ＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜の形成）
実施例６では、誘電体膜としてＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜を用い、スパッタリングによってＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜を形成した。具体的には、接合されたマイクロチップに形成された開口部の内面に、スパッタリング装置（シンクロン社製、ＲＡＳ−１１００Ｃ）を使用して、まずＴｉＯ２膜を１５ｎｍ形成し、そのＴｉＯ２膜の上に、ＳｉＯ２膜を１２０ｎｍ形成した。スパッタリング装置を使用することで、内径２ｍｍ、深さ１ｍｍの開口部の内面（内側面と底面）に、ＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜を均一に形成することができた。開口部の内側面に形成されたＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜の合計の膜厚ｔ１は１００ｎｍ、底面に形成されたＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜の合計の膜厚ｔ２は１３５ｎｍであった。この場合比（ｔ１／ｔ２）は、０．７４（＝１００／１３５）と１／２以上である。【００８０】
また、開口部の内面のみにＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜が形成されるように、マイクロチップの表面をマスキングしてＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜を形成しても良く、マスキングせずにマイクロチップの表面にもＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜を形成しても良い。マイクロチップの表面にＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜を形成することで、マイクロチップ表面の耐擦傷性が良くなるという効果がある。さらに、マスキングのコストを抑えることができる。実施例６では、開口部（貫通孔）が形成されている流路側マイクロチップ基板側にＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜をマスキングなしで形成した。
（評価）
実施例６のマイクロチップをシリンジポンプにつなぎ、水を０．１３ＭＰａで圧送したところ、微細流路、開口部付近から液体が漏れることなく十分な密封性を示した。流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した後であって、開口部にＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜を形成する前においては、比較例と同様に、開口部付近において、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板との間に隙間が生じていたが、ＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜を開口部の内面に形成することで、その隙間を埋めることができたと考えられる。【００８１】
また、実施例６のマイクロチップの断面をミクロトームで作成し、電子顕微鏡で断面観察を行ったところ、開口部の内面にＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜が断絶することなく均一に形成されていることが分かった。これにより、ＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜が開口部付近の液体の漏れを防ぐ役割をしていることが分かった。【００８２】
さらに、開口部の最表面が親水性のあるＳｉＯ２膜で覆われているため、水や試薬を圧送しなくても毛細管現象によって、開口部や微細流路にスムースに導入できるという効果があることも分かった。【００８３】
また、マイクロチップの表面（流路側マイクロチップの表面）の反射率を測定した。その測定結果を図５に示す。図５は、実施例６に係るマイクロチップの反射率を示すグラフである。横軸が波長、縦軸が反射率を示している。図５のグラフに示すように、波長４５０ｎｍ〜７５０ｎｍにかけて、マイクロチップの表面は、反射防止膜の機能を果たしていることが分かった。このマイクロチップを用いた分析時において、ＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜が形成されている面側から光を照射して試料を検出すれば、光の利用効率を高めることができる。このように、誘電体膜（ＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜）の膜厚を調整したり、屈折率の異なる材料を積層したりすることで、液体の漏れ防止のみならず、マイクロチップ表面の傷防止と反射防止の効果があることが分かった。【００８４】
以上のように、実施例１から実施例６によると、マイクロチップの開口部に誘電体膜を形成することで、開口部付近の液体の漏れを防止することが可能となる。なお、実施例１から実施例６に示したマイクロチップ基板の材料やＳｉＯ２膜及びＴｉＯ２膜の成膜方法などは１例であり、この発明がこれらに限定されるものではない。
【図２】
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【図３】
2008087787.tif 000004
【図５】
2008087787.tif 000005
【図７】
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【図１】
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【図４】
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【図６】
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【国際調査報告】
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