(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに交差する直線状の複数の溝を有するマイクロチャンネルを形成した基板と、微小の通孔を厚さ方向に複数形成し、かつ少なくとも二つのカバ−プレ−トピ−スを接合して構成したカバ−プレ−トとを備え、前記マイクロチャンネル側に前記カバ−プレ−トを接合し、該カバ−プレ−トピ−スの接合面に前記通孔を配置し、該通孔を前記マイクロチャンネルに連通可能にしたマイクロチャンネル構造体において、前記マイクロチャンネルの各溝の一端を前記カバ−プレ−トピ−スの接合部の対応位置に配置し、前記各溝の一端の対応位置に複数の通孔を連通可能に配置し、かつ前記カバ−プレ−トとカバープレートピースの接合面に、前記通孔の全部または一部を形成したことを特徴とするマイクロチャンネル構造体。
【請求項２】
互いに交差する直線状の複数の溝を有するマイクロチャンネルを形成した基板と、微小の通孔を厚さ方向に複数形成し、かつ少なくとも二つのカバ−プレ−トピ−スを接合して構成したカバ−プレ−トとを備え、前記マイクロチャンネル側に前記カバ−プレ−トを接合し、該カバ−プレ−トピ−スの接合面に前記通孔を配置し、該通孔を前記マイクロチャンネルに連通させるマイクロチャンネル構造体の製造方法において、前記マイクロチャンネルの各溝の一端を前記カバ−プレ−トピ−スの接合部の対応位置に配置し、前記各溝の一端の対応位置に複数の通孔を連通し、かつ前記カバ−プレ−トとカバープレートピースの接合面に、前記通孔の全部または一部を形成することを特徴とするマイクロチャンネル構造体の製造方法。
【請求項３】
互いに接合可能な少なくとも二つの成形ブロックを設け、その一方若しくは双方の成形ブロックの接合面に、前記通孔の全部または一部を構成する成形溝を形成し、該成形ブロックを接合後、接合した成形ブロックを前記通孔と垂直方向に切断し、所定厚の前記カバ−プレ−トピ−スを複数形成する請求項２記載のマイクロチャンネル構造体の製造方法。
【請求項４】
前記接合した成形ブロックを切断して、前記カバ−プレ−トの厚さ方向に貫通する通孔を形成する請求項３記載のマイクロチャンネル構造体の製造方法。
【請求項５】
前記成形ブロックの前記成形溝に沿う幅寸法を、前記カバ−プレ−トの厚さの複数倍に形成した請求項４記載のマイクロチャンネル構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばマイクロチップの製作に好適で、マイクロマシン技術を石英の精密溝加工法として活用し、従来の機械工具による通孔の穿孔を廃し、機械加工およびその延長技術では困難であった数１０μｍの寸法領域の加工を実現して、微細な通孔若しくは溝を合理的かつ高精密に形成し、カバ−プレ−トないしマイクロチャンネル構造体を合理的に製作できる、マイクロチャンネル構造体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造に用いられる、いわゆるＩＣ技術は年々進歩の一途を辿っており、近年では０．１μｍの精度でのパターン形成技術が確立しつつある。
またＩＣ技術の微細加工技術を用いて、シリコン基板に数１０μｍ単位の形状や構造物を形成する技術分野が進展し、マイクロマシンと呼ばれる技術分野が形成されている。
【０００３】
このような状況と呼応して、近年、バイオ関連の研究分野では遺伝子解析が積極的に推進され、人の遺伝子の解読が完了しつつあり、次の研究対象はタンパク質の分析であるとされている。
すなわち、アミノ酸が並んだヒモ状のタンパク質が、どのような立体構造をしているのかを知ることは、そのタンパク質がどのように機能しているかを知る有力な手掛かりになる。組織に含まれるタンパク質は、主なものでも数百から数千個あり、これを効率的に分離するには、二次元電気泳動法が有効である。
【０００４】
前記二次元電気泳動法は、具体的には一次元的に先ずＰＨの違いで分離し、次にそれと垂直方向に分子量の違いで分離するもので、一度に数千種類のタンパク質を同時に分離することが可能である。
このような分析には微量の溶液による分析が求められ、流路の寸法は極めて小さくなる微細流路（マイクロチャンネル）となる。このマイクロチャンネルは、石英の基板上に精密かつ滑らかに溝加工して形成され、該チャンネル上にカバ−プレ−トを接合して、マイクロチャンネル構造体が構成される。
【０００５】
従来のマイクロチャンネル構造体は、例えば特開２０００−２９８１０９号公報のように、石英の基板上にレ−ザ−を照射し、若しくはイオンエッチング加工して所望のマイクロチャンネルを形成し、該基板に直径１ｍｍの注水用および排水用の小孔を形成したカバ−プレ−トを熱接合し、前記小孔をマイクロチャンネルに連通させていた。
【０００６】
しかし、この従来のマイクロチャンネル構造体は、カバ−プレ−トにこの種装置としては非常に大径の小孔を形成し、またマイクロチャンネルを幅２００μｍ、深さ１００μｍの大形に形成していて、微量の溶液による分析の整合性を得られず、この種装置の小形軽量化を阻害するという問題があり、それらの微細化が望まれていた。
【０００７】
このような要請に対し、石英基板に２０μｍ程度の幅で、２０μｍ程度の深さの溝の加工法については、従来より幾つかの提案がなされている。
例えば、BUNSEKI KAGAKU Vol.47、No.6、pp.361-368 では、レジスト／Ａｕ／Ｃｒの積層膜をマスクにして、石英基板をフッ化水素酸でウェットエッチングする方法が提案されている。
【０００８】
しかし、ウェットエッチングは基本的に等方性エッチングであるため、深さ方向と同程度に横方向にもエッチングが進行する。すなわち、エッチング終了時の溝の横寸法は、マスク開口幅に深さ方向寸法の２倍を加えたものになる。
例えば、２０μｍ幅のマスク幅で２０μｍの深さまでエッチングしたとすると、実際の仕上がり開口寸法は、６０μｍと見積られる。したがって、ウェットエッチングで２０μｍ幅で２０μｍの深さの溝を形成することは、原理的に不可能である。
【０００９】
このようなウェットエッチングの問題を解決するために、ドライエッチングも試みられているが、適当なマスク材が無いため、特開平６−２１９７８１号公報では、３００ｎｍ厚のＣｒ／１００ｎｍ厚のアルミニウムからなる積層膜で、深さ１２μｍの溝をエッチングした例が示されている。
【００１０】
一方、従来の機械加工法からの微細加工に対するアプローチもなされており、ダイシングソー、超音波加工法、微細ドリル加工法、サンドブラスト法等が試みられている。
しかし、ダイシングソーでは、基板表面に直線的な掘り込み溝しかできず、任意の平面パターンを切削するのは原理的に不可能である。
また、超音波加工法では特別な加工用工具が必要になり、数１０μｍオーダーの微細な工具が必要になることから、その製作は困難を極める。
【００１１】
更に、微細ドリル加工法は穴開け加工に限定され、微細な工具の作成は困難であるという問題がある。またダイシングソーでは切削中のブレードのブレが避けられず、狭い溝加工になるほど切削速度が遅くなり、量産性にも欠けるという問題がある。
しかも、被削材が石英という難削材であるため、工具の消耗が激しいことから、石英に貫通孔を形成するには、その直径は数１００μｍ程度が限界である。
【００１２】
また、サンドブラスト法を用いて、被加工部位以外をマスクで覆って加工する方法も考えられるが、サンドブラストに耐え得るマスク材の選択や、穴形状が入り口に対し出口が小さくなる、いわゆるテーパー形状が問題になり、ストレート形状の貫通孔を得ることは困難である。
【００１３】
仮に、石英基板表面に微細溝の形成が可能であっても、溶液を溝に注入するための注入口や、その排出口をカバープレートに設ける必要があり、そのためには従来の機械加工に頼らざるを得ない。
しかし、機械加工によって微細な注入口、排出口を設けるのは、前述のように極めて困難である。
また、カバープレートに形成した貫通孔は、溝加工を施した溝の終端に厳密に到達し接触しなければならず、その位置合せも難しい。
【００１４】
すなわち、従来の機械加工によって、石英基板に数１０μｍの寸法領域で精密に形状制御された溝を彫り込むことには限界があり、また溝を彫り込んだ石英基板上に平坦なカバ−プレ−トを接合し、該プレ−トに数１０μｍの貫通孔を開け、該孔を基板上に形成したマイクロチャンネルの終端に精密に位置合せすることは、極めて困難である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題を解決し、例えばマイクロチップの製作に好適で、マイクロマシン技術を石英の精密溝加工法として活用し、従来の機械工具による通孔の穿孔を廃し、機械加工およびその延長技術では困難であった数１０μｍの寸法領域の加工を実現して、微細な通孔若しくは溝を合理的かつ高精密に形成し、カバ−プレ−トないしマイクロチャンネル構造体を合理的に製作できる、マイクロチャンネル構造体およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、互いに交差する直線状の複数の溝を有するマイクロチャンネルを形成した基板と、微小の通孔を厚さ方向に複数形成し、かつ少なくとも二つのカバ−プレ−トピ−スを接合して構成したカバ−プレ−トとを備え、前記マイクロチャンネル側に前記カバ−プレ−トを接合し、該カバ−プレ−トピ−スの接合面に前記通孔を配置し、該通孔を前記マイクロチャンネルに連通可能にしたマイクロチャンネル構造体において、前記マイクロチャンネルの各溝の一端を前記カバ−プレ−トピ−スの接合部の対応位置に配置し、前記各溝の一端の対応位置に複数の通孔を連通可能に配置し、かつ前記カバ−プレ−トとカバープレートピースの接合面に、前記通孔の全部または一部を形成して、従来の機械加工およびその延長技術では困難であった数１０μｍの寸法領域の加工を実現し、微細な通孔若しくは溝を合理的かつ高精密に形成し、極微量分析に好適なマイクロチャンネルと、カバ−プレ−トないしマイクロチャンネル構造体とを合理的に製作するようにしている
【００１７】
請求項２の発明は、互いに交差する直線状の複数の溝を有するマイクロチャンネルを形成した基板と、微小の通孔を厚さ方向に複数形成し、かつ少なくとも二つのカバ−プレ−トピ−スを接合して構成したカバ−プレ−トとを備え、前記マイクロチャンネル側に前記カバ−プレ−トを接合し、該カバ−プレ−トピ−スの接合面に前記通孔を配置し、該通孔を前記マイクロチャンネルに連通させるマイクロチャンネル構造体の製造方法において、前記マイクロチャンネルの各溝の一端を前記カバ−プレ−トピ−スの接合部の対応位置に配置し、前記各溝の一端の対応位置に複数の通孔を連通し、かつ前記カバ−プレ−トとカバープレートピースの接合面に、前記通孔の全部または一部を形成し、従来の機械加工およびその延長技術では困難であった数１０μｍの寸法領域の加工を実現し、微細な通孔若しくは溝を合理的かつ高精密に形成し、極微量分析に好適なマイクロチャンネルと、カバ−プレ−トないしマイクロチャンネル構造体を合理的に製作するようにしている。
【００１８】
請求項３の発明は、互いに接合可能な少なくとも二つの成形ブロックを設け、その一方若しくは双方の成形ブロックの接合面に、前記通孔の全部または一部を構成する成形溝を形成し、該成形ブロックを接合後、接合した成形ブロックを前記通孔と垂直方向に切断し、所定厚の前記カバ−プレ−トピ−スを複数形成するようにして、従来の機械加工およびその延長技術では困難であった数１０μｍの寸法領域の加工を実現し、微細な通孔若しくは溝を合理的かつ高精密に形成し、極微量分析に好適なマイクロチャンネルと、カバ−プレ−トないしマイクロチャンネル構造体を合理的に製作するようにしている。
【００１９】
請求項４の発明は、前記接合した成形ブロックを切断して、前記カバ−プレ−トの厚さ方向に貫通する通孔を形成し、従来の機械工具による通孔の穿孔を廃し、微細な通孔若しくは溝を合理的かつ高精密に形成し、極微量分析に好適なマイクロチャンネルと、カバ−プレ−トないしマイクロチャンネル構造体を合理的に製作するようにしている。
請求項５の発明は、前記成形ブロックの前記成形溝に沿う幅寸法を、前記カバ−プレ−トの厚さの複数倍に形成し、カバ−プレ−トの合理的な製作とその量産化を図れるようにしている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を極微量分析用マイクロチップに適用した図示の実施形態について説明すると、図１乃至図７において１は矩形板状のマイクロチャンネル構造体で、これは石英製の基板２と、石英製のカバ−プレ−ト３とを重合し、これらを１０００℃以上の温度で熱圧着して接合している。
【００２１】
前記基板２は厚さ略１ｍｍ程の矩形板状に形成され、その上面に略Ｙ字形状のマイクロチャンネル４を形成し、該マイクロチャンネル４は互いに交差する直線状の溝５〜７を有し、これらの溝５〜７を後述のイオンエッチング加工によって、幅および深さをそれぞれ略２０μｍに形成している。
図中、８は溝５の中間部に形成した丸溝状の液溜、９は前記溝５〜７の交差部に形成した丸溝状の液溜である。
【００２２】
前記カバ−プレ−ト３は基板２と同形かつ略同厚に形成され、これは石英製の複数のカバ−プレ−トピ−ス１０〜１２で構成され、該プレ−トピ−ス１０〜１２の側端面を熱接合して形成している。
実施形態では後述する成形ブロックの複合体を同厚にダイシングして、カバ−プレ−ト３ないしカバ−プレ−トピ−ス１０〜１２を得ている。
【００２３】
前記カバ−プレ−トピ−ス１０〜１２の接合端面、つまり側端面の前記溝５〜７の端部と対応位置に、前記マイクロチャンネル４の溶液注入孔若しくは排出孔となる、単一または複数の微小な通孔１３〜１５を厚さ方向に沿って形成している。
前記通孔１３〜１５は、実施形態では一辺が略２０μｍの方形に形成され、対応する溝５〜７に連通している。すなわち、通孔１３は溝５の一端部の直上に位置し、通孔１４，１５は溝６，７の一端部の直上に位置し、それらとそれぞれ連通している。
【００２４】
この場合、前記通孔１３〜１５は、図３（ａ）のように対応する一方のカバ−プレ−トピ−ス１０の側端面に、その全断面形状を形成したり、図３（ｂ）のように相対するカバ−プレ−トピ−ス１０，１１若しくは１１，１２の双方の側端面に、各通孔１３〜１５の一部断面形状、例えば１／２形状を形成しても良い。
【００２５】
そのようにすることで、前者の場合は後述する成形ブロックの一方に通孔１３ないし溝の形成を省略でき、後者の場合は双方の成形ブロックの側端面に通孔１３〜１５ないし成形溝を形成することで、成形溝の深さを浅くでき、前記エッチング加工を容易かつ速やかに行なえるとともに、溝加工したカバ−プレ−トピ−ス同士の利用を図れる利点がある。
【００２６】
前記カバ−プレ−トピ−ス１０〜１２は、前述のように成形ブロック１６〜１８をダイシングして構成され、該成形ブロック１６〜１８は図４のように、カバ−プレ−トピ−ス１０〜１２の上面と同形の平面形状を有する四角柱状の石英柱で構成されている。
そして、前記成形ブロック１６〜１８は、カバ−プレ−ト３の製造過程の途中で、それらの接合端面を熱接合して図５のように一体に構成される。図中、１９，２０は前記熱接合による接合線である。
【００２７】
このうち、前記成形ブロック１６，１８は一体に接合した成形ブロック体の両側に配置され、それらの接合端面、つまり側端面に、前記通孔１３を形成する成形溝２１と、通孔１４，１５を形成する成形溝２２，２３を形成している。これらの成形溝２１〜２３は、後述のドライエッチングによって形成される。
【００２８】
前記成形ブロック１７は前記成形ブロック体の中央に配置され、それらの接合端面は平滑に形成されている。この場合、隣接するカバ−プレ−トピ−ス１０，１１若しくは１１，１２の双方の側端面に、各通孔１３〜１５の断面形状の一部を形成するときは、例えば図３（ｂ）のように一対の成形溝２１，２４を対向して形成する。
【００２９】
前記成形ブロック体は、カバ−プレ−ト３の製造過程の後期に、図５のように前記通孔１３〜１５の軸方向と直交方向にダイシングソ−(図示略)で切断され、それらの切断面を研磨する。
図中、２５はダイシングソ−によるカッテングラインで、仕上りのカバ−プレ−ト３より若干厚肉に切り出される。この状況は図６のようである。
【００３０】
前記成形ブロック１６，１８の成形溝２１〜２３は実質的に同一に成形され、これを成形ブロック１６の成形溝２１の成形法について説明すると、その手順は図７（ａ）〜（ｉ）のようである。
先ず、図７（ａ）において、石英を所定形状に切断して成形ブロック１６を形成し、その平坦な表面を洗浄し、ベーキングした後、所望の成形溝２１を形成する面の裏面に、スパッタ法等を用いてＣｒ等の金属膜２６を、１０００〜２０００Å程度の厚さに成膜する。
【００３１】
前記金属膜２６は、以下の（ｅ）でフォトリソグラフィーのレジストパターンを形成時、アライナーステージに成形ブロック１６を吸着する際、露光時にステージからの光の反射を無くし、精密で良好なレジスト溝パターン形成するために行なう。
【００３２】
次に図７（ｂ）において、成形ブロック１６の成形溝２１を形成する面上に、ポリイミド膜２７を１０μｍ〜数１０μｍの厚さでスピンコートし、窒素雰囲気中で約３５０℃の温度で１時間ないし数時間かけて、前記ポリイミド膜２７を硬化させる。
【００３３】
そして、図７（ｃ）において、前記ポリイミド膜２７上に、スパッタ法等を用いてＳｉＯ2膜２８を形成する。この場合、例えばＡｒでＳｉＯ2膜２８を形成する際、前記膜２８中に酸素が欠乏し、いわゆるシリコンリッチなＳｉＯ2膜２８になってしまう。
そこで、ＳｉＯ2膜２８の組成を純粋なＳｉＯ2とするために、スパッタチャンバーに導入されるＡｒガス中に、微量な酸素ガスを混入させた反応性スパッタを用いることが望ましい。
【００３４】
次に図７（ｄ）において、前記ＳｉＯ2膜２８にフォトレジスト（以下レジストと呼ぶ）２９を約１μｍの厚みでスピンコートする。この場合、前記レジスト２９はポジ型あるいはネガ型の何れでも良い。
また、パターン精度が要求される場合は、前記レジスト２９の厚みを５０００Å程度まで薄くすることで、レジストパターンのエッジをシャープにすることができる。
【００３５】
図７（ｅ）において、成形溝２１のパターンを有するマスク（図示せず）を介して、紫外線露光によりレジスト２９に溝パターン３０を形成する。
前記露光はアライナーに限らず、ステッパーや電子ビーム露光など何れの手段を用いても良い。
【００３６】
そして、図７（ｆ）では前記形成したレジストパターン３０をマスクにして、下地のＳｉＯ2膜２８をＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）、イオンミリング、イオンビームエッチング等のドライエッチング法を用いてエッチングする
次に図７（ｇ）において、レジスト２９およびＳｉＯ2膜２８をマスクにして、ポリイミド膜２７を酸素プラズマ中でドライエッチングする。
【００３７】
前記ポリイミド膜２７のドライエッチングを、ＲＩＥを用いて行う場合は、なるべく異方性を強調することが望ましいので、低圧、具体的には１ｍＴｏｒｒ程度以下で行うことが望ましい。
なお、前記ドライエッチングに、ＩＣＰ（インダクティブリ−カップルドプラズマ）エッチングを用いれば、高速で異方性の高いエッチングが可能となる。
【００３８】
次に、図７（ｈ）において、図７（ｇ）に示したＳｉＯ2膜２８、ポリイミド膜２７の積層膜３１をマスクにして、成形ブロック１６をドライエッチングにより彫り込む。
このドライエッチングでも、垂直性の高いエッチング形状が求められるので、低圧力でのドライエッチングが有効である。
【００３９】
前記エッチングガスとしてはフッ素系ガスを用い、具体的にはＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、ＣＨＦ3等のガス、あるいは前記ガスに水素系ガス（ＣＨ4、Ｃ2Ｈ4、Ｃ2Ｈ2でも良い）を添加したものを用いても良い。
もちろん、ＩＣＰエッチングのようなプラズマ密度の高いドライエッチングを用いれば、高速でマスク選択性の高い異方性エッチングが可能になることは言うまでもない。
【００４０】
そして、図７（ｉ）において、ポリイミド残膜２７、成形ブロック１６の裏面の金属膜２６を除去し、成形ブロック１６の表面に２０μｍ程度の深い成形溝２１が異方性良く形成される。
この時、ドライエッチング中にポリイミド膜２７が完全に除去されてしまい、そのままエッチングを続けても、成形溝２１の深さは変わらない。
【００４１】
すなわち、成形ブロック１６の表面１６ａと、成形溝２１の底部２１ａとは同じ石英なので、エッチング速度も同等になり、それ以上のドライエッチングを続けても、成形ブロック１６に形成された成形溝２１の深さは変わらない。
換言すれば、成形ブロック１６上に成膜したポリイミド厚膜２７の厚みを決定し、該ポリイミド厚膜２７と石英とのエッチングの選択比が分かれば、上記ポリイミド膜２７の厚みを調整することで、所望の深さのエッチングが可能となる。
【００４２】
このように成形ブロック１６の成形溝２１は、先ず成形ブロック１６にポリイミド厚膜２７を形成し、該ポリイミド膜２７上にスパッタ法、ＬＰＣＶＤあるいはプラズマＣＶＤ等の成膜手段でＳｉＯ2あるいはＳｉ3Ｎ4等の薄膜２８を形成した後、フォトレジスト２９を塗布し、露光現象を行なって、所望の溝形状のレジストパターン３０を形成する。
【００４３】
そして、前記レジストパターン３０で、その下地の薄膜２８をドライエッチングし、溝パターン３０を薄膜２８上に転写し、更に薄膜パターンをマスクにして、その下地のポリイミドをドライエッチングして溝パターンを形成する。
最後に、ポリイミド膜２７をマスクにして、成形ブロック１６をドライエッチングし、精密な溝パターンを得るもので、フォトリソグラフィーを用いるので、任意の平面形状パターンの形成が可能である。しかも、ＳｉＯ2膜２８を薄膜に形成しているから、鮮明なＳｉＯ2マスクが得られる。
【００４４】
また、本発明による製作方法では、レイアウトする平面形状パターンは、シリコン単結晶基板の異方性エッチングを用いるような、結晶方位に沿った溝パターンに限定される制約が無いので、溝加工のための平面形状パターンを任意に設計することが可能になる。
【００４５】
図８は本発明の他の実施形態を示し、前述の実施形態と対応する構成部分には同一の符号を用いている。
すなわち、図８は前記成形溝２１〜２３の他の形成法を順に示している。
先ず、図８（ａ）において、成形ブロック１６の成形溝２１を形成する表面に導電性を有する薄膜３２、具体的には金属薄膜、導電性多結晶シリコン薄膜、導電性アモルファスシリコン薄膜等を被覆する。
【００４６】
次に図８（ｂ）において、導電性薄膜３２上にポリイミド厚膜２７をスピンコートし、硬化させる。この後、図８（ｃ）において、ポリイミド厚膜２７上に該厚膜２７のドライエッチングする際のマスクとなるＳｉＯ2薄膜２８を被覆するそして、図８（ｄ）において、前記ＳｉＯ2薄膜２８上にレジスト２９をスピンコートし、更に図８（ｅ）において前記レジスト２９をパターニングする。
この時、前記レジストパターン２９は、成形ブロック１６に成形溝２１を形成する部分にレジスト２９を残すパターンとする。
【００４７】
更に、図８（ｆ）において、レジスト２９をマスクにして、下地のＳｉＯ2薄膜２８およびポリイミド厚膜２７をドライエッチングし、その作用が導電性薄膜３２に達するまでエッチングする。
この時、レジスト２９もエッチングされ除去される。
この後、図８（ｇ）において、導電性薄膜３２上にＮｉメッキ３３する。この場合のメッキ厚は、ポリイミド厚膜２７の厚みと同程度か、あるいはそれ以下の厚みとする。
【００４８】
図８（ｈ）において、ＳｉＯ2薄膜２８、ポリイミド厚膜２７およびその下地となっている導電性薄膜３２をエッチングして除去し、溝部を形成する成形ブロック１６の表面１６ａを露出させる。
次に図８（ｉ）では、前記露出した表面１６ａを、金属性膜であるＮｉメッキ３３と導電性薄膜３２をマスクにして、ドライエッチングを用いて彫り込み、所望の深さまでエッチングする。
その後、Ｎｉメッキ３３および導電性薄膜３２をウェットエッチングで除去し、成形ブロック１６に成形溝２１を形成する。
【００４９】
このように前記実施形態では、Ｎｉのような金属性膜３３をマスクにしているから、有機性のポリイミド厚膜２７をマスクにする場合に比べ、マスキング効果が良く、その分薄厚化を図れる。
【００５０】
前述した他の実施形態による成形溝２１〜２３の形成法は、マイクロチャンネル４の形成にも適用でき、また図７および図８の何れの実施形態によるかは、成形溝５〜７、２１〜２３の形状寸法、マスク手段や加工条件を基に採択される。
【００５１】
このように本発明は、マイクロチャンネル構造体１を構成するカバ−プレ−ト３の製作に際し、イオンエッチング等によって成形ブロック１６〜１８の所定位置に成形溝２１〜２３を形成し、該ブロック１６〜１８を接合後、これを所定方向に所定厚でダイシングし、複数のカバ−プレ−ト３を合理的に製作し、その量産化を促すようにしている。
【００５２】
また、前記製作したカバ−プレ−ト３は、複数のカバ−プレ−トピ−ス１０〜１２を接合して構成しているから、これを単一のカバ−プレ−ト材で構成したものに比べ、種々の形状寸法の製作に応じられる。
【００５３】
しかも、カバ−プレ−ト３に設ける微細な通孔１３〜１５の形成に際しても、従来の機械工具による通孔１３〜１５の穿孔を廃し、前記成形溝２１〜２３の加工と、成形ブロック１６〜１８の接合およびそのダイシングによって、これを合理的かつ高精密に形成したものである。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明は、前記マイクロチャンネルの各溝の一端を前記カバ−プレ−トピ−スの接合部の対応位置に配置し、前記各溝の一端の対応位置に複数の通孔を連通可能に配置し、かつ前記カバ−プレ−トとカバープレートピースの接合面に、前記通孔の全部または一部を形成したから、従来の機械加工およびその延長技術では困難であった数１０μｍの寸法領域の加工を実現し、微細な通孔若しくは溝を合理的かつ高精密に形成し、極微量分析に好適なマイクロチャンネルと、カバ−プレ−トないしマイクロチャンネル構造体とを合理的に製作することができる。
【００５５】
請求項２の発明は、前記マイクロチャンネルの各溝の一端を前記カバ−プレ−トピ−スの接合部の対応位置に配置し、前記各溝の一端の対応位置に複数の通孔を連通し、かつ前記カバ−プレ−トとカバープレートピースの接合面に、前記通孔の全部または一部を形成したから、従来の機械加工およびその延長技術では困難であった数１０μｍの寸法領域の加工を実現し、微細な通孔若しくは溝を合理的かつ高精密に形成し、極微量分析に好適なマイクロチャンネルと、カバ−プレ−トないしマイクロチャンネル構造体とを合理的に製作することができる。
【００５６】
請求項３の発明は、互いに接合可能な少なくとも二つの成形ブロックを設け、その一方若しくは双方の成形ブロックの接合面に、前記通孔の全部または一部を構成する成形溝を形成し、該成形ブロックを接合後、接合した成形ブロックを前記通孔と垂直方向に切断し、所定厚の前記カバ−プレ−トピ−スを複数形成するようにしたから、従来の機械加工およびその延長技術では困難であった数１０μｍの寸法領域の加工を実現し、微細な通孔若しくは溝を合理的かつ高精密に形成し、極微量分析に好適なマイクロチャンネルと、カバ−プレ−トないしマイクロチャンネル構造体を合理的に製作することができる。
【００５７】
請求項４の発明は、前記接合した成形ブロックを切断して、前記カバ−プレ−トの厚さ方向に貫通する通孔を形成し、従来の機械工具による通孔の穿孔を廃したから、微細な通孔若しくは溝を合理的かつ高精密に形成でき、極微量分析に好適なマイクロチャンネルと、カバ−プレ−トないしマイクロチャンネル構造体を合理的に製作することができる。
請求項５の発明は、前記成形ブロックの前記成形溝に沿う幅寸法を、前記カバ−プレ−トの厚さの複数倍に形成したから、カバ−プレ−トを合理的な製作とその量産化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すマイクロチャンネル構造体の斜視図である。
【図２】本発明を適用したマイクロチャンネル構造体を分解して示す斜視図である。
【図３】本発明を適用したマイクロチャンネル構造体を構成するカバ−プレ−トに設けた通孔の形成法を示す正面図で、同図（ａ）は一方のカバ−プレ−トピ−スの接合端面に通孔の全断面を開口し、同図（ｂ）は隣接する双方のカバ−プレ−トピ−スの接合端面に通孔の一部断面を開口している。
【図４】本発明を適用したマイクロチャンネル構造体を構成するカバ−プレ−トの製造過程の中途状況を示し、各成形ブロックの接合前の状況を分解して示す斜視図である。
【図５】本発明を適用したマイクロチャンネル構造体を構成するカバ−プレ−トの製造過程の中途状況を示し、各成形ブロックの接合後、ダイシング前の状況を示す斜視図である。
【図６】本発明を適用したマイクロチャンネル構造体を構成するカバ−プレ−トの製造過程の終期状況を示し、接合した成形ブロックのダイシング状況を示す斜視図である。
【図７】本発明を適用したマイクロチャンネルおよびカバ−プレ−トにおいて、その製造過程を同図（ａ）から同図（ｉ）へ順に示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態を示す断面図で、前記マイクロチャンネルおよびカバ−プレ−トにおいて、その製造過程を同図（ａ）から同図（ｉ）へ順に示している
【符号の説明】
１                  マイクロチャンネル構造体
２                  基板
３                  カバ−プレ−ト
４                  マイクロチャンネル
１０，１１，１２      カバ−プレ−トピ−ス
１３，１４，１５      通孔
１６，１７，１８      成形ブロック
２１，２２，２３      成形溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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