(57)【要約】【課題】基板の薄膜ヒーターに保護膜を設けて、薄膜ヒーターを保護し、信頼性の高い反応装置及び反応装置の製造方法を提供する。【解決手段】高温ヒーター１７は、発熱層１７ａと、拡散防止層１７ｂと、拡散防止層兼密着層１７ｃと、配線密着層１７ｄとを積層してなる薄膜ヒーターである。薄膜ヒーターは保護層１８により被覆されることで、燃料や酸素や触媒と接触して酸化されたり、短絡したりすることを防ぐことができる。また、発熱層１７ａを、密着層（拡散防止層兼密着層１７ｃ）を介して接合しているので、薄膜ヒーターの密着強度が高く、信頼性の高い反応装置及び反応装置の製造方法を提供することができる。【選択図】図４
2007203246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱層と、
前記発熱層を保護する保護膜と、
前記発熱層と前記保護膜との間に、前記発熱層と前記保護膜とを直接接合させる場合より密着強度を高めることができる密着層と、
を備えることを特徴とする反応装置。
【請求項２】
前記発熱層はＡｕを含む発熱抵抗体からなることを特徴とする請求項１に記載の反応装置。
【請求項３】
前記発熱層の厚さは１５００〜３５００Åであることを特徴とする請求項２に記載の反応装置。
【請求項４】
前記保護層はＳｉＯ2を含むことを特徴とする請求項１に記載の反応装置。
【請求項５】
前記保護層の厚さは１０００〜４０００Åであることを特徴とする請求項４に記載の反応装置。
【請求項６】
前記密着層はＷを含むことを特徴とする請求項１に記載の反応装置。
【請求項７】
前記密着層の厚さは４５０〜５５０Åであることを特徴とする請求項６に記載の反応装置。
【請求項８】
前記発熱層が配置される基板との間に、
前記発熱層の発熱に伴う拡散を防止する拡散防止層と、
前記拡散防止層と前記基板表面との間に前記拡散防止層と前記基板表面とを直接接合させる場合より密着強度を高めることができる配線密着層と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の反応装置。
【請求項９】
前記拡散防止層はＷを含むことを特徴とする請求項８に記載の反応装置。
【請求項１０】
前記拡散防止層の厚さは４５０〜５５０Åであることを特徴とする請求項９に記載の反応装置。
【請求項１１】
前記配線密着層はＴａを含むことを特徴とする請求項８に記載の反応装置。
【請求項１２】
前記配線密着層の厚さは１０００〜３０００Åであることを特徴とする請求項１１に記載の反応装置。
【請求項１３】
発熱層と、前記発熱層と密着する密着層と、
を備える反応装置の製造方法において、
フッ素系ガスを用いて前記密着層をドライエッチングし、
その後、塩素系ガスを用いて前記発熱層をドライエッチングすることを特徴とする反応装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応装置及び反応装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、マイクロリアクタと呼ばれる小型反応器が開発・実用化されている。マイクロリアクタは、複数種類の原料や試薬、燃料などの反応物を互いに混合させながら反応させる小型反応器であって、マイクロ領域での化学反応実験、薬品の開発、人工臓器の開発、ゲノム・ＤＮＡ解析ツール、マイクロ流体工学の基礎解析ツールなどに利用されている。マイクロリアクタを用いる化学反応には、ビーカ、フラスコなどを用いた通常の化学反応にはない特徴がある。例えば、反応器全体が小さいため、熱交換率が極めて高く温度制御が効率良く行えるという利点がある。そのため、精密な温度制御を必要とする反応や急激な加熱又は冷却を必要とする反応でも容易に行うことができる。
【０００３】
具体的にマイクロリアクタには、反応物を流動させるチャネル（流路）や反応物同士を反応させるリアクタ（反応槽）などが形成されている。所定パターンの溝を形成したシリコン基板と耐熱性のガラス基板とを互いに貼り合わせた状態で陽極接合し、２枚の基板の間の密閉領域にチャネルを形成している。
【０００４】
陽極接合とは、高温環境下（例えば、３００℃〜４００℃）でガラス基板とシリコン基板とを接触させた状態で、シリコン基板に陽極を、ガラス基板に陰極を接触させて高電圧を印加することで、シリコン基板側の正電荷を帯びたＳｉと、ガラス基板側のＳｉＯ2の負電荷を帯びた酸素原子とを界面で共有結合させる接合技術である。大気中でも基板の接合を行えることなどから、基板の接合技術においては特に優れた技術とされている。
【０００５】
ところで、マイクロリアクタを温度制御するために、マイクロリアクタを形成する基板にヒーターを設けることがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１９２８６３号公報（図３参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マイクロリアクタ内の温度を速やかに上昇させるために、ヒーターとして、マイクロリアクタに発熱抵抗体からなる薄膜ヒーター（発熱層）を設けることが提案されている。この場合、信頼性を高めるために、マイクロリアクタの薄膜ヒーターを保護する必要があり、発熱層に保護層を形成する必要がある。
【０００７】
しかし、このような構造にしようとすると、発熱抵抗体と保護層との密着性が悪いという問題があった。
【０００８】
本発明の課題は、基板の薄膜ヒーターに保護膜を設けて、薄膜ヒーターを保護し、信頼性の高い反応装置及び反応装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、発熱層と、前記発熱層を保護する保護膜と、前記発熱層と前記保護膜との間に、前記発熱層と前記保護膜とを直接接合させる場合より密着強度を高めることができる密着層と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の反応装置であって、前記発熱層はＡｕを含む発熱抵抗体からなることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の反応装置であって、前記発熱層の厚さは１５００〜３５００Åであることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の反応装置であって、前記保護層はＳｉＯ2を含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の反応装置であって、前記保護層の厚さは１０００〜４０００Åであることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の反応装置であって、前記密着層はＷを含むことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の反応装置であって、前記密着層の厚さは１０００〜４０００Åであることを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の反応装置であって、前記発熱層が配置される基板との間に、前記発熱層の発熱に伴う拡散を防止する拡散防止層と、前記拡散防止層と前記基板表面との間に前記拡散防止層と前記基板表面とを直接接合させる場合より密着強度を高めることができる配線密着層と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の反応装置であって、前記拡散防止層はＷを含むことを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の反応装置であって、前記拡散防止層の厚さは４５０〜５５０Åであることを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載の反応装置であって、前記配線密着層はＴａを含むことを特徴とする。
【００２０】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の反応装置であって、前記配線密着層の厚さは１０００〜３０００Åであることを特徴とする。
【００２１】
請求項１３に記載の発明は、発熱層と、前記発熱層と密着する密着層と、を備える反応装置の製造方法において、フッ素系ガスを用いて前記密着層をドライエッチングし、その後、塩素系ガスを用いて前記発熱層をドライエッチングすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、発熱抵抗体からなる薄膜ヒーターを、密着層を介して保護層で保護しているので、薄膜ヒーターの密着強度が高く、信頼性の高い反応装置及び反応装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００２４】
図１は、本発明が適用される反応装置１０が用いられる発電装置１００のブロック図である。この発電装置１００は、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、電子手帳、腕時計、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ゲーム機器、遊技機、その他の電子機器に備え付けられたものであり、電子機器本体を動作させるための電源として用いられる。
【００２５】
発電装置１００は、燃料容器１０１と、改質燃料気化器１０２ａと、燃焼燃料気化器１０２ｂと、反応装置１０と、ＣＯ除去器１０３と、低温ヒーター１０４と、発電セル１０５と、を備える。燃料容器１０１は、メタノール、エタノール、ブタン等の燃料と水を別々に又は混合した状態で貯留し、図示しないマイクロポンプにより燃料及び水の混合液を改質燃料気化器１０２ａ、燃焼燃料気化器１０２ｂ経由で、反応装置１０に供給する。なお、以下の説明では燃料としてメタノールを使用する場合について説明するが、エタノール、ブタン等の燃料についても同様である。
【００２６】
反応装置１０は改質器１３、燃焼器１５及び高温ヒーター１７を有し、図示しない断熱容器に収納される。
【００２７】
燃料容器１０１から供給された燃料と水は、改質燃料気化器１０２ａにより気化され、改質器１３に供給される。改質器１３は、改質燃料気化器１０２ａから供給された燃料と水の混合気を化学反応式（１）、（２）のように反応させ、主生成物である水素ガス、二酸化炭素ガス及び副生成物である一酸化炭素の混合気体を生成する。ＣＯ除去器１０３は、一酸化炭素を化学反応式（３）のように酸化させることで混合気体から除去する。以下、この一酸化炭素を除去した混合気体を改質ガスという。改質ガスは発電セル１０５の燃料極側に供給される。
【００２８】
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ2  …（１）
２ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→５Ｈ2＋ＣＯ＋ＣＯ2  …（２）
２ＣＯ＋Ｏ2→２ＣＯ2  …（３）
【００２９】
発電セル１０５の燃料極側にはＣＯ除去器１０３から改質ガスが供給される。改質ガスのうちの水素ガスは電気化学反応式（４）に示すように、燃料極に設けられた触媒により水素イオンと電子とに分離される。水素イオンは電解質膜を通過して酸素極側へ移動し、電子は外部回路を経て酸素極に移動する。酸素極側では、電気化学反応式（５）に示すように、電解質膜を通過した水素イオンと、外部回路を経て酸素極から供給される電子と、外気から供給される酸素ガスとの化学反応により水を生成する。この燃料極と酸素極の電極電位の差から電気エネルギーを取り出すことができる。
【００３０】
Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ-  …（４）
２Ｈ+＋２ｅ-＋１／２Ｏ2→Ｈ2Ｏ  …（５）
【００３１】
なお、上記電気化学反応をせずに残った水素ガス（以下、オフガスという）を、燃焼器１５に供給してもよい。
【００３２】
燃焼器１５は、燃料容器１０１から供給された燃料を燃焼燃料気化器１０２ｂにより気化させて、または、オフガスに、酸素を混在させて燃焼し改質器１３を２５０℃以上、例えば約２５０〜４００℃に加熱する。高温ヒーター１７は起動時に燃焼器１５の代わりに改質器１３を加熱する。
低温ヒーター１０４は、起動時にＣＯ除去器１０３を２００℃未満、例えば約１１０〜１９０℃に加熱する。なお、ＣＯ除去器１０３を加熱する図示しない第２の燃焼器を更に設けてもよい。
なお、導体の抵抗値は温度に依存して変化するため、高温ヒーター１７及び低温ヒーター１０４の抵抗値を計測することで、温度計としても利用することができる。
【００３３】
次に、反応装置１０の構造について説明する。図２は反応装置１０の斜視図であり、図３は図２のIII−III矢視断面図である。
【００３４】
反応装置１０は、改質器側ガラス基板２０、中央ガラス基板３０、燃焼器側ガラス基板４０の３枚のガラス基板を貼り合わせて形成された反応装置である。
改質器側ガラス基板２０の中央ガラス基板３０側の面には、改質器１３を形成する凹部２１が形成されている。また、改質器側ガラス基板２０には、凹部２１に挿通するガス流入口２２、ガス流出口２３が設けられている。ガス流入口２２は改質燃料気化器１０２ａに接続されており、ガス流出口２３はＣＯ除去器１０３に接続されている。
【００３５】
中央ガラス基板３０の燃焼器側ガラス基板４０側の面には、高温ヒーター１７が設けられている。高温ヒーター１７は保護層１８により被覆されている。保護層１８は、例えばＳｉＯ2の薄膜からなり、スパッタリングやＣＶＤ等によりＳｉＯ2の薄膜を気相堆積させる方法で形成することができる。
【００３６】
あるいは、保護層１８は、スピンオンガラス（ＳＯＧ）を高温ヒーター１７に塗布し、中央ガラス基板３０全体を４００〜５００℃で焼成することで形成することもできる。ＳＯＧには、例えばメチルシロキサン等のＳｉ，Ｏを含む有機化合物が含まれており、塗布したＳＯＧを焼成することによりＳｉＯ2層が形成される。
【００３７】
このような反応装置１０では、高温ヒーター１７は後述するように燃焼器１５内に配置されることになるが、保護層１８により被覆されることで、燃料や酸素や触媒と接触して酸化されたり、短絡したりすることを防ぐことができる。なお、保護層１８の厚さは、１０００〜４０００Åであることが好ましい。厚さが１０００Å以上であると、充分な保護性能、絶縁性能を確保することができる。一方、厚さが４０００Åよりも大きいと、応力によりガラス基板が歪むおそれがある。
【００３８】
また、中央ガラス基板３０の改質器側ガラス基板２０側の面には、改質器側ガラス基板２０との当接部に、陽極接合用の金属層３１が形成されている。同様に、中央ガラス基板３０の燃焼器側ガラス基板４０側の面には、燃焼器側ガラス基板４０との当接部に、陽極接合用の金属層３２が形成されている。
【００３９】
金属層３１，３２に用いる金属としては、酸素と結合する金属、例えばＴａを用いることができる。金属層３１，３２の表面の金属は、後述するように、改質器側ガラス基板２０、燃焼器側ガラス基板４０との界面のＳｉＯ2の酸素原子と結合することで陽極接合される。
【００４０】
さらに、中央ガラス基板３０の改質器側ガラス基板２０側の面には、凹部２１と対応する位置に、化学反応式（１）、（２）の改質反応を促進する改質触媒３３が設けられている。
【００４１】
燃焼器側ガラス基板４０の中央ガラス基板３０側の面には、燃焼器１５となる凹部４１が設けられている。中央ガラス基板３０と燃焼器側ガラス基板４０を重ね合わせると、高温ヒーター１７は凹部４１内に配置される。
凹部４１内には燃料を燃焼させる燃焼用触媒４２が設けられている。この凹部４１内が中央ガラス基板３０に蓋をされることで燃焼器１５となる。
また、燃焼器側ガラス基板４０には、凹部４１に挿通する図示しないガス流入口、ガス流出口が設けられている。ガス流入口は燃料容器１０１に接続され、ガス流出口は燃焼後のガスを排気する図示しない排気管に接続される。
【００４２】
上記の凹部２１，４１は、改質器側ガラス基板２０，燃焼器側ガラス基板４０をサンドブラスト等により切削することで形成される。
【００４３】
次に、高温ヒーター１７についてさらに詳細に説明する。
図４は図３のIV部の拡大図である。図４に示すように、高温ヒーター１７は、発熱層１７ａと、拡散防止層１７ｂと、拡散防止層兼密着層１７ｃ（密着層）と、配線密着層１７ｄとを積層してなる薄膜ヒーターである。
発熱層１７ａは、抵抗率が低くかつ温度係数が大きい材料、例えばＡｕを用いることができる。Ａｕを用いた発熱層１７ａは、高温ヒーター１７の導電性を向上させる。
【００４４】
発熱層１７ａの厚さは、充分な導電性が得られるように、１５００〜３５００Åであることが好ましい。発熱層１７ａの厚さが１５００Å以上であると薄膜ヒーター１０の抵抗は充分に小さくなり、他の膜に対して支配的となる。一方、厚さが３５００Åよりも厚いと、保護膜１８のステップカバレッジ性が低下する。
【００４５】
拡散防止層１７ｂには、加熱された発熱層１７ａの材料が拡散しないように比較的融点が高く且つ反応性が低い物質（例えば、Ｗ等）が用いられる。
拡散防止層兼密着層１７ｃには、発熱層１７ａと保護層１８との間の密着性を向上させる密着性に優れるとともに、発熱層１７ａの拡散を防止する材料（例えば、Ｗ等）が用いられる。
【００４６】
拡散防止層１７ｂ，拡散防止層兼密着層１７ｃの厚さは、それぞれ４５０〜５５０Åであることが好ましい。拡散防止層１７ｂ，拡散防止層兼密着層１７ｃの厚さがそれぞれ４５０Å以上であることで、高温時に発熱層１７ａの組成元素が熱拡散することを防止することができる。一方、厚さが５５０Åよりも厚いと、保護膜１８のステップカバレッジ性が低下する。
【００４７】
配線密着層１７ｄは、拡散防止層１７ｂの中央ガラス基板３０への密着性を向上させるものであり、拡散防止層１７ｂに対しても中央ガラス基板３０に対しても密着性に優れた材料（例えば、Ｔａ等）を用いることができる。
【００４８】
本実施形態では、配線密着層１７ｄを陽極接合用の金属層３２と同一の組成とすることで、製造プロセスを簡略化することができる。金属層３２と配線密着層１７ｄを同一の金属から作成するときは、陽極接合に充分かつ配線の密着に充分な厚みとなるように、１０００〜３０００Åの厚さとすることが好ましい。１０００Å以上の厚さであれば、拡散防止層１７ｂとの密着性を確保することができる。一方、３０００Å以上の厚さでは、酸化されやすくなり、剥離しやすくなる。
【００４９】
なお、発熱層１７ａとして厚さ２０００ÅのＡｕ膜、拡散防止層１７ｂ，拡散防止層兼密着層１７ｃとして厚さ５００ÅのＷ膜、配線密着層１７ｄとして厚さ２０００ÅのＴａ膜を用いた場合には、高温ヒーター１７の抵抗率は室温で８．９μΩ・ｃｍ、表面抵抗値は０．１７８Ω／ｃｍ2となり、ヒーター兼温度計として良好な特性となる。
【００５０】
次に、反応装置１０の製造工程について説明する。
〔１〕中央ガラス基板３０の製造
（１）薄膜形成
まず、中央ガラス基板３０となるガラス基板５０の一方の面に、金属層３２及び配線密着層１７ｄとなるＴａ膜５１、拡散防止層１７ｂとなるＷ膜５２、発熱層１７ａとなるＡｕ膜５３、拡散防止層兼密着層１７ｃとなるＷ膜５４を、好ましい厚さとなるように順に積層し、Ｔａ／Ｗ／Ａｕ／Ｗの積層構造５０を形成する（図５（ａ）参照）。
【００５１】
（２）高温ヒーター１７の形成
次に、Ｔａ／Ｗ／Ａｕ／Ｗの積層構造を２段階でパターニングし、金属層３２，高温ヒーター１７を形成するとともに、ガラス基板５０の他方の面の金属層をパターニングし、金属層３１を形成していく。
【００５２】
まず、ヒーター１７のパターニング方法について、図５を用いて説明する。なお、図５では図４とは逆に、ガラス基板５０を下側に、高温ヒーター１７を上側に記載している。
【００５３】
（i）第１段階エッチング
まず、Ｗ膜５４の上面に、フォトレジストを塗布し、露光、現像工程を経てレジスト膜６１を形成する（図５（ｂ））。
次に、Ｗ膜５４をエッチングする（図５（ｃ））。Ｗ膜５４のエッチングは、例えばＣＦ4またはＣ4Ｆ6等のフッ素系ガスを用いたドライエッチングにより行う。ドライエッチングでは、エッチングガスの当たる方向を膜の積層方向とすることで、膜面に平行な方向へのオーバーエッチングを防ぐことができる。
次いでＡｕ膜５３をエッチングする（図５（ｄ））。Ａｕ膜５３のエッチングは、例えばＣｌ2またはＢＣｌ2等の塩素系ガスを用いたドライエッチングにより行う。
その後、レジスト膜６１を剥離する（図５（ｅ））。以上により、拡散防止層兼密着層１７ｃ、発熱層１７ａが形成される。
【００５４】
（ii）第２段階エッチング
次に、発熱層１７ａ、拡散防止層兼密着層１７ｃの側面及び拡散防止層兼密着層１７ｃの上面を覆うように、レジスト膜６２を形成する（図６（ａ））。レジスト膜６２は発熱層１７ａ、拡散防止層兼密着層１７ｃ、Ｗ膜５２の表面にフォトレジストを塗布し、露光、現像工程を経て形成される。
次に、Ｗ膜５２、Ｔａ膜５１を順にエッチングする（図６（ｂ））。ここで、Ｗ膜５２及びＴａ膜５１のエッチングは、例えばＣＦ4またはＣ4Ｆ6等のフッ素系ガスを用いたドライエッチングにより行う。
その後、レジスト膜６２を剥離する（図６（ｃ））。以上により、拡散防止層１７ｂ、配線密着層１７ｄが形成され、高温ヒーター１７が完成する。
【００５５】
このような高温ヒーター１７の作成方法では、拡散防止層兼密着層１７ｃ及び発熱層１７ａの表面を覆うレジスト膜６２を用いるために、拡散防止層１７ｂ及び配線密着層１７ｄが、拡散防止層兼密着層１７ｃ及び発熱層１７ａよりも幅広に形成される。これにより、基板への拡散防止層兼密着層１７ｃ及び発熱層１７ａの接着信頼性を高くすることができる。
【００５６】
また、拡散防止層１７ｂ及び配線密着層１７ｄの側面が拡散防止層兼密着層１７ｃ及び発熱層１７ａの側面よりも外側に形成されるので、高温ヒーター１７が基板の表面から拡散防止層１７ｄ及び配線密着層１７ｂの側面を経て拡散防止層１７ｂの上面までと、拡散防止層１７ｂの上面から発熱層１７ａ及び拡散防止層兼密着層１７ｃの側面を経て拡散防止層兼密着層１７ｃの上面までの２段に形成される。このため、保護層１８の段差被覆性（ステップカバレッジ）を良好にすることができる。
【００５７】
（３）保護層１８の形成
次に、ガラス基板５０の高温ヒーター１７を形成した面に、スパッタリングやＣＶＤ等の気相堆積法や、ＳＯＧを塗布、焼成する方法により、ＳｉＯ2膜５５を形成する（図７（ａ））。この段階では、金属層３２となるＴａ膜５１の上には、Ｗ膜５２、Ａｕ膜５３、Ｗ膜５４、ＳｉＯ2膜５５が形成されている。
次に、保護層１８を形成する部分を覆うようにレジスト膜６３を形成する（図７（ｂ）。レジスト膜６３はガラス基板５０の高温ヒーター１７が形成された側の表面にフォトレジストを塗布し、露光、現像工程を経て形成される。
【００５８】
次に、例えばＣＦ4またはＣ4Ｆ6等のフッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、金属層３２となるＴａ膜５１の上のＳｉＯ2膜５５、Ｗ膜５４をエッチングし、その後レジスト膜６３を剥離する（図７（ｃ））。以上により、高温ヒーター１７を覆う保護層１８が形成される。
【００５９】
（４）金属層３２の露出
次に、高温ヒーター１７及び保護層１８を覆うレジスト膜６４を形成する（図７（ｄ））。レジスト膜６４はガラス基板５０の高温ヒーター１７及び保護層１８が形成された側の表面にフォトレジストを塗布し、露光、現像工程を経て形成される。
【００６０】
次に、例えばＣｌ2またはＢＣｌ2等の塩素系ガスを用いたドライエッチングによりＡｕ膜５３をエッチングするとともに、例えばＣＦ4またはＣ4Ｆ6等のフッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、Ｗ膜５２をエッチングする。以上により、Ｔａ膜５１が露出し、金属層３２となる。その後、レジスト膜６４を剥離する（図７（ｅ））。
【００６１】
（５）ダイシング
その後、ガラス基板５０の他方の面に、金属層３１をパターニングし、形成した後、ガラス基板５０を切断（ダイシング）し、その後、改質触媒３３を形成することで、中央ガラス基板３０が製造される。
【００６２】
〔２〕改質器側ガラス基板２０、燃焼器側ガラス基板４０の作成
改質器側ガラス基板２０、燃焼器側ガラス基板４０は、サンドブラストによりガラス基板に凹部２１，４１をそれぞれ形成し、凹部４１に燃焼用触媒４２を設ける。
【００６３】
〔３〕陽極接合
次に、改質器側ガラス基板２０と中央ガラス基板３０、中央ガラス基板３０、燃焼器側ガラス基板４０を陽極接合により貼り合わせ、反応装置１０を形成する手順について説明する。
まず、改質器側ガラス基板２０及び中央ガラス基板３０を高温雰囲気に曝露することによりこれらを加熱する。そして金属層３１と改質器側ガラス基板２０とを接触させた状態で、金属層３１側に陽極を接触させるとともに、改質器側ガラス基板２０の中央ガラス基板３０との接合面と反対側の面に陰極を接触させ、金属層３１と改質器側ガラス基板２０との間に高電圧を印加する。すると、金属層３１側の正電荷を帯びた金属元素と、改質器側ガラス基板２０側のＳｉＯ2の負電荷を帯びた酸素原子とが共有結合する。以上により、改質器側ガラス基板２０と中央ガラス基板３０とが接合される。
【００６４】
同様に、接合した改質器側ガラス基板２０及び中央ガラス基板３０と、燃焼器側ガラス基板４０とを高温雰囲気に曝露することによりこれらを加熱する。そして金属層３２と燃焼器側ガラス基板４０とを接触させた状態で、金属層３２側に陽極を接触させるとともに、燃焼器側ガラス基板４０の中央ガラス基板３０との接合面と反対側の面に陰極を接触させ、金属層３２と燃焼器側ガラス基板４０との間に高電圧を印加することで、中央ガラス基板３０と燃焼器側ガラス基板４０とが接合される。
【００６５】
なお、中央ガラス基板３０と燃焼器側ガラス基板４０との接合を先に行い、その後、中央ガラス基板３０と改質器側ガラス基板２０との接合を行ってもよい。
以上により、反応装置１０が完成する。
【００６６】
＜変形例１＞
上記実施形態においては、中央ガラス基板３０の燃焼器側ガラス基板４０側の面に高温ヒーター１７が設けられていたが、図８、図９に示すように、中央ガラス基板３０の改質器側ガラス基板２０側の面に高温ヒーター１７を設けてもよい。
【００６７】
＜変形例２＞
上記各実施形態においては、３枚のガラス基板からなる反応装置の構成を示したが、図１２に示すように、図３の燃焼器側ガラス基板４０がないような２枚のガラス基板からなる反応装置の場合にも、本発明は適用できることは言うまでもない。
さらに、基板はガラス基板に限定されず、金属基板の上に絶縁膜がある基板の場合にも本発明は適用することができる。
また、上記各実施形態においては、拡散防止層１７ｂと、配線密着層１７ｄを設ける構造で説明したが、必ずしも必須ではない。
【００６８】
以下に本発明の実施例を示す。
【実施例１】
【００６９】
上記、[１]で説明した方法により、次のようなＴａ／Ｗ／Ａｕ／Ｗの積層構造からなる配線パターンを形成した。
（１）薄膜形成
ガラス基板の一方の面に、スパッタリングにより厚さ１５００〜２０００ÅのＴａ膜、厚さ約５００Åの第１のＷ膜、厚さ約２０００ÅのＡｕ膜、厚さ約５００Åの第２のＷ膜を順に形成し、Ｔａ／Ｗ／Ａｕ／Ｗの積層構造を形成した。
【００７０】
（２）パターニング
第１のレジスト膜を第２のＷ膜の上面に形成し、フッ素系ガスを用いて第２のＷ膜をドライエッチングし、次いで塩素系ガスを用いてＡｕ膜をドライエッチングした。その後、第１のレジスト膜を剥離した。
次に、第２のＷ膜の上面、エッチングされた第２のＷ膜及びＡｕ膜の側面を覆う第２のレジスト膜を作成し、フッ素系ガスを用いて第１のＷ膜、Ｔａ膜をドライエッチングした。
【００７１】
＜比較例１＞
実施例１と同様にＴａ／Ｗ／Ａｕ／Ｗの積層構造を形成した後、第２のＷ膜の上面にレジスト膜を形成し、実施例１とは異なり、エッチング溶液によるウェットエッチングで配線パターンを形成した例について説明する。
エッチング溶液として、Ｗ膜には過酸化水素水を、Ａｕ膜にはヨウ素水溶液を、Ｔａ膜にはフッ酸硝酸混合水溶液をそれぞれ用いた。
【００７２】
＜結果＞
図１０に比較例１の方法によりガラス基板上に形成したＴａ／Ｗ／Ａｕ／Ｗの積層構造からなる配線パターンの電子顕微鏡写真を示す。配線パターンの境界部分にオーバーエッチングによる凹凸が生じた。また、ウェットエッチングによる残渣が残った。このような凹凸や残渣が形成されと、後の工程で形成される保護層の剥離のおそれがある。また、陽極接合用の金属層の品質を低下させる。
【００７３】
図１１に実施例１の方法によりガラス基板上に形成したＴａ／Ｗ／Ａｕ／Ｗの積層構造からなる配線パターンの電子顕微鏡写真を示す。実施例１の方法により形成した配線パターンでは、境界部分に乱れのない、良好な端面を作成することができたことが分かる。したがって、保護層の剥離のおそれがなく、陽極接合用の金属層の品質を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明が適用される反応装置１０が用いられる発電装置１００のブロック図である。
【図２】反応装置１０の斜視図である。
【図３】図２のIII−III矢視断面図である。
【図４】図３のIV部の拡大図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は拡散防止層兼密着層１７ｃ、発熱層１７ａの形成方法を示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は拡散防止層１７ｂ、配線密着層１７ｄの形成方法を示す断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は保護層１８、金属層３２の形成方法を示す断面図である。
【図８】変形例１における反応装置１０の断面図である。
【図９】図８のIX部の拡大図である。
【図１０】比較例１の方法により形成した配線パターンの電子顕微鏡写真である。
【図１１】実施例１の方法により形成した配線パターンの電子顕微鏡写真である。
【図１２】変形例２における反応装置１０の断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１７   高温ヒーター（薄膜ヒーター）
１７ａ 発熱層
１７ｂ 拡散防止層
１７ｃ拡散防止層兼密着層（密着層）
１７ｄ 配線密着層
１８   保護層
３１，３２    金属層
２０，３０，４０，５０      ガラス基板
２１，４１    凹部
【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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【図９】
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【図１２】
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【図１０】
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【図１１】
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