(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の基板にチャンネル流路が配設されて積層されているマイクロチップのための基板であって、積層界面側に空気排出用の副チャンネルが設けられていることを特徴とするマイクロチップ用基板。
【請求項２】
チャンネル流路とともに積層界面側に空気排出用の副チャンネルが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップ用基板。
【請求項３】
副チャンネルが、チャンネル流路の周囲あるいは両側に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロチップ用基板。
【請求項４】
副チャンネルの幅が１μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のマイクロチップ用基板。
【請求項５】
基板がガラスであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のマイクロチップ用基板。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の基板が、少なくともその一部を構成していることを特徴とするマイクロチップ。
【請求項７】
請求項５に記載のマイクロチップ用基板を別のガラス基板と真空加熱炉内にて加熱して接合することを特徴とするマイクロチップ用基板の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、マイクロチップ用基板とその接合方法並びにマイクロチップに関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、流路を有するマイクロチップ作製において、基板間の気泡をほぼ完全に除去することのできるマイクロチップ用基板とその接合方法並びにマイクロチップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
これまで集積化の研究においては、あらゆる化学プロセスに必要な、混ぜる、反応させる、分離精製する、検出する等の化学操作を１枚のマイクロチップ上に集積することに力が注がれている。
【０００３】
マイクロチップの基板に用いられる材質としては、ガラス、シリコン、有機ポリマー、ガラス・有機ポリマー複合体等が挙げられ、とくにガラスが好適なものとして用いられる。
【０００４】
たとえば、ガラス基板から構成されるガラスチップとしてはチャンネル流路を設けたガラス基板と平坦なガラス基板の接合によって形成されるものがあり、従来より歩留まりの良いガラスチップが得られるガラス基板およびガラス基板の接合方法が要求されている。
【０００５】
発明者等はこれまでガラスチップを作製する際には、半導体の洗浄法に基づいてガラス基板を洗浄し、接合する２枚のガラス基板のうち、一方のガラス基板上に、フォトリソグラフィー及びウェットエッチングによって幅１０〜１００μｍスケールの液体を流すためのチャンネル流路を形成し、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリによる表面処理を行った後に、チャンネル流路を設けたガラス基板と平坦なガラス基板を重ね合わせて加熱することで接合を行ってきた。
【０００６】
上記のように、アルカリによる表面処理の工程を追加することにより、以前に比べて歩留まりの良い接合を実現することができたが、接合の際にガラス基板間に気泡が残ってしまうため、この気泡の除去に関してはさらなる技術の改良が求められていた。
【０００７】
上記のガラス基板の例と同様に、他の材質の基板でも同様に基板間に気泡が残り歩留まりの悪いマイクロチップが作製されてしまう。
基板間に気泡が残る原因としては、接合する前の基板の洗浄が十分でないことや基板が十分に平滑でないことの他に、２枚の基板を重ね合わせた際に存在している微少量の空気が接合の過程で外へ排出されずに基板間に閉じ込められてしまうということが考えられる。しかしながらこれまでの基板とその接合方法では、基板の外周及び液体を流すチャンネル流路以外からは基板間の空気を排出できず、気泡をほぼ完全に取り除くことは不可能であった。
【０００８】
気泡が残存している場合の問題点としては、基板の接合の劣化や、あるいは光等による非接触での反応の検知感度あるいはその他の反応検出の感度、精度の確保・向上を妨げることなどが挙げられ、気泡の残存はマイクロチップの性能に大きな影響を与えてしまうのである。
【０００９】
そこでこの出願の発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点を解消し、基板間の気泡をその存在がほとんど認められない程度まで除去することが可能なマイクロチップ用基板とその接合方法並びにマイクロチップを提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、まず第１には、少なくとも一方の基板にチャンネル流路が配設されて積層されているマイクロチップのための基板であって、積層界面側に空気排出用の副チャンネルが設けられていることを特徴とするマイクロチップ用基板を提供する。
【００１１】
第２にこの出願の発明は、第１の発明において、チャンネル流路とともに積層界面側に空気排出用の副チャンネルが設けられていることを特徴とするマイクロチップ用基板を提供する。
【００１２】
さらに第３には、第１または第２の発明において、副チャンネルが、チャンネル流路の周囲あるいは両側に位置するように設けられていることを特徴とするマイクロチップ用基板を提供する。
【００１３】
第４には、第１ないし第３のいずれかの発明において、副チャンネルの幅が１μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とするマイクロチップ用基板を提供する。
【００１４】
第５には、第１ないし第４のいずれかの発明において、基板がガラスであることを特徴とするのマイクロチップ用基板を提供する。
第６には、第１ないし第５のいずれかの発明の基板が、少なくともその一部を構成していることを特徴とするマイクロチップを提供する。
【００１５】
第７には、第５の発明のマイクロチップ用基板を別のガラス基板と、真空加熱炉内にて加熱して接合することを特徴とするマイクロチップ用基板の接合方法を提供する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この出願の発明のマイクロチップ用基板は、少なくとも一方の基板にチャンネル流路が配設されて積層されているマイクロチップのための基板において、積層界面側に空気排出用の副チャンネルが設けられているため、基板間に存在する微少量の空気が副チャンネルから排出され、基板間の気泡の存在がほとんど認められない歩留まりの良いマイクロチップを作製することができる。
【００１７】
このとき、チャンネル流路とともに積層界面側に空気排出用の副チャンネルを設けることができる。
あるいはそれ以外のマイクロチップの構成として、たとえば、一方の基板の積層界面側にチャンネル流路が配設され、他方の基板の積層界面側に空気排出用の副チャンネルが配設されたものや、あるいは一部のチャンネル流路および副チャンネルが一方の基板の積層界面側に配設され、他方の基板の積層界面側に残りのチャンネル流路および副チャンネルが配設されたものなどが考えられる。
【００１８】
また副チャンネルを、チャンネル流路の周囲あるいは両側に位置するように設けることで、チャンネル流路の周囲或いは左右において均一的に気泡を除去できる。なお、副チャンネルの幅は１μｍ以上１０００μｍ以下とする。
【００１９】
また基板の材質としては、ガラス、シリコン、有機ポリマー、ガラス・有機ポリマー複合体等を用いることができ、とくにガラスが好適なものとして用いられる。
【００２０】
ガラス基板の場合、チャンネルを設けたガラス基板を、チャンネルを設けたあるいは平坦な、別のガラス基板と真空加熱炉内にて加熱して接合することでさらに基板間に気泡の残らない接合が可能となり、マイクロチップ作製における歩留まりのさらなる向上を実現することができる。
【００２１】
したがって気泡が残存している場合の、基板の接合の劣化や、あるいは光等による非接触での反応の検知感度あるいはその他の反応検出の感度、精度の確保、向上を妨げるといった問題を解消することができる。
【００２２】
また上記のような基板が少なくともその一部を構成している歩留まりの良いマイクロチップを作製することができる。即ち、２枚の基板の積層によるマイクロチップのみならず３枚以上の基板の積層によるマイクロチップも同様に作製することができる。
【００２３】
以下、添付した図面に沿って実施例を示し、この出願の発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、この発明は以下の例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることは言うまでもない。
【００２４】
【実施例】
＜実施例１＞
この出願の発明のマイクロチップ用基板とその接合方法の例として、ガラス基板であって、２枚の基板のうち、一方の基板のみにチャンネルを設けるものを以下に示す。
【００２５】
図１は、接合する２枚のガラス基板のうちチャンネルを設ける一方のガラス基板に転写するフォトマスクパターンである。図１に示しているように、このフォトマスクパターンにはガラス基板に設けられるチャンネルとして、液体を流すチャンネル流路（１）の周囲に、空気を逃がすための幅５００μｍの副チャンネル（２）が設けられている。また、チャンネル流路（１）が密になっておらずその両側に副チャンネル（２）を設けることが可能な箇所では、チャンネル流路（１）の両側に副チャンネル（２）が設けられている。
【００２６】
図２もガラス基板に転写するフォトマスクパターンであって、図１とは異なったフォトマスクパターンであり、液体を流すチャンネル流路（１）の周囲或いは両側に空気を逃がすための幅５００μｍの副チャンネル（２）が設けられている。
【００２７】
一方のガラス基板にこれらのフォトマスクパターンを転写し、ウェットエッチング法によってエッチングを行った。
次いで、このガラス基板と平坦なガラス基板を重ね合わせ、その後真空加熱炉内にて６５０℃で加熱して接合を行った。
【００２８】
上記のように接合を行ったことにより、ガラス基板の間に存在している微少量の空気が副チャンネルから排出され、気泡のほとんど残らないマイクロチップが作製可能となった。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明によって、基板間の気泡をその存在がほとんど認められない程度まで除去することができ、基板の接合の劣化や、あるいは光等による非接触での反応の検知感度あるいはその他の反応検出の感度、精度の確保、向上を妨げるといった問題のないマイクロチップ用基板とその接合方法並びにマイクロチップが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例におけるマイクロチップ用ガラス基板上に転写するフォトマスクパターンである。
【図２】この発明の実施例におけるマイクロチップ用ガラス基板上に転写するフォトマスクパターンであって、図１とは異なるフォトマスクパターンである。
【符号の説明】
１  チャンネル流路
２  副チャンネル
【図１】
0004033670.tif 000002
【図２】
0004033670.tif 000003