(57)【要約】【課題】加工過程で要するグリスを飛散させないようにしたマイクロ構造体の製造方法を提供する。【解決手段】主基板１１の裏面１１Ｒに、その裏面１１Ｒの一部領域を囲い込む初期溝ＦＶが形成された後、この初期溝ＦＶを除く裏面１１Ｒに、グリス１２が塗られる。さらに、このグリス１２の塗られた裏面１１Ｒを支持基板１３が支える状態で、主基板１１の表面１１Ｆに対してドライエッチングが行われ、初期溝ＦＶを介して裏面１１Ｒと表面１１Ｆとの間が貫通する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主基板にて対向する第１面および第２面の一方である第１面に、その第１面の一部領域を囲い込む囲み溝を形成する囲み溝形成工程と、
上記囲み溝を除いた上記第１面の領域である第１残存領域に、または、上記第２面にて、上記囲み溝の形成予定位置に重なる部分を除いた領域である第２残存領域に、放熱性粘着剤を塗布する塗布工程と、
支持基板に、上記放熱性粘着剤の塗布された面を介して、上記主基板を支えさせる支持工程と、
上記囲み溝を介して上記第１面と上記第２面との間を貫通させる貫通工程と、
を含むマイクロ構造体の製造方法。
【請求項２】
上記塗布工程にて、上記第１残存領域に上記放熱性粘着剤を塗布させ、
上記貫通工程にて、上記囲み溝に重なる上記第２面の重畳部分から第１加工溝を形成することで、その第１加工溝と囲み溝とをつなげる請求項１に記載のマイクロ構造体の製造方法。
【請求項３】
上記貫通工程では、上記第２面に、上記第１加工溝とは異なる第２加工溝を、上記第１加工溝の形成と同時に形成させる請求項２に記載のマイクロ構造体の製造方法。
【請求項４】
上記主基板に対する上記第１加工溝の加工速度と上記第２加工溝の加工速度とを、同速度にする請求項３に記載のマイクロ構造体の製造方法。
【請求項５】
上記第１加工溝の溝幅と上記第２加工溝の溝幅とを同じ長さにする請求項３または４に記載のマイクロ構造体の製造方法。
【請求項６】
上記第１加工溝の溝幅と上記第２加工溝の溝幅とを、１００μｍ以上５００μｍ以下にする請求項５に記載のマイクロ構造体の製造方法。
【請求項７】
上記第１加工溝の溝幅を、上記囲み溝に重なる第２面の重畳部分を含めつつ、上記囲み溝に囲まれる第１面の一部領域の幅よりも長くする請求項３または４項に記載のマイクロ構造体の製造方法。
【請求項８】
上記第１加工溝の溝幅を、１００μｍ以上５００μｍ以下にする請求項７に記載のマイクロ構造体の製造方法。
【請求項９】
上記第１加工溝の溝幅と上記第２加工溝の溝幅との差を、４００μｍ以下にする請求項８に記載のマイクロ構造体の製造方法。
【請求項１０】
上記塗布工程にて、上記第２残存領域に上記放熱性粘着剤を塗布させ、
上記貫通工程にて、上記囲み溝を上記第２面にまで延長させる請求項１に記載のマイクロ構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流体デバイス等に用いられるマイクロ構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１および２のようなマイクロ流体デバイスが、昨今、種々開発されている。マイクロ流体デバイスは、２枚の挟持基板でシリコン等の主基板を挟み込み、その主基板内の毛細管状の流路に試料を流す。そのため、主基板でもあるマイクロ構造体には、溝で流路が形成される。このような流路の形成は、エッチングで行われることが多い。
【０００３】
一例を挙げると、図１１Ａ〜図１１Ｇに示すような工程を経て、マイクロ構造体１１１に、流路は形成される。なお、通常、流路は試料の分析等に応じて異なった深さを要する。そのため、図１１Ａ〜図１１Ｇで説明される主基板１１１は、図１１Ｆおよび図１１Ｇに示すように、２種類の流路１２１・１２２を含む（なお、主基板１１１はマイクロ構造体１１１になるので、便宜上、同符号を付す）。
【０００４】
まず、図１１Ａに示すように、主基板１１１の一方面である裏面１１１Ｒに、最初の溝（初期溝）ｆｖが形成される［初期溝形成工程］。その後、図１１Ｂに示すように、グリス１１２が、初期溝ｆｖ内および裏面１１１Ｒに塗布される［塗布工程］。
【０００５】
次に、図１１Ｃに示すように、主基板１１１はグリス１１２の塗られた裏面１１１Ｒを介して、支持基板１１３に支えられる［支持工程］。そして、主基板１１１の表面１１１Ｆ（裏面１１１Ｒの反対面）には、図１１Ｄに示すように、フォトリソグラフィー法でマスク１１５が形成される［加工溝用マスク形成工程］。
【０００６】
この後、マスク１１５を用いたドライエッチングで、図１１Ｅに示すように、主基板１１１の表面１１１Ｆに加工溝ｐｖ（加工溝ｐｖ１・加工溝ｐｖ２）が形成される［貫通工程］。第１加工溝ＰＶ１は、図１１Ｆに示すように、侵食によって初期溝ｆｖにつながって主基板１１１を貫通させ、比較的深い流路１２１を形成させる。一方、第２加工溝ｐｖ２は、主基板１１１を貫通させないようにして、比較的浅い流路１２２を形成させる［貫通工程の完了］。
【０００７】
なお、流路１２１・１２２が完成すると、図１１Ｇに示すように、マスク１１５が主基板１１１から除去されるとともに、支持基板１１３が主基板１１１から乖離される［乖離工程］。
【特許文献１】特開２００５−２７４４０５号公報
【特許文献２】特開２００７−２１８８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のような工程では、汚れという問題が生じる。詳説すると、図１１Ｆに示すように、ドライエッチングで主基板１１１が貫通した場合、その貫通箇所からグリス１１２が表面１１１Ｆに向かって噴出する。そして、その噴出したグリス１１２は、第２加工溝ｐｖ２等に入り込み、汚れとなる。
【０００９】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものである。加工過程で要するグリス（放熱性粘着剤）を飛散させないようにしたマイクロ構造体の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
マイクロ構造体の製造方法では、囲み溝形成工程、塗布工程、支持工程、および貫通工程を含む。
【００１１】
囲み溝形成工程では、主基板にて対向する第１面および第２面の一方である第１面に、その第１面の一部領域を囲い込む囲み溝が形成される。
【００１２】
塗布工程では、囲み溝を除いた第１面の領域である第１残存領域に放熱性粘着剤が塗布される。または、塗布工程では、主基板の第２面にて、囲み溝の形成予定位置に重なる部分を除いた領域である第２残存領域に、放熱性粘着剤が塗布される。
【００１３】
支持工程では、支持基板が、放熱性粘着剤の塗布された面を介して主基板を支える。
【００１４】
貫通工程では、囲み溝を介して主基板における第１面と第２面との間が貫通する。
【００１５】
以上の工程を含むマイクロ構造体の製造方法では、主基板における第１面と第２面との間が囲み溝を介して貫通する場合に、第１面または第２面に生じる貫通箇所に、放熱性粘着剤は位置しない。そのため、放熱性粘着剤が主基板の貫通箇所を通じて移動しない。したがって、マイクロ構造体への加工過程で、放熱性粘着剤の飛散による汚れは生じない。
【００１６】
なお、塗布工程にて、第１残存領域に放熱性粘着剤が塗布されるならば、貫通工程では、囲み溝に重畳する第２面の重畳部分から第１加工溝が形成されることで、その第１加工溝と囲み溝とがつながると望ましい。
【００１７】
また、マイクロ構造体には、第１加工溝と囲み溝とがつながることで、主基板を貫通する部分以外に、例えば、主基板を貫通しない程度の加工部分が必要な場合もある。このような加工部分を第２加工溝とすると、貫通工程では、第２面に、第１加工溝とは異なる第２加工溝が、第１加工溝の形成と同時に形成されると望ましい。
【００１８】
このような場合、第１加工溝と第２加工溝とを別途に形成する場合に比べて、製造時間が短くなる。
【００１９】
また、主基板に対する第１加工溝の加工速度と第２加工溝の加工速度とが、同速度であると望ましい。
【００２０】
このようになっていると、例えば予め第２加工溝の深さが決められているような場合に、その深さまで第２加工溝を形成していくと、同速度で加工される第１加工溝の深さも第２加工溝の深さと同じになる。すると、第１加工溝につながる初期溝の要する深さが決められる。そのため、マイクロ構造体の加工設計が容易になる。
【００２１】
なお、第１加工溝の加工速度と第２加工溝の加工速度とが同速度になるための、一方策としては、第１加工溝の溝幅と第２加工溝の溝幅とが同じ長さになればよい。
【００２２】
また、第１加工溝の溝幅と第２加工溝の溝幅とが、１００μｍ以上５００μｍ以下であれば、比較的加工速度が速いために、マイクロ構造体への加工時間が短くなる。
【００２３】
ところで、第１加工溝の溝幅が、囲み溝に重なる第２面の重畳部分を含めつつ、囲み溝に囲まれる第１面の一部領域の幅よりも長くなってもよい。
【００２４】
このようになっていても、初期溝と第１加工溝とがつながって、初期基板を貫通させれるためである。
【００２５】
なお、このような幅広な第１加工溝であっても、溝幅が１００μｍ以上５００μｍ以下になっていれば、マイクロ構造体への加工時間は短くなる。
【００２６】
また、このような幅広な第１加工溝の場合、その第１加工溝の溝幅と第２加工溝の溝幅との差が、４００μｍ以下であると望ましい。
【００２７】
このような範囲内であれば、第１加工溝の加工速度と第２加工溝の加工速度とが同速度になりやすいためである。
【００２８】
なお、マイクロ構造体の製造方法では、種々の貫通工程が考えられる。例えば、塗布工程にて、第２残存領域に放熱性粘着剤が塗布されるならば、貫通工程では、主基板の第１面に形成される囲み溝が第２面にまで延長することで、第１面と第２面との間が貫通すると望ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、マイクロ構造体への加工過程で、放熱性粘着剤の飛散による汚れは生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
［実施の形態１］
実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、便宜上、部材符号・ハッチングを省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。また、平面図であっても、便宜上、ハッチングを施す場合もある。
【００３１】
マイクロ流体デバイスは、通常、内部の毛細管状に流路に試料を流す過程で、その試料の分析等を行う。そして、流路を形成される基板（主基板）はマイクロ構造体と呼ばれ、一例として、図４に示すような板状のマイクロ構造体１１が挙げられる。
【００３２】
マイクロ構造体１１は、対向する表面１１Ｆおよび裏面１１Ｒを有しており、この表面１１Ｆおよび裏面１１Ｒが別基板（不図示）で覆われることで、マイクロ流体デバイスは完成する。なお、表面１１Ｆの平面図は図３Ａに示され、裏面１１Ｒは図３Ｂに示される。
【００３３】
図４および図３Ａ・図３Ｂに示されるようなマイクロ構造体１１は、例えばシリコン製の主基板１１で形成される（なお、主基板はマイクロ構造体１１の主材のため同符号を付す）。そして、このマイクロ構造体１１は、導入流路群ＩＲＧ、合流流路群ＪＲＧ、および接続流路群ＣＲＧを含む。
【００３４】
導入流路群ＩＲＧは、試薬および検体等の試料を流すための流路の群であり、３本の導入流路ＩＲ（第１導入流路ＩＲ１〜第３導入流路ＩＲ３）を含む。これら導入流路ＩＲ１〜ＩＲ３は、試料を受け入れる入口Ｅ１〜Ｅ３を有する蛇腹状の流路であり、主基板１１の表面（第２面）１１Ｆから掘り込まれることで生じる溝で形成される。
【００３５】
ただし、これら導入流路ＩＲ１〜ＩＲ３となる溝は、試料を流すことを主目的とするので、板状のマイクロ構造体１１を貫通するほどの深さ（２５０μｍ程度）を有しなくてよい。そこで、図３Ａでは、マイクロ構造体１１を貫通していないことを明確にすべく、導入流路ＩＲ１〜ＩＲ３となる溝に網線を付す。
【００３６】
合流流路群ＪＲＧは、試料同士を混合させるための流路の群であり、３本の合流流路ＪＲ（第１合流流路ＪＲ１〜第３合流流路ＪＲ３）を含む。具体的には、第１導入流路ＩＲ１〜第３導入流路ＩＲ３の合流する第１合流流路ＪＲ１と、この第１合流流路ＪＲ１に隣り合う第２合流流路ＪＲ２と、その第２合流流路ＪＲ２に隣り合う第３合流流路ＪＲ３を含む。
【００３７】
接続流路群ＣＲＧは、第１合流流路ＪＲ１〜第３合流流路ＪＲ３を一連状にするための流路の群であり、２本の接続流路ＣＲ（第１接続流路ＣＲ１・第２接続流路ＣＲ２）を含む。詳説すると、第１接続流路ＣＲ１が第１合流流路ＪＲ１と第２合流流路ＪＲ２との間をつなぎ、第２接続流路ＣＲ２が第２合流流路ＪＲ２と第３合流流路ＪＲ３との間をつなぐ。その結果、第１導入流路ＩＲ１〜第３導入流路ＩＲ３からの試料が混合して、第１合流流路ＪＲ１〜第３合流流路ＪＲ３に流れることになる。
【００３８】
なお、合流流路群ＪＲＧは試料を混合させることを主目的とするため、極力、深い溝（５００μｍ程度）が望ましい。そこで、合流流路群ＪＲＧは、導入流路群ＩＲＧと異なり、マイクロ構造体１１を貫通する溝で形成される（図３Ａおよび図３Ｂ参照）。また、接続流路群ＣＲＧは、第１合流流路ＪＲ１で生成された混合試料を第２合流流路ＪＲ２、第３合流流路ＪＲ３に導くことを主目的とする。そのため、合流流路群ＪＲＧ同様、接続流路群ＣＲＧも、マイクロ構造体１１を貫通する溝で形成される。
【００３９】
ここで、以上のようなマイクロ構造体１１の製造方法について、図１Ａ〜図１Ｇと、図２Ａおよび図２Ｂと、を用いて説明する。なお、図１Ｇは、図３Ａおよび図３Ｂに示されるマイクロ構造体１１のＡ−Ａ’線矢視断面図であり、図１Ａ〜図１Ｆは、図１Ｇの断面方向と同方向で、マイクロ構造体１１の主体となる主基板１１等を示す断面図である。
【００４０】
また、図２Ａは図１Ａでの主基板１１を裏面１１Ｒ側からみた平面図であり、図２Ｂは図１Ｆでのマスク１５（後述）で覆われる主基板１１を表面１１Ｆ側からみた平面図である。なお、図２Ａおよび図２Ｂでは、図３Ａ同様、加工されているものの主基板１１を貫通していない部分に網線を付す。
【００４１】
まず、図１Ａに示すように、対向する２面を有する主基板１１の一方面である裏面（第１面）１１Ｒに、最初の溝である初期溝ＦＶが形成される［初期溝形成工程］。この初期溝ＦＶは、図２Ａに示すように、３つの環状部分ＦＶ１〜ＦＶ３、および、環状部分ＦＶ１から環状部分ＦＶ２までをつなげる線状部分ＦＶ４と環状部分ＦＶ２から環状部分ＦＶ３までをつなげる線状部分ＦＶ５とを含む。そのため、初期溝（囲み溝）ＦＶの環状部分ＦＶ１〜ＦＶ３は、主基板１１の裏面１１Ｒの一部領域を囲むことになる。
【００４２】
なお、この初期溝ＦＶの形成方法は特に限定されない。例えば、主基板１１の裏面１１Ｒ上に、フォトリソグラフィー法で不図示のマスク（パターン化された酸化シリコン膜等）が形成され、そのマスクを用いたドライエッチング等が行われることで、初期溝ＦＶが形成されてもよい。なお、図１Ａに示される初期溝ＦＶはドライエッチングで形成されている。
【００４３】
次に、図１Ｂに示すように、初期溝ＦＶ以外の裏面１１Ｒ（第１残存領域）に、グリス１２が塗られる[塗布工程]。そして、放熱性かつ導電性を有するグリス（放熱性粘着剤）１２の塗られた主基板１１は、図１Ｃに示すように、６０℃程度に加熱された支持基板１３に置かれる。詳説すると、主基板１１はグリス１２の塗られた裏面１１Ｒを介して、支持基板１３に支えられる［支持工程］。
【００４４】
このような支持基板１３とグリス１２とは、主基板１１の表面１１Ｆに対するドライエッチングに要する。通常、ドライエッチングの場合、エッチング速度の制御のために温度管理が必要になる。そのため、冷却用のヘリウムガスが主基板１１に吹きつけられるが、主基板１１がドライエッチングで貫通するような場合、ドライエッチング装置内部にヘリウムガスが広がり、これが問題となる。
【００４５】
かかる事態を防止すべく、支持基板１３がグリス１２を介して主基板１１を支える。このようになっていると、ヘリウムガスは支持基板１３でドライエッチング装置内部への広がらず、さらに、支持基板１３およびグリス１２を介して、ヘリウムガスは主基板１１の温度を下げる。
【００４６】
以上のように、主基板１１の表面１１Ｆに対するドライエッチングの準備が整ったところで、図１Ｄに示すように、主基板１１の表面１１Ｆ上に、フォトリソグラフィー法でマスク１５が形成される［加工溝用マスク形成工程］。このマスク１５におけるスリットＳＴは、合流流路群ＪＲＧおよび接続流路群ＣＲＧを形成するために要する部分（第１スリットＳＴ１）と、導入流路群ＩＲＧを形成するために要する部分（第２スリットＳＴ２）とを含む。
【００４７】
詳説すると、第１スリットＳＴ１は、初期溝ＦＶの重なる主基板１１の表面１１Ｆの一部分（重畳部分）に、プラズマ化したエッチングガスのラジカルを導く。一方、第２スリットＳＴ２は、主基板１１の表面１１Ｆにおいて導入流路群ＩＲＧを形成したい部分に、プラズマ化したエッチングガスのラジカルを導く。
【００４８】
そして、このようなマスク１５の下で、ドライエッチング［貫通工程］が行われると、図１Ｅに示すように、スリットＳＴを通じて移動してくるラジカルと主基板１１の表面１１Ｆとが反応し、加工溝ＰＶが生じる（なお、第１スリットＳＴ１に対応する加工溝ＰＶを第１加工溝ＰＶ１、第２スリットＳＴ２に対応する加工溝ＰＶを第２加工溝ＰＶ２と称する）。
【００４９】
この加工溝ＰＶが徐々に深まっていくと、図１Ｆおよび図２Ｂに示すように、初期溝ＦＶと、この初期溝ＦＶに対応して形成される第１加工溝ＰＶ１とはつながる［貫通工程の完了］。つまり、主基板１１の裏面１１Ｒと表面１１Ｆとの間が、初期溝ＦＶと第１加工溝ＰＶ１とで貫通される。
【００５０】
このようになっていると、初期溝ＦＶと第１加工溝ＰＶ１とのつながる貫通部分の一部は環状になる。そのため、図２Ｂに示すように、この環状の貫通部分で囲まれた主基板１１の一部分ＦＷ（ＦＷ１〜ＦＷ３）は、主基板１１にて浮島のようになり、その主基板１１から抜き取り可能になる。
【００５１】
一方、初期溝ＦＶと第１加工溝ＰＶ１とがつながった段階で、第２スリットＳＴ２に対応する第２加工溝ＰＶ２は、裏面１１Ｒにまで到達しない。そこで、この段階でドライエッチングが完了すると、主基板１１を貫通しない第２加工溝ＰＶ２で形成される導入流路群ＩＲＧが完成する。
【００５２】
その後、図１Ｇに示すように、マスク１５が主基板１１から除去される。さらに、支持基板１３が主基板１１から乖離されると、主基板１１にて囲まれる部分ＦＷ１〜ＦＷ３も主基板１１から乖離する［乖離工程］。そして、このような主基板１１が洗浄されると、導入流路群ＩＲＧ、合流流路群ＪＲＧ、および接続流路群ＣＲＧの形成されたマイクロ構造体１１が完成する（図３Ａ・図３Ｂおよび図４参照）。
【００５３】
すなわち、主基板１１の表面１１Ｆにて貫通しない第２加工溝ＰＶ２が導入流路群ＩＲＧになる。また、第１加工溝ＰＶ１と初期溝ＦＶとがつながって主基板１１を貫通することになり、その貫通部分で囲まれる部分ＦＷ１〜ＦＷ３が主基板１１から乖離し、その乖離により生じる間隙部分が合流流路群ＪＲＧになる。また、主基板１１を貫通する線状の第１加工溝ＰＶ１と初期溝ＦＶとで形成される貫通部分が接続流路群ＣＲＧになる。
【００５４】
このようなマイクロ構造体１１が完成するまでには、主基板１１の裏面１１Ｒに、その裏面１１Ｒの一部領域を囲い込む初期溝ＦＶが形成された後、この初期溝ＦＶを除く裏面１１Ｒに、グリス１２が塗られる。さらに、このグリス１２の塗られた裏面１１Ｒを支持基板１３が支える状態で、主基板１１の表面１１Ｆに対してドライエッチングが行われ、初期溝ＦＶを介して裏面１１Ｒと表面１１Ｆとの間が貫通する。
【００５５】
このように初期溝ＦＶを介して裏面１１Ｒと表面１１Ｆとの間が貫通する場合、詳説すると、表面１１Ｆからドライエッチングで侵食（進行）してくる第１加工溝ＰＶ１が初期溝ＦＶの底に到達する場合、初期溝ＦＶの内部にはグリス１２は充填されていない。そのため、グリス１２は、初期溝ＦＶおよび第１加工溝ＰＶ１を通じて、裏面１１Ｒから表面１１Ｆに噴出しない。つまり、主基板１１がグリス１２で汚れにくい。
【００５６】
また、図１Ｅに示すように、貫通工程では、合流流路群ＪＲＧおよび接続流路群ＣＲＧを形成するための第１加工溝ＰＶ１、および導入流路群ＩＲＧを形成するための第２加工溝ＰＶ２が、同時のドライエッチングにより発生する。そのため、この貫通工程は、例えば、第１加工溝ＰＶ１および第２加工溝ＰＶ２を別々に形成させるような工程の総時間に比べて短い。
【００５７】
また、通常、ドライエッチングの場合、エッチング速度（加工速度）の制御は、温度以外に溝幅も影響する。例えば、溝幅の異なる２種類溝の形成では、互いのエッチング速度が変わってくる。そこで、第１加工溝ＰＶ１の溝幅と第２加工溝ＰＶ２の溝幅とは、同程度になっている。このようになっていると、あるエッチング時間で、第１加工溝ＰＶ１の深さ（溝深長）と第２加工溝ＰＶ２の深さとが同程度になり、マイクロ構造体１１の加工設計が容易になる。
【００５８】
なお、過剰に狭い溝幅であると、その溝幅に対応する主基板１１とプラズマ化したエッチングガスのラジカルとが反応しにくくなり、エッチング速度は遅くなりやすい。また、過剰に広い溝幅（過剰に広い面積も含む）であると、その溝幅に対応する主基板１１を反応させるためのラジカルが不足し、エッチング速度は遅くなりやすい。
【００５９】
これは、溝幅に応じて要するエッチング時間が示される図５のグラフ（縦軸：加工溝の深さ、横軸：エッチング時間）から明らかである（なお、グラフ中の“□”は、主基板１１上の過剰に広い面積をエッチングする場合を意味する）。つまり、過剰に狭い溝幅（１００μｍ未満）および過剰に広い溝幅で要するエッチング時間に比べて、１００μｍ以上５００μｍ以下程度の溝幅で要するエッチング時間のほうが短くてすむ。
【００６０】
そこで、第１加工溝ＰＶ１の溝幅と第２加工溝ＰＶ２の溝幅とは、１００μｍ以上５００μｍ以下程度になっている。このような溝幅になっていると、第１加工溝ＰＶ１および第２加工溝ＰＶ２の形成時間は、過剰に狭い溝幅を有する溝および過剰に広い溝幅を有する溝の形成時間に比べて短くなる。つまり、マイクロ構造体１１に対する加工時間が比較的短くなる。
【００６１】
また、第１加工溝ＰＶ１の溝幅と第２加工溝ＰＶ２の溝幅とが、１００μｍ以上５００μｍ以下程度になっている場合、図５のグラフに示すように、エッチング時間（エッチング速度）の溝幅の依存性は低い。つまり、第１加工溝ＰＶ１の溝幅と第２加工溝ＰＶ２の溝幅との最大差が４００μｍ以下だと、両加工溝ＰＶ１・ＰＶ２のエッチング速度に大きな差がでないといえる。
【００６２】
なお、第１加工溝ＰＶ１のエッチング速度と第２加工溝ＰＶ２のエッチング速度とが同程度ゆえに、マイクロ構造体１１の加工設計が容易な例としては、以下のような場合が挙げられる。
【００６３】
例えば、厚み５００μｍの主基板１１に、深さ２５０μｍの導入流路群ＩＲＧが形成されることが決まっており、さらに、合流流路群ＪＲＧおよび接続流路群ＣＲＧの形成のために、主基板１１の表面１１Ｆから裏面１１Ｒまでを貫通させなくてはならないとする。
【００６４】
深さ２５０μｍの導入流路群ＩＲＧの形成のためには、第２加工溝ＰＶ２は、主基板１１の表面１１Ｆから２５０μｍより深くドライエッチングできない。これは、第２加工溝ＰＶ２と同時に形成される第１加工溝ＰＶ１も表面１１Ｆから２５０μｍより深くドライエッチングできないことを意味する。
【００６５】
ただし、加工溝ＰＶ（第１加工溝ＰＶ１・第２加工溝ＰＶ２）の溝幅が１００μｍ以上５００μｍ以下程度の場合、２５０μｍの深さに要する時間は、グラフから明らかなように決まっている。そのため、正確に、２５０μｍの深さの第２加工溝ＰＶ２が形成され、導入流路群ＩＲＧが完成する。
【００６６】
また、導入流路群ＩＲＧが完成するまでに、第１加工溝ＰＶ１も２５０μｍの深さを有することになる。そこで、第１加工溝ＰＶ１とつながる初期溝ＦＶは、５００μｍの主基板１１の厚みから２５０μｍを差し引いた値（２５０μｍ）だけの深さを要すればいい。つまり、初期溝ＦＶの深さが予め決定されることになる。そのため、マイクロ構造体１１の加工設計が容易といえる。
【００６７】
その上、第１加工溝ＰＶ１と初期溝ＦＶとが確実に通ずるために、あえて初期溝ＦＶの深さが２５０μｍを超える深さにならなくてもよい。したがって、初期溝ＦＶの形成時間が短くなり、ひいては、マイクロ構造体１１の加工時間も短くなる。
【００６８】
［実施の形態２］
実施の形態２について説明する。なお、実施の形態１で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【００６９】
実施の形態１では、合流流路群ＪＲＧを形成する初期溝ＦＶおよび第１加工溝ＰＶ１の溝幅が同程度であり、両溝ＦＶ・ＰＶ１は互いの内壁を一致させつつつながっていた。そのため、第１合流流路ＪＲ１〜第３合流流路ＪＲ３における内壁には段差は無かった。
【００７０】
しかし、試料の混合の都合上、第１合流流路ＪＲ１〜第３合流流路ＪＲ３における内壁に、段差が存在すると望ましいこともある。そこで、この実施の形態２では、段差を含む第１合流流路ＪＲ１〜第３合流流路ＪＲ３を備えるマイクロ構造体１１の製造方法について、図６Ａおよび図６Ｂと、図７Ａ〜図７Ｇと、図８Ａおよび図８Ｂと、を用いて説明する。
【００７１】
図６Ａおよび図６Ｂは、図３Ａおよび図３Ｂと同様に、マイクロ構造体１１の表面１１Ｆおよび裏面１１Ｒを示す平面図である。また、図７Ｇは、図６Ａおよび図６Ｂに示されるマイクロ構造体１１のＢ−Ｂ’線矢視断面図であり、図７Ａ〜図７Ｆは、図７Ｇの断面方向と同方向で、マイクロ構造体１１の主体となる主基板１１等を示す断面図である。また、図８Ａは図７Ａでの主基板１１を裏面１１Ｒ側からみた平面図であり、図８Ｂは図７Ｆでのマスク１５で覆われる主基板１１を表面１１Ｆ側からみた平面図である。
【００７２】
なお、図６Ａおよび図６Ｂと、図８Ａおよび図８Ｂとでは、図２Ａおよび図２Ｂ同様、加工されているもののマイクロ構造体１１を貫通していない部分に網線を付す。なお、図６Ａに示される合流流路群ＪＲＧにおいて、網線を付されている部分が段差ＤＧである。
【００７３】
まず、図７Ａに示すように、主基板１１の裏面１１Ｒに、初期溝ＦＶが形成される［初期溝形成工程］。この初期溝ＦＶは、図８Ａに示すように、実施の形態１同様、３つの環状部分ＦＶ１〜ＦＶ３と２つの線状部分ＦＶ４・ＦＶ５とを含む。
【００７４】
次に、図７Ｂに示すように、初期溝ＦＶ以外の裏面１１Ｒに、グリス１２が裏面１１Ｒに塗られ [塗布工程]、その後、このグリス１２の塗られた主基板１１は、図７Ｃに示すように、グリス１２を塗られた裏面１１Ｒを介して、加熱された支持基板１３に置かれる［支持工程］。
【００７５】
続いて、図７Ｄに示すように、主基板１１の表面１１Ｆ上に、フォトリソグラフィー法で第１スリットＳＴ１および第２スリットＳＴ２を含むマスク１５が形成される［加工溝用マスク形成工程］。なお、第１スリットＳＴ１は、実施の形態１とは異なり、初期溝ＦＶの重なる主基板１１の表面１１Ｆの重畳部分を含めつつ、環状の初期溝ＦＶに囲まれる領域（裏面１１Ｒの一部領域）の幅よりも長い。すなわち、第１スリットＳＴ１は、環状の初期溝ＦＶ（ＦＶ１〜ＦＶ３）に囲まれる領域を包含可能な面積を有する。
【００７６】
そして、このようなマスク１５の下で、ドライエッチング［貫通工程］が行われると、図７Ｅに示すように、マスク１５の第１スリットＳＴ１および第２スリットＳＴ２に対応する主基板１１の表面１１Ｆに、徐々に加工溝ＰＶ（第１加工溝ＰＶ１・第２加工溝ＰＶ２）が生じてくる。そして、この加工溝ＰＶが徐々に深まっていくと、図７Ｆおよび図８Ｂに示すように、初期溝ＦＶと、この初期溝ＦＶに対応して形成される第１加工溝ＰＶ１とはつながる［貫通工程の完了］。
【００７７】
ただし、第１加工溝ＰＶ１は、第１スリットＳＴ１に対応して、環状の初期溝ＦＶに囲まれる領域を包含可能な面積を有し、その面積にみあった溝幅を有する。そのため、初期溝ＦＶの内壁と第１加工溝ＰＶ１の内壁とが一致せず、両方の内壁同士の間に間隔が生じる。この間隔が段差ＤＧとなる。
【００７８】
なお、実施の形態１同様、初期溝ＦＶと第１加工溝ＰＶ１とがつながった段階で、両溝補ＦＶ・ＰＶ１から成る貫通部分に囲まれる部分ＦＷ１〜ＦＷ３は、主基板１１から抜き取り可能になる。また、第２加工溝ＰＶ２は裏面１１Ｒにまで到達せず、この段階でエッチングが完了すると、主基板１１を貫通しない第２加工溝ＰＶ２で形成される導入流路群ＩＲＧが完成する。
【００７９】
次に、図７Ｇに示すように、マスク１５が主基板１１から除去され、さらに、支持基板１３が主基板１１から乖離されると、主基板１１にて囲まれる部分ＦＷ１〜ＦＷ３も主基板１１から乖離する［乖離工程］。そして、このような主基板１１が洗浄されると、導入流路群ＩＲＧ、合流流路群ＪＲＧ、および接続流路群ＣＲＧの形成されたマイクロ構造体１１が完成する（図６Ａ・図６Ｂ参照）。
【００８０】
以上のような実施の形態２でのマイクロ構造体１１の製造では、実施の形態１同様の作用効果が奏ずる。例えば、初期溝ＦＶの内部にはグリス１２が充填されていないので、グリス１２が初期溝ＦＶおよび第１加工溝ＰＶ１を通じて裏面１１Ｒから表面１１Ｆに噴出せず、主基板１１がグリス１２で汚れにくい。また、図７Ｅに示すように、貫通工程では、第１加工溝ＰＶ１および第２加工溝ＰＶ２が同時のドライエッチングにより発生するので、実施の形態１同様に、加工時間が短くなる。
【００８１】
また、第１加工溝ＰＶ１の溝幅と第２加工溝ＰＶ２に溝幅とは差があるものの、４００μｍ以下になっている（第１加工溝ＰＶ１の溝幅および第２加工溝ＰＶ２の溝幅は１００μｍ以上５００μｍ以下程度である）。そのため、マイクロ構造体１１に対する加工時間が比較的短く、さらに、第１加工溝ＰＶ１のエッチング速度と第２加工溝ＰＶ２のエッチング速度が同じになり、マイクロ構造体１１の加工設計も容易になる。
【００８２】
［実施の形態３］
実施の形態３について説明する。なお、実施の形態１および２で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【００８３】
実施の形態１および２でのマイクロ構造体１１の製造方法では、グリス１２が主基板１１に塗布される前に、初期溝ＦＶが主基板１１に形成されていた。しかし、初期溝ＦＶが主基板１１に形成される前に、グリス１２が塗布され、その後に、初期溝ＰＶ等が形成されてもよい。実施の形態３では、このような製造方法を、図３Ａおよび図３Ｂと、図４と、図９Ａ〜図９Ｈと、図１０Ａおよび図１０Ｂと、を用いて説明する。
【００８４】
図３Ａおよび図３Ｂと図４とが説明で用いられるのは、実施の形態３での製造方法で製造されたマイクロ構造体１１は、実施の形態１での製造方法で製造されたマイクロ構造体１１と同じなためである。したがって、図９Ｈは、図３Ａおよび図３Ｂに示されるマイクロ構造体１１のＡ−Ａ’線矢視断面図であり、図９Ａ〜図９Ｇは、図９Ｈの断面方向と同方向で、マイクロ構造体１１の主体となる主基板１１等を示す断面図である。
【００８５】
また、図１０Ａは図９Ａでのグリス１２で覆われる主基板１１を表面１１Ｆ側からみた平面図であり、図１０Ｂは図９Ｇでのマスク１５で覆われる主基板１１を表面１１Ｆ側からみた平面図である。
【００８６】
まず、図９Ａおよび図１０Ａに示すように、加熱された主基板１１の表面１１Ｆに、グリス１２を塗布する［塗布工程］。ただし、合流流路群ＪＲＧの外縁（輪郭）および接続流路群ＣＲＧの形成予定位置に重なる表面１１Ｆの一部分には、グリス１２は塗られない。（なお、この形成予定位置に重なる表面１１Ｆの一部分には、後に初期溝ＦＶが形成され、形成予定位置を除く表面１１Ｆの領域は第２残存領域と称する）。そのため、図１０Ａに示すように、表面１１Ｆにて、グリス１２の非塗布部分は、３つの環状部分ＧＰ１〜ＧＰ３と、２つの線状部分ＧＰ４・ＧＰ５とを含む。
【００８７】
詳説すると、３つの環状部分ＧＰ１〜ＧＰ３は合流流路群ＪＲＧの外縁に対応する。また、環状部分ＧＰ１から環状部分ＧＰ２までをつなげる線状部分ＧＰ４と環状部分ＧＰ２から環状部分ＧＰ３までをつなげる線状部分ＧＰ５とは、接続流路群ＣＲＧに対応する（なお、環状部分ＧＰ１〜ＧＰ３および線状部分ＧＰ４・ＧＰ５は、主基板１１における環状部分ＦＶ１〜ＦＶ３および線状部部分ＦＶ４・ＦＶ５に対応する）。
【００８８】
次に、図９Ｂに示すように、主基板１１はグリス１２の塗られた表面１１Ｆを介して、支持基板１３に支えられる［第１支持工程］。そして、主基板１１の裏面１１Ｒには、図９Ｃに示すように、フォトリソグラフィー法でマスク１５が形成される［初期溝用マスク形成工程］。
【００８９】
このマスク１５は、主基板１１の裏面１１Ｒにて、表面１１Ｆのグリス１２の塗布領域に重なる領域を覆う。すなわち、マスク１５は、裏面１１Ｒにおける合流流路群ＪＲＧの外縁および接続流路群ＣＲＧの形成予定位置を覆わず、それ以外の領域を覆う（形成予定位置とマスク１５の第１スリットＳＴ１とが重なる）。
【００９０】
続いて、図９Ｄに示すように、このマスク１５を用いたドライエッチングで、主基板１１の裏面１１Ｒに初期溝ＦＶが形成される［初期溝形成工程］。ただし、この初期溝ＦＶは、図９Ｄに示すように、裏面１１Ｒから侵食していき表面１１Ｆにまで到達する［初期溝形成工程が貫通工程にもなる］。
【００９１】
次に、図９Ｅに示すように、マスク１５が主基板１１から除去されるとともに、支持基板１３が主基板１１から乖離される［第１乖離工程］。すると、裏面１１Ｒから表面１１Ｆまでを貫通する初期溝ＦＶにて囲まれる部分は抜き取られ、その間隙部分が合流流路群ＪＲＧとなる。また、主基板１１を貫通する線状の初期溝ＦＶが接続流路群ＣＲＧとなる。
【００９２】
そして、このような主基板１１は洗浄されると、図９Ｆに示すように、裏面１１Ｒにグリス１２が塗布され、そのグリス１２の塗布面を介して、支持基板１３が主基板１１を支える［第２支持工程］。
【００９３】
この後、図９Ｇおよび図１０Ｂに示すように、主基板１１の表面１１Ｆに対して、フォトリソグラフィー法でマスク１５が形成される［加工溝用マスク形成工程］。このマスク１５は、導入流路群ＩＲＧとなる第２加工溝ＰＶ２の形成に要する第２スリットＳＴ２を含む。つまり、このマスク１５を用いてドライエッチング［加工溝形成工程］が行われることで、主基板１１を貫通しない第２加工溝ＰＶ２が生じ、その第２加工溝ＰＶ２が導入流路群ＩＲＧとなる。
【００９４】
その後、図９Ｈに示すように、マスク１５が主基板１１から除去され、さらに、支持基板１３が主基板１１から乖離される［第２乖離工程］。そして、このような主基板１１が洗浄されると、導入流路群ＩＲＧ、合流流路群ＪＲＧ、および接続流路群ＣＲＧの形成されたマイクロ構造体１１が完成する（図３Ａ・図３Ｂおよび図４参照）。
【００９５】
このようなマイクロ構造体１１が完成するまでには、主基板１１の表面１１Ｆにて、初期溝ＦＶ（合流流路群ＪＲＧ・接続流路群ＣＲＧ）の形成予定位置に重なる部分を除いた領域に、グリス１２が塗られる。その後、このグリス１２の塗られた表面１１Ｆを支持基板１３が支える状態で、主基板１１の裏面１１Ｒに対してドライエッチングが行われ、主基板１１を貫通する初期溝ＦＶが形成される。
【００９６】
このように初期溝ＦＶを介して裏面１１Ｒと表面１１Ｆとの間が貫通する場合、詳説すると、裏面１１Ｒからドライエッチングで侵食してくる初期溝ＦＶが表面１１Ｆに到達する場合、その到達予想位置（すなわち、裏面１１Ｒの初期溝ＦＶの形成予定位置に重なる表面１１Ｆの位置）には、グリス１２は塗られていない。そのため、グリス１２が、初期溝ＦＶを通じて、表面１１Ｆから裏面１１Ｒに噴出しない。つまり、主基板１１がグリス１２で汚れにくい。
【００９７】
なお、初期溝ＦＶの溝幅は、１００μｍ以上５００μｍ以下程度になっていると望ましい。このような溝幅になっていると、初期溝ＦＶの形成時間が比較的短くなるためである。
【００９８】
［その他の実施の形態］
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００９９】
例えば、図１Ｅおよび図７Ｅに示すように、主基板１１に対する第１加工溝ＰＶ１のエッチング速度と第２加工溝ＰＶ２のエッチング速度とは同じである。そして、このようにエッチング速度を一致させるために、実施の形態１では第１加工溝ＰＶ１の溝幅と第２加工溝ＰＶ２溝幅とが一致し、実施の形態２では両加工溝ＰＶ１・ＰＶ２の溝幅の差が４００μｍ以下になっていた。
【０１００】
しかし、エッチング速度は、溝幅のみに依存するわけではない。例えば、主基板１１における加工溝ＰＶの位置、加工溝形状、または主基板１１における加工面の面状態（粗さ）がエッチング速度に影響を及ぼす。そのため、マイクロ構造体１１の製造方法では、溝幅だけに限らす、その他の要因で、第１加工溝ＰＶ１のエッチング速度と第２加工溝ＰＶ２のエッチング速度とが同じになるようにしてもよい。
【０１０１】
ところで、以上では、マイクロ構造体１１が用いられる装置として、マイクロ流体デバイスが挙げられた。しかし、これに限定されることなく、他の装置にマイクロ構造体１１は採用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】は、実施の形態１でのマイクロ構造体の製造工程を示す断面図であり、（Ａ）は初期溝形成工程を示し、（Ｂ）は塗布工程を示し、（Ｃ）は支持工程を示し、（Ｄ）は加工溝用マスク形成工程を示し、（Ｅ）は貫通工程を示し、（Ｆ）は貫通工程の完了後を示し、（Ｇ）は乖離工程を示す。
【図２】では、（Ａ）は図１Ａでの主基板を裏面側からみた平面図であり、（Ｂ）は図１Ｆでのマスクで覆われる主基板を表面側からみた平面図である。
【図３】では、（Ａ）はマイクロ構造体の表面を示す平面図であり、（Ｂ）はマイクロ構造体の裏面を示す平面図である。
【図４】は、マイクロ構造体の斜視図である。
【図５】は、溝幅に応じて要するエッチング時間を示す特性図である。
【図６】では、（Ａ）は図３Ａとは異なるマイクロ構造体の表面を示す平面図であり、（Ｂ）は図３Ｂとは異なるマイクロ構造体の裏面を示す平面図である。
【図７】は、実施の形態２でのマイクロ構造体の製造工程を示す断面図であり、（Ａ）は初期溝形成工程を示し、（Ｂ）は塗布工程を示し、（Ｃ）は支持工程を示し、（Ｄ）は加工溝用マスク形成工程を示し、（Ｅ）は貫通工程を示し、（Ｆ）は貫通工程の完了後を示し、（Ｇ）は乖離工程を示す。
【図８】では、（Ａ）は図７Ａでの主基板を裏面側からみた平面図であり、（Ｂ）は図７Ｆでのマスクで覆われる主基板を表面側からみた平面図である。
【図９】では、実施の形態３でのマイクロ構造体の製造工程を示す断面図であり、（Ａ）は塗布工程を示し、（Ｂ）は第１支持工程を示し、（Ｃ）は初期溝用マスク形成工程を示し、（Ｄ）は初期溝形成工程（貫通工程）を示し、（Ｅ）は第１乖離工程を示し、（Ｆ）は第２支持工程を示し、（Ｇ）は加工溝用マスク形成工程および加工溝形成工程を示し、（Ｈ）は第２乖離工程を示す。
【図１０】では、（Ａ）は図９Ａでのグリスで覆われた主基板を表面側からみた平面図であり、（Ｂ）は図９Ｇでのマスクで覆われた主基板を表面側からみた平面図である。
【図１１】は、従来のマイクロ構造体の製造工程を示す断面図であり、（Ａ）は初期溝形成工程を示し、（Ｂ）は塗布工程を示し、（Ｃ）は支持工程を示し、（Ｄ）は加工溝用マスク形成工程を示し、（Ｅ）は貫通工程を示し、（Ｆ）は貫通工程の完了後を示し、（Ｇ）は乖離工程を示す。
【符号の説明】
【０１０３】
１１      主基板、マイクロ構造体
１１Ｆ    表面（第２面）
１１Ｒ    裏面（第１面）
１２      グリス（放熱性粘着剤）
１３      支持基板
１５      マスク
ＳＴ      スリット
ＩＲＧ    導入流路群
ＪＲＧ    合流流路群
ＣＲＧ    接続流路群
ＦＶ      初期溝（囲み溝）
ＰＶ      加工溝
ＰＶ１    第１加工溝
ＰＶ２    第２加工溝
ＦＷ      初期溝と第１加工溝とのつながる貫通部分で囲まれる領域
【図１】
2009281976.tif 000003
【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】
2009281976.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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