微芯片衬底的接合方法以及微芯片技术

提供一种接合方法，能够在微细流路的内表面上形成亲水性的膜，简单地把衬底相互接合起来而制造微芯片。对于在表面上形成了微细流路（１１）的微芯片衬底（１０），在形成了微细流路（１１）的面上形成ＳｉＯ↓［２］膜（１２）。此时，在微细流路（１１）的内表面上和与微芯片衬底（２０）接合的面（接合面）上形成ＳｉＯ↓［２］膜。对于板状的微芯片衬底（２０）也是，在与微芯片衬底（１０）接合的面（接合面）上形成ＳｉＯ↓［２］膜（２１）。然后，通过激活ＳｉＯ↓［２］膜（１２、２１）的表面，把微芯片衬底（１０）和微芯片衬底（２０）接合起来。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及把形成有流路用槽的微芯片衬底接合起来的方法、以 及用该方法制造的微芯片。
技术介绍
利用微细加工技术在硅或玻璃衬底上形成微细流路和电路，在微 小空间上进行核酸、蛋白质、血液等液体试样的化学反应、分离和分析等的被称为微分析芯片或pTAS (Micro Total Analysis Systems,微 总分析系统)的装置正在实用化。作为这样的微芯片的优点，有减少 样品和试剂的使用量或废液排出量、能实现节省空间且可携带移动的 廉价系统。通过把对至少一个部件进行了微细加工的两个部件粘合起来制 造微芯片。在现有技术中，微芯片中使用玻璃衬底，提出了各种各样 的微细加工方法。但是，由于玻璃衬底不适合大量生产、成本非常高， 所以希望开发廉价且可一次性使用的树脂制微芯片。另外，在这样的向微芯片那样的微细流路中通液进行检查的元件 中，对流路表面进行赋予亲水性的性质的处理，以使得蛋白质等的液 体试样不会附着在流路上。作为对流路表面进行赋予亲水性的性质的处理，有涂敷有机物/ 无机物、等离子体处理、通过在流路内流过溶液进行表面修饰等的方 法。其中，Si02膜的涂层的亲水性很好，而且由于是无机物所以作为 材料有稳定且具有高透明度等特长。另外，作为把微芯片衬底接合起来的方法，有用粘接剂接合的方 法、用有机溶剂溶解树脂衬底的表面而进行接合的方法(例如专利文 献l)、利用超声波熔接进行接合的方法(例如专利文献2)、利用热熔接进行接合的方法(例如专利文献3)、利用激光熔接的方法(例 如专利文献4)等。<专利文献1>日本特开2005-80569号公报<专利文献2>日本特开2005-77239号公报<专利文献3>日本特开2005-771218号公报<专利文献4>日本特开2005-74796号公报
技术实现思路
(专利技术要解决的问题)在微芯片衬底上未形成具有亲水性的膜时，能够用上述那样的方 法把树脂制的微芯片衬底相互接合起来。另外，在超声波熔接、热熔 接和激光熔接中，由于都是通过使衬底的树脂表面熔化后再次固化而 把树脂制的微芯片衬底相互接合起来，所以在微细流路的内表面上形 成亲水性的膜且在接合面上也形成亲水性的膜时，难以把微芯片衬底 相互接合起来。尤其是作为亲水性的膜利用无机物SiO;j膜时，由于通常在微芯片衬底相互间的接合面上也形成Si02膜，所以 一般在微芯片衬底相互 的接合中用粘接剂。但是，用粘接剂把微芯片衬底相互接合时有图3所示的问题。图剖面图。例如，如图3(a)所示，在表面上形成有微细流路102的微 芯片衬底101上形成SK)2膜103。此时，不仅在微细流路102的内表 面上，而且在与相对应的衬底接合的面(接合面)上也形成Si()2膜103。 然后，考虑在用来覆盖微细流路102的平板状微芯片衬底104上形成 Si02膜105,用粘接剂106把两衬底接合起来的方式。象这样用粘接 剂106把衬底相互接合起来时，恐怕会如虚线的圆所示那样，粘接剂 106渗出到微细流路102内而堵塞微细流路102。另外，由于粘接剂 106硬化后的主要成分为树脂，显示疏水性，所以恐怕会妨碍Si02膜 带来的亲水性功能。另夕卜，还考虑了如图3 (b)所示，只在微细流路102的内表面上 形成Si02膜103，在微芯片衬底104上的与该微细流路102对应的位 置上形成Si02膜105，用粘接剂106把衬底相互接合起来的方式。但 是，这样的情况下，由于粘接剂106比Si02膜105厚，所以恐怕粘接 剂106会渗出到微细流路102内。另夕卜，还考虑了如图3 (c)所示，只在微细流路102的内表面上 形成SiO;j膜103，在微芯片衬底104上的与该微细流路102对应的位 置上形成Si02膜105，用热熔接、激光熔接或超声波熔接把衬底相互 接合起来的方式。但是，这样的情况下，必须在微芯片衬底101和微 芯片衬底104两者中都进行Si02膜的构图。而且，如果不能高精度地 确定在微芯片衬底104上形成Si02膜105的位置，则如虚线的圆所示， 在微细流路102中露出微芯片衬底104的表面(树脂)，不能只用具 有亲水性功能的Si02膜覆盖微细流路102。其结果，恐怕不能保证微 细流路102中的亲水性功能。如上所述，用粘接剂时存在粘接剂会渗出到微细流路内的问题， 而不用粘接剂时还存在必须高精度地确定形成Si02膜的位置而该位 置对准难以实现的问题。不管用哪种方法都存在难以在微细流路内确 保Si02膜带来的亲水性功能的问题。另外，现有的方法中，从成本上 看也不适合批量生产。本专利技术正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供在微细 流路的内表面上形成亲水性的膜，不用粘接剂就能够把微细芯片衬底 相互接合起来而制造微芯片的接合方法以及该微芯片。(用来解决问题的手段)本专利技术的方式l是一种微芯片衬底的接合方法，在两个树脂制部 件中的至少 一个树脂制部件上形成流路用槽，以形成有上述流路用槽 的面为内侧把上述两个树脂制部件接合起来，其特征在于通过对上 述两个树脂制部件的每一个，在要接合的面的表面上形成以SiCh为主要成分的Si02膜，并激活上述Si02膜，从而把上述两个树脂制部件接合起来。另外，本专利技术的方式2是如方式1所述的微芯片衬底的接合方法， 其特征在于通过紫外线照射进行上述激活。另外，本专利技术的方式3是如方式2所述的微芯片衬底的接合方法, 其特征在于上述紫外线照射中用的紫外线的波长为170nm 180nm。另外，本专利技术的方式4是如方式1所述的微芯片衬底的接合方法， 其特征在于通过等离子体照射进行上述激活。另夕卜，本专利技术的方式5是如方式1所述的微芯片衬底的接合方法， 其特征在于通过离子束照射进行上述激活。另外，本专利技术的方式6是如方式1~5中任一项所述的微芯片村底 的接合方法，其特征在于上述Si02膜的表面粗糙度Ra为Ra《2nm。另外，本专利技术的方式7是如方式1 6中任一项所述的微芯片衬底 的接合方法，其特征在于上述两个树脂制部件的表面即形成有上述 Si02膜的面的表面粗糙度Ra为Ra^2nm。另外，本专利技术的方式8是如方式1~5中任一项所述的微芯片衬底 的接合方法，其特征在于上述两个树脂制部件中的形成有上述流路 用槽的树脂制部件是板状部件，未形成上述流路用槽的树脂制部件是 膜状部件。另外，本专利技术的方式9是一种微芯片，其特征在于，该微芯片是 利用如方式1~8中任一项所述的微芯片衬底的接合方法接合而成的。另外，本专利技术的方式10是一种微芯片，该微芯片是在两个树脂 制部件中的至少一个树脂制部件上形成流路用槽，以形成有上述流路 用槽的面为内侧把上述两个树脂制部件接合而成的，其特征在于在 上述两个树脂制部件之间形成两层以上的SK)2膜，利用上述两层以上的Si02膜把上述两个树脂制部件接合起来。另外，本专利技术的方式ll是如方式10所述的微芯片，其特征在于 上述两层以上的SiC)2膜的边界处的表面粗糙度Ra为Ra《2nm。另外，本专利技术的方式12是如方式10或11所述的微芯片，其特征 在于上述两个树脂制部件的表面即形成有上述Si02膜的面的表面粗 糙度Ra为Ra《2證。另外，本专利技术的方式13是如方式10~12中任一项所述的微芯片， 其特征在于上述两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微芯片衬底的接合方法，在两个树脂制部件中的至少一个树脂制部件上形成流路用槽，以形成有上述流路用槽的面为内侧把上述两个树脂制部件接合起来，其特征在于：　对上述两个树脂制部件的每一个，在要接合的面的表面上形成以ＳｉＯ↓［２］为主要成分 的ＳｉＯ↓［２］膜；　通过激活上述ＳｉＯ↓［２］膜，把上述两个树脂制部件接合起来。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：平山博士，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达精密光学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]