[发明专利]微芯片衬底的接合方法以及微芯片

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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μTAS(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，SiO₂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1)、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

发明内容

(发明要解决的问题)

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SiO₂膜时，由于通常在微芯 片衬底相互间的接合面上也形成SiO₂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 3是用来说明根据现有技术的微芯片衬底的接合方法的微芯片衬底的 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SiO₂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SiO₂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 SiO₂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SiO₂膜 带来的亲水性功能。

另外，还考虑了如图3(b)所示，只在微细流路102的内表面上 形成SiO₂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SiO₂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SiO₂膜105厚，所以恐怕粘接 剂106会渗出到微细流路102内。