微流体装置及其制造方法、流路形成用感光性树脂组合物的制作方法

微流体装置及其制造方法、流路形成用感光性树脂组合物的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微流体装置的制造方法、微流体装置及流路形成用感光性树脂组合物。
【背景技术】
[0002]目前正在开发微流体装置(也被称为微流路装置、微流路芯片、微反应器(microreactor)等)，该微流体装置为在芯片基板内形成有包含液体或气体等的流体的微细流路、阀(valve)、流体的导入口、排出口等的小型装置(device)，并且正试图将所述微流体装置应用于多种物质的分离分析、传感器(sensor)、化学反应等多种用途中。
[0003]最近，利用微流体装置来进行蛋白质、脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid，DNA)或核糖核酸(RibonucleicAcid，RNA)等核酸、糖链等的生物体相关物质的分离分析或合成，由此对医药品或农业等的高通量筛选(high through-put screening)的应用受到关注。
[0004]微流体装置为在玻璃或树脂等的构件中具有毛细管状的微小流路、为了输送在该流路内通过的基质而设置的栗机构、以及检测机构的装置。
[0005]关于这种微流体装置的流路的制造方法，已知使用能量线硬化型的树脂组合物(感光性树脂组合物)的制造方法(专利文献1)。
[0006][现有技术文献]
[0007][专利文献]
[0008][专利文献1]日本专利特表2009-501908号公报

【发明内容】

[0009]发明所要解决的问题
[0010]微流体装置的流路与半导体集成电路同样地小，由此可快速且有效率地进行反应。例如，在流路内流动的基质的扩散最终依赖于基质的扩散，因此扩散所需要的时间与扩散距离的平方成比例。因此，直径小的流路的扩散距离变小，可快速进行基质的扩散。另夕卜，在通过热来促进反应的情况下，热导率与传热部分的截面积成比例，因此直径小的流路可快速传热。
[0011]像这样，通过使微流体装置的流路小，可加快基质的反应，从而可提高性能。但是，在像专利文献1那样由感光性树脂组合物来形成流路的情况下，曝光.显影后的经图案化的膜要安装盖，因此以B阶状态(半硬化状态)而局部停止交联反应。所以，有时无法使安装盖后的经图案化的膜完全硬化，或有时无法安装盖。
[0012]本发明的目的在于提供一种具有使用感光性树脂组合物的良好流路的微流体装置的制造方法、微流体装置、用于形成流路的流路形成用感光性树脂组合物。
[0013]解决问题的技术手段
[0014]本发明的构成如下。
[0015][1] 一种微流体装置，在构件的内部具有流路，并且所述微流体装置的特征在于:
[0016]所述流路具有由感光性树脂组合物所形成的经图案化的树脂组合物层，其中所述感光性树脂组合物含有具有氧杂环丙基的化合物、具有氧杂环丁基的化合物及光酸产生剂。
[0017][2] 一种微流体装置，在构件的内部具有流路，并且所述微流体装置的特征在于:
[0018]具有由支撑体、由感光性树脂组合物所形成的经图案化的树脂组合物层、及盖所形成的流路，其中所述感光性树脂组合物含有具有氧杂环丙基的化合物、具有氧杂环丁基的化合物及光酸产生剂，所述盖将由所述支撑体及所述经图案化的树脂组合物层所形成的槽覆盖。
[0019][3]根据[1]或[2]的微流体装置，其中所述感光性树脂组合物进一步含有酸扩散控制剂。
[0020][4]根据[2]的微流体装置，其中选自所述支撑体及盖中的至少一个具有检测元件。
[0021][5] 一种微流体装置的制造方法，制造在构件的内部具有流路的微流体装置，并且所述微流体装置的制造方法的特征在于包括:
[0022]在支撑体上形成由感光性树脂组合物所形成的树脂组合物层的工序，其中所述感光性树脂组合物含有具有氧杂环丙基的化合物、具有氧杂环丁基的化合物及光酸产生剂；
[0023]对所述树脂组合物层选择性地进行曝光及显影的工序；以及
[0024]在显影后的树脂组合物层上配置盖材的工序。
[0025][6] 一种流路形成用感光性树脂组合物，用于形成在构件的内部具有流路的微流体装置的流路，并且所述流路形成用感光性树脂组合物的特征在于:
[0026]含有具有氧杂环丙基的化合物、具有氧杂环丁基的化合物及光酸产生剂。
[0027]发明的效果
[0028]根据本发明，可提供一种具有基质不会附着且小的流路的微流体装置的制造方法、微流体装置、及用于形成流路的流路形成用感光性树脂组合物。
【附图说明】
[0029]图1表示发明的实施方式的微流体装置的制造方法的概略示意图。
[0030]图2表不实施例中制造的微流体装置的不意图。
【具体实施方式】
[0031]以下，关于本发明的实施方式，对本发明的流路形成用感光性树脂组合物进行说明后，对使用流路形成用感光性树脂组合物的微流体装置的制造方法、及使用流路形成用感光性树脂组合物的微流体装置进行说明。
[0032]1.流路形成用感光性树脂组合物
[0033]所谓流路形成用感光性树脂组合物(以下也称为“抗蚀剂组合物”)，是指用于形成在构件的内部具有流路的微流体装置的流路的感光性树脂组合物，并且含有具有氧杂环丙基的化合物(以下也称为“氧杂环丙基化合物”)、具有氧杂环丁基的化合物(以下也称为“氧杂环丁基化合物”)、及光酸产生剂。
[0034]关于本发明的微流体装置的流路，形成半硬化状态的经图案化的树脂组合物层，该半硬化状态的经图案化的树脂组合物层是对由抗蚀剂组合物所形成的树脂组合物层进行曝光?显影所得，然后将经图案化的树脂组合物层由半硬化状态调整为硬化状态，由此使支撑体、经图案化的树脂组合物层及盖一体化，形成本发明的微流体装置的流路。所述半硬化状态时，必须硬化至经图案化的树脂组合物层不崩解的程度。氧杂环丙基化合物通常硬化速度快，硬化性优异，因此由含有氧杂环丙基化合物的抗蚀剂组合物所得的经图案化的树脂组合物层可硬化至不崩解的程度。
[0035]然而，对于由仅含有氧杂环丙基化合物作为交联剂的抗蚀剂组合物所得的经图案化的树脂组合物层而言，由于氧杂环丙基化合物的硬化速度快，因此在一体化时经图案化的树脂组合物层并无流动性，曝光.显影后所形成的经图案化的树脂组合物层的壁面的形状直接成为流路的壁面的形状。通常对于抗蚀剂组合物而言，若提高所得的图案的分辨率，则图案的壁面粗糙，因此在使用仅含有氧杂环丙基化合物的抗蚀剂组合物来形成小的流路时，无法获得具有光滑壁面的流路。
[0036]另一方面，氧杂环丁基化合物通常硬化速度慢，因此由仅含有氧杂环丁基化合物作为交联剂的抗蚀剂组合物所得的经图案化的树脂组合物层在半硬化状态时，可能经图案化的树脂组合物层崩解。但是，在一体化时经图案化的树脂组合物层具有流动性，可通过流动使曝光.显影后所形成的经图案化的树脂组合物层的壁面的形状光滑，调整为流路的壁面的形状。
[0037]本发明想到，通过使用硬化速度像这样具有差异的氧杂环丙基化合物与氧杂环丁基化合物两个，可在半硬化状态时防止经图案化的树脂组合物层的崩解，并且在一体化通过流动而形成光滑的壁面。因此，含有氧杂环丙基化合物与氧杂环丁基化合物两个的抗蚀剂组合物特别适于形成微流体装置的流路。
[0038]以下，对抗蚀剂组合物中所含的成分、氧杂环丙基化合物、氧杂环丁基化合物及光酸产生剂、以及抗蚀剂组合物中可含有的成分、碱可溶性树脂、酸扩散抑制剂及其他成分进行说明。
[0039]1-1.氣杂环丙基化合物
[0040]氧杂环丙基化合物为利用通过曝光而由光酸产生剂所产生的酸来进行交联反应的化合物，只要具有一个以上的氧杂环丙基即可。氧杂环丙基化合物可为低分子，也可为树月旨，在氧杂环丙基化合物为树脂的情况下，除了氧杂环丙基以外，可具有酚性羟基或羧基等酸性基。在氧杂环丙基化合物为具有酸性基的树脂的情况下，可用作后述碱可溶性树脂。这些中，低分子的氧杂环丙基化合物可使所得的流路的壁面光滑，因此优选。
[0041]低分子的氧杂环丙基化合物例如可举出:间苯二酚二缩水甘油醚、季戊四醇缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、山梨糖醇聚缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚。可作为市售品而获取的低分子的氧杂环丙基化合物例如可举出:代那考尔(DenacoDEX-201、代那考尔(Denacol)EX-313、代那考尔(Denacol)EX-314、代那考尔(Denacol)EX-321、代那考尔(Denacol)EX-411、代那考尔(Denacol)EX_511、代那考尔(Denacol)EX-512、代那考尔(Denacol)EX-612、代那考尔(Denacol)EX-614、代那考尔(Denacol)EX-614B、代那考尔(Denacol)EX-731、代那考尔(Denacol)EX-810、代那考尔(Denacol)EX-911、代那考尔(Denacol)EM-150 (以上为长濑化成(Nagase ChemteX)公司制造)。
[0042]树脂的氧杂环丙基化合物例如可举出:苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚型环氧树脂、三苯酚型环氧树脂、四苯酚型环氧树脂、苯酚-二甲苯型环氧树脂、萘酚-二甲苯型环氧树脂、苯酚-萘酚型环氧树脂、苯酚-二环戊二烯型环氧树脂、脂环式环氧树脂、脂肪族环氧树脂。可作为市售品而获取的树脂的氧杂环丙基化合物例如可举出:JER827、JER828、JER1001、JER1003、JER1055、JER1007、JER806、JER807、JER4004、JER4005、JER152、JER157S70(以上为日本环氧树脂(JapanEpoxy Resin)(股)制造)，艾比克隆(EPICL0N)860、艾比克隆(EPICL0N) 1050、艾比克隆(EPICL0N) 830、艾比克隆(EPICL0N)835、艾比克隆(EPICL0N)N_740、艾比克隆(EPICL0N)N_770、艾比克隆(EPICL0