微芯片和用于制造微芯片的方法
【专利摘要】提供了用于增加构造微芯片的多个基板层的各基本层之间的接合强度的技术。提供了微芯片，该微芯片包括多个基板层，以及接合层，该接合层设置在基板层之间的界面处并且被配置为包括硅化合物，接合层的至少一个被配置为包括有机硅化合物。在该微芯片，即使结合不同材料的多个基板层，也可以增强多个基板层的各基板层之间的接合强度。
【专利说明】微芯片和用于制造微芯片的方法
【技术领域】
[0001 ] 本技术涉及包括多个基板层的微芯片。更具体地，本技术涉及具有设置在基板层之间的界面处的接合层的微芯片。
【背景技术】
[0002]近几年，已经开发了微芯片，该微芯片设置有用于在由硅或玻璃制成的基板上通过将微机电技术应用于半导体工业执行化学和生物学分析的井或流路。这类微芯片开始用于，例如，在液相色谱法中的电化学检测器或在医学领域中的紧凑型电化学传感器。
[0003]使用这类微芯片的分析系统称为微全分析系统(μ-TAS)、芯片实验室或生物芯片，并且该分析系统作为能够高速、高效、高集成化学和生物学分析或分析器的微型化的技术而得到关注。μ-TAS允许以小量的样品执行分析并且允许微芯片用完即可丢弃，并且因此特别期望其能够应用于生物学分析，该生物学分析处理有价值且脆弱的微量的样品或大量的待试验物。
[0004]如上所述的这类微芯片通常通过将具有井或流路模制在其中的基板接合到另一个基板而制造。当接合基板时，必须可靠密封样品引进至其的微结构而不损坏诸如设置在基板中的流路的微结构。
[0005]例如，专利文献I公开了 “包括溶液引入的区域同时保持该区域的内部压力相对于大气压为负的微芯片”。这种微芯片通过接合由不同材料制成的多个基板层而形成。由这类复合材料基板层组成的微芯片可能在基板层之间的接合强度不足。
[0006]引用列表
[0007]专利文献
[0008]专利文献I JP 2011-163984Α
【发明内容】
[0009]技术问题
[0010]在一些情况下，取决于构成微芯片的基板层的材料的组合，基板层之间的接合强度可能是不足的。因此，本技术的主要目标是提供用于增强基板层之间的接合强度的技术。
[0011]技术方案
[0012]为了解决问题，本技术提供了一种微芯片，该微芯片包括多个基板层，以及接合层，该接合层设置在基板层之间的界面处并且被配置为包括硅化合物。接合层的至少一层被配置为包括有机娃化合物。
[0013]多个基板层可以包括由非硅树脂制成的基板层和由聚二甲基硅氧烷制成的基板层。由聚二甲基硅氧烷制成的基板层的两个表面可以通过接合层接合到由非硅树脂制成的第一基板层和由非娃树脂制成的第二基板层。
[0014]由非硅树脂制成的第一基板层在接合到由聚二甲基硅氧烷制成的基板层的接合面上可以具有凹槽。由非硅树脂制成的第二基板层和由聚二甲基硅氧烷制成的基板层可以通过由有机硅化合物制成的接合层接合，由非硅树脂制成的第二基板层在接合到由聚二甲基硅氧烷制成的基板层的接合面上不具有凹槽。
[0015]此外，由聚二甲基硅氧烷制成的基板层可以通过由无机硅化合物制成的接合层接合到由非硅树脂制成的第一基板层。
[0016]此外，由聚二甲基硅氧烷制成的基板层在接合到由非硅树脂制成的第一基板层的接合面上可以具有凹槽。由非硅树脂制成的第一基板层和由非硅树脂制成的第二基板层可以通过由有机硅化合物制成的接合层分别接合到由聚二甲基硅氧烷制成的基板层。
[0017]由非硅树脂制成的第一基板层和由非硅树脂制成的第二基板层可以由丙烯酸树脂或聚碳酸酯组成，并且可以是不透气的。
[0018]此外，由聚二甲基硅氧烷制成的基板层可以由于弹性形变而具有自密封能力。凹槽可以具有相对于大气压是负压的内部空间。
[0019]本技术提供了用于制造微芯片的方法，该方法包括将包含硅化合物的可交联组合物涂覆由非硅树脂制成的第一基板层的凹槽形成表面的沉积处理，第一基板层的凹槽形成表面设置有凹槽；以及将包含有机硅化合物的可交联组合物涂覆由非硅树脂制成的第二基板层的表面的涂覆处理，第二基板层的表面未设置有凹槽。
[0020]根据权利要求9所述的用于制造微芯片的方法，该方法可以包括将由非硅树脂制成的第一基板层的凹槽形成表面和由非硅树脂制成的第二基板层的表面接合到由聚二甲基硅氧烷制成的基板层的接合处理，第一基板层的凹槽形成表面涂覆有包含硅化合物的可交联组合物，第二基板层的表面涂覆有包含有机硅化合物的可交联组合物并且未设置有凹槽。
[0021]技术效果
[0022]根据本技术，提供了在基板层之间具有增强的接合强度的微芯片。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1的A和B是用于描述根据本技术的第一实施方式的微芯片Ia的构造的示意图。
[0024]图2是用于描述用于制造微芯片Ia的方法的流程图。
[0025]图3的A至F是用于描述用于制造微芯片Ia的方法的示意图。
[0026]图4是用于描述根据本技术的第二实施方式的微芯片Ib的构造的示意图。
[0027]图5是用于描述用于制造微芯片Ib的方法的流程图。
[0028]图6的A至F是用于描述用于制造微芯片Ib的方法的示意图。
[0029]图7是用于描述根据本技术的第三实施方式的微芯片Ic的构造的示意图。
[0030]图8的A至F是用于描述用于制造微芯片Ic的方法的示意图。
【具体实施方式】
[0031]在下文中，将描述用于贯彻本技术的优选实施方式。应注意，以下描述的实施方式仅旨在示出本技术的示例性实施方式并且本技术的范围不解释为限于所描述的实施方式。按照以下顺序进行说明。
[0032]1.根据本技术第一实施方式的微芯片的构造
[0033]2.根据本技术第一实施方式的用于制造微芯片的方法
[0034](I)模制基板层
[0035](2)层压可交联组合物
[0036](3)硬化可交联组合物
[0037](4)接合基板层
[0038]3.根据本技术第二实施方式的微芯片的构造
[0039]4.根据本技术第二实施方式的用于制造微芯片的方法
[0040](I)涂覆可交联组合物
[0041]5.根据本技术第三实施方式的微芯片的构造
[0042]6.根据本技术第三实施方式的用于制造微芯片的方法
[0043](I)模制基板层
[0044](2)涂覆可交联组合物
[0045]1.根据本技术第一实施方式的微芯片的构造
[0046]图1是示出了根据本技术第一实施方式的微芯片Ia的构造的示意图。图1的A是示意性顶视图，并且图1的B是对应于从图1的A的线P-P截取的截面的示意性截面图。
[0047]在图中由参考数字Ia表示的微芯片设置有进入部3、井51至55、以及流路41至45。进入部3用作用于引进诸如样品溶液的液体的区域并且允许液体从外部引进。井51至55用作要被分析的物体的反应场。流路41至45用于将进入部3与井51至55的每个连接。在图1和其描述中，描述基于以下假设:通过流路41提供液体的五个井均视为井51，并且类似地，通过流路42、43、44和45提供液体的五个井分别视为井52、53、54、和55。根据本技术的微芯片的构造不限于如在图1中示出的进入部3、流路41至45、以及井51至55的数量和布置。
[0048]根据本技术的微芯片被配置为包括多个基板层和接合层。接合层由设置在基板层之间的界面处的硅化合物制成。此外，接合层的至少一个由有机硅化合物制成。根据本实施方式在图1的B中示出的微芯片Ia被配置为包括例如，三个基板层11、12、和13。组成微芯片Ia的多个基板层11、12、和13优选地包括由非硅树脂制成的基板层和由聚二甲基硅氧烷制成的基板层。此外，由聚二甲基硅氧烷制成的基板层的两个表面通过接合层接合到由非硅树脂制成的第一基板层和由非硅树脂制成的第二基板层。在根据本实施方式的微芯片Ia中，为了方便描述，由聚二甲基硅氧烷制成的基板层称为基板层11，将要被接合到基板层11的两个基板层中的“由非硅树脂制成的第一基板层”称为“基板层12”，并且将要被接合到基板层11的两个基板层中的“由非硅树脂制成的第二基板层”称为“基板层13”。类似地，这可适用于稍后描述的第二和第三实施方式。
[0049]在微芯片Ia中，基板层12在接合到基板层11的表面上具有凹槽。凹槽对应于用于引进诸如样品溶液的液体的区域，并且这个区域包括进入部3、流路41至45、以及井51至55。基板层12通过由硅化合物制成的接合层22b接合到基板层11。接合层22b是由无机硅化合物制成的接合层。另一方面，基板层13在接合到基板层11的表面上不具有任何凹槽，并且基板层13通过由有机硅化合物制成的接合层22a接合到基板层11。
[0050]在微芯片Ia中，基板层12具有设置在接合到基板层11的表面上的凹槽，并且因此用于引进液体的区域(诸如设置在微芯片Ia中的进入部3)不与微芯片Ia的外部连通。如果基板层11由具有弹性的材料制成，可以允许刺穿件(诸如针)的一部分从微芯片Ia的外部通过形成在基板层13中的入口 31穿透至进入部3。如果连接到提前填充了液体的针筒的针刺入基板层11，则可以将液体引进诸如在微芯片Ia中的进入部3的区域。此外，即使针等刺入基板层，但是密封区域仅连接至针筒的内部，并且因此禁止气泡进入流路41至45或井51至55，并且液体的引入是可能的。
[0051]在引入液体之后，当针等从进入部3抽出时，如果基板层11由具有弹性的材料制成，则基板层11的自密封能力允许刺穿部分自发密封。在本技术中，由于基板层的弹性形变由针等引起的刺穿部分的自发密封被定义为基板层的“自密封能力”。
[0052]要被引入微芯片Ia的液体称为样品溶液等，其包括待分析的对象和用于通过使其与另一物质起反应而生产待分析的对象的物质。待分析的对象的实例能够包括诸如核酸的蛋白质，例如，DNA或RNA、肽、以及抗体。包括上述待分析的物体的生物样品(诸如血液)、或其稀释溶液也能够作为要被引入微芯片Ia的液体。此外，使用微芯片Ia的分析方法包括，例如，使用核酸扩增反应的分析方法，诸如执行热循环和各种等温扩增技术而不使用热循环的已知的聚合酶连锁反应(PCR)技术。
[0053]2.根据本技术第一实施方式的用于制造微芯片的方法
[0054]参考在图2中示出的流程图描述用于制造微芯片Ia的方法。
[0055](I)模制基板层
[0056]在图2中的参考标号SI指明基板层模制处理。在此处理中，对应于进入部3、流路41至45、以及井51至55的凹槽形成在基板层12上，并且对应于入口 31的开口形成在基板层13上。基板层12和13可以将玻璃、塑料、金属和陶瓷采用为其材料，并且尤其更优选的是塑料。此外，如稍后描述的，基板层12和13优选地采用不透气的材料。具有不透气性的塑料材料的实例包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA:丙烯酸树脂)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、二甘醇双烯丙基碳酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN树脂)、MMA-苯乙烯共聚物(MS树脂)、TPX (聚(4-甲基-1-戊烯))、聚烯烃、SiMA (硅氧烷甲基丙烯酸酯单体)-MMA共聚物、包含单体共聚物的SiMA-氟、有机硅大分子-(A)-HFBuMA (七氟丙烯酸甲酯)-MMA三元共聚物、以及二取代的取乙炔类聚合物。在它们之间，作为非硅树脂的PC或丙烯酸树脂是特别合适的。
[0057]在光学分析保留在微芯片Ia的井51至55的每个中的物质的情况下，由于小波长分布因此期望选择具有透光性、较少自发荧光、和较少光学误差的材料作为基板层11、12、和13的材料。
[0058]能够通过使用已知的技术在基板层12和13中模制进入部3等。例如，通过湿法蚀刻或干法刻蚀由玻璃制成的基板层，或可替换地，纳米压印、注射模制或切割由塑料制成的基板层而执行模制。此外，微芯片Ia不限于在图1中示出的构造，并且可以在基板层11中模制诸如用于引进液体的进入部3的区域，或可替换地，可以在基板层11中模制区域的一部分并且可以在基板层12中形成剩余的区域。
[0059]在在图2中示出的用于制造微芯片Ia的方法中，基板层模制处理SI不是至关重要的处理，单独制备具有提前模制在其中的凹槽或开口的其他基板层12和13，并且处理能够从随后将描述的将可交联组合物与基板层12和13层压的处理S2处开始。
[0060](2)层压可交联组合物
[0061]在图2中，参考标号S2(S2a和S2b)指明将可交联组合物层压到基板层12和13上的处理。此外，图3是示出了从这个处理到基板层接合处理S4每个步骤的示意图。如图3的A所示，在这个处理中，包含硅化合物的可交联组合物21b层压到基板层12上，并且包含硅化合物的可交联组合物21a层压到基板层13上。仅形成有对应于入口 31的开口的基板层13具有在其上不设置凹槽的表面，并且表面涂覆包含有机硅化合物的可交联组合物21a(可交联组合物涂覆处理S2a)。基板层12具有对应于进入部3等的凹槽形成在其上的凹槽形成表面，并且包含硅化合物的可交联组合物21b沉积在凹槽形成表面上(可交联组合物沉积处理S2b)。
[0062][可交联组合物涂覆处理S2a]
[0063]在制造微芯片Ia的处理中所使用的包含硅化合物的可交联组合物是，例如，包含通过烷氧基硅烷的水解和部分凝结制造的硅醇基基团的凝结物，并且其可以处于凝结物分散在诸如醇类溶剂的液体的状态。用于涂覆处理S2a的可交联组合物21a优选地包含有机硅化合物。包含有机硅化合物的可交联组合物是，例如，包含有机官能团的烷氧基硅烷的凝结物加入在其中分散包含上述硅醇基基团的凝结物的溶剂的组合物。更具体地，例如，其可以是包含烧基二烧氧基娃烧和四烧氧基娃烧的凝结物的溶剂等。另外，除了上述凝结物之外，胶体二氧化硅等可以加入包含有机硅化合物的可交联组合物。
[0064]用于这个处理的包含有机硅化合物的可交联组合物21a可以是可获得的有机硅硬质涂剂等。作为由PC制成的基板层13，例如，能够使用由NIPPON FINE CHEMICALC0.，Ltd.制造的硬质涂剂“NSC-1600”。作为由PMMA制成的基板层13，例如，能够使用由NIPPON FINE CHEMICAL C0., Ltd.制造的硬质涂剂 “NSC-2705”。
[0065]能够使用包括例如，浸涂、喷涂、流涂、以及旋转涂覆的已知技术执行以包含有机硅化合物的可交联组合物21a涂覆基板层13。当使用其中保留包含于可交联组合物21a的有机链的涂覆技术时，只要技术适用于所选择的基板层13材料的特性或形状，不具体地限制涂覆方法。
[0066][可交联组合物沉积处理S2b]
[0067]另一方面，用于沉积处理S2b的可交联组合物21b包含硅化合物，但是其不限于包含有机硅化合物的凝结物，并且可以使用包括了不含有机链的硅化合物的凝结物。在本实施方式中，不包含有机链的硅化合物称为“无机硅化合物”。例如，可交联组合物21b包括含有诸如聚硅氧烷低聚物的烷氧基硅烷的凝结物的溶液。
[0068]能够使用包括例如，真空沉积、离子电镀、以及喷镀的已知技术执行在基板层21b上沉积包含无机硅化合物的可交联组合物21b。只要技术适用于所选择的基板层13材料的特性、形状等，不对这些技术中选择的沉积方法进行具体限定。
[0069]在图3中示出的制造微芯片Ia的处理中，仅仅将接触基板层11的基板层12和13的表面分别涂覆或沉积可交联组合物21a和21b，但是可以将基板层12和13每个的其他部分涂覆或沉积可交联组合物21a和21b。在根据本技术第一实施方式的微芯片Ia中，不具体地限制将可交联组合物21a或21b涂覆或沉积到除了接合到基板层11的基板层12和13的表面之外的区域的必要性。此外，这也适用于如稍后描述的根据第二实施方式的微芯片Ib和根据第三实施方式的微芯片lc。
[0070]例如，将浸涂选择为用于将基板层13涂覆有可交联组合物21a的技术使同时涂覆组成基板层13的表面成为可能。当可交联组合物21a或21b涂覆到或沉积在微芯片Ia的外表面时，可交联组合物21a或21b通过稍后描述的硬化处理使可交联组合物21a或21b硬化，然后微芯片Ia的外表面涂覆有通过硬化可交联组合物21a或21b所形成的层。几乎不损坏涂覆了该层的微芯片Ia的外表面，并且因此微芯片Ia具有改善的耐用性。
[0071](3)硬化可交联组合物
[0072]在图2中，参考标号S3指明聚合和硬化可交联组合物的处理。在这个处理中，如图3的A和B所示，加热和硬化层压在基板层12和13上的可交联组合物21b和21a。换言之，这个处理是通过聚合可交联组合物21a和21b分别形成接合层22a和22b的处理。加热并且凝结包含于可交联组合物21a和21b的硅醇基基团以形成硅氧烷键(S1-O-Si)。硬化包含硅氧烷健的可交联组合物21a和21b，因此产生的层是接合层22a和22b。
[0073]在可交联组合物21a涂覆基板层13的状态下加热可交联组合物21a，并且在可交联组合物21b涂覆基板层12的状态下加热可交联组合物21b，因此可以根据基板层12和13的材料确定加热温度。例如，在基板层12和13中使用PC的情况下，加热温度优选地是80°C至120°C，并且在使用PMMA的情况下优选地是60°C至80°C。
[0074](4)接合基板层
[0075]在图2中，参考标号S4是基板层接合处理。这个处理是将涂覆有包含硅化合物的可交联组合物21b的基板层12的凹槽形成表面(具有形成在其上的区域的表面)与其没有凹槽并且涂覆了包含有机硅化合物的可交联组合物21a的基板层13的表面接合到基板层11的处理。更具体地，例如，基板层12接合到基板层11，然后基板层11和基板层13彼此接合。在基板层11、12、和13之间接合的顺序可以从基板层11和之间的接合处理开始。层压在基板层12和13上的接合层22b和22a包含硅氧烷健，并且因此基板层11优选地由能够与接合层22a和22b形成硅氧烷健的硅树脂制成的材料构成。此外，基板层11优选地由具有弹性的硅树脂类弹性体组成，并且例如，期望的是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。此外，在根据本实施方式的微芯片Ia中，组成微芯片的多个基板层优选地包括作为由上述非娃树脂制成的基板层的基板层12和13以及作为由PDMS制成的基板层的基板层11，并且由PDMS制成的基板层的两个表面优选地通过相应的接合层22b和22a接合到由非硅树脂制成的基板层(基板层12和13)。这种优选的布置类似地适用于稍后描述的第二和第三实施方式。
[0076]如图3的C所示，在将基板层11接合到基板层12的过程中，在接合层22b设置于其上的基板层12的表面上和在基板层11的一个表面上执行激活处理。激活处理可以通过利用氧等离子体或紫外线辐射其而执行，并且可以使用诸如离子束辐射的其他已知技术。激活处理允许在基板层12上的接合层22b的表面上产生OH基团的键。类似地，当基板层11由硅树脂制成时，在经历激活处理的表面上产生OH基团的健。在基板层11和接合层22b上产生的OH基团的键具有高反应活性，并且如果它们经处理的表面彼此接合，则硅氧烷健发生并且它们强力接合(图3的D)。因此，基板层11通过由无机硅化合物制成的接合层22b接合到基板层12。此外，气密密封形成在基板层12中的凹槽的内部空间。
[0077]在微芯片Ia的制造中，当在相对于大气压的负压下执行基板层11和12之间的接合时，能够将设置在基板层12中的对应于诸如进入部3的区域的凹槽的内部空间气密密封为相对于大气压的负压(1/100大气压)。在微芯片中的引进液体的区域相对于大气压处于负压，并且因此在引入液体时通过微芯片Ia中的负压自动地吸取液体并且能够在短时间段内执行将液体引进到具有形成在其中的微细流路结构的微芯片Ia中。
[0078]另外，为了保持如上所述在微芯片Ia中的负压，基板层12和13的材料优选地是不透气的。在制造组成微芯片Ia的外表面的基板层12和13的过程中，诸如具有不透气性的PC材料的使用允许诸如进入部3的区域即使在大气压下存储微芯片Ia时也维持负压。此外，当基板层12和13被配置为包括具有不透气性的材料时，即使微芯片Ia在分析的过程中加热，也能够防止引入到井51至55的液体由于加热而蒸发以及由于渗透基板层11 (液体泄漏)而损耗。
[0079]在接合层22a和基板层11之间的表面经历激活处理(图3的E)并且在经处理的表面上产生OH基团之后，通过经处理的表面类似地执行在基板层13和11之间的接合(图3的F)。因此，基板层11通过由有机硅化合物制成的接合层22a接合到其中不形成凹槽的基板层13的表面。
[0080]在根据本技术第一实施方式的微芯片Ia中，包含娃化合物的接合层22a和22b设置在基板层11和13之间以及基板层11和12之间的接合面，并且基板层通过硅氧烷健彼此接合，并且因此基板层11、12、和13能够彼此强力接合。因此，可以可靠地密封诸如形成在基板层中的流路的微结构。
[0081]此外，在根据本技术的微芯片Ia中，即使不使用由玻璃制成的基板层，也能够通过形成硅氧烷健实现强力接合状态。如果不使用由玻璃制成的基板，则相比于使用由玻璃制成的基板层的微芯片，微芯片Ia破损的可能性降低。此外，不使用由玻璃制成的基板层使实现微芯片Ia的轻量化成为可能。
[0082]除了增强在基板层11、12、和13之间的接合的优点之外，微芯片Ia的接合层22a和22b具有增加微芯片Ia自身强度的优点。接合层22b和22a保持在基板层11、12和13之间，并且因此防止微芯片Ia的变形。具体地，相比于由不包含有机链的硅化合物制成的接合层，微芯片Ia的至少一个接合层22a由有机硅化合物制成，因此其是柔性的并且不太可能发生断裂，从而改善微芯片Ia的耐用性。
[0083]3.根据本技术第二实施方式的微芯片的构造
[0084]图4是示意性地示出了根据本技术第二实施方式的微芯片Ib的构造的截面示图。除了接合层22a设置在基板层11和基板层12之间的界面处之外，微芯片Ib具有与第一实施方式相同的构造。作为与第一实施方式相同的构造由相同参考数字表不，并且省略重复描述。此外，组成微芯片Ib的基板层11、12、和13的材料与微芯片Ia的基板层的材料相同，其由相同参考数字表示。在微芯片Ib中，接合层22a设置在其中形成对应于诸如进入部3的区域的凹槽的基板层12的表面和基板层11之间的界面，该界面与在基板层11和基板层13之间的界面相同。
[0085]4.根据本技术第二实施方式的用于制造微芯片的方法
[0086]参考在图5中示出的流程图描述用于制造微芯片Ib的方法。在制造微芯片Ib的处理中，基板层模制处理S1、可交联组合物硬化处理S3、以及基板层接合处理S4类似于根据第一实施方式制造微芯片Ia的处理。因此，将参考图6描述不同于制造微芯片Ia的涂覆处理的可交联组合物涂覆处理S2a。
[0087](I)涂覆可交联组合物
[0088]在这个处理中，如图6的A所示，其中形成对应于诸如进入部3的区域的凹槽的基板层12的表面和基板层13的一个表面分别涂覆包含有机硅化合物的可交联组合物21a。在本实施方式中，涂覆基板层12和13的可交联组合物21a的每个包含有机硅化合物。用于将包含有机硅化合物的可交联组合物21a涂覆基板层12和13的方法类似于在第一实施方式中提及的方法。此外，在将可交联组合物21a涂覆基板层12的处理S2a中，仅仅涂覆基板层12的与基板层11接触的那部分。
[0089]为了使基板层12的一部分涂覆有可交联组合物21a，可以在应用涂覆之前在作为将不被涂覆的基板层12的那部分上涂布掩膜(掩膜层未在图6的A中示出)。能够使用掩膜的涂布，例如，水溶性抗蚀剂。基板层12中形成井等的那部分覆盖水溶性抗蚀剂并且基板层12涂覆可交联组合物21a。例如，使用水执行水溶性抗蚀剂从基板层12的移除。为了促进水溶性抗蚀剂的移除，可以一起使用诸如超声波的技术。
[0090]随着涂布掩膜，也可以适用金属薄膜。例如，诸如铝的金属通过气相沉积或喷镀以接近于10nm的厚度涂布于基板层12。使用例如，碱性水溶液执行金属薄膜从基板层12的移除。如果有必要，则使用结合诸如超声波的技术从基板层12剥落金属薄膜。在涂覆处理S2a中，涂布掩膜的部分不限于诸如引入液体的进入部3的区域。例如，当选择浸涂作为可交联组合物21a的涂覆方法并且布置在微芯片Ib的外表面上的基板层12的一个表面不涂覆可交联组合物21a时，可以掩盖基板层12的表面。
[0091]此外，基板层12的一部分可以在不将掩膜涂布于基板层12的情况下通过精密的丝网印刷等涂覆有可交联组合物21a。
[0092]在根据第二实施方式的微芯片Ib中，接合层22a可以形成在诸如液体被引入至此的进入部3的区域中，该微芯片Ib类似于根据第一实施方式的微芯片la。在微芯片Ib中，只要不影响使用微芯片Ib的分析或样品溶液，不具体地限制基板层12的凹槽部分是否涂覆可交联组合物21a。在这方面，这适用于根据第一实施方式的微芯片Ia和稍后描述的根据第三实施方式的微芯片lc。
[0093]在图6的A中，虽然覆盖基板层12的包含有机硅化合物的可交联组合物和覆盖基板层13的包含有机硅化合物的可交联组合物均由相同参考标号21a指明，但是覆盖基板层12和13的可交联组合物的组合物不必相同。例如，当基板层12由PC制成并且基板层13由PMMA制成时，根据基板层的材料可以选择包含合适的有机硅化合物的可交联组合物21a。
[0094]针对经历涂覆处理S2a的基板层12和13，类似于第一实施方式，包含有机硅化合物的可交联组合物21a通过硬化处理S3而聚合以形成接合层22a(图6的B)。然后，在基板层接合处理S4中，对设置在基板层12上的接合层22a和由诸如聚二甲基硅氧烷的硅树脂制成的基板层11的一个表面上执行激活处理(图6的C)，然后基板层11和12彼此接合(图6的D)。类似地，针对基板层13，对设置在基板层13上的接合层22a和基板层11的另一个表面执行激活处理(图6的E)，然后基板层11和13彼此接合(图6的F)。
[0095]在根据本技术第二实施方式的微芯片Ib中，类似于第一实施方式，包含硅化合物的接合层22a设置在基板层11和12之间以及基板层11和13之间的接合面中，并且因此能够强力接合基板层11、12、和13。此外，相比于不包含有机链的接合层，层压在微芯片Ib中的基板层12和13上的接合层22a和22a均包含有机硅化合物，并且因此接合层是柔性的并且不太可能发生断裂，从而几乎不可能从基板层11、12、和13剥落并且改善微芯片Ib的耐用性。
[0096]5.根据本技术第三实施方式的微芯片的构造
[0097]图7是示意性地示出了根据本技术第三实施方式的微芯片Ic的构造的截面示图。在微芯片Ic中，基板层11具有形成在与基板层12接合的表面中的凹槽。此外，基板层12和13通过由有机硅化合物制成的接合层接合到基板层11。换言之，不同于根据第一实施方式的微芯片Ia和根据第二实施方式的微芯片lb，在微芯片Ic中，诸如液体引人入至此的进入部3的区域形成在基板层11上。其他构造与微芯片Ib的构造是相同的。作为与微芯片Ib相同的构造通过相同参考标号指明，并且省略重复描述。此外，组成微芯片Ic的基板层
11、12、和13的材料与根据第一实施方式的微芯片Ia的基板层的材料相同,其由相同参考数字表示。
[0098]6.根据本技术第三实施方式的用于制造微芯片的方法
[0099]用于制造微芯片Ic的方法具有与微芯片Ib相同的制造过程，并且因此省略流程图。将参考图8描述部分地不同于微芯片Ib的制造过程的基板层模制处理SI和可交联组合物涂覆处理S2a。
[0100](I)模制基板层
[0101]在基板层模制处理SI中，对应于诸如进入部3的区域的凹槽形成在由硅树脂(例如，聚二甲基硅氧烷)制成的基板层11中。因此，如图8的A所示，基板层12和13具有形成在其中的入口 31，但不具有诸如井51至55的凹凸结构。
[0102](2)涂覆可交联组合物
[0103]在可交联组合物涂覆处理S2a中，基板层12和13的每个的一个表面涂覆了包含有机硅化合物的可交联组合物21a(图8的A)。在制造微芯片Ic的处理中，类似于根据第二实施方式的微芯片lb，覆盖基板层12和13的可交联组合物21a包含有机硅化合物。用于将基板层12和13涂覆有包含有机硅化合物的可交联组合物21a的方法类似于在用于制造微芯片Ia的方法中使用的技术。覆盖基板层12和13的可交联组合物21a和21a的组合物不必相同。
[0104]针对涂覆了包含有机硅化合物的可交联组合物21a的基板层12和13，类似于制造微芯片Ia的处理，包含有机硅化合物的可交联组合物21a和21a通过硬化处理S3而聚合以形成接合层22a和22a (图8的B)。然后，在基板层接合处理S4中，对设置在基板层12上的接合层22a和其中形成凹槽的基板层11的表面执行激活处理(图8的C)，然后基板层11和12彼此接合(图8的D)。类似地，针对基板层13，对设置在基板层13上的接合层22a和基板层11的另一个表面执行激活处理(图8的E)，然后基板层11和13彼此接合(图8的F)。
[0105]在根据本技术第三实施方式的微芯片Ic中，以类似于第一和第二实施方式的方式，包含硅化合物的接合层设置在基板层11和12之间以及基板层11和13之间的接合面处，并且因此能够强力接合基板层11、12、和13。此外，以相同于第二实施方式的方式，微芯片Ic的接合层22a和22a包含有机硅化合物，并且因此接合层是柔性的并且不太可能发生断裂。此外，在制造微芯片Ic的处理中，硅树脂制成的基板层11具有形成在其中的凹槽，并且因此基板层12和13具有接合层22a和22a层压到其的平坦的表面。因此，由于硅化合物包含有机链，所以基板层12和13能够容易地涂覆有包含有机硅化合物的可交联组合物21a而不使用诸如气相沉积的技术。
[0106]此外，本技术也可按照如下进行配置。
[0107](I)
[0108]一种微芯片，包括:
[0109]多个基板层；以及
[0110]接合层，设置在基板层之间的界面处并且接合层被配置为包括硅化合物，
[0111]其中，接合层的至少一层被配置为包括有机硅化合物。
[0112](2)
[0113]根据⑴所述的微芯片，
[0114]其中，多个基板层包括由非硅树脂制成的基板层和由聚二甲基硅氧烷制成的基板层，并且
[0115]其中，由聚二甲基硅氧烷制成的基板层的两个表面通过接合层接合到由非硅树脂制成的第一基板层和由非硅树脂制成的第二基板层。
[0116](3)
[0117]根据⑵所述的微芯片，
[0118]其中，由非硅树脂制成的第一基板层在接合到由聚二甲基硅氧烷制成的基板层的接合面上具有凹槽，
[0119]其中，由非硅树脂制成的第二基板层和由聚二甲基硅氧烷制成的基板层通过由有机硅化合物制成的接合层接合，由非硅树脂制成的第二基板层在接合到由聚二甲基硅氧烷制成的基板层的接合面上不具有凹槽。
[0120](4)
[0121]根据(3)所述的微芯片，其中，由聚二甲基硅氧烷制成的基板层通过由无机硅化合物制成的接合层接合到由非硅树脂制成的第一基板层。
[0122](5)
[0123]根据⑵所述的微芯片，
[0124]其中，由聚二甲基硅氧烷制成的基板层在接合到由非硅树脂制成的第一基板层的接合面上具有凹槽，
[0125]其中，由非硅树脂制成的第一基板层和由非硅树脂制成的第二基板层各自通过由有机硅化合物制成的接合层接合到由聚二甲基硅氧烷制成的基板层。
[0126](6)
[0127]根据(2)至(5)任一项所述的微芯片，其中，由非硅树脂制成的第一基板层和由非硅树脂制成的第二基板层由丙烯酸树脂或聚碳酸酯组成。
[0128](7)
[0129]根据(2)至(6)任一项所述的微芯片，其中，由非硅树脂制成的第一基板层和由非硅树脂制成的第二基板层是不透气的。
[0130](8)
[0131]根据⑵至(J)任一项所述的微芯片，
[0132]其中，由聚二甲基硅氧烷制成的基板层由于弹性形变具有自密封能力，
[0133]其中，凹槽具有其相对于大气压是负压的内部空间。
[0134]工业应用性
[0135]根据本技术的微芯片，气密密封在微芯片中的微结构，并且因此能够可靠地分析微量的有价值和脆弱的样品。此外，不使用由玻璃制成的基板层，并且因此使微芯片变轻也成为可能。因此，其容易携带，并且因此根据本技术的微芯片在临床实践中能够用于基因型、病原体、等确定。
[0136]参考标识列表
[0137]la, lb, Ic 微芯片
[0138]11，12，13 基板层
[0139]21a，21b可交联组合物
[0140]22a, 22b 接合层
[0141]3进入部
[0142]31 入口
[0143]41，42，43，44，45 流路
[0144]51，52，53，54，55 井
【权利要求】
1.一种微芯片，包括: 多个基板层；以及 接合层，设置在所述基板层之间的界面处并且所述接合层被配置为包括硅化合物， 其中，所述接合层中的至少一层被配置为包括有机硅化合物。
2.根据权利要求1所述的微芯片， 其中，所述多个基板层包括由非硅树脂制成的基板层以及由聚二甲基硅氧烷制成的基板层，以及 其中，由聚二甲基硅氧烷制成的所述基板层的两个表面通过所述接合层接合到由非硅树脂制成的第一基板层以及由非硅树脂制成的第二基板层。
3.根据权利要求2所述的微芯片， 其中，由非硅树脂制成的所述第一基板层在接合到由聚二甲基硅氧烷制成的所述基板层的接合面上具有凹槽， 其中，由非硅树脂制成的所述第二基板层和由聚二甲基硅氧烷制成的所述基板层通过由有机硅化合物制成的所述接合层接合，由非硅树脂制成的所述第二基板层在接合到由聚二甲基硅氧烷制成的所述基板层的接合面上不具有凹槽。
4.根据权利要求3所述的微芯片，其中，由聚二甲基硅氧烷制成的所述基板层通过由无机硅化合物制成的接合层接合到由非硅树脂制成的所述第一基板层。
5.根据权利要求2所述的微芯片， 其中，由聚二甲基硅氧烷制成的所述基板层在接合到由非硅树脂制成的所述第一基板层的接合面上具有凹槽， 其中，由非硅树脂制成的所述第一基板层以及由非硅树脂制成的所述第二基板层各自通过由有机硅化合物制成的所述接合层接合到由聚二甲基硅氧烷制成的所述基板层。
6.根据权利要求4所述的微芯片，其中，由非硅树脂制成的所述第一基板层以及由非硅树脂制成的所述第二基板层由丙烯酸树脂或聚碳酸酯组成。
7.根据权利要求6所述的微芯片，其中，由非硅树脂制成的所述第一基板层以及由非硅树脂制成的所述第二基板层是不透气的。
8.根据权利要求7所述的微芯片， 其中，由聚二甲基硅氧烷制成的所述基板层由于弹性形变具有自密封能力， 其中，所述凹槽的内部空间相对于大气压是负压的。
9.一种用于制造微芯片的方法，所述方法包括: 将包含硅化合物的可交联组合物涂覆由非硅树脂制成的第一基板层的凹槽形成表面的沉积处理，所述第一基板层的所述凹槽形成表面设置有凹槽；以及 将包含有机硅化合物的可交联组合物涂覆由非硅树脂制成的第二基板层的表面的涂覆处理，所述第二基板层的所述表面未设置有凹槽。
10.根据权利要求9所述的用于制造微芯片的方法，所述方法包括: 将由非硅树脂制成的所述第一基板层的所述凹槽形成表面和由非硅树脂制成的所述第二基板层的所述表面各自粘贴到由聚二甲基硅氧烷制成的基板层的接合处理，所述第一基板层的所述凹槽形成表面涂覆了包含硅化合物的所述可交联组合物，所述第二基板层的所述表面涂覆了包含有机硅化合物的所述可交联组合物并且所述第二基板层的所述表面未设置有凹槽。
【文档编号】G01N37/00GK104412110SQ201380035497
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2013年5月9日 优先权日:2012年7月9日
【发明者】渡边英俊, 濑川雄司, 加藤义明 申请人:索尼公司