JP7722011B2 - マイクロ流路チップ - Google Patents

Description

本開示は、マイクロ流路チップ及びその製造方法に関するものである。

近年、リソプロセスや厚膜プロセス技術を応用して、微細な反応場を形成し、数μＬから数ｎＬ単位での検査を可能とする技術が提案されている。このような微細な反応場を利用した技術をμ－ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｙｓｔｅｍ）という。

μ－ＴＡＳは、遺伝子検査、染色体検査、細胞検査、医薬品開発などの領域や、バイオ技術、環境中の微量な物質検査、農作物等の飼育環境の調査、農作物の遺伝子検査などに応用される。μ－ＴＡＳ技術の導入により、自動化、高速化、高精度化、低コスト、迅速性、環境インパクトの低減など、大きな効果を得られる。

μ－ＴＡＳでは、多くの場合、基板上に形成されたマイクロメートルサイズの流路（マイクロ流路、マイクロチャンネル）が利用され、このような基板はチップ、マイクロチップ、マイクロ流路チップなどと呼ばれる。

従来、こうしたマイクロ流路チップは、例えば、ガラス、プラスチック、樹脂、金属などの複数の部材同士を接合させて作製される。一般的には、これらの部材以外の中間材を介在させて部材同士を接合する接合方法がある。ここで、中間材としては、いわゆる接着剤が使用される。この場合、一方の部材の表面（例えば基板の表面）に流路を形成した後に、流路を形成する壁部の表面に接着剤を塗布し、流路の蓋となる他方の部材を貼り合わせることで部材同士を接合してマイクロ流路チップを作製する。

例えば、特許文献１には、接着剤を介して接合する方法からなるマイクロ流路チップについて開示されている。

特開２００７－２４０４６１号公報

特許文献１に開示されているような接着剤を介して部材同士を接合する方法で形成されるマイクロ流路チップにおいては、接着剤の成分がマイクロ流路内を流れる溶液中へ溶出し、これにより溶液の反応阻害が生じ得るといった問題がある。
このため、近年、接着剤を使用することなくマイクロ流路チップの蓋を形成すること、すなわち接着剤成分の流路内への溶出を防ぐことが求められている。

そこで、本開示は上記課題に鑑み、接着剤成分の流路内への溶出を防いで、流路内の溶液の反応阻害を抑制することができるマイクロ流路チップ、およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係るマイクロ流路チップは、基部と、
前記基部上に流路を形成する隔壁部層と、前記隔壁部の前記基部とは反対側の面に形成され、前記流路の蓋となる上蓋部と、を備え、前記隔壁部と前記上蓋部との間に粘着層が設けられていないことを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本開示の他の態様に係るマイクロ流路チップは、基部と、前記基部上に流路を形成する隔壁部と、前記隔壁層の前記基板とは反対側の面に形成され、前記流路の蓋となる上蓋部と、を備え、前記上蓋部と前記隔壁部とは互いに溶着していることを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本開示のさらに他の態様に係るマイクロ流路チップは、マイクロ流路チップであって、流路と、前記流路の蓋となる上蓋部と、を備え、前記上蓋部の材料は、熱流動性を有する樹脂であり、前記流路の断面形状は、角丸であることを特徴とする。

また、本開示の一態様に係るマイクロ流路チップの製造方法は、基部上に、感光性樹脂を塗工する工程と、塗工した前記感光性樹脂を露光する工程と、露光した前記感光性樹脂を現像及び洗浄し、前記基部上において流路を画定する隔壁部を形成する工程と、前記隔壁部を加熱処理して前記感光性樹脂を流動させ、前記流路の上蓋部を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
また、本開示の他の態様に係るマイクロ流路チップの製造方法は、基部上に、第一の感光性樹脂を塗工する工程と、塗工した前記第一の感光性樹脂の上に、第二の感光性樹脂を塗工する工程と、前記第一の感光性樹脂及び前記第二の感光性樹脂を露光する工程と、露光した前記第一感光性樹脂及び前記第二の感光性樹脂を現像及び洗浄し、前記基部上において流路を画定する隔壁部を形成する工程と、前記隔壁部上の前記第二の感光性樹脂を加熱処理して該第二の感光性樹脂を流動させ、前記流路の上蓋部を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

本開示の態様によれば接着剤成分の流路内への溶出を防いで、流路内の溶液の反応阻害を抑制することができるマイクロ流路チップを提供することができる。

本開示の第一実施形態に係るマイクロ流路チップの一構成例を示す概略図であって、（ａ）は本開示の第一実施形態に係るマイクロ流路チップの一構成例を示す平面模式図であり、（ｂ）は本開示の第一実施形態に係るマイクロ流路チップの一構成例を示す断面模式図である。 本開示の第一実施形態に係るマイクロ流路チップの流路の断面形状の一例を示す断面模式図である。 本開示の第一実施形態に係るマイクロ流路チップの断面を拡大して示す断面模式図である。 本開示の第一実施形態に係るマイクロ流路チップの製造方法の一例を示すフローチャートである。 本開示の第一実施形態に係る一の製造方法によるマイクロ流路チップの製造工程の一部を説明する図であって（ａ）は、基板上に塗工された樹脂材料を示す断面模式図であり、（ｂ）は隔壁層の間に形成された溝部を示す断面模式図であり、（ｃ）は一の製造方法によって作製されたマイクロ流路チップの一例を示す断面模式図である。 本開示の第一実施形態に係る他の製造方法によるマイクロ流路チップの製造工程を説明する図であって（ａ）は、基板上に塗工された樹脂材料を示す断面模式図であり、（ｂ）は隔壁部の間に形成された溝部を示す断面模式図であり、（ｃ）は一の製造方法によって作製されたマイクロ流路チップの一例を示す断面模式図である。 本開示の第一実施形態に係るさらに他の製造方法によるマイクロ流路チップの製造工程を説明する図であって（ａ）は、基板上に塗工された樹脂材料を示す断面模式図であり、（ｂ）は隔壁部の間に形成された溝部を示す断面模式図であり、（ｃ）は一の製造方法によって作製されたマイクロ流路チップの一例を示す断面模式図である。 本開示の第二実施形態に係るマイクロ流路チップの流路の断面形状の一例を示す断面模式図である。 本開示の第二実施形態に係るマイクロ流路チップの一の製造方法によるマイクロ流路チップの製造工程を説明する図であって（ａ）は流路パターンの一例を示す平面模式図であり、（ｂ）は流路パターンの入力領域の断面模式図であり、（ｃ）は流路パターンの流路領域の断面模式図であり、（ｄ）は一の製造方法により作製されたマイクロ流路チップの平面模式図であり、（ｅ）は一の製造方法により作製されたマイクロ流路チップの入力部の断面模式図であり、（ｆ）は一の製造方法により作製されたマイクロ流路チップの流路部の断面模式図である。 （ａ）は実施例におけるマイクロ流路チップのポストベーク前の断面ＳＥＭ図であり、（ｂ）は実施例におけるマイクロ流路チップのポストベーク語の断面ＳＥＭ図である。

以下、実施形態を通じて本開示を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、図面は特許請求の範囲にかかる発明を模式的に示すものであり、各部の幅、厚さ等の寸法は現実のものとは異なり、これらの比率も現実のものとは異なる。

本開示の第一実施形態に係るマイクロ流路チップについて説明する。なお、以下の説明では、マイクロ流路チップの基板側を「下」、マイクロ流路チップの基板側と反対側（蓋材側）を「上」として説明する場合がある。

本発明者らは、鋭意検討の結果、マイクロ流路チップにおいて樹脂材料を加熱して流動させることによって流路部の蓋となる上蓋部を形成することで、接着剤を用いずに隔壁部上に上蓋を設けることが可能となることを見出した。これにより、本発明者らは、接着剤成分の流路内への溶出を防いで、流路内の溶液の反応阻害を抑制することができるマイクロ流路チップ及びその製造方法を発明するに至った。
以下、図面を参照して本開示の各実施形態の各態様について説明する。

１．第一実施形態
（１．１）マイクロ流路チップの基本構成
図１は、本開示の第一実施形態（以下、「本実施形態」という）に係るマイクロ流路チップ１の一構成例を説明するための概略図である。具体的には、図１（ａ）は本実施形態のマイクロ流路チップ１の平面概略図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＡ－Ａ線でマイクロ流路チップ１を切断した断面を示す概略断面図である。

図１（ａ）に示すように、マイクロ流路チップ１は、流体（例えば液体）を導入するための入力部２と、入力部２から導入された流体が流れる流路部３と、流路部３から流体を排出するための出力部４とを備えている。マイクロ流路チップ１において、流路部３の上面は、上蓋層１２に覆われており、入力部２および出力部４は、上蓋層１２に設けられた貫通孔である。上蓋層１２の詳細は後述する。
図１（ａ）では、透明性を有する上蓋層１２を介して視認される流路部３を図示している。

マイクロ流路チップ１において、入力部２及び出力部４は、少なくとも１つ以上設けられていればよく、それぞれ複数個設けられていてもよい。またマイクロ流路チップ１において、流路部３は、複数設けられてもよいし、入力部２から導入された流体の合流や分離が可能な設計であってもよい。

ここで、マイクロ流路チップ１において、流路部３を構成する部材の詳細について説明する。図１（ｂ）に示すように、マイクロ流路チップ１は、基板（基部の一例）１０と、基板１０上に流路を形成する隔壁層（隔壁部の一例）１１と、隔壁層１１の基板１０とは反対側の面に形成され、流路部３の蓋となる上蓋層（上蓋部の一例）１２と、を備えている。
マイクロ流路チップ１において、入力部２から導入された流体が流れる流路部３は、基板１０と隔壁層１１と上蓋層１２とに囲まれた領域である。流路部３は、基板１０上に設けられた対向する隔壁層１１によって画定され、基板１０とは反対側を蓋材となる上蓋層１２に覆われている。つまり、流路部３は、基板１０、隔壁層１１および上蓋層１２で構成される空間である。上述のように、流路部３には、上蓋層１２に設けられた入力部２（図１（ａ）参照）から流体が導入され、流路部３を流れた流体は出力部４から排出される。
詳しくは後述するが、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１において、隔壁層１１と上蓋層１２との間には、粘着層が設けられていない。本実施形態において、隔壁層１１と上蓋層１２とは互いに溶着している。ここで、粘着層とは接着剤を含有する層であって、複数の部材同士を貼り合わせるために用いられるものである。マイクロ流路チップ１は、隔壁層１１と上蓋層１２との間に粘着層を設けずに溶着（接合）することにより、接着剤成分の流路内への溶出を防いで、流路内の溶液の反応阻害を抑制することができる。

また、図１（ｂ）に示すように、隔壁層１１と上蓋層１２とは別体である。ここで、別体とは、例えば隔壁層１１と上蓋層１２とが異なる樹脂材料で形成されていることを示す。この場合、上蓋層１２を形成する樹脂材料としては、隔壁層１１に対してガラス転移温度や露光感度が異なる等、適宜、上蓋として好適な性質を持つものを選択することができる。また、本開示はこれに限られず、隔壁層１１と上蓋層１２とが積層構造を有し、隔壁層１１と上蓋層１２との界面が形成されていることを以て別体としてもよい。この場合、隔壁層１１と上蓋層１２とは同じ樹脂材料で形成されていてもよい。

（１．１．１）基板
基板１０は、マイクロ流路チップ１の基礎となる部材であり、基板１０上に設けられた隔壁層１１によって流路部３が構成される。つまり、基板１０および隔壁層１１は、マイクロ流路チップ１の本体部といえる。
基板１０は、透光性材料又は非透光性材料のいずれかによって形成することができる。例えば、流路部３内の状態（流体の状態）を光によって検出、観察する場合は、該光に対して透明性に優れる材料を用いることができる。透光性材料としては、樹脂又はガラス等を用いることができる。基板１０を形成する透光性材料に用いる樹脂としては、マイクロ流路チップ１の本体部の形成に適しているという観点から、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリプロピレン、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。

また例えば、流路部３内の状態（流体の状態）を光によって検出、観察する必要がない場合は、非透光性材料を用いてもよい。非透光性材料としては、シリコンウエハ、銅板等が挙げられる。基板１０の厚みは特に限定されないが、流路形成工程においてはある程度の剛性は必要となることから、１０μｍ（０．０１ｍｍ）以上１０ｍｍ以下の範囲内が好ましい。

（１．１．２）隔壁層
隔壁層１１は、基板上に設けられて、流路部３を形成する構成である。隔壁層１１は、樹脂材料で形成することができる。隔壁層１１の樹脂材料としては、例えば感光性樹脂を用いることができる。

隔壁層１１を形成する感光性樹脂は、紫外光領域である１９０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の光に対して感光性を有する感光性樹脂ことが望ましい。当該感光性樹脂としては、液体レジスト又はドライフィルムレジスト等のフォトレジストを用いることができる。これらの感光性樹脂は、感光領域が溶解するポジ型、又は感光領域が不溶化するネガ型のいずれであってもよい。マイクロ流路チップ１における隔壁層１１の形成に適する感光性樹脂組成物としては、アルカリ可溶性高分子と付加重合性モノマーと光重合開始剤とを含むラジカルネガ型の感光性樹脂を挙げることができる。例えば、感光性樹脂材料としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ノルボルネン系樹脂、フェノールノボラック系樹脂、その他の感光性を有する樹脂を単独で又は複数混合あるいは共重合して用いることができる。
なお本実施形態においては、隔壁層１１の樹脂材料は感光性樹脂に限定されるものではなく、例えば、シリコーンゴム（ＰＤＭＳ：ポリジメチルシロキサン）や、合成樹脂を用いてもよい。合成樹脂としては、例えばポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）などを用いることができる。隔壁層１１の樹脂材料は、用途に応じて適宜選択されることが望ましい。
また、基板１０上における隔壁層１１の厚み、すなわち流路部３の高さは特に限定されないが、流路部３に導入される流体に含まれる解析・検査対象の物質（例えば、薬剤、菌、細胞、赤血球、白血球等）よりは流路部３の高さを大きくする必要がある。このため、隔壁層１１の厚み、すなわち流路部３の高さ（深さ）は、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内が好ましく、１０μｍ以上１００μｍの範囲内がより好ましく、４０μｍ以上６０μｍ以下の範囲内がさらに好ましい。
また同様に、解析・検査対象の物質よりは流路部３の幅を大きくする必要から、隔壁層１１によって画定される流路部３の幅は、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内が好ましく、１０μｍ以上１００μｍの範囲内がより好ましく、１０μｍ以上３０μｍ以下の範囲内がさらに好ましい。
また、隔壁層１１により確定される流路長は、反応溶液の十分な反応時間を確保する必要から、１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲内が好ましく、３０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の範囲内がより好ましく、４０ｍｍ以上６０ｍｍ以下の範囲内がさらに好ましい。

（１．１．３）上蓋層
本実施形態に係るマイクロ流路チップ１において、上蓋層１２は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように流路部３を覆う蓋材である。上述のように、上蓋層１２は、隔壁層１１の基板１０とは反対側の面に設けられており、隔壁層１１を挟んで基板１０と対向している。より具体的には、図１（ｂ）に示すように、断面視において上蓋層１２は側端部が隔壁層１１に支持され、中央領域が基板１０と対向しており、該中央領域が流路部３の上部を画定している。

上蓋層１２は、透光性材料又は非透光性材料のいずれかによって形成することができる。例えば、流路内の状態を光によって検出、観察する場合は、該光に対して透明性に優れる材料を用いることができる。透光性材料としては、樹脂を用いることができる。上蓋層１２を形成する樹脂としては、隔壁層１１に用いられるのと同様の感光性樹脂を使用することができる。
また、上蓋層１２に用いる感光性樹脂は、熱流動性を有する樹脂である。上蓋層１２の材料として熱流動性を有する感光性樹脂を用いることで、マイクロ流路チップ１において、接着剤を用いることなく上蓋層１２の形成が可能となる。これにより、接着剤成分の流路内への溶出を防いで、流路内の溶液の反応阻害を抑制することができる。

また従来、接着剤による隔壁層と蓋部材との接合は、高度な装置や技術が必要となるため製造方法が複雑になっていた。本実施形態に係るマイクロ流路チップ１では、上蓋層１２の材料として、熱流動性を有する樹脂（本例では、感光性樹脂）を用いることにより従来よりも容易に隔壁層１１上に上蓋層１２を形成することができる。このため、製造方法の複雑化を抑制することができる。

熱流動性を有する感光性樹脂は、メルトフローレート（ＭＦＲ：Ｍｅｌｔ Ｆｌｏｗ Ｒａｔｅ）が１ｇ／１０ｍｉｎ以上１００ｇ／１０ｍｉｎ（２３０℃）以下の範囲内であることが好ましい。これにより、後述する製造工程において、上蓋層１２を容易に形成することができる。

また、詳しくは後述するが、上蓋層１２は、隔壁層１１上に形成された熱流動性を有する感光性樹脂を、加熱処理により流路部３上に流動（リフロー）させることで形成される。このため、図２に示すように、上蓋層１２は、凹部１２０を有している。つまり、上蓋層１２は、凹形状の領域を有している。具体的には、上蓋層１２は、隔壁層１１側から流路部３の中央部分に向かって厚みが薄くなっており、これにより、断面視において凹部１２０が形成される。

また、上蓋層１２は、隔壁層１１に対してガラス転移温度（Ｔｇ）が低い樹脂材料で形成されてもよい。例えば、上蓋層１２は、隔壁層１１に対してガラス転移温度が３０℃から５０℃の範囲で低くなっていてもよい。この場合、隔壁層１１を形成する感光性樹脂は、上蓋層１２を形成する感光性樹脂に対してガラス転移温度（Ｔｇ）が高いので、樹脂の流動はほとんど起こらない。このため、上蓋層１２の形成時において隔壁層１１に流動が起きて、流路パターンが変化することを抑制することができる。
また、上蓋層１２のガラス転移温度（Ｔｇ）は、１００℃以上３００℃以下の範囲内であることが好ましい。

また、上蓋層１２は、露光感度が５μＣ／ｃｍ^２以上５０μＣ／ｃｍ^２以下の範囲内であることが好ましい。
また、上蓋層１２は、露光感度が隔壁層１１と露光感度が異なっていてもよい。例えば、上蓋層１２は隔壁層１１に対して５μＣ／ｃｍ^２以上２０μＣ／ｃｍ^２以下の範囲で露光感度が高くてもよい。
また例えば、上蓋層１２は隔壁層１１に対して５μＣ／ｃｍ^２以上２０μＣ／ｃｍ^２以下の範囲で露光感度が低くてもよい。
このように、上蓋層１２は隔壁層１１に対して露光感度が高い又は低い構成であってもよい。

上蓋層１２が隔壁層１１と露光感度が異なっている場合、隔壁層１１を形成する感光性樹脂に合わせた露光量を設定することで、隔壁層１１を形成する感光性樹脂の開口幅、すなわち流路パターンの幅が十分大きく形成される。このため、上蓋層１２の形成時に上蓋層用の樹脂材料を流動させる際に、隔壁層用の樹脂に流動が起こった場合も、隔壁層１１を形成する感光性樹脂の開口幅を十分大きく形成できるため、流路部３として十分な空間を維持することができる。

（１．１．４）流路の構成
図３は、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１の流路部３の断面形状の一例を示す図である。本実施形態において、流路部３の断面形状が角丸であること（例えば、断面形状における流路部３の断面の各辺が円弧で連結されていること）が好ましい。これにより、流路部３における流体（例えば反応溶液）の送液速度や流量を安定させ、角部における検査対象物質の滞留を抑制することができる。
ここで、本実施形態における流路部３の断面形状について、図３を用いて説明する。図３は、角丸形状を有する流路部３の断面を模式的に示す拡大断面模式図である。図３に示すように、流路部３の断面形状が矩形である場合の仮想断面Ａ１と角丸の断面形状を有する流路部３の断面とでは、面積が異なる。具体的には、図３に示すように流路部３の断面は四隅に円弧形状を有する。このため、流路部３の断面は、仮想角部Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４の面積の合計分だけ、仮想断面Ａ１よりも面積が狭くなっている。
本実施形態において、角丸形状である流路部３の断面は、流路部３の断面の面積が、仮想断面Ａ１の表面積の９５％以上９８％以下の範囲内であればよい。なお、図３では、流路部３の断面を角丸の四角形としたが、これに限られず、四角形以外（角丸の多角形）であってもよい。この場合も、流路部３の断面の面積が、角丸でない場合の仮想断面の９５％以上９８％以下の範囲内であればよい。

また、流路部３は、十点表面粗さＲｚが０．００１μｍ以上０．０３μｍ以下の範囲内であることが好ましい。ここで、流路部３の十点表面粗さＲｚは、隔壁層１１の流路部３側の側面及び基板１０の流路部３側の表面の粗さを示す。
十点表面粗さＲｚを上述の範囲内において適宜設計することにより、反応溶液や検査対象物、所望する検査条件に応じた検査を行うことができる。例えば、流路部３の表面粗さＲｚが０．００１μｍ以上０．０１μｍ以下の範囲内である場合、流路部３に導入される流体（例えば反応溶液）や検査対象物と流路部３の内面との接触を低減して、送液性（例えば、送液速度や流量）を向上することができる。

また、表面粗さＲｚが０．０２μｍより大きく０．０３μｍ以下の範囲内である場合、送液速度を低減して流路部３に導入される流体や検査対象物質が流路部３内に留まる時間、すなわち反応時間を確保することができる。
また、表面粗さＲｚが０．０１μｍより大きく０．０２μｍ以下の範囲内である場合、適度な送液速度と、流路部３内における流体や検査対象物質の反応時間の確保とを両立することができる。
また、流路部３の表面粗さは、マイクロ流路チップ１の製造時において、公知のエッチング法等により、適宜、制御することができる。

（１．２）マイクロ流路チップの製造方法
次に、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１の製造方法について説明する。図４は、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１の製造方法の一例を示すフローチャートである。
ここでは、隔壁層１１を感光性樹脂で形成する場合を例にとって説明する。

（ステップＳ１）
本実施形態に係るマイクロ流路チップ１の製造方法では、まず基板１０上へ隔壁層１１を形成するための隔壁用樹脂（第一の感光性樹脂の一例）を塗工する工程を行う。これにより、基板１０上に隔壁層１１を形成するための樹脂層を設ける。本実施形態に係るマイクロ流路チップ１の製造方法では、例えば基板１０上に感光性樹脂による樹脂層（第一感光性樹脂層）を形成する。

基板１０上への感光性樹脂層の形成方法は、例えば、基板１０への感光性樹脂の塗工により行われる。塗工は、例えば、スピンコーティング、スプレーコーティング、バーコーティングなどにより行われることができ、中でも膜厚制御性の観点からはスピンコーティングが好ましい。基板１０上には、例えば液状、固体状、ゲル状、フィルム状など種々の形態の感光性樹脂を塗工することができる。中でも、液体レジストによって感光性樹脂層を形成することが好ましい。液体レジストは、流路パターンの特性に応じて、適宜、ポジ型、ネガ型のいずれかのレジストを使用すればよい。
また、基板１０上には、樹脂層（例えば、感光性樹脂層）の厚み、すなわち隔壁層１１の厚みが１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内となるように樹脂（例えば、感光性樹脂）を塗工すればよい。

（ステップＳ２）
基板１０上に隔壁用樹脂による第一感光性樹脂層を形成すると、次に、基板１０上に塗工した樹脂（例えば、感光性樹脂）内に含まれる溶媒（溶剤）を除去する目的で加熱処理（プリベーク処理）する工程を行う。なお、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１の製造方法において、プリベーク処理は必須の工程ではなく、適宜、樹脂の特性に合わせて最適な条件（温度、時間）で実施すればよい。例えば、基板１０上の樹脂層が感光性樹脂である場合は、プリベーク温度、時間は感光性樹脂の特性に応じて、適宜、最適な条件で行う。基板と感光性樹脂との密着性を上げる目的で、必要に応じて、基板上にＨＭＤＳ処理を行うことや薄膜の樹脂をコートしてもよい。

（ステップＳ３）
次に、第一感光性樹脂層上に上蓋層１２を形成するための上蓋用樹脂（第二の感光性樹脂の一例）を塗工する工程を行う。これにより、プリベーク後の隔壁用樹脂上に上蓋層１２を形成するための樹脂層を設ける。本実施形態に係るマイクロ流路チップ１の製造方法では、例えば基板１０上に熱流動性を有する感光性樹脂による樹脂層（第二感光性樹脂層）を形成する。基板１０上への第二感光性樹脂層の形成方法は、上記ステップＳ１における第一感光性樹脂層の形成方法と同様の方法を用いることができる。

（ステップＳ４）
次に、隔壁用樹脂による第一感光性樹脂層上に上蓋用樹脂による第二感光性樹脂層を形成すると、次に、第一感光性樹脂層上に塗工した上蓋用樹脂内に含まれる溶媒（溶剤）を除去する目的で加熱処理（プリベーク処理）する工程を行う。本工程におけるプリベーク処理は必須の工程ではなく、上記ステップＳ２のプリベーク処理と同様に、適宜、樹脂の特性に合わせて最適な条件（温度、時間）で実施すればよい。また、第一感光性樹脂層と第二感光性樹脂層との密着性を上げる目的で、必要に応じて、基板上にＨＭＤＳ処理を行うことや薄膜の樹脂をコートしてもよい。これにより、基板１０上に２層の感光性樹脂層が形成される。

上記ステップＳ１からステップＳ４に示すように、隔壁層１１、上蓋層１２を形成するための２層の感光性樹脂層（第一感光性樹脂層、第二感光性樹脂層）は、接着剤を用いることなく溶着されている。つまり、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１において、隔壁層１１と上蓋層１２とは互いに溶着している。つまり、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１において、隔壁層１１と上蓋層１２とは中間部材（例えば、接着剤）を用いずに接合させることができる。これにより、接着剤成分の流路部３への流出を防ぐとともに、接着剤の膜厚不均一に起因した接合不良も防ぐことができる。
なお、本実施形態では感光性樹脂を２層としているが、これに限定されることなく、３層以上であってもよい。

（ステップＳ５）
次に、基板１０上に塗工した樹脂（例えば第一感光性樹脂層、第二感光性樹脂層）を露光する工程を行う。具体的には、基板１０上に塗工した感光性樹脂には、露光により流路パターンが描画される。露光は、例えば、紫外線を光源とした露光装置、レーザー描画装置により行うことができる。中でも、紫外線を光源としたプロキシミティ露光やコンタクト露光装置を用いた露光が好ましい。プロキシミティ露光装置の場合、マイクロ流路チップ１における流路パターン配列を有するフォトマスクを介して露光が行われる。フォトマスクはクロム及び酸化クロムの二層構造を遮光膜とするフォトマスクなどを使用すればよい。

基板１０上に塗工された感光性樹脂（第一感光性樹脂層、第二感光性樹脂層）がポジ型レジストの場合、露光領域が溶解して流路部３となり、未露光領域に残存する感光性樹脂が隔壁層１１、上蓋層１２となる。また、基板１０上に塗工された感光性樹脂がネガ型レジストの場合、露光領域に残存する感光性樹脂が隔壁層１１、上蓋層１２となり、未露光領域が溶解して流路部３となる。このように、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１の製造方法では、フォトリソグラフィを用いて基板１０上に流路部３を構成する隔壁層１１を形成することができる。

なお、基板１０上における樹脂層の形成に化学増幅型レジストなどを用いる場合には、露光により発生した酸の触媒反応を促すために、露光後にさらに加熱処理（ポストエクスポージャーベーク：ＰＥＢ）を行うとよい。

（ステップＳ６）
次に、露光した感光性樹脂に対して現像を行い、流路パターンを形成する工程を行う。
現像は、例えば、スプレー、ディップ、パドル形式などの現像装置にて感光性樹脂と現像液の反応により行われる。現像液は、例えば炭酸ナトリウム水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化カリウム、有機溶剤などを用いることができる。現像液は感光性樹脂の特性に応じた最適なものを適宜使用すればよく、これらに限定されるものではない。また、濃度や現像処理時間は、感光性樹脂の特性に合わせて適宜最適な条件に調整することができる。

（ステップＳ７）
次に、洗浄により基板１０上の樹脂層（感光性樹脂層）から現像に用いた現像液を完全に除去する工程を行う。洗浄は、例えば、スプレー、シャワー、浸漬形式などの洗浄装置によって行うことができる。洗浄水としては、例えば純水、イソプロピルアルコールなどから、現像処理に用いた現像液を除去するために最適な洗浄水を適宜使用すればよい。洗浄後はスピンドライヤ、ＩＰＡベーパドライヤ、自然乾燥などにより乾燥を行う。
この段階においても、隔壁層１１上には、上蓋用樹脂による第二感光性樹脂層が残存している。

（ステップＳ８）
次に、流路パターン、すなわち流路部３を形成する隔壁層１１および第二感光性樹脂層に対して加熱処理（ポストベーク）する工程を行う。このポストベーク処理により、現像や洗浄時の残留水分を除去する。また、このポストベーク処理により、流路部３の蓋となり、流路部３の上部を画定する上蓋層１２が形成される。具体的には、このポストベーク処理により流動性を有する感光性樹脂である上蓋用樹脂の流動（リフロー）を促し、流路部３の上蓋層１２を形成できる。ポストベークの温度、時間は上蓋用樹脂の特性に合わせて最適な条件で実施する。なお、図１に示すように、上蓋層１２は流路部３を覆う蓋材であって流路部３上に形成される。入力部２及び出力部４は、上蓋層１２に覆われずに開口している。
また、ポストベーク処理は、例えば、ホットプレート、オーブン、などを用いて行われる。上記ステップＳ７の洗浄工程での乾燥が不十分な場合、現像液や洗浄時の水分が隔壁層１１に残留している場合がある。また、プリベーク処理において除去されなかった溶剤も隔壁層１１に残留している場合がある。ポストベーク処理を行うことで、それらを除去することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１の製造方法は、基板１０上に、隔壁用樹脂を塗工する工程（上記ステップＳ１）と、塗工した隔壁用樹脂の上に、上蓋用樹脂を塗工する工程（上記ステップＳ３）と、隔壁用樹脂及び上蓋用樹脂を露光する工程（上記ステップＳ５）と、露光した隔壁用樹脂及び上蓋用樹脂を現像及び洗浄し、基板１０上において流路部３を画定する隔壁層１１を形成する工程（上記ステップＳ６及びステップＳ７）と、隔壁層１１上の上蓋用樹脂を加熱処理して該上蓋用樹脂を流動させ、流路部３の上蓋層１２を形成する工程（上記ステップＳ８）と、を含んでいる。
これにより、接着剤を用いることなく隔壁層１１と上蓋層１２とを溶着することができ、接着剤成分の流路部３内への溶出を防いで、流路内の溶液の反応阻害を抑制することができる。

（１．３）隔壁層及び上蓋層の製造工程の詳細
本実施形態に係るマイクロ流路チップ１の製造方法においては、隔壁層１１を形成するための隔壁用樹脂、および上蓋層１２を形成するための上蓋用樹脂の物性に応じて各製造工程を調整する。以下、具体的な例を挙げて説明する。
（１．３．１）ガラス転移温度が異なる樹脂を用いた隔壁層及び上蓋層の形成
隔壁用樹脂と上蓋用樹脂とでガラス転移温度の異なる場合における、隔壁層１１及び上蓋層１２の形成について、図５を用いて説明する。図５（ａ）は、基板４０上に形成された第一感光性樹脂層４１及び第二感光性樹脂層４２を示す断面模式図であり、図５（ｂ）は、基板４０上の流路パターンを示す断面模式図であり、図５（ｃ）は本例によるマイクロ流路チップ４００の概略構成を示す断面模式図である。
本例では、上蓋用樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が隔壁用樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）よりも低い（上蓋用樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）＜隔壁用樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ））という条件によるマイクロ流路チップの製造方法について説明する。

図５（ａ）に示すように、本例では、上記ステップＳ１の塗工工程において、基板４０上へ隔壁用感光性樹脂を塗布して第一感光性樹脂層４１を形成する。隔壁用感光性樹脂は、例えばスピンコーティングにより所望の厚さで基板４０上へ塗布する。また、本例では、上記ステップＳ３において第一感光性樹脂層４１の上に上蓋用感光性樹脂を塗布して第二感光性樹脂層４２を形成する。本例では、第二感光性樹脂層４２を形成する上蓋用感光性樹脂としては、第一感光性樹脂層４１を形成する隔壁用感光性樹脂よりもガラス転移温度（Ｔｇ）が低い樹脂を用いる。第二感光性樹脂層４２は、第一感光性樹脂層４１と同様にスピンコーティングにより所望の厚さで第一感光性樹脂層４１上へ塗布する。

また本例では、上記ステップＳ５の露光工程において、基板４０上に塗工した第一感光性樹脂層４１及び第二感光性樹脂層４２に対して、フォトマスクを介して流路パターンを描画する。例えば、本例では、紫外光領域である３５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の光を光源としたプロキシミティ露光装置を用いる。次いで、上記ステップＳ６の現像工程において、露光した第一感光性樹脂層４１及び第二感光性樹脂層４２に対して現像を行い、流路パターン４３形成する。ここでは例えば、スプレー方式にて炭酸ナトリウム水溶液を現像液として用いる。次いで、上記ステップＳ７において現像した第一感光性樹脂層４１及び第二感光性樹脂層４２を洗浄により現像液を完全に除去する。ここでは、例えば、超純水を用いてスプレー方式にて洗浄する。これにより、図５（ｂ）に示すように隔壁層４１ａが形成され、流路パターン４３が画定される。

次いで、流路パターン４３を形成したマイクロ流路チップに対し、ステップＳ８の加熱処理（ポストベーク）を行う。本例では、ホットプレートを用いて第二感光性樹脂層４２のガラス転移温度（Ｔｇ）付近の温度にて加熱処理行う。本例では、加熱処理によって第二感光性樹脂層４２、すなわち上蓋用樹脂の流動（リフロー）が促され、対向する左右の隔壁層１１上から流路パターン４３の中央に向かって上蓋用樹脂が流動する。隔壁層４１ａ上から流動した上蓋用樹脂は、基板４０と反対側、すなわち流路パターン４３の上側において接合し、上蓋層４２ａが形成される。これにより、図５（ｃ）に示すように、流路パターン４３の上部が上蓋層４２ａで覆われ、流路部４３ａが形成されてマイクロ流路チップ４００が作製される。

本例のように、隔壁層４１ａを形成する第一感光性樹脂層４１、すなわち隔壁用樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が第二感光性樹脂層４２、すなわち上蓋用樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）よりも高い場合には、加熱処理によって上蓋用樹脂の流動（リフロー）が起きる際にも、隔壁用樹脂には流動がほぼ起きない。したがって、「上蓋用樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）＜隔壁用樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）」という条件を満たすことで、上蓋用樹脂の流動による流路パターンの変形を生じさせることなく、上蓋用樹脂を流動させて上蓋層４２ａを容易に形成することができる。

（１．３．２）露光感度が異なる樹脂を用いた隔壁層及び上蓋層の形成（１）
隔壁用樹脂と上蓋用樹脂とで露光感度の異なる場合における、隔壁層１１及び上蓋層１２の形成について、図６を用いて説明する。図６（ａ）は、基板５０上に形成された第一感光性樹脂層５１及び第二感光性樹脂層５２を示す断面模式図であり、図６（ｂ）は、基板５０上の流路パターンを示す断面模式図であり、図６（ｃ）は本例によるマイクロ流路チップ５００の概略構成を示す断面模式図である。
本例では、上蓋用樹脂の露光感度（Ｃ／ｃｍ^２）が隔壁用樹脂の露光感度（Ｃ／ｃｍ^２）よりも低い（上蓋用樹脂の露光感度（Ｃ／ｃｍ^２）＜隔壁用樹脂の露光感度（Ｃ／ｃｍ^２））という条件によるマイクロ流路チップの製造方法について説明する。

図６（ａ）に示すように、本例では、上記ステップＳ１の塗工工程において、基板５０上へ隔壁用感光性樹脂を塗布して第一感光性樹脂層５１を形成する。隔壁用感光性樹脂は、例えばスピンコーティングにより所望の厚さで基板５０上へ塗布する。第一感光性樹脂層５１、すなわち隔壁用樹脂はポジ型のレジストである。また、本例では、上記ステップＳ３において第一感光性樹脂層５１の上に上蓋用感光性樹脂を塗布して第二感光性樹脂層５２を形成する。第二感光性樹脂層５２、すなわち上蓋用樹脂は、ポジ型のレジストである。つまり、本例では、隔壁用感光性樹脂及び上蓋用感光性樹脂として、ポジ型のレジストを用いる。
本例では、第二感光性樹脂層５２を形成する上蓋用感光性樹脂としては、第一感光性樹脂層５１を形成する隔壁用感光性樹脂よりも露光感度（Ｃ／ｃｍ^２）が低い樹脂を用いる。第二感光性樹脂層５２は、第一感光性樹脂層５１と同様にスピンコーティングにより所望の厚さで第一感光性樹脂層５１上へ塗布する。例えば、第一感光性樹脂層５１を形成する隔壁用樹脂として化学増幅型レジスト、第二感光性樹脂層５２を形成する上蓋用樹脂として非化学増幅型レジストを用いてもよい。

また本例では、上記ステップＳ５の露光工程において、基板５０上に塗工した第一感光性樹脂層５１及び第二感光性樹脂層５２に対して、フォトマスクを介して流路パターンを描画する。例えば、本例では、紫外光領域である３５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の光を光源としたプロキシミティ露光装置を用いる。ここで、露光量は第一感光性樹脂層５１に対して最適な露光量を設定する。上述のように、本例では第二感光性樹脂層５２を形成する上蓋用樹脂は、第一感光性樹脂層５１を形成する隔壁用樹脂に対して露光感度が低い。このため、第二感光性樹脂層５２において、第一感光性樹脂層５１に合わせた露光量では反応が十分ではないが、パターン解像において問題は無い。
次いで、上記ステップＳ６の現像工程において、露光した第一感光性樹脂層５１及び第二感光性樹脂層５２に対して現像を行い、流路パターン５３を形成する。ここでは例えば、スプレー方式にて炭酸ナトリウム水溶液を現像液として用いる。次いで、上記ステップＳ７において現像した第一感光性樹脂層５１及び第二感光性樹脂層５２を洗浄により現像液を完全に除去する。ここでは、例えば、超純水を用いてスプレー方式にて洗浄する。これにより、図６（ｂ）に示すように隔壁層５１ａが形成され、流路パターン５３が画定される。本例では、上述のように第二感光性樹脂層５２は第一感光性樹脂層５１に比べて露光感度が低い樹脂で形成されている。このため図６に示すように、第二感光性樹脂層５２における露光範囲の開口幅は、第一感光性樹脂層５１の開口幅よりも小さくなっている。

次いで、流路パターン５３を形成したマイクロ流路チップに対し、ステップＳ８の加熱処理（ポストベーク）を行う。本例では、ホットプレートを用いて第一感光性樹脂層５１及び第二感光性樹脂層５２のガラス転移温度（Ｔｇ）付近の温度にて加熱処理行う。本例では、加熱処理によって第二感光性樹脂層５２、すなわち上蓋用樹脂の流動（リフロー）が促され、左右の隔壁層５１ａ上から流路パターン５３の中央に向かって上蓋用樹脂が流動する。隔壁層５１ａ上から流動した上蓋用樹脂は、基板５０と反対側、すなわち流路パターン５３の上側において接合し、上蓋層５２ａが形成される。これにより、図６（ｃ）に示すように、流路パターン５３の上部が上蓋層５２ａで覆われ、流路部５３ａが形成されてマイクロ流路チップ５００が作製される。

本例では、隔壁層５１ａを形成する第一感光性樹脂層５１、すなわち隔壁用樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、上蓋層５２ａを形成する第二感光性樹脂層５２、すなわち上蓋用樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）と同等である。このため、上蓋用樹脂が流動（リフロー）する際に隔壁用樹脂も流動する。ただし、本例では、第一感光性樹脂層５１および第二感光性樹脂層５２が、ポジ型のレジストで形成され、且つ第二感光性樹脂層５２の露光感度が第一感光性樹脂層５１よりも低い。このため、図６（ｂ）に示すように第二感光性樹脂層５２の開口幅は第一感光性樹脂層５１の開口幅に比べて小さく形成され、第一感光性樹脂層５１の開口幅は第二感光性樹脂層５２の開口幅に比べて十分に大きく形成されている。
したがって、第二感光性樹脂層５２と同程度の流動が第一感光性樹脂層５１に起きることで流路パターン５３の開口幅よりも流路部５３ａの幅が減少するものの、図６（ｃ）に示すように流路部５３ａの幅は、十分に確保されることとなる。

したがって、第一感光性樹脂層５１および第二感光性樹脂層５２がポジ型のレジストで形成され、且つ「上蓋用樹脂の露光感度＜隔壁用樹脂の露光感度」という条件を満たすことで、流路部の流路幅を十分に維持しつつ、上蓋用樹脂及び隔壁用樹脂を流動させて上蓋層５２ａを容易に形成することができる。

（１．３．３）露光感度が異なる樹脂を用いた隔壁層及び上蓋層の形成（２）
隔壁用樹脂と上蓋用樹脂とで露光感度の異なる場合における、隔壁層１１及び上蓋層１２の形成について、図７を用いて説明する。図７（ａ）は、基板６０上に形成された第一感光性樹脂層６１及び第二感光性樹脂層６２を示す断面模式図であり、図７（ｂ）は、基板６０上の流路パターンを示す断面模式図であり、図７（ｃ）は本例によるマイクロ流路チップ６００の概略構成を示す断面模式図である。
本例では、上蓋用樹脂の露光感度（Ｃ／ｃｍ^２）が隔壁用樹脂の露光感度（Ｃ／ｃｍ^２）よりも高い（上蓋用樹脂の露光感度（Ｃ／ｃｍ^２）＞隔壁用樹脂の露光感度（Ｃ／ｃｍ^２））という条件によるマイクロ流路チップの製造方法について説明する。

図７（ａ）に示すように、本例では、上記ステップＳ１の塗工工程において、基板６０上へ隔壁用感光性樹脂を塗布して第一感光性樹脂層６１を形成する。隔壁用感光性樹脂は、例えばスピンコーティングにより所望の厚さで基板６０上へ塗布する。第一感光性樹脂層６１、すなわち隔壁用樹脂はネガ型のレジストである。また、本例では、上記ステップＳ３において第一感光性樹脂層６１の上に上蓋用感光性樹脂を塗布して第二感光性樹脂層６２を形成する。第二感光性樹脂層６２、すなわち上蓋用樹脂は、ネガ型のレジストである。つまり、本例では、隔壁用感光性樹脂及び上蓋用感光性樹脂として、ネガ型のレジストを用いる。
本例では、第二感光性樹脂層５２を形成する上蓋用感光性樹脂としては、第一感光性樹脂層５１を形成する隔壁用感光性樹脂よりも露光感度（Ｃ／ｃｍ^２）が低い樹脂を用いる。第二感光性樹脂層５２は、第一感光性樹脂層５１と同様にスピンコーティングにより所望の厚さで第一感光性樹脂層５１上へ塗布する。例えば、第一感光性樹脂層６１を形成する隔壁用樹脂として非化学増幅型レジスト、第二感光性樹脂層６２を形成する上蓋用樹脂として化学増幅型レジストを用いてもよい。

また本例では、上記ステップＳ５の露光工程において、基板６０上に塗工した第一感光性樹脂層６１及び第二感光性樹脂層６２に対して、フォトマスクを介して流路パターンを描画する。例えば、本例では、紫外光領域である３５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の光を光源としたプロキシミティ露光装置を用いる。ここで、露光量は第一感光性樹脂層６１に対して最適な露光量を設定する。上述のように、本例では第二感光性樹脂層６２を形成する上蓋用樹脂は、第一感光性樹脂層６１を形成する隔壁用樹脂に対して露光感度が高い。このため、第二感光性樹脂層６２において、第一感光性樹脂層６１に合わせた露光量は必要十分である。
次いで、上記ステップＳ６の現像工程において、露光した第一感光性樹脂層６１及び第二感光性樹脂層６２に対して現像を行い、流路パターン６３を形成する。ここでは例えば、スプレー方式にて炭酸ナトリウム水溶液を現像液として用いる。次いで、上記ステップＳ７において現像した第一感光性樹脂層６１及び第二感光性樹脂層６２を洗浄により現像液を完全に除去する。ここでは、例えば、超純水を用いてスプレー方式にて洗浄する。これにより、図７（ｂ）に示すように隔壁層６１ａが形成され、流路パターン６３が画定される。本例では、第二感光性樹脂層６２は、第一感光性樹脂層６１に比べて露光感度が高い。このため図７（ｂ）に示すように、露光後において、露光部のパターンとして残存する第二感光性樹脂層６２の範囲は、第一感光性樹脂層６１に対して広くなる。結果として、図６に示すように、第二感光性樹脂層６２における露光範囲の開口幅は、第一感光性樹脂層６１の開口幅よりも小さくなる。

次いで、流路パターン６３を形成したマイクロ流路チップに対し、ステップＳ８の加熱処理（ポストベーク）を行う。本例では、ホットプレートを用いて第一感光性樹脂層６１及び第二感光性樹脂層６２のガラス転移温度（Ｔｇ）付近の温度にて加熱処理行う。本例では、加熱処理によって第二感光性樹脂層６２、すなわち上蓋用樹脂の流動（リフロー）が促され、左右の隔壁層６１ａ上から流路パターン６３の中央に向かって上蓋用樹脂が流動する。隔壁層６１ａ上から流動した上蓋用樹脂は、基板６０と反対側、すなわち流路パターン６３の上側において接合し、上蓋層６２ａが形成される。これにより、図７（ｃ）に示すように、流路パターン６３の上部が上蓋層６２ａで覆われ、流路部６３ａが形成されてマイクロ流路チップ６００が作製される。

本例では、上述のマイクロ流路チップ５００と同様に、マイクロ流路チップ６００において、隔壁層６１ａを形成する第一感光性樹脂層６１、すなわち隔壁用樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、上蓋層６２ａを形成する第二感光性樹脂層６２、すなわち上蓋用樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）と同等である。このため、上蓋用樹脂が流動（リフロー）する際に隔壁用樹脂も流動する。本例では、第一感光性樹脂層６１および第二感光性樹脂層６２が、ネガ型のレジストで形成され、且つ第二感光性樹脂層６２の露光感度が第一感光性樹脂層６１よりも高い。このため、図６（ｂ）に示すように第二感光性樹脂層６２の開口幅は第一感光性樹脂層６１の開口幅に比べて小さく形成され、第一感光性樹脂層５１の開口幅は第二感光性樹脂層５２の開口幅に比べて十分に大きく形成されている。
したがって、第二感光性樹脂層６２と同程度の流動が第一感光性樹脂層６１に起きることで流路パターン６３の開口幅よりも流路部６３ａの幅が減少するものの、図７（ｃ）に示すように流路部６３ａの幅は、十分に確保されることとなる。

したがって、第一感光性樹脂層６１および第二感光性樹脂層６２がネガ型のレジストで形成され、且つ「上蓋用樹脂の露光感度＞隔壁用樹脂の露光感度」という条件を満たすことで、流路部の流路幅を十分に維持しつつ、上蓋用樹脂及び隔壁用樹脂を流動させて上蓋層６２ａを容易に形成することができる。

以上、本実施形態に係るマイクロ流路チップにおいて、隔壁層および上蓋層を別体形成（複層構成）とする例を説明した。上述のように、本実施形態に係る製造方法によれば、マイクロ流路チップの流路部を覆う蓋材（上蓋層）を、接着剤などの中間層を用いることなく、既存のフォトリソグラフィ工程の範囲内で形成することができる。これにより、接着剤成分の流路内への溶出を防いで、流路内の溶液の反応阻害を抑制することができる。
また、接着剤の膜厚不均一に起因した接合不良による品質低下も防ぐことができる。また、接着剤などの中間部材を用いて隔壁層と上蓋層とを接合する場合と比べて、製造方法を簡略化することができる。

なお、本開示はこれに限られず、隔壁層および上蓋層を３層以上で構成してもよい。またこの場合、上蓋層を形成する第二感光性樹脂層を複層構成としてもよい。熱流動性を有する感光性樹脂は、上層であるほど、加熱処理によって樹脂の流動性が大きくなる性質である。このため、複層構成の第二感光性樹脂層によって上蓋層を形成する場合において、上層部分の方が下層部分よりも早く接合する。したがって、複層構成の第二感光性樹脂層による上蓋層は、上層であるほど開口幅が狭く、最上層又は最上層と近接する層において接合した構成となる。

（１．４）第一実施形態の効果
以上のようなマイクロ流路チップ１は、以下の効果を有する。
（１）本実施形態に係るマイクロ流路チップ１は、基板１０と、基板１０上に流路部３を形成する隔壁層１１と、隔壁層１１の基板１０とは反対側の面に形成され、流路部３の蓋となる上蓋層１２と、を備え、隔壁層１１と上蓋層１２との間に粘着層が設けられていない。
これにより、マイクロ流路チップ１は、接着剤成分の流路内への溶出を防いで、流路内の溶液の反応阻害を抑制することができる。さらに、接着剤の膜厚不均一に起因した接合不良も防ぐことができる。
（２）また本実施形態に係るマイクロ流路チップ１は、基板１０と、基板１０上に流路部３を形成する隔壁層１１と、隔壁層１１の基板１０とは反対側の面に形成され、流路部３の蓋となる上蓋層１２と、を備え、上蓋層１２と隔壁層１１とは互いに溶着している。
これにより、マイクロ流路チップ１は、接着剤を用いることなく上蓋層１２と隔壁層１１とが接合され、接着剤成分の流路内への溶出を防いで流路内の溶液の反応阻害を抑制することができる。さらに、接着剤の膜厚不均一に起因した接合不良も防ぐことができる。
（３）また、本実施形態に係るマイクロ流路チップ１は、マイクロ流路チップであって、流路部３と、流路部３の蓋となる上蓋層１２と、を備え、上蓋層１２の材料は、熱流動性を有する樹脂であり、流路部３の断面形状は、角丸である。
これにより、マイクロ流路チップ１は、接着剤を用いることなく上蓋層１２と隔壁層１１とが接合され、接着剤成分の流路内への溶出を防いで、流路内の溶液の反応阻害を抑制することができる。さらに、流路部３における流体（例えば反応溶液）の送液速度や流量を安定させ、角部における検査対象物質の滞留を抑制することができる。また、既存のフォトリソグラフィ工程の範囲内で上蓋層１２と隔壁層１１とを接合することができる。

（４）また本実施形態に係るマイクロ流路チップ１において、上蓋層１２は、隔壁層１１と別体であってもよい。
これにより、上蓋として好適な性質を有する樹脂を適宜選択することができる。
（５）また本実施形態に係るマイクロ流路チップ１において隔壁層１１及び上蓋層１２は、樹脂材料で形成されており、当該樹脂材料は、紫外光領域である１９０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の光に対して感光性を有する感光性樹脂であってもよい。
これにより、接着剤を用いることなく感光性樹脂のリフローによって、マイクロ流路チップの蓋材（上蓋層）を形成することができ、接着剤成分の流路内への溶出を防いで、流路内の溶液の反応阻害を抑制することができる。
（６）また本実施形態に係るマイクロ流路チップ１において、上蓋層１２は隔壁層１１と別体であって、隔壁層１１に対してガラス転移温度が低くてもよい。
これにより、上蓋層１２の形成時において隔壁層１１に流動が起きて、流路パターンが変化することを抑制することができる。
（７）また本実施形態に係るマイクロ流路チップ１において、上蓋層１２は隔壁層１１と別体であって、隔壁層１１に対して露光感度が高い又は低い構成でもよい。
これにより、上蓋層１２の形成時に上蓋層用の樹脂材料を流動させる際に、隔壁層用の樹脂に流動が起こった場合も、隔壁層１１を形成する感光性樹脂の開口幅を十分大きく形成できるため、流路部３として十分な空間を維持することができる。
（８）また本実施形態に係るマイクロ流路チップ１の製造方法は、基板１０上に、隔壁層１１用の感光性樹脂を塗工する工程と、塗工した隔壁層１１用の感光性樹脂の上に、上蓋層１２用の感光性樹脂を塗工する工程と、隔壁層１１用の感光性樹脂及び上蓋層１２用の感光性樹脂を露光する工程と、露光した隔壁層１１用の感光性樹脂及び上蓋層１２用の感光性樹脂を現像及び洗浄し、基板１０上において流路部３を画定する隔壁層１１を形成する工程と、隔壁層１１上の上蓋層１２用の感光性樹脂を加熱処理して上蓋層１２用の感光性樹脂を流動させ、流路部３の上蓋層１２を形成する工程と、を含む。
これにより、接着剤成分の流路内への溶出を防いで、流路内の溶液の反応阻害を抑制することができるマイクロ流路チップを提供することができる。

２．第二実施形態
以下、本開示の第二実施形態に係るマイクロ流路チップについて、図８を用いて説明する。図８は、本開示の第二実施形態に係るマイクロ流路チップ２００の一構成例を説明するための断面図である。
マイクロ流路チップ２００は、基板２０と、基板２０上に流路部２３を形成する隔壁層２１と、隔壁層２１の一部で形成された上蓋層２２と、を備えている。すなわち、マイクロ流路チップ２００は、隔壁層２１と上蓋層２２とが、一体である。この点で、第一実施形態に係るマイクロ流路チップ１，４００，５００，６００と相違する。

（２．１）マイクロ流路チップ２００の構成
以下、マイクロ流路チップ２００の隔壁層２１及び上蓋層２２について、上記第一実施形態の隔壁層１１、上蓋層１２と異なる点を主に説明する。なお、上蓋層２２以外の各構成（基板２０及び流路部２３）については、マイクロ流路チップ１の基板１０及び流路部３と同様の構成であるため説明を省略する。
また、マイクロ流路チップ２００の隔壁層２１及び上蓋層２２の材料は、マイクロ流路チップ１の隔壁層１１と同様のものを用いればよい。

図８は、隔壁層２１と上蓋層２２とが一体であるマイクロ流路チップ２００の一構成例を示している。マイクロ流路チップ２００では、隔壁層２１自体が上蓋層２２となるため、製造工程を簡略化することができる。

（２．２）マイクロ流路チップ２００の製造方法
以下、マイクロ流路チップ２００の製造方法の一例について説明する。
マイクロ流路チップ２００の製造方法では、図４に示すマイクロ流路チップ１の製造方法におけるステップＳ３（第二感光性樹脂の塗工工程）を省略することができる。これにより、製造工程を簡略化することができる。
以下、図９を用いて、マイクロ流路チップ２００の製造方法をより詳細に説明する。

図９は、本実施形態に係るマイクロ流路チップ２００の製造方法の各工程を示す概略図である。なお、マイクロ流路チップ２００の製造方法では、基板２０上に形成される感光性樹脂が一層である点を除き、図４に示すマイクロ流路チップ１の製造方法におけるステップＳ１，Ｓ２，Ｓ４～Ｓ７における各工程と同様にして流路パターンを形成する。このため、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ４～Ｓ７における各工程については、説明を省略する。

図９（ａ）は本実施形態に係るマイクロ流路チップ２００の製造時における流路パターン２２０の平面概略図である。隔壁層２１に対して、液体を導入するための入力部３２と、液体が流れる流路部３３と、液体を排出するための出力部３４とを有している。入力部３２および出力部３４は、上記第一実施形態に係るマイクロ流路チップ１の入力部２および出力部４と同等の構成であるため、説明は省略する。
図９（ｂ）は図９（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図である。ベースとなる基板２０の上に隔壁層２１が形成されている。基板２０と隔壁層２１に囲まれた領域に流体（例えば、反応溶液）を導入するための入力部３２が形成される。なお流体を導入するため、入力部３２の上部には、上蓋層２２は形成されない。

図９（ｃ）は、図９（ａ）のＣ－Ｃ線における断面図である。ベース部材となる基板２０の上に隔壁層２１が形成されており、基板２０と隔壁層２１に囲まれた領域に流体が流れる流路部３を画定する流路パターン２２０の領域２３ａが形成されている。領域２３ａの開口幅は、入力部３２よりも狭く形成されている。

形成された流路パターン２２０に対し加熱処理（ポストベーク）を行う。加熱処理は、例えば、ホットプレート、オーブン、などにより行われる。ポストベークは、隔壁用樹脂（隔壁層２１）のガラス転移温度（Ｔｇ）まで加熱して、隔壁用樹脂を流動（リフロー）させる目的で行う。この点が、上記第一実施形態に係るマイクロ流路チップ１の製造方法における加熱処理と異なる。感光性樹脂の流動（リフロー）は、樹脂の性質によっては基板２０と反対側、すなわち流路パターン２２０の上部側が流動しやすい特徴がある。流路パターン２２０の上部が流動することによって、隔壁層２１同士が接合し、流路パターン２２０の上蓋材、つまり流路パターン２２０の領域２３ａを覆う上蓋層２２としての機能を持つことになる。これにより、隔壁層２１と一体の上蓋層２２が形成され、本実施形態に係るマイクロ流路チップ２００が作製される。

図９（ｄ）は、加熱処理（ポストベーク）後のマイクロ流路チップ２００の平面概略図である。加熱処理によって隔壁層２１が流動して上蓋層２２が形成され、後述する図９（ｆ）に示すように流路部２３が画定されている。なお、図９（ｄ）では図示を省略しているが、透明性を有する上蓋層２２を介して流路部２３を視認することができる。入力部３２及び出力部３４も、隔壁層２１の流動によってサイズは小さくなるものの、予めサイズの縮小を想定して大きなサイズで形成しているため、上蓋層２２で塞がれることなく、貫通孔が形成されたままとなる。これは、上記第一実施形態に係るマイクロ流路チップ１の製造時も同様である。

図９（ｅ）は、図９（ｄ）のＢ－Ｂ線におけるマイクロ流路チップ２００の断面模式図である。ホットプレート２５上でのポストベークによって、隔壁層２１の上部側の樹脂は入力部３２の幅方向の中央に向かって流動するが、入力部３２は塞がれることなく開口端は外部と連通したままとなる。つまり、流体を導入するための入力部３２の機能は維持される。

図９（ｆ）は図９（ｄ）のＣ－Ｃ線におけるマイクロ流路チップ２００の断面模式図である。ホットプレート２５上でのポストベークによって、隔壁層２１の基板２０と反対側（隔壁層２１の上側）の樹脂が左右から流動して流路部２３の幅方向の中央付近で接合し上蓋層２２を形成している。このように、本実施形態によれば、マイクロ流路チップの流路部を覆う蓋材を、接着剤を用いることなく、既存のフォトリソグラフィ工程の範囲内で、マイクロ流路チップの蓋材（上蓋層）を形成することができる。これにより、接着剤成分の流路内への溶出を防いで、流路内の溶液の反応阻害を抑制することができる。
また、接着剤の膜厚不均一に起因した接合不良による品質低下も防ぐことができる。また、接着剤などの中間部材を用いて隔壁層と上蓋層とを接合する場合と比べて、製造方法を簡略化することができる。また、隔壁層２１と上蓋層２２とを一体形成とすることで、より確実に接合不良を抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るマイクロ流路チップ２００の製造方法は、基板１０上に、隔壁用樹脂を塗工する工程（上記ステップＳ１）と、隔壁用樹脂を露光する工程（上記ステップＳ５）と、露光した隔壁用樹脂を現像及び洗浄し、基板２０上において流路部２３を画定する隔壁層２１を形成する工程（上記ステップＳ６及びステップＳ７）と、隔壁層２１を加熱処理して該隔壁用樹脂を流動させ、上蓋層２２を形成する工程と、を含んでいる。
これにより、接着剤を用いることなく隔壁層２１の一部として隔壁層２１に溶着して一体形成された上蓋層２２を形成ことができ、接着剤成分の流路部２３内への溶出を防いで、流路内の溶液の反応阻害を抑制することができる。

（２．３）第二実施形態の効果
以上のようなマイクロ流路チップ２００は、以下の効果を有する。
（１）本実施形態に係るマイクロ流路チップ２００は、隔壁層２１と一体であってもよい。
これにより、隔壁層２１と上蓋層２２との接合不良をより確実に抑制することができる。
（２）また、本実施形態に係るマイクロ流路チップ２００の製造方法は、基板１０上に、隔壁用樹脂を塗工する工程（上記ステップＳ１）と、隔壁用樹脂を露光する工程と、露光した隔壁用樹脂を現像及び洗浄し、基板２０上において流路部２３を画定する隔壁層２１を形成する工程と、隔壁層２１を加熱処理して該隔壁用樹脂を流動させ、上蓋層２２を形成する工程と、を含む。
これにより、接着剤を用いることなく隔壁層２１の一部として隔壁層２１に溶着して一体形成された上蓋層２２を形成ことができ、接着剤成分の流路部２３内への溶出を防いで、流路内の溶液の反応阻害を抑制することができる。

（実施例）

上述したマイクロ流路チップ及びその製造方法について、具体的な実施例を用いて説明する。なお、本開示は、下記の実施例に限定されるものではない。
＜第一実施例＞
上記第一実施形態に係るマイクロ流路チップ及びその製造方法の実施例を説明する。
まず、ガラス基板上へ隔壁層用の感光性樹脂を塗工して、第一感光性樹脂層を形成した。隔壁層用の感光性樹脂はエポキシ系樹脂による透明体のネガ型液体樹脂（ネガ型の液体レジスト）を使用した。また当該感光性樹脂（ネガ型液体レジスト）はガラス転移温度（ＴＧ）が１６０℃であった。ネガ型液体レジストは、スピンコーターにて回転数１１００ｒｐｍ、３０秒でガラス基板上に塗工した。またスピンコーターは、第一感光性樹脂層の膜厚が５０μｍになるように回転数、時間を調整した。
次に、ホットプレート上にて隔壁層用の感光性樹脂（ネガ型液体レジスト）内に含まれる残留溶媒を除去する目的で加熱処理（プリベーク）を行った。プリベークは、温度９０℃で２０分実施した。

次いで、第一感光性樹脂層の上に上蓋用の感光性樹脂を塗布して第二感光性樹脂層を形成した。上蓋用の感光性樹脂は、隔壁層用の感光性樹脂よりもガラス転移温度（ＴＧ）が５０℃低い温度（１１０℃）である以外は、上述のネガ型液体レジストと同様のものを用いた。また隔壁層用の感光性樹脂と同条件でプリベークを行い、上蓋用の感光性樹脂内に含まれる残留溶媒を除去した。

次に、ガラス基板上の感光性樹脂層（第一感光性樹脂層、第二感光性樹脂層）を露光して流路パターンを描画した。具体的には、マイクロ流路のパターン配列を有するフォトマスクを介して、感光性樹脂へパターン露光した。フォトマスクはクロム及び酸化クロムの二層構造を遮光膜とするフォトマスクを使用した。また、露光にはプロキシミティ露光装置を用いた。露光装置は高圧水銀灯を光源とし、ｉ線フィルタのカットフィルタを入れて露光した。露光量は１７０ｍＪ／ｃｍ^２とした。

次に、露光した感光性樹脂層に対して現像を行い、流路パターンを形成した。具体的には、アルカリ現像液（ＴＭＡＨ２．３８％）を用いて感光性樹脂層を６０秒間現像することにより、未露光部分を溶解し、流路構造をパターニングした。
続いて、超純水によるシャワー洗浄を行い、基板上の感光性樹脂層から現像液を除去し、スピンドライヤにて乾燥を行った。この段階では、流路パターンの流路部においてガラス基板とは反対側の上側部分は開口している。また、隔壁層上には第二感光性樹脂層が残存している。

次に、流路パターンをオーブンで１１０℃、３０分、加熱処理（ポストベーク）した。このとき、感光性樹脂のリフローにより流路パターン上部、すなわち第二感光性樹脂層が流路部の中心に向かって流動し、対向する隔壁層上の第二感光性樹脂層同士が接合される。これにより上蓋層が形成され、本実施例によるマイクロ流路チップを得た。なお、流路部の両端部には、貫通孔である入力部および出力部が上蓋層で塞がれることなく形成された。

上述のようにして作製した本実施例によるマイクロ流路チップは、接着剤を用いることなく隔壁層と上蓋層とを溶着しており、ポストベーク時の上蓋層用の樹脂（第二感光性樹脂層）の流動によって上蓋層を形成している。これにより、接着剤成分の流路内への溶出を防いで、流路内の溶液の反応阻害を抑制することができる。
また、本実施例のマイクロ流路チップに対し、着色した反応溶液１０μＬの量をピペットにて採取し、流路の入口ポートより導入し、その送液の様子を顕微鏡にて観察した。導入された反応溶液は、流路内を滞りなく流れ、流路内からの液漏れも一切無く、送液は良好であった。よって、本実施例のマイクロ流路チップには流体が滞りなく流れ、液漏れも無く、マイクロ流路チップとしての基本性能は備わっていることが確認できた。

＜第二実施例＞
上記第二実施形態に係るマイクロ流路チップ及びその製造方法の実施例を説明する。
隔壁層と上蓋層とが一体形成である以外は、上記第一実施例と同様にして第二実施例によるマイクロ流路チップを作製した。
具体的には、まず、上記第一実施例と同様に、隔壁層用の感光性樹脂をガラス基板上へ塗工して第一感光性樹脂層を形成し、プリベーク処理を行った。
次に、上記第一実施例と同様の露光条件で、ガラス基板上の第一感光性樹脂層を露光して流路パターンを描画した。

次に、露光した第一感光性樹脂層に対し、上記第一実施例と同様の条件で現像を行った後に現像液を除去し、スピンドライヤにて乾燥して流路パターンを形成した。この時点での流路パターンの断面ＳＥＭ像の一例を図１０（ａ）に示す。
図１０（ａ）において、対向する隔壁層に挟まれた凹部が流路パターンの流路部にあたる。図１０（ａ）に示すように、現像液の除去・乾燥後の流路パターンの流路部において、ガラス基板とは反対側の上側部分は開口している。流路部の上側の開口は、上記第一実施例でも同様である。

次に、流路パターンをオーブンで１６０℃、３０分、加熱処理（ポストベーク）した。このとき、感光性樹脂のリフローにより流路パターン上部、すなわち隔壁層の上側が流路部の中心に向かって流動し、対向する隔壁層の上側の感光性樹脂（ネガ型液体レジスト）同士が接合された。これにより、本実施例によるマイクロ流路チップを得た。

ポストベーク後のマイクロ流路チップの断面ＳＥＭ像の一例を図１０（ｂ）に示す。図１０（ｂ）に示すとおり、ポストベーク後において流路パターン上側、すなわち隔壁層の上側）の感光性樹脂が流動し、流路部の中心付近で接合され、上蓋層が形成されていることを確認した。
また図１０（ｂ）に示すように、隔壁層の流動で形成される上蓋層は、流路部の中央部分に向かって厚みが薄くなっており、凹部が形成されていることが確認された。また、図１０（ｂ）に示すように、流路部の断面形状は角丸であることが確認された。これらの点は、隔壁層と上蓋層とが別体である上記第一実施例でも同様である。
なお、流路部の両端部には、貫通孔である入力部および出力部が上蓋層で塞がれることなく形成された。

上述のようにして作製した本実施例によるマイクロ流路チップは、ポストベークによる隔壁層上部の流動によって上蓋層が形成され、隔壁層と上蓋層との接合に接着剤が用いられない。これにより、接着剤成分の流路内への溶出を防いで、流路内の溶液の反応阻害を抑制することができる。
また、本実施例のマイクロ流路チップに対し、上記第一実施例と同様にして送液試験を行った。その結果導入された反応溶液は、流路内を滞りなく流れ、流路内からの液漏れも一切無く、送液は良好であった。よって、本実施例のマイクロ流路チップには流体が滞りなく流れ、液漏れも無く、マイクロ流路チップとしての基本性能は備わっていることが確認できた。

本開示は、研究用途、診断用途、検査、分析、培養などを目的としたマイクロ流路チップにおいて、複雑な製造工程が必要なく上蓋を形成できるマイクロ流路チップ及びその製造方法として好適に使用することができる。

１，２００，４００，５００，６００…マイクロ流路チップ
２、３２…入力部
３、２３、４３ａ、５３ａ、６３ａ…流路部
４、３４…出力部
１０、２０、４０、５０、６０…基板
１１、２１、４１ａ、５１ａ、６１ａ…隔壁層
１２、２２、４２ａ、５２ａ、６２ａ…上蓋層
２５…ホットプレート
１２０…流路パターン

Claims (9)

1. 基部と、
   前記基部上に流路を形成する隔壁部と、
   前記隔壁部の前記基部とは反対側の面に形成され、前記流路の蓋となる上蓋部と、
   を備え、
   前記隔壁部及び前記上蓋部が樹脂材料で形成され、
   前記隔壁部と前記上蓋部とは、間に粘着層が設けられておらず直接接合されており、
   前記上蓋部は、前記流路と反対の面側であって該流路と重なる領域に凹部を有する
   ことを特徴とするマイクロ流路チップ。
2. 前記上蓋部を形成する前記樹脂材料は、熱流動性を有する樹脂であってメルトフローレートが１ｇ／１０ｍｉｎ以上１００ｇ／１０ｍｉｎ（２３０℃）以下の範囲内であり、
   前記上蓋部において凹部が形成された領域は、前記隔壁部側から前記流路の中央に向かって厚みが薄くなっている
   ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ流路チップ。
3. 前記上蓋部と前記隔壁部とは、感光性樹脂で形成されており、
   前記上蓋部及び前記隔壁部のそれぞれを形成する感光性樹脂同士が溶着されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロ流路チップ。
4. 前記流路の断面形状は、角丸である
   ことを特徴とする請求項２に記載のマイクロ流路チップ。
5. 前記樹脂材料は、紫外光領域である１９０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の光に対して感光性を有する感光性樹脂である
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のマイクロ流路チップ。
6. 前記上蓋部を形成する前記樹脂材料は、前記隔壁部を形成する前記樹脂材料に対してガラス転移温度が低い
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のマイクロ流路チップ。
7. 前記上蓋部を形成する前記樹脂材料は、前記隔壁部を形成する前記樹脂材料に対してガラス転移温度が３０℃から５０℃の範囲で低い
   ことを特徴とする請求項６に記載のマイクロ流路チップ。
8. 前記樹脂材料は感光性樹脂であり、
   前記上蓋部を形成する感光性樹脂は、前記隔壁部を形成する感光性樹脂に対して露光感度が高い又は低い
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のマイクロ流路チップ。
9. 前記上蓋部を形成する感光性樹脂と前記隔壁部を形成する感光性樹脂との露光感度の差分は５μＣ／ｃｍ ^２ 以上２０μＣ／ｃｍ ^２ 以下の範囲である
   ことを特徴とする請求項８に記載のマイクロ流路チップ。