專利名稱：樹脂成型品的制造方法、金屬結(jié)構(gòu)體的制造方法及樹脂成型品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有所期望的造型深度、或不同凹凸深度的樹脂成型品的制造方法，采用此法制得的樹脂成型品、及制造樹脂成型品中所使用的金屬結(jié)構(gòu)體的制造方法。尤其是，本發(fā)明的方法是作為臨床檢查領(lǐng)域、基因處理領(lǐng)域、組合煉金術(shù)領(lǐng)域的診斷、反應(yīng)、分離、計(jì)測等或燃料電池用流路部件所使用的樹脂成型品的制造法使用的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，隨著社會的成熟，對醫(yī)療、健康的價(jià)值觀正在從狹隘范圍的基本健康而追求“富裕而健康的生活”式地變化。在這種價(jià)值觀變化的背景下，醫(yī)療費(fèi)增大，或處于健康與疾病邊緣范圍的人在增多。著眼于這種背景，由于預(yù)防負(fù)擔(dān)比治療低，因此今后的社會，估計(jì)個(gè)人的意識朝重視預(yù)防醫(yī)學(xué)勝過重視治療醫(yī)學(xué)的方向發(fā)展。隨著這種個(gè)人意識的變化，在醫(yī)療領(lǐng)域，其中臨床檢查領(lǐng)域期望在患者的附近，例如在手術(shù)室、床邊、或住宅等可以進(jìn)行更迅速的檢查。診斷的無限制的檢查體系、血液等的試樣量使用更少的量便可完成的無損害或低損害的檢查體系。
另外，為了實(shí)現(xiàn)前述這種可迅速檢查、診斷的無限制的檢查體系，必須借助檢查、診斷時(shí)所使用的基板的小型化，例如必須使裝置有攜帶性。
采用微機(jī)技術(shù)，例如，若流路的直徑可以從1mm微細(xì)化成0.1mm，則不僅試樣可以微量化，而且可以使診斷需要的時(shí)間縮短到十分之一以下。此外，采用微機(jī)技術(shù)若可將流路的直徑微細(xì)化，則期待使裝置具有攜帶性，同時(shí)與以往的大型裝置同樣地起作用。另外，通過流路的微細(xì)化，也可以在同一個(gè)基板上配置多個(gè)裝置，也期待著并列處理。
因此，流路微細(xì)化時(shí)，為了有效地進(jìn)行試樣與試藥的混合，或?yàn)榱嗽谕换迳辖M裝傳感器、電極、端子等等，期望具有例如30μm和100μm不同深度凹凸部的造型技術(shù)。
組合煉金術(shù)領(lǐng)域，其中制藥開發(fā)中的高通過篩選(HTS、HighThroughput Screening)中期待微細(xì)化。所謂組合煉金術(shù)，是利用組合而有效地合成，活用許多的化合物群(庫)。
高通過篩選使用的96孔板、384孔板，可以同時(shí)篩選許多的樣品，例如，通過與自動(dòng)分注裝置的組合有助于加速創(chuàng)藥開發(fā)。
采用微機(jī)技術(shù)，例如，容器的寬或直徑若可以從10mm微細(xì)化成0.4mm，深度若可以從10mm微細(xì)化成0.3mm，則可以在同一個(gè)基片上有1,000個(gè)～5,000個(gè)的微型容器，可期待飛速地加速創(chuàng)藥開發(fā)。
因此，容器微細(xì)化時(shí)，為了進(jìn)行適應(yīng)于樣品性質(zhì)等、實(shí)驗(yàn)體系不同的化合物、或樣品量的篩選等，期望例如0.1mm和0.3mm這種不同深度的造型技術(shù)。
同樣地，組合煉金術(shù)領(lǐng)域，其中供化學(xué)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的化學(xué)合成，分析用途的場合也期待著微細(xì)化。
由于世界人類基因組解析計(jì)劃的進(jìn)展，現(xiàn)在DNA找到了可診斷的疾病種類或數(shù)量增長的一途徑，雖然過去利用化學(xué)分析診斷的疾病很多，但目前利用DNA水平已可以診斷疾病的原因或臨近發(fā)生機(jī)序的確定性診斷。結(jié)果，預(yù)計(jì)將來適用于稱之為電子智能醫(yī)療沒有副作用的藥物治療用的診斷、個(gè)別人有無患特定疾病診斷使用的基片普及到街道診所水平。
另外，為了樣品的微量化、縮短診斷時(shí)間，使檢查裝置有攜帶性，期待著精密而廉價(jià)的基板。
有關(guān)基因用途方面常利用的方法有毛細(xì)管電泳法、微型陣列方式、把微量基因組樣品擴(kuò)增到10萬倍以上可高靈敏度地檢測的基因擴(kuò)增(PCR聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))法等。毛細(xì)管電泳法是將試料導(dǎo)入直徑100～200μm的毛細(xì)管中，利用電泳進(jìn)行分離，光學(xué)性地進(jìn)行檢測的方法，若該毛細(xì)管直徑可微細(xì)化，則還期待診斷時(shí)間高速化。通過毛細(xì)管直徑微細(xì)化，可在同一基板上配置多個(gè)，并期待著并列處理。
因此，毛細(xì)管直徑微細(xì)化時(shí)，為了有效地進(jìn)行分離、檢測，或在同一個(gè)基片上組裝電傳感器等，期望形成例如30μm以上和100μm這種不同深度凹部的造型技術(shù)。
微型陣列方式的檢測一般使用熒光強(qiáng)度法，必須檢測靈敏度高與再現(xiàn)性高才能獲得正確的基因呈現(xiàn)信息。為了不降低基片上的陣列密度、提高檢測靈敏度與再現(xiàn)性嘗試了擴(kuò)大1個(gè)陣列面積的方法。然而，在平面基片上可擴(kuò)大的面積有限，要不降低基片上的陣列密度而提高檢測靈敏度和再現(xiàn)性則產(chǎn)生局限。若可以有微細(xì)的凹、或凸形狀的基板，則期待可使1個(gè)陣列面積與容積飛速地增大、提高檢測靈敏度與再現(xiàn)性。
因此，微細(xì)化時(shí)，為了進(jìn)行適應(yīng)于樣品性質(zhì)等不同的化合物、或樣品量的篩選等，期望形成例如30μm和100μm這種不同深度凹部的造型技術(shù)。
PCR法是通過使用聚合酶而在短時(shí)間內(nèi)將為目的的DNA擴(kuò)增到10萬倍以上的方法。若該容器可以小型化，則也期待可高速化、高效率化、同時(shí)可降低高價(jià)抗體或基質(zhì)使用量之類的低成本化。此外，通過微細(xì)化若可以在同一個(gè)基片上配置多個(gè)流路、多個(gè)混合部、多個(gè)容器，則也期待著在同一個(gè)基片上進(jìn)行毛細(xì)管電泳法和PCR法。
因此，容器微細(xì)化時(shí)，為了進(jìn)行適應(yīng)于樣品性質(zhì)等，實(shí)驗(yàn)體系不同的化合物、或樣品量的篩選，期望形成例如30μm和100μm不同深度凹部的造型技術(shù)。
以往的樹脂成型品，使用鑄型或切削法制的金屬模具，采用注射成型、吹塑成型或加壓成型的方法進(jìn)行成型。
然而，由鑄型制作金屬模具的場合，因?yàn)殍T型的精度有限，所以限制了使用鑄型制金屬模具的造型范圍。而，采用切削法制作金屬模具的場合，也因?yàn)榍邢鞯毒摺Ｅc使用刀具的加工精度有限，所以實(shí)際上采用任何一種加工法也沒有實(shí)現(xiàn)具有精密且微細(xì)形狀的樹脂成型品。
因此，目前使用鑄型或切削法制的金屬模具的場合，任何一種加工法都沒有實(shí)現(xiàn)有精密且微細(xì)形狀的樹脂成型品。
因此，把這樣制得的樹脂成型品供給臨床檢查領(lǐng)域、尤其是血液檢查、尿檢查、生化分析用途等使用的場合，流路，容器精確度，小型化受到限制，存在血液等試樣量多的問題。而且，使用鑄型或切削法制的金屬模具的場合，有不能賦予檢查·診斷裝置攜帶性的缺點(diǎn)。
同樣地，把使用鑄型或切削法制的金屬模具制得的樹脂成型品供給有關(guān)組合煉金用途，尤其是供制藥開發(fā)的高通過篩選用途的場合，容器的微細(xì)化受到限制，還存在創(chuàng)藥開發(fā)不能飛躍地加速(迅速化)、微量化(成本低)的缺點(diǎn)。
同樣地，把所制得的樹脂成型品供給組合煉金術(shù)用途，其中供化學(xué)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的化學(xué)合成·分析用途的場合，流路精確度、微細(xì)化受到限制，存在不能縮短化學(xué)合成·分析時(shí)間，不能降低混合，反應(yīng)中使用的藥品量，不能降低廢液量、不能減輕環(huán)境負(fù)荷的缺點(diǎn)。
同樣地把使用鑄型或切削法制的金屬模具制得的樹脂成型品供給有關(guān)基因領(lǐng)域、尤其是毛細(xì)管電泳法、微型陣列方式的解析用途等、基因擴(kuò)增(PCR)法的擴(kuò)增用途等使用的場合，微細(xì)化受到限制，有不能提高解析速度、不能減少樣品量的缺點(diǎn)。而且，使用鑄型或切削法制的模具時(shí)，還存在不能使基片小型化的問題。
這樣，作為解決有關(guān)使用鑄型或切削法制的金屬模場合問題的加工方法，眾知通過對應(yīng)用半導(dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)的玻璃或硅基片進(jìn)行濕蝕刻加工、或干蝕刻加工實(shí)施微細(xì)加工的技術(shù)。然而，濕蝕刻由于進(jìn)行遮蔽材料下部的底蝕刻，造型深度比0.5mm深時(shí)很難獲得寬(或直徑)精確度，所以不能稱為精密的加工法。
與濕蝕刻相反，干蝕刻是從Si半導(dǎo)體圖形形成方法發(fā)展起來的技術(shù)，研究了對采用各種等離子體源種的各種電子元件?；衔锇雽?dǎo)體的應(yīng)用。然而，該方法雖然有良好的微細(xì)加工性，但蝕刻速度慢、約為500～2,000nm/分，因此例如進(jìn)行造型深度0.1mm的加工時(shí)，需要50分鐘以上的加工時(shí)間，不能稱為生產(chǎn)效率高的廉價(jià)加工法。
另外，干蝕刻加工時(shí)間達(dá)1小時(shí)以上時(shí)，裝置電極帶有熱量。因?yàn)閾?dān)心基片變形或裝置損傷，故裝置電極超過60℃時(shí)便使裝置暫時(shí)停止操作，需要再開始加工等的處理，所以又降低了生產(chǎn)效率。
因此，作為解決有關(guān)使用鑄型或切削法制的金屬模具場合問題的其他方法，有眾知的光刻蝕法。這種光刻蝕法首先在基片上形成抗蝕劑層、實(shí)施該抗蝕劑層的曝光后，采用顯影形成抗蝕劑圖形。這樣，按照前述抗蝕劑圖形利用電鍍使前述基片上堆積金屬結(jié)構(gòu)體后，把前述金屬結(jié)構(gòu)體作為模采用注射成型形成樹脂成型品。
作為采用這種方法制造的制品，特開2001-338444號公報(bào)公開了激光視盤。CD-ROM、小光盤等有坑或槽等深度不同結(jié)構(gòu)的光盤。使用2層的抗蝕劑層，通過形成不同的圖形而形成坑或槽等深度不同的結(jié)構(gòu)。采用這種方法，可以用1張的金屬結(jié)構(gòu)體制得例如約5萬張以上的光盤。此外，光刻蝕法在可以精密而極廉價(jià)的制造方面可稱為生產(chǎn)效率高的方法。另外，使用的材料從與硅不同的觀點(diǎn)考慮也優(yōu)選，但使用光刻蝕法的商品領(lǐng)域還限定于上述光盤等的領(lǐng)域，對有關(guān)臨床檢查、組合煉金術(shù)或基因領(lǐng)域等與光盤大不相同的領(lǐng)域所使用的物質(zhì)處理用的樹脂成型品，還沒有實(shí)現(xiàn)制造有各種凹凸結(jié)構(gòu)的精密的樹脂成型品。
或者，以往的光盤的造型深度由于淺，一般1～3μm，所以采用顯影處理可以獲得所設(shè)計(jì)的抗蝕劑圖形。然而，同樣地，要想獲得例如5μm以上，或30μm以上這種深度的精密的抗蝕劑圖形時(shí)，發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)抗蝕劑圖形在顯影時(shí)溶解，或變形后很難獲得有所設(shè)計(jì)形狀的抗蝕劑圖形。因此，不能獲得有所設(shè)計(jì)圖形的金屬結(jié)構(gòu)體，進(jìn)而不能獲得樹脂成型品。
特開2001-38738號公報(bào)公開了光刻蝕法，其中同步加速器輻射光為曝光光源的光刻法。同步加速器輻射光具有的高指向性與激光光相匹敵，可以消除使用激光不能實(shí)現(xiàn)的短波長光在微細(xì)加工中成為瓶頸的衍射極限。因此，曝光光源使用同步加速器輻射光的場合，由于可以對更厚的層進(jìn)行曝光處理。因此與以往的光源相比可以獲得更微細(xì)且深的造型深度。
然而，即使是使用同步加速器輻射光形成抗蝕劑圖形，估計(jì)同樣地難以控制顯影工序中抗蝕劑的溶解性。
同步加速器輻射裝置是非常大型的裝置，建設(shè)和維持該裝置不容易。尤其是裝置的建設(shè)及維持需要相當(dāng)大的費(fèi)用。另外，曝光時(shí)使用的掩膜需要使用吸收同步加速器輻射光的特種掩膜，要獲得深度不同的結(jié)構(gòu)體需要多個(gè)的掩膜，所需費(fèi)用更高。因此，采用注射成型制得的成型品的成本，估計(jì)成為比采用通常的光刻蝕法制得的成型品高數(shù)十倍的高價(jià)格。
然而，燃料電池使用氧和氫原料合成水為基本反應(yīng)，因?yàn)殡姾奢d體或電解質(zhì)的差別大致分為5種型式。以往的電池(1次電池或2次電池)。主要是在電池內(nèi)存在電極和電解質(zhì)，在密閉體系內(nèi)的電解質(zhì)/電極界面上的反應(yīng)。但，因?yàn)槿剂想姵厥沁B續(xù)地將原料供給電極的方式，所以電池內(nèi)存在原料流路。
例如，多個(gè)重合地配置有供給原料的貫通孔(孔)和流路(通道)的隔板或電極等供給原料用的流路部件形成池。因此，從貫通孔供給原料氣，通過電池內(nèi)的電化學(xué)反應(yīng)獲得電流而發(fā)電。
流路必須在隔板或電極等本身上形成，必須選用有耐腐蝕性、導(dǎo)電性、薄壁剛性的材料。另外，流路因型式不同而微細(xì)化則不同，但家電用途開發(fā)中的直接甲醇型(DMFC)估計(jì)50～100μm的槽為妥當(dāng)。流路部件的材料，開發(fā)了使用SUS·Ni所代表的金屬片的材料，或使用對表層實(shí)施金屬導(dǎo)電化處理的硅基片的材料，或使用將導(dǎo)電性樹脂等的導(dǎo)電性碳材成型的材料。為了取出能量提高效率，必須微細(xì)薄壁化，因此需要微細(xì)加工技術(shù)。
使用對表層實(shí)施金屬導(dǎo)電化處理的硅基片的隔板，在「Mu Chiao，Kien B.Lam，and Liwei Lin“微機(jī)化的微生物燃料電池-MICROMACHINEDMICROBIAL FUEL CELLS”IEEE，International Micro ElectroMechanical Systems(MEMS)2003，京都日本，pp 383-386」中公開了采用光刻法在SiO2基片上形成槽及貫通孔。然后為了使其具有導(dǎo)電性和耐久性而賦予Au、Cr、Pt等薄膜的方法。由此，可以制造高精確度地形成的隔板。然而，采用該方法必須對每個(gè)基板分別進(jìn)行抗蝕劑涂布、曝光、顯影、蝕刻及抗蝕劑剝離工序，而且要使用高價(jià)的硅基片。所以，生產(chǎn)效率低、難以降低燃料電池的成本。
因此采用以往的方法存在不能高效率地制造高精確度地形成的多段結(jié)構(gòu)燃料電池用隔板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述以往技術(shù)而完成的研究。其目的之一是提供可以高效率地制造有所期望的形狀或不同凹凸深度的樹脂成型品的樹脂成型品的制造方法、及其該制造中使用的金屬結(jié)構(gòu)體的制造方法。
另外，本發(fā)明目的還提供有所期望的造型深度的樹脂成型品，尤其是提供適合于臨床檢查領(lǐng)域、有關(guān)基因領(lǐng)域、組合煉金術(shù)(コンビナトリアルケミストリ一)領(lǐng)域使用的芯片或燃料電池用流路部件。
解決課題用的手段以下公開本發(fā)明的解決手段。在本項(xiàng)的敘述中，各工序的所述順序除非有特殊說明外則不規(guī)定各工序的處理順序。此外，以下所述各方案中的要素可以適當(dāng)?shù)亟M合構(gòu)成。
本發(fā)明是樹脂成型品的制造方法，在具有在基片(板)上形成抗蝕劑圖形的工序、和按照前述基片上所形成的前述抗蝕劑圖形附著金屬形成金屬結(jié)構(gòu)體的工序、及使用前述金屬結(jié)構(gòu)體形成樹脂成型品的工序的樹脂成型品的制造方法中，前述形成抗蝕劑圖形的工序，具有形成多層的抗蝕劑層，對前述基片上形成的前述多層抗蝕劑層進(jìn)行顯影處理的工序，前述顯影處理工序是控制溶解性使上層的抗蝕劑層對顯影劑的溶解性比任何一層的抗蝕劑層小。采用有這種構(gòu)成的方法可以抑制第2抗蝕劑層圖形的變形，可以制造有所期望構(gòu)造的樹脂成型品。此外，多層的抗蝕劑層含2層以上全部的層數(shù)。本方案含例如形成3層或3層以上抗蝕劑層的情況。另外，一層抗蝕劑層和上層的抗蝕劑層不一定是直接重合的2層，也可以是分離的層。金屬的附著還可以采用鍍處理之外等各種各樣的方法。金屬結(jié)構(gòu)體、例如可以作為模子或中間結(jié)構(gòu)體使用。著眼于這些觀點(diǎn)，各方案中只要沒有寫明則是同樣。
上述樹脂成型品的制造方法中，前述溶解性的控制可以包括在前述顯影處理工序之前賦予的、利用調(diào)節(jié)對前述一層的抗蝕劑層的熱處理量和對前述上層的抗蝕劑層的熱處理量的控制。因此，可以有效地進(jìn)行溶解性控制。此外，前述形成抗蝕劑圖形的工序，可以包括前述在一層的抗蝕劑層曝光處理之前對前述一層的抗蝕劑層進(jìn)行熱處理的工序，和在前述第2的抗蝕劑層曝光處理之前對前述上層的抗蝕劑層進(jìn)行熱處理的工序。因此，例如，可以進(jìn)行抗蝕劑烘烤處理中熱量的調(diào)節(jié)。這里，一層的抗蝕劑層及上層的抗蝕劑層可以利用通過曝光處理對顯影液的溶解性發(fā)生變化的抗蝕劑形成?；蛘咔笆鲂纬煽刮g劑圖形的工序，可以有在前述一層的抗蝕劑層曝光處理之后對前述一層的抗蝕劑層進(jìn)行熱處理的工序、和在前述第2的抗蝕劑層曝光處理之后對前述上層的抗蝕劑層進(jìn)行熱處理的工序。這里，一層的抗蝕劑層和上層的抗蝕劑層可以利用通過曝光及熱處理對顯影液的溶解性發(fā)生變化的抗蝕劑形成。因此，例如，可以調(diào)節(jié)化學(xué)放大型抗蝕劑熱處理時(shí)的熱量。
上述制造方法中，前述形成抗蝕劑圖形的工序，具有在前述顯影處理工序之前、對前述一層的抗蝕劑層進(jìn)行曝光處理的工序、和對前述上層的抗蝕劑層進(jìn)行曝光處理的工序，前述溶解性的控制可以包括調(diào)節(jié)前述一層的抗蝕劑層的曝光量和前述上層的抗蝕劑層的曝光量的控制。因此，可以有效地進(jìn)行溶解性控制。這里，一層的抗蝕劑層及上層的抗蝕劑層，可以利用通過曝光處理對顯影液的溶解性發(fā)生變化的抗蝕劑形成。或者，前述一層的抗蝕劑層及上層的抗蝕劑層可以利用通過曝光及熱處理對顯影液的溶解性發(fā)生變化的抗蝕劑形成。
上述的制造方法中，前述一層的抗蝕劑層及上層的抗蝕劑層是通過曝光及熱處理對顯影液的溶解性發(fā)生變化的抗蝕劑，前述形成抗蝕劑圖形的工序可以具有在前述顯影處理工序之前對前述一層的抗蝕劑層進(jìn)行曝光的工序、和不對前述曝光的一層的抗蝕劑層進(jìn)行熱處理、而附著前述上層的抗蝕劑層的工序、及對前述上層的抗蝕劑層進(jìn)行曝光處理后，進(jìn)行熱處理的工序。因此，可以有效地進(jìn)行溶解性的控制。
本發(fā)明的樹脂成型品的制造方法，是具有物質(zhì)處理中所使用的凹凸構(gòu)造的樹脂成型品的制造方法，是具有在基片上形成抗蝕劑圖形的工序，和按照前述基片上所形成的前述抗蝕劑圖形附著金屬形成金屬結(jié)構(gòu)體的工序、及使用前述金屬結(jié)構(gòu)體形成樹脂成型品的工序，前述形成抗蝕劑圖形的工序是有形成多層的抗蝕劑層、對前述多層的抗蝕劑層內(nèi)使用掩膜圖形曝光處理的一層的抗蝕劑層和靠近使用掩膜圖形曝光處理的一層的抗蝕劑層的上層的抗蝕劑層進(jìn)行顯影處理、形成有深度不同的多個(gè)凹凸部的抗蝕劑圖形的工序的方法。通過具有這種構(gòu)成，可以在樹脂成型品上形成有深度不同的許多構(gòu)造的物質(zhì)處理所使用凹凸構(gòu)造。
上述的樹脂成型品的制造方法中，優(yōu)選前述一層的抗蝕劑層的圖形與前述上層的抗蝕劑層的圖形(pattern)不同。因此，可以有效地形成不同深度的凹凸圖形。
上述的樹脂成型品的制造方法中，前述形成抗蝕劑圖形的工序可以有附著許多抗蝕劑層的工序，和使用曝光掩膜對前述多層的抗蝕劑層進(jìn)行1次曝光，或者使用相同圖形的曝光掩膜對各抗蝕劑層進(jìn)行曝光的工序，使之形成有所期望深度的圖形。因此，可以形成所期望深度凹凸圖形的抗蝕劑層。
上述的樹脂成型品的制造方法中，前述形成抗蝕劑圖形的工序，可以在上層的抗蝕劑層進(jìn)行曝光后，再附著一層或一層以上的抗蝕劑層進(jìn)行曝光處理，形成2以上不同深度的凹凸部。
上述的樹脂成型品的制造方法中，前述形成抗蝕劑圖形的工序，優(yōu)選采用1次顯影形成有許多不同深度構(gòu)造的抗蝕劑圖形。
上述的樹脂成型品的制造方法中，前述上層的抗蝕劑層的曝光處理中優(yōu)選對準(zhǔn)曝光使用的掩膜圖形的位置，使之與前述一層的抗蝕劑層曝光處理使用的掩膜圖形的位置成相同位置。因此，可以進(jìn)行準(zhǔn)確的曝光處理。
上述的樹脂成型品的制造方法，一層的抗蝕劑層和上層的抗蝕劑層優(yōu)選使用靈敏度不同的抗蝕劑。因此，可以制更精密的圖形。
本發(fā)明的樹脂成型品的制造方法是有寬2μm以上500μm以下，優(yōu)選寬2μm以上100μm以下、縱橫尺寸比1以上的槽構(gòu)造、和與前述槽構(gòu)造相連的貫通孔的樹脂成型品用金屬結(jié)構(gòu)體的制造方法，是有形成有凹凸面的第1結(jié)構(gòu)體的工序、和在前述第1結(jié)構(gòu)體的凹凸面上形成抗蝕劑層的工序、及是對前述抗蝕劑進(jìn)行制圖、形成抗蝕劑圖形的工序、在前述第1結(jié)構(gòu)體凹凸面的凸部上形成前述抗蝕劑的凸部的工序或在凹部上形成前述抗蝕劑的凹部的工序、和在形成前述抗蝕劑圖形的第1結(jié)構(gòu)體的凹凸面上附著構(gòu)成第2結(jié)構(gòu)體的材料，形成第2結(jié)構(gòu)體的工序。因此可以制造精確度好的樹脂成型品用金屬結(jié)構(gòu)體(スタンパ)。這里縱橫尺寸比是凹部(或凸部)的深度(或高度)與寬度的比。
上述的樹脂成型品的制造方法，在形成前述抗蝕劑圖形的工序中曝光使用的光源優(yōu)選是紫外線燈或激光光。
上述的樹脂成型品的制造方法中，采用形成前述樹脂成型品的工序形成的樹脂成型品凹凸部的深度，優(yōu)選實(shí)際上是5μm乃至500μm。因此，可以制造適合物質(zhì)處理使用的樹脂成型品。
根據(jù)上述的樹脂成型品的制造方法，可以制造有選自流路圖形、混合部圖形、容器圖形中至少一種圖形的樹脂成型品。或者，可以制造有選自電極、加熱器、溫度傳感器中至少一種圖形的樹脂成型品。
根據(jù)上述的樹脂成型品的制造方法，可以制造臨床檢查使用的芯片。尤其是可以制造血液檢查用芯片、尿檢查用芯片或生化檢查用芯片的任何一種的芯片(チップ)。
根據(jù)上述的樹脂成型品的制造方法，可以制造組合煉金術(shù)使用的芯片。尤其是可以制造醫(yī)藥開發(fā)芯片或化學(xué)合成·分析用芯片。
根據(jù)上述的樹脂成型品的制造方法，可以制造有關(guān)基因使用的芯片。尤其是可以制造基因擴(kuò)增用芯片。
本發(fā)明的燃料電池用流路部件是采用上述的制造方法制造的部件。因此可以制得廉價(jià)的燃料電池用流路部件。
本發(fā)明的金屬結(jié)構(gòu)體的制造方法，是在具有在基片上形成抗蝕劑圖形的工序，和按照前述基片上所形成的前述抗蝕劑圖形附著金屬，形成制造樹脂成型品所使用金屬結(jié)構(gòu)體的工序的制造樹脂成型品所使用的金屬結(jié)構(gòu)體的制造方法中，前述形成抗蝕劑圖形的工序具有形成多層的抗蝕劑層、對前述基片上形成的前述多層的抗蝕劑層進(jìn)行顯影處理的工序，在前述進(jìn)行顯影處理的工序中，控制溶解性使上層的抗蝕劑層比任何一層的抗蝕劑層對顯影劑的溶解性小。通過有這種構(gòu)成可以抑制第2抗蝕劑層的圖形變形，可以制造有所期望構(gòu)造的金屬結(jié)構(gòu)體。
本發(fā)明的金屬結(jié)構(gòu)體的制造方法，是具有物質(zhì)處理所使用的凹凸構(gòu)造的樹脂成型品制造所使用的金屬結(jié)構(gòu)體的制造方法，具有在基片上形成抗蝕劑圖形的工序、和按照前述基片上所形成的前述抗蝕劑圖形附著金屬形成金屬結(jié)構(gòu)體的工序。前述形成抗蝕劑圖形的工序，有形成多層的抗蝕劑層，對前述多層抗蝕劑層內(nèi)使用掩膜圖形被曝光處理的一層的抗蝕劑層、和靠近使用掩膜圖形被進(jìn)行曝光處理的前述一層的抗蝕劑層的上層的抗蝕劑層進(jìn)行顯影處理，形成有許多深度不同的凹凸部的抗蝕劑圖形的工序。因此，可以在樹脂成型品上形成有深度不同的許多結(jié)構(gòu)的物質(zhì)處理所使用的凹凸構(gòu)造。
本發(fā)明的樹脂成型品的制造方法，是有寬度為2μm以上500μm以上，縱橫尺寸比1以上的槽構(gòu)造、和與前述槽構(gòu)造相連的貫通孔的樹脂成型品用金屬結(jié)構(gòu)體的制造方法，具有形成有凹凸面的第1結(jié)構(gòu)體的工序、和在前述第1結(jié)構(gòu)體的凹凸面上形成抗蝕劑層的工序、及是對前述抗蝕劑制圖。形成抗蝕劑圖形的工序、即在前述第1結(jié)構(gòu)體的凹凸面的凸部上形成前述抗蝕劑的凸部的工序、或在凹部上形成前述抗蝕劑的凹部的工序，和在形成前述抗蝕劑圖形的第1結(jié)構(gòu)體的凹凸面上附著構(gòu)成第2結(jié)構(gòu)體的材料形成第2結(jié)構(gòu)體的工序的樹脂成型品用金屬結(jié)構(gòu)體的制造方法。因此，可以高精確度地制造樹脂成型品用金屬結(jié)構(gòu)體。這里所謂縱橫尺寸比是指凹部(或凸部)的深度(或高度)與寬度的比。
發(fā)明實(shí)施方案以下，詳細(xì)地說明本發(fā)明。以下的說明是說明本發(fā)明的實(shí)施方案，但本發(fā)明不限定于以下的實(shí)施方案。為了明確地說明，適當(dāng)?shù)貙⒁韵滤鍪÷约昂唵位４送?，該行業(yè)人員可在本發(fā)明的范圍內(nèi)對以下實(shí)施方案的各種要素進(jìn)行改變、補(bǔ)充、替換。
附圖的簡單說明

圖1是表示本實(shí)施方案中形成樹脂成型品工序的模式圖。
圖2是表示采用圖1所示形成樹脂成型品工序制造的樹脂成型品一個(gè)例子的圖。
圖3是表示采用圖1所示形成樹脂成型品工藝制造的有流路的樹脂成型品的圖。
圖4是表示采用圖1所示形成樹脂成型品工序制造的有流路的樹脂成型品的圖。
圖5是表示采用圖1所示形成樹脂成型品工序制造的有容器的樹脂成型品的圖。
圖6是表示采用圖1所示形成樹脂成型品工序制造的有容器的樹脂成型品的圖。
圖7是表示采用圖1所示形成樹脂成型品工序制造的有凸圖形的樹脂成型品的圖。
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方案2的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)制造方法的截面圖。
圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方案3的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)制造方法的截面圖。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方案4的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)制造方法的截面圖。
圖11是表示本發(fā)明制造的樹脂成型品或樹脂成型品用金屬結(jié)構(gòu)體(模子)的一個(gè)例子的立體圖。
圖12是表示本發(fā)明的隔板或電極構(gòu)成的立體圖。
圖13是表示本發(fā)明的隔板或電極的另一種構(gòu)成的立體圖。
符號的說明1-基片、2-第1抗蝕劑層、3-掩膜(A)、4-第2抗蝕劑層、5-掩膜(B)、6-抗蝕劑圖形、7-導(dǎo)電性膜、8-金屬結(jié)構(gòu)體、9-樹脂成型品、51-基片、52-第1層的抗蝕劑、53-第1層的掩膜、54-第1中間結(jié)構(gòu)體、55-第2層的抗蝕劑、56-第2層的掩膜、57-第2中間結(jié)構(gòu)體、58-金屬結(jié)構(gòu)體(模子)、100-隔板、101-通道、103-孔道發(fā)明實(shí)施方案1圖1表示本實(shí)施方案中樹脂成型品的制造工序。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方案而使用的制造裝置是廣為人知的裝置，省去詳細(xì)說明。參照圖1說明本實(shí)施方案的制造方法。再者，圖1表示使用化學(xué)放大型負(fù)型抗蝕劑的例子。本方案的抗蝕劑圖形形成方法，進(jìn)行以下的處理(i)在基片上形成第1抗蝕劑層[圖1(a)](ii)基片與掩膜(A)對準(zhǔn)位置[圖1(b)](iii)使用掩膜(A)的第1抗蝕劑層曝光[圖1(b)]
(iv)第1抗蝕劑層熱處理[圖1(b)](v)在第1抗蝕劑層上形成第2抗蝕劑層[圖1(c)](vi)基片與掩膜對準(zhǔn)位置[圖1(d)](vii)使用掩膜(B)的第2抗蝕劑層曝光[圖1(d)](viii)第2抗蝕劑層熱處理[圖1(d)](ix)抗蝕劑層顯影[圖1(e)]形成所期望的抗蝕劑圖形。再者，上述處理的符號與附圖的符號不一致。按照所形成的抗蝕劑圖形在基片上附著金屬形成金屬結(jié)構(gòu)體。金屬的附著優(yōu)選采用電解鍍或非電解鍍處理進(jìn)行。
該金屬結(jié)構(gòu)體作為模，通過形成樹脂成型品可以制造樹脂成型品?；蛘?，金屬結(jié)構(gòu)體可以作為中間體使用。使用該中間結(jié)構(gòu)體形成模，使用該?？梢孕纬蓸渲尚推?。例如，通過鍍處理在金屬結(jié)構(gòu)體上附著金屬可以形成金屬模。此外，上述的幾種處理利用所使用的抗蝕劑材料或工藝而省略。
對本方案的抗蝕劑圖形的形成處理更詳細(xì)地進(jìn)行說明。欲想在基片上獲得例如有深30μm和深100μm凹凸部的結(jié)構(gòu)體的場合，順序地形成作為下層的第1抗蝕劑層(厚度70μm)，作為上層的第2抗蝕劑層(厚度30μm)，對各層進(jìn)行曝光，或進(jìn)行曝光、熱處理。顯影處理工序中，最初第2抗蝕劑層進(jìn)行顯影，獲得深度30μm的圖形。然后第1抗蝕劑層進(jìn)行顯影，獲得第1抗蝕劑層與第2抗蝕劑層合計(jì)深度100μm的圖形。本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)在獲得深度100μm圖形的時(shí)刻，為了使第2抗蝕劑層的深度30μm的圖形在顯影液中不溶解、或者不變形，控制各層對顯影液的溶解性相當(dāng)重要。
第1抗蝕劑層與第2抗蝕劑層的厚度之差大，或者隨兩層合計(jì)的厚度增厚應(yīng)控制各層的溶解性，尤其是使作為上層的第2抗蝕劑層對顯影劑的溶解性小很重要，第2抗蝕劑層的溶解性比作為下層的第1抗蝕劑層小很重要。使用堿顯影液的顯影處理中，第2抗蝕劑層必須具有耐堿性。
以下，對各處理進(jìn)行說明。
(i)對在基片上形成第1抗蝕劑層進(jìn)行說明。
在成型品形成工序獲得的樹脂成型品的平面度取決于在基片1上形成第1抗蝕劑層2的工序。即，在基片上形成第1抗蝕劑層2時(shí)刻的平面度反映在金屬結(jié)構(gòu)體，進(jìn)而樹脂成型品的平面度上。
在基片1上形成第1抗蝕劑層2的方法沒有任何限定，但一般可列舉旋轉(zhuǎn)涂布方式、浸漬涂布方式、輥涂方式、干膜抗蝕劑貼合等。其中，旋轉(zhuǎn)涂布方式是在旋轉(zhuǎn)的玻璃基板上涂布抗蝕劑的方法，具有在直徑超過300mm的玻璃基片上以高平面度涂布抗蝕劑的優(yōu)點(diǎn)。因此，從可以實(shí)現(xiàn)高平面度的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選使用旋轉(zhuǎn)涂布方式。
使用的抗蝕劑有正型抗蝕劑、負(fù)型抗蝕劑兩種。任何一種抗蝕劑的焦點(diǎn)深度因抗蝕劑的靈敏度、曝光條件而發(fā)生條件，所以例如使用UV曝光裝置的場合、最好曝光時(shí)間、UV輸出值根據(jù)抗蝕劑厚度、靈敏度來選擇抗蝕劑種類。從圖形形狀的控制容易性觀點(diǎn)來考慮，使用的抗蝕劑優(yōu)選負(fù)型抗蝕劑。尤其是形成有大深度的抗蝕劑圖形的場合，使對顯影劑的不溶化性變化的負(fù)型抗蝕劑在可以有效地控制抗蝕劑的溶解性方面而優(yōu)選。另外，例如采用旋轉(zhuǎn)涂布方式在第1抗蝕劑層2上形成第2抗蝕劑層4的場合，利用第2抗蝕劑層4中含的溶劑(例如稀釋劑等)在防止第1抗蝕劑圖形變形方面有時(shí)也優(yōu)選負(fù)型抗蝕劑。
使用的抗蝕劑是濕抗蝕劑的場合，例如采用旋轉(zhuǎn)涂布方式要獲得設(shè)定的抗蝕劑厚度，有變更旋轉(zhuǎn)涂布旋轉(zhuǎn)數(shù)的方法和調(diào)節(jié)粘度的方法。變更旋轉(zhuǎn)涂布旋轉(zhuǎn)數(shù)的方法，是通過設(shè)定旋轉(zhuǎn)涂布旋轉(zhuǎn)數(shù)而獲得所期望的抗蝕劑厚度的方法。調(diào)節(jié)粘度的方法，是抗蝕劑厚度厚的場合、或涂布面積大時(shí)，因?yàn)閾?dān)心平面度降低而根據(jù)實(shí)際使用上所要求的平面度調(diào)節(jié)粘度的方法。
例如，旋轉(zhuǎn)涂布方式的場合，1次涂布的抗蝕劑層的厚度，考慮保持高平面度最好優(yōu)選是50μm以下的范圍內(nèi)。為了制造物質(zhì)處理用的樹脂成型品，第1抗蝕劑層2的厚度優(yōu)選1～500μm。為了獲得所期望的抗蝕劑層，可以反復(fù)進(jìn)行多次的抗蝕劑附著處理。尤其是，為了保持高平面度而且為獲得所期望的抗蝕劑層的厚度，形成多層的抗蝕劑層的方法有效。這些多層的層可以在其后采用一次曝光處理同時(shí)進(jìn)行曝光。此外，形成一層的抗蝕劑后及曝光處理后，通過再形成抗蝕劑層、進(jìn)行使用相同掩膜圖形的曝光處理，同樣地，可以在第1抗蝕劑層上形成深度大的凹部。
采用旋轉(zhuǎn)涂布方式形成抗蝕劑層的場合，通過調(diào)節(jié)作為熱處理的一種方式的抗蝕劑烘烤處理(溶劑的干燥)中的烘烤量，可以控制抗蝕劑的溶解性。烘烤處理一般在曝光之前進(jìn)行。烘烤處理使用的裝置只要是干燥溶劑則沒有特殊限制，可列舉烘箱、熱板、熱風(fēng)干燥機(jī)等。作為熱處理量一個(gè)例子的烘烤量，可以通過控制烘烤時(shí)間或烘烤溫度改變烘烤量。例如，通過調(diào)節(jié)單位體積的烘烤量使第1抗蝕劑層2比第2抗蝕層4小，可以控制第2抗蝕劑的溶解性。此外，烘烤量的控制可適用于負(fù)型抗蝕劑或正型抗蝕劑的雙方。
第1抗蝕劑層2使用光分解型的正型抗蝕劑的場合，當(dāng)過度進(jìn)行第1抗蝕劑層2的烘烤時(shí)，由于抗蝕劑極度地固化，在此后的顯影中難以形成使被光照射的部分溶解的圖形，所以優(yōu)選適當(dāng)?shù)剡x擇縮短烘烤時(shí)間等。
光分解型的正型抗蝕劑，或化學(xué)擴(kuò)增型抗蝕劑，與光交聯(lián)型的負(fù)型抗蝕劑相比較，由于耐堿性的呈現(xiàn)寬度受到限制，所以設(shè)定的抗蝕劑厚度優(yōu)選第1與第2的各層合計(jì)是5～200μm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選是10～100μm的范圍內(nèi)。此外，第1抗蝕劑與第2抗蝕劑的材料不同的場合，也可以使用相同的烘烤量使溶解性變化。
(ii)對基板與掩膜A的位置對準(zhǔn)進(jìn)行說明。
為了使第1抗蝕劑層2的圖形與第2抗蝕劑層4的圖形有關(guān)位置成為如所期望的設(shè)計(jì)，必須在使用掩膜(A)3的曝光時(shí)，進(jìn)行正確的位置對準(zhǔn)。
位置對準(zhǔn)可列舉在基片與掩膜(A)3的相同位置實(shí)施切削加工進(jìn)行銷固定的方法、使用激光干涉儀定位置的方法、在基片與掩膜的相同位置制作掩膜，用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行位置對準(zhǔn)的方法等。
使用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行位置對準(zhǔn)的方法，例如，采用光刻法在基片上制作位置記號，使用激光描繪裝置在掩膜(A)3上描繪位置記號，即使是使用光學(xué)顯微鏡的手工操作，著眼于簡單地獲得5μm以內(nèi)的精確度也有效。
(iii)對使用掩膜(A)3的第1抗蝕劑層的曝光進(jìn)行說明。圖1(b)中所示的工序使用的掩膜(A)3沒有任何限定，但可列舉乳膠掩膜、鉻掩膜?？刮g劑圖形形成工序中，利用所使用的掩膜A控制流路的寬、深度、容器間隔與容器寬(或直徑)、深度的尺寸及精確度。因此該尺寸與精確度也反映在樹脂成型品上。
所以，為了使樹脂成型品的各尺寸與精確度成為設(shè)定的情況，必須規(guī)定掩膜A的尺寸與精確度。提高掩膜(A)3精確度的方法沒有任何限定，例如，可列舉把形成掩膜(A)3的圖形所使用的激光光源改成波長更短的光源，但設(shè)備費(fèi)用高，由于掩膜(A)3制作費(fèi)用高，所以最好按照實(shí)際使用上所要求的精確度適當(dāng)?shù)匾?guī)定樹脂成型品。
掩膜(A)3的材質(zhì)，從溫度膨脹系數(shù)、UV透過吸收性能的方面考慮優(yōu)選石英玻璃，但因?yàn)閮r(jià)格較高，故最好按照實(shí)際使用上所要求的精確度適當(dāng)?shù)匾?guī)定樹脂成型品。要獲得如設(shè)計(jì)的所期望的深度、或高度不同的結(jié)構(gòu)體，或者要獲得第1抗蝕劑圖形與第2抗蝕劑圖形不同的結(jié)構(gòu)體，故第1抗蝕劑層2與第2抗蝕劑層4的曝光使用的掩膜的圖形設(shè)計(jì)(透光/遮光部)必須準(zhǔn)確，使用CAE解析軟件的模擬也是該解決方法之一。
曝光使用的光源優(yōu)選是設(shè)備費(fèi)用廉價(jià)的紫外線或激光光。同步加速器輻射光雖然曝光深度深，但所需設(shè)備費(fèi)用高，實(shí)質(zhì)上樹脂成型品的價(jià)格高，在工業(yè)上不實(shí)用。
作為使用光交聯(lián)型的負(fù)型抗蝕劑呈現(xiàn)耐堿性的方法，除了烘烤時(shí)間的最佳化以外，可列舉交聯(lián)密度的最佳化。通常，負(fù)型抗蝕劑的交聯(lián)密度可利用曝光量進(jìn)行設(shè)定。因此，通過調(diào)節(jié)第1抗蝕層2的曝光量和第2抗蝕劑層4的露光量可以控制溶解性。曝光量可以通過改變曝光時(shí)間或曝光強(qiáng)度等進(jìn)行控制。例如，通過使第1抗蝕劑層2每單位體積的曝光量比第2抗蝕劑層每單位體積的曝光量小，可以控制使第2抗蝕劑層4的溶解性比第1抗蝕劑層2小。曝光時(shí)間或曝光強(qiáng)度由于根據(jù)抗蝕劑層的材質(zhì)、厚度等進(jìn)行變化，因此優(yōu)選按照所得的圖形適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)節(jié)。尤其是對流路的寬度、深度、容器間隔與容器寬度(或直徑)、深度等的圖形尺寸與精確度有影響，所以也要考慮這些因素調(diào)節(jié)曝光條件。另外，因?yàn)榻裹c(diǎn)深度根據(jù)抗蝕劑的種類而變，所以例如使用UV曝光裝置的場合，最好按照抗蝕劑的厚度、靈敏度選擇曝光時(shí)間、UV輸出值。光交聯(lián)型的負(fù)型抗蝕劑的場合，設(shè)定的抗蝕劑厚度優(yōu)選各層合計(jì)是5～500μm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選是10～300μm的范圍內(nèi)。
(iv)對第1抗蝕劑層2的熱處理進(jìn)行說明。曝光后的熱處理，為了修正抗蝕劑圖形的形狀眾知有稱之為退火的熱處理。尤其是在化學(xué)交聯(lián)為目的使用化學(xué)擴(kuò)增型抗蝕劑的場合進(jìn)行。典型的化學(xué)擴(kuò)增型抗蝕劑，含作為抗蝕劑中感光劑的酸發(fā)生劑，利用曝光下產(chǎn)生的酸在后面的熱處理中誘導(dǎo)反應(yīng)，對顯影液促進(jìn)不溶化或可溶化。尤其是，化學(xué)擴(kuò)增型負(fù)型抗蝕劑、主要由2成分體系，或3成分體系構(gòu)成?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)末端的環(huán)氧基利用曝光時(shí)的光而開環(huán)，經(jīng)熱處理使之交聯(lián)反應(yīng)。熱處理時(shí)間，例如膜厚100μm的場合，在設(shè)定溫度100℃的條件下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)數(shù)分鐘。使用化學(xué)擴(kuò)增型負(fù)型抗蝕劑的場合，除了調(diào)節(jié)曝光量以外，通過調(diào)節(jié)曝光后的熱處理量可以控制溶解性。通過增大該曝光量或熱處理量可以使之呈現(xiàn)耐堿性。熱處理量可以根據(jù)處理時(shí)間或處理溫度等使之變化。因此，通過使賦予第1抗蝕劑層的單位體積的熱處理量比第2抗蝕劑層小，可以使溶解性比第2抗蝕劑層小。
過分地進(jìn)行第1抗蝕劑層2的熱處理時(shí)，因?yàn)樵谄浜蟮娘@影中使未交聯(lián)部分溶解難以形成圖形，所以考慮這方面在設(shè)定的抗蝕劑厚度不是100μm以上的場合，優(yōu)選適當(dāng)?shù)剡x擇縮短熱處理時(shí)間，或只進(jìn)行其后第2抗蝕劑層形成后的熱處理等。
(v)對在第1抗蝕劑層上形成第2抗蝕劑層4進(jìn)行說明。如圖1(c)所示，在曝光處理后的第1抗蝕劑2上附著第2抗蝕劑4。除了有關(guān)(i)說明的部分外，還有以下說明。通過調(diào)節(jié)第2抗蝕劑層的烘烤處理量，可以控制第2抗蝕劑層對顯影液的溶解性。烘烤處理優(yōu)選使用熱風(fēng)從上側(cè)給予熱。例如，通過延長熱處理時(shí)間、或提高熱處理溫度可以呈現(xiàn)耐堿性。尤其是為使溶解性比第1抗蝕劑層小，使單位體積所賦予的熱處理量比第1抗蝕劑層大很重要。例如，延長第2抗蝕劑層4的烘烤時(shí)間(溶劑的干燥時(shí)間)、使抗蝕劑固化，可以呈現(xiàn)更大的耐堿性。通常，抗蝕劑按照膜厚、稀釋劑等的溶劑濃度與靈敏度設(shè)定烘烤時(shí)間。通過延長烘烤時(shí)間可以保持更大的耐堿性。采用旋轉(zhuǎn)涂布方式使用正型抗蝕劑形成抗蝕劑層的場合，通過使烘烤時(shí)間為通常的1.5～2.0倍左右，可以呈現(xiàn)更大的耐堿性。因此，第1抗蝕劑層與第2抗蝕劑的顯影結(jié)束時(shí)，可以抑制第2抗蝕劑層的抗蝕劑圖形的溶解或變形。
(vi)對基片與掩膜(B)5的位置對準(zhǔn)進(jìn)行說明。按照與有關(guān)(ii)所說明部分相同的要領(lǐng)實(shí)施位置對準(zhǔn)。
(vii)對使用掩膜(B)5的第2抗蝕劑的曝光進(jìn)行說明。如圖1(d)所示，使用掩膜(B)5。對第2抗蝕劑層4進(jìn)行曝光處理。掩膜(B)5為了形成具有深度不同的許多凹凸部的凹凸圖形，具有與掩膜(A)3不同的掩膜圖形。一部分的曝光區(qū)域一致，一部分的曝光區(qū)域不一致。例如，在一致的部分可以獲得更大的造型深度。
按照與有關(guān)(iii)所說明部分相同的要領(lǐng)實(shí)施曝光。此時(shí)，通過使用光交聯(lián)型的負(fù)型抗蝕劑調(diào)節(jié)曝光量，可以控制溶解性。通過使第2抗蝕劑每單位體積的曝光量比第1抗蝕劑層多，可以控制第2抗蝕劑層的溶解性比第1抗蝕劑層小。因此，可以抑制第2抗蝕劑層的抗蝕劑圖形的溶解或變形。
(viii)對第2抗蝕劑層4的熱處理進(jìn)行說明。除了有關(guān)(iv)說明的部分外，還有以下的說明。使用化學(xué)放大型抗蝕劑的場合，除了曝光量以外，通過調(diào)節(jié)曝光處理后的熱處理中的熱處理量，例如調(diào)節(jié)處理時(shí)間或溫度，可以控制溶解性。使用化學(xué)放大型負(fù)型抗蝕劑作為第2抗蝕劑層，通過適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行曝光后的熱處理，其后的顯影處理在獲得第1抗蝕劑層的圖形時(shí)刻，可以控制第2抗蝕劑層的圖形使之不溶解或不變形。通過熱處理進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)提高交聯(lián)密度呈現(xiàn)耐堿性。例如，呈現(xiàn)耐堿性用的熱處理時(shí)間，優(yōu)選按照抗蝕劑的厚度適當(dāng)?shù)貜耐ǔ５?.1～2.0倍的范圍中選擇。尤其是，為了使溶解性比第1抗蝕劑層小，給予第2抗蝕劑層的單位體積的熱處理量比第1抗蝕劑層多很重要。此外，如(iv)所說明，根據(jù)需要進(jìn)行第1抗蝕劑層的熱處理。第1抗蝕劑層在第2抗蝕劑層的熱處理時(shí)，同時(shí)地實(shí)施熱處理。此時(shí)，例如通過使用熱風(fēng)從上側(cè)進(jìn)行熱處理，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)第2抗蝕劑層與第1抗蝕劑層的熱處理量。另外，對溶解性因曝光處理發(fā)生變化的通常的光交聯(lián)負(fù)型抗蝕劑或光分解正型抗蝕劑，在曝光后通過熱處理可以進(jìn)行溶解性控制。這可以起到與曝光前的烘烤處理相同的效果。因此，通過增加第2抗蝕劑層的熱處理量，可以使對該顯影劑的溶解性降低。
(ix)對抗蝕劑層的顯影進(jìn)行說明。第1抗蝕劑層2與第2抗蝕劑層4采用1次顯影處理進(jìn)行顯影，形成圖形。圖1(e)所示工序的顯影優(yōu)選使用適應(yīng)于所用抗蝕劑的設(shè)定的顯影液。顯影時(shí)間、顯影溫度、顯影液濃度等的顯影條件優(yōu)選按照抗蝕劑厚度或圖形形狀適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，為了獲得所需的深度而顯影時(shí)間太長時(shí)，由于容器等的造型間隔、與容器或流路等的造型寬度(或直徑)比設(shè)定的尺寸大，所以優(yōu)選設(shè)定適宜的條件。
抗蝕劑層總的厚度增大時(shí)，顯影工序中可能表面的寬度(或直徑)比抗蝕劑底部的寬度(或直徑)寬。形成多層抗蝕劑層的場合，在形成的各抗蝕劑層時(shí)，有時(shí)優(yōu)選分階段地形成靈敏度不同的抗蝕劑。例如，可列舉使接近表面的層的抗蝕劑的靈敏度比接近底部的層高的情況。此外具體地，可以使用東京應(yīng)化工業(yè)有限公司制的BMR C-1000PM作為靈敏度高的抗蝕劑，而且可以使用東京應(yīng)化工業(yè)有限公司制的PMER-N-CA3000PM作為靈敏度低的抗蝕劑。除此之外，也可以通過改變抗蝕劑的干燥時(shí)間調(diào)節(jié)靈敏度。例如，使用東京應(yīng)化工業(yè)有限公司制的BMR C-1000PM的場合，旋轉(zhuǎn)涂布后的抗蝕劑干燥時(shí)，通過使第1層的干燥時(shí)間在110℃為40分鐘，使第2層的干燥時(shí)間在110℃為20分鐘，可以提高第1層的靈敏度。
作為獲得流路或混合部、容器等的深度、精確度均勻的成型品使用的方法，例如，可列舉變更抗蝕劑涂布中使用的抗蝕劑種類(負(fù)型、正型)的方法，對金屬結(jié)構(gòu)體的表面進(jìn)行研磨的方法。
此外，為了控制溶解性熱處理或曝光處理等的調(diào)節(jié)可以分別單獨(dú)地使用或組合使用。抗蝕劑溶解性的控制不限定于有多種深度的凹凸形狀的形成，深度或高度相同，也可適用于有唯一水平的圖形。通過對第1抗蝕劑層和第2抗蝕劑層使用特性不同的材料，可以改變對熱處理或曝光處理的靈敏度。因此，使用相同條件的曝光或熱處理等，可以改變對顯影劑的溶解性。
上述例中，雖然在第1抗蝕劑層上直接形成第2抗蝕劑層，但溶解性的控制與層的順序或?qū)訑?shù)無關(guān)，可以在與上層和下層有關(guān)系的多層之間使用。例如，為了形成有3種以上不同深度凹部的圖形，可以按照上述說明對3層以上的抗蝕劑層的各抗蝕劑層進(jìn)行附著·曝光處理，通過一次顯影處理可以形成圖形。此時(shí)，通過使用不同的掩膜圖形，可以形成有3種以上不同深度凹部的圖形。
以下，對金屬結(jié)構(gòu)體形成工序再詳細(xì)地進(jìn)行說明。所謂金屬結(jié)構(gòu)體形成工序是使金屬沿著抗蝕劑圖形形成工序中獲得的抗蝕劑圖形6進(jìn)行堆積，通過沿抗蝕劑圖形形成金屬結(jié)構(gòu)體的凹凸面獲得金屬結(jié)構(gòu)體的工序。
如圖1(f)所示，該工序沿預(yù)先形成的抗蝕劑圖形6形成導(dǎo)電性膜。該導(dǎo)電性膜7的形成方法沒有特殊限定，但可優(yōu)選使用蒸鍍、濺射法等。作為導(dǎo)電性膜使用的導(dǎo)電性材料可以列舉金、銀、鉑、銅等。
如圖1(g)所示，形成導(dǎo)電性膜7后，沿圖形采用鍍來堆積金屬形成金屬結(jié)構(gòu)體8。使金屬堆積的鍍方法沒有特殊限定，例如可列舉電解鍍、非電解鍍等。所使用的金屬沒有特殊限定，但可列舉鎳、銅、金，從經(jīng)濟(jì)性、耐久性的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選使用鎳。
金屬結(jié)構(gòu)體8也可以按照該表面狀態(tài)進(jìn)行研磨。但，擔(dān)心污物附著在造型物上，所以優(yōu)選研磨后實(shí)施超聲波洗滌。另外，金屬結(jié)構(gòu)體8為了改善該表面狀態(tài)，也可以使用脫模劑進(jìn)行表面處理。此外，金屬結(jié)構(gòu)體深度方向的傾斜角度，優(yōu)選距樹脂成型品的形狀是50～90°，更優(yōu)選是60°～87°。采用鍍堆積的金屬結(jié)構(gòu)體8與抗蝕劑圖形分離。
對成型品形成工序再詳細(xì)地進(jìn)行說明。成型品形成工序如圖1(h)所示，是以前述的金屬結(jié)構(gòu)體8為模，形成樹脂成型品9的工序。樹脂成型品9的形成方法沒有特殊限定，例如可列舉采用注射成型、加壓成型、單體澆鑄成型、溶劑澆鑄成型、擠出成型的輥式轉(zhuǎn)印法等，從生產(chǎn)效率、模轉(zhuǎn)印性的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選使用注射成型。以選擇設(shè)定尺寸的金屬結(jié)構(gòu)體為模采用注射成型形成樹脂成型品的場合，可以按高的轉(zhuǎn)印率在樹脂成型品上再現(xiàn)金屬結(jié)構(gòu)體的形狀。作為確認(rèn)轉(zhuǎn)印率的方法，可以使用光學(xué)顯微鏡，掃描電子顯微鏡(SEM)、射式電子顯微鏡(TEM)等進(jìn)行。
以金屬結(jié)構(gòu)體作為模，例如采用注射成型形成樹脂成型品的場合，使用1張金屬結(jié)構(gòu)體可以制得1萬張～5萬張，有時(shí)制得20萬張的樹脂成型品，可以大幅度地削減制作金屬結(jié)構(gòu)體所用的費(fèi)用負(fù)擔(dān)。另外，注射成型1個(gè)周期所需的時(shí)間短，一般5秒～30秒，在生產(chǎn)性方面是效率極高的方法。若使用在1個(gè)注射成型周期內(nèi)可同時(shí)形成多個(gè)樹脂成型品的成型模具，則可進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率上述成型方法可以使用金屬結(jié)構(gòu)體作為金屬模，也可以把金屬結(jié)構(gòu)體置于預(yù)先準(zhǔn)備的金屬模內(nèi)部使用。
作為形成樹脂成型品而使用的樹脂材料沒有特殊限定，例如，可列舉丙烯酸系樹脂、聚乳酸、聚乙醇酸、苯乙烯系樹脂、丙烯酸、苯乙烯系共聚樹脂(MS樹脂)、聚碳酸酯系樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯等的聚酯系樹脂、聚酰胺系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、乙烯-乙烯醇系共聚樹脂、苯乙烯系彈性體等的熱塑性彈性體、氯乙烯系樹脂、聚二甲基硅氧烷等的硅樹脂等，這些樹脂可以根據(jù)需要含有潤滑劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、防霧劑、顏料、阻燃劑、抗靜電劑、脫模劑、防粘連劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑等的1種或2種以上的添加劑。
對采用前述成型方法制得的樹脂成型品更詳細(xì)地進(jìn)行說明。圖2表示使用本方案的制造方法可以制造的樹脂成型品的一個(gè)例子。圖2的樹脂成型品具有流路及多個(gè)流路交叉的混合部。此外，樹脂成型品有加熱器、溫度傳感器及電極。加熱器及溫度傳感器被配置在流路上。電極或加熱器等的金屬部分可以采用濺射或蒸鍍形成。為了進(jìn)行加熱或反應(yīng)處理所需要的溫度控制而配置溫度傳感器，對這種樹脂成型品9的各尺寸與精確度，優(yōu)選按照實(shí)際使用上需要的數(shù)值，采用前述各工序適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)整。
前述成型品流路寬度的最小值由掩膜的加工精度確定，估計(jì)工業(yè)技術(shù)上可通過使用X射線、激光等波長短的激光光微細(xì)化。而，本發(fā)明目的是向醫(yī)療領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、生物技術(shù)領(lǐng)域廣泛地提供精密且廉價(jià)的樹脂成型品9，尤其因?yàn)槭沁m用于臨床檢查、組合煉金術(shù)或有關(guān)基因使用的芯片的樹脂成型品，所以從工業(yè)上容易再現(xiàn)的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選寬度是5μm以上。另外，即使在沒標(biāo)準(zhǔn)化的多品種小批量的樹脂成型品9的用途方面，從作為精密且廉價(jià)的容器提供的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選寬度是5μm以上。流路寬度的最大值沒有特殊限制，但為了通過微細(xì)化縮短診斷時(shí)間，可多個(gè)處理，對裝置賦予攜帶性，優(yōu)選是300μm以下。
樹脂成型品的流路深度的最小值，為了有作為流路的功能，優(yōu)選是5μm以上。流路的深度最大值沒有特殊限制，但在化學(xué)分析、DNA診斷等的用途方面，為了不破壞通過流路寬度的微細(xì)化縮短診斷時(shí)間，可多個(gè)處理。對裝置賦予攜帶性的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)選是300μm以下，更優(yōu)選是200μm以下。
樹脂成型品的流路長度的最小值，在化學(xué)分析、DNA診斷等用途方面，為了有導(dǎo)入試料、分離(解析)的功能優(yōu)選是5mm以上。流路長度的最大值沒有特殊限制，在化學(xué)分析、DNA診斷等的用途方面，為了不破壞通過縮短流路的長度而縮短診斷時(shí)間、可多個(gè)處理、對裝置賦予攜帶性的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)選是300mm以下。
樹脂成型品的容器間隔的最小值，取決于掩膜的加工精度，估計(jì)工業(yè)技術(shù)上可通過使用X射線、激光等波長短的激光光更微細(xì)化。而本發(fā)明目的是廣泛地向醫(yī)療領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、生物技術(shù)領(lǐng)域等提供精密且廉價(jià)的容器，因?yàn)槭沁m用于臨床檢查、組合煉金術(shù)、或有關(guān)基因所使用芯片的容器，從工業(yè)上容易再現(xiàn)的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選容器間隔是5μm以上。
另外，容器間隔的最小值，例如，根據(jù)血液檢查裝置的定位精度決定的場合也可估計(jì)出來，所以優(yōu)選按照裝置規(guī)格適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。另外，即使是在沒標(biāo)準(zhǔn)化的多品種小批量的用途方面，從作為精密用廉價(jià)的容器提供的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選是5μm以上。容器間隔的最大值沒有特殊限制，但因?yàn)橥ㄟ^容器的小型化可以多個(gè)處理、對裝置賦予攜帶性，故優(yōu)選是10,000μm以下。
根據(jù)上述理由，樹脂成型品的容器寬度(或直徑)也優(yōu)選最小值是5μm以上，最大值是10,000μm以下。樹脂成型品9的容器深度的最小值沒有特殊限制，為了有作為容器的功能優(yōu)選是10μm以上。容器深度的最大值，例如，為了多次的抗蝕劑涂布，獲得足夠的焦點(diǎn)深度，估計(jì)通過曝光光源使用X射線束等的激光等，可以獲得更深的造型。但本發(fā)明目的是廣泛地向醫(yī)療領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、生物技術(shù)領(lǐng)域提供精密且廉價(jià)的容器，從工業(yè)上容易再現(xiàn)的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選深度是1000μm以下。
樹脂成型品平面度的最小值，從工業(yè)上容易再現(xiàn)的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選是1μm以上。樹脂成型品平面度的最大值，例如，從該成型品與其他基板貼合使用時(shí)不成為障礙的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選是200μm以下。樹脂成型品的流路寬度、深度的尺寸精確度。從工業(yè)上容易再現(xiàn)的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選是±0.5～10％的范圍內(nèi)。容器成型品的容器間隔、容器寬度(或直徑)、深度的尺寸精確度，從工業(yè)上容易再現(xiàn)的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選是±0.5～10％的范圍內(nèi)。
對樹脂成型品厚度的尺寸精確度，從工業(yè)上容易再現(xiàn)的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選是±0.5～10％的范圍。樹脂成型品的厚度沒有特殊限定，但考慮注射成型下取出時(shí)破損、操作時(shí)破損、變形、翹曲，優(yōu)選是0.2～10mm的范圍內(nèi)。樹脂成型品的尺寸沒有特殊限定，但采用光刻蝕形成抗蝕劑圖形時(shí)，例如采用旋轉(zhuǎn)涂布法進(jìn)行抗蝕劑層的形成時(shí)，優(yōu)選按照可從直徑400mm的范圍用采用的用途適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。
采用本發(fā)明制得的樹脂成型品的用途，最適用于DNA診斷用。試樣容器、抗體容器、試藥容器等的醫(yī)療用途、有關(guān)光學(xué)的前面板等的工業(yè)用途、細(xì)胞處理等的生物技術(shù)用途、反應(yīng)容器等的自動(dòng)化學(xué)分析等的用途。尤其是，在上述領(lǐng)域或其他的領(lǐng)域，是有物質(zhì)處理用的凹凸構(gòu)造的樹脂成型品，可適合用于制造有許多不同深度的凹凸構(gòu)造的樹脂成型品。
醫(yī)療領(lǐng)域，其中抗血栓性(抗血小板附著)或細(xì)胞毒性試驗(yàn)中需要排除有害性的這種生物適應(yīng)性的用途，優(yōu)選使用知道抗血栓性效果的材料，或?qū)嵤┍砻嫣幚恚鳛橥ㄟ^表面提高生物適應(yīng)性的方法，例如，可列舉采用注射成型形成成型品后，采用濺射使SiO2膜堆積后、再通過熱氧化使SiO2膜或者賦予生物適應(yīng)性的方法。
形成樹脂成型品后，在醫(yī)療領(lǐng)域、其中在臨床檢查領(lǐng)域、生化分析、DNA診斷領(lǐng)域等使用的場合，有時(shí)必須在樹脂成型品上進(jìn)行加熱、或反應(yīng)處理。作為在樹脂成型品上進(jìn)行加熱或反應(yīng)處理的方法，例如，可以考慮采用濺射形成電極圖形，對裝置外加電壓的方法或配置加熱器的方法。另外，進(jìn)行加熱或反應(yīng)處理時(shí)，有時(shí)必須控制溫度，例如也可以考慮配置溫度傳感器。進(jìn)行信號檢測時(shí)，例如，可以考慮配置光二極管。
在醫(yī)療領(lǐng)域，其中在臨床檢查領(lǐng)域、生化分析、DNA診斷領(lǐng)域等使用的場合，期待通過流路的微細(xì)化縮短診斷所需時(shí)間的成型品，可通過使用本發(fā)明制得的樹脂成型品實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明制得的樹脂成型品精密且廉價(jià)，在生化分析、DNA診斷領(lǐng)域等、其中在手術(shù)室、床邊、住宅或街道診所等，產(chǎn)業(yè)上大量使用的用途中特別有效。
本發(fā)明制得的樹脂成型品精密且廉價(jià)，也可以反復(fù)使用該成型品，當(dāng)基板表面產(chǎn)生污物、變形等的缺陷時(shí)，為了盡量抑制成本高，即使廢棄使用新品，削減勞動(dòng)力，縮短處理時(shí)間的這種作業(yè)效率在重要的用途中特別有效。本方案制得的樹脂成型品9精密且廉價(jià)，除了在醫(yī)療領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、生物技術(shù)領(lǐng)域外，還可期待在組合煉金術(shù)這種自動(dòng)化學(xué)分析領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。尤其是試樣量的微少化，可大幅度地同時(shí)削減廢棄時(shí)廢液量，從環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)考慮效果特別好。
此外，采用本發(fā)明的制造方法制造金屬結(jié)構(gòu)體與樹脂成型品時(shí)，在金屬結(jié)構(gòu)體與樹脂成型品上，有時(shí)因?yàn)樵诘?抗蝕劑層上形成第2抗蝕劑層而導(dǎo)致第1抗蝕劑表面形成數(shù)μm以內(nèi)的波紋，以及第1抗蝕劑層圖形端部形成傾斜，但實(shí)際使用上沒有任何問題。
本方案制得的樹脂成型品與以往的成型品相比，可以發(fā)揮高精度等優(yōu)點(diǎn)。另外，由于可以精密同時(shí)廉價(jià)地形成該樹脂成型品，所以用于產(chǎn)業(yè)上大量使用的用途時(shí)可以發(fā)揮盡量抑制制造成本的優(yōu)點(diǎn)，效果特別好。
實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明，對形成樹脂成型品的方法，邊參照圖邊通過以下更具體地進(jìn)行說明。參照圖1(a)，首先在基板上，進(jìn)行有機(jī)材料(東京應(yīng)化工業(yè)制「PMER V-CA 3000PM」)為基礎(chǔ)的第1次的抗蝕劑涂布。并且，參照圖1(b)形成第1抗蝕劑層后，進(jìn)行基片與加工成所期望的掩膜圖形的掩膜A進(jìn)行位置對準(zhǔn)。
然后使用UV曝光裝置(佳能制「PLA-501F」波長365nm、曝光量300mJ/cm2)、利用UV光對第1抗蝕劑層進(jìn)行曝光后，使用熱板(100℃×4分鐘)進(jìn)行第1抗蝕劑層的熱處理。
參照圖1(c)，首先在基片上，進(jìn)行有機(jī)材料(東京應(yīng)化工業(yè)制「PMERN-CA 3000PM」)為基礎(chǔ)的第2次的抗蝕劑涂布。然后，參照圖1(d)形成第2抗蝕劑層后，進(jìn)行基片與加工成所期望的容器掩膜圖形的掩膜(B)的位置對準(zhǔn)。
然后使用UV曝光裝置(佳能制「PLA-501F」波長365nm、曝光量100mJ/cm2)，利用UV光對第2抗蝕劑層進(jìn)行曝光后，使用熱板(100℃×8分鐘)進(jìn)行第2抗蝕劑層的熱處理。
如圖1(e)所示，將有前述抗蝕劑層的基片進(jìn)行顯影，在基片上形成抗蝕劑圖形(顯影液東京應(yīng)化工業(yè)制「PMER顯影液P-7G」)。
然后，如圖1(f)所示在自前述抗蝕劑圖形的基片表面進(jìn)行蒸鍍、或?yàn)R射，在抗蝕劑圖形的表面堆積銀構(gòu)成的導(dǎo)電性膜。在該工序中，還可以堆積鉑、金、銅等。
然后，如圖1(g)所示把有前述抗蝕劑圖形的基板浸漬在鍍液中進(jìn)行電鍍，在抗蝕劑圖形的谷間獲得金屬結(jié)構(gòu)體(以下、Ni結(jié)構(gòu)體)。在該工序中還可以堆積銅、金等。
如圖1(h)所示，以制得的Ni結(jié)構(gòu)體作為模，采用注射成型向Ni結(jié)構(gòu)體中填充塑料材料、制得塑料成型體。
樹脂成型品1[制造有流路的成型品]按照形成圖1所示成型品的方法，重復(fù)2次抗蝕劑涂布形成第1抗蝕劑層，實(shí)施曝光、熱處理后，在如圖3所示的寬75mm×長50mm、厚1.5mm的基片上，制造有50μm和200μm流路深度的樹脂成型品。
樹脂成型品2[制造有流路的成型品]按照形成圖1所示成型品的方法，重復(fù)3次抗蝕劑涂布形成第1抗蝕劑層后，實(shí)施曝光、熱處理，再重復(fù)1次抗蝕劑涂布形成第2抗蝕劑層，實(shí)施曝光、熱處理后，在如圖4所示的寬75mm×長50mm、厚1.5mm的基片上，制造有25μm和300μm的容器流路的樹脂成型品。
樹脂成型品3[制造有容器的成型品]按照形成圖1所示成型品的方法，重復(fù)3次抗蝕劑涂布形成第1抗蝕劑層后，實(shí)施曝光、熱處理，再重復(fù)1次抗蝕劑涂布形成第2抗蝕劑層，實(shí)施曝光、熱處理后，在如圖5所示的寬75mm×長50mm、厚1.5mm的基片上，制造有30μm和300μm容器深度的樹脂成型品。
樹脂成型品4[制造有容器的成型品]按照形成圖1所示成型品的方法，進(jìn)行1次抗蝕劑涂布形成第1抗蝕劑層，實(shí)施曝光、熱處理后，再重復(fù)2次抗蝕劑涂布形成第2抗蝕劑層，實(shí)施曝光、熱處理后，在如圖6所示的寬70mm×長50mm、厚1.5mm的基片上，制造在深度150μm的底部有深度30μm容器的樹脂成型品。
樹脂成型品5[制造有凸圖形的成型品]按照形成圖1所示成型品的方法，進(jìn)行1次抗蝕劑涂布形成第1抗蝕劑層，實(shí)施曝光、熱處理，再重復(fù)3次抗蝕劑涂布形成第2抗蝕劑層，實(shí)施曝光、熱處理后，在如圖7所示的寬75mm×長50mm、厚1.5mm的基板上，制造有20μm和300μm的圖形的樹脂成型品。該圖形可以捕捉有20μm和300μm的凹部的圖形。
發(fā)明實(shí)施方案2利用圖8對本實(shí)施方案的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)及樹脂成型品的制造方法進(jìn)行說明。圖8是表示本實(shí)施方案的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)制造工序的截面圖。51是基板、52是第1層抗蝕劑、53是第1層的掩模、54是第1中間結(jié)構(gòu)體、55是第2層抗蝕劑、56是第2層的掩模、57是第2中間結(jié)構(gòu)體、58是金屬結(jié)構(gòu)體(模子)。模子，是有關(guān)本實(shí)施方案的金屬結(jié)構(gòu)體的一例。對與上述實(shí)施方案相同的工序，由于與實(shí)施方案1中說明的內(nèi)容相同故省略說明。
對抗蝕劑涂布工序進(jìn)行說明。首先在基片51上涂布有機(jī)材料(例如，日本可樂麗制「AZP 4400」)為基礎(chǔ)的第1層抗蝕劑52?？刮g劑52是正型的感光性抗蝕劑。光照射的領(lǐng)域即曝光的領(lǐng)域溶解在顯影液中。基片51，例如可以利用玻璃基片、樹脂成型品的平面度受在基片上形成抗蝕劑層的工序影響大。即、在基板上形成抗蝕劑層時(shí)刻的平面度反映在金屬結(jié)構(gòu)體(模子)、進(jìn)而反映在樹脂成型品的平面度上。
作為保持平面度的方法，也可以考慮進(jìn)行顯影直到基片面露出的方法?；褂貌ＡУ膱龊?，該玻璃的平面度工業(yè)上確立了采用表面研磨抑制在1μm以內(nèi)的技術(shù)。采用進(jìn)行顯影直到基板面露出的方法可以再現(xiàn)該玻璃平面度，可以期待提高平面度。
作為在基片上形成抗蝕劑52的一種方法可列舉旋轉(zhuǎn)涂布法。所謂旋轉(zhuǎn)涂布法是在旋轉(zhuǎn)著的基板上涂布抗蝕劑的方法，在直徑超過300mm的基板涂布抗蝕劑的場合也具有獲得高平面度的優(yōu)點(diǎn)。采用旋轉(zhuǎn)涂布法獲得設(shè)定的抗蝕劑厚度的場合，提高抗蝕劑粘度的方法也有效果。但由于擔(dān)心涂布面積增大時(shí)平面度會降低，所以優(yōu)選按照實(shí)際使用上要求的平面度調(diào)節(jié)抗蝕劑粘度。
第1層的抗蝕劑涂布中可形成的抗蝕劑厚度，考慮要保持高的平面度及曝光裝置形成的曝光深度，一般是2～500μm，優(yōu)選是20～50μm的范圍內(nèi)。該抗蝕劑的厚度成為其后所形成的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)、樹脂成型品的臺階。作為旋轉(zhuǎn)涂布法以外的抗蝕劑層形成的方法，可列舉浸漬法、輥涂法、干膜抗蝕劑的貼合等。但從可實(shí)現(xiàn)高平面度的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選旋轉(zhuǎn)涂布法。此外，抗蝕劑層不限于1次的抗蝕劑涂布工序，也可以采用2次以上的抗蝕劑涂布工序形成。
以下對抗蝕劑52的曝光工序進(jìn)行說明。涂布抗蝕劑52后，如圖8(a)所示使用加工成所期望的掩膜圖形的掩膜53，使用UV曝光裝置，利用UV光對抗蝕劑52進(jìn)行曝光。掩膜53的白色部分透過光，黑色部分為遮光部分。UV曝光裝置。例如，可以使用作為光源UV燈、波長365nm、照度20mW/cm2的曝光裝置。對上述抗蝕劑的曝光進(jìn)行說明。由于對抗蝕劑的焦點(diǎn)深度根據(jù)曝光條件而變，所以例如使用UV曝光裝置的場合，優(yōu)選按照抗蝕劑的厚度、靈敏度選擇波光、曝光時(shí)間、UV輸出值。曝光裝置也可以使用利用UV激光的裝置。UV激光可以實(shí)現(xiàn)比UV燈深的深度。
采用光刻蝕法在抗蝕劑52上形成圖形的工序，根據(jù)所使用的掩膜及曝光條件控制圖形的寬度、深度及這些的精確度。而且，這些尺寸與精確度也反映在樹脂成型品上。因此，為了使塑料成型的樹脂成型品的各尺寸與精確度成為設(shè)定的結(jié)果，必須規(guī)定掩膜的尺寸與精確度。所用的掩膜沒有任何限定，可列舉乳膠掩膜、鉻掩膜等。為了確保微細(xì)的圖形精確度，優(yōu)選使用鉻掩膜。
以下對第1層的抗蝕劑52的顯影工序進(jìn)行說明。利用圖8(b)所示，將有前述抗蝕劑52的基片51進(jìn)行顯影直到基片面露出，在基片51上形成抗蝕劑圖形52a。利用該抗蝕劑圖形52a在平滑的基片上形成凸部。顯影液，例如可以使用日本可樂麗制的「AZ 400Kデベロッパ一」。使用光刻蝕法形成抗蝕劑圖形時(shí)，有時(shí)也必須考慮作為堿液的顯影液的濃度、顯影時(shí)間。尤其擬將顯影進(jìn)行到基片51的表面時(shí)，進(jìn)行擔(dān)心表面的寬度(或直徑)比抗蝕劑底部的寬度(或直徑)寬，例如，可以通過提高顯影液的稀釋倍率而降低顯影速度，通過使顯影時(shí)間最佳化而控制顯影。
另外，造型深度方向的矩形圖形可以選擇梯形狀、或垂直形狀。優(yōu)選考慮所要求的形狀、精確度、塑料采用注射成型成型時(shí)的脫模性而適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。
以下對形成第1中間結(jié)構(gòu)體54用的導(dǎo)電化、電鑄(電氣鑄造)工序進(jìn)行說明。形成第1中間結(jié)構(gòu)體54用的金屬附著可以利用鍍處理。附著金屬的鍍方法沒有特殊限制，可以利用電解鍍、非電解鍍等方法。導(dǎo)電化工序在已形成抗蝕劑圖形52a的基片51的表面進(jìn)行蒸鍍、或?yàn)R射，使Ni堆積在抗蝕劑圖形52a及基片51的表面成為作為導(dǎo)電膜的鍍種層。該工序還可以堆積Pt、Au、Ag、Cu、Al等。
電鑄工序?qū)⑶笆鲇锌刮g劑圖形52a的基片51浸在鍍液中進(jìn)行電鍍，在抗蝕劑圖形上和基板上堆積Ni形成第1的中間結(jié)構(gòu)體。該工序還可以堆積Cu、Au等。使用丙酮、硝酸水溶液等的溶劑使抗蝕劑溶解剝離，中間結(jié)構(gòu)體54與基板51進(jìn)行分離。所得的第1中間結(jié)構(gòu)體54的圖形如圖8(c)所示是基片的圖形轉(zhuǎn)印的相反圖形。
采用鍍處理附著金屬層，也可以利用非電解鍍代替上述的電解鍍。非電解鍍處理，首先在對象物表面形成鍍種層，吸附成為非電解鍍核的催化劑金屬(例如，Pd-Sn配位化合物)。然后使對象物表面的錫鹽溶解，通過氧化還原反應(yīng)生成金屬鈀。對象物插入Ni鍍液中時(shí)，在對象物上形成Ni層。這一點(diǎn)在以下的鍍處理中相同。
上述的說明是由金屬形成第1的中間結(jié)構(gòu)體，但也可以通過使樹脂等的轉(zhuǎn)印體貼合、或加壓成型用樹脂形成。將轉(zhuǎn)印體貼合、或加壓成型使用的樹脂，例如，可以使用熱固性樹脂、光固化性樹脂，也可以在轉(zhuǎn)印后再固化。
以下對第1中間結(jié)構(gòu)體54上的抗蝕劑圖形形成工序進(jìn)行說明。這里也是采用光刻處理進(jìn)行制圖。在第1中間結(jié)構(gòu)體54的轉(zhuǎn)印面上，涂布有機(jī)材料為基料的第2層的抗蝕劑55。這里采用同樣的條件涂布與第1層的抗蝕劑52同樣的抗蝕劑。然后實(shí)施位置對準(zhǔn)使掩膜位置與第1次曝光中的掩膜圖形變成相同位置，使用第2層的掩膜56、使用UV曝光裝置；利用UV光對前述抗蝕劑55進(jìn)行第2次曝光。因此，可以高精確度地形成第1層的圖形和第2層的圖形。
對掩膜的位置對準(zhǔn)進(jìn)行說明。掩膜的位置對準(zhǔn)是為了使第1層的抗蝕劑52曝光的掩膜圖形與使第2層的抗蝕劑55曝光的掩膜圖形位置成為相同位置而進(jìn)行的工序、掩膜的位置對準(zhǔn)，當(dāng)對第1層的抗蝕劑52曝光的掩膜圖形，和對第2層的抗蝕劑55曝光的掩膜圖形位置產(chǎn)生錯(cuò)位時(shí)，因?yàn)閷饘俳Y(jié)構(gòu)體(模子)及樹脂成型品的造型精確度影響很大，所以位置對準(zhǔn)優(yōu)選誤差范圍是±20μm的范圍，更優(yōu)選是±1μm的范圍。
提高掩膜位置對準(zhǔn)精確度的方法沒有任何限度，例如，有利用曝光、未曝光部分的光衍射差的補(bǔ)償調(diào)節(jié)等。作為提高掩膜位置對準(zhǔn)精確度的其他方法。例如，可列舉在基片及掩膜的指定位置預(yù)先用激光光描繪記號，使用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行彼此的位置確定提高精確度的方法。另外，玻璃掩膜考慮使用掩膜定位儀等，優(yōu)選預(yù)先在第1層的掩膜53和第2層的掩膜56的相同位置引入定位記號。
第2層的曝光采用與第1層的曝光相同的曝光條件進(jìn)行曝光。另外，由于對抗蝕劑的焦點(diǎn)深度在變化，例如使用UV曝光裝置的場合，波長、曝光時(shí)間、UV輸出值也可按照抗蝕劑的厚度、靈敏度變更。
將第1中間結(jié)構(gòu)體54上設(shè)的第2層的抗蝕劑55進(jìn)行顯影直到第1中間結(jié)構(gòu)體54露出，如圖8(e)所示形成第2層的抗蝕劑圖形55a。因此，形成2段的凹凸圖形。本方案將第1中間結(jié)構(gòu)體54的凸部的一部分以外進(jìn)行曝光，通過顯影處理，除去設(shè)在第1中間結(jié)構(gòu)體54上的凸部的一部分以外的抗蝕劑55。因此，如圖8(e)所示，在第1段的凸部之上還形成第2段的凸部，第1中間結(jié)構(gòu)體54成為有2段凹凸的多段構(gòu)成。
以下對第1中間結(jié)構(gòu)體54的凹凸面上的導(dǎo)電化、電鑄工序進(jìn)行說明。在有抗蝕劑圖形55a的第1中間結(jié)構(gòu)體54的表面進(jìn)行濺射或蒸鍍，使Ni堆積在第2層的抗蝕劑圖形55a的表面成為鍍種層。該工序還可以堆積Pt、Au、Ag、Cu、Al等。
然后將有第2層抗蝕劑圖形55a的第1中間結(jié)構(gòu)體54浸在鍍液中進(jìn)行電鍍，使Ni堆積在已形成第2層抗蝕劑圖形55a的第1中間結(jié)構(gòu)體54上，形成第2中間結(jié)構(gòu)體。有抗蝕劑圖形55a的第1中間結(jié)構(gòu)體的圖形被轉(zhuǎn)印在第2中間結(jié)構(gòu)體上。該工序還可以堆積Cu、Au等。接著，如圖8(f)所示除去第1中間結(jié)構(gòu)體54和抗蝕劑圖形55a，獲得第2中間結(jié)構(gòu)體57。再采用同樣的工序，對第2中間結(jié)構(gòu)體57實(shí)施電鑄處理形成金屬結(jié)構(gòu)體(模子)58。此時(shí)，對第2中間結(jié)構(gòu)體57的表面實(shí)施氧化處理。因此可制造如圖8(g)所示，轉(zhuǎn)印第2中間結(jié)構(gòu)體的圖形，有多個(gè)凹凸深度的多段構(gòu)成的Ni制的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)58。
以下對使用金屬結(jié)構(gòu)體(模子)58的樹脂成型工序進(jìn)行說明。樹脂成型品的形成方法，可以利用注射成型、加壓成型、單體澆鑄成型、溶劑澆鑄成型、擠出成型的輥式轉(zhuǎn)印法等。從生產(chǎn)性，模轉(zhuǎn)印性的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選使用注射成型。選擇設(shè)定尺寸的金屬結(jié)構(gòu)體作為模采用注射成型形成樹脂成型品的場合，可以采用高的轉(zhuǎn)印率在樹脂成型品上再現(xiàn)金屬結(jié)構(gòu)體的形狀。將所得的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)58作為模，采用注射成型在金屬結(jié)構(gòu)體(模子)中填充塑料材料制得樹脂成型品。作為采用注射成型形成樹脂成型品所使用塑料材料，例如，可列舉丙烯酸系樹脂、聚乳酸、聚乙醇酸、苯乙烯系樹脂、丙烯酸-苯乙烯系共聚樹脂(MS樹脂)、聚碳酸酯系樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯等的聚酯系樹脂、聚酰胺系樹脂、乙烯-乙烯醇系共聚樹脂、氯乙烯系樹脂等。這些樹脂可以根據(jù)需要含有潤滑劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、防霧劑、顏料、阻燃劑、抗靜電劑、脫模劑、抗粘連劑、紫外線吸收劑、抗氧劑等的1種或2種以上的添加劑。
抗蝕劑的厚度增加后，例如使用UV曝光裝置的場合，可能1次曝光不能獲得足夠的焦點(diǎn)深度。因此，本實(shí)施方案中的方法，在形成有凹凸面的中間結(jié)構(gòu)體后，在該凸部上涂布抗蝕劑。因此，可以形成相當(dāng)于2次的光刻蝕工序的槽，可以增加造型深度。根據(jù)需要反復(fù)進(jìn)行這種處理，可以高精確度地制造有所期望的造型深度的樹脂成型品。即，本實(shí)施方案只對1層這種厚度的抗蝕劑照射光，所以不管焦點(diǎn)深度如何都可以高精確地制造。
要想有所期望的抗蝕劑厚度、且形成微細(xì)的抗蝕劑圖形時(shí)，通過進(jìn)行多次曝光，形成抗蝕劑圖形，抗蝕劑收縮，估計(jì)不能獲得平面度或圖形深度均勻的基片。該抗蝕劑表面形狀反映在中間結(jié)構(gòu)體、金屬結(jié)構(gòu)體(模子)上，進(jìn)而反映在最后工序形成的樹脂成型品上。本實(shí)施方案是通過在基片上第1次的抗蝕劑涂布。前述抗蝕劑層的曝光及形成抗蝕劑圖形后，形成第1中間結(jié)構(gòu)體54、然后實(shí)施第2次的抗蝕劑涂布，使平面度或圖形深度成為均勻的方法。各抗蝕劑層的曝光處理和顯影處理進(jìn)行1次，抗蝕劑層不需要實(shí)施多次的曝光或顯影處理。因此，可抑制抗蝕劑層的老化，抑制隨之所產(chǎn)生的樹脂成型品的誤差。
本實(shí)施方案中的樹脂成型品的制造方法，如上所述作為第1層的抗蝕劑使用正型抗蝕劑。因此，在第1層的抗蝕劑圖形52a的上面直接形成第2層的抗蝕劑的場合，在第2層的曝光工序中第1層的抗蝕劑圖形52a置于曝光中，第1層的抗蝕劑圖形52a有可能變質(zhì)。第1層的抗蝕劑圖形52a變質(zhì)的場合，在此后的顯影工序中第1層的抗蝕劑溶出，圖形發(fā)生變形。在基板上形成第1層的抗蝕劑圖形后通過形成第1中間結(jié)構(gòu)體，可以高精確度地形成有2段以上臺階的圖形，可以高精確度地形成有比第1中間結(jié)構(gòu)體的凹凸深度深的圖形的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)。因此，使用該金屬結(jié)構(gòu)體(模子)可以高效率地制造樹脂成型品。上述的樹脂成型品的制造方法，可以高精確度制造有1層的深度2～500μm左右寬2～500μm左右圖形的樹脂成型品。
此外，通過使用上述的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)58。例如，采用注射成型或加壓成型將導(dǎo)電性樹脂等的導(dǎo)電性碳材料進(jìn)行成型，可以制造形成如圖12與圖13所示供給燃料電池用原料用流路的流路部件。圖12與圖13是表示作為流路部件一個(gè)例子的隔板100構(gòu)成的側(cè)視圖。隔板上設(shè)有成為孔道101的2個(gè)貫通孔。從一方孔101中流入氧或氫等的原料氣，從另一個(gè)孔101排出原料。在隔板中央形成許多槽，該槽成為連接2個(gè)孔道間的通道103(流路)。
最好是有寬2μm～500μm，優(yōu)選寬2μm以上100μm以下，縱橫尺寸比1以上的槽圖形的導(dǎo)電性碳材料的成型。流路部件的制造使用如圖8(g)所示的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)58的場合。由于轉(zhuǎn)印第2中間結(jié)構(gòu)體57的圖形，凸部的第1段形成淺的槽。因此，與凸部的第1段相對的地方最好形成與流路部件的流路相對應(yīng)的地方。凸部的第2段為了形成深的槽，最好形成與由貫通孔所構(gòu)成的孔相對應(yīng)的地方。這樣地形成的場合，最好第1層的掩膜53與流路成為相同的圖形，第2層的掩膜56與貫通孔成為相同的圖形。若使用與這樣的流路相對應(yīng)的圖形的掩膜及與貫通孔相對應(yīng)的圖形的2張掩膜進(jìn)行曝光，則可以制造形成流路的流路和貫通孔用的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)58。
通過使用這樣制造的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)58，可以高精確地形成燃料電池用的隔板。還可以提高隔板的生產(chǎn)效率，可以謀求降低燃料電池的成本。把這樣制造的2張隔板對置配置，在隔板間配置電極及電解質(zhì)。由此形成燃料電池的電池單體。通過層合有該隔板的電池單體形成燃料電池。
發(fā)明實(shí)施方案3利用圖9對本實(shí)施方案的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)及樹脂成型品的制造方法進(jìn)行說明。圖9是表示本實(shí)施方案的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)的制造工序的截面圖。本實(shí)施方案是實(shí)施方案2所示制造工序改變形式的方法。由于與圖8所示符號相同的符號表示相同的構(gòu)成，故省略說明。有關(guān)與上述實(shí)施方案相同的工序，由于與實(shí)施方案1及2說明的內(nèi)容一樣故省略說明。
首先，在基片51上涂布第1層的抗蝕劑52。第1層的抗蝕劑52使用正型抗蝕劑。而且，使用第1層的掩膜53進(jìn)行曝光。因此，成為圖9(a)表示的構(gòu)成，再實(shí)施顯影處理時(shí)，除去所曝光領(lǐng)域的抗蝕劑52，形成第1層的抗蝕劑圖形52a，因此，在基片上形成凸部，成為圖9(b)表示的構(gòu)成。
如圖9(c)所示，采用導(dǎo)電化、電鑄工序形成第1中間結(jié)構(gòu)體54。從第1中間結(jié)構(gòu)體54的上面涂布第2層的抗蝕劑55。本實(shí)施方案中，第2層的抗蝕劑55使用正型的感光性抗蝕劑。通過使用第2層的掩膜56進(jìn)行曝光，成為圖9(d)表示的構(gòu)成，進(jìn)行顯影時(shí)如圖9(e)所示在第1中間結(jié)構(gòu)體54的上面形成抗蝕劑圖形55a，成為在凸部上面的內(nèi)側(cè)還有凸部的多段構(gòu)成。因?yàn)椴捎?次的光刻蝕工序進(jìn)行制圖，故可以高精確度地形成圖形。而且通過導(dǎo)電化、電鑄工序，如圖9(f)所示形成金屬結(jié)構(gòu)體(模子)58。采用這樣的工序制作的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)58轉(zhuǎn)印圖形如圖9(f)所示地成為在凸部的上面又形成凸部的多段構(gòu)成。使用該金屬結(jié)構(gòu)體(模子)58采用注射成型等形成樹脂成型品。
本實(shí)施方案中的樹脂成型品的制造方法，與實(shí)施方案2同樣地通過形成第1中間結(jié)構(gòu)體54，可以高精確度地形成有比該第1中間結(jié)構(gòu)體54的凹凸深度深的圖形的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)。因此，使用該金屬結(jié)構(gòu)體(模子)可以高生產(chǎn)效率地制造樹脂成型品。此外，本實(shí)施方案由于由第1中間結(jié)構(gòu)體54直接形成金屬結(jié)構(gòu)體(模子)58，所以不需要形成第2中間結(jié)構(gòu)體57，可以提高生產(chǎn)效率。上述的制造方法可以高精確度地形成有1層的深度數(shù)十μm左右寬數(shù)十μm的圖形的樹脂成型品，可以制成數(shù)μm左右。
此外，通過使用上述的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)58將導(dǎo)電性碳材料進(jìn)行成型，與實(shí)施方案2同樣地可以制造形成供給燃料電池用原料所用流路的流路部件。例如，可以使金屬結(jié)構(gòu)體(模子)58的凸部為流路部件的流路(通道)，可以使在凸部的上面又形成的2段的凸部為貫通孔(孔)。此場合，第1層的掩膜53的圖形為反印貫通孔圖形的圖形，除了設(shè)貫通孔的部分以外進(jìn)行光照射。而且，第2層的掩膜56的圖形成為與回路的圖形相同的圖形。對設(shè)流路的部分照射光。通過使用有這種圖形的掩膜，采用2次電鑄工序完成，不設(shè)第2中間結(jié)構(gòu)體則可以制造流路部件用金屬結(jié)構(gòu)體(模子)。因此，可以提高金屬結(jié)構(gòu)體(模子)的生產(chǎn)效率。
通過使用這種金屬結(jié)構(gòu)體(模子)58將導(dǎo)電性碳材料進(jìn)行成型，可以高精確度地將有寬2μm～500μm、優(yōu)選寬2μm以上100μm以下縱橫尺寸比1以上圖形的導(dǎo)電性碳材料進(jìn)行成型。因此，可以高精確度地形成促進(jìn)電化學(xué)反應(yīng)用的流路及向流路供給原料用的貫通孔。
當(dāng)然第2層的抗蝕劑使用負(fù)型的感光性抗蝕劑也可以獲得同樣的效果。此外，第2層的光刻工序中不對設(shè)在第1中間結(jié)構(gòu)體54的凹部的第2層的抗蝕劑55曝光也可以形成有2段以上臺階的圖形。因此，不論焦點(diǎn)深度如何均可以高精確地制造金屬結(jié)構(gòu)體(模子)。
發(fā)明實(shí)施方案4利用圖10對本實(shí)施方案的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)及樹脂成型品的制造方法進(jìn)行說明。圖10是表示本實(shí)施方案的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)制造工序的截面圖。本實(shí)施方案是實(shí)施方案2所示制造工序變換形式的方法，與圖8及圖9中的符號相同的符號因?yàn)楸硎鞠嗤臉?gòu)成故省略說明。另外，有關(guān)與上述實(shí)施方案相同的工序，因?yàn)榕c實(shí)施方案1乃至3說明的內(nèi)容一樣故省略說明。
首先，在基片51上涂布第1層的抗蝕劑52。第1層的抗蝕劑52使用正型抗蝕劑。而且使用第1層的掩膜53進(jìn)行曝光。因此，成為圖10(a)表示的構(gòu)成，再實(shí)施顯影處理后，除去所曝光領(lǐng)域的抗蝕劑52，形成第1層的抗蝕劑圖形52a。因此，在基片上形成凹凸成為圖10(b)表示的構(gòu)成。采用導(dǎo)電化、電鑄工序，如圖10(c)所示地形成第1中間結(jié)構(gòu)體54。
本實(shí)施方案中第2層的抗蝕劑55使用干膜抗蝕劑(DFR)。在第1中間結(jié)構(gòu)體54的凸部上貼合DFR。通過使用DFR，在第1中間結(jié)構(gòu)體54的凹部不殘留抗蝕劑液，可以更高精確度地形成有所期望造型深度的圖形。此外，進(jìn)行第2層掩膜56的位置對準(zhǔn)，曝光后成為如圖10(a)表示的構(gòu)成。顯影后如圖10(c)所示在第1中間結(jié)構(gòu)體54的凸部上面形成第2層的抗蝕劑圖形55a。
此外，與實(shí)施方案2同樣地通過導(dǎo)電化、電鑄處理形成多段構(gòu)成的第2中間結(jié)構(gòu)體57。再通過進(jìn)行導(dǎo)電化、電鑄處理，可以制造圖10(g)表示的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)58。再使用該金屬結(jié)構(gòu)體(模子)58，可以制造樹脂成型品。上述的制造方法可以高精確度地形成1層有深度數(shù)十μm左右寬數(shù)十μm圖形的樹脂成型品?？梢灾瞥蓴?shù)μm左右。這樣使用DFR也可以獲得與實(shí)施方案2同樣的效果，此外在第1中間結(jié)構(gòu)體54的凹部不殘留抗蝕劑液，可以更高精確度地形成圖形。當(dāng)然，DFR也可以用于實(shí)施方案3表示的制造工序。
上述的制造方法，尤其是可以將有寬2μm～500μm、優(yōu)選寬2μm以上100μm以下、縱橫尺寸比1以上圖形的導(dǎo)電性碳材料高精確度地進(jìn)行成型。因此，可以高精確度地制造促進(jìn)電化學(xué)反應(yīng)用的流路及向流路供給原料用的貫通孔。例如，可以使金屬結(jié)構(gòu)體(模子)58的第1段的凸部作為流路部件的流路(通道)，使第1段的凸部上面又形成的第2段的凸部作為貫通孔(孔)。該場合，使第1層的掩膜53的圖形成為與流路的圖形相同的圖形，除了設(shè)流路的部分以外，照射光。此外，第2層的掩膜56的圖形為反轉(zhuǎn)貫通孔圖形的圖形，對設(shè)貫通孔的部分照射光。通過使用有這種圖形的掩膜，采用2次完成電鑄工序，不設(shè)第2中間結(jié)構(gòu)體、可以制造生產(chǎn)燃料電池用流路部件用的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)。因此，可以提高生產(chǎn)效率，可以通過大量生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)降低成本。當(dāng)然第2層抗蝕劑55使用負(fù)型的感光性抗蝕劑也可以獲得同樣的效果。
其他實(shí)施方案通過使用上述的實(shí)施方案，可以高生產(chǎn)效率地制造面內(nèi)含高精確度直線和空間、含橢圓的圓柱狀、及四角柱等多角柱的圖形混在一起形成的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)。例如，能制造圖11所示的多段(級)結(jié)構(gòu)的樹脂成型品用金屬結(jié)構(gòu)體(模子)及流路部件用金屬結(jié)構(gòu)體(模子)。當(dāng)然，圖11(a)、圖11(b)與圖11(c)是所形成的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)的一個(gè)例，不限于圖示的形狀。此外，本發(fā)明不限于2段構(gòu)成或3段構(gòu)成的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)，也可以使用成為4段以上的多段構(gòu)成的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)。該場合，流路部件上可以形成深度不同的流路。
另外，也可以將各種實(shí)施方案組合使用，對實(shí)施方案2中詳細(xì)說明的制造工序，不論任何一種實(shí)施方案均可利用。另外，使用本發(fā)明的樹脂成型用金屬結(jié)構(gòu)體(模子)也可以制作微型反應(yīng)器等的微型器件或印刷線路板。此外，除了實(shí)施方案中說明的情況，還可以把負(fù)型的抗蝕劑改成正型的抗蝕劑，也可以把正型的抗蝕劑改成負(fù)型的抗蝕劑。尤其是第2層以后的抗蝕劑可以使用正型、負(fù)型中任何一種。
本發(fā)明的流路部件不限于DMFC型的燃料電池，例如，對固體高分子型(PEFC)的燃料電池也可以利用。此外，也可以作為制作燃料電池的反應(yīng)器用的金屬結(jié)構(gòu)體(模子)利用。
根據(jù)本發(fā)明可以高生產(chǎn)效率地制造有所期望形狀的樹脂成型品或高精確度地形成的多段構(gòu)成的樹脂成型品。
權(quán)利要求
1.樹脂成型品的制造方法，在具有在基片上形成抗蝕劑圖形的工序，和按照前述基片上所形成的前述抗蝕劑圖形附著金屬、形成金屬結(jié)構(gòu)體的工序，及使用前述金屬結(jié)構(gòu)體形成樹脂成型品的工序的樹脂成型品的制造方法中，其特征是前述形成抗蝕劑圖形的工序有形成多層的抗蝕劑層、對前述基片上形成的前述多層的抗蝕劑層進(jìn)行顯影處理的工序，在前述顯影處理工序中，控制溶解性使上層的抗蝕劑層對顯影劑的溶解性比任何一層的抗蝕劑層小。
2.權(quán)利要求1所述的樹脂成型品的制造方法，其特征是前述溶解性的控制，含在前述進(jìn)行顯影處理工序之前給予的、采用調(diào)節(jié)對前述一層的抗蝕劑層的熱處理量和對前述上層的抗蝕劑層的熱處理量的控制。
3.權(quán)利要求2所述的樹脂成型品的制造方法，其特征是前述形成抗蝕劑圖形的工序，包括在前述一層的抗蝕劑層的曝光處理之前對前述一層的抗蝕劑層進(jìn)行熱處理的工序，和在前述上層的抗蝕劑層的曝光處理之前對前述上層的抗蝕劑層進(jìn)行熱處理的工序。
4.權(quán)利要求2所述的樹脂成型品的制造方法，其特征是前述形成抗蝕劑圖形的工序，有在前述一層的抗蝕劑層的曝光處理之后對前述一層的抗蝕劑層進(jìn)行熱處理的工序、和在前述上層的抗蝕劑層的曝光處理之后對前述上層的抗蝕劑層進(jìn)行熱處理的工序。
5.權(quán)利要求1～4所述的樹脂成型品的制造方法，其特征是前述形成抗蝕劑圖形的工序，有在進(jìn)行前述顯影處理工序之前，對前述一層的抗蝕劑層進(jìn)行曝光處理的工序和對前述上層的抗蝕劑層進(jìn)行曝光處理的工序，前述溶解性的控制，包括采用調(diào)節(jié)前述一層的抗蝕劑層的曝光量和前述上層的抗蝕劑層的曝光量的控制。
6.權(quán)利要求1所述的樹脂成型品的制造方法，其特征在于前述一層的抗蝕劑層及上層的抗蝕劑層是對顯影液的溶解性通過曝光及熱處理發(fā)生變化的抗蝕劑，前述形成抗蝕劑圖形的工序，有在進(jìn)行前述顯影處理工序之前。對前述一層的抗蝕劑層進(jìn)行曝光的工序，和不對前述已曝光的一層的抗蝕劑層進(jìn)行熱處理，而附著前述上層的抗蝕劑層的工序，及在對前述上層的抗蝕劑層進(jìn)行曝光處理后，進(jìn)行熱處理的工序。
7.樹脂成型品的制造方法，其特征在于是具有物質(zhì)處理所使用的凹凸構(gòu)造的樹脂成型品的制造方法；具有在基板上形成抗蝕劑圖形的工序，和按照前述基板上形成的前述抗蝕劑圖形附著金屬、形成金屬結(jié)構(gòu)體的工序、及使用前述金屬結(jié)構(gòu)體形成樹脂成型品的工序；前述形成抗蝕劑圖形的工序，有形成多層的抗蝕劑層、對前述多層的抗蝕劑層內(nèi)使用掩膜圖形被曝光處理的一層的抗蝕劑層、和靠近使用掩膜圖形被曝光處理的前述一層的抗蝕劑層的上層的抗蝕劑層進(jìn)行顯影處理；形成有多個(gè)深度不同的凹凸部抗蝕劑圖形的工序。
8.權(quán)利要求1～7所述的樹脂成型品的制造方法，其特征是前述形成抗蝕劑圖形的工序，有附著多層的抗蝕劑層使之形成有所期望深度圖形的工序、和使用曝光掩膜對前述多層的抗蝕劑層進(jìn)行1次曝光，或者，使用相同圖形的曝光掩膜對各個(gè)抗蝕劑層進(jìn)行曝光的工序。
9.權(quán)利要求1～8所述的樹脂成型品的制造方法，其特征是前述形成抗蝕劑圖形的工序，在前述上層的抗蝕劑層被曝光后，再附著一層或一層以上的抗蝕劑層和進(jìn)行曝光處理，形成2以上不同深度的凹凸部。
10.權(quán)利要求7～9所述的樹脂成型品的制造方法，其特征是前述形成抗蝕劑圖形的工序，采用1次顯影形成有多個(gè)不同深度凹凸部的抗蝕劑圖形。
11.樹脂成型品的制造方法，其特征在于是具有寬為2μm以上500μm以下、縱橫尺寸比1以上的槽構(gòu)造、和貫通孔的樹脂成型品的制造方法，使用下述方法制造的金屬結(jié)構(gòu)體，即，具有形成有凹凸面的第1結(jié)構(gòu)體的工序，和在前述第1結(jié)構(gòu)體的凹凸面上形成抗蝕劑層的工序，及是對前述抗蝕劑制圖，形成抗蝕劑圖形的工序，有在前述第1結(jié)構(gòu)體凹凸面的凸部上形成前述抗蝕劑的凸部或凹部的工序、或在凹部上形成前述抗蝕劑的凹部或凸部的工序，和在形成前述抗蝕劑圖形的第1結(jié)構(gòu)體的凹凸面上附著構(gòu)成第2結(jié)構(gòu)體的材料、形成第2結(jié)構(gòu)體工序的方法制造的金屬結(jié)構(gòu)體。
12.權(quán)利要求1～11所述的方法，其特征在于前述形成抗蝕劑圖形的工序中，曝光使用的光源是紫外線燈或激光光。
13.權(quán)利要求1～11所述的樹脂成型品的制造方法，其特征在于采用形成前述樹脂成型品的工序形成的樹脂成型品的凹凸部的深度，實(shí)際上是5μm～500μm。
14.樹脂成型品，其特征在于是采用權(quán)利要求1～12所述的制造方法制得的樹脂成型品，至少有流路圖形、混合部圖形、容器圖形、電極、加熱器、溫度傳感器中選出的一種的樹脂成型品。
15.采用權(quán)利要求1～12所述的制造方法制得的臨床檢查使用的芯片。
16.采用權(quán)利要求1～12所述的制造方法制得的組合煉金術(shù)使用的芯片。
17.采用權(quán)利要求1～12所述的制造方法制得的有關(guān)基因使用的芯片。
18.采用權(quán)利要求1～12所述的制造方法制造的燃料電池用流路部件。
19.樹脂成型品制造使用的金屬結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征是在具有在基片上形成抗蝕劑圖形的工序，和按照前述基片上所形成的前述抗蝕劑圖形附著金屬，形成制造樹脂成型品使用的金屬結(jié)構(gòu)體的工序的樹脂成型品使用的金屬結(jié)構(gòu)體的制造方法中，前述形成抗蝕劑圖形的工序有形成多層的抗蝕劑層、對前述基片上所形成的前述多層的抗蝕劑層進(jìn)行顯影處理的工序，前述進(jìn)行顯影處理的工序中，控制溶解性使上層的抗蝕劑層對顯影劑的溶解性比任何一層的抗蝕劑層小。
20.一種方法，其特征在于是具有物質(zhì)處理所使用的凹凸構(gòu)造的樹脂成型品制造所使用的金屬結(jié)構(gòu)體的制造方法，具有在基片上形成抗蝕劑圖形的工序、和按照前述基片上所形成的前述抗蝕劑圖形附著金屬、形成金屬結(jié)構(gòu)體的工序，前述形成抗蝕劑圖形的工序，有形成多層的抗蝕劑層，對前述多層的抗蝕劑層內(nèi)使用掩膜圖形被曝光處理的一層的抗蝕劑層，和靠近使用掩膜圖形被曝光處理的前述一層的抗蝕劑層的上層的抗蝕劑層進(jìn)行顯影處理、形成有多個(gè)深度不同的凹凸部抗蝕劑圖形的工序。
21.樹脂成型品用金屬結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于是有寬為2μm以上500μm以下，縱橫尺寸比1以上的槽構(gòu)造，和與前述槽構(gòu)造相連的貫通孔的樹脂成型品用金屬結(jié)構(gòu)體的制造方法，有形成有凹凸面的第1結(jié)構(gòu)體的工序，和在前述第1結(jié)構(gòu)體的凹凸面上形成抗蝕劑層的工序，及是對前述抗蝕劑制圖、形成抗蝕劑圖形的工序、在前述第1結(jié)構(gòu)體的凹凸面的凸部上形成前述抗蝕劑的凸部的工序、或在凹部上形成前述抗蝕劑的凹部的工序，與在形成前述抗蝕劑圖形的第1結(jié)構(gòu)體的凹凸面上附著構(gòu)成第2結(jié)構(gòu)體的材料、形成第2結(jié)構(gòu)體的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供精密且廉價(jià)的樹脂成型品的制造方法。本發(fā)明的樹脂成型品的制造方法，包括在基片上形成第1抗蝕劑層、基片與掩膜(A)的位置對準(zhǔn)、使用掩膜(A)的第1抗蝕劑層曝光、第1抗蝕劑層熱處理、在第1抗蝕劑層上形成第2抗蝕劑層、基片與掩膜(B)的位置對準(zhǔn)、使用掩膜(B)的第2抗蝕劑層曝光、第2抗蝕劑層熱處理、進(jìn)行抗蝕劑層的顯影形成所期望的抗蝕劑圖形的抗蝕劑圖形形成工序。此外，通過按照抗蝕劑圖形，采用(電)鍍在基片上堆積金屬結(jié)構(gòu)體的金屬結(jié)構(gòu)體形成工序和以金屬結(jié)構(gòu)體作為模。形成樹脂成型品的成型品形成工序、制造樹脂成型品。
文檔編號G03F7/00GK1532036SQ200410008558
公開日2004年9月29日 申請日期2004年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月24日
發(fā)明者西泰治, 木谷剛典, 柳川幸弘, 福田始弘, 永山勵(lì), 典, 弘 申請人:可樂麗股份有限公司