專利名稱：細(xì)胞外電位測量裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以活體試樣，尤其是細(xì)胞發(fā)生的電化學(xué)變化作為指標(biāo)，簡易、高速地進(jìn)行電生理學(xué)評價的細(xì)胞外電位測量裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前以細(xì)胞的電氣活動作為指標(biāo)，將藥品用碎片夾持(patch clamp)法，或使用熒光色素或發(fā)光指示藥的方法進(jìn)行篩選(screening)。
該碎片夾持法通過微小電極探頭電記錄在微吸管前端部分上附著的稱為細(xì)胞膜的碎片(patch)的微小部分的、經(jīng)單一通道蛋白質(zhì)分子的離子輸送。該方法是可以通過實時調(diào)查一個蛋白質(zhì)分子功能的少數(shù)方法之一(例如“Molecular Biology of the cell Third Edition”、Garlandpublishing Inc.，New York，1994、Bruce Alberts外，還可參照日語版“細(xì)胞の分子生物學(xué) 第三版”181～182頁，1995年，教育社)。
此外，根據(jù)特定的離子濃度變化，通過發(fā)光的螢光色素或發(fā)光指示劑，監(jiān)控細(xì)胞內(nèi)的離子移動，可以測量細(xì)胞的電氣活動。
可是，碎片夾持法在微吸管制作或操作方面需要特殊的技術(shù)，因為在一種試樣的測定中需要許多時間，所以不適合高速地篩選大量藥品候選化合物。此外，利用螢光色素等方法可以高速地篩選大量藥品候選化合物，然而，對細(xì)胞染色的工序是必要的，在測定中，通過色素的影響也會使背景變色，而且由于隨時間而脫色，所以S/N也差。

發(fā)明內(nèi)容
測量被檢體細(xì)胞的細(xì)胞外電位的裝置具備在第1面上形成有底面的凹槽且形成有第1捕集孔的基板，該第1捕集孔具有向著第2面從所述凹槽的所述底面形成的第1開口部；通過第1連接部與所述第1開口部連接的第1空洞部；通過第2連接部與所述第1空洞部連接的、到達(dá)所述第2面的第2開口部，所述第1連接部的直徑比所述第1空洞部的最大直徑小，比所述第2連接部的直徑大，而且比所述被檢體細(xì)胞的直徑小。
該裝置可以可靠地保持被檢體細(xì)胞，容易投入藥液和被檢體細(xì)胞。


圖1是本發(fā)明實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的立體圖。
圖2是本發(fā)明實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的截面圖。
圖3是本發(fā)明實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的截面放大圖。
圖4是示出實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的使用方法的截面圖。
圖5是實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的放大截面圖。
圖6是實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的放大截面圖。
圖7是實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的放大截面圖。
圖8是實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的放大截面圖。
圖9是實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的放大截面圖。
圖10是示出實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的制造方法的截面圖。
圖11是示出實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的制造方法的截面圖。
圖12是示出實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的制造方法的截面圖。
圖13是示出實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的制造方法的放大截面圖。
圖14是示出實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的制造方法的放大截面圖。
圖15是示出實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的制造方法的放大截面圖。
圖16是示出實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的制造方法的放大截面圖。
圖17是示出實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的制造方法的放大截面圖。
圖18是示出實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的制造方法的放大截面圖。
圖19是示出實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的制造方法的放大截面圖。
圖20是示出實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的其它制造方法的放大截面圖。
圖21是示出實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的其它制造方法的放大截面圖。
圖22是示出實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的其它制造方法的放大截面圖。
圖23是本發(fā)明實施方式2的細(xì)胞外電位測量用裝置的立體圖。
圖24是實施方式2的細(xì)胞外電位測量用裝置的截面圖。
圖25是實施方式2的細(xì)胞外電位測量用裝置的放大截面圖。
圖26是示出實施方式2的細(xì)胞外電位測量用裝置的制造方法的截面圖。
圖27是示出實施方式2的細(xì)胞外電位測量用裝置的制造方法的放大截面圖。
圖28是示出實施方式2的細(xì)胞外電位測量用裝置的制造方法的放大截面圖。
圖29是實施方式1的其它細(xì)胞外電位測量裝置的截面圖。
圖30是本發(fā)明的實施方式3的細(xì)胞外電位測量裝置的立體圖。
圖31A是實施方式3的細(xì)胞外電位測量裝置的截面圖。
圖31B是實施方式3的細(xì)胞外電位測量裝置的放大截面圖。
圖32是示出實施方式3的細(xì)胞外電位測量裝置的動作的截面圖。
圖33是實施方式3的細(xì)胞外電位測量裝置的放大截面圖。
圖34是實施方式3的細(xì)胞外電位測量裝置的放大截面圖。
圖35是示出實施方式3的細(xì)胞外電位測量裝置的制造方法的截面圖。
圖36是示出實施方式3的細(xì)胞外電位測量裝置的制造方法的放大截面圖。
圖37是示出實施方式3的細(xì)胞外電位測量裝置的制造方法的放大截面圖。
圖38是示出實施方式3的細(xì)胞外電位測量裝置的制造方法的截面圖。
圖39是示出實施方式3的細(xì)胞外電位測量裝置的制造方法的截面圖。
圖40是示出實施方式3的細(xì)胞外電位測量裝置的制造方法的截面圖。
圖41是示出實施方式3的細(xì)胞外電位測量裝置的制造方法的截面圖。
圖42是示出實施方式3的細(xì)胞外電位測量裝置的制造方法的截面圖。
圖43是本發(fā)明的實施方式4的細(xì)胞外電位測量裝置的截面圖。
圖44是示出實施方式4的細(xì)胞外電位測量裝置制造方法的放大截面圖。
圖45是示出實施方式4的細(xì)胞外電位測量裝置制造方法的放大截面圖。
圖46是示出本發(fā)明的實施方式5的細(xì)胞外電位測量裝置制造方法的放大截面圖。
圖47是示出本發(fā)明的實施方式5的細(xì)胞外電位測量裝置制造方法的放大截面圖。
圖48是示出本發(fā)明的實施方式5的細(xì)胞外電位測量裝置制造方法的放大截面圖。
具體實施例方式
(實施方式1)圖1是本發(fā)明實施方式1的細(xì)胞外電位測定裝置的立體圖，圖2是其截面圖，圖3是其截面放大圖。
該細(xì)胞外電位測量裝置包含設(shè)置凹槽2的、由硅構(gòu)成的基板1。在凹槽2的底面3上設(shè)置多個細(xì)胞捕集孔101，各捕集孔101通過在一直線上按順序連接的第1開口部4、空洞部6、第2開口部5構(gòu)成。第1開口部4的直徑比空洞部6的最大直徑小，比第2開口部5的直徑大。
這些具體的尺寸根據(jù)被檢體細(xì)胞的大小最適合地決定。例如，在25微米直徑的被檢體細(xì)胞中，第1開口部4的直徑為比25微米小的20微米，空洞部6的最大直徑為比被檢體細(xì)胞大的35微米，第2開口部5的直徑設(shè)定在比被檢體細(xì)胞小的10微米左右。通常，因為被檢體細(xì)胞直徑為數(shù)微米～數(shù)十微米，所以第1開口部4的直徑取10～50微米，第2開口部5的直徑取1～5微米左右，根據(jù)這些，希望空洞部6的最大直徑在10～100微米之間作為最佳值。
如圖3所示，在至少第2開口部5的內(nèi)壁面和空洞部6的下方形成由金屬構(gòu)成的檢測電極7。在基板1的下面設(shè)置由金屬構(gòu)成的引出電極8。檢測電極7和引出電極8在第2開口部5上電連接。因為在空洞部6的上方?jīng)]有設(shè)置導(dǎo)體，所以檢測電極7與凹槽2電絕緣。
下面對該細(xì)胞外電位測量用裝置的使用方法加以說明。圖4是把被檢體細(xì)胞9和培養(yǎng)液10投入凹槽2內(nèi)的細(xì)胞外電位測定用裝置的截面圖。圖5～圖9是第1開口部4、第2開口部5、空洞部6的放大截面圖。
如圖4及圖5所示，在把培養(yǎng)液10和被檢體細(xì)胞9放入凹槽2內(nèi)的當(dāng)初，被檢體細(xì)胞9浮游在培養(yǎng)液10中。培養(yǎng)液10不僅在凹槽2內(nèi)，而且在第1開口部4、空洞部6、第2開口部5滿了之后，也流出到第2開口部5側(cè)。在該狀態(tài)下，浮游的被檢體細(xì)胞9通過凹槽2內(nèi)培養(yǎng)液10的壓力，如圖6所示地被引入到第1開口部4。在壓力小時，如果通過吸引泵等機構(gòu)從第2開口部5側(cè)吸引培養(yǎng)液10，則浮游的被檢體細(xì)胞9被更加可靠地吸引到第1開口部4側(cè)。
因為第1開口部4的直徑設(shè)計得比被檢體細(xì)胞9的直徑小，所以如7圖所示被檢體細(xì)胞9通過第1開口部4時受到阻力?？墒且驗槭艿綁毫蛞Ξa(chǎn)生的力，被檢體細(xì)胞9變形，可以到達(dá)空洞部6。如圖8所示，到達(dá)空洞部6內(nèi)的被檢體細(xì)胞9即使停止吸引，也從凹槽側(cè)2接受培養(yǎng)液10的壓力。而且細(xì)胞9也比第1開口部4的直徑大，第1開口部4大體是垂直的，只要沒有從凹槽2側(cè)來的吸引力等的外力，就不能簡單地返回到凹槽2內(nèi)，而是保持在空洞部6內(nèi)。
如圖所示地把空洞部6的形狀作成橫徑比縱徑大的橢圓形狀，如果縱徑作得比被檢體細(xì)胞9小，則被檢體細(xì)胞9可靠地保持在空洞部6內(nèi)。在這樣的狀態(tài)下，如果把藥劑10(未圖示)投入到凹槽2的培養(yǎng)液10內(nèi)，則藥劑浸透到培養(yǎng)液10內(nèi)。如圖9所示，被檢體細(xì)胞被藥劑活性化，在第2開口部5產(chǎn)生的電信號改變充滿第2開口部5的培養(yǎng)液10的電位。該電位變化通過與培養(yǎng)液10連接的檢測電極7以及引出電極8檢出。
這樣一來，在實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置中，檢測電極7與凹槽2電絕緣，在量測之際，被檢體細(xì)胞9可靠地保持在空洞部6內(nèi)。即因為第2開口部5側(cè)的培養(yǎng)液10和凹槽2側(cè)的培養(yǎng)液10之間電絕緣，所以由細(xì)胞活動產(chǎn)生的電信號不會泄漏至凹槽2側(cè)的培養(yǎng)液10內(nèi)，通過在第2開口部5側(cè)設(shè)置的檢測電極7檢出。
如果被檢體細(xì)胞保持在任一細(xì)胞捕集孔內(nèi)，則細(xì)胞外電位的測量成為可能。
第1開口部4也可以如圖29所示，朝向凹槽2孔徑變寬的錐形。這時，被檢體細(xì)胞9可以容易地從凹槽2側(cè)進(jìn)入。如果使第1開口部4的空洞部6側(cè)的直徑比空洞部6的最大直徑小，則防止了被檢體細(xì)胞9返回到凹槽2側(cè)。據(jù)此，因為進(jìn)入空洞部6的被檢體細(xì)胞9保持不返回凹槽2，所以得到更高細(xì)胞保持率的細(xì)胞外電位測量裝置。這時，按照從大到小的順序，空洞部6的直徑比第1開口部4在空洞部側(cè)的直徑大，第1開口部4在空洞部側(cè)的直徑比第2開口部5的直徑大。
通過圓錐狀的第1開口部4在凹槽側(cè)的直徑比被檢體細(xì)胞直徑的2倍小，則可以防止多個細(xì)胞從凹槽同時進(jìn)入，在第1開口部內(nèi)部堵塞的情況。
在實施方式1的細(xì)胞外電位測量裝置中，被檢體細(xì)胞9一旦進(jìn)入細(xì)胞捕集孔101中，則不能返回凹槽2側(cè)。因而，如果進(jìn)行被檢體細(xì)胞9的測量，則會污染凹槽2以及細(xì)胞捕集孔101內(nèi)部。因此，由于裝置不被再利用而被拋棄，所以沒必要取出被檢體細(xì)胞9。
其次，對實施方式1的細(xì)胞外電位測量用裝置的制造順序加以說明。圖10～圖19是用于說明該順序的細(xì)胞外電位測量用裝置的截面圖。
首先，如圖10所示，在硅基板1上通過光刻形成有用于形成凹槽2的抗蝕劑掩模11，其次如圖11所示，通過濕蝕刻或干蝕刻來蝕刻基板1直到預(yù)定深度，形成凹槽2。在濕蝕刻中使用KOH或氫氧化四甲銨液(TMAH)等蝕刻液，在干蝕刻中使用SF6、CF4等的蝕刻氣體。
其次，如圖12所示，分別在凹槽2的底面以及硅基板1的下面形成用于形成第1開口部4的抗蝕劑掩模12和用于形成第2開口部的抗蝕劑掩模13。根據(jù)被檢體細(xì)胞9的大小決定第1開口部4和第2開口部5的大小。第1開口部4的直徑比第2開口部5的直徑大。
其次，如圖13所示，從凹槽2側(cè)對基板1進(jìn)行蝕刻直到預(yù)定深度為止，形成第1開口部4。這時希望蝕刻用干蝕刻，而且作為蝕刻的氣體用促進(jìn)蝕刻的氣體和抑制蝕刻的氣體。在促進(jìn)蝕刻的氣體中用SF6、CF4等，然而這不僅在深度方向促進(jìn)硅的蝕刻，而且也向橫向促進(jìn)。因此，混入抑制蝕刻的CHF3，C4F8等的氣體在開口部壁面上形成CF2聚合物的保護膜，所以可只在蝕刻掩膜的下方進(jìn)行蝕刻。
在垂直方向進(jìn)一步促進(jìn)蝕刻的情況下，通過促進(jìn)蝕刻的氣體對基板稍微蝕刻后，重復(fù)通過抑制蝕刻的氣體形成保護膜的工序，得到大體垂直的開口部形狀。在實驗中為了形成大小為20微米的第1開口部4，流過130sccm的SF6，13秒間產(chǎn)生等離子體，對基板進(jìn)行約1微米蝕刻，其后，流過85sccm的C4F8，7秒間產(chǎn)生等離子體，形成厚度約0.01微米的保護膜。約60次重復(fù)該蝕刻和保護膜的形成，得到60微米深度的大體垂直的開口部。
通過抑制蝕刻的氣體，保護膜不僅在第1開口部40的壁面形成，而且也在底面形成。因為在底面形成的保護膜與在壁面形成的保護膜相比，容易通過促進(jìn)蝕刻的氣體除去，所以只在下方進(jìn)行蝕刻。
通過抑制蝕刻的氣體形成保護膜，如果形成該開口部4的工序結(jié)束，則在第1開口部4的壁面上可靠地形成保護膜。因而，在后續(xù)工序即使在形成空洞部6之際也不侵害第1開口部4的壁面。
其次，如圖14所示，為了從基板1的下面?zhèn)刃纬傻?開口部5；而對基板1蝕刻。與第1開口部4同樣，交替地切換促進(jìn)蝕刻的氣體和抑制蝕刻的氣體，對基板1進(jìn)行蝕刻，使其壁面大體垂直地形成。
此外，與第1開口部4同樣，通過抑制蝕刻的氣體形成保護膜，結(jié)束形成第2開口部5的工序。據(jù)此，因為在第2開口部5的壁面也可靠地形成保護膜，所以在后續(xù)工序形成空洞部6之際，不侵害第2開口部5的壁面。
其次，如圖15所示，只用促進(jìn)蝕刻的氣體，從第1開口部4側(cè)對基板1進(jìn)行蝕刻。因為在剛才的工序中，在第1開口部4的壁面上形成保護膜，所以為了壁面不受蝕刻侵害，在下方進(jìn)行蝕刻，然而因為在新蝕刻的部分上不形成保護膜，所以在橫方向也進(jìn)行蝕刻，結(jié)果如圖15所示，在第1開口部4和第2開口部5之間形成比第1開口部4更寬闊的空洞部6。其際，通過只對基板1蝕刻合適的量，空洞部6的形狀成為橫徑大的橢圓形狀。
因為即使在第2開口部5側(cè)上貫通后在開口部5的壁面上也形成保護膜，所以空洞部6的大小直到成為所希望的大小為止，即使接著蝕刻一會兒也不會侵蝕第2開口部5的壁面。一旦過度地繼續(xù)蝕刻，則空洞部6不僅在橫方向，而且如圖15的虛線所示地成為向整體擴展的形狀，所以有必要適時地終止蝕刻。
在該工序中促進(jìn)蝕刻的氣體用SF6，CF4，然而希望用XeF2。因為XeF2幾乎不蝕刻保護膜，所以可以幾乎不侵害壁面地形成空洞部6。但是，因為該氣體對前工序形成的開口部底面的保護膜的蝕刻速度也慢，所以為了回避這一點，在用XeF2蝕刻前，用SF6，CF4，Ar氣等可以只蝕刻底面的保護膜。
在實施方式1中，按照第1開口部4，第2開口部5，空洞部6的順序形成，然而也可以按照第2開口部5，第1開口部4，空洞部6的順序形成，或者也可以按照第1開口部4，空洞部6，第2開口部5的順序形成。此外，空洞部6可以從第2開口部5側(cè)蝕刻，然而在這種情況下有必要注意蝕刻量，以便空洞部6變得比第1開口部4更大。
其次，如圖16所示，在除去所有的抗蝕劑掩模之后，通過蒸發(fā)法附著從第1開口部4側(cè)通過靶放出的金屬粒子14形成檢測電極7。因為由靶放出的金屬粒子14直行，所以通過第1開口部4，如圖17所示，只蒸發(fā)到第1開口部4的內(nèi)壁，空洞部6下方以及第2開口部5的內(nèi)壁。即，檢測電極7只在第2開口部5的內(nèi)壁和空洞部6的下方形成。
其次，如圖18所示，通過蒸發(fā)法形成從第2開口部5側(cè)由金屬形成的引出電極8。因為第2開口部5的直徑比第1開口部4小，所以通過金屬粒子15直行，同樣地只在第2開口部5的內(nèi)壁和第1開口部4的內(nèi)壁一部分上附著金屬。如圖19所示，在空洞部6的下方和第2開口部5上形成的檢測電極7和在第1開口部4的內(nèi)壁上形成的金屬之間電絕緣。為了使金屬可靠地附著在基板1上，在基板1上作為緩沖層形成鉻、鈦，其上也可以附著金屬。在防止金屬向凹槽2底面蒸發(fā)時，在除去用于形成第1開口部4而設(shè)置的抗蝕劑掩模11之前蒸發(fā)金屬。據(jù)此，在除去抗蝕劑掩模11后，金屬不在凹槽2的底部上形成。在這里，通過蒸發(fā)法附著金屬，然而即使通過濺射法也同樣地附著金屬。
細(xì)胞捕集孔在第2開口部的壁面上形成的導(dǎo)體在凹槽下面互相短路。據(jù)此，在細(xì)胞捕集孔中保持各被檢體細(xì)胞的情況下，這些被檢體細(xì)胞外電位的變化并列連接、一個一個的被檢體細(xì)胞的電位變化至少可以可靠地檢出電位。
如上述所示，根據(jù)實施方式1的制造方法，在由硅構(gòu)成的基板1上具有凹槽2、凹槽2內(nèi)的第1開口部4、第2開口部5以及空洞部6，得到可以可靠地保持在空洞部6內(nèi)的可靠性高的細(xì)胞外電位量測用裝置。
在實施方式1中，基板1由硅構(gòu)成，然而實施方式1的方法適用于干蝕刻是可能的，通過氣體轉(zhuǎn)換可以實現(xiàn)直進(jìn)性蝕刻和橫向蝕刻的材料。例如玻璃或石英通過SF6，CF4等氣體使深度方向的蝕刻是可能的，通過HF氣體，使橫方向蝕刻是可能的。
在實施方式1，第1開口部4是與凹槽2底面大體垂直的孔。在使第1開口部4形成在凹槽2側(cè)一方的直徑比空洞部6側(cè)一方的直徑大的圓錐形的情況下，在對第1開口部4進(jìn)行蝕刻中，通過抑制蝕刻的氣體和促進(jìn)蝕刻的氣體混合氣體，蝕刻從凹槽2進(jìn)入空洞部6，由此減少促進(jìn)蝕刻的氣體比例。據(jù)此，如圖20所示，第1開口部4的壁面成為錐形，如圖21所示，被檢體細(xì)胞9容易進(jìn)入，進(jìn)入空洞部6的被檢體細(xì)胞9難以返回到凹槽2側(cè)。
為了能夠使第1開口部4的壁面成為錐形，另外也可以只用促進(jìn)蝕刻的氣體蝕刻基板1。因為這種情況如圖22所示，凹槽2側(cè)的第1開口部4的直徑比通過抗蝕劑掩模12作成的直徑寬，所以有必要預(yù)先決定抗蝕劑掩模12的大小，以得到最適合的錐形。
在實施方式1，闡述了有關(guān)開口部4、7的直徑和空洞部6的直徑之間關(guān)系。如圖3所示，開口部4和空洞部6的交界的連接部102的直徑比空洞部6的最大直徑小，而且如果開口部7和空洞部6交界的連接部103的直徑比連接部102直徑小，則可以得到與實施方式1同樣的效果。
(實施方式2)圖23是本發(fā)明的實施方式2的細(xì)胞外電位測量用裝置的立體圖，圖24是其截面圖，圖25是其放大截面圖。與實施方式1不同，基板16是第1硅層17和二氧化硅層18以及第2硅層19的疊層體。第1開口部21在硅層17上形成，第2開口部22在第2硅層19上形成，空洞部23在二氧化硅層18上形成。
檢測電極24只在第2開口部22的內(nèi)壁和空洞部23下方形成，引出電極25在基板16下面形成。檢測電極24和引出電極25在第2開口部22附近電連接。
因為該細(xì)胞外電位測量裝置的動作與實施方式1的測量裝置是相同的，省略其說明。在第1硅層17和第2硅層19之間的二氧化硅層18提高硅層17，19之間的電絕緣，據(jù)此，通過在第2開口部22側(cè)發(fā)生的細(xì)胞活動產(chǎn)生的電信號不泄露到第1開口部21側(cè)，通過檢測電極24，可以可靠地進(jìn)行檢測。
其次，說明用于制造實施方式2的細(xì)胞外電位量測用裝置的順序。與實施方式1工序相同，省略其說明，只說明形成第1開口部21，第2開口部22，空洞部23的工序。此外，基板材料接照硅層、二氧化硅層、硅層的順序疊層，然而作為SOI基板通常是購買的，不特別加以說明。
首先，在第1硅層17上形成凹槽20之后，如圖26所示，形成用于形成第1開口部21，第2開口部22的抗蝕劑掩模26，27。其次，如圖27所示，對層17，19蝕刻直到二氧化硅層18為止，以便通過從凹槽20的底面及下面?zhèn)冗M(jìn)行干蝕刻，使得壁面與凹槽20的底面垂直。這時，與實施方式1同樣，用促進(jìn)蝕刻的氣體和抑制蝕刻的氣體對基板蝕刻。通過二氧化硅層18形成第1開口部21和第2開口部22時，也可以對層17，19進(jìn)行蝕刻直到到達(dá)二氧化硅層18為止。因而，沒有必要管理蝕刻直到預(yù)定深度那樣的時間。
其次，如果基板在HF溶液內(nèi)浸泡，則因為HF溶液并不那樣多地蝕刻硅層17，19，只蝕刻二氧化硅層18，所以如圖28所示地形成空洞部23。這時蝕刻時間也可以蝕刻二氧化硅層18，直到空洞部23具有必要的橫向直徑為止。其后，與實施方式1同樣，形成檢測電極24和引出電極25。二氧化硅18也可以用HF氣通過等離子體進(jìn)行蝕刻。HF氣體與HF溶液同樣，不多蝕刻硅層，可以只蝕刻二氧化硅層18。因而可以防止向?qū)嵤┓绞?那樣，如果過度持久地蝕刻基板，則空洞部不成為橢圓形的情況。
如以上所示，因為在疊層硅和二氧化硅兩種層的基板16上，預(yù)先決定第2開口部22的深度和空洞部23的高度，所以可以容易地制造量測裝置。此外，因為第1開口部21和第2開口部22通過二氧化硅層18完全電分離，所以可以得到可靠性更高的細(xì)胞電位量測用裝置。
在實施方式2，基板16具有第1硅層17，二氧化硅層18，第2硅層19的3層結(jié)構(gòu)，然而，例如基板也可以具有例如硅層，二氧化硅層，硅層，二氧化硅層的4層結(jié)構(gòu)或4層以上的層。
基板16按照硅層、二氧化硅層，硅層的順序疊層，然而，即使按照二氧化硅層、硅層、二氧化硅層的順序進(jìn)行疊層的基板，也可以制造測量裝置。此外，基板16的材料，除了硅和二氧化硅的組合之外，可以用硅和玻璃，鋁和氧化鋁，玻璃和樹脂等多種組合?；?6不僅用2種材料，也可以用3種材料，即使各層完全不同也可以得到同樣的效果。
與實施方式1同樣，可以使第1開口部21的壁面形成錐形，然而，因為效果、方法與在實施方式1所述的相同，所以省略其說明。
與實施方式1同樣，如圖3所示，第1開口部和空洞部之間的交界的連接部直徑比空洞部最大直徑小，而且如果第2開口部和空洞部之間交界的連接部直徑比第1開口部和空洞部之間的交界的連接部直徑小，則可以得到與實施方式2同樣的效果。
(實施方式3)圖30是本發(fā)明實施方式3的細(xì)胞外電位測量裝置的立體圖，圖31A，圖31B以及圖32是其截面圖。此外，圖33～圖34是測量裝置的放大截面圖。圖35～圖42是用于說明測量裝置制造方法的截面圖。
在圖30～圖32，基板28通過由硅構(gòu)成的基底29，由二氧化硅構(gòu)成的中間層30以及由硅構(gòu)成的薄板31的疊層構(gòu)造構(gòu)成。在基底29上儲存包含被檢體細(xì)胞的樣品，設(shè)置用于混合被檢體細(xì)胞37、該培養(yǎng)液38和藥劑的凹槽32，此外，在形成凹槽32的底部的薄板31上設(shè)置貫通孔33。在貫通孔33的凹槽32側(cè)設(shè)置凹坑34，凹槽32側(cè)的開口部直徑比基板28下面開口部直徑大。
貫通口33，凹坑34的直徑可以由被檢體細(xì)胞37的大小·性質(zhì)決定。例如如果被檢體細(xì)胞37的大小成為10微米，則希望凹坑34的直徑取10微米以上，20微米以下，貫通孔33的直徑取5微米以下。
在實施方式3，凹坑34的內(nèi)壁部作成以凹槽32側(cè)為底面的圓錐形。
其次，至少凹槽32的內(nèi)壁以及底面，貫通口33的內(nèi)壁以及凹坑34的內(nèi)壁、薄板31的下面設(shè)置由二氧化硅構(gòu)成的絕緣體36。在貫通口32的內(nèi)壁、薄板31的外側(cè)上，在絕緣體36上設(shè)置以金屬為主體的檢測電極35。
因為通常細(xì)胞的直徑為5～20微米，所以凹坑34的開口部直徑優(yōu)選取10～100微米，貫通口33的開口部直徑優(yōu)選取1～10微米的范圍。
上述所示的細(xì)胞外電位測量裝置通過如下所示動作可以測量細(xì)胞外電位或細(xì)胞產(chǎn)生的物理化學(xué)變化。用

該動作。
圖32是在細(xì)胞外電位測量裝置內(nèi)投入被檢體細(xì)胞37和培養(yǎng)液38的凹槽32的截面圖。圖33～圖34是貫通孔33以及凹槽34的主要部分的放大截面圖。
如圖32所示，如果在凹槽32內(nèi)放入培養(yǎng)液38和被檢體細(xì)胞37，則不久被檢體細(xì)胞37在培養(yǎng)液38中浮游。此外，培養(yǎng)液38不僅在凹槽32內(nèi)，而且在凹坑34，貫通口33填滿之后，也在凹槽32的下面?zhèn)攘鞒?。通過該流動，浮游的被檢體細(xì)胞37通過凹槽32內(nèi)培養(yǎng)液38的壓力，如圖33所示地引入到凹坑34。在引入壓力小時，如果從貫通口33側(cè)通過吸引泵等手段吸引培養(yǎng)液，則浮游的被檢體細(xì)胞37可以更可靠地引入凹坑34一側(cè)。
其次，因為到達(dá)凹坑34的被檢體細(xì)胞37受到從貫通口33側(cè)來的吸引或從凹槽32側(cè)的培養(yǎng)液38的壓力，所以如圖33所示地保持在凹坑34內(nèi)。在這樣的狀態(tài)下如果把藥劑(未圖示)投入到凹槽32的培養(yǎng)液38內(nèi)，藥劑浸透到培養(yǎng)液38內(nèi)。如圖34所示地，在被檢體細(xì)胞37通過與藥劑進(jìn)行離子交換產(chǎn)生反應(yīng)活性化的情況下，在貫通口33內(nèi)產(chǎn)生的電信號使充滿貫通口33的培養(yǎng)液38的電位改變。該電位變化通過與培養(yǎng)液38連接的檢測電極35檢測。
這樣一來，在實施方式3的細(xì)胞外電位測量裝置中，通過在凹槽32的底面設(shè)置的凹坑34，不必設(shè)置其他的凹槽，可以在凹槽32內(nèi)直接混合被檢體細(xì)胞37和培養(yǎng)液38以及藥劑。因為凹槽32和底面上設(shè)置的凹坑34以及貫通口33一體化，所以培養(yǎng)液可靠地流入到貫通口33側(cè)，而不會不小心地泄漏到凹槽32外。
此外，通過在凹坑34內(nèi)壁、貫通口33內(nèi)壁、薄板31下面，凹槽32底面以及內(nèi)壁上設(shè)置的由二氧化硅構(gòu)成的絕緣體36，檢測電極35與凹槽32側(cè)電絕緣。此外，因為凹坑34內(nèi)壁作成以凹槽32側(cè)為底面的圓錐形，所以被檢體細(xì)胞37不滯留地引入貫通口33側(cè)，可以穩(wěn)定地保持6。例如，在10微米直徑的被檢體細(xì)胞37中，通過凹坑34的凹槽側(cè)直徑，即圓錐形底面直徑取20微米以下，使2個以上的被檢體細(xì)胞37同時進(jìn)入凹坑34之中。通過取貫通孔33直徑在5微米以下，被檢體細(xì)胞37不能穿過貫通口33。
這樣一來，在量測之際，被檢體細(xì)胞37可以可靠地保持在凹坑34內(nèi)。使貫通口33側(cè)的培養(yǎng)液38和凹槽32側(cè)的培養(yǎng)液38電絕緣。通過被檢體細(xì)胞37的活動產(chǎn)生的電信號不泄露到凹槽32側(cè)的培養(yǎng)液38內(nèi)，可以通過貫通口33側(cè)設(shè)置的檢測電極35檢測。絕緣層36僅在硅表層的表面電阻率低，或者由于在貫通口33附近產(chǎn)生的信號微小，不能測定在凹槽32側(cè)電信號微量泄露的情況下才是必要的。
因而，如果硅本身的表面電阻率足夠高，則只通過保持被檢體細(xì)胞37就能夠確保足夠的電絕緣，因此，如微量的信號泄露沒有影響，則在細(xì)胞外電位大的情況下，絕緣體36不一定必要。
其次，用圖35～圖42說明實施方式3的細(xì)胞外電位量測裝置的制造方法。
首先，如圖35所示準(zhǔn)備好基板28，其由硅構(gòu)成的基底29、由二氧化硅構(gòu)成的中間層30和由硅構(gòu)成的薄板31構(gòu)成，在薄板31側(cè)形成抗蝕劑掩模39?；?8也如實施方式2所述地稱為SOI基板，在制作半導(dǎo)體器件之際很好用，容易購得，所以關(guān)于該基板的制法，省略其說明。
其次，通過干蝕刻形成貫通口33直到薄板31預(yù)定深度為止。圖36是圖35的A部的主要部分放大圖。這時的蝕刻法合適干蝕刻，與實施方式1同樣地，在干蝕刻之際，用促進(jìn)蝕刻的氣體和抑制蝕刻的氣體是重要的。與實施方式1同樣地，如果用這些氣體，則通過這些氣體各自的作用，如圖36所示地，使通過干蝕刻只在抗蝕劑掩模39下方形成貫通孔33成為可能。
在通過抑制蝕刻的氣體和促進(jìn)蝕刻的氣體相互地對基板蝕刻的方法中，在實施方式3，通過促進(jìn)蝕刻的氣體進(jìn)行干蝕刻之際，通過外部線圈以電感耦合法在基板28上施加高頻對基板進(jìn)行蝕刻。據(jù)此，在基板28上產(chǎn)生負(fù)偏置電壓，因為作為等離子體中的正離子的SF5+或CF3+指向基板28進(jìn)行碰撞，所以基板28在與底面垂直方向干蝕刻。
如果為了抑制干蝕刻，不在基板28上施加高頻，則因為在基板28上全不產(chǎn)生偏置電壓，所以成為保護膜材料的CF+不偏向，所以可以對基板28的孔壁面形成均勻的保護膜。
即使在實施方式1及2的方法中，由于作成開口部與基板底面垂直，所以上述方法也是有效的。
其次，如圖37所示，通過干蝕刻對薄板31干蝕刻直到中間層30為止。在本工序，使薄板31朝向凹槽32的底面進(jìn)行干蝕刻之際，隨著蝕刻的進(jìn)行，促進(jìn)蝕刻的氣體比例逐漸地增加，或者通過促進(jìn)蝕刻的氣體的蝕刻時間逐漸增加。即，在反復(fù)進(jìn)行促進(jìn)蝕刻的工序和抑制干蝕刻的工序的過程中，隨著干蝕刻的進(jìn)行，促進(jìn)干蝕刻的工序比例逐漸增加。
據(jù)此，如圖37所示，得到使凹槽32側(cè)變寬那樣的錐形，貫通口33形成凹槽32側(cè)的開口部一側(cè)比薄板31的下面?zhèn)鹊拈_口部更大的凹坑34。
在該干蝕刻工序中，通過由二氧化硅形成的中間層30，結(jié)束貫通口33的干蝕刻，到達(dá)中間層30時，即使不立刻中止干蝕刻也無礙。這與實施方式2同樣地是由于干蝕刻氣體不會立即對中間層30進(jìn)行蝕刻之故。
尤其是在促進(jìn)蝕刻氣體用SF6的情況下，因為該蝕刻氣體對硅和二氧化硅的蝕刻率之比在10以上，貫通口33的干蝕刻在進(jìn)行到二氧化硅之后，即使再蝕刻一會兒也不會簡單地除去二氧化硅中間層30。因而，可以容易地以高精度形成的凹坑34。
其次，如圖38所示，在基底29側(cè)通過光刻形成抗蝕劑掩模40之后，如圖39所示，通過對基底29蝕刻直到中間層30為止，形成凹槽32。為了高密度配置凹槽5，作為這時的蝕刻方法，用前述所示的促進(jìn)蝕刻的氣體和抑制蝕刻的氣體的干蝕刻是有利的，然而如果沒有必要如此高密度地配置，則通過用TMAH或KOH的濕刻蝕也是可能的。
其次，如圖40所示，通過HF的濕蝕刻或通過CF4氣體的干蝕刻除去在凹槽32底面上露出的二氧化硅中間層30。
其后，如圖41所示，在除去抗蝕劑掩模40之后，通過熱氧化法在構(gòu)成基底29以及薄板31的硅基板表面上形成二氧化硅。據(jù)此，在凹槽32內(nèi)壁及底面，凹坑34的內(nèi)壁，貫通口33的內(nèi)壁，薄板31的下面形成二氧化硅的絕緣層36。
其次，如圖42所示，從薄板31的下面?zhèn)韧ㄟ^蒸發(fā)金屬或通過濺射法形成檢測電極35。據(jù)此，檢測電極35不僅在薄板31的下面，而且也與實施方式1所述同樣地在貫通口33的內(nèi)壁形成。檢測電極35由與培養(yǎng)液38不反應(yīng)的材料形成，然而尤其是用金屬、鉑、銀、氯化銀、鋁等則更好。用怎樣的材料根據(jù)試樣溶液的種類合適地選擇。
這樣一來，通過實施方式3的制造方法，具有在薄板31上形成的貫通孔33和在凹槽34側(cè)與其連接的圓錐形凹槽34的細(xì)胞外電位量測裝置可以通過一次蝕刻容易且高精度地形成。
在實施方式3的制造方法中，不必在兩種掩模上通過光刻從凹槽側(cè)加工基板。即使在設(shè)置有凹槽的基板那樣具有凸凹的基板上，也不需要在凸凹面上均勻地涂抗蝕劑的噴涂裝置或者可以使光掩模和基板非接觸地以高精度圖形進(jìn)行曝光的投影或逐次移動式曝光裝置等高價裝置，而以極高精度在凹槽底面上設(shè)置貫通口和凹坑。
(實施方式4)圖43是本發(fā)明的實施方式4的細(xì)胞外電位置測裝置的截面圖，圖44及圖45是其主要部分的放大截面圖。
實施方式4的測量裝置與實施方式3的測量裝置基本構(gòu)成是相同的，因而省略其相同構(gòu)成的說明。
圖43是實施方式4的細(xì)胞外電位測量裝置的截面圖，薄板44上形成的凹坑47的形態(tài)如圖43所示，為半球形。因為通過半球形的凹坑47，被檢體細(xì)胞37更加貼緊，可以保持在凹坑47內(nèi)，所以可以更加容易地檢測貫通口46的培養(yǎng)液38的電位變化。
其次，說明該細(xì)胞外電位量測裝置的制造方法。
實施方式4的細(xì)胞外電位測量裝置的制造方法是與實施方式3的制造方法大體相同，只是形成薄板44上的貫通口46以及凹坑47的方法不同。用附圖對該不同的方法加以說明。
如圖44所示，在中間層43和薄板44的疊層狀態(tài)下，在薄板側(cè)形成抗蝕劑掩模50。其后，為了形成貫通口46通過促進(jìn)蝕刻氣體和抑制蝕刻的氣體對薄板44干蝕刻直到預(yù)定深度為止。該預(yù)定深度指的是貫通口未到達(dá)由二氧化硅構(gòu)成的中間層43的深度，根據(jù)凹坑47的尺寸形狀可以適當(dāng)選擇最佳深度。
在該蝕刻之際，通過促進(jìn)蝕刻的氣體對薄板44進(jìn)行蝕刻后，通過抑制蝕刻的氣體形成保護膜(未圖示)。通過重復(fù)這些工序的干蝕刻，可以只對抗蝕劑掩模50的開口部在垂直方向上對薄板44進(jìn)行蝕刻。而且該工序，通過用促進(jìn)蝕刻的氣體對薄板進(jìn)行蝕刻后結(jié)束。這是由于通過抑制蝕刻的氣體形成的保護膜從蝕刻的底面除去的緣故。
其次，如圖45所示，通過XeF2氣體的干蝕刻形成凹坑47。據(jù)此，干蝕刻從露出硅的底面進(jìn)展，隨著蝕刻向凹槽45側(cè)進(jìn)行，侵蝕部分展寬。
因為在貫通口46的側(cè)壁上形成通過由前一工序抑制蝕刻的氣體形成的保護膜(未圖示)，所以貫通口46的側(cè)壁并不通過XeF2蝕刻。這樣一來，凹坑47可以如圖45所示地形成半球形的形狀。
其后，與實施方式3相同地，經(jīng)圖38～圖42所示的工序，可以制作細(xì)胞外電位測量裝置。
(實施方式5)在實施方式5，對形成實施方式3，實施方式4的貫通口33，46和凹坑34，47的其他的制造方法加以說明。
因為在薄板上形成貫通口的方法是與實施方式3及4的方法不同，所以用附圖對該方法加以說明。
圖46是示出本發(fā)明實施方式5的細(xì)胞外電位量測裝置的制造工序的截面圖。對由二氧化硅構(gòu)成的中間層51和由硅形成的薄板52進(jìn)行疊層，在薄板52側(cè)形成抗蝕劑掩模53之后，通過用促進(jìn)蝕刻的氣體和抑制蝕刻的氣體的干蝕刻形成貫通口56。對薄板44進(jìn)行蝕刻直到貫通口56達(dá)到中間層51為止。
而且在貫通口56達(dá)到中間層51后也還要繼續(xù)蝕刻。中間層51是絕緣體，由硅等構(gòu)成的薄板52的電阻比中間層51低。因而，一旦過度繼續(xù)蝕刻，則在中間層51的面上通過促進(jìn)蝕刻的氣體干蝕刻之際，如圖47所示地滯留SF5+等的蝕刻離子54，從等離子體中供給的蝕刻離子55向圖47所示的箭頭方向彈開。
其結(jié)果，干蝕刻集中于中間層51的側(cè)壁附近，如圖48所示，貫通口56的凹槽側(cè)可以形成擴展的凹坑57。
在實驗中，直徑3微米的貫通口56到達(dá)中間層51之后也還對薄板44進(jìn)行干蝕刻，由此可以形成最大直徑10微米的凹坑57。
工業(yè)上利用的可能性在本發(fā)明的測量細(xì)胞外電位的裝置中，被檢體細(xì)胞是可能進(jìn)入空洞部內(nèi)的，在進(jìn)入后可以把被檢體細(xì)胞封閉在空洞部之中。因而，該裝置可以可靠地檢測由細(xì)胞活動產(chǎn)生的電信號。
權(quán)利要求
1.一種用于測量被檢體細(xì)胞的細(xì)胞外電位裝置，其特征在于，具備在第1面上形成有底面的凹槽且形成有第1捕集孔的基板，該第1捕集孔具有向著第2面從所述凹槽的所述底面形成的第1開口部；通過第1連接部與所述第1開口部連接的第1空洞部；通過第2連接部與所述第1空洞部連接的、到達(dá)所述第2面的第2開口部，所述第1連接部的直徑比所述第1空洞部的最大直徑小，比所述第2連接部的直徑大，而且比所述被檢體細(xì)胞的直徑小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第1開口部和所述第2開口部在一直線上配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述基板包含硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述基板具備由蝕刻率不同的材料形成的、疊層的第1層和第2層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述第1層包含硅，所述第2層包括含有二氧化硅的玻璃。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述第1和第2開口部中的一個在所述第1層上形成，所述第1空洞部在所述第2層上形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包含形成在所述第2開口部的壁面和與所述第2連接部連接的所述第1空洞部的壁面的一部分上、不到達(dá)所述第1連接部的第1導(dǎo)體層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第1導(dǎo)體層不到達(dá)所述第1連接部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第1開口部從所述第1連接部向著所述凹槽，內(nèi)徑變大。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述第1開口部在所述凹槽的所述底面上的開口直徑比所述被檢體細(xì)胞的所述直徑的兩倍小。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第1空洞部具有與所述第1直徑成直角方向的第2直徑比連接所述第1和第2連接部的方向的第1直徑大的形狀，而且，所述第1直徑比所述被檢體細(xì)胞的所述直徑小。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述第1連接部的所述直徑為10～50微米，所述第2連接部的所述直徑為1～5微米，所述第1空洞部的所述第2直徑為10～100微米，所述第1空洞部的所述第1直徑為50微米以下。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述基板形成第2捕集孔，該第2捕集孔具有向著所述基板的所述第2面，從所述凹槽的所述底面形成的第3開口部、通過第3連接部與所述第3開口部連接的第2空洞部、通過第4連接部與所述第2空洞部連接的、到達(dá)所述基板的所述第2面的第4開口部，所述第3連接部的直徑比所述第2空洞部的最大直徑小，比所述第3連接部的直徑大，而且比所述被檢體細(xì)胞的所述直徑小。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，還包含形成在所述第4開口部的壁面和與所述第4連接部連接的所述第2空洞部的壁面的一部分上、不到達(dá)所述第3連接部的第2導(dǎo)體層。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，還包含連接所述第1和第2導(dǎo)電層的、在所述基板的所述第2面上設(shè)置的第3導(dǎo)體層。
16.一種測量被檢體細(xì)胞的細(xì)胞外電位的裝置的制造方法，其特征在于，包含如下工序在基板的第1面上形成具有底面的凹槽的工序；在所述凹槽的所述底面上形成具有第1孔的第1掩模的工序；通過所述第1掩模的所述第1孔，用抑制蝕刻的第1氣體和促進(jìn)蝕刻的第2氣體，通過干蝕刻形成第1開口部的工序；在所述基板的第2面上形成具有第2孔的第2掩模的工序；通過所述第2掩模的所述第2孔，用所述第1氣體和所述第2氣體，通過干蝕刻形成與所述第1開口部連接的第2開口部的工序；以及通過使用所述第2氣體的蝕刻，在所述第1開口部和所述第2開口部的連接部上形成空洞部的工序。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造方法，其特征在于，在形成所述第1開口部的工序之后，進(jìn)行形成所述第2掩模的工序。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的制造方法，其特征在于，形成所述空洞部的工序包含從所述形成的第2開口部、通過使用所述第2氣體的蝕刻形成所述空洞部的工序。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造方法，其特征在于，所述第2氣體是SF6，CF4，XeF2中任一種氣體或混合氣體，所述第1氣體是CHF3，C4F8的任一種氣體或混合氣體。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造方法，其特征在于，形成所述第1開口部的工序包括隨著蝕刻從所述凹槽進(jìn)到所述空洞部，而使得所述第1和第2氣體的比例中，所述第2氣體的比例降低的工序。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造方法，其特征在于，形成所述第1開口部的工序包含通過交替使用所述第1氣體和所述第2氣體的干蝕刻，形成所述第1開口部的工序。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造方法，其特征在于，形成所述第1開口部的工序在使用所述第1氣體的干蝕刻中結(jié)束。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造方法，其特征在于，形成所述第1開口部的工序包含在所述第1開口部的壁面上形成通過所述第1氣體進(jìn)行干蝕刻中的生成物的工序。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造方法，其特征在于，在形成所述第2開口部的工序后，進(jìn)行形成所述第1掩模的工序。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的制造方法，其特征在于，形成所述空洞部的工序包含從所述形成的第1開口部、通過使用所述第2氣體的蝕刻形成所述空洞部的工序。
26.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造方法，其特征在于，還包含在所述空洞部的一部分和所述第2開口部上形成導(dǎo)體層的工序。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的制造方法，其特征在于，形成所述導(dǎo)體層的工序包含從所述第1開口部使導(dǎo)體粒子進(jìn)入，通過蒸發(fā)法或濺射法形成所述導(dǎo)體層的工序。
28.一種測量被檢體細(xì)胞的細(xì)胞外電位的裝置，其特征在于，具備基板，該基板具有基底、疊層在所述基底上且由不同于所述基底的材料構(gòu)成的中間層、以及疊層在所述中間層上，由與所述基底相同的材料構(gòu)成的薄板，從所述基底開始，所述中間層具有從所述基底到達(dá)所述中間層而設(shè)置的具有底面的凹槽，所述薄板具有通向所述凹槽和所述基板外方的貫通口。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于，所述貫通口在所述凹槽側(cè)具有凹坑，所述凹坑的開口部直徑比所述貫通口的開口部直徑大。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其特征在于，所述凹坑的所述開口部的所述直徑為10～100微米，所述貫通口的所述開口部的所述直徑為1～10微米。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其特征在于，所述凹坑的內(nèi)壁為圓錐形。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其特征在于，所述凹坑的內(nèi)壁為半球形。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于，所述中間層的電阻率比所述薄板的電阻率高。
34.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于，所述中間層和所述薄板由蝕刻率不同的材料構(gòu)成。
35.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于，所述基底由硅構(gòu)成，所述中間層由二氧化硅構(gòu)成。
36.一種測量細(xì)胞外電位的裝置的制造方法，其特征在于，包含以下工序準(zhǔn)備基板的工序，該基板具有基底、層疊在所述基底上且由不同于所述基底的材料構(gòu)成的中間層、層疊在所述中間層上且由與所述基底相同材料構(gòu)成的薄板；設(shè)置凹槽的工序，從而通過在所述基底上蝕刻而露出所述中間層的一部分；通過使用所述掩模的干蝕刻設(shè)置直到所述中間層的貫通口的工序；除去所述中間層的所述露出的一部分的工序；以及從與所述中間層相反一側(cè)，在所述貫通口的壁面上形成檢測電極的工序。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的制造方法，其特征在于，設(shè)置所述貫通口的工序包含從與所述中間層相反一側(cè)通過干蝕刻形成所述貫通口的工序。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的制造方法，其特征在于，所述中間層由二氧化硅構(gòu)成。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的制造方法，其特征在于，設(shè)置所述貫通口的工序包含通過使用抑制蝕刻的第1氣體和促進(jìn)蝕刻的第2氣體的干蝕刻，設(shè)置所述貫通口的工序。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的制造方法，其特征在于，設(shè)置所述貫通口的工序包含隨著蝕刻的進(jìn)行，令使用所述第1氣體的干蝕刻比使用所述第2氣體的干蝕刻更長地進(jìn)行的工序。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的制造方法，其特征在于，設(shè)置所述貫通口的工序包含通過交替地使用所述第1氣體和所述第2氣體的干蝕刻，設(shè)置所述貫通口的工序。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的制造方法，其特征在于，設(shè)置所述貫通口的工序包含使通過交替使用所述第1氣體和所述第2氣體的干蝕刻而設(shè)置所述貫通口的工序在所述貫通口到達(dá)所述中間層之前停止，然后，通過使用所述第1氣體的干蝕刻，設(shè)置所述貫通口的工序。
43.根據(jù)權(quán)利要求39所述的細(xì)胞外電位測量裝置的制造方法，其特征在于，設(shè)置所述貫通口的工序包含在用所述第1氣體進(jìn)行干蝕刻時，在所述基板上施加高頻的工序。
44.根據(jù)權(quán)利要求39所述的制造方法，其特征在于，還包含在所述貫通口到達(dá)所述中間層之后，再對所述薄板進(jìn)行干蝕刻的工序。
45.根據(jù)權(quán)利要求39所述的制造方法，其特征在于，所述第1氣體包含SF6，CF4，XeF2中至少一種氣體。
46.根據(jù)權(quán)利要求39所述的制造方法，其特征在于，所述第2氣體包含C4F8、CHF3中至少一種氣體。
全文摘要
測量被檢體細(xì)胞的細(xì)胞外電位的裝置包含形成第1捕集孔的基板，該基板具有在第1面上形成有底面的凹槽、朝向第2面從凹槽底面形成的第1開口部；通過第1連接部與第1開口部連接的第1空洞部；到達(dá)通過第2連接部與第1空洞部連接的第2面的第2開口部，第1連接部直徑比第1空洞部的最大直徑小，比第2連接部的直徑大，而且比被檢體細(xì)胞的直徑小，該裝置可以可靠地保持被檢體細(xì)胞，容易投入藥液和被檢體細(xì)胞。
文檔編號G01N33/487GK1564942SQ0380120
公開日2005年1月12日 申請日期2003年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月5日
發(fā)明者中谷將也, 岡弘章, 江本文昭 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社