貼り合わせ装置及びそれを用いた貼り合わせ方法
【課題】表面に微細な構造部分を有する部材同士を気泡が入らないように、位置を合わせて貼り合わせる装置を提供する。
【解決手段】（１）平滑な表面αと微細な構造部分ａとを有する第１部材を保持する第１ホルダと、
（２）前記第１ホルダに対向し、平滑な表面βと微細な構造部分ｂとを有し、更に第２部材を保持する第２部材保持面を有する第２ホルダと、
（３）前記第１部材と前記第２部材の位置関係を検出する位置検出機構と
（４）前記第１部材と前記第２部材の位置を調整する位置合わせ機構と
（５）前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを移動させる垂直移動機構とを有し、
（６）前記第２ホルダが可撓性のある素材で形成され、
（７）前記第２部材保持面が、凸曲面であるか、前記第１部材の貼り合わせ面に対して非平行な平面であり、
（８）前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを相互の距離を縮める方向に移動させて貼り合わせる貼り合わせ装置。
【解決手段】（１）平滑な表面αと微細な構造部分ａとを有する第１部材を保持する第１ホルダと、
（２）前記第１ホルダに対向し、平滑な表面βと微細な構造部分ｂとを有し、更に第２部材を保持する第２部材保持面を有する第２ホルダと、
（３）前記第１部材と前記第２部材の位置関係を検出する位置検出機構と
（４）前記第１部材と前記第２部材の位置を調整する位置合わせ機構と
（５）前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを移動させる垂直移動機構とを有し、
（６）前記第２ホルダが可撓性のある素材で形成され、
（７）前記第２部材保持面が、凸曲面であるか、前記第１部材の貼り合わせ面に対して非平行な平面であり、
（８）前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを相互の距離を縮める方向に移動させて貼り合わせる貼り合わせ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に微細な構造部分を有する部材と、やはり表面に微細な構造部分を有する、可撓性のある板状又はフィルム状の部材とを、前記構造部分形成面を貼り合わせ面として、互いに位置を合わせて貼り合わせる貼り合わせ装置、及び上記部材を互いに位置を合わせて貼り合わせる貼り合わせ方法に関する。本発明は、マイクロ流体デバイスの製造方法に好ましく適用できる。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ流体デバイスは、部材中に微細な毛細管状の流路を有し、該流路中で反応や分析を行うデバイスである。その代表的な製造方法は、溝を有する板状又はフィルム状の部材の溝形成面にカバーとなる板状又はフィルム状の部材を貼り合わせることにより、該溝と該カバーとで毛細管状の流路を形成する製造方法である。この場合には、前記二つの部材の精密な位置あわせは不要であるため、ガラス製マイクロ流体デバイスの製造においては、単に重ねて圧迫し、熱融着する方法が広く用いられている。また、前記二つの部材の少なくとも一方が粘着性である場合、例えば粘着性を有するポリマー製部材である場合や、接着剤を塗布した部材である場合には、両部材を端から順に接触するように重ねることで、間に気泡を残さずに積層することが出来る。
【０００３】
それに対し、該マイクロ流体デバイスに、例えば立体交差する流路、バルブ、ポンプ機構、濾過機構、内壁に多孔質体が固定された流路、内壁にプローブが固定された流路などの、さらに複雑な構造を形成する場合には、前記カバーとなる部材の表面にも、溝、孔、プローブ固定部分、多孔質層形成部分などの微小な構造部分を形成し、これらの位置を合わせて貼り合わせる必要がある。そのため、例えば部材がガラス製である場合には、上側ホルダと下側ホルダにそれぞれ部材を固定し、両部材を接触又は非接触の状態で、光学的に位置を検出して位置合わせして、非接触の場合には該二つの部材間のギャップを縮めて行き、密着させた後に加熱融着させる装置と方法が知られている。
【０００４】
しかしながら、上記表面に微小な構造を有する部材または表面に微小な構造を有する部材の少なくとも一方が、半硬化状態の樹脂のように粘着性を有する場合や、接着剤を流動しない程度に極薄く、例えば０．５〜５μｍの厚さに塗布したものである場合には、接触した状態では相互位置をずらすことは出来ないし、非接触の状態で位置を合わせ、両部材間のギャップを平行状態を保って縮めていって接触させる方法では、貼り合わせ面に気泡が入りがちであり、微細な毛細管状の流路をうまく形成できなかった。また、該部材の端から順に接触するように重ねる方法では精密な位置合わせが出来なかった。
【０００５】
一方、特許文献１には、第１の基板と第２の基板のそれぞれ対向する表面の端部に沿って環状に接着剤が塗布され、上記接着剤と上記両基板とにより形成される、所定の厚さの隙間に液晶材料が充填された液晶表示装置の製造装置として、真空容器と、第１の基板の下表面全面を真空吸着で保持する第１の吸着機構と、第２の基板の上表面全面を真空吸着で保持する第２の吸着機構と、上記真空容器内の気圧の減圧時に、真空容器内にて、該第２の吸着機構及び第２の基板を鉛直方向に下降させて、第２の基板の下表面を上記液晶材料又は上記接着剤と接触させる、第１の加圧力を備える第１の加圧機構と、同じく上記真空容器内の気圧の減圧時に、真空容器内にて、第２の吸着機構及び第２の基板をさらに鉛直方向に下降させ、第２の基板を接着剤を介して第１の基板に貼り合わせ所定の間隔になるまで加圧する、第１の加圧力より大きい第２の加圧力を備える第２の加圧機構と、から構成される液晶表示装置製造装置が開示されている。
【０００６】
しかしながら、真空容器を用いると、接着面に気泡の入る恐れはなくなるが、貼り合わせ装置が大がかりになる上、貼り合わせ工程のスループットが低下しがちであった。
【０００７】
また、特許文献２には、やはり液晶表示装置の製造装置として、下固定治具の上に下圧着治具を配置し、この下圧着治具の上に前記第１の基板と第２の基板とを積層した貼り合わせ空セルと、中圧着治具とを交互に積み重ね、最上部に位置する貼り合わせ空セルの上に上圧着治具と上固定治具とを順次配置し、更に個々の圧着治具にシートを設け、このシートにヒーターを設けるとともに、複数個のほぼ同一形状のシートと複数個のほぼ同一形状の貼り合わせ空セルとを交互に積み重ね、上記シート内に流体を流して該シートの膨張により複数個の液晶表示用貼り合わせ空セルを同時に圧着するようにした圧着装置が開示されている。
【０００８】
しかしながら、この場合には、あらかじめ前記第１の基板と第２の基板に相当する部材とを積層して、貼り合わせ空セルを作製した上で、圧着するものである。このように、貼り合わせ部分が前記両基板の周囲部だけであるように幅が小さく、しかも、接着剤を流動可能な厚さに塗布した場合には、圧着することで気泡を追い出すことが可能であろうが、マイクロ流体デバイスのように、微細な流路となる欠損部を持つ部材を貼り合わせる場合には、接着剤を流動する程度に塗布すると、前記欠損部が接着剤により埋められてしまい、微細な流路が閉塞されてしまう。即ちこの製造装置と製造方法では、マイクロ流体デバイスの部材の微細な欠損部を除いた全面を、気泡を残さずに貼り合わせることは出来なかった。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−０５１２８４号公報
【特許文献２】特許第３４３９７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、表面に微細な構造部分を有する部材、及び、やはり表面に微細な構造部分を有する、可撓性のある板状又はフィルム状の部材の少なくとも一方が粘着性である場合のように、両部材を接触させてからずらして位置を合わせることが出来ない場合でも、真空容器を使用することなく、部材間に気泡が入らないように、位置を合わせて貼り合わせる貼り合わせ装置、及び貼り合わせ方法を提供することにある。特に、上記のような部材を貼り合わせる工程を含むマイクロ流体デバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は、表面に微細な構造部分を有する部材である第１部材を第１ホルダに保持し、やはり表面に微細な構造部分を有する、可撓性のある板状又はフィルム状の第２部材を可撓性のある第２ホルダに密着させて保持し、両部材の貼り合わせ面を互いに向き合わせ、相対位置を合わせた後、両部材間の距離を縮めて行き、前記第２部材の一部を前記第１部材の一部に接触させ、その後も前記第２ホルダと前記第２部材を撓ませながらさらに両部材間の距離を縮めて行き、前記第１部材に前記第２部材を、前記貼り合わせ面の内周部から外周部へ、又は一方の端から他方の端へと順に接触させて貼り合わせることにより、上記課題を解決出来ることを見いだし、本発明に到達した。
【００１２】
即ち本発明は、平滑な表面αと該平滑な表面α上に微細な構造部分ａとを有する第１部材と、平滑な表面βと該平滑な表面β上に微細な構造部分ｂとを有し、更に可撓性を有する板状又はフィルム状の第２部材とを、
前記表面αと前記表面βを貼り合わせ面として、前記微細な構造部分ａと前記微細な構造部分ｂの位置関係を調整して貼り合わせるための貼り合わせ装置であって、
（１）前記第１部材を保持する機構を有する第１ホルダと、
（２）前記第１ホルダに対向し、前記第２部材を保持する第２部材保持面を有する第２ホルダと、
（３）前記第１ホルダに保持された前記第１部材と前記第２ホルダに保持された前記第２部材の、前記貼り合わせ面に平行な面内に於ける位置関係を検出する位置検出機構と
（４）前記第１ホルダに保持された前記第１部材と前記第２ホルダに保持された前記第２部材の、前記貼り合わせ面に平行な面内における位置を調整する位置合わせ機構と
（５）前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを前記貼り合わせ面に略垂直な方向に移動させて前記第１部材と第２部材を貼り合わせることの出来る垂直移動機構
とを有し、
（６）前記第２ホルダが可撓性のある素材で形成されており、かつ、
（７）前記第２ホルダの前記第２部材保持面が、凸曲面であるか、前記第１ホルダに保持された前記第１部材の貼り合わせ面に対して非平行な平面であり、
（８）前記垂直移動機構により前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを相互の距離を縮める方向に移動させた時には、前記第１部材と前記第２部材が、先ず前記貼り合わせ面の一部に於いて接触し、さらなる移動により第２ホルダが変形して、該接触面が広がることにより貼り合わされる
ことを特徴とする貼り合わせ装置を提供するものである。
【００１３】
また、本発明は、（１）上記の貼り合わせ装置を使用し、
（２）前記第１部材を、前記表面αが前記第２ホルダと対向するように前記第１ホルダに保持させ、
（３）前記第２部材を、前記表面βが前記表面αと対向するように前記第２ホルダの前記第２部材保持面に密着させて保持させ、
（４）前記位置検出機構により、前記第１部材と前記第２部材の、前記貼り合わせ面に平行な面内に於ける位置関係を検出し、
（５）前記位置合わせ機構により、前記第１部材と前記第２部材を前記貼り合わせ面に平行な面内において位置を合わせ、
（６）前記垂直移動機構により、前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを相互の距離を縮める方向に移動させて、前記第１部材と前記第２部材を、前記貼り合わせ面の一部に於いて接触させ、
その後さらに距離を縮める方向に移動させて、該接触面を広げることにより貼り合わせる
ことを特徴とする貼り合わせ方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、表面に微細な構造部分を有する部材、及び、やはり表面に微細な構造部分を有する可撓性のある板状又はフィルム状の部材、の少なくとも一方が粘着性である場合のように、両部材を接触させてからずらして相互の位置を合わせることが出来ない場合でも、真空容器を使用することなく、部材間に気泡が入らないように、位置を合わせて貼り合わせる貼り合わせ装置、及び、位置を合わせて貼り合わせる貼り合わせ方法を提供できる。本発明はまた、表面に微細な凹状構造を有する部材を位置を合わせて貼り合わせる工程を含むマイクロ流体デバイスの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を、図１〜図８に示された態様により説明する。
［第１ホルダ］
図１に第１ホルダ１の平面図とＡ部断面図を示す。本態様の第１ホルダ１は、第１部材１１を固定(保持)する機構（第１部材保持機構３と称する）として真空溝式の真空チャック３を有する。真空溝の幅は任意であるが、第１部材１１が柔軟なフィルム状部材である場合にも対応できるように、該真空溝の幅を０．０３〜０．５ｍｍ、より好ましくは０．０５〜０．３ｍｍ程度に細くすることが好ましく、また、真空溝の代わりに、直径０．０３〜１ｍｍ程度、より好ましくは直径０．０５〜０．５ｍｍの微小な多数の孔が穿たれた細孔式の真空チャック（図示略）や、金属焼結体などの、平均孔径１〜１００μｍの多孔質体を用いた多孔質体式の真空チャック（図示略）とすることも好ましい。第１部材保持機構３の第１部材保持方式は任意であり、上記の他、例えばクランプやネジなどの機械的保持、粘着力やや静電気力や磁力による保持、ワックスなどの液体の冷却凝固による保持を使用できる。
【００１６】
真空チャック３の場合は、例えば図４に示されたように、切り替えバルブ２１を経て真空２４と大気２５に接続される。第１部材保持機構３として、ワックスなどの液体の冷却凝固による保持方式を用いた場合には、保持の解除のための加熱機構を設けることが出来る。磁力によるものの場合には、第１部材１１を強磁性体で形成された板やフィルム状などの一時的な支持体に粘着力などで貼り付けて使用する。粘着力や静電気力や磁力による保持方式を用いた場合には、それらの保持力の強さを、第１部材１１と第２部材１２の粘着力や最終的な固着力の強さより弱く設定しておけば、該両部材の貼り付け後、剥離により保持を解除できる。
【００１７】
第１ホルダ１は、第１部材１１が板状又はフィルム状である場合は、図１、図５に示されたように、第１ホルダ１の第１部材保持面は平面とし、水平に配置されることが好ましい。第１ホルダ１は一般的に、前記第１部材１１を第２部材１２と貼り合わせる面（貼り合わせ面と称する）を外向きにして保持できるものであれば、第１部材１１の形状に応じた任意の形状であって良い。
図１に示された第１ホルダ１は、中心部に孔４が開けられており、該孔４を通して、例えば図６、図７に示された様な第１部材１１の位置決めマーク１０７、１０８と第２部材１２の位置決めマーク１１７、１１８を光学的に観察し、位置決めできるようになっている。該孔４は、より小さな複数の孔であっても良いし、第１ホルダ１をガラスや透明プラスチックなどの光学的に透明な素材で作製した場合には、孔４を設けなくても良い。
【００１８】
［第２ホルダ］
〔第１態様〕
図２に第２ホルダ２の第１態様の平面図とＡ部断面図を示す。本第１態様の第２部材１２は、円筒の一部を切り取った形状の曲面の板状とされ、凸面を第１ホルダ１側に向け、中央部が最も第１ホルダに近く配置されている。これにより、第２部材１２を装着した第２ホルダ２を第１部材１１に押しつけたとき、先ず凸状に保持された第２部材１２の中央部が第１部材１１に線状に接触し、更に押しつけると、第２ホルダ２が撓みながら、接触面が両端方向へ広がってゆき、最終的には第２部材１２の全体を第１部材１１に接触させることが出来る。上記でいう「中央部」は厳密な中央である必要はなく、両端間のいずれかの部分であってよい。
【００１９】
或いは、第２ホルダ２は、上記円筒の一方の端と他方の端（即ち、図２の紙面内上端と下端）が、第１部材１１の貼り合わせ面に対して遠近がある状態の凸面状としてもよい。この場合は、第２部材１２を装着した第２ホルダ２を第１部材１１に押しつけたとき、先ず凸状に保持された第２部材１２の中央部の一方の端が第１部材１１に点状に接触し、更に押しつけると、第２ホルダ２が撓みながら、接触面が３方向へ広がってゆく。
【００２０】
第２ホルダ２の表面の曲面の程度は、第１部材１１の貼り合わせ面と第２部材１２の貼り合わせ面の、両端部に於ける距離Ｘｅと中央部における距離Ｘｍとの差（Ｘｅ−Ｘｍ）が、好ましくは０．３ｍｍ以上、さらに好ましくは０．４ｍｍ以上、最も好ましくは０．５ｍｍ以上であり、また、好ましくは５ｍｍ以下、更に好ましくは４ｍｍ以下、最も好ましくは３ｍｍ以下である。但し、上記範囲は貼り合わせ面の一辺の長さが１０ｃｍのときの値であり、上記距離差（Ｘｅ−Ｘｍ）の好ましい範囲は、上限、下限共に貼り合わせ面の一辺の長さに比例する。上記下限以上とすることにより、貼り合わせ部に残存する気泡の量を減じることが出来、また、上記上限以下とすることによ貼り合わせた際の位置のずれを最小限に抑えられる。
【００２１】
図２に示された例では、第２ホルダ２は、円筒の一部である形状とされているが、厳密に円筒である必要はなく、平面を曲げて作られる任意の凸曲面を使用できる。例えば、円錐の一部である凸曲面であってもよいし、断面が双曲線の一部、放物線の一部、正弦波の一部、正規分布曲線等であるような凸曲面であってよい。
【００２２】
図２に示された態様では、常態で曲面状である板状の第２ホルダ２が、図中左右端において、固定部材にて、スポンジ製の緩衝材６を介して移動ステージ１３に装着されている。本態様では、板状の第２ホルダ２は常態で安定な曲面状の板であるが、例えば図３に示したように、第２ホルダが、常態では反りのない平面状であって、その中央部をスポンジ製などの柔軟な部材７に押しつけて弾性的に凸面状にされたものであってもよい。
【００２３】
本第１態様に於ける第２ホルダ２の厚みは任意であり、資材の弾性率により好適な厚みが異なるが、例えば０．０１〜１０ｍｍが好ましく、０．１〜５ｍｍがさらに好ましく、０．３〜３ｍｍが最も好ましい。第２ホルダ２の柔軟性は、第２部材１２を装着して第１部材１１に、最終的に平面状になるまで押しつけたとき、該第２部材１２の表面や内部に形成された微細な構造が破損したり不都合なほど著しく変形したりすることがなければ任意である。そのため、好適な範囲は第１部材１１と第２部材１２の硬度、強度、微細な構造の寸法や種類に依存する。一般には、引張弾性率と厚みの積が、好ましくは１×１０５〜１×１０８「Ｐａ・ｍ］、さらに好ましくは３×１０５〜３×１０７「Ｐａ・ｍ］である様な範囲である。
【００２４】
第２ホルダ２は繰り返し使用するために、使用条件で弾性変形する素材で形成されていることが好ましい。そのような素材としては、例えば有機重合体や金属が好ましい。有機重合体は任意であり、線上重合体であっても架橋重合体であってもよいし、ガラス転移温度（Tg)が室温以上であっても以下であってもよい。
【００２５】
図２に示された本第１態様に於いては、第２ホルダ２が第２部材１２を保持する機構（第２部材保持機構５と称する）は微細な真空溝式の真空チャック５とされている。第２部材保持機構５は、第２部材１２が薄いフィルム状である場合にも対応できるように、第１ホルダー１と同様に、細孔式の真空チャック、微細な真空溝式の真空チャック、又は多孔質体式の真空チャックが好ましい。しかし、保持する方式は任意であり、前記第１部材保持機構３と同様の機構を使用できる。
【００２６】
真空チャック５は、例えば図４に示されたように、切り替えバルブ２２を経て、真空２４と大気２５に接続され、これにより着脱される。第２部材保持機構５として、ワックスなどの液体の冷却凝固による保持方式を用いた場合には、保持の解除は加熱により実施できる。第２部材保持機構５として粘着力や静電気力や磁力による保持方式を用いた場合には、それらの保持力の強さを、第１部材１１との粘着力の強さより弱く設定しておけば、押しつけ後、第２ホルダ２を元の位置に戻す際に、第２部材１２は自然に第２ホルダ２から剥がれる。
【００２７】
本第１態様のバリエーションとして、第２ホルダを板状ではなく、中央が円柱の一部のように凸状である柔軟な塊状物で形成することも出来る。この場合には、第２ホルダを第１部材に押しつけ、第２部材の中央部が第１部材に接触した後更に押しつけると、塊状の第２ホルダ２は押しつぶされて変形し、第２部材１２の全体を第１部材１１に接触させることが出来る。この場合の第２ホルダ２の素材は、引張弾性率が、好ましくは０．１〜１００［ＭＰａ］、さらに好ましくは０．３〜３０［ＭＰａ］である。そのような素材としては、例えば、ゴム、エラストマー、ポリジメチルシロキサンのようなシリコン樹脂、ゲル、スポンジ状有機重合体、有機重合体の発泡体を例示できる。この場合には、第２部材保持機構５は、粘着力、静電気力、又は磁力によるものが好ましい。
【００２８】
第２ホルダ２は、前記板状物と本塊状物を併用してもよい。そのような例としては、ゴムやスポンジの塊状部材の上にそれより硬い素材で形成された板状部材が張り付けられた或いは乗せられた構造を例示できる。
図２に示された態様では、曲面状である板状の第２ホルダ２が、図中左右端において、固定部材にて、スポンジ製の緩衝材６を介して移動ステージ１３に装着されている。そのため、第２ホルダ２は移動ステージ１３の表面に平行な面内で多少動き得る。しかしながら、本発明の貼り合わせ装置を用いて貼り合わせる際には、第１部材１１と第２部材１２が最初に接触すると、粘着性により両部材間の相対位置が固定されるため、その後、接触面が拡大して行く際にも両部材の相対位置がずれることはない。第２ホルダを板状ではなく、中央が円柱の一部のように凸状である柔軟な塊状物で形成されている場合も話は同様である。
【００２９】
〔第２態様〕
図４に第２ホルダの第２の態様の平面図とＡ部断面図を示す。本第２態様では、弾性を持つ板状の第２ホルダ２が、第１部材１１の貼り合わせ面に対して一方の端（図中右端）が近く他方の端（図中左端）が遠く設置されている。これにより、第２部材１２を装着した第２ホルダ２を第１部材１１に押しつけたとき、先ず第２部材１２の第１部材に近い側の端の辺が第１部材１１に線状に接触し、更に押しつけると、第２ホルダ２が撓みながら、接触面が他端の辺方向へ順次広がってゆく。或いは、先ず第２部材１２の第１部材に近い側の辺の一方の端の頂点が第１部材１１に点状に接触し、更に押しつけると、第２ホルダ２が撓みながら、接触面が２方向へ順次広がってゆく。そして最終的には第２部材１２の全体が第１部材１１に接触する。これらにより、貼り合わせ面への気泡の残留を減少させることが出来る。
【００３０】
上記板状の第２ホルダは、平面状であっても、第１部材１１側に対して凸面状であってもよい。第２ホルダを平面状とした場合には、引張弾性率と厚みの積を好ましくは１×１０５〜３×１０６「Ｐａ・ｍ］、さらに好ましくは３×１０５〜１×１０６「Ｐａ・ｍ］とすることで、第２部材１２を装着した第２ホルダ２を第１部材１１に押しつけたとき、第２部材１２の全体が一度に第１部材１１に接触するのではなく、上記のように順次接触してゆくようにすることが出来る。第２ホルダを、第１部材１１側に対して凸面状とすると、第２ホルダ２の引張弾性率と厚みの積が、好ましくは１×１０５〜１×１０８「Ｐａ・ｍ］、さらに好ましくは３×１０５〜３×１０７「Ｐａ・ｍ］である様なさらに広い範囲で、上記の効果が発揮される。
【００３１】
第２ホルダ２の、第１部材１１の貼り合わせ面に対する傾きの程度は、貼り合わせ面の一辺の長さが１０ｃｍのとき、第１部材１１から遠い側の端に於ける距離Ｘｂと第１部材１１に近い側の端に於ける距離Ｘａとの差（Ｘｂ−Ｘａ）が、好ましくは０．３ｍｍ以上、さらに好ましくは０．４ｍｍ以上、最も好ましくは０．５ｍｍ以上であり、また、好ましくは５ｍｍ以下、更に好ましくは１．４ｍｍ以下、最も好ましくは３ｍｍ以下である。但し、上記距離差（Ｘｂ−Ｘａ）の好ましい範囲は、上限、下限共に貼り合わせ面の一辺の長さに比例する。上記下限以上とすることにより、貼り合わせ部に残存する気泡の量を減じることが出来、また、上記上限以下とすることにより貼り合わせた際の位置のずれを最小限に抑えられる。
【００３２】
本第２態様に於ける第２ホルダ２の厚みは任意であるが、例えば０．０１〜１０ｍｍが好ましい。第２ホルダ２の柔軟性は、第２部材１２を装着して第１部材１１に押しつけたとき、該部材の表面や内部に形成された微細な構造が破損したり不都合なほど著しく変形したりすることがなければ任意である。そのため、好適な範囲は第１部材１１と第２部材１２の硬度、強度、微細な構造の寸法や種類に依存する。一般には、引張弾性率と厚みの積を前記の範囲にすることが好ましい。第２ホルダ２は繰り返し使用するために、使用条件で弾性変形する素材で形成されていることが好ましい。
【００３３】
第２部材保持機構５については、前記第１態様と同様である。本第２態様のバリエーションとして、第２ホルダを板状ではなく、一方の端が厚く他方の端が薄い柔軟な塊状物で形成することも出来る。この場合には、第２ホルダを第１部材に押しつけ、第２部材の一分が第１部材に接触した後更に押しつけると、塊状の第２ホルダ２は厚い端から薄い端へと順次押しつぶされて変形し、最終的には第２部材１２の全体を第１部材１１に接触させることが出来る。この場合の第２ホルダ２の素材は、前記第１態様のバリエーションの場合と同様である。
本第２態様の場合も、第２ホルダ２は、前記板状物と本塊状物を併用してもよい。そのような例としては、ゴムやスポンジの塊状部材の上にそれより硬い素材で形成された板状部材が張り付けられた或いは乗せられた構造を例示できる。
【００３４】
［位置検出機構］
本発明の貼り合わせ装置は、前記第１部材１１と前記第２部材１２の、貼り合わせ面に平行な方向の位置関係を検出する位置検出機構１４を有する。検出の方式は任意であるが、光学的検出が好ましく、第１ホルダ１を通して、例えば図６、図７に示したような、第１部材１１と第２部材１２の位置決めマーク１０７、１０８、１１７、１１８を観察する方式が好ましい。このような光学的な位置検出機構１４は、垂直移動機構１５の移動方向と同じ方向から観察する向きに設けることが、正確な位置合わせが出来るため好ましく、かつ、第１部材１１の貼り合わせ面に垂直な方向から観察する向きに設けることが好ましい。
その他の位置検出機構１４としては、例えば、部材の外周を突き当てる位置決めピンや、部材に穿たれた孔に差し込む位置決めピンのような機械的な位置検出と位置決めを同時に行う機構、電極の導通/非導通や電極間の静電容量を検出する電気的検出機構を例示できる。
【００３５】
［位置合わせ機構］
本発明の貼り合わせ装置は、第１ホルダ１に保持された第１部材１１の前記構造部分と、第２ホルダ２に保持された前記第２部材１２の前記構造部分の位置を合わせる位置合わせ機構１３を有する。位置合わせ機構１３は、前記第１部材１１と前記第２部材１２の貼り合わせ面に平行な面内で相対的に移動させる位置合わせ機構１３が好ましい。図５の例では、位置合わせ機構１３と垂直移動機構１５を兼ねる機構として、直交する３方向への移動および回転が可能なＸＹＺθ移動ステージ１３（１５）を使用しているが、位置合わせ機構１３は一般には、前記第２ホルダ２を前記貼り合わせ面に平行な面内で、Ｘ軸方向（図５の紙面内左右方向とする）、Ｙ軸方向（図５の紙面に対して垂直な方向とする）への平行移動、及び、好ましくはθ方向の回転（図５の紙面内上下方向にとったＺ軸回りの回転とする）が可能な機構である。第１部材１１と第２部材１２の位置合わせ部分が１点である場合はθ方向の移動は不要である。上記のＸ、Ｙ、θ方向の移動機構は、第１ホルダ１と第２ホルダ２のどちらか一方に設けてもよいし、両方に設けても良いし、第１ホルダと第２ホルダで分担しても良い。
【００３６】
位置検出機構１４が、位置決めピンのように位置検出と同時に位置合わせも行う機構である場合には、位置合わせ機構１３として、第１ホルダ１や第２ホルダ２を移動させる機構ではなく、第１部材１１及び第２部材１２を各ホルダに装着する際に、前記Ｘ、Ｙ、θ方向に移動させて位置合わせする機構が設けられる。
【００３７】
位置検出機構と位置合わせ機構による位置合わせの精度（誤差）は、好ましくは０．１μｍ〜１００μｍ、更に好ましくは０．２μｍ〜３０μｍ、最も好ましくは０．３μｍ〜１０μｍである。かつ該誤差は、第１部材と第２部材に設けられた位置合わせすべき構造部分の寸法の１／１０以下とすることが好ましく、１／３０以下とすることがさらに好ましい。この範囲とすることで、位置検出機構と位置合わせ機構を簡単で安価な機構で実現でき、かつ、マイクロ流体デバイスなどの貼り合わせ形成物を十分な精度と再現性で得ることができる。
【００３８】
［垂直移動機構］
垂直移動機構１５は、第１ホルダ１と第２ホルダ２の相互の距離を変化させる機構であり、図５の態様では、紙面内上下方向にとったＺ軸方向に第２ホルダを移動させる機構である。該垂直移動機構１４により第２ホルダ２に保持された第２部材１２を第１ホルダ１に保持された第１部材１１に近づけて行き、接触させ、貼りあわることが出来る。垂直移動機構１５の移動方向は、第１ホルダ１と第２ホルダ２の相互の距離を変化させる方向であれば任意であるが、位置検出機構１４が光学的な検出機構である場合には、位置検出機構１４の位置合わせマーク観測方向に垂直な方向であることが好ましく、かつ、第１部材１１の貼り合わせ面に垂直な方向であることがさらに好ましい。
垂直方向移動機構１４は、第１ホルダ１と第２ホルダ２のどちらを移動させるものであってもよいし、両方を移動させるものであってよい。なお、図５の例では垂直移動機構１５は位置合わせ機構１３と一体化されており、直交する３方向への移動および回転が可能なＸＹＺθ移動ステージ１３（１５）を使用している。
【００３９】
［その他の機構］
本発明の貼り合わせ装置の姿勢は任意であり、例えば図５に例示された配置の上下逆であってもよいし、横向きであってもよい。本貼り合わせ装置は、第１部材１１と第２部材１２が半硬化のエネルギー線硬化性樹脂で形成されている場合には、貼り合わせ後完全に固着させるためのエネルギー線照射を行うエネルギー線照射装置（図示略）を有することも好ましい。
【００４０】
［マイクロ流体デバイス］
本発明の貼り合わせ装置や貼り合わせ方法で貼り合わせる部材について、マイクロ流体デバイスの例で説明する。本発明により好ましく製造することの出来るマイクロ流体デバイスは、表面に設けられた微細な溝状の流路や、その内部に設けられた微細な空洞状の流路の中で反応や分析を行うデバイスである。マイクロ流体デバイスには、前記流路の他、バルブ機構、ポンプ機構、膜分離機構、抽出機構、吸着機構、空洞中へ吐出するノズル機構、脱気機構、蒸溜機構、多孔質部、検出機構などの種々の微細な機構を形成することにより、その機能と応用範囲を広げることが出来る。このようなマイクロ流体デバイスを使用して、例えば濾過、抽出、反応などの試料の前処理部と、マイクロ・クロマトグラフィー、マイクロ電気泳動などの分離部と、蛍光や可視・紫外吸収などの検出部を一体化し、医療診断、生化学分析、化学分析の方面で微量の試料を分析するマイクロ・トータル・アナリシス・システム（μ−ＴＡＳ）を構築することが出来る。また、前記微細な流路の内表面に触媒を固定し、反応装置（マイクロリアクター）に応用することも出来る。
【００４１】
本発明で作製するマイクロ流体デバイスは、内部に空洞状の流路を有するマイクロ流体デバイスであり、平滑な表面αと、その平滑な表面α上に微細な構造部分ａを有する第１部材と、やはり平滑な表面βと、その平滑な表面β上に微細な構造部分ｂを有する、可撓性のある板状又はフィルム状の第２部材とが、表面αと表面βを貼り合わせ面として、微細な構造部分ａと微細な構造部分ｂの位置関係を調整して互いに貼り合わせされた、マイクロ流体デバイスである。
【００４２】
部材の表面の微細な構造部分ａ及びｂとしては、表面のみに微細な構造部分がある場合と、部材内部の構造が表面まで達している場合とがあり、例えば、他方の部材と積層貼り合わせされることにより空洞状の流路となる溝や凹部、該部材に穿たれた孔、フィルム状部材の一部にＵ字型の長孔で囲まれて形成された、逆止弁の弁体となるフラップ、濾過膜、該部材の表面の一部に形成された多孔質層等の物理的構造部分や、該部材の表面の一部に固定されたプローブ、該部材の表面の一部に固定された、種々の物質を固定するためのアンカーとなる官能基等の化学的構造部分が上げられる。これらの微細な構造部分が前記第１部材と第２部材にそれぞれ形成される組み合わせは任意であるが、本発明に於いては、特に前記構造部分の一方が、前記の溝、凹部、または孔である場合に効果的であり好ましい。
【００４３】
このような、位置合わせすべき対象となる微細な構造部分の寸法は任意であるが、その短辺（又は短径）方向の寸法は好ましくは１μｍ〜５ｍｍ、更に好ましくは３μｍ〜１ｍｍ、最も好ましくは５μｍ〜０．５ｍｍである。この範囲とすることで、本発明の効果が最も発揮される。該微細な構造部分の長辺（又は長径）方向の寸法は任意であり、例えば、該構造が溝である場合の長さ方向の寸法は、マイクロ流体デバイスの最大寸法、例えば１０ｃｍであり得る。
【００４４】
第１部材１１と第２部材１２に設ける位置決めマークは、専用のマークであっても良いし、位置合わせする構造部分そのものであってもよい。該位置決めマークの位置は、垂直移動機構１５を移動させたときに第１部材１１と第２部材１２が最初に接触する分部に近い部分とすることが、位置決め精度が高くなり、好ましい。また、２点で位置決めを行う際には、該２つの位置決めマークは、垂直移動機構１５を移動させたときに第１部材１１と第２部材１２の接触面が広がってゆく際の接触／非接触の境界線に略平行に設けることが、位置決め精度が高くなり、好ましい。位置決めが、位置決めピンによるものである場合には、位置決めマークは部材の外周となる。
【００４５】
第１部材１１は任意の形状の部材であるが、板状又はフィルム状であることが好ましい。第１部材１１を両面が実質的に平行な板状又はフィルム状とすることにより、本第１部材１１を通して光学的に位置合わせすることが容易になる。厚みや形状は任意である。材質も任意であるが、光学的に透明であることが、該第１部材１１を通して、光学的に第２部材１２の位置を検出できるため好ましい。
【００４６】
第２部材１２は可撓性のある板状又はフィルム状の部材である。第２部材１２の可撓性の程度は、曲面状の第２ホルダ２の第２部材装着面に密着して装着でき、かつ、第２ホルダに装着された第２部材１２を第１部材１１に押しつけて行く工程で破壊することが無ければ、硬度や厚みは任意である。そのためには、第２部材１２は、円筒形に曲げたときに破壊しない半径が２［ｍ］以下、好ましくは１［ｍ］以下、さらに好ましくは０．５［ｍ］以下のものである。該半径の下限は実質的にゼロ、即ち角を付けて折り曲げられるものであってよい。第２部材１２の厚みは任意であり、例えば１μｍ〜１ｃｍであり得るが、１０μｍ〜１ｍｍが好ましい。また、第２部材保持機構５により不都合無く保持されるために、引張弾性率と厚みの積が、好ましくは３×１０２〜３×１０６「Ｐａ・ｍ］、さらに好ましくは３×１０３〜３×１０５「Ｐａ・ｍ］の範囲とする。
【００４７】
第２部材１２の材質は任意であるが、上記の可撓性を示す素材として、有機重合体、金属、ガラス、石英などの結晶が好ましく、有機重合体が特に好ましい。勿論、本発明で製造するマイクロ流体デバイスは、前記第１部材１１と第２部材１２の他に、更に他の部材を積層貼り合わせすることによって作製されるものであっても良い。
【００４８】
［製造方法］
本発明のマイクロ流体デバイスの製造方法は、
（１）本発明の貼り合わせ装置を使用し、
（２）前記第１部材を、前記表面αが前記第２ホルダと対向するように前記第１ホルダに保持させ、
（３）前記第２部材を、前記表面βが前記表面αと対向するように前記第２ホルダの前記第２部材保持面に密着させて保持させ、
（４）前記位置検出機構により、前記第１部材と前記第２部材の、前記貼り合わせ面に平行な面内に於ける位置関係を検出し、
（５）前記位置合わせ機構により、前記第１部材と前記第２部材を前記貼り合わせ面に平行な面内において位置を合わせ、
（６）前記垂直移動機構により、前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを相互の距離を縮める方向に移動させて、前記第１部材と前記第２部材を、前記貼り合わせ面の一部に於いて接触させ、
その後該距離をさらに縮める方向に移動させて、該接触面を漸次広げることにより貼り合わせる。
【００４９】
位置合わせの精度は、高い方が好ましく、例えば好ましくは０．１〜１０μｍ、更に好ましくは０．１〜３μｍ、最も好ましくは０．１〜１μｍである。本貼り合わせ方法は、本発明の貼り合わせ装置のバリエーションにより、それぞれ好適な製造方法を採ることが出来るが、その方法は前記本発明の貼り合わせ装置の各項に於いて説明したとおりである。
【００５０】
本発明の製造方法により貼り合わされた第１部材１１と第２部材１２は粘着力で固定されているが、さらに強固に貼り合わせさせる場合には、加熱やエネルギー線の照射により半硬化の樹脂の硬化を進めたり、接着剤を硬化させることが出来る。
【００５１】
本発明の貼り合わせ方法は、マイクロ流体デバイスの製造方法に好ましく用いることができる。即ち、前記第１部材又は前記第２部材の少なくとも一方が、表面にまたは表面に達する微細な構造部分が、流路となる該部材の欠損部であるような、マイクロ流体デバイスを構成する部材であり、これらを貼り合わせて空洞状の流路を形成する工程を含むマイクロ流体デバイスの製造方法に好ましく適用できる。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例の範囲に限定されるものではない。
【００５３】
（実施例１）
本実施例では、本発明における第２ホルダ２の第１態様による貼り合わせ装置を用いたマイクロ流体デバイスの製造方法を示す。
［貼り合わせ装置］
第１ホルダ１は、図１の形状とし、外寸が１５ｃｍ×１５ｃｍ×１．５ｃｍ、第１部材保持機構３である真空チャックの真空溝は直径８ｃｍ、孔４は直径６ｃｍとした。第１ホルダ１は、図４に示したように、真空チャック３面を下向きにして装着した。第１ホルダ１の真空チャック３は、図４に示したように、切り替えバルブ２１を経て真空２４と大気２５に接続した。そして、第１ホルダ１の上方に位置検出機構１４として、光学顕微鏡１４を２基、紙面奥行き方向に平行に設置した。
【００５４】
第２ホルダ２は、図３の形状とし、１２ｃｍ×８ｃｍ×１ｍｍの平面状のアクリル樹脂板にレーザー加工機を使用して真空チャック５の真空溝５を形成した。該真空溝５はピッチ１ｃｍの碁盤目状とし、溝幅は約１４０μｍ、深さ約１５０μｍである。該２ホルダ２は、真空チャック５面を上向きにし、引張弾性率が約０．５［ＧＰａ］のスポンジ製の緩衝材６を介して、２つの止め具７でもってＸＹＺθ方向に移動可能な移動ステージ１３（１５）に装着した。該移動ステージ１３（１５）は、位置合わせ機構１３と垂直移動機構１５の両方の機能を有する物である。
【００５５】
本第２ホルダ２は、引張弾性率が約３［ＧＰａ］、「引張弾性率×厚み」の値が約３×１０６［Ｐａ・ｍ］の、常態では反りのない平面状であって、その中央部を、移動ステージ１３（１５）に貼り付けられた引張弾性率が約０．５［ＭＰａ］のスポンジ製の部材８の上に乗せることにより、弾性的に凸面状にしている。これにより、第２ホルダ２は、両端部に比べて中央部が約１ｍｍ凸であるような、円筒の一部である形状とされている。第２ホルダ２の裏面には真空溝５に連絡するフィッティング９を接着した。真空溝５は該フィッティング９から、図４に示したように、切り替えバルブ２２を経て真空２４と大気２５に接続した。
【００５６】
［マイクロ流体デバイスの製造方法］
〔紫外線照射方法〕
本実施例における紫外線照射の方法を以下に示す。
（紫外線ランプ１による照射）
３０００Ｗメタルハライドランプを光源とするアイグラフィックス株式会社製のＵＥ０３１−３５３ＣＨＣ型ＵＶ照射装置を用い、３６５ｎｍにおける紫外線強度が４０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を特に指定が無い限り室温、窒素雰囲気中で照射した。
（紫外線ランプ２による照射）
２５０Ｗ高圧水銀ランプを光源とするウシオ電機株式会社製のマルチライト２５０Ｗシリーズ露光装置用光源ユニットを用い、３６５ｎｍにおける紫外線強度が５０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、特に指定が無い限り室温、空気雰囲気中で照射した。
【００５７】
〔組成物（Ｘ）の調製〕
エネルギー線重合性化合物として平均分子量２０００の３官能ウレタンアクリレートオリゴマー「ユニディックＶ−４２６３」（大日本インキ化学工業株式会社製）７０部、ヘキサンジオールジアクリレート「ニューフロンティアＨＤＤＡ」（第１工業製薬株式会社製）３０部、光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン「イルガキュアー１８４」（チバガイギー社製）３部、及び重合遅延剤として２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンテン（関東化学株式会社製）０．５部を混合して、組成物（Ｘ）を調製した。
【００５８】
〔第１部材の作製〕
１０ｃｍ×１０ｃｍ×１ｍｍのアクリル樹脂製の基板１０１の上に、スピンコーターを用いて組成物（Ｘ）を塗工し、流路１２１、導入路１０５、流出路１０６と成す部分、及び２つの位置決めマーク１０７、１０８以外の部分にフォトマスクを通して紫外線ランプ２による紫外線照射を４０秒照射して組成物（Ｘ）を半硬化させ、非照射部分の未硬化の該組成物（Ｘ）を５０％エタノール水溶液で洗浄除去して、流路１２１を構成する溝１０４、導入路１０５となる溝１０５、流出路１０６となる溝１０６が形成された樹脂層１０２を形成した。この、基板１０１と樹脂層１０２からなる部材を第１部材１１とした。
【００５９】
〔第２部材の作製〕
片面がコロナ放電処理された厚さ３０μｍの２軸延伸ポリプロピレンシート（二村化学株式会社製）を一時的な支持体１１１として、この上に組成物（Ｘ）をスピンコーターを用いて塗工し、紫外線ランプ１により紫外線を４０秒照射して、該組成物を半硬化させて樹脂層１１２とした。
さらに、上記樹脂層１１２の上に組成物（Ｘ）をスピンコーターを用いて塗工し、流路１２１、導入路１１５、流出路１１６と成す部分、及び２つの位置決めマーク１１７、１１８以外の部分にフォトマスクを通して紫外線ランプ２による紫外線照射を４０秒照射して組成物（Ｘ）を半硬化させ、非照射部分の未硬化の該組成物（Ｘ）を５０％エタノール水溶液で洗浄除去して、流路１２１を構成する溝１１４、導入路１１５となる溝１１５、第１流出路１１６となる溝１１６が形成された樹脂層１１３を形成した。一時的な支持体１１１、樹脂層１１２及び樹脂層１１３からなる部材を第２部材１２とした。本第２部材の引張弾性率は約２．５［ＧＰａ」、「引張弾性率×厚み」の値は約７．５×１０４［Ｐａ・ｍ」である。
【００６０】
〔貼り合わせ〕
上記第１部材１１を溝形成面を下側にして第１ホルダ１に真空チャック３で保持し、また上記第２部材１２を、溝形成面を上側にして第２ホルダ２に真空チャック５で保持し、ＸＹＺθ移動ステージ１３（１５）を上昇（Ｚ軸方向に移動）させて、中央部に於ける両部材間の距離を１ｍｍに調節した。第２ホルダ２の上方から二つの位置検出機構（光学顕微鏡）１４で位置決めマーク１０７、１０８、１１７、１１８を観察しながら位置調節ステージのＸ、Ｙ、θを調節して、位置決めマーク１０７と１１７、及び位置決めマーク１０８と１１８の位置を合わせた。
【００６１】
ＸＹＺθ移動ステージ１３（１５）を上昇させると、第２部材１２の中央部が、図５の紙面に垂直な方向の線状に第１部材１１に接触した。ＸＹＺθ移動ステージ１３（１５）をさらに上昇させると、第２ホルダ２は平面に近づくように変形しながら、第２部材１２は中央部から両端方向へと、前記接触した線幅が増すように接触面が広がり、最終的には、第２部材１２の全面が第１部材１１に接触した。
【００６２】
次いで、第２ホルダ２の真空チャック５を解除し、ＸＹＺθ移動ステージ１３（１５）を下降させ、第１ホルダ１の真空チャック３を解除して、第１部材１１と第２部材１２が粘着力により仮に固着しているマイクロ流体デバイス前駆体を得た。
【００６３】
〔固着、及びその他の工程〕
紫外線照射装置（図示略）を用いて６０秒間紫外線を照射してエネルギー線硬化性組成物（Ｘ）を完全硬化させ、第１部材１１と第２部材１２を完全に固着した。
その後、第２部材１２から一時的な支持体１１１を剥離除去し、導入路１０５、流出路１０６、導入路１１５、流出路１１６の各端部において、基板１０１側からドリルでもって穴を開けて、導入口１０９、流出口１１０、導入口１１９、流出口１２０を形成し、図８に示されたようなマイクロ流体デバイスを得た。
得られたマイクロ流体デバイスは、第１部材１１の溝１０４と第２部材１２の溝１１４が１μｍ以下の誤差で完全に重なり合い、毛細管状の流路１２１が形成されていた。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の貼り合わせ装置の第１ホルダの（ａ）平面図および（ｂ）Ａ部断面図である。
【図２】本発明の貼り合わせ装置の第１態様の第２ホルダが、位置合わせ装置上に装着された状態を示す（ａ）平面図および（ｂ）Ａ部断面図である。
【図３】本発明の貼り合わせ装置の第１態様の第２ホルダが、位置合わせ装置上に装着された状態を示す（ａ）平面図および（ｂ）Ａ部断面図である。
【図４】本発明の貼り合わせ装置の第２態様の第２ホルダが、位置合わせ装置上に装着された状態を示す（ａ）平面図および（ｂ）Ａ部断面図である。
【図５】本発明の貼り合わせ装置の、配管模式図を含む正面図模式図である。
【図６】本発明で作製するマイクロ流体デバイスの第１部材の（ａ）平面図模式図および（ｂ）側面図模式図である。
【図７】本発明で作製するマイクロ流体デバイスの第２部材の（ａ）平面図模式図および（ｂ）側面図模式図である。
【図８】本発明で作製するマイクロ流体デバイスの（ａ）平面図模式図および（ｂ）側面図模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 第１ホルダ
２ 第２ホルダ
３ 第１部材保持機構（真空チャック、真空溝）
４ 孔
５ 第２部材保持機構（真空チャック、真空溝）
６、８ 多孔質体
７ 留め具
１１ 第１部材
１２ 第２部材
１３ 位置合わせ機構（ＸＹＺθ移動ステージ）
１４ 位置検出機構（光学顕微鏡）
１５ 垂直移動機構（ＸＹＺθ移動ステージ）
２１、２２、２３ 切り替えバルブ
２４ 真空
２５ 大気
１０１ 基板
１０２、１１２、１１３ 樹脂層
１０４、１１４ 流路となる溝
１０５、１１５ 流入路（溝）
１０６、１１６ 流出路（溝）
１０７、１０８、１１７、１１８ 位置決めマーク
１１１ 一時的な支持体
１０９、１１９ 流入口
１１０、１２０ 抽出口
１２１ 流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に微細な構造部分を有する部材と、やはり表面に微細な構造部分を有する、可撓性のある板状又はフィルム状の部材とを、前記構造部分形成面を貼り合わせ面として、互いに位置を合わせて貼り合わせる貼り合わせ装置、及び上記部材を互いに位置を合わせて貼り合わせる貼り合わせ方法に関する。本発明は、マイクロ流体デバイスの製造方法に好ましく適用できる。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ流体デバイスは、部材中に微細な毛細管状の流路を有し、該流路中で反応や分析を行うデバイスである。その代表的な製造方法は、溝を有する板状又はフィルム状の部材の溝形成面にカバーとなる板状又はフィルム状の部材を貼り合わせることにより、該溝と該カバーとで毛細管状の流路を形成する製造方法である。この場合には、前記二つの部材の精密な位置あわせは不要であるため、ガラス製マイクロ流体デバイスの製造においては、単に重ねて圧迫し、熱融着する方法が広く用いられている。また、前記二つの部材の少なくとも一方が粘着性である場合、例えば粘着性を有するポリマー製部材である場合や、接着剤を塗布した部材である場合には、両部材を端から順に接触するように重ねることで、間に気泡を残さずに積層することが出来る。
【０００３】
それに対し、該マイクロ流体デバイスに、例えば立体交差する流路、バルブ、ポンプ機構、濾過機構、内壁に多孔質体が固定された流路、内壁にプローブが固定された流路などの、さらに複雑な構造を形成する場合には、前記カバーとなる部材の表面にも、溝、孔、プローブ固定部分、多孔質層形成部分などの微小な構造部分を形成し、これらの位置を合わせて貼り合わせる必要がある。そのため、例えば部材がガラス製である場合には、上側ホルダと下側ホルダにそれぞれ部材を固定し、両部材を接触又は非接触の状態で、光学的に位置を検出して位置合わせして、非接触の場合には該二つの部材間のギャップを縮めて行き、密着させた後に加熱融着させる装置と方法が知られている。
【０００４】
しかしながら、上記表面に微小な構造を有する部材または表面に微小な構造を有する部材の少なくとも一方が、半硬化状態の樹脂のように粘着性を有する場合や、接着剤を流動しない程度に極薄く、例えば０．５〜５μｍの厚さに塗布したものである場合には、接触した状態では相互位置をずらすことは出来ないし、非接触の状態で位置を合わせ、両部材間のギャップを平行状態を保って縮めていって接触させる方法では、貼り合わせ面に気泡が入りがちであり、微細な毛細管状の流路をうまく形成できなかった。また、該部材の端から順に接触するように重ねる方法では精密な位置合わせが出来なかった。
【０００５】
一方、特許文献１には、第１の基板と第２の基板のそれぞれ対向する表面の端部に沿って環状に接着剤が塗布され、上記接着剤と上記両基板とにより形成される、所定の厚さの隙間に液晶材料が充填された液晶表示装置の製造装置として、真空容器と、第１の基板の下表面全面を真空吸着で保持する第１の吸着機構と、第２の基板の上表面全面を真空吸着で保持する第２の吸着機構と、上記真空容器内の気圧の減圧時に、真空容器内にて、該第２の吸着機構及び第２の基板を鉛直方向に下降させて、第２の基板の下表面を上記液晶材料又は上記接着剤と接触させる、第１の加圧力を備える第１の加圧機構と、同じく上記真空容器内の気圧の減圧時に、真空容器内にて、第２の吸着機構及び第２の基板をさらに鉛直方向に下降させ、第２の基板を接着剤を介して第１の基板に貼り合わせ所定の間隔になるまで加圧する、第１の加圧力より大きい第２の加圧力を備える第２の加圧機構と、から構成される液晶表示装置製造装置が開示されている。
【０００６】
しかしながら、真空容器を用いると、接着面に気泡の入る恐れはなくなるが、貼り合わせ装置が大がかりになる上、貼り合わせ工程のスループットが低下しがちであった。
【０００７】
また、特許文献２には、やはり液晶表示装置の製造装置として、下固定治具の上に下圧着治具を配置し、この下圧着治具の上に前記第１の基板と第２の基板とを積層した貼り合わせ空セルと、中圧着治具とを交互に積み重ね、最上部に位置する貼り合わせ空セルの上に上圧着治具と上固定治具とを順次配置し、更に個々の圧着治具にシートを設け、このシートにヒーターを設けるとともに、複数個のほぼ同一形状のシートと複数個のほぼ同一形状の貼り合わせ空セルとを交互に積み重ね、上記シート内に流体を流して該シートの膨張により複数個の液晶表示用貼り合わせ空セルを同時に圧着するようにした圧着装置が開示されている。
【０００８】
しかしながら、この場合には、あらかじめ前記第１の基板と第２の基板に相当する部材とを積層して、貼り合わせ空セルを作製した上で、圧着するものである。このように、貼り合わせ部分が前記両基板の周囲部だけであるように幅が小さく、しかも、接着剤を流動可能な厚さに塗布した場合には、圧着することで気泡を追い出すことが可能であろうが、マイクロ流体デバイスのように、微細な流路となる欠損部を持つ部材を貼り合わせる場合には、接着剤を流動する程度に塗布すると、前記欠損部が接着剤により埋められてしまい、微細な流路が閉塞されてしまう。即ちこの製造装置と製造方法では、マイクロ流体デバイスの部材の微細な欠損部を除いた全面を、気泡を残さずに貼り合わせることは出来なかった。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−０５１２８４号公報
【特許文献２】特許第３４３９７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、表面に微細な構造部分を有する部材、及び、やはり表面に微細な構造部分を有する、可撓性のある板状又はフィルム状の部材の少なくとも一方が粘着性である場合のように、両部材を接触させてからずらして位置を合わせることが出来ない場合でも、真空容器を使用することなく、部材間に気泡が入らないように、位置を合わせて貼り合わせる貼り合わせ装置、及び貼り合わせ方法を提供することにある。特に、上記のような部材を貼り合わせる工程を含むマイクロ流体デバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は、表面に微細な構造部分を有する部材である第１部材を第１ホルダに保持し、やはり表面に微細な構造部分を有する、可撓性のある板状又はフィルム状の第２部材を可撓性のある第２ホルダに密着させて保持し、両部材の貼り合わせ面を互いに向き合わせ、相対位置を合わせた後、両部材間の距離を縮めて行き、前記第２部材の一部を前記第１部材の一部に接触させ、その後も前記第２ホルダと前記第２部材を撓ませながらさらに両部材間の距離を縮めて行き、前記第１部材に前記第２部材を、前記貼り合わせ面の内周部から外周部へ、又は一方の端から他方の端へと順に接触させて貼り合わせることにより、上記課題を解決出来ることを見いだし、本発明に到達した。
【００１２】
即ち本発明は、平滑な表面αと該平滑な表面α上に微細な構造部分ａとを有する第１部材と、平滑な表面βと該平滑な表面β上に微細な構造部分ｂとを有し、更に可撓性を有する板状又はフィルム状の第２部材とを、
前記表面αと前記表面βを貼り合わせ面として、前記微細な構造部分ａと前記微細な構造部分ｂの位置関係を調整して貼り合わせるための貼り合わせ装置であって、
（１）前記第１部材を保持する機構を有する第１ホルダと、
（２）前記第１ホルダに対向し、前記第２部材を保持する第２部材保持面を有する第２ホルダと、
（３）前記第１ホルダに保持された前記第１部材と前記第２ホルダに保持された前記第２部材の、前記貼り合わせ面に平行な面内に於ける位置関係を検出する位置検出機構と
（４）前記第１ホルダに保持された前記第１部材と前記第２ホルダに保持された前記第２部材の、前記貼り合わせ面に平行な面内における位置を調整する位置合わせ機構と
（５）前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを前記貼り合わせ面に略垂直な方向に移動させて前記第１部材と第２部材を貼り合わせることの出来る垂直移動機構
とを有し、
（６）前記第２ホルダが可撓性のある素材で形成されており、かつ、
（７）前記第２ホルダの前記第２部材保持面が、凸曲面であるか、前記第１ホルダに保持された前記第１部材の貼り合わせ面に対して非平行な平面であり、
（８）前記垂直移動機構により前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを相互の距離を縮める方向に移動させた時には、前記第１部材と前記第２部材が、先ず前記貼り合わせ面の一部に於いて接触し、さらなる移動により第２ホルダが変形して、該接触面が広がることにより貼り合わされる
ことを特徴とする貼り合わせ装置を提供するものである。
【００１３】
また、本発明は、（１）上記の貼り合わせ装置を使用し、
（２）前記第１部材を、前記表面αが前記第２ホルダと対向するように前記第１ホルダに保持させ、
（３）前記第２部材を、前記表面βが前記表面αと対向するように前記第２ホルダの前記第２部材保持面に密着させて保持させ、
（４）前記位置検出機構により、前記第１部材と前記第２部材の、前記貼り合わせ面に平行な面内に於ける位置関係を検出し、
（５）前記位置合わせ機構により、前記第１部材と前記第２部材を前記貼り合わせ面に平行な面内において位置を合わせ、
（６）前記垂直移動機構により、前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを相互の距離を縮める方向に移動させて、前記第１部材と前記第２部材を、前記貼り合わせ面の一部に於いて接触させ、
その後さらに距離を縮める方向に移動させて、該接触面を広げることにより貼り合わせる
ことを特徴とする貼り合わせ方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、表面に微細な構造部分を有する部材、及び、やはり表面に微細な構造部分を有する可撓性のある板状又はフィルム状の部材、の少なくとも一方が粘着性である場合のように、両部材を接触させてからずらして相互の位置を合わせることが出来ない場合でも、真空容器を使用することなく、部材間に気泡が入らないように、位置を合わせて貼り合わせる貼り合わせ装置、及び、位置を合わせて貼り合わせる貼り合わせ方法を提供できる。本発明はまた、表面に微細な凹状構造を有する部材を位置を合わせて貼り合わせる工程を含むマイクロ流体デバイスの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を、図１〜図８に示された態様により説明する。
［第１ホルダ］
図１に第１ホルダ１の平面図とＡ部断面図を示す。本態様の第１ホルダ１は、第１部材１１を固定(保持)する機構（第１部材保持機構３と称する）として真空溝式の真空チャック３を有する。真空溝の幅は任意であるが、第１部材１１が柔軟なフィルム状部材である場合にも対応できるように、該真空溝の幅を０．０３〜０．５ｍｍ、より好ましくは０．０５〜０．３ｍｍ程度に細くすることが好ましく、また、真空溝の代わりに、直径０．０３〜１ｍｍ程度、より好ましくは直径０．０５〜０．５ｍｍの微小な多数の孔が穿たれた細孔式の真空チャック（図示略）や、金属焼結体などの、平均孔径１〜１００μｍの多孔質体を用いた多孔質体式の真空チャック（図示略）とすることも好ましい。第１部材保持機構３の第１部材保持方式は任意であり、上記の他、例えばクランプやネジなどの機械的保持、粘着力やや静電気力や磁力による保持、ワックスなどの液体の冷却凝固による保持を使用できる。
【００１６】
真空チャック３の場合は、例えば図４に示されたように、切り替えバルブ２１を経て真空２４と大気２５に接続される。第１部材保持機構３として、ワックスなどの液体の冷却凝固による保持方式を用いた場合には、保持の解除のための加熱機構を設けることが出来る。磁力によるものの場合には、第１部材１１を強磁性体で形成された板やフィルム状などの一時的な支持体に粘着力などで貼り付けて使用する。粘着力や静電気力や磁力による保持方式を用いた場合には、それらの保持力の強さを、第１部材１１と第２部材１２の粘着力や最終的な固着力の強さより弱く設定しておけば、該両部材の貼り付け後、剥離により保持を解除できる。
【００１７】
第１ホルダ１は、第１部材１１が板状又はフィルム状である場合は、図１、図５に示されたように、第１ホルダ１の第１部材保持面は平面とし、水平に配置されることが好ましい。第１ホルダ１は一般的に、前記第１部材１１を第２部材１２と貼り合わせる面（貼り合わせ面と称する）を外向きにして保持できるものであれば、第１部材１１の形状に応じた任意の形状であって良い。
図１に示された第１ホルダ１は、中心部に孔４が開けられており、該孔４を通して、例えば図６、図７に示された様な第１部材１１の位置決めマーク１０７、１０８と第２部材１２の位置決めマーク１１７、１１８を光学的に観察し、位置決めできるようになっている。該孔４は、より小さな複数の孔であっても良いし、第１ホルダ１をガラスや透明プラスチックなどの光学的に透明な素材で作製した場合には、孔４を設けなくても良い。
【００１８】
［第２ホルダ］
〔第１態様〕
図２に第２ホルダ２の第１態様の平面図とＡ部断面図を示す。本第１態様の第２部材１２は、円筒の一部を切り取った形状の曲面の板状とされ、凸面を第１ホルダ１側に向け、中央部が最も第１ホルダに近く配置されている。これにより、第２部材１２を装着した第２ホルダ２を第１部材１１に押しつけたとき、先ず凸状に保持された第２部材１２の中央部が第１部材１１に線状に接触し、更に押しつけると、第２ホルダ２が撓みながら、接触面が両端方向へ広がってゆき、最終的には第２部材１２の全体を第１部材１１に接触させることが出来る。上記でいう「中央部」は厳密な中央である必要はなく、両端間のいずれかの部分であってよい。
【００１９】
或いは、第２ホルダ２は、上記円筒の一方の端と他方の端（即ち、図２の紙面内上端と下端）が、第１部材１１の貼り合わせ面に対して遠近がある状態の凸面状としてもよい。この場合は、第２部材１２を装着した第２ホルダ２を第１部材１１に押しつけたとき、先ず凸状に保持された第２部材１２の中央部の一方の端が第１部材１１に点状に接触し、更に押しつけると、第２ホルダ２が撓みながら、接触面が３方向へ広がってゆく。
【００２０】
第２ホルダ２の表面の曲面の程度は、第１部材１１の貼り合わせ面と第２部材１２の貼り合わせ面の、両端部に於ける距離Ｘｅと中央部における距離Ｘｍとの差（Ｘｅ−Ｘｍ）が、好ましくは０．３ｍｍ以上、さらに好ましくは０．４ｍｍ以上、最も好ましくは０．５ｍｍ以上であり、また、好ましくは５ｍｍ以下、更に好ましくは４ｍｍ以下、最も好ましくは３ｍｍ以下である。但し、上記範囲は貼り合わせ面の一辺の長さが１０ｃｍのときの値であり、上記距離差（Ｘｅ−Ｘｍ）の好ましい範囲は、上限、下限共に貼り合わせ面の一辺の長さに比例する。上記下限以上とすることにより、貼り合わせ部に残存する気泡の量を減じることが出来、また、上記上限以下とすることによ貼り合わせた際の位置のずれを最小限に抑えられる。
【００２１】
図２に示された例では、第２ホルダ２は、円筒の一部である形状とされているが、厳密に円筒である必要はなく、平面を曲げて作られる任意の凸曲面を使用できる。例えば、円錐の一部である凸曲面であってもよいし、断面が双曲線の一部、放物線の一部、正弦波の一部、正規分布曲線等であるような凸曲面であってよい。
【００２２】
図２に示された態様では、常態で曲面状である板状の第２ホルダ２が、図中左右端において、固定部材にて、スポンジ製の緩衝材６を介して移動ステージ１３に装着されている。本態様では、板状の第２ホルダ２は常態で安定な曲面状の板であるが、例えば図３に示したように、第２ホルダが、常態では反りのない平面状であって、その中央部をスポンジ製などの柔軟な部材７に押しつけて弾性的に凸面状にされたものであってもよい。
【００２３】
本第１態様に於ける第２ホルダ２の厚みは任意であり、資材の弾性率により好適な厚みが異なるが、例えば０．０１〜１０ｍｍが好ましく、０．１〜５ｍｍがさらに好ましく、０．３〜３ｍｍが最も好ましい。第２ホルダ２の柔軟性は、第２部材１２を装着して第１部材１１に、最終的に平面状になるまで押しつけたとき、該第２部材１２の表面や内部に形成された微細な構造が破損したり不都合なほど著しく変形したりすることがなければ任意である。そのため、好適な範囲は第１部材１１と第２部材１２の硬度、強度、微細な構造の寸法や種類に依存する。一般には、引張弾性率と厚みの積が、好ましくは１×１０５〜１×１０８「Ｐａ・ｍ］、さらに好ましくは３×１０５〜３×１０７「Ｐａ・ｍ］である様な範囲である。
【００２４】
第２ホルダ２は繰り返し使用するために、使用条件で弾性変形する素材で形成されていることが好ましい。そのような素材としては、例えば有機重合体や金属が好ましい。有機重合体は任意であり、線上重合体であっても架橋重合体であってもよいし、ガラス転移温度（Tg)が室温以上であっても以下であってもよい。
【００２５】
図２に示された本第１態様に於いては、第２ホルダ２が第２部材１２を保持する機構（第２部材保持機構５と称する）は微細な真空溝式の真空チャック５とされている。第２部材保持機構５は、第２部材１２が薄いフィルム状である場合にも対応できるように、第１ホルダー１と同様に、細孔式の真空チャック、微細な真空溝式の真空チャック、又は多孔質体式の真空チャックが好ましい。しかし、保持する方式は任意であり、前記第１部材保持機構３と同様の機構を使用できる。
【００２６】
真空チャック５は、例えば図４に示されたように、切り替えバルブ２２を経て、真空２４と大気２５に接続され、これにより着脱される。第２部材保持機構５として、ワックスなどの液体の冷却凝固による保持方式を用いた場合には、保持の解除は加熱により実施できる。第２部材保持機構５として粘着力や静電気力や磁力による保持方式を用いた場合には、それらの保持力の強さを、第１部材１１との粘着力の強さより弱く設定しておけば、押しつけ後、第２ホルダ２を元の位置に戻す際に、第２部材１２は自然に第２ホルダ２から剥がれる。
【００２７】
本第１態様のバリエーションとして、第２ホルダを板状ではなく、中央が円柱の一部のように凸状である柔軟な塊状物で形成することも出来る。この場合には、第２ホルダを第１部材に押しつけ、第２部材の中央部が第１部材に接触した後更に押しつけると、塊状の第２ホルダ２は押しつぶされて変形し、第２部材１２の全体を第１部材１１に接触させることが出来る。この場合の第２ホルダ２の素材は、引張弾性率が、好ましくは０．１〜１００［ＭＰａ］、さらに好ましくは０．３〜３０［ＭＰａ］である。そのような素材としては、例えば、ゴム、エラストマー、ポリジメチルシロキサンのようなシリコン樹脂、ゲル、スポンジ状有機重合体、有機重合体の発泡体を例示できる。この場合には、第２部材保持機構５は、粘着力、静電気力、又は磁力によるものが好ましい。
【００２８】
第２ホルダ２は、前記板状物と本塊状物を併用してもよい。そのような例としては、ゴムやスポンジの塊状部材の上にそれより硬い素材で形成された板状部材が張り付けられた或いは乗せられた構造を例示できる。
図２に示された態様では、曲面状である板状の第２ホルダ２が、図中左右端において、固定部材にて、スポンジ製の緩衝材６を介して移動ステージ１３に装着されている。そのため、第２ホルダ２は移動ステージ１３の表面に平行な面内で多少動き得る。しかしながら、本発明の貼り合わせ装置を用いて貼り合わせる際には、第１部材１１と第２部材１２が最初に接触すると、粘着性により両部材間の相対位置が固定されるため、その後、接触面が拡大して行く際にも両部材の相対位置がずれることはない。第２ホルダを板状ではなく、中央が円柱の一部のように凸状である柔軟な塊状物で形成されている場合も話は同様である。
【００２９】
〔第２態様〕
図４に第２ホルダの第２の態様の平面図とＡ部断面図を示す。本第２態様では、弾性を持つ板状の第２ホルダ２が、第１部材１１の貼り合わせ面に対して一方の端（図中右端）が近く他方の端（図中左端）が遠く設置されている。これにより、第２部材１２を装着した第２ホルダ２を第１部材１１に押しつけたとき、先ず第２部材１２の第１部材に近い側の端の辺が第１部材１１に線状に接触し、更に押しつけると、第２ホルダ２が撓みながら、接触面が他端の辺方向へ順次広がってゆく。或いは、先ず第２部材１２の第１部材に近い側の辺の一方の端の頂点が第１部材１１に点状に接触し、更に押しつけると、第２ホルダ２が撓みながら、接触面が２方向へ順次広がってゆく。そして最終的には第２部材１２の全体が第１部材１１に接触する。これらにより、貼り合わせ面への気泡の残留を減少させることが出来る。
【００３０】
上記板状の第２ホルダは、平面状であっても、第１部材１１側に対して凸面状であってもよい。第２ホルダを平面状とした場合には、引張弾性率と厚みの積を好ましくは１×１０５〜３×１０６「Ｐａ・ｍ］、さらに好ましくは３×１０５〜１×１０６「Ｐａ・ｍ］とすることで、第２部材１２を装着した第２ホルダ２を第１部材１１に押しつけたとき、第２部材１２の全体が一度に第１部材１１に接触するのではなく、上記のように順次接触してゆくようにすることが出来る。第２ホルダを、第１部材１１側に対して凸面状とすると、第２ホルダ２の引張弾性率と厚みの積が、好ましくは１×１０５〜１×１０８「Ｐａ・ｍ］、さらに好ましくは３×１０５〜３×１０７「Ｐａ・ｍ］である様なさらに広い範囲で、上記の効果が発揮される。
【００３１】
第２ホルダ２の、第１部材１１の貼り合わせ面に対する傾きの程度は、貼り合わせ面の一辺の長さが１０ｃｍのとき、第１部材１１から遠い側の端に於ける距離Ｘｂと第１部材１１に近い側の端に於ける距離Ｘａとの差（Ｘｂ−Ｘａ）が、好ましくは０．３ｍｍ以上、さらに好ましくは０．４ｍｍ以上、最も好ましくは０．５ｍｍ以上であり、また、好ましくは５ｍｍ以下、更に好ましくは１．４ｍｍ以下、最も好ましくは３ｍｍ以下である。但し、上記距離差（Ｘｂ−Ｘａ）の好ましい範囲は、上限、下限共に貼り合わせ面の一辺の長さに比例する。上記下限以上とすることにより、貼り合わせ部に残存する気泡の量を減じることが出来、また、上記上限以下とすることにより貼り合わせた際の位置のずれを最小限に抑えられる。
【００３２】
本第２態様に於ける第２ホルダ２の厚みは任意であるが、例えば０．０１〜１０ｍｍが好ましい。第２ホルダ２の柔軟性は、第２部材１２を装着して第１部材１１に押しつけたとき、該部材の表面や内部に形成された微細な構造が破損したり不都合なほど著しく変形したりすることがなければ任意である。そのため、好適な範囲は第１部材１１と第２部材１２の硬度、強度、微細な構造の寸法や種類に依存する。一般には、引張弾性率と厚みの積を前記の範囲にすることが好ましい。第２ホルダ２は繰り返し使用するために、使用条件で弾性変形する素材で形成されていることが好ましい。
【００３３】
第２部材保持機構５については、前記第１態様と同様である。本第２態様のバリエーションとして、第２ホルダを板状ではなく、一方の端が厚く他方の端が薄い柔軟な塊状物で形成することも出来る。この場合には、第２ホルダを第１部材に押しつけ、第２部材の一分が第１部材に接触した後更に押しつけると、塊状の第２ホルダ２は厚い端から薄い端へと順次押しつぶされて変形し、最終的には第２部材１２の全体を第１部材１１に接触させることが出来る。この場合の第２ホルダ２の素材は、前記第１態様のバリエーションの場合と同様である。
本第２態様の場合も、第２ホルダ２は、前記板状物と本塊状物を併用してもよい。そのような例としては、ゴムやスポンジの塊状部材の上にそれより硬い素材で形成された板状部材が張り付けられた或いは乗せられた構造を例示できる。
【００３４】
［位置検出機構］
本発明の貼り合わせ装置は、前記第１部材１１と前記第２部材１２の、貼り合わせ面に平行な方向の位置関係を検出する位置検出機構１４を有する。検出の方式は任意であるが、光学的検出が好ましく、第１ホルダ１を通して、例えば図６、図７に示したような、第１部材１１と第２部材１２の位置決めマーク１０７、１０８、１１７、１１８を観察する方式が好ましい。このような光学的な位置検出機構１４は、垂直移動機構１５の移動方向と同じ方向から観察する向きに設けることが、正確な位置合わせが出来るため好ましく、かつ、第１部材１１の貼り合わせ面に垂直な方向から観察する向きに設けることが好ましい。
その他の位置検出機構１４としては、例えば、部材の外周を突き当てる位置決めピンや、部材に穿たれた孔に差し込む位置決めピンのような機械的な位置検出と位置決めを同時に行う機構、電極の導通/非導通や電極間の静電容量を検出する電気的検出機構を例示できる。
【００３５】
［位置合わせ機構］
本発明の貼り合わせ装置は、第１ホルダ１に保持された第１部材１１の前記構造部分と、第２ホルダ２に保持された前記第２部材１２の前記構造部分の位置を合わせる位置合わせ機構１３を有する。位置合わせ機構１３は、前記第１部材１１と前記第２部材１２の貼り合わせ面に平行な面内で相対的に移動させる位置合わせ機構１３が好ましい。図５の例では、位置合わせ機構１３と垂直移動機構１５を兼ねる機構として、直交する３方向への移動および回転が可能なＸＹＺθ移動ステージ１３（１５）を使用しているが、位置合わせ機構１３は一般には、前記第２ホルダ２を前記貼り合わせ面に平行な面内で、Ｘ軸方向（図５の紙面内左右方向とする）、Ｙ軸方向（図５の紙面に対して垂直な方向とする）への平行移動、及び、好ましくはθ方向の回転（図５の紙面内上下方向にとったＺ軸回りの回転とする）が可能な機構である。第１部材１１と第２部材１２の位置合わせ部分が１点である場合はθ方向の移動は不要である。上記のＸ、Ｙ、θ方向の移動機構は、第１ホルダ１と第２ホルダ２のどちらか一方に設けてもよいし、両方に設けても良いし、第１ホルダと第２ホルダで分担しても良い。
【００３６】
位置検出機構１４が、位置決めピンのように位置検出と同時に位置合わせも行う機構である場合には、位置合わせ機構１３として、第１ホルダ１や第２ホルダ２を移動させる機構ではなく、第１部材１１及び第２部材１２を各ホルダに装着する際に、前記Ｘ、Ｙ、θ方向に移動させて位置合わせする機構が設けられる。
【００３７】
位置検出機構と位置合わせ機構による位置合わせの精度（誤差）は、好ましくは０．１μｍ〜１００μｍ、更に好ましくは０．２μｍ〜３０μｍ、最も好ましくは０．３μｍ〜１０μｍである。かつ該誤差は、第１部材と第２部材に設けられた位置合わせすべき構造部分の寸法の１／１０以下とすることが好ましく、１／３０以下とすることがさらに好ましい。この範囲とすることで、位置検出機構と位置合わせ機構を簡単で安価な機構で実現でき、かつ、マイクロ流体デバイスなどの貼り合わせ形成物を十分な精度と再現性で得ることができる。
【００３８】
［垂直移動機構］
垂直移動機構１５は、第１ホルダ１と第２ホルダ２の相互の距離を変化させる機構であり、図５の態様では、紙面内上下方向にとったＺ軸方向に第２ホルダを移動させる機構である。該垂直移動機構１４により第２ホルダ２に保持された第２部材１２を第１ホルダ１に保持された第１部材１１に近づけて行き、接触させ、貼りあわることが出来る。垂直移動機構１５の移動方向は、第１ホルダ１と第２ホルダ２の相互の距離を変化させる方向であれば任意であるが、位置検出機構１４が光学的な検出機構である場合には、位置検出機構１４の位置合わせマーク観測方向に垂直な方向であることが好ましく、かつ、第１部材１１の貼り合わせ面に垂直な方向であることがさらに好ましい。
垂直方向移動機構１４は、第１ホルダ１と第２ホルダ２のどちらを移動させるものであってもよいし、両方を移動させるものであってよい。なお、図５の例では垂直移動機構１５は位置合わせ機構１３と一体化されており、直交する３方向への移動および回転が可能なＸＹＺθ移動ステージ１３（１５）を使用している。
【００３９】
［その他の機構］
本発明の貼り合わせ装置の姿勢は任意であり、例えば図５に例示された配置の上下逆であってもよいし、横向きであってもよい。本貼り合わせ装置は、第１部材１１と第２部材１２が半硬化のエネルギー線硬化性樹脂で形成されている場合には、貼り合わせ後完全に固着させるためのエネルギー線照射を行うエネルギー線照射装置（図示略）を有することも好ましい。
【００４０】
［マイクロ流体デバイス］
本発明の貼り合わせ装置や貼り合わせ方法で貼り合わせる部材について、マイクロ流体デバイスの例で説明する。本発明により好ましく製造することの出来るマイクロ流体デバイスは、表面に設けられた微細な溝状の流路や、その内部に設けられた微細な空洞状の流路の中で反応や分析を行うデバイスである。マイクロ流体デバイスには、前記流路の他、バルブ機構、ポンプ機構、膜分離機構、抽出機構、吸着機構、空洞中へ吐出するノズル機構、脱気機構、蒸溜機構、多孔質部、検出機構などの種々の微細な機構を形成することにより、その機能と応用範囲を広げることが出来る。このようなマイクロ流体デバイスを使用して、例えば濾過、抽出、反応などの試料の前処理部と、マイクロ・クロマトグラフィー、マイクロ電気泳動などの分離部と、蛍光や可視・紫外吸収などの検出部を一体化し、医療診断、生化学分析、化学分析の方面で微量の試料を分析するマイクロ・トータル・アナリシス・システム（μ−ＴＡＳ）を構築することが出来る。また、前記微細な流路の内表面に触媒を固定し、反応装置（マイクロリアクター）に応用することも出来る。
【００４１】
本発明で作製するマイクロ流体デバイスは、内部に空洞状の流路を有するマイクロ流体デバイスであり、平滑な表面αと、その平滑な表面α上に微細な構造部分ａを有する第１部材と、やはり平滑な表面βと、その平滑な表面β上に微細な構造部分ｂを有する、可撓性のある板状又はフィルム状の第２部材とが、表面αと表面βを貼り合わせ面として、微細な構造部分ａと微細な構造部分ｂの位置関係を調整して互いに貼り合わせされた、マイクロ流体デバイスである。
【００４２】
部材の表面の微細な構造部分ａ及びｂとしては、表面のみに微細な構造部分がある場合と、部材内部の構造が表面まで達している場合とがあり、例えば、他方の部材と積層貼り合わせされることにより空洞状の流路となる溝や凹部、該部材に穿たれた孔、フィルム状部材の一部にＵ字型の長孔で囲まれて形成された、逆止弁の弁体となるフラップ、濾過膜、該部材の表面の一部に形成された多孔質層等の物理的構造部分や、該部材の表面の一部に固定されたプローブ、該部材の表面の一部に固定された、種々の物質を固定するためのアンカーとなる官能基等の化学的構造部分が上げられる。これらの微細な構造部分が前記第１部材と第２部材にそれぞれ形成される組み合わせは任意であるが、本発明に於いては、特に前記構造部分の一方が、前記の溝、凹部、または孔である場合に効果的であり好ましい。
【００４３】
このような、位置合わせすべき対象となる微細な構造部分の寸法は任意であるが、その短辺（又は短径）方向の寸法は好ましくは１μｍ〜５ｍｍ、更に好ましくは３μｍ〜１ｍｍ、最も好ましくは５μｍ〜０．５ｍｍである。この範囲とすることで、本発明の効果が最も発揮される。該微細な構造部分の長辺（又は長径）方向の寸法は任意であり、例えば、該構造が溝である場合の長さ方向の寸法は、マイクロ流体デバイスの最大寸法、例えば１０ｃｍであり得る。
【００４４】
第１部材１１と第２部材１２に設ける位置決めマークは、専用のマークであっても良いし、位置合わせする構造部分そのものであってもよい。該位置決めマークの位置は、垂直移動機構１５を移動させたときに第１部材１１と第２部材１２が最初に接触する分部に近い部分とすることが、位置決め精度が高くなり、好ましい。また、２点で位置決めを行う際には、該２つの位置決めマークは、垂直移動機構１５を移動させたときに第１部材１１と第２部材１２の接触面が広がってゆく際の接触／非接触の境界線に略平行に設けることが、位置決め精度が高くなり、好ましい。位置決めが、位置決めピンによるものである場合には、位置決めマークは部材の外周となる。
【００４５】
第１部材１１は任意の形状の部材であるが、板状又はフィルム状であることが好ましい。第１部材１１を両面が実質的に平行な板状又はフィルム状とすることにより、本第１部材１１を通して光学的に位置合わせすることが容易になる。厚みや形状は任意である。材質も任意であるが、光学的に透明であることが、該第１部材１１を通して、光学的に第２部材１２の位置を検出できるため好ましい。
【００４６】
第２部材１２は可撓性のある板状又はフィルム状の部材である。第２部材１２の可撓性の程度は、曲面状の第２ホルダ２の第２部材装着面に密着して装着でき、かつ、第２ホルダに装着された第２部材１２を第１部材１１に押しつけて行く工程で破壊することが無ければ、硬度や厚みは任意である。そのためには、第２部材１２は、円筒形に曲げたときに破壊しない半径が２［ｍ］以下、好ましくは１［ｍ］以下、さらに好ましくは０．５［ｍ］以下のものである。該半径の下限は実質的にゼロ、即ち角を付けて折り曲げられるものであってよい。第２部材１２の厚みは任意であり、例えば１μｍ〜１ｃｍであり得るが、１０μｍ〜１ｍｍが好ましい。また、第２部材保持機構５により不都合無く保持されるために、引張弾性率と厚みの積が、好ましくは３×１０２〜３×１０６「Ｐａ・ｍ］、さらに好ましくは３×１０３〜３×１０５「Ｐａ・ｍ］の範囲とする。
【００４７】
第２部材１２の材質は任意であるが、上記の可撓性を示す素材として、有機重合体、金属、ガラス、石英などの結晶が好ましく、有機重合体が特に好ましい。勿論、本発明で製造するマイクロ流体デバイスは、前記第１部材１１と第２部材１２の他に、更に他の部材を積層貼り合わせすることによって作製されるものであっても良い。
【００４８】
［製造方法］
本発明のマイクロ流体デバイスの製造方法は、
（１）本発明の貼り合わせ装置を使用し、
（２）前記第１部材を、前記表面αが前記第２ホルダと対向するように前記第１ホルダに保持させ、
（３）前記第２部材を、前記表面βが前記表面αと対向するように前記第２ホルダの前記第２部材保持面に密着させて保持させ、
（４）前記位置検出機構により、前記第１部材と前記第２部材の、前記貼り合わせ面に平行な面内に於ける位置関係を検出し、
（５）前記位置合わせ機構により、前記第１部材と前記第２部材を前記貼り合わせ面に平行な面内において位置を合わせ、
（６）前記垂直移動機構により、前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを相互の距離を縮める方向に移動させて、前記第１部材と前記第２部材を、前記貼り合わせ面の一部に於いて接触させ、
その後該距離をさらに縮める方向に移動させて、該接触面を漸次広げることにより貼り合わせる。
【００４９】
位置合わせの精度は、高い方が好ましく、例えば好ましくは０．１〜１０μｍ、更に好ましくは０．１〜３μｍ、最も好ましくは０．１〜１μｍである。本貼り合わせ方法は、本発明の貼り合わせ装置のバリエーションにより、それぞれ好適な製造方法を採ることが出来るが、その方法は前記本発明の貼り合わせ装置の各項に於いて説明したとおりである。
【００５０】
本発明の製造方法により貼り合わされた第１部材１１と第２部材１２は粘着力で固定されているが、さらに強固に貼り合わせさせる場合には、加熱やエネルギー線の照射により半硬化の樹脂の硬化を進めたり、接着剤を硬化させることが出来る。
【００５１】
本発明の貼り合わせ方法は、マイクロ流体デバイスの製造方法に好ましく用いることができる。即ち、前記第１部材又は前記第２部材の少なくとも一方が、表面にまたは表面に達する微細な構造部分が、流路となる該部材の欠損部であるような、マイクロ流体デバイスを構成する部材であり、これらを貼り合わせて空洞状の流路を形成する工程を含むマイクロ流体デバイスの製造方法に好ましく適用できる。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例の範囲に限定されるものではない。
【００５３】
（実施例１）
本実施例では、本発明における第２ホルダ２の第１態様による貼り合わせ装置を用いたマイクロ流体デバイスの製造方法を示す。
［貼り合わせ装置］
第１ホルダ１は、図１の形状とし、外寸が１５ｃｍ×１５ｃｍ×１．５ｃｍ、第１部材保持機構３である真空チャックの真空溝は直径８ｃｍ、孔４は直径６ｃｍとした。第１ホルダ１は、図４に示したように、真空チャック３面を下向きにして装着した。第１ホルダ１の真空チャック３は、図４に示したように、切り替えバルブ２１を経て真空２４と大気２５に接続した。そして、第１ホルダ１の上方に位置検出機構１４として、光学顕微鏡１４を２基、紙面奥行き方向に平行に設置した。
【００５４】
第２ホルダ２は、図３の形状とし、１２ｃｍ×８ｃｍ×１ｍｍの平面状のアクリル樹脂板にレーザー加工機を使用して真空チャック５の真空溝５を形成した。該真空溝５はピッチ１ｃｍの碁盤目状とし、溝幅は約１４０μｍ、深さ約１５０μｍである。該２ホルダ２は、真空チャック５面を上向きにし、引張弾性率が約０．５［ＧＰａ］のスポンジ製の緩衝材６を介して、２つの止め具７でもってＸＹＺθ方向に移動可能な移動ステージ１３（１５）に装着した。該移動ステージ１３（１５）は、位置合わせ機構１３と垂直移動機構１５の両方の機能を有する物である。
【００５５】
本第２ホルダ２は、引張弾性率が約３［ＧＰａ］、「引張弾性率×厚み」の値が約３×１０６［Ｐａ・ｍ］の、常態では反りのない平面状であって、その中央部を、移動ステージ１３（１５）に貼り付けられた引張弾性率が約０．５［ＭＰａ］のスポンジ製の部材８の上に乗せることにより、弾性的に凸面状にしている。これにより、第２ホルダ２は、両端部に比べて中央部が約１ｍｍ凸であるような、円筒の一部である形状とされている。第２ホルダ２の裏面には真空溝５に連絡するフィッティング９を接着した。真空溝５は該フィッティング９から、図４に示したように、切り替えバルブ２２を経て真空２４と大気２５に接続した。
【００５６】
［マイクロ流体デバイスの製造方法］
〔紫外線照射方法〕
本実施例における紫外線照射の方法を以下に示す。
（紫外線ランプ１による照射）
３０００Ｗメタルハライドランプを光源とするアイグラフィックス株式会社製のＵＥ０３１−３５３ＣＨＣ型ＵＶ照射装置を用い、３６５ｎｍにおける紫外線強度が４０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を特に指定が無い限り室温、窒素雰囲気中で照射した。
（紫外線ランプ２による照射）
２５０Ｗ高圧水銀ランプを光源とするウシオ電機株式会社製のマルチライト２５０Ｗシリーズ露光装置用光源ユニットを用い、３６５ｎｍにおける紫外線強度が５０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、特に指定が無い限り室温、空気雰囲気中で照射した。
【００５７】
〔組成物（Ｘ）の調製〕
エネルギー線重合性化合物として平均分子量２０００の３官能ウレタンアクリレートオリゴマー「ユニディックＶ−４２６３」（大日本インキ化学工業株式会社製）７０部、ヘキサンジオールジアクリレート「ニューフロンティアＨＤＤＡ」（第１工業製薬株式会社製）３０部、光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン「イルガキュアー１８４」（チバガイギー社製）３部、及び重合遅延剤として２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンテン（関東化学株式会社製）０．５部を混合して、組成物（Ｘ）を調製した。
【００５８】
〔第１部材の作製〕
１０ｃｍ×１０ｃｍ×１ｍｍのアクリル樹脂製の基板１０１の上に、スピンコーターを用いて組成物（Ｘ）を塗工し、流路１２１、導入路１０５、流出路１０６と成す部分、及び２つの位置決めマーク１０７、１０８以外の部分にフォトマスクを通して紫外線ランプ２による紫外線照射を４０秒照射して組成物（Ｘ）を半硬化させ、非照射部分の未硬化の該組成物（Ｘ）を５０％エタノール水溶液で洗浄除去して、流路１２１を構成する溝１０４、導入路１０５となる溝１０５、流出路１０６となる溝１０６が形成された樹脂層１０２を形成した。この、基板１０１と樹脂層１０２からなる部材を第１部材１１とした。
【００５９】
〔第２部材の作製〕
片面がコロナ放電処理された厚さ３０μｍの２軸延伸ポリプロピレンシート（二村化学株式会社製）を一時的な支持体１１１として、この上に組成物（Ｘ）をスピンコーターを用いて塗工し、紫外線ランプ１により紫外線を４０秒照射して、該組成物を半硬化させて樹脂層１１２とした。
さらに、上記樹脂層１１２の上に組成物（Ｘ）をスピンコーターを用いて塗工し、流路１２１、導入路１１５、流出路１１６と成す部分、及び２つの位置決めマーク１１７、１１８以外の部分にフォトマスクを通して紫外線ランプ２による紫外線照射を４０秒照射して組成物（Ｘ）を半硬化させ、非照射部分の未硬化の該組成物（Ｘ）を５０％エタノール水溶液で洗浄除去して、流路１２１を構成する溝１１４、導入路１１５となる溝１１５、第１流出路１１６となる溝１１６が形成された樹脂層１１３を形成した。一時的な支持体１１１、樹脂層１１２及び樹脂層１１３からなる部材を第２部材１２とした。本第２部材の引張弾性率は約２．５［ＧＰａ」、「引張弾性率×厚み」の値は約７．５×１０４［Ｐａ・ｍ」である。
【００６０】
〔貼り合わせ〕
上記第１部材１１を溝形成面を下側にして第１ホルダ１に真空チャック３で保持し、また上記第２部材１２を、溝形成面を上側にして第２ホルダ２に真空チャック５で保持し、ＸＹＺθ移動ステージ１３（１５）を上昇（Ｚ軸方向に移動）させて、中央部に於ける両部材間の距離を１ｍｍに調節した。第２ホルダ２の上方から二つの位置検出機構（光学顕微鏡）１４で位置決めマーク１０７、１０８、１１７、１１８を観察しながら位置調節ステージのＸ、Ｙ、θを調節して、位置決めマーク１０７と１１７、及び位置決めマーク１０８と１１８の位置を合わせた。
【００６１】
ＸＹＺθ移動ステージ１３（１５）を上昇させると、第２部材１２の中央部が、図５の紙面に垂直な方向の線状に第１部材１１に接触した。ＸＹＺθ移動ステージ１３（１５）をさらに上昇させると、第２ホルダ２は平面に近づくように変形しながら、第２部材１２は中央部から両端方向へと、前記接触した線幅が増すように接触面が広がり、最終的には、第２部材１２の全面が第１部材１１に接触した。
【００６２】
次いで、第２ホルダ２の真空チャック５を解除し、ＸＹＺθ移動ステージ１３（１５）を下降させ、第１ホルダ１の真空チャック３を解除して、第１部材１１と第２部材１２が粘着力により仮に固着しているマイクロ流体デバイス前駆体を得た。
【００６３】
〔固着、及びその他の工程〕
紫外線照射装置（図示略）を用いて６０秒間紫外線を照射してエネルギー線硬化性組成物（Ｘ）を完全硬化させ、第１部材１１と第２部材１２を完全に固着した。
その後、第２部材１２から一時的な支持体１１１を剥離除去し、導入路１０５、流出路１０６、導入路１１５、流出路１１６の各端部において、基板１０１側からドリルでもって穴を開けて、導入口１０９、流出口１１０、導入口１１９、流出口１２０を形成し、図８に示されたようなマイクロ流体デバイスを得た。
得られたマイクロ流体デバイスは、第１部材１１の溝１０４と第２部材１２の溝１１４が１μｍ以下の誤差で完全に重なり合い、毛細管状の流路１２１が形成されていた。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の貼り合わせ装置の第１ホルダの（ａ）平面図および（ｂ）Ａ部断面図である。
【図２】本発明の貼り合わせ装置の第１態様の第２ホルダが、位置合わせ装置上に装着された状態を示す（ａ）平面図および（ｂ）Ａ部断面図である。
【図３】本発明の貼り合わせ装置の第１態様の第２ホルダが、位置合わせ装置上に装着された状態を示す（ａ）平面図および（ｂ）Ａ部断面図である。
【図４】本発明の貼り合わせ装置の第２態様の第２ホルダが、位置合わせ装置上に装着された状態を示す（ａ）平面図および（ｂ）Ａ部断面図である。
【図５】本発明の貼り合わせ装置の、配管模式図を含む正面図模式図である。
【図６】本発明で作製するマイクロ流体デバイスの第１部材の（ａ）平面図模式図および（ｂ）側面図模式図である。
【図７】本発明で作製するマイクロ流体デバイスの第２部材の（ａ）平面図模式図および（ｂ）側面図模式図である。
【図８】本発明で作製するマイクロ流体デバイスの（ａ）平面図模式図および（ｂ）側面図模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 第１ホルダ
２ 第２ホルダ
３ 第１部材保持機構（真空チャック、真空溝）
４ 孔
５ 第２部材保持機構（真空チャック、真空溝）
６、８ 多孔質体
７ 留め具
１１ 第１部材
１２ 第２部材
１３ 位置合わせ機構（ＸＹＺθ移動ステージ）
１４ 位置検出機構（光学顕微鏡）
１５ 垂直移動機構（ＸＹＺθ移動ステージ）
２１、２２、２３ 切り替えバルブ
２４ 真空
２５ 大気
１０１ 基板
１０２、１１２、１１３ 樹脂層
１０４、１１４ 流路となる溝
１０５、１１５ 流入路（溝）
１０６、１１６ 流出路（溝）
１０７、１０８、１１７、１１８ 位置決めマーク
１１１ 一時的な支持体
１０９、１１９ 流入口
１１０、１２０ 抽出口
１２１ 流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平滑な表面αと該平滑な表面α上に微細な構造部分ａとを有する第１部材と、平滑な表面βと該平滑な表面β上に微細な構造部分ｂとを有し、更に可撓性を有する板状又はフィルム状の第２部材とを、
前記表面αと前記表面βを貼り合わせ面として、前記微細な構造部分ａと前記微細な構造部分ｂの位置関係を調整して貼り合わせるための貼り合わせ装置であって、
（１）前記第１部材を保持する機構を有する第１ホルダと、
（２）前記第１ホルダに対向し、前記第２部材を保持する第２部材保持面を有する第２ホルダと、
（３）前記第１ホルダに保持された前記第１部材と前記第２ホルダに保持された前記第２部材の、前記貼り合わせ面に平行な面内に於ける位置関係を検出する位置検出機構と
（４）前記第１ホルダに保持された前記第１部材と前記第２ホルダに保持された前記第２部材の、前記貼り合わせ面に平行な面内における位置を調整する位置合わせ機構と
（５）前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを前記貼り合わせ面に略垂直な方向に移動させて前記第１部材と第２部材を貼り合わせることの出来る垂直移動機構
とを有し、
（６）前記第２ホルダが可撓性のある素材で形成されており、かつ、
（７）前記第２ホルダの前記第２部材保持面が、凸曲面であるか、前記第１ホルダに保持された前記第１部材の貼り合わせ面に対して非平行な平面であり、
（８）前記垂直移動機構により前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを相互の距離を縮める方向に移動させた時には、前記第１部材と前記第２部材が、先ず前記貼り合わせ面の一部に於いて接触し、さらなる移動により第２ホルダが変形して、該接触面が広がることにより貼り合わされる
ことを特徴とする貼り合わせ装置。
【請求項２】
前記第２ホルダが可撓性のある板状である請求項１に記載の貼り合わせ装置。
【請求項３】
前記第２ホルダの前記第２部材を保持する機構が真空チャックである請求項１又は２に記載の貼り合わせ装置。
【請求項４】
前記第２ホルダの前記第２部材を保持する機構が粘着力によるものである請求項１又は２に記載の貼り合わせ装置。
【請求項５】
（１）請求項１〜４のいずれか1項に記載の貼り合わせ装置を使用し、
（２）前記第１部材を、前記表面αが前記第２ホルダと対向するように前記第１ホルダに保持させ、
（３）前記第２部材を、前記表面βが前記表面αと対向するように前記第２ホルダの前記第２部材保持面に密着させて保持させ、
（４）前記位置検出機構により、前記第１部材と前記第２部材の、前記貼り合わせ面に平行な面内に於ける位置関係を検出し、
（５）前記位置合わせ機構により、前記第１部材と前記第２部材を前記貼り合わせ面に平行な面内において位置を合わせ、
（６）前記垂直移動機構により、前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを相互の距離を縮める方向に移動させて、前記第１部材と前記第２部材を、前記貼り合わせ面の一部に於いて接触させ、
その後さらに距離を縮める方向に移動させて、該接触面を広げることにより貼り合わせる
ことを特徴とする貼り合わせ方法。
【請求項６】
前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを相互の距離を縮める方向に移動させて、前記第１部材と前記第２部材を、前記貼り合わせ面の中央部に於いて略線状に接触させ、
その後、さらに前記第１ホルダと前記第２ホルダの相互の距離を縮めることにより、
前記第１部材及び前記第２部材の両端部方向に、接触部分と非接触部分の境界を略線状に保ちながら、前記略線状の接触部分を面状の接触部分として拡大する請求項５に記載の貼り合わせ方法。
【請求項７】
前記第１部材及び前記第２部材がマイクロ流体デバイスを構成する部材であり、前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方の表面に形成された微細な構造部分が、流路となる欠損部である請求項５又は６に記載の貼り合わせ方法。
【請求項１】
平滑な表面αと該平滑な表面α上に微細な構造部分ａとを有する第１部材と、平滑な表面βと該平滑な表面β上に微細な構造部分ｂとを有し、更に可撓性を有する板状又はフィルム状の第２部材とを、
前記表面αと前記表面βを貼り合わせ面として、前記微細な構造部分ａと前記微細な構造部分ｂの位置関係を調整して貼り合わせるための貼り合わせ装置であって、
（１）前記第１部材を保持する機構を有する第１ホルダと、
（２）前記第１ホルダに対向し、前記第２部材を保持する第２部材保持面を有する第２ホルダと、
（３）前記第１ホルダに保持された前記第１部材と前記第２ホルダに保持された前記第２部材の、前記貼り合わせ面に平行な面内に於ける位置関係を検出する位置検出機構と
（４）前記第１ホルダに保持された前記第１部材と前記第２ホルダに保持された前記第２部材の、前記貼り合わせ面に平行な面内における位置を調整する位置合わせ機構と
（５）前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを前記貼り合わせ面に略垂直な方向に移動させて前記第１部材と第２部材を貼り合わせることの出来る垂直移動機構
とを有し、
（６）前記第２ホルダが可撓性のある素材で形成されており、かつ、
（７）前記第２ホルダの前記第２部材保持面が、凸曲面であるか、前記第１ホルダに保持された前記第１部材の貼り合わせ面に対して非平行な平面であり、
（８）前記垂直移動機構により前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを相互の距離を縮める方向に移動させた時には、前記第１部材と前記第２部材が、先ず前記貼り合わせ面の一部に於いて接触し、さらなる移動により第２ホルダが変形して、該接触面が広がることにより貼り合わされる
ことを特徴とする貼り合わせ装置。
【請求項２】
前記第２ホルダが可撓性のある板状である請求項１に記載の貼り合わせ装置。
【請求項３】
前記第２ホルダの前記第２部材を保持する機構が真空チャックである請求項１又は２に記載の貼り合わせ装置。
【請求項４】
前記第２ホルダの前記第２部材を保持する機構が粘着力によるものである請求項１又は２に記載の貼り合わせ装置。
【請求項５】
（１）請求項１〜４のいずれか1項に記載の貼り合わせ装置を使用し、
（２）前記第１部材を、前記表面αが前記第２ホルダと対向するように前記第１ホルダに保持させ、
（３）前記第２部材を、前記表面βが前記表面αと対向するように前記第２ホルダの前記第２部材保持面に密着させて保持させ、
（４）前記位置検出機構により、前記第１部材と前記第２部材の、前記貼り合わせ面に平行な面内に於ける位置関係を検出し、
（５）前記位置合わせ機構により、前記第１部材と前記第２部材を前記貼り合わせ面に平行な面内において位置を合わせ、
（６）前記垂直移動機構により、前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを相互の距離を縮める方向に移動させて、前記第１部材と前記第２部材を、前記貼り合わせ面の一部に於いて接触させ、
その後さらに距離を縮める方向に移動させて、該接触面を広げることにより貼り合わせる
ことを特徴とする貼り合わせ方法。
【請求項６】
前記第１ホルダ及び／又は前記第２ホルダを相互の距離を縮める方向に移動させて、前記第１部材と前記第２部材を、前記貼り合わせ面の中央部に於いて略線状に接触させ、
その後、さらに前記第１ホルダと前記第２ホルダの相互の距離を縮めることにより、
前記第１部材及び前記第２部材の両端部方向に、接触部分と非接触部分の境界を略線状に保ちながら、前記略線状の接触部分を面状の接触部分として拡大する請求項５に記載の貼り合わせ方法。
【請求項７】
前記第１部材及び前記第２部材がマイクロ流体デバイスを構成する部材であり、前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方の表面に形成された微細な構造部分が、流路となる欠損部である請求項５又は６に記載の貼り合わせ方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−３０７６４４（Ｐ２００７−３０７６４４Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３７６４０（Ｐ２００６−１３７６４０）
【出願日】平成１８年５月１７日（２００６．５．１７）
【出願人】（０００１７３７５１）財団法人川村理化学研究所 (206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１７日（２００６．５．１７）
【出願人】（０００１７３７５１）財団法人川村理化学研究所 (206)
【Ｆターム（参考）】
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