特許 6382699 マイクロ分析チップ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6382699

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】マイクロ分析チップ

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/08 20060101AFI20180820BHJP

   G01N 37/00 20060101ALI20180820BHJP

【ＦＩ】

   G01N35/08 A

   G01N37/00 101

【請求項の数】11

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2014-241519(P2014-241519)

(22)【出願日】2014年11月28日

(65)【公開番号】特開2016-102728(P2016-102728A)

(43)【公開日】2016年6月2日

【審査請求日】2017年2月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317011920

【氏名又は名称】東芝デバイス＆ストレージ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西垣 亨彦

(72)【発明者】

【氏名】小野塚 豊

(72)【発明者】

【氏名】小林 賢太郎

(72)【発明者】

【氏名】濱崎 浩史

(72)【発明者】

【氏名】中村 直文

【審査官】 福田 裕司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１７３９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３３７５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−００５７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０８９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５４２４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３７０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５１５５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６８６７０４９（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 国際公開第２００７／０６９５８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００３−５０３７１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３５／００〜３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板の主面側に検体液を流入可能に設けられた流路と、
前記基板の主面上に周回状のバンクを有し、且つ該バンク内の前記基板の主面に前記流路の一端に接続するための液導入口を有し、前記検体液を収容可能なリザーバと、
前記液導入口から前記流路の一端までの間に設けられ、前記検体液中の微粒子を通過させるための第１の微細孔を有するフィルタと、
前記バンクの内側に形成され、前記液導入口に接続された線状の溝を有する液体導入構造と、
を具備したことを特徴とするマイクロ分析チップ。

【請求項2】

前記流路は、前記基板の主面を掘り込んで設けられた流路であり、該流路の一端は前記液導入口に接続され、
前記フィルタの前記第１の微細孔は、前記液導入口の上面を覆う絶縁膜に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ分析チップ。

【請求項3】

前記流路は、前記基板の主面上に絶縁膜によってトンネル状に設けられた流路であり、該流路の一端は前記基板を掘り込んで設けられた連絡通路を介して前記液導入口に接続され、
前記フィルタは、前記連絡通路と前記流路との接続部又は前記液導入口に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ分析チップ。

【請求項4】

前記流路の一部に設けられ、前記検体液中の前記微粒子を通過させるための第２の微細孔を有し、
前記第１の微細孔と前記第２の微細孔は、前記流路の延在方向に対して直列的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のマイクロ分析チップ。

【請求項5】

前記第１の微細孔の径は前記第２の微細孔の径よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載のマイクロ分析チップ。

【請求項6】

前記リザーバ内に電極を有し、前記電極が前記バンクの下を通り前記リザーバ外に引き出されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のマイクロ分析チップ。

【請求項7】

前記液体導入構造の幅は、前記液導入口の幅より狭いことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のマイクロ分析チップ。

【請求項8】

前記液体導入構造は、前記流路と同じ深さに形成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のマイクロ分析チップ。

【請求項9】

前記流路が２つ以上隣接しており、各々の流路の隣接壁に微小スリット又は微細孔が形成されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のマイクロ分析チップ。

【請求項10】

前記溝は、前記バンクで囲まれていることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のマイクロ分析チップ。

【請求項11】

前記リザーバの幅は、前記流路の幅よりも広いことを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載のマイクロ分析チップ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、検体液中の微粒子を検出可能なマイクロ分析チップに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、バイオ技術やヘルスケアなどの分野において、マイクロ流路や検出機構などの微小な流体要素を用いて、検体液に含まれる微粒子やバイオポリマの電気的な分離や検出を行う半導体マイクロ分析チップが注目されている。この中でも、リザーバからマイクロ流路に検体液を導入し、マイクロ流路に形成した微細孔に微粒子を通過させる構造が有効である。

【0003】

この種の装置においては、検体液が滴下されるリザーバからマイクロ流路に速やかに、且つ連続して検体液を導入する必要がある。さらに、検査対象外の微粒子などの不純物の影響が懸念されるため、これら検査対象外の微粒子などの不純物はリザーバから検出孔の間で除外するのが望ましい。しかし、種々の要因により、これらを満足できていないのが現状である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１−３３７５２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

発明が解決しようとする課題は、検体液中の微粒子を検出できると共に、リザーバに滴下された検体液中から、検査対象外の微粒子を効率良く除外できるのは勿論のこと、リザーバに滴下された検体液を流路に速やかに導入可能とするマイクロ分析チップを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態のマイクロ分析チップは、基板と、前記基板の主面側に検体液を流入可能に設けられた流路と、前記基板の主面上に周回状のバンクを有し、且つ該バンク内の前記基板の主面に前記流路の一端に接続するための液導入口を有し、前記検体液を収容可能なリザーバと、前記液導入口から前記流路の一端までの間に設けられ、前記検体液中の微粒子を通過させるための第１の微細孔を有するフィルタと、前記バンクの内側に形成され、前記液導入口に接続された線状の溝を有する液体導入構造と、を具備している。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態に係わる半導体マイクロ分析チップの要部構成を示す斜視図である。

【図2】図１のＡ−Ａ’断面図である。

【図3】図１の半導体マイクロ分析チップに用いたフィルタのパターン例を示す平面図である。

【図4】第２の実施形態に係わる半導体マイクロ分析チップの全体構成を示す平面図である。

【図5】第３の実施形態に係わる半導体マイクロ分析チップの全体構成を示す斜視図である。

【図6】図５のＢ−Ｂ’断面図である。

【図7】第４の実施形態に係わる半導体マイクロ分析チップの要部構成を示す斜視図である。

【図8】図７のＣ−Ｃ’断面図である。

【図9】第５の実施形態に係わる半導体マイクロ分析チップの要部構成を示す平面図である。

【図10】第６の実施形態係わる半導体マイクロ分析チップの要部構成を示す平面図である。

【図11】第７の実施形態に係わる半導体マイクロ分析チップの全体構成を示す斜視図である。

【図12】第８の実施形態に係わる半導体マイクロ分析チップの全体構成を示す斜視図である。

【図13】図１２の半導体マイクロ分析チップの要部構成を示す断面図である。

【図14】図１２の半導体マイクロ分析チップの変形例を示す斜視図である。

【図15】比較例としての半導体マイクロ分析チップの全体構成を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施形態の半導体マイクロ分析チップを、図面を参照して説明する。

【0011】

（第１の実施形態）
図１及び図２は、第１の実施形態に係わる半導体マイクロ分析チップの概略構成を説明するためのもので、図１はリザーバ部分の構成を示す斜視図、図２は図１の矢視Ａ−Ａ’断面図である。

【0012】

本実施形態の半導体マイクロ分析チップは、半導体基板１０と、検体液を流入可能なマイクロ流路２０と、検体液を収容可能なリザーバ３０と、検体液をマイクロ流路２０に導入するための液導入口４０と、検体液中の微粒子を通過させるためのフィルタ５０と、検体液に電気信号を与えるための電極６０と、を備えている。

【0013】

より具体的には、Ｓｉ等の半導体基板１０の主面を掘り込むことにより、基板掘り込み型のマイクロ流路２０が形成されている。マイクロ流路２０の底面と側面及び基板１０上には、シリコン酸化膜等の絶縁膜１１が形成されている。さらに、マイクロ流路２０以外の部分では絶縁膜１１上に絶縁膜１２が形成され、マイクロ流路２０の部分では中空構造を形成するように絶縁膜１２が形成されている。即ち、絶縁膜１２の一部は、マイクロ流路２０の上部を覆うキャップ層となっている。

【0014】

マイクロ流路２０の一端側には、基板１０上に周回状のバンク１４を形成することにより、矩形状のリザーバ３０が構成されている。リザーバ３０内に、マイクロ流路２０の一端と接続された液導入口４０が形成されている。この液導入口４０は、マイクロ流路２０よりも幅広に形成されている。即ち、マイクロ流路２０の一端は、バンク１４の下を通りリザーバ３０内に導入され、マイクロ流路２０よりも幅の広い液導入口４０に接続されている。

【0015】

液導入口４０の上面は、マイクロ流路２０と同様にキャップ層１２で覆われている。そして、このキャップ層１２に複数の微細孔１３を形成することにより、フィルタ５０が構成されている。フィルタ５０の微細孔１３の形状は、マイクロ流路２０のキャップ層１２に平面的にパターニングできるものであり、自由に設計が可能である。

【0016】

バンク３０内の絶縁膜１２上に、液導入口４０を除く領域に、電極６０が形成されている。この電極６０の一部はバンク１４と絶縁膜１２との間を通りリザーバ３０の外に導出されている。

【0017】

なお、マイクロ流路２０内での検体液の移動をスムーズにするために、マイクロ流路２０内に複数のピラーを形成しても良い。

【0018】

このように構成された半導体マイクロ分析チップにおいて、リザーバ３０に検体液等の液体を滴下すると、滴下された液体はリザーバ３０内に広がり液導入口４０に到達する。液導入口４０に到達した液体はその後、フィルタ５０を通ってマイクロ流路２０へ導入され、図示しないマイクロ流路に接続された液体を分析するブロックへと流動する。このとき、リザーバ３０を形成するバンク１４により滴下した液体は堰き止められるため、リザーバ３０の外側へ液体が流出することは防ぐことができる。

【0019】

リザーバ３０内に形成された電極６０は、リザーバ３０内に滴下された液体に電気信号を印加することができる。また、マイクロ流路２０に接続された液体を分析するブロック（図示せず）での分析結果を取得することができる。

【0020】

これに加えて本実施形態では、リザーバ３０とマイクロ流路２０との間の液導入口４０に、微細孔１３を複数形成したフィルタ５０が設けられている。このフィルタ５０は、微細孔１３のサイズ及び形状を、検査対象外の微粒子が通過不能で、且つ検査対象の微粒子が通過可能とすることで、検査対象の微粒子又はその集合体のみを通過させることができる。

【0021】

ここで、フィルタ５０の微細孔１３のパターン例を、図３（ａ）〜（ｃ）に示す。図３（ａ）では円形状、図３（ｂ）では長方形、図３（ｃ）では十字形状となっている。図３（ａ）では、微細孔１３の径を、検査対象の微粒子よりも大きく、且つ検査対象外の微粒子サイズよりも小さくすることで、検査対象外の微粒子を除外することができる。図３（ｂ）は、微細孔１３の長径と短径の組み合わせを最適化することで、検査対象外の微粒子を除外することができる。図３（ｃ）は、図３（ｂ）の長方形を組み合わせたものであるから、同様に長径と短径の組み合わせを最適化することで、検査対象外の微粒子を除外することができる。

【0022】

フィルタ５０用の微細孔１３の径を微粒子検出用の微細孔の径よりも小さくしておけば、微粒子検出用の微細孔に検査対象外の微粒子が詰まることを未然に防止でき、確実な検査が可能となる。また、フィルタ５０用の微細孔１３の径を微粒子検出用の微細孔の径よりも大きくしておけば、マイクロ流路２０への検査液の導入を速やかに行うことができ、検査時間の短縮をはかることが可能となる。

【0023】

このように、本実施形態の半導体マイクロ分析チップは、リザーバ３０内にフィルタ５０を形成することで、リザーバ３０に滴下された検体液等の液体から検査対象外の微粒子を除外してマイクロ流路２０に導入することが可能となる。しかも、フィルタ５０はキャップ層１２に複数の微細孔１３を設けることで形成することができる。従って本実施形態では、基板を掘り込む流路構造である点は従来と同様であるが、平面上にフィルタを形成できるため、フィルタ面積を容易に増加でき、フィルタ断面積を増加させることができる。また、検査対象の粒子径以上の掘り込み深さは必要ではあるものの、流量増加に伴う更なる深堀は不要である。さらに、フィルタ５０は、平面的なキャップ層１２に微細孔１３を設けるのみで形成できるため、微細孔１３のパターンの自由度が高く、検査対象外の微粒子を効率良く除外することができる。

【0024】

第１の実施形態に係わる半導体マイクロ分析チップは、以下の半導体プロセスを用いた工程にて作製される。まず、シリコン基板１０上にマイクロ流路２０及び液導入口４０となる掘り込み構造を反応性イオンエッチング装置を用いて形成する。その後、滴下する液体と基板１０との電気的な導通を防止するため、熱酸化により基板表面に絶縁膜１１である酸化シリコンを形成する。

【0025】

次いで、マイクロ流路２０及び液導入口４０の内部を図示しない犠牲層として樹脂系の材料にて埋め込み、その上に酸化シリコンを積層し、絶縁膜（キャップ層）１２を形成する。キャップ層１２の形成後、Ｐｔ電極をフォトレジストを用いたリフトオフプロセスにより絶縁膜１２上に積層し、更にエポキシ樹脂をパターニングしてバンク１４を形成する。さらに、次工程の犠牲層除去においてバンク１４がエッチングされないように、エポキシ樹脂の表面を酸化シリコンでカバーする。最後に、酸素プラズマアッシングによりマイクロ流路２０内の犠牲層をエッチング除去する。

【0026】

このとき、液導入口４０の基板主面に対して垂直方向の短辺側、即ち液導入口４０の幅をマイクロ流路２０の幅と比較して広くすることで、リザーバ３０内に滴下する液体をマイクロ流路２０の液導入口４０に効率良く到達させることができる。さらに、液導入口４０はマイクロ流路２０をカバーするキャップ層１２で覆い、この部分に微細孔１３を形成することで、フィルタ５０を形成することができる。このフィルタ５０により、検査対象外の微粒子を除外することが可能となる。

【0027】

ここで、基板１０の種類としてはシリコンの他に、石英、ガリウムヒ素、インジウム燐、サファイア、セラミック、弗素樹脂を母体とするものを用いることもできる。さらに、基板の掘り込み加工は、反応性イオンエッチング以外の手法を用いて行っても構わない。また、基板１０の主面の絶縁膜１１の形成は、熱酸化の他に、化学気相成長、スパッタ等の方法を用いて積層することも可能である。絶縁膜１１は、基板１０が絶縁体であれば必ずしも必要ない。

【0028】

犠牲層の種類としては樹脂系の他に、シリコン、ガリウムヒ素等の半導体材料、アルミニウム、モリブデン等の金属材料、石英、窒化シリコン等の絶縁材料を用いることができる。犠牲層としては、その上に積層するキャップの材料とのエッチング選択比の高いものを選択すればよい。

【0029】

キャップ層１２の種類としては酸化シリコンの他に、窒化シリコン、サファイア、樹脂等の絶縁材料が望ましく、犠牲層とのエッチング選択比の高いものを選択すればよい。

【0030】

電極６０の種類としてはＰｔの他に、Ｉｒ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｈｇ，Ｓｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ、水銀カロメル、及びそれらの様々な組み合わせが含まれる。また、Ａｇ／ＡｇＣｌ、又はＨｇ／ＨｇＯのような電気化学電極を利用することもできるが、安価に大量生産可能な半導体プロセスにて取り扱うことのできる材質を選択するのが尚よい。

【0031】

また、電極６０のパターニングは、リフトオフの他にドライエッチング、或いはウェットエッチングによるエッチオフによって行うこともできる。

【0032】

バンク１４の種類としては樹脂系の材料の他に、シリコン、ガリウムヒ素等の半導体材料、アルミニウム、モリブデン等の金属材料、石英、窒化シリコン等の絶縁材料を用いることができ、バンクをカバーする材料は酸化シリコンの他に石英、窒化シリコン等の絶縁材料を用いることができる。或いはバンクをカバーする材料がマイクロ流路の犠牲層をエッチング除去する際に除去されないならカバーを積層する必要はない。また、バンクのサイズはリザーバに滴下する液体の容量に応じて適切に設定すればよい。

【0033】

犠牲層のエッチングは酸素プラズマアッシングの他に、犠牲層を除去できるガスを用いたドライエッチング、或いはエッチャントを用いたウェットエッチングで行うことができ、犠牲層の材質に応じて選択することができる。

【0034】

ここで、比較例として、基板を掘り込んだリザーバを有する半導体マイクロ分析チップの問題点を説明しておく。

【0035】

比較例としての半導体マイクロ分析チップは、図１５に示すように、半導体基板１の主面に周回状のバンク２により形成されるリザーバ３と、基板主面の一部を掘り込んで形成されるピラー４と、同じく基板１の主面の一部を掘り込み且つ上部をキャップで覆われ、リザーバ３の内側から外側へと延在するマイクロ流路５と、リザーバ内形成された電極（図示せず）により構成される。

【0036】

この種のマイクロ分析チップのように、基板１を掘り込むと同時にピラー４を形成したリザーバ３の場合は、ピラー４による毛細管現象によりリザーバ３に滴下された検体液を、基板１を掘り込むことで形成されたマイクロ流路５の液導入口に導入することが可能である。また、この導入された検体液中の検査対象の微粒子はマイクロ流路５の検出孔６を通過する際の電気信号の変化を検出することが検出される。しかし、検査対象外の微粒子などの不純物の影響が懸念されるため、これら検査対象外の微粒子などの不純物はリザーバ２から検出孔の間でフィルタにより除外する必要がある。

【0037】

比較例の構成では、このフィルタもピラー４により形成されていたが、このピラー４によるフィルタには幾つかの課題があった。まず、基板１を掘り込む流路構造では、流路内を通過する検体液の流量増加、検査対象の粒子径の増加に伴い、流路断面積を増加させるためには、基板掘り込み深さを深くする必要があった。このため、ピラー形状はより高アスペクトとなり、ピラー加工時及び後プロセスにおけるピラーの破壊不良が多く発生するという構造的な問題があった。また、ピラーを用いたフィルタの場合は、ピラー形状が柱状に限定されるため、フィルタの通過孔の形状は直方体等に限定され、例えば、円形状や十字形状などの設計は不可能であるなど、設計の側面でも問題があった。さらに、この基板を掘り込む流路構造では、掘り込み深さに限界があるためフィルタ面積を増加することができないという性能的な問題があった。

【0038】

これに対し本実施形態では、平面上に形成されたキャップ層１２に微細孔１３を設けることによりフィルタ５０を構成できるため、構造的に安定であり設計の自由度を向上させることができる。

【0039】

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係わる半導体マイクロ分析チップの全体構成を示す平面図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。

【0040】

本実施形態は、第１の実施形態で説明したリザーバの構成を、２つのマイクロ流路を有する半導体マイクロ分析チップに適用した例である。

【0041】

図４に示すように、本実施形態の半導体マイクロ分析チップは、半導体基板１０と、第１〜第４のリザーバ３１〜３４と、液導入口４１〜４４と、フィルタ５１〜５４と、第１及び第２のマイクロ流路２１，２２と、リザーバ３１，３２内に形成された第１及び第２の電極６１，６２と、微粒子検出用の微小スリット７０と、から構成されている。なお、図示しないが、第１の実施形態と同様に、少なくとも基板の主面には絶縁膜が形成され、更にマイクロ流路２１，２２の上面を覆うキャップ層が形成されている。

【0042】

より具体的には、基板１０の主面の一部を掘り込んで基板掘り込み型の第１及び第２のマイクロ流路２１，２２が形成されている。これらのマイクロ流路２１，２２は、一部が隣接しており、該隣接部の隔壁に微粒子検出用の微小スリット７０が設けられている。

【0043】

第１のマイクロ流路２１の一端側には、基板上に周回状のバンク１４を形成することにより、第１のリザーバ３１が構成されている。第１のマイクロ流路２１の一端は、第１のリザーバ３１内に導かれ、幅が広くなっている。即ち、第１のマイクロ流路２１は第１のリザーバ３１内に液導入口４１を有するものとなっている。液導入口４１には、キャップ層に微細孔を設けたフィルタ５１が形成されている。また、第１のリザーバ３１内の基板１０の表面には、第１の電極６１が形成されている。この電極６１は、一部がバンク１４の底部を通してリザーバ３１の外側に導出されている。

【0044】

第２のマイクロ流路２２の一端側には、基板１０上に周回状のバンク１４を形成することにより第２のリザーバ３２が構成されている。第２のリザーバ３２は、第１のリザーバ３１と実質的に同様の構成であり、液導入口４２、フイルタ５２、第２の電極６２、を有する。そして、液導入口４２が第２のマイクロ流路２２に接続されている。

【0045】

第１のマイクロ流路２１の他端側には、基板１０上に周回状のバンク１４を形成することにより、第３のリザーバ３３が構成されている。第３のリザーバ３３の構成は、電極６１が無いだけで、第１のリザーバ３１と同様である。第２のマイクロ流路２２の他端側には、基板上に周回状のバンク１４を形成することにより、第４のリザーバ３４が構成されている。第４のリザーバ３４の構成は、電極６２が無いだけで、リザーバ３２と同様である。

【0046】

上記のように、第１のマイクロ流路２１は、第１のリザーバ３１内の液導入口４１と第３のリザーバ３３内の液導入口４３を結び、上面をキャップ層で覆われている。第２のマイクロ流路２２は、第２のリザーバ３２内の液導入口４２と第４のリザーバ３４内の液導入口４４を結び、上面をキャップ層で覆われている。

【0047】

なお、検体液の流れが第１のリザーバ３１から第３のリザーバ３３への一方向のみの場合、第３のリザーバ３３内のフィルタ５３は省略することも可能である。同様に、検体液の流れが第２のリザーバ３２から第４のリザーバ３４への一方向のみの場合、第４のリザーバ３４内のフィルタ５４は省略することも可能である。

【0048】

このような半導体マイクロ分析チップの第１のリザーバ３１に検体液等の液体を滴下すると、第１の実施形態と同様に、滴下された液体は第１のリザーバ３１内に広がり液導入口４１に到達する、液導入口４１に到達した液体は、フィルタ５１を介して第１のマイクロ流路２１へ導入される。第１のマイクロ流路２１に導入された液体は更に第３のリザーバ３３内のフィルタ５３を介してリザーバ３３内へと到達する。同様に、第２のリザーバ３２に検体液等の液体を滴下すると、滴下された液体は第２のリザーバ３２内に広がり液導入口４２に到達する、液導入口４２に到達した液体は、フィルタ５２を介して第２のマイクロ流路２２へ導入される。第２のマイクロ流路２２に導入された液体は更に第４のリザーバ３４内のフイルタ５４を介して第４のリザーバ３４内へと到達する。

【0049】

このとき、第１のマイクロ流路２１内の液体は、第１のリザーバ３１内の液導入口４１及びフィルタ５１を介して第１の電極６１と電気的に接続されている。同様に、第２のマイクロ流路２２内の液体は、第２のリザーバ３２内の液導入口４２及びフィルタ５２を介して第２の電極６２と電気的に接続されている。さらに、第１のマイクロ流路２１内の液体と第２のマイクロ流路２２内の液体は微小スリット７０を介して接触することになる。従って、第１の電極６１と第２の電極６２は、滴下した液体を介して電気的に接続されることになる。

【0050】

第１のリザーバ３１と第２のリザーバ３２に微粒子等の被検査物を含む導電性の検体液を滴下した状態で、第１の電極６１と第２の電極６２との間に電圧を印加すると、電極６１，６２間にはイオン電流が流れる。即ち、検体液の導電率、第１及び第２の電極６１，６２のサイズと材質、第１及び第２のマイクロ流路２１，２２のサイズ、微小スリット７０のサイズ等に依存したイオン電流が流れる。また、第１及び第２のマイクロ流路２１，２２と微小スリット７０にはイオン電流の電流密度に応じた電界が発生し、特に第１及び第２のマイクロ流路２１，２２よりサイズの小さな微小スリット７０の近傍では最も電界強度が大きくなる。検体液中の微粒子等の被検査物は通常表面が帯電するため、この表面電荷と前述の電界により電気泳動する。

【0051】

高い電界強度の微小スリット７０の近傍では、微粒子の電気泳動による運動は大きくなり、場合によっては第１のマイクロ流路２１から第２のマイクロ流路２２へ微小スリット７０を介して微粒子が移動する、或いはその逆の移動が発生する場合がある。このとき、微小スリット７０の検体液を微粒子が排除することになるので、微小スリット７０の電気抵抗が上昇し、結果としてイオン電流の大きさが減少することになる。このイオン電流の変化する量と変化する時間は、微小スリット７０を通過する微粒子のサイズに対応している。このため、第１の電極６１と第２の電極６２の間を流れるイオン電流の大きさを計測することにより、検体液中の微粒子のサイズを電気的に分析することが可能となる。

【0052】

このとき、第１のマイクロ流路２１と第２のマイクロ流路２２には第１の実施形態にて詳述したフィルタ５０（５１，５２）が形成されているため、検体液中の検査対象外の微粒子を予め除外することができ、微小スリット７０を用いた微粒子の検出を効率良く行うことができる。

【0053】

なお、微小スリット７０を通しての微粒子の移動が第１の流路２１から第２の流路２２への一方向の場合、第２の流路内２２には必ずしも検体液を導入する必要はなく、電極６１，６２間での電気的検出が可能となる電解液を導入するようにしても良い。

【0054】

（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態に係わる半導体マイクロ分析チップの全体構成を示す平面図である。図６（ａ）（ｂ）は、図５の矢視Ｃ−Ｃ’断面図である。なお、図２及び図４と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。また、電極６１，６２は示していない。

【0055】

本実施形態が先に説明した第２の実施形態と異なる点は、マイクロ流路の一方を絶縁膜トンネル型に形成したことにある。

【0056】

即ち、第１のマイクロ流路２１は先の第２の実施形態と同様に基板掘り込み型であり、第２のマイクロ流路２３は、基板掘り込み型ではなく、基板１０上に絶縁膜の中空構造を形成した絶縁膜トンネル型の流路となっている。この第２のマイクロ流路２３は、基板１０内ではなく基板１０上に形成されるため、第１のマイクロ流路２１の上方に位置することになる。そして、第２のマイクロ流路２３は、基板１０の中央部で第１のマイクロ流路２１と交差しており、この交差部分に検出用の微細孔８０が形成されている。

【0057】

なお、第２のマイクロ流路２３を形成するには、基板１０上に犠牲層のパターンを形成した後、犠牲層を覆うように絶縁膜１５を形成する。その後、犠牲層を除去することにより、絶縁膜トンネル型の流路が形成される。また、第２のマイクロ流路２３は、図６（ａ）に示すように、基板１０を掘り込んで形成された連絡通路１８を介して第２のリザーバ３２内の液導入口４２に接続されている。そして、液導入口４２には、フィルタ５２が形成されている。

【0058】

本実施形態の構成では、第１のリザーバ３１に検体液等の液体を滴下すると、先の第２の実施形態と同様に、滴下された液体は液導入口４１に到達し、フィルタ５１を介して第１のマイクロ流路２１へ導入され、更にフィルタ５２を介して第３のリザーバ３３内へと到達する。一方、第２のリザーバ３２に検体液等の液体を滴下すると、滴下された液体は第２のリザーバ３２内に広がり液導入口４２に到達する。液導入口４２に到達した液体は、フィルタ５２を介して連絡通路１８へ導入され、更に第２のマイクロ流路２３へ導入される。第２のマイクロ流路２３に導入された液体は、第４のリザーバ３４内のフイルタ５４を介して第４のリザーバ３４内へと到達する。従って、第２の実施形態と同様に微粒子の検査を行うことができる。

【0059】

従って本実施形態では、先の第２の実施形態と同様の効果が得られる。これに加えて本実施形態では、微粒子検査のための微細孔８０が、キャップ層１２に平面的に形成できるため、孔形状の設計自由度が高い。このため、検出すべき微粒子の形状に応じて微細孔８０を最適に設定することができ、検査精度の向上をはかることが可能となる。

【0060】

また、本実施形態では、図６（ａ）に示す構成において、連絡通路１８と流路２３との接続部にフィルタを設けるようにしても良い。このとき、図６（ｂ）に示すように、液導入口のフィルタ５２ａを粗く、接続部側のフィルタ５２ｂを細かく設計することにより、検査対象外の微粒子の除外をより効率良く行うことも可能となる。

【0061】

（第４の実施形態）
図７及び図８は、第４の実施形態に係わる半導体マイクロ分析チップの概略構成を説明するためのもので、図７はリザーバ部分の構成を示す斜視図、図８は図７の矢視Ｃ−Ｃ’断面図である。なお、図１及び図２と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。

【0062】

本実施形態の半導体マイクロ分析チップは、半導体基板１０と、検体液を流入可能なマイクロ流路２０と、検体液を収容可能なリザーバ３０と、検体液をマイクロ流路２０に導入するための液導入口４０と、検体液に電気信号を与えるための電極６０と、検体液を液導入口４０に導くための液体導入構造９０と、を備えている。

【0063】

より具体的には、Ｓｉ等の半導体基板１０の主面を掘り込むことにより、基板掘り込み型のマイクロ流路２０が形成されている。マイクロ流路２０の底面と側面及び基板１０上には、シリコン酸化膜等の絶縁膜１１が形成されている。さらに、マイクロ流路２０以外の部分では絶縁膜１１上に絶縁膜１２が形成され、マイクロ流路２０の部分では中空構造を形成するように絶縁膜１２が形成されている。即ち、絶縁膜１２の一部は、マイクロ流路２０の上部を覆うキャップ層となっている。

【0064】

マイクロ流路２０の一端側には、基板１０上に周回状のバンク１４を形成することにより、矩形状のリザーバ３０が構成されている。リザーバ３０内に、マイクロ流路２０の一端と接続された液導入口４０が形成されている。この液導入口４０はマイクロ流路２０よりも幅が広くなっている。即ち、マイクロ流路２０の一端は、バンク１４の下を通りリザーバ３０内に導入され、マイクロ流路２０の幅よりも広い液導入口４０に接続されている。

【0065】

リザーバ３０内には、基板１０を線状に掘り込んだ溝を有する液体導入構造９０が形成されている。ここでは、液体導入構造９０は直線状の溝を有している。この液体導入構造９０の一端は、液導入口４０に接続されている。

【0066】

リザーバ３０内の絶縁膜１１上に、電極６０が形成されている。この電極６０の一部はバンク１４と絶縁膜１１との間を通りリザーバ３０の外に導出されている。なお、電極６０は液体導入構造９０内に形成しても良いし、液体導入構造９０を除く領域に形成しても良い。

【0067】

このような半導体マイクロ分析チップのリザーバ３０に検体液等の液体を滴下すると、滴下された液体はリザーバ３０内に広がり液体導入構造９０に捕獲され、液導入口４０に到達する。液導入口４０に到達した液体はその後、マイクロ流路２０へ導入され、図示しないマイクロ流路２０に接続された液体を分析するブロックへと流動する。このとき、液体導入構造９０を数〜数百マイクロメートル程度の幅にしておくことで、液体導入構造９０に捕獲された液体は、毛細管現象により速やかに液導入口４０へ到達することが可能となる。さらに、液体導入構造９０の流速がマイクロ流路２０と比較して大きくなるため、検体液を絶やすことなくマイクロ流路２０に導入することが可能となる。また、リザーバ３０を形成するバンク１４により滴下した液体は堰き止められるため、リザーバ３０の外側への液体が流出することは防ぐことができる。

【0068】

リザーバ３０内の絶縁膜１１上に形成される電極６０は、リザーバ３０内に滴下された液体に電気信号を印加することができる。また、マイクロ流路２０に接続された液体を分析するブロック（図示せず）での分析結果を滴下された液体を介して取得することができる。このとき、電極６０の大部分は液体導入構造９０以外の絶縁膜１１の上に積層される。即ち、電極６０の大部分は基板１０の主面上に位置する平坦な絶縁膜１１の上に積層されるため、電極配置の制約や絶縁膜側面への電極形成による電極断線等の大部分の問題を回避することが可能となる。

【0069】

第４の実施形態に係わる半導体マイクロ分析チップは、以下の半導体プロセスを用いた工程にて作製される。まず、シリコン基板１０上に液体導入構造９０とマイクロ流路２０となる掘り込み構造を反応性イオンエッチング装置を用いて形成する。その後、滴下する液体と基板１０との電気的な導通を防止するため、熱酸化により基板表面に絶縁膜１１である酸化シリコンを形成する。

【0070】

次いで、マイクロ流路２０の内部を図示しない犠牲層として樹脂系の材料にて埋め込み、その上に酸化シリコンを積層しキャップ層１２を形成する。キャップ層１２の形成後、Ｐｔ電極をフォトレジストを用いたリフトオフプロセスにより絶縁膜１１上に積層し、更にエポキシ樹脂をパターニングしてバンク１４を形成する。さらに、次工程の犠牲層除去においてバンク１４がエッチングされないように、エポキシ樹脂の表面を酸化シリコンでカバーする。最後に、酸素プラズマアッシングによりマイクロ流路２０内の犠牲層をエッチング除去する。

【0071】

このとき、液体導入構造９０とマイクロ流路２０の掘り込み構造は同時に形成することもできるし、別々に形成することもできる。同時に形成する場合は、半導体マイクロ分析チップの作製プロセスの工程数を減少でき、作製コストが低減できる。このときの液体導入構造９０とマイクロ流路２０の掘り込み量は略一致することになる。

【0072】

また、液体導入構造９０の基板主面に対して垂直方向の短辺側、即ち液体導入構造の幅をマイクロ流路２０の幅と比較して狭くすることで、毛細管力の増加により、リザーバ３０内に滴下する液体を短時間でマイクロ流路２０の液導入口４０に到達させることができる。さらに、液体導入構造９０はマイクロ流路２０をカバーするキャップ層１２で一部を覆うことで、特定の場所からのみ滴下した液体を液体導入構造９０に導入することが可能となり、液体中の夾雑物の濾過を可能とすることができる。

【0073】

このように本実施形態では、リザーバ３０内に液体導入構造９０を形成することで、リザーバ３０に滴下された検体液等の液体を迅速にマイクロ流路２０の液導入口４０へ誘導し、液体をマイクロ流路２０に導入することが可能となる。このとき、リザーバ３０の内部の大部分を掘り込んでピラーを形成する必要がなく、基板主面上に位置する平坦な絶縁膜１１の上に電極６０が形成されるため、電極６０の引き回しや電極サイズの制約を抑制できるようになる。

【0074】

従って、比較例のようにリザーバを掘り込んで形成したマイクロ分析チップとリザーバを掘り込まずに形成したマイクロ分析チップの課題の両方を抑制することが可能となる。即ち、検体液を速やかにマイクロ流路２０に導入でき、電極６０の断線不良を抑制し、更に電極面積の制約が抑制された半導体マイクロ分析チップを、製造コストを抑制して実現することが可能となる。

【0075】

なお、基板１０、絶縁膜１１、キャップ層１２、電極６０、バンク１４、及び犠牲層の材料としては、第１の実施形態で説明した各種の材料を用いることができる。さらに、電極６０のパターニング、犠牲層のエッチングに関しても、第１の実施形態で説明した各種の変形が可能である。

【0076】

また、本実施形態の半導体分析チップでは液体導入構造９０の底面及び側面に電極６０を積層している。しかし、底面及び側面の電極とこれら以外の電極との断線が生じる、或いはこれらの領域への電極積層が困難な場合には、液体導入構造９０以外の基板主面の絶縁膜１１の上のみに電極６０を形成することも可能である。

【0077】

また、液体導入構造９０を通らずに液体導入口４０へ検体液が導入される場合に備えて、第１の実施形態と同様に、液導入口４０の上面をマイクロ流路と同様にキャップ層で覆い、そのキャップ層に微細孔を形成してフィルタを形成してもかまわない。

【0078】

（第５の実施形態）
図９は、第５の実施形態に係わる半導体マイクロ分析チップの要部構成を示す平面図である。なお、図７と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。

【0079】

図９に示すように、液体導入構造９０を除いて第４の実施形態と同様の構成となっている。本実施形態の液体導入構造９０（９０ａ，９０ｂ）は、線状の溝となっており、複数の液体導入構造９０が液導入口４０に接続されていることに加え、液体導入構造９０ａの途中に複数の液体導入構造９０ｂが結合されている。ここでは、液体導入構造９０は、直線状の溝となっている。即ち、液体導入構造９０は矢羽根状に形成されている。

【0080】

このような構造に検体液等の液体を滴下することにより、第４の実施形態と同様に、液体導入構造９０に捕獲された液体は途中の液体導入構造９０と結合しながら、最終的には液導入口４０に到達する。このとき、液体導入構造９０はリザーバ３０内の各所に配置されているため、第４の実施形態と比較して、滴下した検体液はより短時間で液体導入構造９０に達し、液導入口４０を経由してマイクロ流路２０へと導入される。また、第４の実施形態と比較して検体液を滴下する場所の自由度が増す効果がある。

【0081】

本実施形態の半導体マイクロ分析チップの作製方法は、液体導入構造９０のパターンが異なるのみで、第４の実施形態で説明したプロセスと同様である。

【0082】

（第６の実施形態）
図１０は、第６の実施形態に係わる半導体マイクロ分析チップの要部構成を示す平面図である。なお、図７と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。

【0083】

図１０に示すように、液体導入構造９０を除いて第４の実施形態と同様の構成となっている。本実施形態の液体導入構造９０は、線状の溝となっており、リザーバ３０と略同心状に、バンク１４の内壁付近に沿って形成されている。即ち、液体導入構造９０は、直線状及び曲線状の溝を有している。

【0084】

リザーバ３０に滴下された液体のうちバンク１４と接触した液体は、リザーバ３０の内部に広がるよりも早く毛細管現象によりバンク１４の周囲に広がっていく。そのため、本実施形態に記載の構造にすることにより、バンク１４の周囲の液体を液体導入構造９０に捕獲できる。結果として、第４の実施形態に記載の半導体マイクロ分析チップと比較して、リザーバ３０内に滴下した液体を、短時間で液導入口４０を経由してマイクロ流路２０へと導入することが可能となる。また、また、第４の実施形態と比較して、検体液を滴下する場所がバンク３０の内壁にすることができ、バンク３０を支えにして検体液等を導入する治具等を設置することも可能となる。

【0085】

本実施形態の半導体マイクロ分析チップの作製方法は、液体導入構造９０のパターンが異なるのみで、第４の実施形態に記載の半導体マイクロ分析チップと同様である。また、第５の実施形態に記載の半導体マイクロ分析チップの液体導入構造と組み合わせて液体導入構造を形成することも可能である。

【0086】

（第７の実施形態）
図１１は、第７の実施形態に係わる半導体マイクロ分析チップの全体構成を示す斜視図である。なお、図７と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

【0087】

本実施形態は、第４の実施形態で説明したリザーバの構成を、２つのマイクロ流路を有する半導体マイクロ分析チップに適用した例である。

【0088】

図１１に示すように、本実施形態の半導体マイクロ分析チップは、半導体基板１０と、第１〜第４のリザーバ３１〜３４と、液体導入構造９１〜９４と、液導入口４１〜４４と、第１及び第２のマイクロ流路２１，２２と、リザーバ３１，３２内に形成された第１及び第２の電極６１，６２と、微粒子検出用の微小スリット７０と、から構成されている。なお、図示しないが、第１の実施形態と同様に、少なくとも基板の主面には絶縁膜が形成され、更にマイクロ流路２１，２２の上面を覆うキャップ層が形成されている。

【0089】

より具体的には、基板１０の主面の一部を掘り込んで基板掘り込み型の第１及び第２のマイクロ流路２１，２２が形成されている。これらのマイクロ流路２１，２２は、一部が隣接しており、該隣接部の隔壁に微粒子検出用の微小スリット７０が設けられている。

【0090】

第１のマイクロ流路２１の一端側には、基板上に周回状のバンク１４を形成することにより、第１のリザーバ３１が構成されている。リザーバ３１内には、基板１０の表面を直線状に掘り込むことにより、液体導入構造９１が形成されている。

【0091】

第１のマイクロ流路２１の一端は、第１のリザーバ３１内に導かれ、幅が広くなっている。即ち、第１のマイクロ流路２１は第１のリザーバ３１内に液導入口４１を有するものとなっている。そして、液体導入構造９１が液導入口４１に接続されている。また、第１のリザーバ３１内の基板１０の表面には、第１の電極６１が形成されている。この電極６０は、一部がバンク１４の底部を通してリザーバ３１の外側に導出されている。

【0092】

第２のマイクロ流路２２の一端側には、基板上に周回状のバンク１４を形成することにより第２のリザーバ３２が構成されている。第２のリザーバ３２の構成は第１のリザーバ３１と実質的に同様であり、液導入口４２、電極６２、及び液体導入構造９２を有する。そして、液導入口４２が第２のマイクロ流路２２に接続されている。

【0093】

第１のマイクロ流路２１の他端側には、基板上に周回状のバンク１４を形成することにより、第３のリザーバ３３が構成されている。第３のリザーバ３３の構成は、電極６１が無いだけで、第１のリザーバ３１と同様である。但し、４３は４１と同じ構造であり、９３は９１と同じ構造であるが、リザーバ３１側からリザーバ３３側へ液体を移動させる場合、４３は液排出口として機能し、９３は液体排出構造として機能するものとなっている。

【0094】

第２のマイクロ流路２２の他端側には、基板上に周回状のバンク１４を形成することにより、第４のリザーバ３４が構成されている。第４のリザーバ３４の構成は、電極６２が無いだけで、第２のリザーバ３２と同様である。ここで、４４が液排出口として機能し、９４が液体排出構造として機能するのは、第３のリザーバ３３の場合と同様である。また、液体排出側には電極を設ける必要がないことから、９３，９４のような液体排出構造を設ける代わりに、複数のピラーを設けるようにしても良い。

【0095】

上記のように、第１のマイクロ流路２１は、第１のリザーバ３１内の液導入口４１と第３のリザーバ３３内の液導入口４３を結び、上面をキャップ層で覆われている。第２のマイクロ流路２２は、第２のリザーバ３２内の液導入口４２と第４のリザーバ３４内の液導入口４４を結び、上面をキャップ層で覆われている。

【0096】

このような半導体マイクロ分析チップの第１のリザーバ３１に検体液等の液体を滴下すると、第１の実施形態と同様に、滴下された液体は第１のリザーバ３１内に広がり液体導入構造９１に捕獲され、液導入口４１に到達する。液導入口４１に到達した液体はその後、第１のマイクロ流路２１へ素早く導入される。第１のマイクロ流路２１に導入された液体は更に第３のリザーバ３３内の液導入口４３を介して素早く液体導入構造９３へと到達する。

【0097】

同様に、第２のリザーバ３２に検体液等の液体を滴下すると、滴下された液体は第２のリザーバ３２内に広がり液体導入構造９２に捕獲され、液導入口４２に到達する、液導入口４２に到達した液体はその後、第２のマイクロ流路２２へ素早く導入される。第２のマイクロ流路２２に導入された液体は更に第４のリザーバ３４内の液導入口４４を介して素早く液体導入構造９４へと到達する。

【0098】

このとき、第１のマイクロ流路２１内の液体は、第１のリザーバ３１内の液体導入構造９１及び液導入口４１を介して第１の電極６１と電気的に接続されている。同様に、第２のマイクロ流路２２内の液体は、第２のリザーバ３２内の液体導入構造９２及び液導入口４２を介して第２の電極６２と電気的に接続されている。さらに、第１のマイクロ流路２１内の液体と第２のマイクロ流路２２内の液体は微小スリット７０を介して接触することになる。従って、第１の電極６１と第２の電極６２は滴下した液体を介して電気的に接続されることになる。

【0099】

第１のリザーバ３１と第２のリザーバ３２に微粒子等の被検査物を含む導電性の検体液を滴下した状態で、第１の電極６１と第２の電極６２との間に電圧を印加すると、先の第２の実施形態と同様に、電極６１，６２間にはイオン電流が流れる。また、第１及び第２のマイクロ流路２１，２２と微小スリット７０にはイオン電流の電流密度に応じた電界が発生する。このため、検体液中の微粒子等の被検査物は、上記の電界によって電気泳動する。従って、先の第２の実施形態と同様に、第１の電極６１と第２の電極６２との間を流れるイオン電流の大きさを計測することにより、検体液中の微粒子のサイズを電気的に分析することが可能となる。

【0100】

このとき、第１のマイクロ流路２１と第２のマイクロ流路２２には、第４の実施形態にて詳述した液体導入構造９０が液導入口４０を介してリザーバ３０内に形成されている。このため、検体液を速やかにマイクロ流路２０に導入でき、電極の断線不良を抑制し、更に電極面積の制約が抑制された半導体マイクロ分析チップを、製造コストを抑制して実現することができる。

【0101】

（第８の実施形態）
図１２は、第８の実施形態に係わる半導体マイクロ分析チップの全体構成を示す平面図である。図１３は、図１２のマイクロ分析チップの要部構成を示す断面図である。なお、図８及び図１１と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。

【0102】

本実施形態が先に説明した第７の実施形態と異なる点は、マイクロ流路の一方を絶縁膜トンネル型に形成したことにある。

【0103】

即ち、第１のマイクロ流路２１は先の第７の実施形態と同様に基板掘り込み型であり、第２のマイクロ流路２３は、基板掘り込み型ではなく、基板１０上に絶縁膜の中空構造を形成した絶縁膜トンネル型のマイクロ流路となっている。この第２のマイクロ流路２３は、基板１０内ではなく基板１０上に形成されるため、第１のマイクロ流路２１の上方に位置することになる。そして、第２のマイクロ流路２３は、基板１０の中央部で第１のマイクロ流路２１と交差しており、この交差部分に検出用の微細孔８０が形成されている。

【0104】

なお、第２のマイクロ流路２３を形成するには、基板１０上に犠牲層のパターンを形成した後、犠牲層を覆うように絶縁膜を形成する。その後、犠牲層を除去することにより、絶縁膜トンネル型の流路が形成される。また、第２のマイクロ流路２３は、図１３に示すように、基板１０を掘り込んで形成された連絡通路１８を介して第２のリザーバ３２内の液導入口４２に接続されている。ここで、連絡通路１８と第２のマイクロ流路２３との接続部に、フィルタ５０を形成しても良い。また、上記と同様に、第２のマイクロ流路２２と第３のリザーバ３３との接続も、連絡通路を設ける構成にすれば良い。

【0105】

このように本実施形態では、先の第３の実施形態と同様に第２のマイクロ流路２３を絶縁膜トンネル型に形成しているため、第１及び第２のマイクロ流路２１，２３の交差部に円形の微細孔８０を形成することができる。従って、先の第３の実施形態と同様に、微粒子検査のための微細孔８０の設計自由度が高くでき、検査精度の向上をはかることが可能となる。

【0106】

また、連絡通路１８と第２のマイクロ流路２３との接続部にフィルタ５０を形成することにより、先の第１の実施形態と同様の効果も得られる。

【0107】

また、第７の実施形態でも説明したように、液体排出側には電極を設ける必要がないことから、図１４に示すように、排出側に複数のピラーを設けるようにしても良い。即ち、第３及び第４のリザーバ３３，３４に、基板１０の表面を掘り込んで形成されるピラー９５を設けるようにしても良い。これにより、より多量の液体を吸い取って排出することができ、分析時間を短縮することが可能となる。

【0108】

（変形例）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。液導入口に配置するフィルタを形成するための微細孔の形状や数などは、図３に示した構成に限らず、仕様に応じて適宜変更可能である。液体導入構造のパターンも、図７，９，１０に示した構成に限らず、適宜変更可能である。また、２つの流路を形成する場合のレイアウトは、図４又は図５に示した構成に限られるものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。

【0109】

また、基板は必ずしも半導体基板に限るものではなく、実施形態に示したような流路や液体導入構造等を、反応性エッチング等の掘り込み加工で形成できるものであれば良い。

【0110】

本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0111】

１０…半導体基板（基板）
１１…絶縁膜
１２…絶縁膜（キャップ層）
１３…フィルタ用微細孔
１４…バンク
１８…連絡通路
２０，２１，２２，２３…マイクロ流路
３０，３１〜３４…リザーバ
４０，４１〜４４…液導入口
５０，５１〜５４…フィルタ
６０，６１，６２…電極
７０…検出用微小スリット
８０…検出用微細孔
９０…液体導入構造
９４…ピラー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】