專利名稱：制造微型球體的方法和裝置以及金屬制基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用作食品工業(yè)、醫(yī)藥或化妝品制造等所采用的乳劑、DDS(供藥系統(tǒng)) 用的乳劑、微型膠囊、離子交換樹脂、色譜分析載體等的固體微粒子、液體微粒子的微型球 體(微粒子)的制造方法。 特別是，從滿足細(xì)微加工精度、制造成本、耐久性的觀點(diǎn)來說，本發(fā)明的具有通孔 的金屬制基板的制造方法有效地用作可進(jìn)行工業(yè)化(批量化)的微型球體的制造方法。
背景技術(shù)：
在過去，人們知道有使像水相和有機(jī)相這樣，以熱力學(xué)的方式分離的狀態(tài)為穩(wěn)定 狀態(tài)的二相系通過乳化，形成準(zhǔn)穩(wěn)定狀態(tài)的乳劑的技術(shù)。 作為一般的乳化方法，像在"- ^ & * 3 > O化學(xué)"(朝倉書店1971)中記載的那 樣，人們知道有采用混合器、膠體研磨、均化器等的方法、通過超聲波等分散的方法。
前述的一般的乳劑的制造方法具有連續(xù)相中的分散相顆粒(微型球體)的顆粒分 布的寬度較大的缺點(diǎn)。于是，人們還提出有采用由聚碳酸酯形成的膜進(jìn)行過濾的方法；采用 PTFE(聚四氟乙烯)膜，反復(fù)地進(jìn)行過濾的方法；通過具有均勻的細(xì)孔的多孔質(zhì)玻璃膜送入 連續(xù)相，制造均質(zhì)的乳劑的方法(參照專利文獻(xiàn)1)。 采用聚碳酸酯膜、PTFE膜進(jìn)行過濾的方法，具有從原理上無法制造大于膜的細(xì)孔 的乳劑，小于膜的細(xì)孔的乳劑無法區(qū)分的問題。于是，不適合于制造特別大的尺寸的乳劑。
另外，在采用具有均勻的細(xì)孔的多孔質(zhì)玻璃膜的方法中，在膜的平均細(xì)孔徑小的 場合，粒徑分布未擴(kuò)大，可獲得均質(zhì)的乳劑，但是如果增加膜的平均細(xì)孔徑，則粒徑分布擴(kuò) 大，無法獲得均質(zhì)的乳劑。 為了解決上述各種問題，人們提出有微型球體的制造方法，其中，通過形成有通孔 的隔壁，將分散相和連續(xù)相分離，對分散相施加大于作用于連續(xù)相的壓力，由此，將分散相 作為微型球體而擠壓到連續(xù)相中，在從上述通孔擠壓到連續(xù)相中的分散相的界面上作用有 不均勻的剪切力，形成微型球體(參照專利文獻(xiàn)2)。 但是，通過應(yīng)用在上述文獻(xiàn)文本中，以及實(shí)施例中所給出的半導(dǎo)體細(xì)微加工技術(shù) 的硅基板的濕式蝕刻加工、或干式蝕刻加工而獲得的基板具有1)在使用時或在清洗時，基 板容易破損；2)硅基板的材料成本高；3)無法獲得通孔的寬度精度等的實(shí)用方面的問題。
在于硅基板中形成通孔的場合， 一般使用的基板的厚度在0. 1 0. 3mm的范圍內(nèi)。 伴隨通孔數(shù)量(通孔面積)的增加，具有機(jī)械強(qiáng)度極度降低，在形成微型球體時破損的擔(dān) 心，由此，不能說是適合實(shí)用的加工方法。 另外，同樣在反復(fù)使用時，比如，進(jìn)行超聲波清洗的場合，破損的可能性增加。
在濕式蝕刻的場合，伴隨遮覆材料底部的蝕刻不足(7 >夕'一- '7 ， >夕')的進(jìn)行，無法獲得通孔的寬度精度，由此，不能說是精密的加工方法。 相對濕式蝕刻，干式蝕刻為從硅半導(dǎo)體的圖案形成工藝發(fā)展的技術(shù)，人們正在研
究各種等離子材料制造的各種電子器件、化合物半導(dǎo)體的應(yīng)用。但是，在該方法中，由于與 具有優(yōu)良的細(xì)微加工性相反，蝕刻速度慢到500 2000nm/分的范圍內(nèi)，故在比如，進(jìn)行造 型深度為0. lmm的加工的場合，必須要求50分鐘以上的加工時間，不能說是生產(chǎn)性優(yōu)良的 低價的加工方法。 由于蝕刻速度慢，故如果要減小用于形成通孔的基板厚度，在處理時，或清洗時的 破損的可能性進(jìn)一步增加。 作為解決上述問題的其它的制造方法，列舉有激光加工方法。但是，對于金屬、樹 脂的切削、通孔制作等一般廣泛使用的碳酸氣體激光器，目前的狀況是，激光光點(diǎn)直徑大到 500 i！ m，不適合于制作細(xì)微通 L。另外，如果要采用聚光透鏡，進(jìn)一步減小光點(diǎn)直徑，則具有 加工深度變淺的問題。 激光光點(diǎn)直徑為最小，通過選擇小到30 50 ii m的范圍內(nèi)的YAG激光器等，可制 作的最小通孔直徑改善到50 100 ii m的范圍內(nèi)，但是，由于激光的強(qiáng)度、指向性較低，故深 度在10 50 ii m的范圍內(nèi)的加工為界限，實(shí)際的情況是用于形成印刷電路板的用途等的場 合(參照專利文獻(xiàn)3)。 作為激光光點(diǎn)直徑小，并且獲得加工深度的方法，人們知道有以脈沖方式照射激 光的方法。其中尤其以飛母托秒激光能以10 50 ii m的最小通孔直徑，進(jìn)行50 ii m以上的 深度的加工。但是，對于采用飛母托秒激光的方法，由于飛母托秒振蕩裝置在工業(yè)中不普 及，并且價格高到約l億日元/臺，故具有通孔的金屬制基板的制造成本高。另外，如果要 增加具有通孔的金屬制基板的孔數(shù)，則加工所需要的時間變長，大面積繪圖用的裝置價格 也增加，由此，還在實(shí)用方面預(yù)測為效率降低。 作為解決上述問題的其他的制造方法，列舉有采用精密刀具的精密機(jī)械切削。但 是，由于在精密刀具的最小刀具直徑中，小100 ii m為界限，故不可能進(jìn)行小于該值的通孔的 加工。另外，由于按照1個單位進(jìn)行加工，故在形成數(shù)萬個、數(shù)10萬個的通孔方面，需要花 費(fèi)數(shù)個小時，為高成本。另外，如果要進(jìn)行小4英寸(直徑為100mm)以上的大面積加工，由 于產(chǎn)生精密刀具的磨耗，故為高成本。
專利文獻(xiàn)1 :日本特開平2-95433號文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)2 :日本特許3511238號文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)3 :日本特許2773710號文獻(xiàn)

發(fā)明內(nèi)容
在應(yīng)用半導(dǎo)體細(xì)微加工技術(shù)的硅基板的濕式蝕刻加工、干式蝕刻加工、或過去的 具有通孔的金屬制基板的制造方法中，具有無法獲得符合設(shè)計(jì)的通孔寬度、深度；在使用 時或清洗時容易破損；硅基板的材料成本高；無法以良好的生產(chǎn)性制造具有所需的通孔寬 度、深度的金屬制基板的問題。 本發(fā)明是為了解決這樣的問題而提出的，本發(fā)明的目的在于提供采用具有所需的 通孔寬度、深度的金屬制基板的微型球體的制造方法。 另外，本發(fā)明的目的在于提供采用具有所需的通孔寬度、深度的金屬制基板制造的微型球體。 此外，本發(fā)明的目的在于提供具有所需的通孔寬度、深度的微型球體制造用金屬
制基板的制造方法，以及通過該方法獲得的微型球體制造用金屬制基板。 還有，本發(fā)明的目的在于提供作為形成有通孔的基板，采用上述微型球體制造用
金屬制基板的微型球體的制造裝置。 作為深入研究解決上述課題的方案的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)可通過下述的方式解決 上述課題，由此完成了本發(fā)明，該方式為一種制造微型球體的方法，在通過形成有通孔的 基板，將分散相和連續(xù)相分離，通過通孔將分散相擠壓于連續(xù)相中，基板采用具有特定的寬 度、深度的金屬制的基板。 即，本發(fā)明涉及一種微型球體的制造方法，在該方法中，通過形成有通孔的基板將 分散相和連續(xù)相分離，通過通孔將分散相擠壓于連續(xù)相中，制造微型球體，采用至少1塊 金屬制的基板，在該基板中，通孔的寬度在0.5 500ym的范圍內(nèi)，通孔的深度在10 6000iim的范圍內(nèi)，通孔的寬度與深度的比(寬度/深度)在1 1/30(1/1 1/30)的范 圍內(nèi)。 另外，本發(fā)明針對上述方法，作為優(yōu)選形式而分別包括對金屬制的基板進(jìn)行化學(xué) 表面處理和/或物理表面處理；形成于金屬制的基板中的通孔的形狀為多段結(jié)構(gòu)；形成于 金屬制的基板中的通孔的形狀，在通孔的微型球體形成側(cè)開口周圍具有凹狀造型；具有多 個形成通孔的金屬制基板；金屬制的基板具有2種以上的形狀的通孔；金屬制的基板包括 將基板支承于至少一個面上的支承板。 此外，本發(fā)明涉及一種微型球體，該微型球體通過上述任一項(xiàng)所述的制造方法獲得。 還有，本發(fā)明涉及一種用于上述制造方法的金屬制基板的制造方法，該方法由包
括抗蝕圖案形成步驟和金屬制基板形成步驟的工序獲得，在該抗蝕圖案形成步驟，在抗蝕
形成基板上形成抗蝕層，進(jìn)行曝光和顯影、或曝光、熱處理和顯影，形成具有通孔的形狀的
抗蝕圖案，在該金屬制基板形成步驟，按照上述抗蝕圖案，通過電鍍堆積金屬，然后將抗蝕
形成基板剝離，接著通過顯影液將抗蝕圖案剝離，形成具有通孔的金屬制的基板。 再有，本發(fā)明作為優(yōu)選形式而包括在上述金屬制基板的的制造方法中的抗蝕圖案
形成步驟，采用具有導(dǎo)電性的抗蝕形成基板形成抗蝕層，進(jìn)行曝光和顯影、或曝光、熱處理
和顯影；在上述抗蝕圖案形成步驟，通過多次的抗蝕層的形成與至少1次以上的曝光和顯
影、或曝光、熱處理和顯影，形成具有通孔形狀的抗蝕圖案，直至抗蝕圖案按照通孔的高度
形成；在上述抗蝕圖案形成步驟，采用掩模進(jìn)行曝光的場合，在多次的抗蝕層的形成與至少
l次以上的曝光和顯影、或曝光、熱處理和顯影時，包括對掩模圖案的位置進(jìn)行對準(zhǔn)的掩模
對位步驟，以便曝光的各層的掩模圖案的位置位于相同位置的；在上述抗蝕圖案形成步驟，
在多次形成抗蝕層時各抗蝕層采用曝光靈敏度不同的抗蝕劑；在抗蝕圖案形成步驟，曝光
用的光源為紫外線或激光。 另外，本發(fā)明涉及一種金屬制基板，該金屬制基板形成通過上述制造方法獲得的 通孔。 此外，本發(fā)明涉及一種微型球體的制造裝置，其中，在殼體中間隔開地安裝第1 板、形成有通孔的基板和第2板，在上述第1板和形成有通孔的基板之間形成分散相流動的第1流路，在形成有上述通孔的基板和第2板之間形成有包括連續(xù)相和微型球體的層流動 的第2流路，該基板為通孔的寬度在0. 5 500 ii m的范圍內(nèi)、通孔的深度在10 6000 y m 的范圍內(nèi)、通孔的寬度與深度的比(寬度/深度)在1 1/30的范圍內(nèi)的金屬制基板。
還有，本發(fā)明涉及上述的制造裝置，其中，第1板和/或第2板中的至少一部分由 具有透明性的部件形成。 按照本發(fā)明，可提供采用具有所需的通孔寬度、深度的金屬制基板的微型球體的 制造方法。另外，按照本發(fā)明，還可提供采用所需的通孔寬度、深度的金屬制基板而制造的 微型球體。此外，本發(fā)明可提供具有所需的通孔寬度、深度的微型球體制造用金屬制基板的 制造方法，以及通過該方法獲得的微型球體制造用金屬制基板。另外，按照本發(fā)明，作為形 成通孔的基板，可提供采用上述微型球體制造用金屬制基板的微型球體的制造裝置。
比如，按照本發(fā)明，在用作用于食品工業(yè)、醫(yī)藥或化妝品制造等的乳劑、DDS(供藥 系統(tǒng))用的乳劑、微型膠囊、離子交換樹脂、色譜分析載體等的固體微粒子、液體微粒子的 微型球體(微粒子)的制造中，對于細(xì)微加工精度、制造成本、耐久性，可充分滿足市場的要 求，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化(批量生產(chǎn))。 特別是，在將本發(fā)明應(yīng)用于蛋黃醬、巧克力、人造黃油、涂抹脂肪(7 7 '7卜7 :/ ^ '7 K )等的制造的場合，可使分散相顆粒細(xì)微并且均勻，可進(jìn)行即使在長期保存的情況 下，仍難以分離，并且口感也提高的微型球體的工業(yè)化(批量生產(chǎn))。


圖1A為表示在本發(fā)明中， 圖1B為表示在本發(fā)明中， 圖1C為表示在本發(fā)明中， 圖1D為表示在本發(fā)明中， 圖1E為表示在本發(fā)明中， 圖1F為表示在本發(fā)明中， 圖2A為表示在本發(fā)明中， 圖2B為表示在本發(fā)明中， 圖2C為表示在本發(fā)明中， 圖2D為表示在本發(fā)明中， 圖2E為表示在本發(fā)明中， 圖2F為表示在本發(fā)明中， 圖2G為表示在本發(fā)明中， 圖2H為表示在本發(fā)明中， 圖3A為表示在本發(fā)明中
段結(jié)構(gòu)時的示意圖； 圖3B為表示在本發(fā)明中
段結(jié)構(gòu)時的示意圖； 圖3C為表示在本發(fā)明中
段結(jié)構(gòu)時的示意形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖 形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖 形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖 形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖 形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖 形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖 形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖 形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖 形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖 形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖 形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖 形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖 形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖 形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖 用于提高微型球體的制造效率的呈通孔的形狀形成多
用于提高微型球體的制造效率的呈通孔的形狀形成多
用于提高微型球體的制造效率的呈通孔的形狀形成多
圖
微型球體形
圖
微型球體形
3D為表示在本發(fā)明中，用于提高微型球體的制造效率、與通孔的形狀有關(guān)、在 成側(cè)周圍形成凹造型時的示意3E為表示在本發(fā)明中，用于提高微型球體的制造效率、與通孔的形狀有關(guān)、在 成側(cè)周圍形成凹造型時的示意4A為通過圖1A 1F所示的工序制造的貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的外形圖 4B為通過圖1A 1F所示的工序制造的貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的外形圖 4C為通過圖1A 1F所示的工序制造的貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的外形圖 5為根據(jù)SEM的貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的外觀，以及細(xì)微結(jié)構(gòu)圖 6為根據(jù)SEM的貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的外觀，以及細(xì)微結(jié)構(gòu)圖 7為根據(jù)SEM的貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的外觀，以及細(xì)微結(jié)構(gòu)圖 8A為通過圖2A 2H所示的工序制造的貫通型金屬制基板的外形圖 2H所示的工序制造的貫通型金屬制基板的外形圖 2H所示的工序制造的貫通型金屬制基板的外形圖 2H所示的工序制造的貫通型金屬制基板的外形圖 2H所示的工序制造的貫通型金屬制基板的外形圖 2H所示的工序制造的貫通型金屬制基板的外形圖 '2H所示的工序制造的貫通型金屬制基板的外形圖 '2H所示的工序制造的貫通型金屬制基板的外形圖 '2H所示的工序制造的貫通型金屬制基板的外形圖
8B為通過圖2A 8C為通過圖2A 9A為通過圖2A 9B為通過圖2A 9C為通過圖2A 10A為通過圖2A 10B為通過圖2A 10C為通過圖2A
11為微型球體制造裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面對本發(fā)明進(jìn)行具體描述。 最好，對應(yīng)于用于食品工業(yè)、醫(yī)藥或化妝品制造等利用的乳劑、DDS(供藥系統(tǒng))用 的乳劑、微型膠囊、離子交換樹脂、色譜分析載體等的用途，選擇本形式的具有通孔的金屬 制基板的通孔的尺寸。 如果在從通孔擠壓到連續(xù)相中的分散相的界面上作用不均勻的剪切力，則分散相 分離，容易獲得形成微型球體的時機(jī)，可制造均勻的粒徑的微型球體。這可通過使通孔的開 口形狀為具有狹槽狀等的變形的形狀的方式實(shí)現(xiàn)。即，在從通孔中擠壓分散相時，由于該變 形，與界面相垂直，按照從外側(cè)到內(nèi)側(cè)的方向的力的大小產(chǎn)生分布，由此，分散相和連續(xù)相 的界面的狀態(tài)不穩(wěn)定，促進(jìn)界面的剪切，形成精細(xì)而均質(zhì)的微型球體。 于是，最好，對于將分散相擠壓到連續(xù)相中的開口形狀，與圓形或接近圓形的形 狀、正方形或接近正方形的形狀相比較，具有橢圓形或長方形的形狀為好，在此場合，獲得 分散相與開口部分離的時機(jī)。最好，長方形(橢圓形)的短邊(短直徑)和長邊(長直徑)
的比在i : i i : 20的范圍內(nèi)，特別是最好從i : 2 i : io的范圍中選擇。 作為微型球體，在以乳劑等為目的的場合，比如，分散相和連續(xù)相均為液體，另外
在以噴霧干燥等為目的的場合，分散相為液體，連續(xù)相為氣體。 在具有通孔的金屬制基板的通孔在激光盤、小磁盤等的記錄媒體、導(dǎo)光體等的光
學(xué)商品的制造中，可通過制造具有凹凸圖案的母盤(原盤)的技術(shù)制作，實(shí)現(xiàn)極細(xì)微的，并且高精度的尺寸。最好，通孔的寬度根據(jù)用途從O. 5 500ym的范圍中選擇，特別是最好 從l 250iim的范圍中選擇。通孔的寬度在比如通孔為圓形的場合設(shè)定為直徑，在橢圓的 場合設(shè)定為短徑，另外在長方形的場合設(shè)定為短邊。最好，通孔的深度從10 6000 ii m的范圍中選擇，特別是最好從30 y m 3000 y m
的范圍中選擇。 最好，通孔的寬度和深度的比(寬度/深度)從l l/30的范圍中選擇，特別是 最好從1 1/20的范圍中選擇。 可改變對應(yīng)于具有通孔的金屬制基板的親水、疏水性而制造的微型球體的類型。
即，在采用親水的板的場合，可制造0/W型(水中油型)的微型球體，在采用疏水性的板的
場合，可制造W/0型(油中水型)的微型球體。具有通孔的金屬制基板的親水化、疏水化處
理可在金屬制基板的表面上，通過有機(jī)或電鍍等的無機(jī)材料的堆積的方式實(shí)現(xiàn)。 —般，改善材料表面的濕潤性的技術(shù)分為化學(xué)處理技術(shù)、物理處理技術(shù)。作為化學(xué)
處理技術(shù)，列舉有化學(xué)品處理、溶劑處理、偶合劑處理、單體涂敷、聚合物涂敷、無機(jī)材料涂
敷、蒸汽處理、表面包覆處理、電化學(xué)處理、陽極氧化等。另一方面，作為物理處理技術(shù)，列舉
有紫外線照射處理、等離子接觸處理、等離子噴射處理、等離子聚合處理、蒸鍍聚合處理、熱
氧化處理、離子束處理、機(jī)械處理等。 在采用具有通孔金屬制基板的微型球體的制造方法中，通孔的形狀具有多段結(jié) 構(gòu)，由此，可進(jìn)一步提高微型球體的制造效率。 在為了穩(wěn)定地形成微型球體，剪斷分散相界面時，連續(xù)相必須按照某程度的比例 位于界面的周圍，以便必須將位于界面的周圍的連續(xù)相面向界面移動*供給。另外，必須供 給連續(xù)相，以便還回收已形成的微型球體，并且可通過改變連續(xù)相的流速，任意地設(shè)定乳劑 中的分散相的比例。 為了提高微型球體的制造效率，在剪斷分散相界面時，位于界面的周圍的連續(xù)相 必須具有積極地供向開口部的界面的形狀。作為積極地將連續(xù)相供向開口部的界面的方 法，可通過使通孔的開口側(cè)孔尺寸大于靠近自己一側(cè)的孔尺寸的方式，積極地導(dǎo)入連續(xù)相， 可提高微型球體的制造效率。 另外，可通過使通孔的開口側(cè)尺寸大于靠近自己一側(cè)的孔尺寸的方式，在開口部 的界面的內(nèi)部導(dǎo)入連續(xù)相，可積極地進(jìn)行分散相界面的剪切，另外可提高微型球體的制造 效率。 在使通孔的開口側(cè)孔尺寸大于靠近自己一側(cè)的孔尺寸的場合，通過積極地進(jìn)行分 散相界面的剪斷的效果，將分散相擠壓到連續(xù)相中。開口側(cè)的靠近自己一側(cè)的開口形狀既 可為圓形或接近圓形的形狀，也可為正方形或接近正方形的形狀。 在采用具有通孔的金屬制基板的微型球體的制造方法中，在微型球體形成側(cè)周圍
具有凹狀造型，由此，可進(jìn)一步提高微型球體的制造效率。通過在形成有微型球體的通孔的
開口側(cè)周圍，設(shè)置凹狀造型，可積極地導(dǎo)入連續(xù)相，可提高微型球體的制造效率。 在通孔的整體的深度淺到比如50iim的場合，如果開口側(cè)孔尺寸大于靠近自己一
側(cè)的孔尺寸，由于存在用于形成微型球體的分散相供給壓力范圍變窄、不容易穩(wěn)定地制造
微型球體的情況，故最好，在通孔的開口側(cè)周圍設(shè)置凹狀造型。 圖3A 圖3E表示用于提高微型球體的制造效率、通孔的形狀為多段結(jié)構(gòu)或在微型球體形成側(cè)周圍設(shè)置凹狀造型的結(jié)構(gòu)實(shí)例。圖3A所示的通孔7的截面形狀為四邊形，圖 3B和圖3C所示的通孔7的剖面形狀為圓形。 圖3A 圖3C表示多段結(jié)構(gòu)的實(shí)例，但是，通孔7的形狀沒有特別的限制，比如，既 可為四邊形、圓形、橢圓形等，也可將它們組合。另外，通孔7的連續(xù)相側(cè)(分散相出口)8 的形狀也沒有特別限制，但是，從進(jìn)一步提高顆粒的分離效率的觀點(diǎn)來說，大于靠近自己一 側(cè)(內(nèi)側(cè))的通孔7的尺寸這一點(diǎn)是重要的。比如，可通過使通孔7的連續(xù)相側(cè)(分散相 出口)8的尺寸稍大于靠近自己(內(nèi)側(cè))的通孔的尺寸，提高制造效率。另外，作為連續(xù)相 側(cè)(分散相出口)8的通孔的形狀，也可與像圖3C那樣鄰接的通孔連接。在這些場合，更加 容易將連續(xù)相供向通孔側(cè)，可顯著地提高微型球體的制造效率。另外，只要在金屬制基板的 制造方面沒有特別限制，通孔7的多段結(jié)構(gòu)是不限定的，但是，既可像上述附圖那樣形成2 段結(jié)構(gòu)，也可為3段以上的結(jié)構(gòu)。 此外，在本發(fā)明中，也可像圖3D和圖3E所示的那樣，在位于微型球體形成側(cè)的連 續(xù)相側(cè)(分散相出口 )8的周圍，設(shè)置凹狀造型，可期待微型球體的制造效率的進(jìn)一步的提 高。比如，在圖3D中，在多個長方形通孔的兩側(cè)形成長方形形狀的凹部(即，凹狀造型)9， 另外，在圖3E中，在多個長橢圓形通孔7的兩側(cè)形成長方形狀的凹部(S卩，凹狀造型)9，但 是，該凹狀造型的凹部9的形狀和尺寸并不是特別限定的，可通過通孔7的配置適當(dāng)調(diào)整地 設(shè)置。作為凹狀造型的配置，可在不影響通孔7的形狀的范圍內(nèi)設(shè)置于通孔7的附近，比如， 也可在一部分連接設(shè)置于通孔7的兩側(cè)的凹狀造型。 在采用具有通孔的金屬制基板的微型球體的制造方法中，可通過設(shè)置多個形成通 孔的金屬制基板，提高微型球體的生產(chǎn)性。 特別是，在作為工業(yè)的規(guī)模，要求1 100噸/年的生產(chǎn)量的場合，可通過擴(kuò)大具 有通孔的金屬制基板的面積，并且設(shè)置多個基板的方式實(shí)現(xiàn)。 金屬制的基板可通過具有2個以上的形狀的通孔的方式，提高微型球體的制造效 率。在具有1個通孔的金屬制基板中，具有僅僅1個的孔形狀的場合，只能制造具有一種顆 粒直徑的微型球體。在工業(yè)用途等的實(shí)際使用中，必須要求具有多種顆粒直徑的微型球體 的場合，通過采用具有二種以上的形狀的通孔的金屬制基板，可提高微型球體的制造效率。
在采用具有通孔的金屬制基板的微型球體的制造裝置中，通過在形成有通孔的金 屬制基板中的至少一個面上設(shè)置支承金屬制基板的支承板，可提高微型球體的生產(chǎn)性。
在形成有通孔的金屬制基板的深度(金屬制基板的厚度)淺到比如40 80ym 的場合，如果可形成微型球體的壓力范圍變窄，分散相的送液壓力超過上限，其結(jié)果是，由 于早于分散相界面被剪斷之前供給分散相，故向連續(xù)相噴射分散相。形成微型球體的壓力 范圍可通過下述方式擴(kuò)大，該方式為在已制造的金屬制基板上，將1個或多個具有相同的 通孔的支承板重合或接合。由于微型球體的形成受到在分散界面剪斷的開口部的形狀、尺 寸的影響，故支承板側(cè)的通孔的尺寸可為與金屬制基板相同的尺寸，或既可大于金屬制基 板的尺寸，也可小于該基板的尺寸。 另外，也可通過具有支承金屬制板基板的支承板，提高金屬制基板的處理性、耐久 性。 在抗蝕圖案形成步驟形成的細(xì)微凸圖案的寬度、形狀、高度為具有通孔的金屬制 基板中的通孔的寬度、形狀、深度。
在激光盤、小磁盤等的記錄媒體、導(dǎo)光體等的光學(xué)商品的制造中，細(xì)微凸抗蝕圖案
形成方法進(jìn)一步提高制造具有極細(xì)微、并且高精度的凹凸圖案的母盤(原盤)的技術(shù)水平。 在根據(jù)細(xì)微凸抗蝕圖案，通過電鍍獲得貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的工序，通過控制基于
電鍍的金屬結(jié)構(gòu)體的堆積時間，可獲得具有所需的厚度的貫通型金屬結(jié)構(gòu)體，可獲得在實(shí)
際使用以及反復(fù)清洗中，極具機(jī)械強(qiáng)度、耐久性極優(yōu)良的通孔的金屬制基板。 此外，設(shè)置于金屬制基板上的通孔的數(shù)量在不妨礙強(qiáng)度時，沒有特別限定，但是，
每lcii^通常1 1000000個，最好1 500000個。在比如，外形尺寸為縱向4cmX橫向4cm
的通孔區(qū)域，可一次獲得IO萬個以上的通孔。即使在根據(jù)目的用途高密度地設(shè)置在抗蝕圖
案形成步驟形成的細(xì)微凸圖案，形成20萬個以上的場合，仍可獲得實(shí)際使用、反復(fù)清洗的
耐久性沒有問題的實(shí)用性優(yōu)良的金屬制基板。 另外，也可通過進(jìn)行①5英寸(直徑為125mm)以上的大面積抗蝕圖案形成、以及 電鍍的金屬結(jié)構(gòu)體的堆積，制造多個貫通型金屬結(jié)構(gòu)體，還可大幅度降低制造成本。
為了制作具有所需的通孔深度的金屬性基板，必須進(jìn)一步提高具有激光盤、小磁 盤等的記錄媒體制作的細(xì)微凸抗蝕圖案形成方法。在記錄媒體等的制造中，細(xì)微凸抗蝕圖 案的高度較低，在1 3ym的范圍內(nèi)，沒產(chǎn)生特別的問題。 但是，如果形成比如，細(xì)微凸抗蝕圖案的寬度為3 ii m，具有10 ii m以上的高度的細(xì) 微抗蝕圖案，則在顯影工序，在從頂層到底層進(jìn)行顯影的階段，具有頂層的細(xì)微凸抗蝕圖案 變形，甚至坍陷的問題。另外，由于在顯影工序中，高寬比(高度/寬度之比)增加，故具有 還產(chǎn)生細(xì)微凸抗蝕圖案倒坍的問題。 為了解決在顯影工序中，在從頂層到底層進(jìn)行顯影的階段，頂層的細(xì)微凸抗蝕圖 案變形，甚至坍陷的問題，在細(xì)微凸抗蝕圖案形成步驟，在反復(fù)多次地進(jìn)行抗蝕層的形成、 曝光，直至抗蝕層具有所需的高度的結(jié)構(gòu)體之前，可通過使頂層的顯影液的溶解性小于底 層的方式成為可能。 可通過使頂層的抗蝕層的烘焙所需要的熱量(溫度、時間)大于底層，使頂層的溶 解性小于底層。在比如，底層采用熱板而進(jìn)行烘焙之后，頂層可采用頂層側(cè)的選擇性的能進(jìn) 行烘焙的清潔烘焙箱(熱風(fēng)干燥機(jī))。 在所采用的抗蝕材料為光硬化性抗蝕劑(負(fù)抗蝕劑)的場合，可通過使頂層的曝 光量大于底層，使頂層的溶解性小于底層。在采用化學(xué)增強(qiáng)型負(fù)抗蝕劑的場合，可通過使頂 層的曝光量大于底層，而且使頂層的曝光后的熱處理量(溫度，時間)大于底層的方式實(shí) 現(xiàn)。 為了解決在顯影工序，由于高寬比(高度/寬度之比)增加，細(xì)微凸抗蝕圖案倒坍 的問題，可選擇上述的方法，并且在多次地反復(fù)進(jìn)行抗蝕層的形成、曝光時，通過使底層的 圖案形狀(寬度)稍大于頂層，可防止細(xì)微凸抗蝕圖案的倒坍。 為了使底層的圖案形狀(寬度)稍大于頂層，在比如，UV平行光曝光中形成底層 頂面和掩模的間隙為1 50iim的近程曝光，可采用光的散射，使底層的圖案形狀(寬度) 大于實(shí)際的掩模圖案的方法，或底層的曝光所采用的掩模的尺寸大于頂層所采用的掩模。
具有本形式的通孔的金屬性基板通過進(jìn)行
(a)基板上的抗蝕層的形成；
(b)采用掩模的抗蝕層的曝光；
(C)抗蝕層的熱處理；
(d)顯影 的細(xì)微凸抗蝕圖案形狀步驟，與按照形成于上述基板上的上述細(xì)微凸抗蝕圖案， 根據(jù) (e)電鍍的金屬結(jié)構(gòu)體的堆積； (f)抗蝕的去除， 制造具有通孔的金屬制基板。 關(guān)于(a)基板上的抗蝕層的形成進(jìn)行說明。 在基板上形成抗蝕層的方法沒有任何限定，但是，一般可列舉旋轉(zhuǎn)涂敷方式、浸漬
方式、輥方式、干薄膜抗蝕的貼合等。其中尤其是，旋轉(zhuǎn)涂敷方式為在旋轉(zhuǎn)的玻璃基板上涂
敷抗蝕層的方法，具有可在直徑超過300mm的玻璃基板上，按照較高的平面度涂敷抗蝕劑
的優(yōu)點(diǎn)。于是，從可實(shí)現(xiàn)較高的平面度的觀點(diǎn)來說，最好采用旋轉(zhuǎn)涂敷方式。 所采用的抗蝕劑具有正型抗蝕劑、負(fù)型抗蝕劑的2種。無論哪一個，由于伴隨抗蝕
劑的靈敏度、曝光條件，抗蝕劑的可曝光的深度會改變，故最好，在比如采用UV曝光裝置的
場合，對應(yīng)于抗蝕劑厚度、靈敏度，選擇曝光時間、UV輸出值的種類。 在所采用的抗蝕劑為濕式抗蝕劑的場合，為了通過比如旋轉(zhuǎn)涂敷方式獲得規(guī)定的 抗蝕劑厚度，包括有改變旋轉(zhuǎn)涂敷轉(zhuǎn)數(shù)的方法與調(diào)整粘度方法。 改變旋轉(zhuǎn)涂敷轉(zhuǎn)數(shù)的方法，通過設(shè)定旋轉(zhuǎn)涂敷的轉(zhuǎn)數(shù)獲得所需的抗蝕劑厚度。在 調(diào)整粘度的方法中，在抗蝕劑厚度大的場合或在涂敷面積變大時，由于有平面度降低的危 險，故對應(yīng)于在實(shí)際使用上所要求的平面度調(diào)整粘度。 最好，在比如旋轉(zhuǎn)涂敷方式的場合，1次涂敷的抗蝕層的厚度考慮保持較高的平面 度，最好在10 50 ii m的范圍內(nèi)，特別是最好在20 50 ii m的范圍內(nèi)。為了保持較高的平 面度，獲得所需的抗蝕層的厚度，可通過形成多個抗蝕層的方式實(shí)現(xiàn)。
對(b)采用掩模的抗蝕層的曝光進(jìn)行說明。 掩模的作法沒有任何限定，但是，可列舉乳劑掩模、鉻掩模等。在抗蝕圖案形成步 驟，通過所采用的掩模左右尺寸和精度，該尺寸和精度還反映于具有通孔的金屬性基板中。 于是，由于具有通孔的金屬性基板的尺寸和精度是規(guī)定的，故必須規(guī)定掩模的尺寸和精度。 提高掩模的精度的方法沒有任何限定，但是，可列舉將掩模的圖案形成所采用的激光光源 變?yōu)椴ㄩL更短的類型的方法，但是，由于設(shè)備費(fèi)用是高額的，掩模制作費(fèi)變得高額，故最好， 貫通型金屬結(jié)構(gòu)體為對應(yīng)于實(shí)際上所要求的精度，適當(dāng)規(guī)定的類型。 最好，從溫度膨脹系數(shù)、UV透射吸收性能的方面來說，掩模的材料最好為石英玻 璃，但是由于價格較高，貫通型金屬結(jié)構(gòu)體為對應(yīng)于實(shí)際上所要求的精度，進(jìn)行適當(dāng)規(guī)定的 類型，故優(yōu)選。 最好，曝光所采用的光源為設(shè)備費(fèi)用為低價的紫外線或激光。在同步加速器輻射 光中，雖然曝光深度較大，但是上述設(shè)備費(fèi)用高，實(shí)質(zhì)上貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的價格高，工業(yè) 上不實(shí)用，但是，也可通過該方式實(shí)現(xiàn)。 由于曝光時間、曝光強(qiáng)度等的曝光條件伴隨抗蝕層的材質(zhì)、厚度等而變化，故最好 對應(yīng)于所獲得的圖案適當(dāng)調(diào)整。由于特別是對通孔的寬度、形狀的尺寸以及精度造成影響， 故曝光條件的調(diào)節(jié)是重要的。另外，由于伴隨抗蝕劑的種類，改變可曝光的深度，故在比如采用UV曝光裝置的場合，最好對應(yīng)于抗蝕劑的厚度、靈敏度選擇曝光時間、UV輸出值。
對(c)抗蝕層的熱處理進(jìn)行說明。 在曝光后的熱處理中，人們知道有稱為"退火"的熱處理，以便對抗蝕圖案的形狀 進(jìn)行補(bǔ)償。 在這里，僅僅以化學(xué)交聯(lián)為目的，進(jìn)行采用化學(xué)放大系負(fù)抗蝕劑的場合進(jìn)行處理。 化學(xué)放大系負(fù)抗蝕劑主要包括2成分系或3成分系，通過曝光時的光，比如，化學(xué)結(jié)構(gòu)的終 端的環(huán)氧基借助開環(huán)、熱處理而發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。熱處理時間在比如，膜厚為lOOym的場合， 在設(shè)定溫度為IO(TC的條件下，經(jīng)數(shù)分鐘進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。
對(d)顯影進(jìn)行描述。 最好，顯影采用與已使用的抗蝕劑相對應(yīng)的規(guī)定的顯影液。最好，顯影時間、顯影 溫度、顯影液濃度等的顯影條件對應(yīng)于抗蝕層厚度、圖案形狀適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。比如，如果顯影 時間過長，由于小于規(guī)定的細(xì)微凸抗蝕圖案尺寸，故最好設(shè)定適合條件。
對(e)電鍍的金屬結(jié)構(gòu)體的堆積進(jìn)行描述。 金屬結(jié)構(gòu)體的堆積指沿細(xì)微凸抗蝕圖案形成步驟獲得的抗蝕圖案堆積金屬，沿細(xì) 微凸抗蝕圖案形成金屬結(jié)構(gòu)體的凹面，由此，獲得金屬結(jié)構(gòu)體的工序。 在該工序，預(yù)先沿細(xì)微凸抗蝕圖案形成導(dǎo)電性膜。該導(dǎo)電性膜的形成方法沒有特 別限定，但是，最好，可采用蒸鍍、濺射等方式。對于導(dǎo)電性膜所采用的導(dǎo)電性材料，可列舉 有金、銀、鉬、銅、鎳、鋁等。 在形成導(dǎo)電性膜之后，沿細(xì)微凸抗蝕圖案，通過電鍍、堆積金屬形成金屬結(jié)構(gòu)體。 堆積金屬的電鍍方法沒有特別限定，但是，可列舉有比如電解電鍍、非電解電鍍等。在非電 解電鍍的場合不需要形成導(dǎo)電性膜。所采用的金屬沒有特別限定，但是，可列舉鎳、鎳-鈷 合金、銅、金，從經(jīng)濟(jì)性 耐久性的觀點(diǎn)來說，最好采用鎳。 基于電鍍的金屬結(jié)構(gòu)體的堆積厚度為與細(xì)微凸抗蝕圖案的高度相同的程度，由 此，可縮短用于獲得之后的貫通結(jié)構(gòu)的溶解或研磨的作業(yè)時間。 即使金屬結(jié)構(gòu)體對應(yīng)于表面狀態(tài)而研磨，仍沒有關(guān)系。但是，由于具有污物附著于 造型物上的擔(dān)心，故最好在研磨之后，實(shí)施超聲波清洗。通過電鍍而堆積的金屬結(jié)構(gòu)體與細(xì) 微凸抗蝕圖案分離。 對(f)抗蝕劑的去除進(jìn)行描述。 將抗蝕劑去除，以便去除附著于金屬結(jié)構(gòu)體上的細(xì)微凸抗蝕圖案。最好，抗蝕劑的
去除采用與已采用的抗蝕劑相對應(yīng)的規(guī)定的溶解液。在采用光交聯(lián)型的負(fù)型抗蝕劑的場
合，因預(yù)測會產(chǎn)生難以溶解的情況，列舉有下述方法，提高溶解液的溫度、通過攪拌翼攪拌
溶解液，或使用對采用的抗蝕劑的溶解性較高的有機(jī)溶劑的超聲波清洗等。 由于已獲得的金屬結(jié)構(gòu)體的電鍍側(cè)被封閉，故可通過酸性水溶液的溶解或研磨，
獲得具有通孔的金屬制基板。 在用于制造具有通孔的金屬性基板的抗蝕圖案形成步驟，通過形成細(xì)微凹圖案制 作具有細(xì)微凸圖案的金屬性基板，通過再一次進(jìn)行電鍍，也可獲得具有通孔的金屬制基板。 在此場合，能以具有細(xì)微凸圖案的金屬結(jié)構(gòu)體為模具反復(fù)地使用，可降低具有通孔的金屬 性基板的制造成本。 同樣，在已制作的具有細(xì)微凸圖案的金屬結(jié)構(gòu)體上，進(jìn)行比如澆鑄成形，由此也可獲得樹脂制的貫通基板。作為樹脂材料沒有特別地限定，但是，比如可列舉有丙烯酸系樹 脂、聚乳酸、聚乙二醇酸、苯乙烯系樹脂、丙烯*苯乙烯系的共聚物樹脂(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、聚乙烯醇系樹脂、乙烯 乙烯醇系的共聚 物、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、醋酸 乙烯系樹脂(比如，商品名工夕七"'一^ )、聚乙烯丁縮醛等。 在細(xì)微凸抗蝕圖案形成步驟，通過預(yù)先在基板上堆積導(dǎo)電膜或采用導(dǎo)電性基板，
在去除附著于金屬結(jié)構(gòu)體上的細(xì)微凸抗蝕圖案之后，即使在不進(jìn)行基于酸性水溶液的溶解
或研磨的情況下，仍可獲得貫通型金屬結(jié)構(gòu)體，可降低貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的制造成本。 采用堆積導(dǎo)電膜的基板或?qū)щ娦曰?，形成?xì)微凸抗蝕圖案的場合，出現(xiàn)在細(xì)微
凸抗蝕圖案的周圍導(dǎo)電膜露出的結(jié)果，如果照原樣進(jìn)行電鍍，則僅僅在導(dǎo)電膜露出部分堆
積金屬，可制造貫通型金屬結(jié)構(gòu)體。由于通過形成細(xì)微凸抗蝕圖案，導(dǎo)電膜面的電阻稍高，
故基板上的導(dǎo)電膜和電鍍面的貼緊性低，可容易將貫通型金屬結(jié)構(gòu)體與基板剝離開。 在基板上堆積導(dǎo)電膜的方法沒有特別的限制，但是，最好，可采用蒸鍍、濺射等方
式。作為導(dǎo)電性膜所采用的導(dǎo)電性材料，可列舉有金、銀、鉬、銅、鎳、鋁等。導(dǎo)電性基板沒有
特別限制，但是，可列舉不銹鋼、鋁、銅等。由于基板的表面粗糙度反映到貫通型金屬結(jié)構(gòu)體
的表面粗糙度中，故最好采用對應(yīng)于目的、用途而進(jìn)行了鏡面研磨的類型。 為了使通孔的深度為所需的深度，細(xì)微凸抗蝕圖案的高度必須具有所需的高度。
在多次地反復(fù)進(jìn)行抗蝕層的形成、曝光之后，進(jìn)行顯影處理，由此，可獲得所需的高度的細(xì)
微凸抗蝕圖案。 如果細(xì)微凸抗蝕圖案的高度增加，則具有在顯影之后細(xì)微抗蝕圖案倒坍的可能 性。為了避免該情況，在比如2次地進(jìn)行抗蝕層的形成、曝光的場合，采用2個掩模使底層 的細(xì)微凸抗蝕圖案的尺寸大于頂層的細(xì)微凸抗蝕圖案的尺寸，由此，可防止細(xì)微凸抗蝕圖 案的倒坍。 另外，在通孔的形狀為多段結(jié)構(gòu)的場合，在比如2次地進(jìn)行抗蝕層的形成、曝光的
場合，可采用2種掩模，分別在底層、頂層上形成形狀不同的細(xì)微凸抗蝕圖案。 為了使底層的細(xì)微凸抗蝕圖案與頂層的細(xì)微凸抗蝕圖案的位置關(guān)系符合所需的
設(shè)計(jì)，在采用掩模的曝光時必須進(jìn)行正確的對位。 對于該對位，列舉有在基板與掩模的相同位置進(jìn)行切削加工，通過銷固定的方法； 采用激光干涉計(jì)而進(jìn)行找位的方法；在基板與掩模的相同位置制作位置標(biāo)記，通過光學(xué)顯 微鏡進(jìn)行對位的方法等。 在通過光學(xué)顯微鏡進(jìn)行對位的方法中，比如，通過光刻法在基板上制作位置標(biāo)記， 在掩模上通過激光繪圖裝置繪制位置標(biāo)記。即使在采用光學(xué)顯微鏡的手動操作的情況下， 對于簡單地獲得5 ii m以內(nèi)的精度的方面是有效的。 如果細(xì)微凸抗蝕圖案的高度增加，則有在顯影工序具有細(xì)微凸抗蝕圖案的頂部的 尺寸小于底部的不利情況的擔(dān)心。在形成多個抗蝕層的場合，具有最好在形成各抗蝕層時 分層地形成靈敏度不同的抗蝕劑的情況。在該場合，比如列舉有頂層的抗蝕劑的靈敏度高 于接近底部的層的情況。 最好，用于曝光的光源為設(shè)備費(fèi)用低的紫外線或激光。對于獲得較大的曝光深度 的同步加速器輻射光，設(shè)備費(fèi)用高，實(shí)質(zhì)上貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的價格高，在工業(yè)上是不實(shí)用的。 從工業(yè)上容易再現(xiàn)的觀點(diǎn)來說，最好貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的通孔的寬度的尺寸精度 在±0. 5 10%的范圍內(nèi)。 在采用具有通孔的金屬制基板的微型球體的制造裝置中，在通孔的連續(xù)相側(cè)出口 部中的至少一部分上，在至少一部分具有透明性的板以間隔連續(xù)相的流路而設(shè)置，以便可 觀察所形成的微型球體，由此，可精密地控制微型球體的制造速度。 特別是，通過形成具有由玻璃板或塑料板形成的透明板的結(jié)構(gòu)，可監(jiān)視是否從外 部經(jīng)CCD照相機(jī)等的光學(xué)讀取裝置，在微型球體的形成壓力范圍內(nèi)正常地形成等的情況， 可精密地控制伴隨分散相送液壓力等的變化的微型球體的制造速度。
實(shí)施例 按照本發(fā)明，在下面參照附圖對形成具有通孔的金屬制基板的方法更具體地進(jìn)行 說明。雖然是根據(jù)實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體說明，但是，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
按照本發(fā)明，在下面參照附圖，對形成具有通孔的金屬制基板的方法更具體地進(jìn) 行說明。(第l制造方法) 參照圖1A，首先在基板1上進(jìn)行以有機(jī)材料(東京応化工業(yè)製"PMER N-CA3000PM")為母體的抗蝕劑涂敷處理，形成抗蝕層2。 參照圖1B，通過UV曝光裝置(* ^ 乂 ^製"PLA-501F")，采用掩模3對抗蝕層2 進(jìn)行曝光(波長為365nm，曝光量為300mJ/cm2)。 參照圖1C，采用熱板(IO(TC X4分鐘)，進(jìn)行抗蝕層2的熱處理。 像圖1D所示的那樣，對具有上述抗蝕層2的基板1進(jìn)行顯影，在基板1上形成抗
蝕圖案4 (顯影液東京応化工業(yè)製"PMER顯影液P-7G")。 像圖1E所示的那樣，在具有上述抗蝕圖案4的基板1的表面上進(jìn)行蒸鍍或?yàn)R射處
理，在抗蝕圖案的表面上堆積由鎳形成的導(dǎo)電性膜5。在該工序還可堆積鉑、銀、金、銅、鋁等。 接著，將具有上述抗蝕圖案4的基板1浸漬于電鍍液中，進(jìn)行電鍍，在抗蝕圖案的 凹部之間獲得金屬結(jié)構(gòu)體(在下面有時稱為"鎳結(jié)構(gòu)體")6。在該工序，還可堆積銅、金等。
像圖1F所示的那樣，為了去除附著于從基板1剝離而獲得的鎳結(jié)構(gòu)體6上的抗 蝕劑，浸漬于溶解液中，獲得鎳結(jié)構(gòu)體6(溶解液東京応化工業(yè)製"々'」一>》卜'j '7 :/ MF")。接著，通過對鎳結(jié)構(gòu)體6的電鍍側(cè)進(jìn)行研磨，獲得具有通孔7的金屬制基板10。
(第2制造方法) 參照圖2A，首先，在基板1的表面上進(jìn)行蒸鍍或?yàn)R射處理，堆積由鎳形成的導(dǎo)電性 膜。在該工序，還可堆積鉑、銀、金、銅、鋁等。或者，可采用不銹鋼、鋁等的導(dǎo)電性的基板。接 著，在具有導(dǎo)電性膜5的基板1上，進(jìn)行以有機(jī)材料(東京応化工業(yè)製"PMER N-CA3000PM") 為母體的抗蝕劑涂敷處理，形成第1抗蝕層21。 參照圖2B，通過UV曝光裝置(* ^ 乂 ^製"PLA-501F")，采用掩模3對第l抗蝕 層21進(jìn)行曝光(波長為365nm，曝光量為300mJ/cm2)。 在曝光時，由于第1抗蝕層21的抗蝕圖案與后述的第2抗蝕圖案的位置為規(guī)定位 置，故實(shí)施采用作為本UV曝光裝置的功能的位置光學(xué)顯微鏡，調(diào)節(jié)基板與掩模的位置的對準(zhǔn)曝光。 參照圖2C，采用熱板(IO(TC X4分鐘)，進(jìn)行第1抗蝕層21的熱處理。
參照圖2D，在具有第1抗蝕層21的基板1上，進(jìn)行以有機(jī)材料(東京応化工業(yè)製 "PMER N-CA3000PM")為母體的抗蝕劑涂敷處理，形成第2抗蝕層22。接著，通過UV曝光裝 置(* ^ 乂 ^製"PLA-501F")，采用掩模3對第2抗蝕層22進(jìn)行曝光(波長為365nm，曝光 量為300mJ/cm2)。 在曝光時，由于第1抗蝕層21的抗蝕圖案與第2抗蝕層22的抗蝕圖案的位置關(guān) 系為規(guī)定的位置，故采用作為本UV曝光裝置的功能的光學(xué)顯微鏡，進(jìn)行調(diào)節(jié)基板與掩模的 位置的對準(zhǔn)曝光。 參照圖2E，采用熱風(fēng)干燥機(jī)(IO(TC X4分鐘)進(jìn)行第2抗蝕層22的熱處理。
像圖2F所示的那樣，對具有由第1抗蝕層21和第2抗蝕層22形成的抗蝕層的 基板1進(jìn)行顯影，在基板1上形成抗蝕圖案23(顯影液東京応化工業(yè)製"PMER顯影液 P-7G")。 像圖2G所示的那樣，將具有上述抗蝕圖案23的基板1浸漬于電鍍液中進(jìn)行電鍍， 僅在抗蝕圖案23的凹部之間，有選擇地堆積金屬，由此，獲得金屬結(jié)構(gòu)體(在下面稱為"鎳 結(jié)構(gòu)體")6。在該工序，還可堆積銅、金等。 像圖2H所示的那樣，為了去除附著于從基板剝離而獲得的鎳結(jié)構(gòu)體6上的抗蝕 劑，浸漬于溶解液中，獲得具有通孔7的金屬制基板10(溶解液東京応化工業(yè)製"々'J 一 "卜MF")。(具有通孔的金屬制基板A的制作) 按照圖1A 圖IF所示的成形品的形成方法，反復(fù)1次地進(jìn)行抗蝕涂敷形成抗蝕 層，進(jìn)行曝光、熱處理、顯影，然后制造在圖4A 圖4C所示的縱向40mmX橫向40mm，厚度為 100 ii m的金屬板上，具有60000個縱向10iimX橫向20iim，深度為100iim的通孔的貫通 型金屬制基板。圖4A為具有通孔的金屬制基板的俯視圖，圖4B為側(cè)視圖，圖4C為表示通 孔數(shù)量的表。 盡管貫通型金屬結(jié)構(gòu)體厚度薄到100 ii m，細(xì)微通孔仍在不變形的情況下保持，獲 得不妨礙處理性的類型。通過采用上述的貫通型金屬制結(jié)構(gòu)體，可制造高壓力、高溫下的微 型球體。 在空氣中，測定對水的接觸角。在采用協(xié)和界面化學(xué)株式會社、型號為CA-DT A 型而測定時，該角為88。。 圖5、圖6、圖7表示基于SEM的通孔的細(xì)微結(jié)構(gòu)圖。這些細(xì)微結(jié)構(gòu)圖是根據(jù)具有 通孔的金屬制結(jié)構(gòu)體的頂面拍攝的。分別改變倍數(shù)進(jìn)行拍攝。在細(xì)微結(jié)構(gòu)圖中，看上去黑 色的部分為通孔。(具有通孔的金屬制基板B的制作) 按照形成圖2A 圖2H所示的成形品的方法，反復(fù)1次地進(jìn)行抗蝕劑涂敷，形成第 1抗蝕層，在各層上進(jìn)行曝光、熱處理，然后，再按照1次地反復(fù)進(jìn)行蝕刻涂敷，形成第2蝕刻 層，進(jìn)行曝光、熱處理，接著，進(jìn)行顯影處理，制造在圖8A 圖8C所示的那樣的縱向40mmX 橫向40mm、厚度為300 y m的金屬板上具有60000個通孔的貫通型金屬制基板，該通孔頂 層為縱向10iimX橫向40iim、深度為150 y m(連續(xù)相側(cè))，底層為縱向30ymX橫向60 m、深度為150 P m(分散相側(cè))。圖8A為表示具有通孔的金屬制基板的俯視圖，圖8B為 側(cè)視圖，圖8C為表示通孔數(shù)量的表。 盡管具有通孔的金屬制基板中的孔的深度大到300ym，仍可通過進(jìn)行用于防止抗 蝕圖案的倒坍的多段圖案制作處理，獲得沒有圖案的倒坍，具有所需的孔尺寸的金屬制基 板。 在空氣中，測定對于水的接觸角。采用協(xié)和界面化學(xué)株式會社、型號為CA-DT A 型而測定時，該角為86。。 具有上述通孔的金屬制基板B為多段結(jié)構(gòu)的實(shí)例，對于通孔的尺寸，按照2層設(shè)定
10X40iim與30X60 iim。(具有通孔的金屬制基板C的制作) 按照形成圖2A 圖2H所示的成形品的方法，反復(fù)1次地進(jìn)行抗蝕劑涂敷，形成第 1抗蝕層，在各層上進(jìn)行曝光、熱處理，然后，再按照1次地反復(fù)進(jìn)行蝕刻涂敷形成第2蝕刻 層，進(jìn)行曝光、熱處理，接著進(jìn)行顯影處理，制造在圖9A 圖9C所示的那樣的縱向40mmX 橫向40mm、厚度為170iim的金屬板上具有60000個通孔的貫通型金屬制基板，該通孔頂層 為縱向20iimX橫向60iim、深度為20iim(連續(xù)相側(cè))，底層為縱向20iimX橫向20iim、 深度為150iim(分散相側(cè))。圖9A表示具有通孔的金屬制基板的俯視圖，圖9B為側(cè)視圖， 圖9C表示通孔數(shù)量的表。 在已制造的具有通孔的金屬制基板上進(jìn)行基于蒸鍍處理的表面改質(zhì)。采用(株) 7 A K '7夕、EB蒸鍍裝置，型號HP-1010F，堆積200nm的Si02膜。在空氣中，測定對于水 的接觸角。在采用協(xié)和界面化學(xué)株式會社、型式CA-DT，A型而測定時，該角為18° 。
具有上述通孔的金屬制基板C為了進(jìn)一步提高微型球體的制造效率，通孔為多段 結(jié)構(gòu)的實(shí)例，相當(dāng)于上述圖3A的結(jié)構(gòu)。
(具有通孔的金屬制基板D的制作) 按照形成圖2A 圖2H所示的成形品的方法，反復(fù)1次地進(jìn)行抗蝕劑涂敷，形成 第1抗蝕層，在各層上進(jìn)行曝光、熱處理，然后，再按照1次地反復(fù)進(jìn)行蝕刻涂敷，形成第2 蝕刻層，進(jìn)行曝光、熱處理，接著進(jìn)行顯影處理，制造在圖10A 圖IOC所示的那樣的縱向 40mmX橫向40mm、厚度為170 y m的金屬板上具有60000個通孔的貫通型金屬制基板，該通 孔的頂層為縱向10iim，深度為10iim(連續(xù)相側(cè)、與底層連通)，底層為縱向10iimX橫 向15ym(橢圓形)、深度為160iim(分散相側(cè))。圖10A表示具有通孔的金屬制基板俯視 圖，圖10B為側(cè)視圖，圖10C表示通孔數(shù)量的表。 在已制造的具有通孔的金屬制基板上進(jìn)行基于蒸鍍處理的表面改質(zhì)。采用(株) 7 A K '7夕、EB蒸鍍裝置，型式HP-1010F，堆積200nm的Si02膜。在空氣中測定水的接觸 角。在采用協(xié)和界面化學(xué)株式會社、型式CA-DT，A型而測定時，該角為2r 。
在具有上述通孔的金屬制基板C中，為了進(jìn)一步提高微型球體的制造效率，通孔 為多段結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于上述圖3C的結(jié)構(gòu)。(采用具有通孔的金屬制基板A的油中水單分散微粒子的制作)
將作為基板的金屬制基板A組裝于后述的制造裝置中，進(jìn)行油中水單分散微粒子 的制作試驗(yàn)，其中分散相(水)采用純水，連續(xù)相(油)采用甘油三油酸酯。由于金屬制基 板相對水的接觸角高到88。，故在流體流路的出口處，作為分散相(水)的純水在不濕潤基板的情況下單獨(dú)分離，在獲得具有均勻的純水顆粒直徑的乳劑方面取得成功。采用大塚電 子社生產(chǎn)的顆粒測定裝置，型號PAR-III測定顆粒直徑，其結(jié)果是確認(rèn)可制造具有平均顆 粒直徑為41. 8微米、變化率為3. 0%、非常均勻的顆粒的乳劑。 在乳劑的制造中，在CCD照相機(jī)中對顆粒與金屬制基板分離的過程進(jìn)行錄像，確 認(rèn)顆粒制作效率，此時為10個/秒。(采用具有通孔的金屬制基板B的油中水單分散微粒子的制作)
將作為基板的金屬制基板B組裝于后述的制造裝置中，進(jìn)行油中水單分散微粒子 的制作試驗(yàn)，其中分散相(水)采用純水，連續(xù)相(油)采用甘油三油酸酯。由于金屬制基 板相對水的接觸角高到86。，故在流體流路的出口處，作為分散相(水)的純水在不濕潤 基板的情況下單獨(dú)分離，成功獲得具有均勻的純水顆粒直徑的乳劑。采用大塚電子社生產(chǎn) 的顆粒測定裝置，型式PAR-III測定顆粒直徑，其結(jié)果是確認(rèn)可制造具有平均顆粒直徑為 34. 1微米、變化率為2. 5%、極均勻的顆粒的乳劑。 在乳劑的制造中，在CCD照相機(jī)中對顆粒與金屬制基板單獨(dú)分離的過程進(jìn)行錄 像，確認(rèn)顆粒制作效率，此時，在15 20個/秒，并確認(rèn)為在通孔的縱、橫的比大時，單獨(dú)分 離顆粒的能力優(yōu)良，所制作的顆粒直徑變小。(采用具有通孔的金屬制基板C的水中油單分散微粒子的制作)
將作為基板的金屬制基板C組裝于后述的制造裝置中，進(jìn)行分散相(油)采用大 豆油、連續(xù)相(水)采用純水的油中水單分散微粒子的制作試驗(yàn)。由于金屬制基板相對水的 接觸角低到18。，故在流體流路的出口處作為分散相(油)的大豆油在不濕潤基板的情況 下單獨(dú)分離，有助于獲得具有均勻的大豆油顆粒直徑的乳劑。采用大塚電子社生產(chǎn)的顆粒 測定裝置，型式PAR-III測定顆粒直徑，其結(jié)果是確認(rèn)，可制造具有平均顆粒直徑為30. 7 微米、變化率為2. 0%、極均勻的顆粒的乳劑。 在乳劑的制造中，在CCD照相機(jī)中對顆粒與金屬制基板單獨(dú)分離的過程進(jìn)行錄 像，確認(rèn)顆粒制作效率，此時，在80 90個/秒，流體流路的出口側(cè)的孔尺寸大于貫通基板 的孔尺寸，在此場合確認(rèn)，容易將連續(xù)相導(dǎo)入流體流路的出口側(cè)，單獨(dú)分離顆粒的能力進(jìn)一 步優(yōu)良，所制作的顆粒直徑變小。(采用具有通孔的金屬制基板D的水中油單分散微粒子的制作)
將作為基板的金屬制基板D組裝于后述的制造裝置中，進(jìn)行油中水單分散微粒子 的制作試驗(yàn)，其中分散相(油)采用大豆油，連續(xù)相(水)采用純水。由于金屬制基板相對 水的接觸角低到2r ，在流體流路的出口處，作為分散相(油)的大豆油在不濕潤基板的情 況下單獨(dú)分離，成功獲得具有均勻的大豆油顆粒直徑的乳劑。采用大塚電子社生產(chǎn)的顆粒 測定裝置，型式PAR-III，測定顆粒直徑，其結(jié)果是確認(rèn)可制造具有平均顆粒直徑為28.6 微米、變動率為1. 5%、極均勻的顆粒的乳劑。 在乳劑的制造中，在CCD照相機(jī)中對顆粒與金屬制基板單獨(dú)分離的過程進(jìn)行錄 像，在確認(rèn)顆粒制作效率時，確認(rèn)90 100個/秒。流體流路的出口側(cè)的孔尺寸大于貫通 基板的孔尺寸，并且與鄰接的通孔連通，在此場合確認(rèn)更容易將連續(xù)相導(dǎo)入流體流路的出 口側(cè)，分離顆粒的能力進(jìn)一步優(yōu)良，所制作的顆粒直徑變小。
(微型球體的制造裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)例) 圖11表示微型球體的制造裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)例。具有通孔的金屬制基板10固定于MC組件100的內(nèi)部。MC組件100按照組裝多個間隔件11、板12的方式構(gòu)成。板12為比如玻 璃板。MC組件100通過下述方式形成，該方式為在金屬性基板10的下方第1流路101呈 環(huán)狀設(shè)置板12，該第1流路101在頂部設(shè)置的容器200 (箱)內(nèi)流有分散相，且液體密封。 另外通過下述方式形成，該方式為在金屬制基板10的上方，從設(shè)置于上方的泵300流有連 續(xù)相和乳劑的液體密封的第2流路102呈環(huán)狀設(shè)置板12。可從外部通過物鏡402通過CCD 照相機(jī)401等的光學(xué)讀取裝置監(jiān)視在第2流路102內(nèi)部的微型球體的形成是否正常等的情 況，可精密地控制伴隨驅(qū)動壓力的變化的微型球體的制造速度。通過CCD照相機(jī)401拍攝 的圖像顯示于監(jiān)視器403中。為了采用以上的結(jié)構(gòu)的裝置形成微型球體，以規(guī)定的壓力將 容器200內(nèi)的分散相供給到第1流路IOI，與此同時，通過泵300以規(guī)定的壓力將連續(xù)相供 給到第2流路102的內(nèi)部。于是，通過第2流路102內(nèi)的壓力，第1流路101內(nèi)的壓力通常 高于第2流路102內(nèi)的壓力(通常，在0. 5 2KPa)，由此，第1流路101內(nèi)的分散相通過金 屬性基板10的通孔7形成微型球體，分散于連續(xù)相中，形成微型球體。已形成的乳劑經(jīng)管 13回收于容器等中。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性 本發(fā)明的微型球體的制造方法可用于食品工業(yè)、醫(yī)藥或化妝品制造等所采用的乳
劑、DDS(供藥系統(tǒng))用的乳劑、微型膠囊、離子交換樹脂、色譜分析載體等的制造。 標(biāo)號說明 標(biāo)號1表示基板； 標(biāo)號2表示抗蝕層； 標(biāo)號3表示掩模； 標(biāo)號4表示抗蝕圖案； 標(biāo)號5表示導(dǎo)電膜； 標(biāo)號6表示金屬結(jié)構(gòu)體； 標(biāo)號7表示通孔； 標(biāo)號10表示具有通孔的金屬制基板。
權(quán)利要求
一種微型球體的制造方法，在該方法中，通過形成有通孔的基板，將分散相和連續(xù)相分離，通過通孔將分散相擠壓于連續(xù)相中，制造微型球體，其特征在于采用至少1塊金屬制的基板，在該基板中，通孔的寬度在0.5～500μm的范圍內(nèi)，通孔的深度在10～6000μm的范圍內(nèi)，通孔的寬度與深度的比(寬度/深度)在1～1/30的范圍內(nèi)，通孔的形狀在通孔的微型球體形成側(cè)開口周圍具有凹狀造型。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于對金屬制的基板進(jìn)行化學(xué)表面處理和/或物理表面處理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造方法，其特征在于形成于金屬制的基板上的通孔的形狀為多段結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型球體制造方法，其特征在于采用多個形成有通孔的金屬制基板。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造方法，其特征在于金屬制的基板具有2種以上的形狀的通孔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造方法，其特征在于金屬制的基板包括將基板支承于至少1個面上的支承板。
7. —種金屬制基板的制造方法，在制造微型球體的方法中被采用，在該微型球體的制造方法中，通過形成有通孔的基板，將分散相和連續(xù)相分離，通過通孔將分散相擠壓于連續(xù)相中，該金屬制基板的制造方法包括抗蝕圖案形成步驟，在該步驟中，在抗蝕形成基板上形成抗蝕層，采用掩模進(jìn)行曝光和顯影、或曝光、熱處理和顯影，形成具有通孔的形狀的抗蝕圖案；金屬制基板形成步驟，在該步驟按照上述抗蝕圖案，通過電鍍堆積金屬，然后，將抗蝕劑形成基板剝離，另外，通過顯影液將抗蝕圖案剝離，形成具有通孔的金屬制的基板，在上述金屬制基板中，通孔的寬度在0. 5 500 ii m的范圍內(nèi)，通孔的深度在10 6000 y m的范圍內(nèi)，通孔的寬度與深度的比(寬度/深度)在1 1/30的范圍內(nèi)，通孔的形狀在通孔的微型球體形成側(cè)開口周圍具有凹狀造型。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬制基板的制造方法，其特征在于在上述抗蝕圖案形成步驟，采用具有導(dǎo)電性的抗蝕劑形成基板，形成抗蝕層，采用掩模進(jìn)行曝光和顯影、或曝光、熱處理和顯影。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的金屬制基板的制造方法，其特征在于在上述抗蝕圖案形成步驟，通過多次的抗蝕層的形成與至少1次以上的曝光和顯影、或曝光、熱處理和顯影，形成具有通孔的形狀的抗蝕圖案，直至抗蝕圖案按照通孔的高度形成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬制基板的制造方法，其特征在于在上述抗蝕圖案形成步驟，在多次的抗蝕層的形成、至少1次以上的曝光和顯影、或曝光、熱處理和顯影時，包括對掩模圖案的位置進(jìn)行對準(zhǔn)的掩模對位步驟，以便曝光的各層的掩模圖案的位置位于相同位置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬制基板的制造方法，其特征在于在上述抗蝕圖案形成步驟，在多次形成抗蝕層時，各抗蝕層采用曝光靈敏度不同的抗蝕劑。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的金屬制基板的制造方法，其特征在于在上述抗蝕圖案形成步驟，曝光用的光源為紫外線或激光。
13. —種金屬制基板，該金屬制基板是通過權(quán)利要求7 12中任一項(xiàng)所述的制造方法 而獲得的。
14. 一種微型球體的制造裝置，其特征在于其中，在殼體中間隔開地安裝第1板、形成 有通孔的基板和第2板，在上述第1板和形成有通孔的基板之間形成流動分散相的第1流 路，在形成有上述通孔的基板和第2板之間形成有包括連續(xù)相和微型球體的層流動的第2 流路，該基板為通孔的寬度在0. 5 500 ii m的范圍內(nèi)，通孔的深度在10 6000 y m的范圍 內(nèi)，通孔的寬度與深度的比(寬度/深度)在1 1/30的范圍內(nèi)，通孔的形狀在通孔的微 型球體形成側(cè)開口部周圍具有凹狀造型。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造裝置，其特征在于第1板和/或第2板中的至少一部 分由具有透明性的部件形成。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種微型球體的制造方法，該微型球體為用作食品工業(yè)、醫(yī)藥或化妝品制造等所采用的乳劑、DDS(供藥系統(tǒng))用的乳劑等的固體微粒子、液體微粒子。上述課題通過下述的微型球體的制造方法解決，在該方法中，通過形成有通孔的基板將分散相和連續(xù)相分離，通過通孔將分散相擠壓于連續(xù)相中，擠成微型球體，其特征在于通孔的寬度在0.5～5 00μm的范圍內(nèi)，通孔的深度在10～6000μm的范圍內(nèi)，通孔的寬度與深度的比在1～1/30的范圍內(nèi)，通孔的形狀在通孔的微型球體形成側(cè)開口周圍具有凹狀造型。
文檔編號B01F3/08GK101693178SQ20091020881
公開日2010年4月14日 申請日期2005年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月18日
發(fā)明者中島光敏, 木谷剛典, 福田始弘, 西泰治, 金井誠一 申請人:獨(dú)立行政法人農(nóng)業(yè)·食品產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究機(jī)構(gòu);株式會社可樂麗;中島光敏;