JP6028563B2 - 金属フィルターの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は金属フィルターの製造方法に関する。より詳細には、血中循環癌細胞を効率良く捕獲できる金属フィルターの製造方法に関する。

癌は世界各国で死因の上位を占め、わが国においては年間３０万人以上が癌によって死亡しており、その早期発見および治療が望まれている。癌による人の死亡は、癌の転移再発によるものがほとんどである。癌の転移再発は、癌細胞が原発巣から血管またはリンパ管を経由して、別臓器組織の血管壁に定着、浸潤して微小転移巣を形成することで起こる。このような血管やリンパ管を通じての人の体内を循環する癌細胞は、血中循環癌細胞（Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ Ｔｕｍｏｒ Ｃｅｌｌ、以下、場合により「ＣＴＣ」という。）と呼ばれている。

血液には、赤血球、白血球、血小板等の血球成分が多く含まれ、その個数は血液１ｍＬ中に３．５〜９×１０^９個ともいわれている。しかしながら、この中にＣＴＣは僅か数個しか存在しない。したがって、血球成分の中からＣＴＣを効率的に検出するためには血球成分を分離する必要があり、ＣＴＣの観察及び測定は非常に困難である。

しかしながら、ＣＴＣ等の癌細胞は、血液中の血球細胞、例えば赤血球や白血球、あるいは血小板等に比べてサイズが一回り大きい。そこで、機械的濾過法を適用してこれらの血球成分を除去し、癌細胞を濃縮することが検討されている。このような機械的濾過法を行うためのフィルターとして、金属フィルターを使用することが考えられる。金属フィルターの製造方法としては、例えば、フォトリソグラフィーを用いた電気鋳造（電鋳）めっきの方法が知られている（特許文献１）。

特開２０１１−１６３８３０号公報

電鋳めっきによる金属フィルターの製造は、例えば、次のようにして行われる。まず、基板上に感光性樹脂組成物を積層する。次に、上記感光性樹脂組成物層に活性光線を露光し現像することにより、レジストパターンを形成する。続いて、上記レジストパターンが形成された基板を金属めっき（電鋳めっき）する。その後、上記基板及びレジストパターンを除去し、金属めっき層のみを得る。この金属めっき層が金属フィルターとなる。

発明者らは、上記のような製造方法で金属フィルターを製造する場合に、めっき染み込みにより、金属フィルターの貫通孔の孔内壁にバリが発生する場合があることを見出した。

バリが発生する過程について、図面を用いてより詳細に説明する。図１は、上記の製造方法によってバリが発生するメカニズムを示す概略図である。図１（Ａ）に示すように、上記の製造方法では、まず、基板８上に感光性樹脂組成物の硬化物３ａからなるレジストパターンが形成される。次に、レジストパターンが形成された基板８上に電鋳めっきにより金属めっき層９が形成される。このとき、基板８と感光性樹脂組成物の硬化物３ａとの間にめっき染み込み１０が発生する。続いて、図１（Ｂ）に示すように、基板８及び感光性樹脂組成物の硬化物３ａからなるレジストパターンが除去され、金属めっき層９が回収される。この金属めっき層９が金属フィルターである。金属フィルターには貫通孔７が形成されている。ここで、この金属フィルターには、めっき染み込み１０により形成されたバリが存在する。また、図２（Ａ）に、貫通孔の孔内壁にバリが発生した金属フィルターを走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で観察した写真を示す。ＳＥＭ像の倍率は１０００倍であった。

上記のようなバリが発生すると、フィルターの貫通孔の孔径が設計値よりも小さくなる場合がある。そして、このような貫通孔の孔径のばらつきにより、捕獲対象とする成分の捕獲精度が低下する場合がある。また、上記バリは、金属フィルターで捕獲した細胞や金属フィルターを通過した細胞を損傷する場合がある。そこで、上記バリを除去する必要がある。

しかしながら、バリを有する金属フィルターを薬液中に浸し、薬液の加温及び攪拌によりバリの溶解除去を行うと、バリのみの溶解はできず、金属フィルターの貫通孔の孔径を拡大してしまう場合がある。さらに、バリの溶解除去の処理ムラによっても、金属フィルターの貫通孔の孔径にばらつきが生じ、孔径の加工精度が低下する場合がある。

そこで、本発明は、貫通孔の孔内壁にバリがなく、貫通孔の孔径の加工精度が高い、金属フィルターの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、金属フィルターの製造方法であって、銅基板上に感光性樹脂組成物を積層して感光性樹脂組成物層を形成する積層工程と、感光性樹脂組成物層の所定部分を活性光線で露光し、感光性樹脂組成物の硬化物を形成する露光工程と、感光性樹脂組成物層のうち感光性樹脂組成物の硬化物以外の部分を現像により除去し、銅基板上に感光性樹脂組成物の硬化物からなるレジストパターンを形成する現像工程と、レジストパターンが形成された銅基板を金属めっきして第１めっき層を形成する第１めっき工程と、レジストパターン及び第１めっき層が形成された銅基板を、第１めっき層とは異なる金属で金属めっきして第２めっき層を形成する第２めっき工程と、銅基板及び第１めっき層を化学的溶解によって除去して、レジストパターン及び第２めっき層からなる構造物を得る溶解工程と、構造物からレジストパターンを除去して、第２めっき層を得る剥離工程と、を含み、第２めっき層が金属フィルターである、金属フィルターの製造方法を提供する。

上記本発明の製造方法によれば、金属フィルターの貫通孔の孔内壁にバリが発生しないため、金属フィルターに薬液を反応させてバリを溶解除去する必要がない。このため、貫通孔の孔径にばらつきが生じず、貫通孔の孔径の加工精度が高い金属フィルターを製造することができる。

上記銅基板は、ピーラブル銅箔であってもよい。ピーラブル銅箔とは、キャリア層と極薄の銅箔層との少なくとも２層からなる銅箔であり、銅箔層とキャリア層は、剥離時には手で容易に剥離可能な程度に接合している。ピーラブル銅箔を使用することによって銅の量を削減し、銅基板の除去に要する化学的溶解剤の量及び時間を削減し、生産性を向上させることができる。

上記金属フィルターは、複数の貫通孔を有し、前記貫通孔の開口形状は、円、楕円、角丸長方形、長方形、正方形及び波形からなる群より選択される１種以上の形状であることが好ましい。ここで、角丸長方形とは、２つの等しい長さの長辺と２つの半円形からなる形状であり、図５（Ｂ）に示す形状である。このような開口形状であることにより、癌細胞が貫通孔に目詰まりしにくく、癌細胞の濃縮効率を更に向上させることができる。また、開口形状が波形であると、金属フィルターの開口率が向上し、効率よく細胞を捕捉できる点で好ましい。開口形状が波形である場合の一例を図６に示す。

上記金属フィルターは、癌細胞濃縮用金属フィルターであってもよい。上記金属フィルターは、癌細胞の濃縮に特に適した構造を有している。

上記癌細胞濃縮用金属フィルターは、血液中に循環する癌細胞の濃縮用金属フィルターであってもよい。上記金属フィルターは、血液中に循環する癌細胞と血球成分とを分離し、癌細胞を濃縮するのに特に適した構造を有している。

（Ａ）及び（Ｂ）は、従来の金属フィルターの製造方法によってバリが発生するメカニズムを示す概略図である。 （Ａ）は、貫通孔の孔内壁にバリが発生した金属フィルターの写真であり、（Ｂ）は本発明の製造方法により製造された金属フィルターの写真である。 （Ａ）〜（Ｉ）は、金属フィルターの製造方法の一実施形態を説明する工程図である。 （Ａ）〜（Ｈ）は、金属フィルターの製造方法の一実施形態を説明する工程図である。 （Ａ）は、一実施形態に係る金属フィルターの概略斜視図である。（Ｂ）は、一実施形態に係る金属フィルターの貫通孔の上面図である。 一実施形態に係る金属フィルターの概略斜視図である。

以下、場合により図面を参照しながら好適な実施形態を説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は理解を容易にするため一部を誇張して描いており、寸法比率は説明のものとは必ずしも一致しない。

実施形態に係る金属フィルターの製造方法は、銅基板上に感光性樹脂組成物を積層して感光性樹脂組成物層を形成する積層工程と、感光性樹脂組成物層の所定部分を活性光線で露光し、感光性樹脂組成物の硬化物を形成する露光工程と、感光性樹脂組成物層のうち感光性樹脂組成物の硬化物以外の部分を現像により除去し、銅基板上に感光性樹脂組成物の硬化物からなるレジストパターンを形成する現像工程と、レジストパターンが形成された銅基板を金属めっきして第１めっき層を形成する第１めっき工程と、レジストパターン及び第１めっき層が形成された銅基板を、第１めっき層とは異なる金属で金属めっきして第２めっき層を形成する第２めっき工程と、銅基板及び第１めっき層を化学的溶解によって除去して、レジストパターン及び第２めっき層からなる構造物を得る溶解工程と、構造物からレジストパターンを除去して、前記第２めっき層を得る剥離工程と、を含み、第２めっき層が金属フィルターである。

図３（Ａ）〜（Ｉ）は、金属フィルターの製造方法の一実施形態を説明する工程図である。本実施形態では、銅基板としてピーラブル銅箔を使用する。

図３（Ａ）は、キャリア層１及び銅箔層２からなるピーラブル銅箔を示す。図３（Ｂ）に示す積層工程において、銅箔層２に感光性樹脂組成物を積層し、感光性樹脂組成物層３を形成する。続いて、図３（Ｃ）に示す露光工程において、フォトマスク４を通して感光性樹脂組成物層３に活性光線（ＵＶ光等）を照射し、露光された部分を光硬化させて感光性樹脂組成物の硬化物３ａを形成する。続いて、図３（Ｄ）に示す現像工程において、感光性樹脂組成物層３のうち感光性樹脂組成物の硬化物３ａ以外の部分を除去し、感光性樹脂組成物の硬化物３ａからなるレジストパターンを形成する。続いて、図３（Ｅ）に示す第１めっき工程において、感光性樹脂組成物の硬化物３ａからなるレジストパターンが形成された銅箔層２上に第１めっき層５を形成する。続いて、図３（Ｆ）に示す第２めっき工程において、感光性樹脂組成物の硬化物３ａからなるレジストパターン及び第１めっき層５が形成された銅箔層２上に第２めっき層６を形成する。続いて、図３（Ｇ）に示すように、ピーラブル銅箔の銅箔層２とキャリア層１とを剥離する。続いて、図３（Ｈ）に示す溶解工程において、銅箔層２及び第１めっき層５を化学的溶解により除去する。この結果、感光性樹脂組成物の硬化物３ａ及び第２めっき層６が残る。続いて、図３（Ｉ）に示す剥離工程において、感光性樹脂組成物の硬化物３ａからなるレジストパターンを除去し、第２めっき層６からなる金属フィルターを回収する。金属フィルターには貫通孔７が形成されている。

図４（Ａ）〜（Ｈ）は、本発明の製造方法の一実施形態を説明する工程図である。本実施形態では、上記実施形態のピーラブル銅箔の代わりに銅基板２’を使用する。本実施形態の製造方法は、図３（Ｇ）に示す、ピーラブル銅箔の銅箔層２とキャリア層１とを剥離する工程が存在しない点以外は上記実施形態と同様である。但し、銅基板２’は上記実施形態の銅箔層２よりも厚いため、溶解工程において銅基板２’を化学的溶解により除去する工程において、上記実施形態よりも多くの化学的溶解剤と時間が必要になる。

続いて、実施形態に係る金属フィルターの製造方法の各工程をより詳細に説明する。

（積層工程）
まず、積層工程について説明する。基板には銅基板を用いる。これにより、化学的溶解によって基板を除去することが可能となる。このため、後述する溶解工程において、基板を除去する際に、金属フィルターにダメージを与えることがなく、フィルターの貫通孔の変形を抑制することができる。このため、貫通孔の高い加工精度を実現することができる。また、銅は、感光性樹脂組成物との密着力に優れるため、小さい密着面積でもレジストパターンを形成することができる。このため、微細な貫通孔を形成することができる。

銅基板としては、銅又は表面に銅を有するものであれば特に制限はないが、例えば、厚さ１〜１００μｍの銅箔、銅箔テープ、ピーラブル銅箔等が挙げられる。作業性の観点からは、ピーラブル銅箔が好ましい。ピーラブル銅箔を使用することによって、後述する溶解工程において、化学的溶解で銅基板を除去する時間を短縮することができる。

感光性樹脂組成物としては、ネガ型及びポジ型のいずれも使用可能であるが、ネガ型感光性樹脂組成物が好ましい。ネガ型感光性樹脂組成物は、少なくとも、バインダー樹脂、不飽和結合を有する光重合性化合物、光重合開始剤を含むものであることが好ましい。なお、ポジ型の感光性樹脂組成物を使用する場合には、感光性樹脂組成物層のうち、活性光線の照射により露光された部分の現像液に対する溶解性が増大するため、現像工程において、露光された部分が除去されることになる。以下、ネガ型感光性樹脂組成物を使用した場合について説明する。

製造される金属フィルターの厚さは、感光性樹脂組成物層の厚さから第１めっき層の厚さを差し引いた厚さ以下となる。このため、目的とする金属フィルターの厚さに適した膜厚の感光性樹脂組成物層を形成する必要がある。例えば、１５μｍ以下の厚さの金属フィルターを製造する場合には、感光性樹脂組成物の厚さから第１めっき層の厚さを差し引いた厚さが１５μｍ以下となるような厚さの感光性樹脂組成物を使用する必要がある。また、貫通孔の孔径が小さくなるほど膜厚の薄い感光性樹脂組成物を使用することが好ましい。

感光性樹脂組成物の銅基板上への積層は、例えば、支持フィルム、感光性樹脂組成物及び保護フィルムからなるシート状の感光性エレメントの保護フィルムを除去した後、感光性エレメントの感光性樹脂組成物層を加熱しながら銅基板に圧着することにより行う。これにより、銅基板と感光性樹脂組成物層と支持フィルムとからなり、これらが順に積層された積層体が得られる。

この積層作業は、密着性及び追従性の見地から、減圧下で行うことが好ましい。圧着の際の感光性樹脂組成物層及び／又は銅基板に対する加熱温度、圧力等の条件に特に制限はないが、７０〜１３０℃の温度で行うことが好ましく、１００〜１０００ｋＰａ程度の圧力で圧着することが好ましい。なお、感光性樹脂組成物層の圧着において、積層性を向上させるために、銅基板を予熱処理してもよい。

（露光工程）
続いて、露光工程について説明する。銅基板上の感光性樹脂組成物層の所定部分に活性光線を照射し、露光された部分を光硬化させて感光性樹脂組成物の硬化物を形成する。この際、感光性樹脂組成物層上に存在する支持フィルムが活性光線に対して透過性を有する場合には、支持フィルムを通して活性光線を照射することができる。一方、支持フィルムが活性光線に対して遮光性を有する場合には、支持フィルムを除去した後に感光性樹脂組成物層に活性光線を照射する。

露光方法としては、アートワークと呼ばれるネガ又はポジマスクパターンを通して活性光線を画像上に照射する方法（マスク露光法）が挙げられる。また、ＬＤＩ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｒｅｃｔ Ｉｍａｇｉｎｇ）露光法やＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）露光法等の直接描画露光法により活性光線を画像状に照射する方法を採用してもよい。

活性光線の光源としては、一般的な光源を用いることができ、例えば、カーボンアーク灯、水銀蒸気アーク灯、高圧水銀灯、キセノンランプ、アルゴンレーザ等のガスレーザ、ＹＡＧレーザ等の固体レーザ、半導体レーザ等の、紫外線、可視光等を有効に放射するものが挙げられる。

活性光線の波長（露光波長）としては、３５０〜４１０ｎｍの範囲内とすることが好ましく、３９０〜４１０ｎｍの範囲内とすることがより好ましい。

（現像工程）
続いて、現像工程について説明する。感光性樹脂組成物層のうち、感光性樹脂組成物の硬化物以外の部分を銅基板上から除去することにより、銅基板上に、感光性樹脂組成物の硬化物からなるレジストパターンを形成する。感光性樹脂組成物層上に支持フィルムが存在している場合には、支持フィルムを除去してから、上記感光性樹脂組成物の硬化物以外の部分の除去（現像）を行う。現像方法には、ウェット現像とドライ現像とがあるが、ウェット現像が広く用いられている。

ウェット現像による場合、感光性樹脂組成物に対応した現像液を用いて、一般的な現像方法により現像する。現像方法としては、ディップ方式、バトル方式、スプレー方式、ブラッシング、スラッピング、スクラッピング、揺動浸漬等を用いた方法が挙げられ、解像性向上の観点からは、高圧スプレー方式が最も適している。２種以上の方法を組み合わせて現像を行ってもよい。

現像液としては、アルカリ性水溶液、水系現像液、有機溶剤系現像液等が挙げられる。アルカリ性水溶液は、現像液として用いられる場合、安全且つ安定であり、操作性が良好である。アルカリ性水溶液の塩基としては、リチウム、ナトリウム又はカリウムの水酸化物等のアルカリ金属水酸化物；リチウム、ナトリウム、カリウム若しくはアンモニウムの炭酸塩又は重炭酸塩；リン酸カリウム、リン酸ナトリウム等のアルカリ金属リン酸塩；ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム等のアルカリ金属ピロリン酸塩等が用いられる。

アルカリ性水溶液としては、０．１〜５質量％炭酸ナトリウムの希薄溶液、０．１〜５質量％炭酸カリウムの希薄溶液、０．１〜５質量％水酸化ナトリウムの希薄溶液、０．１〜５質量％四ホウ酸ナトリウムの希薄溶液等が好ましい。アルカリ性水溶液のｐＨは９〜１１の範囲とすることが好ましく、その温度は、感光性樹脂組成物層のアルカリ現像性に合わせて調節される。アルカリ性水溶液中には、表面活性剤、消泡剤、現像を促進させるための少量の有機溶剤等を混入させてもよい。

感光性樹脂組成物の硬化物以外の部分を現像により除去し、銅基板上に感光性樹脂組成物の硬化物からなるレジストパターンを形成した後、必要に応じて６０〜２５０℃程度の加熱又は０．２〜１０Ｊ／ｃｍ^２程度の露光を行うことにより、レジストパターンを更に硬化してもよい。

上記の積層工程、露光工程、現像工程の条件によっては、製造された金属フィルターの貫通孔の断面がテーパー状になる。このため、積層工程、露光工程、現像工程の条件の最適化が必要な場合がある。また、逆にいえば、上記の製造方法により、断面がテーパー状の貫通孔を有する金属フィルターを製造することも可能である。

（第１めっき工程）
金属フィルターとなる第２めっき層を形成する前に、第１めっき層を形成する。第１めっき層は、第２めっき層とは異なる材質からなり、後述する溶解工程において選択的に（第２めっき層を溶解せずに）第１めっき層を溶解して除去することができる。第１めっき層の形成時に、上述しためっき染み込みによるバリが発生するが、後述する溶解工程において、第１めっき層とともに発生したバリを除去することができる。

第１めっき層の材質としては、第２めっき層を溶解せずに選択的に溶解することが可能な材質であれば特に限定されない。例えば、銅、ニッケル、金、銀、チタン、亜鉛、これらの金属の合金（銅合金、ニッケル合金、金合金、銀合金、チタン合金、亜鉛合金）等が例示できる。しかしながら、後述する溶解工程において除去する、銅基板と同時に除去できる材質であると簡便である。このため、第１めっき層の材質は銅であることが好ましい。

第１めっき工程は、めっき析出速度が速く、短時間で第１めっき層を形成可能であることから、電鋳めっきにより行うことが好ましい。

また、形成した第１めっき層の厚さの分だけ第２めっき層（金属フィルター）の膜厚が薄くなる。このことから、第１めっき層の厚さは、めっき染み込みが発生し、かつ厚くなり過ぎない厚さに設定することが好ましい。したがって、第１めっき層の厚さは、例えば、０．３〜３．０μｍであることが好ましく、０．３〜１．０μｍであることが更に好ましい。

（第２めっき工程）
続いて、第２めっき工程について説明する。現像工程の後、銅基板上にめっきを行い、第２めっき層を形成する。めっきの方法としては、例えば、はんだめっき、ニッケルめっき、金めっき等が挙げられる。この第２めっき層が最終的に金属フィルターとなる。

金属フィルターの材質としては金、銀等の貴金属、アルミニウム、タングステン、ニッケル、クロム等の卑金属、及びこれらの金属の合金が例示できるがこれらに限定するものではない。金属は単体で用いてもよく、機能性を付与するために他の金属との合金又は金属の酸化物として用いてもよい。これらの中でも、腐食等の発生を防止し、加工性・コスト面にも優れることから、ニッケル及びニッケルを主成分とする金属を用いることが好ましい。ここで主成分とは、材料のうち５０質量％以上を占める成分をいう。

（溶解工程）
続いて、溶解工程について説明する。第２めっき層を形成した後、銅基板及び第１めっき層を化学的に溶解して除去する。これにより、人手作業（手剥がし）によらずに金属フィルターとなる第２めっき層及び感光性樹脂組成物の硬化物からなる構造物を回収することができる。このため、シワ・折れ・キズ・カール等のダメージや、微細な貫通孔の変形を生じることなく、金属フィルターを製造することができる。銅基板を溶解する化学的溶解剤としては、メックブライトＳＦ−５４２０Ｂ（商品名、メック株式会社製）、銅選択エッチング液−ＣＳＳ（日本化学産業株式会社）等を使用することができる。

第１めっき層を溶解する化学的溶解剤としては、第１めっき層の材質が銅である場合には、上述した、銅基板を溶解する化学的溶解剤と同様のものを使用することができる。また、第１めっき層の材質が亜鉛である場合には、化学的溶解剤として、硝酸、塩酸等を使用することができる。また、第１めっき層の材質がニッケルである場合には、化学的溶解剤として、ニッケル選択エッチング液ＮＣ（日本化学産業株式会社）、メックリムーバーＮＨ−１８６０（メック株式会社）等を使用することができる。また、第１めっき層の材質が金である場合には、化学的溶解剤として、金エッチング液ＡＵＲＵＭ（関東化学株式会社）等を使用することができる。また、第１めっき層の材質が銀である場合には、化学的溶解剤として、エスバックＡＧ−６０１（佐々木化学薬品株式会社）等を使用することができる。また、第１めっき層の材質がチタンである場合には、化学的溶解剤として、メルストリップＴＩ−３９９１（メルテックス株式会社）等を使用することができる。その他第２めっき層を溶解することなく、第１めっき層だけを選択的にエッチング除去する化学的溶解剤を使用することができる。

第１めっき層の材質が銅である場合には、銅基板及び第１めっき層を同時に溶解することができるため、生産性が高い。

（剥離工程）
続いて、剥離工程について説明する。溶解工程の後、レジストパターン（感光性樹脂組成物の硬化物）を、例えば、現像に用いたアルカリ性水溶液より更に強アルカリ性の水溶液により剥離する。この強アルカリ性の水溶液としては、例えば、１〜１０質量％水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液を用いることが好ましく、１〜５質量％水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液を用いることがより好ましい。レジストパターンを剥離することにより、第２めっき層のみを回収することができる。この第２めっき層が金属フィルターである。図２（Ｂ）に、本製造方法により製造した金属フィルターをＳＥＭで観察した写真を示す。ＳＥＭ像の倍率は１０００倍であり、貫通孔の上方から４５°の角度で観察した。図２（Ｂ）から明らかなように、この金属フィルターの貫通孔の孔内壁にはバリが存在しない。

レジストパターンの剥離方式としては、浸漬方式、スプレー方式、超音波を用いる方式等が挙げられ、これらは単独で用いても併用してもよい。

（金属フィルター）
フィルターの材質が金属であることにより、次のような利点がある。まず、金属は加工性に優れている為、フィルターの加工精度を高めることができる。これにより、捕獲対象とする成分の捕獲率を更に向上させることができる。また、金属はプラスチックなどの他の材料と比べて剛直であるため、外部から力が加わってもそのサイズや形状が維持される。このため、貫通孔よりも若干大きな血液成分（特に白血球）を変形させて通過させ、高精度の分離・濃縮が可能となる。白血球の中にはＣＴＣと同じ程度のサイズを有する細胞が存在し、サイズの違いだけではＣＴＣのみを高濃度で区別できない場合がある。しかしながら、白血球は癌細胞よりも変形能が大きいため、吸引や加圧などによる外部の力により、自分より小さな孔を通過することができ、ＣＴＣと分離することが可能となる。

金属フィルターの貫通孔の開口形状として、円、楕円、角丸長方形、長方形、正方形、波形等が例示できる。開口形状が波形である場合の一例を図６に示す。図６において、金属フィルター１Ｂには、角丸長方形の穿孔が長辺方向（図示左右方向）に沿って８つ連結した波形状の貫通孔１４が設けられている。図６では、貫通孔１４が長辺方向に１列しか配置されていないが、複数列配置してもよい。効率良く癌細胞を捕獲できる観点からは、円、角丸長方形、長方形又は波形が好ましい。また、金属フィルターの目詰まり防止の観点からは、角丸長方形又は長方形が特に好ましい。

図５（Ａ）は、上記の製造方法により製造することのできる金属フィルターの一実施形態を示す概略斜視図である。金属フィルター１００は、複数の貫通孔１１０が形成された基板（第２めっき層）１２０からなる。貫通孔１１０の開口形状は角丸長方形である。貫通孔１１０の配置は、整列配置でもよく、列毎に配置がずれた千鳥配置でもよく、任意に配置されたランダム配置であってもよい。

図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の金属フィルターの貫通孔１１０の上面図である。貫通孔１１０の開口形状は角丸長方形であり、短辺がａ、長辺がｂである長方形の短辺に隣接して、半径がｃである２つの半円形が結合した形状である。一実施形態において、ａ、ｂ、ｃはそれぞれ８、２２及び４μｍである。

貫通孔の孔径は、捕獲対象とする癌細胞のサイズに応じて設定する。本明細書において、開口形状が楕円、長方形、波形等の円以外の形状における孔径とは、それぞれの貫通孔を通過できる変形しない球の直径の最大値を意味する。貫通孔の孔径は、例えば開口形状が長方形又は角丸長方形の場合、その長方形又は角丸長方形の短辺の長さとなる。ここで、角丸長方形の短辺の長さとは、図５（Ｂ）のａで示される長さである。貫通孔の孔径は、開口形状が波形の場合、その波形の開口の幅方向の長さ（波形を構成する角丸長方形の短辺の長さ）となる。開口形状が長方形や角丸長方形の場合、捕獲対象とする成分が貫通孔に捕獲された状態であっても、開口部において開口形状の長辺方向に隙間ができる。この隙間を通して液体が通過可能である為、フィルターの目詰まりを防止することができる。

金属フィルターの貫通孔の入口側の孔径は５〜１００μｍであることが好ましく、５〜５０μｍがより好ましく、５〜３０μｍが特に好ましい。ここで、貫通孔の入口側とは、血液等の試料が金属フィルターを通過する際の流入側のことである。

また、貫通孔の断面形状において、出口側最狭部の孔径が入口側最狭部の孔径以上の大きさであれば、貫通孔中央部の孔径が出口側最狭部の孔径を超える形状（中央部が膨らんだ形状）であってもよい。

金属フィルターの貫通孔の平均開口率は、５〜５０％が好ましく、１０〜４０％がより好ましく、１０〜３０％が特に好ましい。ここで、開口率とは金属フィルター全体の面積に対する貫通孔が占める面積の割合をいう。平均開口率は目詰まり防止の観点から大きいほど好ましいが、５０％を超えると金属フィルターの強度が低下したり、加工が困難になる場合がある。また、５％より小さいと目詰まりを発生しやすくなるため、金属フィルターの癌細胞濃縮性能が低下する場合がある。

金属フィルターの厚さは３〜５０μｍであることが好ましく、５〜４０μｍであることがより好ましく、５〜３０μｍであることが特に好ましい。金属フィルターの膜厚が３μｍ未満の場合は金属フィルターの強度が低下し、取り扱い性が困難になる場合がある。逆に、５０μｍを超えると加工時間が長くなることによる生産性低下、必要以上の材料消費によるコスト的な不利や微細加工そのものが困難になることが懸念される。

上記の金属フィルターは癌細胞の濃縮に適している。上記の金属フィルターは、癌細胞、特に播種及び微転移した癌細胞を有する細胞含有体液のすべてに適用できる。具体的には、リンパ液、尿、喀痰、腹水、滲出液、羊膜液、吸引液、臓器の洗液、腸管洗浄液、肺洗浄液、気管支洗浄液、膀胱洗浄液、大便、骨髄及び血液が挙げられる。上記の金属フィルターは、これらの細胞含有体液を直接濾過して癌細胞を濃縮することもできるが、密度勾配遠心分離法等で、細胞含有体液から細胞を含まない成分をあらかじめ除去した後に濾過してもよい。さらに、金属フィルターによる癌細胞の濃縮の前に、細胞含有体液中の癌細胞に標識化等の修飾を施してもよい。

細胞含有体液から単離した癌細胞又は癌細胞含有フラクションを、適当な培地中で培養し、増殖させることもできる。

金属フィルターに細胞含有体液を通過させた後、更に、緩衝液、染色液、培養液等の追加の液体を金属フィルターに通してもよい。

（実施例１）
感光性樹脂組成物（ＰＨＯＴＥＣ ＲＤ−１２２５：厚さ２５μｍ、日立化成工業株式会社製）を２５０ｍｍ角の基板（ＭＣＬ−Ｅ６７９Ｆ：キャリア層上に銅箔層を有するピーラブル銅箔、日立化成工業株式会社製）の銅箔層上にラミネートした。ラミネートは、ロール温度９０℃、圧力０．３ＭＰａ、コンベア速度２．０ｍ／分の条件で行った。

次に、ガラスマスクを、上記基板の感光性樹脂組成物層上に静置した。上記のガラスマスクは、同一の方向を向いた長方形が長軸及び短軸方向に一定のピッチで整列した光透過部を有しており、上記の長方形のサイズは８×３０μｍであり、ピッチは長軸及び短軸方向のいずれも６０μｍであった。続いて、６００ｍｍＨｇ以下の真空下において、上記のガラスマスクを載置した基板の上部から、平行光を照射する紫外線照射装置によって、露光量４０ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射した。

次に、１．０％炭酸ナトリウム水溶液を使用し、温度３０℃、スプレー圧０．１ＭＰａ、現像時間約３０秒で現像を行い、露光部以外の感光性樹脂組成物層を除去し、基板上に長方形の感光性樹脂組成物の硬化物が垂直に立ったレジストパターンを形成した。

続いて、レジストパターンが形成された基板の銅露出部分に、銅めっき液中、常温で約５分間めっきを行い（第１めっき工程）、約１μｍ厚の銅めっき層（第１めっき層）を形成した。銅めっき液の組成を表１に示す。光沢剤として、カパーグリームＨＳ−２０１（ローム・アンド・ハース電子材料株式会社製）を４．５ｍＬ／Ｌ使用した。

続いて、ｐＨが４．５になるように調製したニッケルめっき液中、温度５５℃で約２０分間めっきを行い（第２めっき工程）、ニッケルめっき層（第２めっき層）を形成した。ニッケルめっき液の組成を表２に示す。

次に、得られた銅めっき層（第１めっき層）及びニッケルめっき層（第２めっき層）を基板のピーラブル銅箔とともに剥離した。続いて、銅基板（ピーラブル銅箔）と銅めっき層（第１めっき層）を温度４０℃で約１２０分間、化学的溶解剤（メックブライトＳＦ−５４２０Ｂ、メック株式会社製）中で攪拌処理することによって除去し、第２めっき層及び感光性樹脂組成物の硬化物からなる構造物を回収した。

最後に、温度５５℃で約６０分間、レジスト剥離液（Ｐ３ Ｐｏｌｅｖｅ、Ｈｅｎｋｅｌ製）中で超音波処理することによって上記の構造物中の感光性樹脂組成物の硬化物（レジストパターン）を除去し、金属フィルターを作製した。これによって、孔内壁にバリがなく、孔径の加工精度が十分に高い金属フィルターが得られた。

（実施例２）
第１めっき工程をシアン化亜鉛めっきに変更し、約１μｍの亜鉛めっき層（第１めっき層）を形成した点と、銅基板（ピーラブル銅箔の銅箔層）の化学的溶解後に、硝酸を使用して亜鉛めっき層（第１めっき層）を除去した点以外は実施例１と同様にして、金属フィルターを作製した。シアン化亜鉛めっき液の組成を表３に示す。

これによって、孔内壁にバリがなく、孔径の加工精度が十分に高い金属フィルターが得られた。

（実施例３）
実施例１で作製したニッケルフィルターに、非シアン系無電解金めっき液（ＨＧＳ−５４００、日立化成工業株式会社製）を使用し、表４に示す条件で厚さ約０．１５μｍの金めっきコーティングを行った。

これによって、耐腐食性に優れる金属フィルターが得られた。

（比較例１）
第１めっき工程を行わなかった点以外は実施例１と同様の方法により、比較例１のフィルターを作製した。この結果、第２めっき工程中にめっき染み込みが発生し、得られた金属フィルターの貫通孔の孔内壁にはバリが発生していた。このバリを除去するために、金属フィルターを、温度４５℃で５分間、ニッケル選択エッチング液（ＮＣ−Ａ、日本化学産業）中で攪拌処理した。この処理によってバリは除去できたが、金属フィルターの貫通孔の孔径が拡大し、仕様を満足できなかった。これに対し、上述したように、実施例１の方法で作製した金属フィルターには孔内壁にバリが存在せず、高い加工精度で仕様を十分に満足することができた。

１…キャリア層、２…銅箔層、２’…銅板、３…感光性樹脂組成物層、３ａ…感光性樹脂組成物の硬化物、４…フォトマスク、５…第１めっき層、６，１１，１２０…第２めっき層（基板）、７，１４，１１０…貫通孔、８…基板、９…金属めっき層、１０…めっき染み込み（孔内壁のバリ）、１００，１Ｂ…金属フィルター、ａ…短辺、ｂ…長辺、ｃ…半径。

Claims (5)

1. 金属フィルターの製造方法であって、
   銅基板上に感光性樹脂組成物を積層して感光性樹脂組成物層を形成する積層工程と、
   前記感光性樹脂組成物層の所定部分を活性光線で露光し、感光性樹脂組成物の硬化物を形成する露光工程と、
   前記感光性樹脂組成物層のうち前記感光性樹脂組成物の硬化物以外の部分を現像により除去し、前記銅基板上に前記感光性樹脂組成物の硬化物からなるレジストパターンを形成する現像工程と、
   前記レジストパターンが形成された銅基板を金属めっきして第１めっき層を形成する第１めっき工程と、
   前記レジストパターン及び前記第１めっき層が形成された銅基板を、前記第１めっき層とは異なる金属で金属めっきして第２めっき層を形成する第２めっき工程と、
   前記銅基板及び前記第１めっき層を化学的溶解によって除去して、前記レジストパターン及び前記第２めっき層からなる構造物を得る溶解工程と、
   前記構造物から前記レジストパターンを除去して、前記第２めっき層を得る剥離工程と、
   を含み、前記第２めっき層が金属フィルターであり、前記銅基板がピーラブル銅箔である、金属フィルターの製造方法。
2. 前記ピーラブル銅箔は、銅箔層とキャリア層とを含み、
   前記第２めっき工程と前記溶解工程との間に、前記ピーラブル銅箔の前記キャリア層を前記銅箔層から剥離する工程をさらに含み、
   前記溶解工程において、前記銅箔層及び前記第１めっき層を化学的溶解によって除去する、請求項１に記載の金属フィルターの製造方法。
3. 前記金属フィルターは、複数の貫通孔を有し、前記貫通孔の開口形状は、円、楕円、角丸長方形、長方形、正方形及び波形からなる群より選択される１種以上の形状である、請求項１又は２に記載の金属フィルターの製造方法。
4. 前記金属フィルターは、癌細胞濃縮用金属フィルターである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の金属フィルターの製造方法。
5. 前記癌細胞濃縮用金属フィルターは、血液中に循環する癌細胞の濃縮用金属フィルターである、請求項４に記載の金属フィルターの製造方法。