KR20170040308A - 기포 분출 칩, 국소 어블레이션 장치 및 국소 어블레이션 방법, 및 인젝션 장치 및 인젝션 방법 - Google Patents
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Abstract
같은 크기의 기포 분출구를 갖는 같은 크기의 기포 분출부를 임의의 수 포함하는 기포 분출 칩을 제작 및 양산화한다.
기판, 상기 기판 상에 형성된 기포 분출부를 포함하고, 상기 기포 분출부가 도전 재료로 형성된 전극, 절연성의 감광성 수지로 형성되고, 상기 전극을 끼우도록 설치되고, 또한 상기 전극의 선단으로부터 연신된 연신부를 포함하는 절연부, 및 상기 절연부의 연신부 및 상기 전극의 선단 사이에 형성된 공극을 포함하는 기포 분출 칩을 제작함으로써 양산화할 수 있다.
기판, 상기 기판 상에 형성된 기포 분출부를 포함하고, 상기 기포 분출부가 도전 재료로 형성된 전극, 절연성의 감광성 수지로 형성되고, 상기 전극을 끼우도록 설치되고, 또한 상기 전극의 선단으로부터 연신된 연신부를 포함하는 절연부, 및 상기 절연부의 연신부 및 상기 전극의 선단 사이에 형성된 공극을 포함하는 기포 분출 칩을 제작함으로써 양산화할 수 있다.
Description
본 발명은 기포 분출 칩, 국소 어블레이션 장치 및 국소 어블레이션 방법, 및 인젝션 장치 및 인젝션 방법에 관한 것이며, 특히 임의의 개수의 기포 분출부를 기판 상에 형성할 수 있고, 또한 기포 분출구의 크기를 확실하게 컨트롤할 수 있고, 양산가능한 기포 분출 칩, 및 상기 기포 분출 칩을 포함하는 국소 어블레이션 장치 및 국소 어블레이션 방법, 및 인젝션 장치 및 인젝션 방법에 관한 것이다.
최근의 바이오테크놀로지의 발전에 따라 세포의 막이나 벽에 구멍을 뚫어 세포로부터 핵을 제거 또는 DNA 등의 핵산 물질의 세포에의 도입 등, 세포 등의 국소 가공의 요구가 높아지고 있다. 국소 가공 기술(이하, 「국소 어블레이션법」이라고 기재하는 경우가 있다)로서는 전기메스 등의 프로브를 사용한 접촉 가공 기술이나, 레이저 등을 사용한 비접촉 어블레이션 기술 등을 사용한 방법이 널리 알려져 있다. 특히, 전기메스의 접촉 가공 기술은 최근 수마이크로미터 오더의 소결면으로 억제함으로써 열 침습 영역을 억제하여 분해능을 향상시킨 기술이 고안되고 있다(비특허문헌 1 참조).
또한, 레이저 가공에 있어서는 펨토초 레이저의 약진이 눈부시고, 최근에는 세포 가공을 행하는 기술(비특허문헌 2 참조)이나 액상 중에서 기포 발생을 억제한 레이저 가공 기술이 고안되고 있다.
그러나, 종래의 전기메스 등의 프로브를 사용한 접촉 가공 기술에 있어서는 연속 고주파에 의해 발생시킨 줄 열에 의해 대상물을 달구어서 끊는 성질이 있기 때문에 절단면의 거칠기와 열에 의한 주변 조직에의 열 침습의 영향이 크다는 문제가 있었다. 또한, 펨토초 레이저 등의 레이저에 의한 비접촉 가공 기술에 있어서도 고밀도 에너지가 국소적으로 조사됨으로써 절단면 주위 조직의 열 침습의 영향의 문제가 있었다.
한편, 세포 등에의 핵산 물질 등을 도입하기 위한 국소적인 물리적 인젝션 기술(이하, 「인젝션 방법」이라고 기재하는 경우가 있다)로서는 전기 천공법, 초음파를 사용한 소노포레이션 기술 및 파티클건법 등이 널리 알려져 있다.
그러나, 종래의 전기 천공법 기술에 있어서는 전계 강도에 의해 세포막의 투과성을 향상시키는데 한계가 있으며, 유연한 지질 2중막이 아니라 단단한 세포막이나 세포벽을 갖는 대상물에 인젝션이 곤란하며, 전극의 배치 등의 제한에 의해 국소적인 타깃이 된 장소로의 인젝션이 곤란했다. 또한, 초음파를 이용한 소노포레이션 기술에 있어서는 초음파의 집속이 곤란하며, 국소적인 기포의 캐비테이션을 발생시켜 해상도를 높이는 것이 곤란했다. 또한, 파티클건법에 의한 인젝션 방법에 있어서도 입자 표면에 부착시킨 물질이 입자를 때려넣을 때에 표면으로부터 이탈해버려 도입 효율이 낮다는 문제가 있었다. 또한, 전기 천공법, 소노포레이션법 및 파티클건법에 있어서는 인젝션하는 물질의 소비량이 많아 귀중한 물질을 인젝션하는 것이 곤란하다는 문제도 있었다.
상기 종래의 국소 어블레이션 방법, 인젝션 방법의 문제를 해결하기 위해서 본 발명자들은 도전 재료로 형성된 심재와, 절연 재료로 형성되어 상기 심재를 덮고, 또한 상기 심재의 선단으로부터 연신된 부분을 포함하는 외곽부, 및 상기 외곽부의 연신된 부분 및 상기 심재의 선단 사이에 형성된 공극을 포함하는 기포 분출 부재를 제작하고, 상기 기포 분출 부재를 용액에 침지시키고, 용액 중에서 고주파 전압을 인가함으로써 기포를 발생시키고, 상기 기포를 가공 대상물에 연속적으로 방출함으로써 가공 대상물을 절삭(국소 어블레이션)할 수 있는 것을 찾아내어 특허출원하고 있다(특허문헌 1 참조).
또한, 상기 기포 분출 부재의 외곽부의 외측에 외곽부와 공간을 갖도록 외측외곽부를 형성하고, 상기 공간에 인젝션 물질을 용해 및/또는 분산시킨 용액을 도입함으로써 인젝션 물질이 용해 및/또는 분산된 용액이 계면에 흡착한 기포를 발생할 수 있고, 상기 기포를 가공 대상물에 연속적으로 방출함으로써 가공 대상물을 절삭함과 아울러 기포를 덮는 용액에 포함되는 인젝션 물질을 가공 대상물에 인젝션할 수 있는 것을 찾아내어 특허출원하고 있다(특허문헌 1 참조).
D. Palanker et al., J. Cataract. Surgery, 38, 127-132, (2010)
T. Kaji et al., Applied Physics Letters, 91, 023904, (2007)
그러나, 특허문헌 1에 기재되어 있는 기포 분출 부재 및 기액 분출 부재는 도전성의 심재 및 절연 부재를 가열하여 잡아당겨서 끊어 제작하고 있다. 그 때문에 개개의 기포 분출 부재 및 기액 분출 부재의 기포 분출구의 크기를 정확하게 일치시키는 것이 어려움과 아울러 양산화하기 어렵다는 문제가 있다.
또한, 가공 대상물에 인젝션을 행할 때에 한곳이 아니라 복수 개소에 한번에 인젝션을 행하는 경우가 있다. 그러나, 특허문헌 1에 기재되어 있는 기포 분출 부재 및 기액 분출 부재는 상기와 같이 개개의 기포 분출 부재 및 기액 분출 부재의 기포 분출구의 크기를 정확하게 일치시키는 것이 어려운 점에서 종래의 기포 분출 부재 및 기액 분출 부재를 복수 조합한 경우, 인젝션량을 균일하게 하기 어렵다는 문제가 있다.
또한, 특허문헌 1에 기재되어 있는 기포 분출 부재의 외주는 절연성의 외곽부로 덮여 있으며, 기액 분출 부재의 외주는 외측 외곽부로 덮여 있지만, 외곽부 및 외측 외곽부도 절연 재료를 가열하여 잡아당겨서 끊어 제작하고 있는 점에서 크기는 일정하지 않다. 그 때문에 크기가 상이한 점에서 조합 작업이 곤란하다는 문제가 있다. 그리고, 기포 분출 부재 및 기액 분출 부재의 선단은 매우 무른 점에서 각각 제작한 기포 분출 부재 및 기액 분출 부재의 조합 작업이 어렵다는 문제가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 발명이며, 예의 연구를 행한 결과, 포토리소그래피 기술을 사용함으로써 (1) 같은 크기의 기포 분출구를 갖는 같은 크기의 기포 분출부를 임의의 수 포함하는 기포 분출 칩을 제작, 및 양산화할 수 있는 것, (2) 도전성 재료로 형성한 전극을 감광성 수지에 의해 끼우고, 또한 감광성 수지를 전극으로부터 연신해서 형성함으로써 감광성 수지를 사용하여 기포 분출구를 형성할 수 있는 것, (3) 기포 분출부의 기포 분출구측에 인젝션 물질을 포함하는 용액을 흐르게 하는 유로를 형성함으로써 인젝션 물질을 포함하는 용액이 계면에 흡착한 기포를 가공 대상물에 연속적으로 분출할 수 있고, 가공 대상물을 절삭함과 아울러 기포를 덮는 용액에 포함되는 인젝션 물질을 가공 대상물에 인젝션할 수 있는 것을 새롭게 찾아냈다.
즉, 본 발명의 목적은 기포 분출 칩, 국소 어블레이션 장치 및 국소 어블레이션 방법, 및 인젝션 장치 및 인젝션 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명은 이하에 나타내는 기포 분출 칩, 국소 어블레이션 장치 및 국소 어블레이션 방법, 및 인젝션 장치 및 인젝션 방법에 관한 것이다.
(1) 기판, 상기 기판 상에 형성된 기포 분출부를 포함하고,
상기 기포 분출부가,
도전 재료로 형성된 전극,
절연성의 감광성 수지로 형성되고, 상기 전극을 끼우도록 설치되고, 또한 상기 전극의 선단으로부터 연신된 연신부를 포함하는 절연부, 및
상기 절연부의 연신부 및 상기 전극의 선단과의 사이에 형성된 공극을 포함하는 기포 분출 칩.
(2) 상기 연신부가 테이퍼 형상인 상기 (1)에 기재된 기포 분출 칩.
(3) 상기 감광성 수지가 네거티브형 포토레지스트인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 기포 분출 칩.
(4) 상기 기포 분출부가 둘 이상 형성되어 있는 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 기포 분출 칩.
(5) 상기 절연부에 어시스트 유로가 형성되어 있는 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 기포 분출 칩.
(6) 상기 전극에 접속하는 통전부를 포함하는 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 기포 분출 칩.
(7) 상기 기포 분출부의 전극과 전극쌍을 구성하는 대향 전극이 상기 기판 상에 형성되어 있는 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 기포 분출 칩.
(8) 상기 기포 분출부의 공극측에 인젝션 물질을 포함하는 용액을 흐르게 하는 유로가 형성되어 있는 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 기포 분출 칩.
(9) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 기포 분출 칩을 포함하는 국소 어블레이션 장치.
(10) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 기포 분출 칩을 포함하는 인젝션 장치.
(11) 상기 (9)에 기재된 국소 어블레이션 장치의 전극과 대향 전극이 도통하도록 용액을 주입하고,
상기 국소 어블레이션 장치의 전극과 대향 전극으로 구성되는 전극쌍에 고주파 전기 펄스를 인가함으로써 기포 분출부의 선단으로부터 기포를 방출시키고,
상기 기포로 가공 대상물을 가공하는 국소 어블레이션 방법.
(12) 상기 (10)에 기재된 인젝션 장치의 전극과 대향 전극이 도통하도록 용액을 주입하고,
인젝션 물질을 포함하는 용액을 기포 분출부의 앞에 흐르게 하고,
상기 인젝션 장치의 전극과 대향 전극으로 구성되는 전극쌍에 고주파 전기 펄스를 인가함으로써 상기 인젝션 물질을 포함하는 용액이 흡착된 기포를 방출시키고,
기포로 가공 대상물을 국소 어블레이션하면서 가공 대상물에 인젝션 물질을 도입하는 인젝션 방법.
(발명의 효과)
(1) 본 발명은 포토리소그래피 기술을 사용함으로써 같은 크기의 기포 분출구를 갖는 같은 크기의 기포 분출부를 기판 상에 임의의 개수 형성할 수 있다. 따라서, 기포 분출 칩마다의 제조의 불균일을 적게 할 수 있다.
(2) 단일의 가공 대상물의 복수 개소를 동시에 국소 어블레이션 또는 국소 인젝션을 행하는 경우, 복수 개소에 대하여 같은 크기의 기포를 분출할 수 있다. 또한, 단일의 기포 분출 칩(1) 상의 기포 분출부의 기포 분출구의 크기를 변경할 수 있고, 가공 대상물의 복수 개소에 대하여 다른 크기의 기포를 분출할 수도 있다.
(3) 종래의 심재와 절연 재료를 가열하여 잡아당겨서 끊는 제조 방법과 달리 포토리소그래피 기술을 이용하여 기포 분출 칩을 형성하는 점에서 양산화가 가능하다.
(4) 기포 분출부의 기포 분출구측에 인젝션 물질을 포함하는 용액을 흐르게 하는 유로를 형성함으로써 인젝션 물질을 포함하는 용액이 계면에 흡착한 기포를 가공 대상물에 연속적으로 분출하기 쉬워져 가공 대상물을 절삭함과 아울러 기포를 덮는 용액에 포함되는 인젝션 물질을 가공 대상물에 인젝션할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기포 분출 칩(1)의 개략을 나타내는 도면이다.
도 2는 기포 분출 칩(1)의 다른 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 기포 분출 칩(1)의 제 1 실시형태의 제조 공정의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 기포 분출 칩(1)의 다른 실시형태를 나타내고 있으며, 도 4(1)은 기포 분출 칩(1)의 전체, 도 4(2)는 기포 분출부(3) 부근의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 기포 분출 칩(1)을 사용한 국소 어블레이션 장치(6)의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 인젝션 장치에 적합한 기포 분출 칩(1)의 개략을 나타내는 도면이다.
도 7(1-1)은 인젝션용 기포 분출 칩(1)의 일례의 단면도, 도 7(1-2)는 그 상면도이다. 도 7(2-1)은 인젝션용 기포 분출 칩(1)의 다른 예의 단면도, 도 7(2-2)는 그 상면도를 나타낸다.
도 8은 도 7(2-1) 및 (2-2)에 나타내는 인젝션용 기포 분출 칩(1)의 제조 공정의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9(1) 및 (2)는 인젝션용 기포 분출 칩(1)의 다른 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 10은 도면 대용 사진이며, 도 10(1)은 실시예 1에서 제작한 기포 분출 칩(1)의 사진, 도 10(2)는 기포 분출부 부근을 확대한 사진이다.
도 11은 도면 대용 사진이며, 도 11(1)은 실시예 2에서 제작한 기포 분출 칩(1)의 사진, 도 11(2)는 기포 분출부 부근을 확대한 사진이다.
도 12는 도면 대용 사진이며, 실시예 3에 있어서 하이스피드 카메라로 기포(36)의 발생을 촬영한 사진이다.
도 13은 도면 대용 사진이며, 도 13(1)은 실시예 4에서 제작한 기포 분출 칩(1)의 사진, 도 13(2)는 기포 분출부 부근을 확대한 사진이다.
도 14는 도면 대용 사진이며, 실시예 5에 있어서 하이스피드 카메라로 기포(36)의 발생을 촬영한 사진이다.
도 2는 기포 분출 칩(1)의 다른 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 기포 분출 칩(1)의 제 1 실시형태의 제조 공정의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 기포 분출 칩(1)의 다른 실시형태를 나타내고 있으며, 도 4(1)은 기포 분출 칩(1)의 전체, 도 4(2)는 기포 분출부(3) 부근의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 기포 분출 칩(1)을 사용한 국소 어블레이션 장치(6)의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 인젝션 장치에 적합한 기포 분출 칩(1)의 개략을 나타내는 도면이다.
도 7(1-1)은 인젝션용 기포 분출 칩(1)의 일례의 단면도, 도 7(1-2)는 그 상면도이다. 도 7(2-1)은 인젝션용 기포 분출 칩(1)의 다른 예의 단면도, 도 7(2-2)는 그 상면도를 나타낸다.
도 8은 도 7(2-1) 및 (2-2)에 나타내는 인젝션용 기포 분출 칩(1)의 제조 공정의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9(1) 및 (2)는 인젝션용 기포 분출 칩(1)의 다른 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 10은 도면 대용 사진이며, 도 10(1)은 실시예 1에서 제작한 기포 분출 칩(1)의 사진, 도 10(2)는 기포 분출부 부근을 확대한 사진이다.
도 11은 도면 대용 사진이며, 도 11(1)은 실시예 2에서 제작한 기포 분출 칩(1)의 사진, 도 11(2)는 기포 분출부 부근을 확대한 사진이다.
도 12는 도면 대용 사진이며, 실시예 3에 있어서 하이스피드 카메라로 기포(36)의 발생을 촬영한 사진이다.
도 13은 도면 대용 사진이며, 도 13(1)은 실시예 4에서 제작한 기포 분출 칩(1)의 사진, 도 13(2)는 기포 분출부 부근을 확대한 사진이다.
도 14는 도면 대용 사진이며, 실시예 5에 있어서 하이스피드 카메라로 기포(36)의 발생을 촬영한 사진이다.
이하에 본 발명의 기포 분출 칩, 국소 어블레이션 장치 및 국소 어블레이션 방법, 및 인젝션 장치 및 인젝션 방법에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 기포 분출 칩(1)의 개략을 나타내는 도면이다. 본 발명의 기포 분출 칩(1)은 기판(2) 상에 기포 분출부(3)가 형성되어 있다. 기포 분출부(3)는 도전성 재료로 형성된 전극(31), 전극(31)을 끼우도록 형성되고 또한 전극(31)의 선단으로부터 연신된 연신부(32)를 포함하는 절연부(33)로 형성되고, 전극(31)의 선단과 연신부(32)에 의해 공극(34)이 형성되어 있다. 또한, 도 1에 나타내는 예에서는 전극(31)에 접속하는 통전부(4)가 형성되어 있지만, 통전부(4)는 기포 분출 칩(1)의 제작 시에 일체적으로 형성해도 좋고, 기포 분출 칩(1)과는 별체로 하여 통전 시에 접속해도 좋다. 또한, 대향 전극(5)도 기판(2) 상에 형성되어 있지만, 대향 전극(5)은 기포 분출 칩(1)의 제작 시에 일체적으로 형성해도 좋고, 기포 분출 칩(1)과는 별체로 하여 통전 시에 용액에 침지해도 좋다. 전극(31)과 대향 전극(5)에 전압을 인가함으로써 이웃하는 연신부(32)에 의해 형성한 기포 분출구(35)로부터 기포(36)를 연속적으로 분출할 수 있다.
기판(2)을 형성하는 재료로서는 전극(31), 절연부(33)를 퇴적할 수 있는 것이면 특별히 제한은 없고, 예를 들면 유리, 석영, PMMA, 실리콘 등을 들 수 있다.
전극(31)을 형성하는 재료로서는 통전할 수 있고, 또한 전기 도금, 무전해 도금 등의 방법에 의해 기판(2) 상에 적층할 수 있는 재료이면 특별히 제한은 없고, 예를 들면 니켈, 금, 백금, 은, 구리, 주석, 마그네슘, 크롬, 텅스텐 등의 금속, 또는 그들의 합금을 들 수 있다.
본 발명에서는 연신부(32)를 포함하는 절연부(33)는 포토리소그래피 기술을 이용하여 작성한다. 따라서, 연신부(32)를 포함하는 절연부(33)를 형성하는 재료는 절연성의 감광성 수지이면 특별히 제한은 없다. 예를 들면, 시판되고 있는 TSMR V50, PMER 등의 포지티브형 포토레지스트, SU-8, KMPR 등의 네거티브형 포토레지스트를 들 수 있다. 본 발명에서는 전극(31)과 대향 전극(5)에 통전함으로써 기포(36)를 분출하는 점에서 특히 고전압을 인가한 경우, 미세한 부분인 기포 분출구(35)에 부하가 걸리기 쉽다. SU-8, KMPR 등의 네거티브형 포토레지스트는 포지티브형 포토레지스트보다 경도가 높기 때문에 기포 분출부(3)에 고전압을 가하는 경우는 감광성 수지로서 네거티브형 포토레지스트를 사용하는 것이 바람직하다.
통전부(4) 및 대향 전극(5)은 외부 전원의 전기를 전극(31)에 흐르게 할 수 있으면 특별히 제한은 없고, 상기 전극(31)과 마찬가지의 재료를 사용할 수 있다. 또한, 통전부(4)를 기포 분출 칩(1)과 별체로 하는 경우는 전극(31)의 단부를 절연부(33)로부터 밀려나오는 상태로 하여 통전부(4)를 접속하기 쉽도록 제조하면 좋다. 또한, 대향 전극(5)을 별체로 하는 경우는 전극(31)과 통전할 수 있으면 좋으므로 봉 형상, 판 형상 등 형상 등에 특별히 제한은 없다.
전극(31) 및 대향 전극(5)에 전기를 출력하면 공극(34)에서 형성된 기포가 잡아 찢겨지도록 기포 분출구(35)로부터 분출하므로 기포 분출부(3)에 외부로부터 기체를 공급할 필요는 없다. 또한, 공극(34)은 분출하는 기포(36)에 지향성을 갖게 하기 때문에 기포 분출구(35)에 접근할수록 작아지는 것이 바람직하고, 후술하는 제조 공정에 있어서 연신부(32)가 테이퍼 형상이 되는 형상의 포토마스크를 사용하면 좋다.
또한, 공극(34) 내에서 기포가 형성될 때에는 기포 분출구(35)의 내경(이하, 「직경(D)」 또는 「D」라고 기재하는 경우가 있다)에 가까운 크기의 기포가 생성된다. 따라서, 공극(34)의 깊이(전극(31)의 선단으로부터 기포 분출구(35)까지의 길이. 이하, 「L」이라고 기재하는 경우가 있다)는 적어도 공극(34) 내에서 기포를 생성할 수 있는 크기일 필요가 있으며, L/D는 적어도 1 이상인 것이 바람직하다. 한편, L/D의 상한은 기포가 연속적으로 분출할 수 있는 크기이면 특별히 제한은 없다. 특허문헌 1에 기재된 기포 분출 부재는 유리 등을 가열하여 잡아당겨서 끊어 제작하고 있으므로 기포 분출 부재의 선단은 매우 가늘어서 파손되기 쉬웠지만, 본 발명의 경우는 기판 상에 감광성 수지로 기포 분출구를 형성하고 있으므로 파손의 우려는 없다. L/D는 포토마스크의 형상으로 조정할 수 있다. 분출하는 기포(36)의 크기는 기포 분출구(35)의 직경(D)을 변경함으로써 조정할 수 있고, 제조할 때에 포토마스크의 형상으로 조정하면 좋다.
도 2는 기포 분출 칩(1)의 다른 실시형태를 나타내는 도면이다. 대향 전극(5)을 별체로 하는 경우, 기판(2)의 크기는 기포 분출부(3)(절연부(33))와 같은 크기이면 좋다. 도 1에 나타내는 실시형태의 경우는 전기를 통과시킬 수 있는 용액에 기포 분출 칩(1)을 침지하거나, 또는 전극과 대향 전극이 도통하도록 기판(2) 상에 용액을 주입하고, 기판(2) 상에 가공 대상물을 배치할 필요가 있지만, 도 2에 나타내는 기포 분출 칩(1)은 적어도 기포 분출구(35)를 용액에 침지하면 좋다. 어느 형태이어도 사용할 때에 전극과 대향 전극이 도통하도록 용액이 주입되어 있으면 좋다.
또한, 도 1 및 도 2에는 도시하고 있지 않지만, 기포 분출 칩(1)을 용액에 침지했을 때의 누전 방지를 위해 기포 분출 칩(1)을 사용할 때에는 상면에 절연층을 형성하는 것이 바람직하다. 절연층을 형성하는 재료는 폴리디메틸실록산(PDMS), 파릴렌, 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 유리, 석영, PMMA, 실리콘 등의 주지의 절연성 재료를 사용하면 좋다. 절연층은 사용 전에 기포 분출 칩(1)에 부착해도, 기포 분출 칩(1)의 제조 시에 미리 형성해도 좋다.
도 3은 본 발명의 기포 분출 칩(1)의 제 1 실시형태의 제조 공정의 일례를 나타내는 도면이다. 또한, 도 3은 도시의 관계상 기포 분출부(3)가 하나의 예가 기재되어 있지만 기포 분출부(3)를 복수 형성하는 경우는 포토마스크의 형상을 변경하면 좋다.
(1) 기판(2)을 아세톤·에탄올·초순수 등을 이용하여 세정한다.
(2) 통전부(4)를 형성하는 재료를 스퍼터링에 의해 기판(2) 상에 적층한다.
(3) 포토레지스트(8)를 도포하고, 최종적으로 통전부(4)를 형성하는 부분에 포토레지스트(8)가 잔존하도록 마스크를 이용하여 노광·현상한다.
(4) 웨트 에칭 등의 방법에 의해 통전부(4)를 형성하는 부분 이외의 재료를 제거한다.
(5) 포토레지스트(8)를 제거함으로써 통전부(4)를 형성한다.
이하의 제조 공정에 대해서는 전극(31)을 형성하는 부분은 A-A' 단면도, 연신부(32)를 포함하는 절연부(33)(도면 상의 부호는 33만 기재)를 형성하는 부분은 B-B' 단면도로서 나타낸다. 또한, A-A' 단면도, B-B' 단면도의 위치에 대해서는 상기 (5)의 도면에 도시했다(도 3b 및 도 3c의 좌측).
(6) 연신부(32)를 포함하는 절연부(33)를 형성하는 재료를 스핀코팅에 의해 적층한다.
(7) 연신부(32)를 포함하는 절연부(33)가 잔존하는 형상으로 설계한 포토마스크를 이용하여 노광한다. 또한, 외부 전원에의 접속을 용이하게 하기 위해서 기판(2)의 단부 부분의 절연부(33)를 제거하고, 통전부(4)가 노출되는 형상의 포토마스크를 사용하는 것이 바람직하다.
(8) 현상 후, 연신부(32)를 포함하는 절연부(33)를 형성하는 부분 이외의 재료를 제거한다.
(9) 통전부(4) 상에 전기 도금에 의해 전극(31)을 성장시킨다.
(10) 절연층(37)을 형성한다.
상기 공정에서 사용하는 레지스트, 에천트, 스퍼터링 장치 등은 미세 가공 기술의 분야에서 사용되고 있는 공지의 시약, 장치를 사용하면 좋다.
또한, 상기의 제조 공정은 통전부(4) 상에 전극(31)을 전기 도금에 의해 성장시키고 있지만, 통전부(4)를 설치하지 않아도 좋다. 구체적으로는 공정(2)~(4)를 생략함으로써 기판(2) 상에 절연부(33)를 형성하고, 이어서 박판 형상의 전극(31)을 형성하기 위한 재료를 전극(31)의 형상이 되도록 절단하고, 절연부(33) 사이에 끼워 넣어서 제조하면 좋다. 그 경우, 전극(31)이 기판(2)의 단부에 노출되도록 형성하고, 외부 전원에 직접 통전할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제조 공정은 기판(2) 상에 기포 분출부(3)를 2차원으로 배치한 예를 나타내고 있지만, 공정(10) 종료 후에 공정(2)~(10)을 반복함으로써 기판(2) 상에 기포 분출부(3)를 3차원으로 형성할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 기포 분출 칩(1)의 다른 실시형태를 나타내고 있으며, 도 4(1)은 기포 분출 칩(1)의 전체, 도 4(2)는 기포 분출부(3) 부근의 확대도이다. 상기와 같이 본 발명의 기포 분출 칩(1)은 누전 방지를 위해 기포 분출 칩(1)의 상면에 절연층(37)을 형성하는 경우가 있다. 그 경우, 기포 분출구(35)와 가공 대상물의 거리가 길면 기포 분출구(35)로부터 분출한 기포(36)는 용액 중을 전방으로 이동하지만, 기포(36)의 부력 때문에 절연층(37)측으로도 이동하여 절연층(37)에 부착될 우려가 있다. 그 때문에 절연부(33)에 어시스트 유로(38)를 형성하고, 분출한 기포(36)를 전방으로 밀어내는 어시스트류(도 4(2)의 화살표)를 형성해도 좋다.
어시스트 유로(38)는 상기와 같이 기포(36)를 전방으로 밀어내는 어시스트류를 형성할 수 있으면 특별히 제한은 없다. 예를 들면, 어시스트류가 기포 분출부(3)를 따라 흐르도록 형성하면 좋다. 도 4(2)에 나타내는 예에서는 복수의 기포 분출부(3)의 양단 및 각각의 기포 분출부(3) 사이에 어시스트 유로(38)를 형성하고 있지만, 어시스트 유로(38)를 복수의 기포 분출부(3)마다 형성해도 좋다. 또한, 도 4(2)에 나타내는 예에서는 기포 분출부(3)가 절연부(33)로부터 돌출되어 있지만, 도 1 및 도 2에 나타내는 기포 분출부(3)가 절연부(33)로부터 돌출되어 있지 않은 형상의 기포 분출 칩(1)에 어시스트 유로(38)를 형성해도 좋다. 어시스트 유로(38)는 상기 제조 공정(7)의 포토마스크의 형상을 변경함으로써 절연부(33)에 형성하면 좋다. 또한, 어시스트 유로(38)를 형성하는 경우는 도 4(1)에 나타내는 바와 같이 어시스트 유로(38)에 송액하기 위한 펌프를 접속하는 펌프 접속부(39)를 어시스트 유로(38)의 단부에 형성해도 좋다. 펌프 접속부(39)도 제조 공정(7)의 포토마스크의 형상을 변경함으로써 절연부(33)에 형성하면 좋다. 펌프 접속부(39)를 형성하는 경우는 기포 분출 칩(1)의 상면의 절연층(37)에 구멍을 형성하고, 구멍에 실리콘 튜브 등을 접속하면 좋다.
도 5는 본 발명의 기포 분출 칩(1)을 사용한 국소 어블레이션 장치(6)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 국소 어블레이션 장치(6)는 전기 출력 수단을 포함하고 있으며, 전기 출력 수단은 일반 상용 교류 전원 장치(61), 및 기포 분출 칩(1)의 전극(31)과 대향 전극(5)으로 회로를 형성하기 위한 전선(62)을 적어도 포함하고, 필요에 따라 무유도 저항(63), 전압 증폭 회로(64), 도시하지 않은 DIO(Digital Input Output) 포트 등을 설치해도 좋다. 전기 출력 수단은 종래의 전기메스용 전기 회로에 무유도 저항(63)이나 DIO 포트 등을 장착하고, 미소 대상용의 출력 구성에 세팅함으로써 간단하게 작성할 수 있다.
전극(31) 및 대향 전극(5)에 출력하는 전기의 전류, 전압 및 주파수는 기포를 분출할 수 있고, 또한 기포 분출부(3)를 손상시키지 않는 범위이면 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 전류는 10㎃~80㎃가 바람직하고, 25㎃~75㎃가 보다 바람직하다. 전류가 10㎃보다 작으면 기포(36)를 잘 생성할 수 없는 경우가 있으며, 80㎃보다 크면 전극 마모를 발생시키게 되어 바람직하지 않다. 전압은 100V~800V가 바람직하고, 200V~600V가 보다 바람직하다. 전압이 100V보다 작으면 기포(36)의 생성이 곤란해지고, 800V보다 크면 전극(31)의 마모나 연신부(32)가 파손될 우려가 있어 바람직하지 않다. 주파수는 1㎑~1㎓가 바람직하고, 5㎑~1MHz가 보다 바람직하고, 10㎑~60㎑가 특히 바람직하다. 주파수가 1㎑보다 작으면 연신부(32)가 파손될 우려가 있고, 1㎓보다 크면 기포(36)를 생성할 수 없게 될 우려가 있어 바람직하지 않다.
본 발명의 국소 어블레이션 방법은 우선 본 발명의 국소 어블레이션 장치(6)의 기포 분출 칩(1)과 대향 전극(5)을 도전성의 용액에 침지, 또는 전극(31)과 대향 전극(5)이 도통하도록 기판(2) 상에 용액을 주입한다. 그리고, 기포 분출 칩(1)의 기포 분출부(3)와 대향 전극(5) 사이에 가공 대상물을 배치하고, 기포 분출부(3)로부터 분출한 기포(36)를 가공 대상물에 충돌시킴으로써 가공 대상물을 국소적으로 어블레이션할 수 있다.
가공 대상물로서는 기포에 의해 어블레이션할 수 있는 것이면 특별히 제한은 없고, 예를 들면 세포나 단백질을 들 수 있다. 세포로서는 인간 또는 비인간 동물의 조직으로부터 단리한 줄기세포, 피부 세포, 점막 세포, 간 세포, 췌도 세포, 신경 세포, 연골 세포, 내피 세포, 상피 세포, 골세포, 근세포, 난세포 등의 동물 세포, 식물 세포, 곤충세포, 대장균, 효모, 곰팡이 등의 미생물 세포 등의 세포를 들 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서의 「가공」이란 가공 대상물에 기포를 분출함으로써 대상물에 구멍을 뚫거나, 대상물의 일부를 절삭하는 것을 의미한다.
특허문헌 1에 있어서, 본 발명자들은 기포 분출 부재로부터 분출하는 기포가 인젝션 물질을 흡착할 수 있는 것을 밝히고 있다. 심재에 통전함으로써 발생한 기포는 전기를 띠고 있으며, 전기에 의해 인젝션 물질이 기포에 흡착하는 것으로 생각된다. 따라서, 도 1 또는 도 2에 나타내는 기포 분출 칩(1)을 사용해서 국소 어블레이션을 행할 때에 기포 분출 칩(1)을 침지하는 도전성 용액에 인젝션 물질을 포함시키면 인젝션 물질이 주위에 흡착한 기포(36)를 분출할 수 있다. 그 때문에 가공 대상물을 국소 어블레이션하면서 인젝션 물질을 도입할 수 있다. 또한, 본 발명의 기포 분출 칩(1)의 기판(2)으로부터 절연층(37)까지의 높이는 ㎛ 오더이다. 따라서, 유체역학상, 펌프 등을 이용하여 인젝션 물질을 포함하는 용액을 도전성 용액에 밀어냄으로써 인젝션 물질을 포함하는 용액의 층류를 형성할 수 있다.
도 6은 인젝션 장치에 의해 적합한 기포 분출 칩(1)(이하, 「인젝션용 기포 분출 칩」이라고 기재하는 경우가 있다)의 개략을 나타내는 도면이다. 도 6에 나타내는 인젝션용 기포 분출 칩(1)은 기포 분출부(3)의 공극(34)측에 인젝션 물질을 포함하는 용액을 흐르게 하는 유로(7)(이하, 「인젝션 용액 유로」라고 기재하는 경우가 있다)가 형성되어 있다. 상기와 같이, 특히 인젝션 용액 유로(7)를 형성하지 않아도 유체역학상은 인젝션 물질을 포함하는 용액을 층류로 할 수 있지만, 인젝션 용액 유로(7)를 형성함으로써 인젝션 물질을 포함하는 용액이 보다 층류가 되기 쉽다. 도 7(1-1)은 인젝션용 기포 분출 칩(1)의 일례의 단면도, 도 7(1-2)는 그 상면도이다. 도 7(1-1) 및 (1-2)에 나타내는 예에서는 인젝션 용액 유로(7)에 상당하는 부분에 통전부(4)를 형성하지 않는 것에 의해 다른 부분보다 상대적으로 낮게 함으로써 유로(7)를 형성하고 있다.
도 7(2-1)은 인젝션용 기포 분출 칩(1)의 다른 예의 단면도, 도 7(2-2)는 그 상면도를 나타낸다. 도 7(2-1) 및 (2-2)에 나타내는 예에서는 절연벽(71)을 기포 분출부(3)의 반대측에 형성함으로써 기포 분출부(3)의 연신부(32)와 절연벽(71)으로 유로(7)를 형성하고 있다. 또한, 도 7(2-1) 및 (2-2)에 나타내는 인젝션용 기포 분출 칩(1)의 경우, 기포(36)가 유로(7)를 통과함으로써 주위에 인젝션 물질이 흡착한 기포(36)를 형성할 수 있다. 그 때문에 가공 대상물은 유로(7)로부터 떨어진 위치에 둘 필요가 있으므로 기포 분출부(3)에 대향하는 절연벽(71)에는 가공 대상물을 두기 위한 가공 대상물 설치 유로(72)를 형성하는 것이 바람직하다. 절연벽(71)은 절연부(32)와 같은 재료를 사용하면 좋다. 또한, 도 7(2-1) 및 (2-2)에 나타내는 예에 있어서, 유로(7)가 매우 좁아 인젝션 물질을 포함하는 용액만을 흐르게 하는 경우에는 가공 대상물 설치 유로(72)를 형성하여 가공 대상물 설치 유로(72) 내에 도전성 용액을 채울 필요가 있다. 한편, 유로(7)가 넓어 유로(7) 내의 도전성 용액 내에 인젝션 물질을 포함하는 용액의 층류를 형성할 수 있으면 가공 대상물은 유로(7) 내에 배치할 수도 있으므로 가공 대상물 설치 유로(72)는 필수는 아니다.
또한, 도 7에는 나타내고 있지 않지만 인젝션용 기포 분출 칩(1)에는 유로(7) 내에 인젝션 물질을 흐르게 하기 위한 주입구를 형성해도 좋다. 도전성 용액과는 친수도가 다르도록 조정한 인젝션 물질을 포함하는 용액을 주입구로부터 주입함으로써 기포 분출 칩(1)을 침지하는 도전성 용액 중에 인젝션 물질을 포함하는 용액류를 형성할 수 있다. 또한, 주입구는 하나에 한정되지 않고 복수 형성해도 좋다. 친수도가 다르도록 조정한 인젝션 물질을 각각의 주입구로부터 주입함으로써 인젝션 물질을 포함하는 다층의 용액류를 형성할 수 있다. 주입구를 형성하는 경우는 유로(7)의 반대측에 배출구를 형성하면 좋다. 주입구 및 배출구는 기포 분출 칩(1)의 상면의 절연층(37)에 구멍을 형성하고, 구멍에 실리콘 튜브 등을 접속하면 좋다.
도 8은 도 7(2-1) 및 (2-2)에 나타내는 인젝션용 기포 분출 칩(1)의 제조 공정의 일례를 나타내는 도면이다. 도 3에 나타내는 제조 공정 중 공정(7)의 포토마스크의 형상을 절연층(71) 및 가공 대상물 설치 유로(72)가 생기는 형상으로 하는 이외는 도 3에 나타내는 공정과 같아도 좋다.
도 9는 인젝션용 기포 분출 칩(1)의 다른 실시형태를 나타내는 도면이다. 도 6 및 7에 나타내는 인젝션용 기포 분출 칩(1)은 기포 분출구(35)가 인젝션 용액 유로(7)에 면해 있었지만, 도 9(1)에 나타내는 인젝션용 기포 분출 칩(1)은 기포 분출부(3)의 주위에 제 1 인젝션 물질을 포함하는 제 1 인젝션 용액 유로(8)를 형성하고, 그리고, 제 1 인젝션 용액 유로(8)가 도 6 및 도 7에 나타내는 인젝션 용액 유로(7)에 접속해 있다. 도 9(1)에 나타내는 실시형태에서는 제 1 인젝션 용액 유로(8)에는 펌프 a로부터 인젝션 물질을 포함하는 인젝션류 a가 형성되고, 인젝션 용액 유로(7)에는 펌프 b로부터 인젝션 물질을 포함하는 인젝션류 b가 형성되어 인젝션류 a 및 b가 층류가 된다. 또한, 이 경우 인젝션류 a는 상술한 어시스트류의 역할도 한다. 기포 분출구로부터 분출한 기포의 주위에는 제 1 인젝션 용액 유로(8)를 흐르는 용액에 포함되는 제 1 인젝션 물질이 흡착하고, 그 주위에 인젝션 용액 유로(7)를 흐르는 용액에 포함되는 인젝션 물질이 흡착한다. 또한, 가공 대상물을 가공 대상물 설치 유로(72)의 입구 부근에 두고 기포 분출부(3)에 인가하는 전압을 크게 함으로써 가공 대상물 설치 유로(72)에도 인젝션 물질을 포함하는 인젝션류 c를 형성하기 위한 펌프 c를 설치하여 인젝션류를 3층으로 할 수도 있다.
또한, 도 9(2)에 나타내는 실시형태에서는 기포 분출부(3)의 주위에 제 1 인젝션 물질을 포함하는 제 1 인젝션 용액 유로(8)를 형성하고, 제 1 인젝션 용액 유로(8)에는 제 1 인젝션 물질이 흡착한 기포가 통과하기 위한 구멍(81)이 형성되어 있다. 또한, 제 1 인젝션 용액 유로(8)의 주위에 제 2 인젝션 물질을 포함하는 제 2 인젝션 용액 유로(9)를 형성하고 있다. 도 9(2)에 나타내는 실시형태에서는 기포 분출구로부터 분출한 기포의 주위에는 제 1 인젝션 용액 유로(8)를 흐르는 제 1 인젝션 물질이 흡착하고, 그 주위에 제 2 인젝션 용액 유로(9)를 흐르는 제 2 인젝션 물질을 흡착할 수 있다.
또한, 도 9(2)에서는 도시는 생략하고 있지만, 인젝션 물질을 포함하는 용액을 송액하기 위한 펌프를 접속하는 펌프 접속부를 인젝션 용액 유로(8, 9)의 단부에 형성해도 좋다. 인젝션 용액 유로(8, 9), 및 펌프 접속부는 상기 제조 공정(7)의 포토마스크의 형상을 변경함으로써 절연부(33)에 형성하면 좋다. 펌프 접속부를 형성하는 경우는 인젝션용 기포 분출 칩(1)의 상면의 절연층(37)에 구멍을 형성하고, 구멍에 실리콘 튜브 등을 접속하면 좋다.
상기 국소 어블레이션 장치(6)의 기포 분출 칩(1)으로 바꾸고, 인젝션용 기포 분출 칩(1)을 사용함으로써 인젝션 장치를 제작할 수 있다. 인젝션 물질을 포함하는 용액을 유로(7)에 흐르게 하는 이외는 국소 어블레이션 방법과 마찬가지의 순서로 가공 대상물을 국소 어블레이션하면서 인젝션 물질을 도입할 수 있다. 물론, 인젝션 물질을 포함하지 않는 도전성 용액을 사용하면 국소 어블레이션 장치로서 사용할 수도 있다.
인젝션 물질은 기체, 고체, 액체를 불문하고 액체에 용해 및/또는 분산될 수 있는 것이면 특별히 제한은 없고, 기체로서는 공기, 질소, 헬륨, 이산화탄소, 일산화탄소, 아르곤, 산소 등을 들 수 있고, 고체로서는 DNA, RNA, 단백질, 아미노산, 무기물 등을 들 수 있고, 액체로서는 약제 용액, 아미노산 용액 등을 들 수 있다. 인젝션 물질을 용해 및/또는 분산시키는 용액으로서는 생리식염수, 배지 등을 들 수 있다.
이하에 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 이 실시예는 단지 본 발명의 설명을 위해서 그 구체적인 형태의 참고를 위해 제공되고 있는 것이다. 이들의 예시는 본 발명의 특정 구체적인 형태를 설명하기 위한 것이지만, 본원에서 개시하는 발명의 범위를 한정하거나, 또한 제한하는 것을 나타내는 것은 아니다.
실시예
<실시예 1>
〔기포 분출 칩(1)의 제작〕
(1) 유리 기판을 아세톤·에탄올·초순수의 순서로 100㎑에서 5분간씩 초음파 세정기에 의해 유기 세정하고, 120℃에서 30분간 베이킹했다.
(2) 유리 기판을 상온까지 냉각한 후에 유리 기판 상에 스퍼터링 장치((주)신쿠우 디바이스 MSP-30T)를 이용하여 Au를 플라즈마 전류값(80㎃), 1분간 성막했다.
(3) 유리 기판 상에 OFPR-800 LB(200CP)를 2000rpm으로 30초간, 및 4000rpm으로 2초간 스핀코팅하고, 오븐 내에서 90℃에서 30분간 프리베이킹했다. 이어서, 에멀젼 마스크를 이용하여 노광 후, NMD-3을 사용해서 현상했다. 현상 후는 초순수 를 이용하여 린싱을 하고, 스핀 드라이어 등으로 수분을 날려 건조시켰다.
(4) 패터닝된 OFPR 이외의 영역에 Au 에천트(AURUM-302, KANTO CHEMICAL CO., INC.를 침지시켜서 Au를 에칭하고, 초순수로 린싱했다.
(5) 유리 기판을 아세톤에 담가서 나머지의 OFPR막을 제거하여 Au 전극부의 패터닝을 완성했다.
(6) 유리 기판에 SU-8을 스핀코팅하고, 핫플레이트 상에서 95℃에서 50분간 프리베이킹했다.
(7) 에멀젼 마스크를 이용하여 노광 후, 핫플레이트 상에서 95℃에서 5분간 포스트 익스포저 베이킹을 행했다.
(8) PGMEA(2-Methoxy-1-methylethyl acetate; CAS Number: 142300-82-1)를 사용하여 현상했다. 현상 후는 초순수를 이용하여 린싱하고, 스핀 드라이어 등으로 수분을 날려 건조시켜서 SU-8의 패터닝 작업을 완료했다.
(9) Au 패터닝부에 전극을 접속하고, SU-8의 패터닝을 따라 Ni 도금을 SU-8 패턴의 높이(100㎛)까지 성장시켜서 기포 분출 칩(1)을 제작했다.
(10) 폴리디메틸실록산(PDMS)을 OHP 필름 상에 있어서 1000rpm으로 20초 스핀코팅하고, 오븐에서 90℃에서 15분간 베이킹해서 두께 100㎛ 정도의 시트 형상으로 하여 준비했다. 이 PDMS 시트를, 제작한 기포 분출 칩(1)의 상면에 씌우고 접착제(SuperX Cemedine Co., Ltd.)를 사용하여 접착했다.
도 10(1)은 실시예 1에서 제작한 기포 분출 칩(1)의 사진이며, 도 10(2)는 기포 분출부 부근을 확대한 사진이다. 기포 분출구(35)의 크기는 약 50㎛이었다.
<실시예 2>
〔기포 분출 칩(1)의 제작〕
상기 실시예 1의 (7)의 공정의 에멀젼 마스크의 형상을 변경하고, 기포 분출부를 복수 형성한 기포 분출 칩(1)을 제작했다. 도 11(1)은 실시예 2에서 제작한 기포 분출 칩(1)의 사진이며, 도 11(2)는 기포 분출부 부근을 확대한 사진이다. 기포 분출구(35)의 크기는 약 50㎛이었다.
<실시예 3>
〔국소 어블레이션 장치 및 인젝션 장치의 제작 및 기포 분출 실험〕
의료용 전기메스(ConMed사 제작, Hyfrecator 2000)의 메스로 바꾸고, 실시예 1에서 제작한 기포 분출 칩(1)을 장착하고, 또한 무유도 저항 및 DIO 포트를 전기출력 수단에 장착하여 국소 어블레이션 장치 및 인젝션 장치를 제작했다.
이어서 5M의 NaCl용액에 기포 분출 칩(1)을 침지하고, 전압 27.7㎃, 전류 309V, 아웃풋 주파수는 450㎑, 임피던스 매칭을 위한 샘플링 주파수는 450㎑, 3.5㎑에서 피드백을 행하고, 전극(31)과 대향 전극(5)에 전기를 출력했다. 기포의 형성은 하이스피드 카메라(VW-9000，KEYENCE CORPORATION 제작)를 이용하여 촬영을 행했다. 또한, 대향 전극(5)은 동판으로 제작하고, 기포 분출 칩(1)과는 떨어뜨려 배치했다.
도 12는 하이스피드 카메라로 기포(36)의 발생을 촬영한 사진이다. 사진으로부터 명확한 바와 같이, 실시예 1에서 제작한 기포 분출 칩(1)을 사용함으로써 기포 분출구(35)로부터 기포(36)를 분출할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
<실시예 4>
상기 실시예 1의 (7)의 공정의 에멀젼 마스크의 형상을 변경함으로써 유로(7)를 포함하는 기포 분출 칩(1)을 제작했다. 도 13(1)은 실시예 4에서 제작한 기포 분출 칩(1)의 사진이며, 도 13(2)는 기포 분출부 부근을 확대한 사진이다. 기포 분출구(35)의 크기는 약 50㎛, 전극(31)의 높이는 25㎛, 유로(7)의 높이는 50㎛ 및 폭은 100㎛이었다.
〔국소 어블레이션 장치 및 인젝션 장치의 제작 및 기포 분출 실험〕
<실시예 5>
실시예 1에서 제작한 기포 분출 칩(1)으로 바꾸고, 실시예 4에서 제작한 기포 분출 칩(1)을 사용한 이외는 실시예 3과 마찬가지의 장치를 이용하여 국소 어블레이션 장치 및 인젝션 장치를 제작하고, 기포 분출 실험을 행했다.
도 14는 하이스피드 카메라로 기포(36)의 발생을 촬영한 사진이다. 사진으로부터 명확한 바와 같이 실시예 4에서 제작한 기포 분출 칩(1)을 사용함으로써 기포 분출구(35)로부터 기포(36)를 분출할 수 있는 것, 및 분출한 기포(36)가 가공 대상물 설치 유로(72)에 도달한 것을 확인할 수 있었다.
1
기포 분출 칩(1)
2
기판
3 기포 분출부 4 통전부
5 대향 전극 6 국소 어블레이션 장치
7 인젝션 용액 유로 8 제 1 인젝션 용액 유로
9 제 2 인젝션 용액 유로 31 전극
32 연신부 33 절연부
34 공극 35 기포 분출구
36 기포 37 절연층
38 어시스트 유로 39 펌프 접속부
61 일반 상용 교류 전원 장치 62 전선
63 무유도 저항 64 전압 증폭 회로
71 절연벽 72 가공 대상물 설치 유로
81 구멍
3 기포 분출부 4 통전부
5 대향 전극 6 국소 어블레이션 장치
7 인젝션 용액 유로 8 제 1 인젝션 용액 유로
9 제 2 인젝션 용액 유로 31 전극
32 연신부 33 절연부
34 공극 35 기포 분출구
36 기포 37 절연층
38 어시스트 유로 39 펌프 접속부
61 일반 상용 교류 전원 장치 62 전선
63 무유도 저항 64 전압 증폭 회로
71 절연벽 72 가공 대상물 설치 유로
81 구멍
Claims (12)
- 기판, 상기 기판 상에 형성된 기포 분출부를 포함하고,
상기 기포 분출부가,
도전 재료로 형성된 전극,
절연성의 감광성 수지로 형성되고, 상기 전극을 끼우도록 설치되고, 또한 상기 전극의 선단으로부터 연신된 연신부를 포함하는 절연부, 및
상기 절연부의 연신부 및 상기 전극의 선단과의 사이에 형성된 공극을 포함하는 기포 분출 칩. - 제 1 항에 있어서,
상기 연신부가 테이퍼 형상인 기포 분출 칩. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 감광성 수지가 네거티브형 포토레지스트인 기포 분출 칩. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기포 분출부가 둘 이상 형성되어 있는 기포 분출 칩. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연부에 어시스트 유로가 형성되어 있는 기포 분출 칩. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전극에 접속하는 통전부를 포함하는 기포 분출 칩. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기포 분출부의 전극과 전극쌍을 구성하는 대향 전극이 상기 기판 상에 형성되어 있는 기포 분출 칩. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기포 분출부의 공극측에 인젝션 물질을 포함하는 용액을 흐르게 하는 유로가 형성되어 있는 기포 분출 칩. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 기포 분출 칩을 포함하는 국소 어블레이션 장치.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 기포 분출 칩을 포함하는 인젝션 장치.
- 제 9 항에 기재된 국소 어블레이션 장치의 전극과 대향 전극이 도통하도록 용액을 주입하고,
상기 국소 어블레이션 장치의 전극과 대향 전극으로 구성되는 전극쌍에 고주파 전기 펄스를 인가함으로써 기포 분출부의 선단으로부터 기포를 방출시키고,
상기 기포로 가공 대상물을 가공하는 국소 어블레이션 방법. - 제 10 항에 기재된 인젝션 장치의 전극과 대향 전극이 도통하도록 용액을 주입하고,
인젝션 물질을 포함하는 용액을 기포 분출부의 앞에 흐르게 하고,
상기 인젝션 장치의 전극과 대향 전극으로 구성되는 전극쌍에 고주파 전기 펄스를 인가함으로써 상기 인젝션 물질을 포함하는 용액이 흡착한 기포를 방출시키고,
기포로 가공 대상물을 국소 어블레이션하면서 가공 대상물에 인젝션 물질을 도입하는 인젝션 방법.
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