JP2004106172A - 流体用導管、流体用導管を形成する方法、マイクロアレイシステム、ｄｐｎシステム、流体回路、及びマイクロアレイの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】　マイクロアレイシステム、つけペン式ナノリソグラフィシステム、流体回路及びマイクロ流体システムで使用可能な流体導管の提供。
【解決手段】　流体用導管は、基板４４０に取り付けられた固定部４５３と、基板４４０から離れる曲がりを有するカンチレバー部４５４とを有するばねビーム４６０を含む。このばねビーム４６０は、該ばねビーム４６０のカンチレバー部４５４に沿って流体を運ぶための、カンチレバー部４５４の曲がりに対して略平行に延びる第１のチャネル４５２を定める。
【選択図】　　　　図１２

Description

　本発明は、一般的には微小流体素子に関し、詳細にはこのような素子の液体操作プローブに関する。

　従来のマイクロアレイシステムを図１に示す。マイクロアレイシステム１００は、バイオチップ１２０を支持するためのステージ１１０、ＸＹＺ位置決めシステム１６０に取りつけられるマイクロアレイ１３０、システムコントローラおよび測定データの処理に用いるコンピュータ／ワークステーション１７０を備えている。

　また、図２には、従来のつけペン式ナノリソグラフィ（ＤＰＮ）システムを示す。ＤＰＮシステム２００は、ウェーハ２２０を支持するステージ２１０、ＸＹＺ位置決めシステム２６０に取りつけられるマイクロペンアセンブリ２３０、およびシステムコントローラとして機能するコンピュータ／ワークステーション２７０を備えている。

　マイクロアレイシステム１００のマイクロアレイ１３０と同様にＤＰＮシステム２００においても、マイクロペンアセンブリ２３０には金属ピンが用いられている。金属ピンの製造における困難性および高コスト化は、その利用を限られたものにしている。

　従来の金属ピンに見られる製造上の困難性や高コスト化を招くことのないマイクロ流体導管の生産が可能であって、マイクロアレイやマイクロペンアセンブリ等のマイクロ流体素子に形成できることが必要とされている。
米国特許第３，８４２，１８９号明細書 米国特許第５，６１３，８６１号明細書 ジャンら（Zhang et al.）著，「高濃度平行付けペン式ナノリソグラフィプローブアレイを有するＭＥＭＳナノプロッター（A MEMS Nanoplotter With High-Density Parallel Dip-Pen Nanolithography Probe Arrays）」，インスティチュート・オブ・フィジックス・パブリッシング（Institute Of Physiscs Publishing），ナノテクノロジー（Nanotechnology）１３，２００２年，ｐ．２１２−２１７ 「電気化学的金属除去によるマイクロファブリケーション（Microfabrication By Electrochemical Metal Removal）」，ＩＢＭ　Ｊ．Ｒｅｓ．Ｄｅｖ．，１９９８年９月４日，第４２巻，第４号，ｐ．６５５

　本発明は、設計された応力を有するばね材料フィルムを用いて形成される流体システムを提供する。

　上記課題を解決するための本発明の第１の態様が、基板に取り付けられた固定部と、前記基板から離れる曲がりを有するカンチレバー部とを有するばねビームを含む、流体用導管であって、前記ばねビームが、該ばねビームの前記カンチレバー部に沿って流体を運ぶための、前記カンチレバー部の前記曲がりに対して略平行に延びる第１のチャネルを定める、流体用導管により提供される。

　また、本発明の第２態様が、剥離材料層の上に、該剥離材料層に対して垂直な方向の内部応力勾配を有するばね材料膜を形成する工程と、ばね材料アイランドを形成するために、前記ばね材料膜をエッチングする工程と、前記ばね材料アイランドのカンチレバー部に、前記内部応力勾配に起因する前記剥離層の第２の部分から離れる曲がりを帯びさせるために、前記剥離材料層の第１の部分を前記ばね材料アイランドの前記カンチレバー部の下から除去する工程と、前記ばねビームの前記カンチレバー部に沿って流体を運ぶための、前記カンチレバー部の前記曲がりに対して略平行に延びる第１のチャネルを定める工程と、を含む、流体用導管を形成する方法により提供される。

　また、本発明の第３態様が、複数の流体サンプルを同時に分析するマイクロアレイシステムであって、第１のパターンに配列された複数の試験位置を含む分析用集積回路（ＩＣ）と、基板に取り付けられた固定端部と、自由端部の曲がりに対して平行に延びる第１のチャネルと、前記基板から離れる曲がりを有すると共に前記第１のチャネルから液体を分配するための分配先端部で終端する前記自由端部と、を各々が有する複数のチャネルばねプローブを含む分配アセンブリであって、前記複数のチャネルばねプローブの前記分配先端部が、前記第１のパターンと略一致する第２のパターンに配列された、分配アセンブリと、前記複数のチャネルばねプローブの各々の前記分配先端部を、前記分析用ＩＣ上の前記複数の試験位置の１つと接触するよう配置するための配置システムと、前記配置システムを制御すると共に前記分析用ＩＣによって供給されるデータを処理するためのコンピュータ／ワークステーションと、を含むマイクロアレイシステムにより提供される。

　また、本発明の第４態様が、基板をパターニングするためのつけペン式ナノリソグラフィ（ＤＰＮ）システムであって、基板を支持及び配置するための台と、基板に取り付けられた固定端部と、自由端部の曲がりに対して平行に延びるチャネルと、前記基板から離れる曲がりを有すると共に前記チャネルから前記基板の上に液体を分配するための分配先端部で終端する前記自由端部と、を有する第１のチャネルばねプローブを含むマイクロペンアセンブリと、前記第１のチャネルばねプローブの前記分配先端部を、前記基板と接触するよう配置すると共に、前記基板の上に所望のパターンをプリントするための配置システムと、前記配置システムを制御するためのコンピュータ／ワークステーションと、を有するＤＰＮシステムにより提供される。

　また、本発明の第５態様が、第１の面を有する第１の流体素子と、前記第１の面に取り付けられた固定部と、前記第１の面から離れる曲がりを有する自由部と、前記チャネルばねプローブの自由部に沿って流体を運ぶためのチャネルとを有するチャネルばねプローブと、を有する流体回路により提供される。

　また、本発明の第６態様が、複数のプリント用先端部を有するマイクロアレイの製造方法であって、剥離材料層の上に、該剥離材料層に対して垂直な方向の内部応力勾配を有するばね材料膜を形成する工程と、複数のばね材料アイランドをアレイパターンに形成するために、前記ばね材料膜をエッチングする工程と、前記剥離材料層の第２の部分から離れる曲がりを各々が有する複数のばねビームであって、前記複数のプリント用先端部の１つを各々が構成する複数のばねビームを形成するために、前記剥離材料層の第１の部分を各前記ばね材料アイランドの前記カンチレバー部の下から除去する工程と、を含む、マイクロアレイの製造方法により提供される。

　図３は、本発明の実施形態によるマイクロアレイシステム３００Ａの斜視図である。マイクロアレイシステム３００Ａは、分析用ＩＣ（ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ＩＣ）３２０Ａを支持するための台３１０Ａと、配置サブシステム３７０Ａに取り付けられた分配アセンブリ３３０Ａと、システムコントローラ及び測定データプロセッサとして作用するコンピュータ／ワークステーション３８０Ａとを含む。分析用ＩＣ３２０Ａは、面ベースの分析能力を提供するバイオチップ又は他の任意のタイプのＩＣで構成できる。配置サブシステム３７０Ａは、コンピュータ／ワークステーション３８０Ａによって供給された制御信号に応答して、分析用ＩＣ３２０Ａ上のアレイパターンの試験溶液サンプルを収集し、及び分析用ＩＣ３２０Ａ上にアレイパターンに分配するために、分配アセンブリ３３０Ａを移動させる。配置サブシステム３７０Ａは、分析用ＩＣ３２０Ａ上に試験サンプルを分配するために必要な全ての配置操作を行うことができ、或いは、台３１０Ａは、分析用ＩＣ３２０Ａと分配アセンブリ３３０Ａとを位置揃えするための付加的な配置能力を含んでもよい。試験サンプルが分配されたら、分析用ＩＣ３２０Ａは、平行分析を行い、その結果を更に処理するためにコンピュータ／ワークステーション３８０Ａに供給する。従って、マイクロアレイシステム３００Ａは、図１に示されるマイクロアレイシステム１００と略同様であるが、但し、金属ピンベースのマイクロアレイ１３０が、チャネルばねプローブベースの分配アセンブリ３３０Ａと置き換えられている。

　分配アセンブリ３３０Ａは、基板３４０Ａ上にアレイ状に整列した複数のチャネルばねプローブ３５０Ａを含む。上述したように、チャネルばねプローブ３５０Ａは、マイクロアレイシステム１００のプリント用先端部１５０よりも遙かに経済的に製造可能であり、かなり向上した精度及び設計の柔軟性を提供できる。各チャネルばねプローブ３５０Ａは、チャネルばねプローブの曲りに平行に延びるチャネル３５１Ａを含む。チャネル３５１Ａは、毛管作用によって試験溶液がチャネルに沿って引かれるサイズである。任意のチャネルばねプローブ３５０Ａが液源と接触するように配置されると、液体がチャネル３５１Ａに引き込まれる。任意のチャネルばねプローブ３５０Ａの先端部が分析用ＩＣ３２０Ａの表面と接触するように配置されると、ある量の液体がチャネル３５１Ａからバイオチップ３２０Ａ上に付着する。これらの液体引込み動作と分配動作との間、液体は、毛管作用及び表面張力の力により、チャネル３５１Ａ内に保持される。各チャネル３５１Ａに沿って形成されたオプションのリザーバ３５２Ａは、チャネルばねプローブ３５０Ａの液体貯蔵容量を増加させることができる。各チャネルばねプローブ３５０Ａは、先細の先端部及び単一のチャネルを有するように示されているが、本発明の実施形態によるチャネルばねプローブは、後述するように、任意の数の異なる先端部及びチャネル構成を含むことができる。例えば、チャネルばねプローブ３５０Ａの各チャネル３５１Ａは、分配アセンブリ３３０Ａが分析用ＩＣ３２０Ａ上に混合溶液を分配できるようにする２つのチャネルを表してもよい。

　図４は、本発明の別の実施形態による、つけペン式ナノリソグラフィ（ＤＰＮ）システム３００Ｂの斜視図である。ＤＰＮシステム３００Ｂは、基板３２０Ｂ（ウエハ等）を支持するための台３１０Ｂと、ＸＹＺ配置サブシステム３７０Ｂに取り付けられたマイクロペンアセンブリ３３０Ｂと、システムコントローラとして作用するコンピュータ／ワークステーション３８０Ｂとを含む。マイクロペンアセンブリ３３０Ｂは、取り付け台３４０Ｂに取り付けられた１つ以上のチャネルばねプローブ３５０Ｂを含む。ＸＹＺ配置サブシステム３７０Ｂは、コンピュータ／ワークステーション３８０Ｂによって供給された制御信号に応答して、ウエハ３２０Ｂ上に所望のパターンをプリントするために、マイクロペンアセンブリ３３０Ｂを移動させる。チャネルばねプローブ３５０Ｂの（チャネルばねプローブ３５０Ｂの曲がりに平行な）チャネル３５１Ｂ及びオプションのリザーバ３５２Ｂは、ウエハ３２０Ｂ上にプリント溶液を施すのを可能にする。従って、ＤＰＮシステム３００Ｂは、図２に示されるＤＰＮシステム２００と略同様であるが、但し、金属ピンベースのマイクロペンアセンブリ２３０が、チャネルばねプローブベースのマイクロペンアセンブリ３３０Ｂと置き換えられており、ここでも、チャネルばねプローブに伴うコスト及び設計の長所を提供する。

　図５は、本発明の別の実施形態による、流体回路３００Ｃの概略図である。回路３００Ｃは、微小流体の液体ブロック（microfluidic liquid volumes）を用いた又は組み込んだ任意の素子で構成可能な流体素子３２０Ｃ（１）及び３２０Ｃ（２）を含む。流体素子３２０Ｃ（１）及び３２０Ｃ（２）は、流体分析用に設計されたバイオチップ又は他の分析用集積回路（ＩＣ）で構成可能である。流体素子３２０Ｃ（１）は、液体の収集及び分配のためのそれぞれのチャネルばねプローブ３５０Ｃ（１）及び３５０Ｃ（２）と、面内流体経路指定用のマイクロチャネルネットワーク３２１Ｃと、流体を貯蔵するためのオプションのリザーバ３２２Ｃとを含む。チャネルばねプローブ３５０Ｃ（１）の自由端部が外部供給容器３９０Ｃ内の液体３９１Ｃと接触するように配置され、毛管作用の力によって、液体３９１Ｃの一部が、チャネルばねプローブ３５０Ｃ（１）の曲がりと平行に延びるチャネル３５１Ｃ（１）内に引き込まれる。この引き込まれた液体を、オプションのリザーバ３２２Ｃに蓄積するか、又は、マイクロチャネルネットワーク３２１Ｃへと通過させることができる。次に、マイクロチャネルネットワーク３２１Ｃは、流体素子３２０Ｃ（１）内の適切な場所へと、液体の経路を指定する（チャネルばねプローブ３５０Ｃ（２）内のチャネル３５１Ｃ（２）への経路指定を含む）。チャネルばねプローブ３５０Ｃ（２）の曲がりと平行に延びるチャネル３５１Ｃ（２）により、液体を、チャネルばねプローブ３５０Ｃ（２）の先端部から流体素子３２０Ｃ（２）上に分配できる。

　図６（Ａ）〜図６（Ｄ）、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）、並びに図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、本発明の別の実施形態による、図３、図４及び図５に示されているチャネルばねプローブ３５０Ａ、３５０Ｂ及び３５０Ｃ等のチャネルばねプローブの製造に用いられる一般的な製造プロセスを示す、簡略化した側面断面図である。

　図６（Ａ）を参照すると、この製造プロセスは、ウエハ４４０上に剥離層４４５を形成することから開始する。基板４４０は、選択された基板材料（例えば、ガラス、石英、シリコン（Ｓｉ）、サファイア、酸化アルミニウム、又は適切なプラスチック）から形成される。一実施形態では、剥離層４４５は、基板４４０に付着させられたＳｉ、窒化シリコン組成物（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン組成物（ＳｉＯｘ）又はチタニウム（Ｔｉ）の１つ以上を含む。後述するように、剥離材料は、剥離後も、チャネルばねプローブが剥離層４４５の一部を介して基板４４０に接続されたままになるように、選択される。別の実施形態では、ばねプローブを基板４４０に接続するよう作用する剥離材料に隣接する分離型のアンカーパッドが別個に形成される。このように別個に形成されたアンカーパッドは、チャネルばねプローブ／基板の接続の強度を増加し得るものであるが、このようなアンカーパッドを形成すると、プロセスの工程数が増加し、それにより、プローブの総製造コストが増加する。別の実施形態では、基板４４０の基板材料自体が剥離層として用いられてもよい（即ち、別個の剥離材料付着プロセスは用いられず、図５のチャネルばねプローブ３５０Ｃ（１）及び３５０Ｃ（２）に示されるように、チャネルばねプローブ４５０が基板４４０に直接接続される）。

　図６（Ｂ）に示されるように、公知のプロセス技術を用いて、剥離層４４５上に、成長方向に内部応力差を含むよう設計された応力を有する（ばね材料）膜４６５が形成される。一実施形態では、設計された応力を有する膜４６５は、最下部（即ち、剥離材料層４４０に隣接）が上部よりも高い内部圧縮応力を有するように形成され、それにより、基板４４０から離れるように曲がるバイアスを生じる内部応力差が形成される。設計された応力を有する膜４６５にこのような内部応力差を生じる方法は、例えば、米国特許３，８４２，１８９（異なる内部応力を有する２つの金属を付着する）及び米国特許５，６１３，８６１（例えば、プロセスパラメータを変えつつ単一の金属をスパッタリングする）で教示されており、それらを参照して本明細書に援用する。一実施形態では、設計された応力を有する膜４６５は、ばね構造の形成に適した１つ以上の金属（例えば、モリブデン（Ｍｏ）、「モリクローム」合金（ＭｏＣｒ）、タングステン（Ｗ）、チタニウム−タングステン合金（Ｔｉ：Ｗ）、クロミウム（Ｃｒ）及びニッケル（Ｎｉ）の１つ以上）を含む。別の実施形態では、設計された応力を有する膜４６５は、Ｓｉ、窒化物、酸化ケイ素、炭化物又はダイヤモンドを用いて形成される。後で更に詳しく説明するが、設計された応力を有する膜４６５の厚さは、幾分は、選択されたばね材料、所望のばね定数、及び最終的なばねビーム構造の形状によって決定される。

　図６（Ｃ）、図９（Ａ）〜図９（Ｄ）、及び図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）を参照すると、細長いばねマスク４４６（例えばフォトレジスト）が、設計された応力を有する膜４６５の選択された部分を覆うようにパターニングされる。ばねマスク４４６は、所望のチャネルばねプローブの形状に形成され、様々な先端部、チャネル及び取り付け領域の構成を含んでよい。ばねマスク４４６のプリントに使用可能な良好に特徴づけされたリソグラフィプロセスは、ばねマスク４４６の実際のジオメトリーに大きな柔軟性を可能にする。図９（Ａ）は、本発明の一実施形態によるばねマスク４４６の平面図を示す。ばねマスク４４６は、一端部にプローブ先端部領域４４６−Ａを含み、他端部に取り付け領域４４６−Ｂを含み、プローブ先端部領域４４６−Ａと取り付け領域４４６−Ｂとの間にチャネル領域４４６−Ｃを含む。チャネル領域４４６−Ｃのサイズは、最終的なチャネルばねプローブに形成されて得られたチャネルが、チャネルばねプローブによって収集、貯蔵又は分配される液体に、必要な毛管作用を与えるサイズである。図９（Ａ）は、ばねマスク４４６の、チャネルばねプローブが基板４４０から剥離される部分に対応する部分である、剥離領域４４６−Ｄを示す。

　チャネル領域４４６−Ｃはプローブ先端部領域４４６−Ａと重なって示されているが、本発明による別の実施形態では、チャネル領域４４６−Ｃが取り付け領域４４６−Ｂ内に延びていてもよい。図９（Ｂ）は、剥離領域４４６−Ｄを通って取り付け領域４４６−Ｂ内に延びるチャネル領域４４６−Ｃ（１）を示している。オプションの狭い領域４４７は、最終的なチャネルばねプローブのために柔軟性が高い領域を設けるために含まれている（尚、狭い領域４４７は、説明の目的で、剥離領域４４６−Ｄと取り付け領域４４６−Ｂとが合う場所に示されているが、狭い領域４４７は、剥離領域４４６−Ｄに沿った任意の場所に配置可能である）。最終的なばねチャネルプローブに意図される用途に従って、チャネル領域４４６−Ｃに他の変形を行うことが可能である。例えば、図９（Ｃ）は、本発明の別の実施形態によるチャネル領域４４６−Ｃ（２）を示している。チャネル領域４４６−Ｃ（２）の内側の端部は、最終的なチャネルばねプローブのリザーバ要素を作るためのリザーバ領域５２０に接続されている。得られるリザーバ要素はチャネルの幅よりも広いので、チャネル領域４４６−Ｃ（２）の流体保持容量は増加する。リザーバ領域５２０は、剥離領域４４６−Ｄ内に配置されて示されているが、破線で示されるように、これを取り付け領域４４６−Ｂ内に配置することもできる。

　本発明は、チャネルばねプローブ内に複数のチャネルを形成することも可能にする。例えば、図９（Ｄ）は、本発明の別の実施形態による、チャネル領域４４６−Ｃ（３）及び４４６−Ｃ（４）を有するばねマスク４４６の部分を示している。図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）に関して上述したチャネル領域と同様に、チャネル４４６−Ｃ（３）及び４４６−Ｃ（４）は、リザーバ要素を含むことができ、それに加えて／又は、破線で示されるように、取り付け領域４４６−Ｂ内に延びることができる。

　これと同様の構成の柔軟性は、図９（Ａ）に示されている取り付け領域４４６−Ｂ及びプローブ先端部領域４４６−Ａにも適用される。図９（Ａ）〜図９（Ｄ）では略長方形の領域として示されているが、取り付け領域４４６−Ｂは任意の数の形状をとることができる。図１０（Ａ）は、本発明の別の実施形態による取り付け領域４４６−Ｂ（１）を示す。取り付け領域４４６−Ｂ（１）は剥離領域４４６−Ｄと同じ幅を有し、均一な幅を有する直線状（即ち均一な幅の）チャネルばねプローブを生じる。Ｖ字型、Ｕ字型、Ｊ字型及びＬ字型構成を含むがこれらに限定されない、他の様々な取り付け領域構成が可能である。図１０（Ｂ）は、チャネル領域４４６−Ｃ（５）の経路指定の拡大を可能にするために拡大された取り付け領域４４６−Ｂ（２）を示しており、これは、単一のリソグラフィプロセス工程による、面外流体経路指定チャネル及び面内流体経路指定チャネルの両方の形成を可能にする。

　同様に、プローブ先端部領域４４６−Ａは、所望のチャネルばねプローブを形成するのに必要な任意の構成をとることができる。例えば、図１０（Ｃ）は、本発明の別の実施形態による、プローブ先端部領域４４６−Ａ（１）を示している。図９（Ａ）の鈍いプローブ先端部領域４４６−Ａとは対照的に、プローブ先端部領域４４６−Ａ（１）は、チャネル領域４４６−Ｃの各側に先細の先端部を設ける面取り部５０１及び５０２を含む。この先細の先端部構成は、得られるチャネルばねプローブの先端部の（プリント）エッジに沿った流体の移動を減らすことができ、平たい先端部構成を有する類似のチャネルばねプローブで可能な線よりも細い流体の線を分配できるようにする。

　図１０（Ｄ）は、本発明の別の実施形態による、プローブ先端部領域４４６−Ａ（２）を示している。プローブ先端部領域４４６−Ａ（２）は、面取り部５０１及び５０２を含むだけでなく、チャネル領域４４６−Ｃの端部を閉じる尖った先端部５０５も含む。尖った先端部５０５のサイズ及びチャネル領域４４６−Ｃの端部からの距離を適切にすると、得られるチャネルばねプローブ内の流体が、チャネル領域から尖った先端部の頂点まで運ばれ、非常に細い流体の線を分配できるようになる。本発明の実施形態によれば、チャネル領域４４６−Ｃは、尖った先端部５０５の頂点から１〜３μｍ以下の位置で終端することも可能である。

　チャネルばねプローブの製造プロセスに戻ると、図６（Ｄ）は、ばねアイランド４６５−１を形成するために、１つ以上のエッチング液４８０を用いてエッチングされている、ばねマスク４４６を囲む、設計された応力を有する膜４６５の露出部分を示している。なお、このエッチングプロセスは、ばね材料アイランド４６５−１を囲む剥離層４４５の限定的なエッチングが生じるように行われる。一実施形態では、設計された応力を有する膜４６５の露出部分を除去するために、エッチング工程は、例えば、ＭｏＣｒばね金属層を除去するために硝酸セリウムアンモニウム溶液を用いるなどの、ウェットエッチングプロセスを用いて行われてもよい。別の実施形態では、設計された応力を有する膜４６５及び剥離層４４５の露出部分の上面のエッチングに、異方性ドライエッチングが用いられる。この実施形態は、例えば、Ｍｏばね金属及びＳｉ又はＴｉ剥離層を用いて行われてもよい。Ｍｏ、Ｓｉ及びＴｉの全ては、反応性フッ素プラズマ中でエッチングされる。ばね材料膜をドライエッチングする長所は、それにより、より細かい形状及びより鋭い先端部を有するチャネルばねプローブを容易に得られることである。反応性プラズマ中でエッチングされない材料には、アルゴンイオンイオンミリング等の物理的イオンエッチング法により、更に異方性のエッチングを施してもよい。別の可能な実施形態では、本明細書に参照して援用するＩＢＭ　Ｊ．Ｒｅｓ．Ｄｅｖ．Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．４（１９９８年９月４日）の６５５頁に記載されている電気化学的エッチングプロセスを用いて、エッチング工程を行うことができる。多くの更なるプロセスの変形及び材料の置換も可能であり、ここに与えた例に限定的な意図はない。

　図７（Ａ）は、ばねマスク４４６（図６（Ｄ））が除去された後の、ばね材料アイランド４６５−１及び剥離層４４５を示している。この時点で、図７（Ｂ）に示されるように、ばね材料アイランド４６５−１に、オプションのチャネル領域パターニング４６６が形成されてもよい。チャネル領域パターニング４６６は、ばね材料アイランド４６５−１に二次的なチャネル要素を形成することを可能にする。ばね材料アイランド４６５−１にチャネル要素が既にパターニングされている場合は、オプションのチャネル領域パターニング４６６は必要ないが、それでも、ばね材料アイランド４６５−１に統合される要素に変形又は追加するために二次的チャネル要素を用いることもできよう。或いは、この付加的なチャネル領域パターニングを、ばね材料アイランド４６５−１の適切な部分が基板４４０から剥離された後で行うこともできる（図８（Ａ）に関して後述する）。

　図７（Ｃ）では、ばね材料アイランド４６５−１の第１の部分４６５−１Ａの上に、剥離マスク４５０が形成される。剥離マスク４９１は、ばね材料アイランド４６５−１の第２の部分４６５−１Ｂ及びその周囲の剥離層４４５の部分を露出する剥離窓ＲＷを定める。剥離マスク４９１は、第１の部分４６５−１Ａを基板４４０に更に固定するためのストラップ構造としても作用する。本発明の一実施形態では、剥離マスク４９１はフォトレジストを用いて形成される。本発明の別の実施形態では、適切な金属又はエポキシを用いてもよい。本発明の別の実施形態によれば、剥離マスク４９１は、剥離層４４５及び／又はばね材料アイランド４６５−１の第１の部分４６５−１Ａを適切にパターニングすることで除去されてもよい。

　この時点で、後で立ち上がる構造（即ち、図８（Ａ）に示されているばねビーム（梁）４６０）の損傷を防止するために、基板４４０を（例えばダイシング線ＤＬ１及びＤＬ２に沿って）ダイシングしてもよい。オプションの粘着性のダイシングテープ４４１を用いて、ダイシング中及びダイシング後の基板の移動を防止してもよい（即ち、ダイシングブレードは基板４４０（及びその上の剥離層４４５の部分）のみを切断し、その下の粘着テープ４４１は切断しない）。或いは、基板４４０から部分４６５−１Ｂを剥離した後にダイシングを行ってもよい。このような場合、ダイシング中に剥離されたビームを保護することが望まれる場合には、レジスト又はワックスを用いたビームのパッシべーション（不動態化）を用いてもよい。

　図８（Ａ）では、剥離エッチング液４８１（例えば、緩衝化酸化物エッチング（buffered oxide etch））を用いて、剥離層４４５の一部を、ばねアイランド４６５−１の露出部分（即ち、第２の部分４６５−１Ｂ）の下から選択的に除去し、湾曲したばねビーム４６０を形成する。露出した剥離材料を除去すると、（上述した）設計された応力を有する膜の形成中に作られた内部応力の偏差に応じて、ばねビーム４６０のカンチレバー部４５４が基板４４０から離れるように曲がる。ばねビーム４６０の固定端部４５３は、剥離マスク４９１で保護された剥離材料（支持）部４４５Ａによって基板４４０に固定されたままである。或いは、剥離マスク４９１は、剥離後に、ばねビーム４６０の固定端部４５３から除去されてもよい。チャネル領域パターニング４６６が先に（例えば図７（Ｂ）において）形成されていない場合には、この時点で（即ち剥離後に）、ばねビーム４６０にオプションのチャネル領域パターニング４６６を形成してもよい。チャネル領域パターニング４６６が存在する場合には、図８（Ｂ）に示されている完成したチャネルばねプローブ４５０の実際のチャネル構造４６７を形成するために、追加の付着プロセス（１回又は複数回）を行ってもよい（先に述べたように、ばねビーム４６０の内部にチャネル要素を定めても（即ち、統合しても）よく、この場合には、ばねプローブ４５０にはチャネル構造４６７は必要ない）。

　チャネル構造４６７の形成は、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に詳細に示されている。図１１（Ａ）は、図８（Ａ）に示されている中間プローブ先端部４５５の正面図を示しており、チャネル領域パターニング４６６が、ばねビーム４６０の所望の部分の上に存在する。チャネル領域パターニング４６６は、ハードマスク（例えばハードレジスト）又は、続いて形成されるチャネル構造を除去することなく除去可能な他の任意の材料で構成可能である。図１１（Ｂ）では、ばねビーム４６０の、チャネル領域パターニング４６６によってマスキングされていない部分に、チャネル構造４６７が形成され、チャネル領域パターニング４６６を除去するために、レジストストリップ（剥離剤）４８２が適用される。図１１（Ｃ）には、得られたプローブ先端部４５６（図８（Ｂ）より）の正面図が示されており、以前にはチャネル領域パターニング４６６が占めていた隙間が、チャネル４６８になっている。チャネル領域パターニング４６６及びチャネル構造４６７に対しては、図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）、図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）、及び図１５（Ａ）に関して説明する、他の様々なジオメトリーが可能である。本発明の実施形態によれば、チャネル構造４６７を、ばねビーム４６０の上に電気めっきすることができる。本発明の別の実施形態によれば、チャネル構造４６７を形成するために、他の様々な材料（例えば、酸化物、窒化物、有機材料（炭化物）等）及びプロセス（例えば、スパッタリング、エバポレーション、化学蒸着（ＣＶＤ）、スピニング等）を用いることができる。チャネル構造は、ばねビーム４６０の剥離高さを減少させ得るビーム負荷を生じるが、基板４４０からばねビーム４６０を剥離する前（即ち、図７（Ｃ）に示されているばねアイランド４６５−１上）に、チャネル構造（４６７）を形成することも可能である。

　図８（Ｂ）に戻ると、本発明の一実施形態により、基板４４０は、オプション流体経路４４４で示されるような、一体化された流体経路を含むことが可能である。このような一体化流体経路を既に含む基板上に、チャネルばねビームを形成して、新型の流体経路指定システムの構造を簡略化することができる。例えば、更なる機械的支持及び／又は界面要素を設けるために、オプションの支持構造４４２を、基板４４０に取り付けることができる。支持構造４４２は、チャネルばねプローブ４５０に液体を供給するための、オプションの流体リザーバ４４３を含むことができる。このような状況では、基板４４０は、チャネルばねプローブ４５０のチャネルと支持構造４４２のリザーバ４４３とを接続する、予め形成された一体化バイア（流体経路４４４）を含んでもよい。流体リザーバ４４３は、ばねチャネルプローブ４５０に液体を供給するか、又は、ばねチャネルプローブ４５０によって集められた液体を貯蔵してもよい。

　本発明の別の実施形態によれば、ばねビーム４６０（及びチャネル構造４６７）の任意の露出部を覆う、パラリン又は酸化物等のオプションの保護コーティング４６１（破線で示す）を形成することができる。本発明の別の実施形態によれば、ＦＩＢ、ＥＢＤ、カーボン−ナノチューブ成長等の方法を用いて、剥離前のばねビーム４６０の表面に付着させた材料をエッチングすることにより、又は、剥離後に取り付けるによって、オプションの二次的先端部４６９を、ばねビーム４６０の端部に形成する又は取り付けることができる。本明細書に参照して援用する、２００２年４月３０日に出願された、トーマス・ハンチェルら（Thomas Hantschel et al.）の「ばねプローブ及び作動／検出構造を有する走査プローブシステム（Scanning Probe System with Spring Probe And Actuation/Sensing Structure）」という名称の、共有の同時係属出願の米国特許出願第１０／１３６，２５８号に、二次的先端部の様々な構成がより完全に記載されている。

　図１２（Ａ）は、図８（Ｂ）の完成したチャネルばねプローブ４５０の斜視図である。このチャネルばねプローブ４５０は、図３に示されているマイクロアレイシステム３００Ａ、図４に示されているＤＰＮシステム３００Ｂ、及び図５に示されている流体回路３００Ｃ等の任意の流体システムで使用できる。チャネルばねプローブ４５０は、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）、並びに図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に関して説明したプロセスの後で又はプロセスと共に形成可能な、オプションの操作モジュール４９５も含む。操作モジュールは、ばねビーム４６０に隣接するか又は取り付けられてもよく、チャネルばねプローブ４５０に、アクチュエータ、ヒータ、温度センサ、応力センサ、光学検出器、偏向センサ、薬品センサ、及び（作動、信号処理等を制御するための）集積電子回路等の付加的な機能性を与えるための、様々な構造を含むことが可能である。例えば、（図３に示されているマイクロアレイ３３０Ａや図４に示されているマイクロペンアセンブリ３３０Ｂ等の）チャネルばねプローブアレイ中の各チャネルばねプローブは、全てのチャネルばねプローブの先端部の位置揃えを補助するためのアクチュエータ及び偏向センサを含むことができる。

　例えば、図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）は、それぞれ、基板９４０上に形成された、ばねビーム９６０の両側からオフセットして平行に延びる第１の細長い電極部９９５（Ａ）及び第２の細長い電極部９９５（Ｂ）を含む作動電極構造を組み込んだ、チャネルばねプローブ９５０を示す平面図、側断面図、及び端面図である。細長い電極部９９５（Ａ）及び９９５（Ｂ）の各々は、ばねビーム９６０の固定端部９５３に隣接して位置する比較的幅広の部分９９６と、プローブ先端部９５６に隣接して位置する比較的細い部分９９７とを含む先細の形状を有する。本発明者は、先細の電極部９９５（Ａ）及び９９５（Ｂ）が、先細の電極設計に固有の（長さに沿った）電界強さの減少により、ばねビーム９６０の長さに沿って及ぼされる力を低減し、それによって、ばねビーム９６０の安定した「ローリング／ジッパー（rolling/zipper）」動作（図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）を参照して後述する）を容易にすると判断した。先細の電極部９９５（Ａ）及び９９５（Ｂ）をばねビーム９６０からオフセットする（即ち、ばねビーム９６０の両脇に取り付ける）ことにより、プローブ先端部９５６の完全な撓みを達成するのに必要な作動電圧が最小限になる。他の静電気作動電極パターンは、共有の同時係属出願の米国特許出願第１０／１３６，２５８号に記載されている。ばねビーム９６０は、図１６（Ａ）に示されるような、ばねビーム９６０を撓ませるのに必要な力を低減するための、オプションの狭い部分９４７を含んでもよい。ばねビーム９６０は、同様の効果を与えるための、図１６（Ｂ）に示されるような柔軟性が高められた部分９４８を含んでもよい。柔軟性が高められた部分９４８は、ばねビーム９６０を局所的に薄くすること、又はばねビーム９６０に局所的により軟質の材料を統合することを含む、様々な方法で形成できる。図１６（Ａ）の細い部分９４７及び図１６（Ｂ）の柔軟性が高められた部分９４８は、カンチレバー部９５４に沿った任意の位置に配置可能である。

　図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）は、ばねビーム９６０の「ローリング／ジッパー」動作を示す側断面図である。図１７（Ａ）を参照すると、電圧源９０１によってばねビーム９６０及び細長い電極９９５（Ａ）及び９９５（Ｂ）に比較的小さな電圧信号が印加されると、カンチレバー部９５４は実質的にそのバイアスされていない位置にとどまる（即ち、チャネルばねプローブの設計によって決定された形状に湾曲する）。図１７（Ｂ）に示されるように、電圧源９０１によって生じる印加電圧が増加すると、カンチレバー部９５４は、基板９４０に向かうように作動されてまっすぐになり、それによってばねビーム９６０が「広がる」。図１７（Ｃ）に示されるように、電圧源９０１によって生じる印加電圧が十分な大きさの値に達すると、ばねビーム９６０は、先端部９５６が基板９４０に当接するまで更に広がる。この作動能力は、チャネルばねプローブを組み込んだ素子の機能性を実質的に改良できる。例えば、図３に示されているマイクロアレイ３３０Ａでは、個々のチャネルばねプローブ３５０Ａを、基板３４０Ａに向かうよう作動させることにより、「オフにする」ことができる。同様に、図４に示されているマイクロペンアセンブリ３３０Ｂの個々のチャネルばねプローブを、基板３４０Ｂに向かうよう（及びそこから離れるよう）作動させることにより、オフ及びオンにすることができる。

　図１２（Ｂ）は、本発明者によって、上述の製造プロセスを用いて製造された、実際のチャネルばねプローブアレイ７３０を示す拡大写真である。チャネルばねプローブアレイ７３０は、基板７４０から離れるように湾曲したチャネルばねプローブ７５０（１）、７５０（２）、７５０（３）及び７５０（４）を含む（他にもあるが、明確にするためにここではラベルづけしない）。チャネルばねプローブ７５０（１）〜７５０（４）の各々は、固定端部７５３において基板７４０に取り付けられており、図１２（Ａ）に関して上述したように、チャネルを含む。例えば、チャネルばねプローブ７５０（１）は、（図１０（Ｄ）に関して説明したプローブ先端部領域４４６−Ａ（１）によって定められるような）先細のプローブ先端部７５６を貫通して延びるチャネル７５２を含む。図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）に関して上述したように、チャネル７５２は固定端部７５３内へと延び、リザーバ７５３内で終端する。

　図１２（Ａ）に戻るが、ばねビーム４６０内のチャネル４５２には、オプションのチャネル構造４６７のチャネル要素によって補われる又は置き換えられることも可能なチャネル４５２も含まれる（明確化のために、簡単に破線部分のブロックで示す）。従って、プローブ先端部４５６は、様々な形状をとることが可能である。例えば、図１３（Ａ）は、本発明の一実施形態によるプローブ先端部４５６（１）の正面図を示している。プローブ先端部４５６（１）は、ばねビーム４６０及びチャネル構造４６７（１）によって定められるチャネル４５２（１）を含む。チャネル構造部４６７（１）−Ａ及び４６７（１）−Ｂは、ばねビーム部４６０−Ａ及び４６０−Ｂをそれぞれ覆うように直接配置され、それにより、ばねビーム４６０に含まれるチャネルの高さが増加する。

　図１３（Ｂ）は、本発明の別の実施形態によるプローブ先端部４５６（２）の正面図を示している。ばねビームの既存のチャネルに追加するのではなく、プローブ先端部４５６（２）のチャネル構造４６７（２）は、いかなるチャネル要素も含まないばねビーム４６０（１）（即ち、「何もない」ばねビーム）の上に形成される。従って、チャネル４６８（１）は、チャネル構造部４６７（２）−Ａ及び４６７（２）−Ｂによって全体を定められる。

　図１３（Ｃ）は、本発明の別の実施形態によるプローブ先端部４５６（３）の正面図を示している。プローブ先端部４５６（３）では、何もないばねビーム４６０（１）の上に形成されたチャネル構造４６７（３）は、完全に囲まれたチャネル４６８（２）を定める。チャネル構造４６７（３）は、例えば、図１１（Ａ）に示されるように、チャネル領域パターニングを完全に覆うようにめっきすることによって形成されてもよい。チャネル４６８（２）は全ての辺を囲まれているので、流体の出入りは、チャネル４６８（２）の両端部を通してのみ可能であり、流体の汚染のリスクを最小限にできると共に、チャネル４６８（２）内に保持された液体のより確かな輸送を提供する。

　図１３（Ｄ）は、本発明の別の実施形態によるプローブ先端部４５６（４）の正面図を示している。チャネル構造４６７（４）は、何もないばねビーム４６０（１）の上にチャネル構造部４６７（４）−Ａ、４６７（４）−Ｂ及び４６７（４）−Ｃを配置することにより、チャネル４６８（３）及び４６８（４）を定める。この原理を用いて、チャネルばねプローブに任意の数のチャネルを形成してもよい。

　図１４（Ａ）は、本発明の別の実施形態による、複数のチャネルを含むプローブ先端部４５６（５）の正面図を示している。プローブ先端部４５６（５）は、何もないばねビーム４６０（１）の上面及び底面に、チャネル構造４６７（５）及び４６７（６）をそれぞれ含む。チャネル構造４６７（５）は、ばねビーム４６０（１）の上面上にチャネル４６８（５）を定めるチャネル構造部４６７（５）−Ａ及び４６７（５）−Ｂを含み、一方、チャネル構造４６７（６）は、ばねビーム４６０（１）の底面上にチャネル４６８（６）を定めるチャネル構造部４６７（６）−Ａ及び４６７（６）−Ｂを含む。プローブ先端部４５６（５）は、（チャネル構造４６７（５）に対して用いた破線で示唆されるように）チャネル構造４６７（６）のみを含んでもよく、それにより、ばねビーム４６０（１）の底面のみにチャネル（即ちチャネル４６８（６））が設けられてもよい。

　図１４（Ｂ）は、本発明の別の実施形態による、複数の囲まれたチャネルを含むプローブ先端部４５６（６）の正面図を示している。プローブ先端部４５６（６）は、何もないばねビーム４６０（１）の上面及び底面に、チャネル構造４６７（７）及び４６７（８）をそれぞれ含み、それにより、完全に囲まれたチャネル４６８（７）及び４６８（８）をそれぞれ定める。プローブ先端部４５６（６）は、（チャネル構造４６７（７）に対して用いた破線で示唆されるように）チャネル構造４６７（８）のみを含んでもよく、それにより、ばねビーム４６０（１）の底面のみにチャネル（即ちチャネル４６８（８））が定められてもよい。

　上述したタイプのチャネル構造で作られたチャネル要素は、（図９（Ｃ）及び図９（Ｄ）に関して説明したような）任意のリザーバ要素、又は、ばねビームの表面上に所望される他の構成を含むことが可能である。例えば、図１４（Ｃ）は、本発明の別の実施形態による、プローブ先端部４５６（７）の平面図を示している。プローブ先端部４５６（７）は、チャネル４６８（９）及び横断チャネル４６９−Ａ、４６９−Ｂ及び４６９−Ｃを定める、何もないばねビーム４６０（１）上に配列されたチャネル構造部４６７（９）−Ａ〜４６７（９）−Ｈを含む。横断チャネル４６９−Ａ、４６９−Ｂ及び４６９−Ｃは、チャネル４６８（９）に対して垂直であり、ばねビーム４６０（１）幅にわたって延びる。プローブ先端部４６８（９）が略先細の端部を有するように、チャネル構造部４６７（９）−Ａ及び４６７（９）−Ｅは角度がつけられている。このような構成は、横断チャネル４６９−Ａ、４６９−Ｂ及び４６９−Ｃが、増加した流体分配容量を提供する、例えば、穴あき（puncture）用途で使用できる。図１５（Ａ）は、プローブ先端部４５６（７）の側面図であり、ばねビーム４６０（１）の表面に沿って離間された横断チャネル４６９−Ａ、４６９−Ｂ及び４６９−Ｃを示している。

　図１５（Ｂ）は、本発明の別の実施形態による、横断チャネルを有するプローブ先端部４５６（８）の平面図を示している。プローブ先端部４５６（８）は、図１４（Ｃ）及び図１５（Ａ）に示されているプローブ先端部４５６（７）と略同様であるが、但し、プローブ先端部４５６（７）のチャネル構造部４６７（９）−Ａ及び４６７（９）−Ｅが、尖った先端部４６７（９）−Ｊを含む単一のチャネル構造部４６７（９）−Ｉと置き換えられている。尖った先端部４６７（９）−Ｊは、プローブ先端部４５６（８）の端部でチャネル４６８（１０）を閉じている。図１０（Ｄ）で説明したように、尖った先端部４６７（９）−Ｊは、プローブ先端部４５６（８）に更なる安定性及び突き通す能力を与えつつ、依然としてチャネル４６８（１０）への及びチャネル４６８（１０）からの流体の輸送を可能にする。

　本発明を複数の実施形態と結びつけて説明したが、本発明は、開示された実施形態に限定されず、当業者には明らかな様々な変形が可能であることを理解されたい。例えば、ばねビーム（又は、Ｆｏｒｍｆａｃｔｏｒ，Ｉｎｃ．が製造しているようなボンディングワイヤでさえ）の全ての面にめっきを施し、面外管としてのめっきのみを残してエッチングすることもできよう。従って、本発明は添付の特許請求の範囲のみによって限定される。

従来のマイクロアレイシステムを示す斜視図である。 従来のＤＰＮシステムを示す斜視図である。 本発明の一実施形態による、チャネルばねプローブの分配アセンブリを用いたマイクロアレイシステムを示す斜視図である。 本発明の別の実施形態による、チャネルばねプローブのマイクロペンアセンブリを用いたＤＰＮシステムを示す斜視図である。 本発明の別の実施形態による、チャネルばねプローブの流体相互接続を用いた流体回路を示す側面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、本発明の別の実施形態による、チャネルばねプローブの製造に用いられる一般的な製造プロセスの一部を示す、簡略化された側断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、本発明の別の実施形態による、チャネルばねプローブの製造に用いられる一般的な製造プロセスの一部を示す、簡略化された側断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の別の実施形態による、チャネルばねプローブの製造に用いられる一般的な製造プロセスの一部を示す、簡略化された側断面図である。 （Ａ）は、本発明の別の実施形態による、図６（Ｃ）に示されている製造プロセスの間にばね材料膜を覆って形成されたばねマスクを示す平面図であり、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、本発明の様々な実施形態による、（Ａ）に示されているばねマスクの様々な領域の詳細を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、本発明の様々な実施形態による、図９（Ａ）に示されているばねマスクの様々な領域の詳細を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、本発明の別の実施形態による、ばねビームの表面にチャネルを形成するプロセスを示す正面図である。 （Ａ）は、本発明の別の実施形態によるチャネルばねプローブを示す斜視図であり、（Ｂ）は、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）並びに図８（Ａ）及び図８（Ｂ）を参照して説明した製造プロセスによって製造された、実際のチャネルばねプローブアレイの拡大写真を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、本発明の様々な実施形態によるチャネルばねプローブの先端部の正面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の様々な実施形態によるチャネルばねプローブの先端部の正面図であり、（Ｃ）は、本発明の様々な実施形態によるチャネルばねプローブの先端部の１つの平面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の様々な実施形態によるチャネルばねプローブの先端部の平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、本発明の一実施形態による、作動電極を組み込んだチャネルばねプローブを示す平面図、側断面図及び端面図である。 （Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、図１６（Ｂ）のチャネルばねプローブの作動を示す側断面図である。

符号の説明

　　　　３００Ａ　　マイクロアレイシステム
　　　　３３０Ａ　　分配システム
　　　　３５０Ａ　　チャネルばねプローブ
　　　　３００Ｂ　　つけペン式ナノリソグラフィ（ＤＰＮ）システム
　　　　３３０Ｂ　　マイクロペンアセンブリ
　　　　３５０Ｂ　　チャネルばねプローブ
　　　　３８０Ｂ　　コンピュータ／ワークステーション
　　　　３００Ｃ　　流体回路
　　　　３２０Ｃ（１）　　流体素子
　　　　３２０Ｃ（２）　　流体素子
　　　　３５０Ｃ（１）　　チャネルばねプローブ
　　　　３５０Ｃ（２）　　チャネルばねプローブ

Claims (6)

1. 基板に取り付けられた固定部と、前記基板から離れる曲がりを有するカンチレバー部とを有するばねビームを含む、流体用導管であって、前記ばねビームが、該ばねビームの前記カンチレバー部に沿って流体を運ぶための、前記カンチレバー部の前記曲がりに対して略平行に延びる第１のチャネルを定める、流体用導管。
2. 剥離材料層の上に、該剥離材料層に対して垂直な方向の内部応力勾配を有するばね材料膜を形成する工程と、
   　ばね材料アイランドを形成するために、前記ばね材料膜をエッチングする工程と、
   　前記ばね材料アイランドのカンチレバー部に、前記内部応力勾配に起因する前記剥離層の第２の部分から離れる曲がりを帯びさせるために、前記剥離材料層の第１の部分を前記ばね材料アイランドの前記カンチレバー部の下から除去する工程と、
   　前記ばねビームの前記カンチレバー部に沿って流体を運ぶための、前記カンチレバー部の前記曲がりに対して略平行に延びる第１のチャネルを定める工程と、
   　を含む、流体用導管を形成する方法。
3. 複数の流体サンプルを同時に分析するマイクロアレイシステムであって、
   　第１のパターンに配列された複数の試験位置を含む分析用集積回路（ＩＣ）と、
   　基板に取り付けられた固定端部と、自由端部の曲がりに対して平行に延びる第１のチャネルと、前記基板から離れる曲がりを有すると共に前記第１のチャネルから液体を分配するための分配先端部で終端する前記自由端部と、を各々が有する複数のチャネルばねプローブを含む分配アセンブリであって、前記複数のチャネルばねプローブの前記分配先端部が、前記第１のパターンと略一致する第２のパターンに配列された、分配アセンブリと、
   　前記複数のチャネルばねプローブの各々の前記分配先端部を、前記分析用ＩＣ上の前記複数の試験位置の１つと接触するよう配置するための配置システムと、
   　前記配置システムを制御すると共に前記分析用ＩＣによって供給されるデータを処理するためのコンピュータ／ワークステーションと、
   　を含むマイクロアレイシステム。
4. 基板をパターニングするためのつけペン式ナノリソグラフィ（ＤＰＮ）システムであって、
   　基板を支持及び配置するための台と、
   　基板に取り付けられた固定端部と、自由端部の曲がりに対して平行に延びるチャネルと、前記基板から離れる曲がりを有すると共に前記チャネルから前記基板の上に液体を分配するための分配先端部で終端する前記自由端部と、を有する第１のチャネルばねプローブを含むマイクロペンアセンブリと、
   　前記第１のチャネルばねプローブの前記分配先端部を、前記基板と接触するよう配置すると共に、前記基板の上に所望のパターンをプリントするための配置システムと、
   　前記配置システムを制御するためのコンピュータ／ワークステーションと、
   　を有するＤＰＮシステム。
5. 第１の面を有する第１の流体素子と、
   　前記第１の面に取り付けられた固定部と、前記第１の面から離れる曲がりを有する自由部と、前記チャネルばねプローブの自由部に沿って流体を運ぶためのチャネルとを有するチャネルばねプローブと、
   　を有する流体回路。
6. 複数のプリント用先端部を有するマイクロアレイの製造方法であって、
   　剥離材料層の上に、該剥離材料層に対して垂直な方向の内部応力勾配を有するばね材料膜を形成する工程と、
   　複数のばね材料アイランドをアレイパターンに形成するために、前記ばね材料膜をエッチングする工程と、
   　前記剥離材料層の第２の部分から離れる曲がりを各々が有する複数のばねビームであって、前記複数のプリント用先端部の１つを各々が構成する複数のばねビームを形成するために、前記剥離材料層の第１の部分を各前記ばね材料アイランドの前記カンチレバー部の下から除去する工程と、
   　を含む、マイクロアレイの製造方法。
   

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