JP2024500383A - フローセルのコーティング方法 - Google Patents
フローセルのコーティング方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024500383A JP2024500383A JP2023536042A JP2023536042A JP2024500383A JP 2024500383 A JP2024500383 A JP 2024500383A JP 2023536042 A JP2023536042 A JP 2023536042A JP 2023536042 A JP2023536042 A JP 2023536042A JP 2024500383 A JP2024500383 A JP 2024500383A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- protective coating
- photoresist
- patterned
- region
- coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 108
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims abstract description 378
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 326
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 claims abstract description 211
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 125
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 107
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims abstract description 63
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 61
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 270
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 151
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 120
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 120
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 79
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 52
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 49
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 49
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 31
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 27
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 25
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 25
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 claims description 15
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 15
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 173
- 239000002585 base Substances 0.000 description 117
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 116
- 239000013615 primer Substances 0.000 description 91
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 46
- 230000008569 process Effects 0.000 description 43
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 33
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 29
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 24
- -1 bicyclo[2.2.2]octanyl Chemical group 0.000 description 24
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 23
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 20
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 20
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 18
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 17
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 16
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 14
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 14
- 238000002444 silanisation Methods 0.000 description 14
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical group NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 13
- 125000004452 carbocyclyl group Chemical group 0.000 description 13
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 12
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 9
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 9
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 9
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 9
- 125000004169 (C1-C6) alkyl group Chemical group 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 8
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 8
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 8
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 8
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical group [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 7
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 7
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 7
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 6
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 6
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 6
- 238000001127 nanoimprint lithography Methods 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 6
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 6
- KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N 7H-purine Chemical compound N1=CNC2=NC=NC2=C1 KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 5
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 5
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920006322 acrylamide copolymer Polymers 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 5
- 238000002073 fluorescence micrograph Methods 0.000 description 5
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 5
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 5
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 5
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 5
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 5
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 5
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 4
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 4
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 4
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 4
- 150000001540 azides Chemical class 0.000 description 4
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 4
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 4
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 4
- JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N norbornene Chemical compound C1[C@@H]2CC[C@H]1C=C2 JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N 0.000 description 4
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 4
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 4
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 4
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 4
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 4
- 125000000547 substituted alkyl group Chemical group 0.000 description 4
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N Pyrimidine Chemical compound C1=CN=CN=C1 CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DPOPAJRDYZGTIR-UHFFFAOYSA-N Tetrazine Chemical compound C1=CN=NN=N1 DPOPAJRDYZGTIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 3
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001925 cycloalkenes Chemical class 0.000 description 3
- 125000000392 cycloalkenyl group Chemical group 0.000 description 3
- ZPWOOKQUDFIEIX-UHFFFAOYSA-N cyclooctyne Chemical group C1CCCC#CCC1 ZPWOOKQUDFIEIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 3
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 3
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 238000000813 microcontact printing Methods 0.000 description 3
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 3
- 125000006574 non-aromatic ring group Chemical group 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 3
- 150000003573 thiols Chemical group 0.000 description 3
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- 125000004178 (C1-C4) alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ASJSAQIRZKANQN-CRCLSJGQSA-N 2-deoxy-D-ribose Chemical group OC[C@@H](O)[C@@H](O)CC=O ASJSAQIRZKANQN-CRCLSJGQSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 125000000882 C2-C6 alkenyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000003601 C2-C6 alkynyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000001313 C5-C10 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000041 C6-C10 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 description 2
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DKNPRRRKHAEUMW-UHFFFAOYSA-N Iodine aqueous Chemical compound [K+].I[I-]I DKNPRRRKHAEUMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 2
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 2
- 108091093037 Peptide nucleic acid Proteins 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N Ribose Natural products OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-LMVFSUKVSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 2
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N Uracil Chemical compound O=C1C=CNC(=O)N1 ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 229920006397 acrylic thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N alpha-D-Furanose-Ribose Natural products OCC1OC(O)C(O)C1O HMFHBZSHGGEWLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000852 azido group Chemical group *N=[N+]=[N-] 0.000 description 2
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000012733 comparative method Methods 0.000 description 2
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 description 2
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 2
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 2
- HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N cyclohexene Chemical compound C1CCC=CC1 HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000596 cyclohexenyl group Chemical group C1(=CCCCC1)* 0.000 description 2
- LPIQUOYDBNQMRZ-UHFFFAOYSA-N cyclopentene Chemical compound C1CC=CC1 LPIQUOYDBNQMRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N cytosine Chemical compound NC=1C=CNC(=O)N=1 OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000412 dendrimer Substances 0.000 description 2
- 229920000736 dendritic polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000000203 droplet dispensing Methods 0.000 description 2
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 2
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 2
- UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N guanine Chemical compound O=C1NC(N)=NC2=C1N=CN2 UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 2
- 150000007857 hydrazones Chemical class 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229940088644 n,n-dimethylacrylamide Drugs 0.000 description 2
- YLGYACDQVQQZSW-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylprop-2-enamide Chemical group CN(C)C(=O)C=C YLGYACDQVQQZSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SQDFHQJTAWCFIB-UHFFFAOYSA-N n-methylidenehydroxylamine Chemical compound ON=C SQDFHQJTAWCFIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002848 norbornenes Chemical class 0.000 description 2
- 238000003203 nucleic acid sequencing method Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920000548 poly(silane) polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 2
- 239000002987 primer (paints) Substances 0.000 description 2
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 125000000548 ribosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 2
- 229920002477 rna polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002195 soluble material Substances 0.000 description 2
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 2
- 125000003003 spiro group Chemical group 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 2
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 2
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N tert-butyl prop-2-enoate Chemical compound CC(C)(C)OC(=O)C=C ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003536 tetrazoles Chemical class 0.000 description 2
- RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N thymine Chemical compound CC1=CNC(=O)NC1=O RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- URYYVOIYTNXXBN-OWOJBTEDSA-N trans-cyclooctene Chemical compound C1CCC\C=C\CC1 URYYVOIYTNXXBN-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- WLCVNBXWMQMKGJ-UHFFFAOYSA-N 2-(5-bicyclo[2.2.1]hept-2-enyl)ethyl-trimethoxysilane Chemical compound C1C2C(CC[Si](OC)(OC)OC)CC1C=C2 WLCVNBXWMQMKGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VAKXPQHQQNOUEZ-UHFFFAOYSA-N 3-[4-[[bis[[1-(3-hydroxypropyl)triazol-4-yl]methyl]amino]methyl]triazol-1-yl]propan-1-ol Chemical compound N1=NN(CCCO)C=C1CN(CC=1N=NN(CCCO)C=1)CC1=CN(CCCO)N=N1 VAKXPQHQQNOUEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002373 5 membered heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006164 6-membered heteroaryl group Chemical group 0.000 description 1
- OKDZGLLODKWTEN-UHFFFAOYSA-N 7-[(2-azidoacetyl)amino]-2-methylideneheptanamide Chemical compound N(=[N+]=[N-])CC(=O)NCCCCCC(C(=O)N)=C OKDZGLLODKWTEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930024421 Adenine Natural products 0.000 description 1
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N Adenine Chemical compound NC1=NC=NC2=C1N=CN2 GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003155 DNA primer Substances 0.000 description 1
- 230000006820 DNA synthesis Effects 0.000 description 1
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical group C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine Chemical compound ON AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108020004682 Single-Stranded DNA Proteins 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZBFGYYEXUXCOF-UHFFFAOYSA-N TCEP Chemical compound OC(=O)CCP(CCC(O)=O)CCC(O)=O PZBFGYYEXUXCOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 125000005073 adamantyl group Chemical group C12(CC3CC(CC(C1)C3)C2)* 0.000 description 1
- 229960000643 adenine Drugs 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000002178 anthracenyl group Chemical group C1(=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C12)* 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- IVRMZWNICZWHMI-UHFFFAOYSA-N azide group Chemical group [N-]=[N+]=[N-] IVRMZWNICZWHMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LNENVNGQOUBOIX-UHFFFAOYSA-N azidosilane Chemical class [SiH3]N=[N+]=[N-] LNENVNGQOUBOIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003828 azulenyl group Chemical group 0.000 description 1
- SIVKZPBURVINMX-UHFFFAOYSA-N bicyclo[3.3.1]non-4-ene Chemical compound C1CC=C2CCCC1C2 SIVKZPBURVINMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFHUIVOGLJUQID-UHFFFAOYSA-N bicyclo[4.2.1]non-5-ene Chemical compound C1CCC(C2)CCC2=C1 BFHUIVOGLJUQID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NCQNMEMRZWQKGX-UHFFFAOYSA-N bicyclo[4.2.1]non-6-ene Chemical compound C1C2CC=C1CCCC2 NCQNMEMRZWQKGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXRMUVNCLZHDOI-UHFFFAOYSA-N bicyclo[4.3.1]dec-6-ene Chemical compound C1C2=CCCC1CCCC2 TXRMUVNCLZHDOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QDNSAFCVPAMWCJ-UHFFFAOYSA-N bicyclo[6.1.0]non-4-yne Chemical compound C1CC#CCCC2CC21 QDNSAFCVPAMWCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVMMVIBOOKKBOO-UHFFFAOYSA-N bicyclo[6.1.0]non-5-yne Chemical compound C1CCC#CCC2CC21 TVMMVIBOOKKBOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001246 bromo group Chemical group Br* 0.000 description 1
- 125000004369 butenyl group Chemical group C(=CCC)* 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 125000002993 cycloalkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001995 cyclobutyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- ZXIJMRYMVAMXQP-UHFFFAOYSA-N cycloheptene Chemical compound C1CCC=CCC1 ZXIJMRYMVAMXQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- BESIOWGPXPAVOS-OWOJBTEDSA-N cyclononene Chemical compound C1CCC\C=C\CCC1 BESIOWGPXPAVOS-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 1
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001559 cyclopropyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C1([H])* 0.000 description 1
- 229940104302 cytosine Drugs 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- JZGVJEDMSGTYSM-UHFFFAOYSA-L disodium;2-[7-(2-sulfonatophenyl)-1,10-phenanthrolin-4-yl]benzenesulfonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)C1=CC=CC=C1C1=CC=NC2=C1C=CC1=C(C=3C(=CC=CC=3)S([O-])(=O)=O)C=CN=C21 JZGVJEDMSGTYSM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229920001002 functional polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 125000003055 glycidyl group Chemical group C(C1CO1)* 0.000 description 1
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(iv) oxide Chemical compound O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001188 haloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004366 heterocycloalkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006038 hexenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 150000002429 hydrazines Chemical class 0.000 description 1
- 125000000717 hydrazino group Chemical group [H]N([*])N([H])[H] 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- PQNFLJBBNBOBRQ-UHFFFAOYSA-N indane Chemical compound C1=CC=C2CCCC2=C1 PQNFLJBBNBOBRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 229910003455 mixed metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N n-propan-2-ylprop-2-enamide Chemical compound CC(C)NC(=O)C=C QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003518 norbornenyl group Chemical group C12(C=CC(CC1)C2)* 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N pentamethylene Natural products C1CCCC1 RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002255 pentenyl group Chemical group C(=CCCC)* 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000052 poly(p-xylylene) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 125000004368 propenyl group Chemical group C(=CC)* 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 125000004076 pyridyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000714 pyrimidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000719 pyrrolidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- HLWRUJAIJJEZDL-UHFFFAOYSA-M sodium;2-[2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl-(carboxymethyl)amino]acetate Chemical compound [Na+].OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC([O-])=O HLWRUJAIJJEZDL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 125000005017 substituted alkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 150000004905 tetrazines Chemical class 0.000 description 1
- 125000005247 tetrazinyl group Chemical group N1=NN=NC(=C1)* 0.000 description 1
- 125000003831 tetrazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229940113082 thymine Drugs 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940035893 uracil Drugs 0.000 description 1
- 239000011534 wash buffer Substances 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/0035—Multiple processes, e.g. applying a further resist layer on an already in a previously step, processed pattern or textured surface
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
- G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/0037—Production of three-dimensional images
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
- G03F7/168—Finishing the coated layer, e.g. drying, baking, soaking
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/16—Surface properties and coatings
- B01L2300/161—Control and use of surface tension forces, e.g. hydrophobic, hydrophilic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6869—Methods for sequencing
- C12Q1/6874—Methods for sequencing involving nucleic acid arrays, e.g. sequencing by hybridisation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
- G01N2021/6439—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" with indicators, stains, dyes, tags, labels, marks
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Hematology (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
例示的な方法では、水溶性保護コーティング（２０）溶液は、結合領域（２６）、及びｉ）パターン化された構造のパターン化された領域又はｉｉ）パターン化されていない構造のレーン領域（３０）のいずれかの上に塗布される。パターン化された領域は、少なくともポリマーヒドロゲル（３４）を有する凹部（２２）と、凹部を分離する間隙領域（２４）と、を含む。レーン領域は、少なくともポリマーヒドロゲルを有するレーンを含む。水溶性保護コーティング溶液を乾燥させて、結合領域の上、及びｉ）パターン化された領域又はｉｉ）レーン領域のいずれかの上に、固体コーティング又（２０）はゲルコーティング（２０）を形成する。固体コーティング又はゲルコーティングの部分は、固体コーティング又はゲルコーティングの他の部分をｉ）パターン化された領域又はｉｉ）レーン領域のいずれかの上に残したまま、結合領域から選択的に除去される。
Description
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２０年１２月１５日に出願された米国仮特許出願第６３／１２５，７１６号の利益を主張するものであり、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２０年１２月１５日に出願された米国仮特許出願第６３／１２５，７１６号の利益を主張するものであり、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
ポリマーコーティングされた基材は、多くの技術用途に使用される。一例では、埋め込み可能な医療用デバイスを、生物学的に不活性なポリマーでコーティングすることができる。別の例では、フローセルは、生体分子の調製及び／又は分析に使用される、ポリマーコーティングされた表面を含む。特定の核酸配列決定法などの分子分析は、ポリマーコーティングされた表面への核酸鎖の付着に依存する。保護コーティングもまた、例えば、ポリマーコーティングされた表面が核酸配列決定方法において使用されるまで、表面を保護するために、表面上に塗布されている。ポリマーコーティングされた表面上に保護コーティングを堆積させるためのいくつかの技術は、結合領域などのフローセルの他の領域を汚染する可能性がある。
本明細書では、保護コーティング又は他の活性領域材料を高精度で堆積する方法が開示される。本明細書に開示される方法のいくつかの例は、ｉ）スピンコーティング又はダンクコーティングなどのブランケット堆積技術を使用して、基材の活性領域の上の保護コーティングと、ｉｉ）保護コーティングが存在しない結合領域との同時調製を可能にする。これらの方法の間、活性領域は、連続的に水和又はコーティングされてもよく、これにより、表面化学を、処理条件などからの劣化から保護する。
これらの方法の第１の例は、水溶性保護コーティング溶液（water-soluble protective coating solution）を、結合領域（bonding region）の上、及びｉ）パターン化された構造のパターン化された領域であって、内部に少なくともポリマーヒドロゲル(polymeric hydrogel)を有する凹部(depression)と、凹部を分離する間隙領域（interstitial region）と、を含む、パターン化された領域、又はｉｉ）パターン化されていない構造のレーン領域であって、内部に少なくともポリマーヒドロゲルを有するレーン(lane)を含む、レーン領域(lane region)のいずれかの上に、塗布することと、水溶性保護コーティング溶液を乾燥させて、結合領域の上、及びｉ）パターン化された領域又はｉｉ）レーン領域のうちのいずれかの上に、固体コーティング又はゲルコーティングを形成することと、固体コーティング又はゲルコーティングの部分を、固体コーティング又はゲルコーティングの他の部分をｉ）パターン化された領域又はｉｉ）レーン領域のいずれかの上に残したまま、結合領域から選択的に除去することと、を含む。
一事例では、水溶性保護コーティング溶液を塗布する前に、第１の例示的方法は、結合領域の上、及びｉ）パターン化された領域又はｉｉ）レーン領域のいずれかの上に、フォトレジストを塗布することと、フォトレジストをパターン化して、結合領域上に不溶性フォトレジストを生成し、ｉ）パターン化された領域又はｉｉ）レーン領域のいずれかからフォトレジストを除去することと、を更に含み得る。一例では、水溶性保護コーティング溶液は、不溶性フォトレジストの上に塗布され、結合領域から固体コーティング又はゲルコーティングの部分を選択的に除去することは、不溶性フォトレジストを除去剤（又はリムーバー、remover）にて（又は除去剤中で）リフトオフすることを伴い、固体コーティング又はゲルコーティングは、除去剤中で不溶性である。この事例では、ポリマーヒドロゲルが凹部内又はレーン内に導入される前に、フォトレジストが塗布及びパターン化され、フォトレジストが塗布及びパターン化された後、かつ水溶性保護コーティング溶液を塗布する前に、第１の例示的方法は、ｉ）不溶性フォトレジスト、凹部、及び間隙領域、又はｉｉ）不溶性フォトレジスト及びレーンのいずれかの上に、ポリマーヒドロゲルを堆積させることと、少なくとも不溶性フォトレジストからポリマーヒドロゲルをポリッシュ（または研磨、polish）することと、を更に含む。
別の事例では、水溶性保護コーティング溶液を乾燥した後に、第１の例示的方法は、固体コーティング又はゲルコーティングの上に、フォトレジストを塗布することと、フォトレジストをパターン化して、結合領域の上の固体コーティング又はゲルコーティングの部分からフォトレジストを除去し、ｉ）パターン化された領域又はｉｉ）レーン領域のいずれかの上の固体コーティング又はゲルコーティングの他の部分の上に、不溶性フォトレジストを生成することと、を更に含む。この事例では、結合領域から固体コーティング又はゲルコーティングの部分を選択的に除去することは、不溶性フォトレジストが所定の位置にある状態で（または所定の位置にあるまま）、その部分をドライエッチング又は水リンスに曝露する（又は晒す）ことを伴う。この事例では、第１の例示的な方法は、除去剤中で不溶性フォトレジストをリフトオフすることを更に含み、固体コーティング又はゲルコーティングは除去剤中で不溶性である。
なお別の事例では、パターン化された構造又はパターン化されていない構造が、透明ベース支持体（transparent base support）、透明ベース支持体の上のパターン化されたマスク層、及びパターン化されたマスク層及び透明ベース支持体の上のパターン化された透明層を含む、多層スタック（multi-layer stack）であり、パターン化されたマスク層のパターンが、結合領域に対応し、水溶性保護コーティング溶液を乾燥させた後、第１の例示的方法は、固体コーティング又はゲルコーティングの上に、ネガティブフォトレジストを塗布する（又は適用する）ことと、透明ベース支持体を通してネガティブフォトレジストを光に曝露することであって、それにより、ｉ）パターン化された領域又はｉｉ）レーン領域のいずれかを覆う（overlay）ネガティブフォトレジストの部分が不溶性フォトレジストを画定し（または規定し、define）、パターン化されたマスク層及び結合領域を覆うネガティブフォトレジストの部分が、可溶性になる、曝露することと、を更に含む。この事例では、固体コーティング又はゲルコーティングの部分を結合領域から選択的に除去することは、その部分をネガティブフォトレジストの現像液に曝露する（又は晒す）ことを伴う。この事例では、第１の例示的な方法は、溶媒にて（又は溶媒中にて）フォトレジストをリフトオフすることを更に含み、当該溶媒に対して固体コーティング又はゲルコーティングが不活性となっている。
なお更に別の事例では、水溶性保護コーティング溶液を乾燥させた後、第１の例示的方法は、固体コーティング又はゲルコーティングの他の部分の上に、金属層を選択的に塗布する（又は適用する）ことを更に含み、結合領域から固体コーティング又はゲルコーティングの部分を選択的に除去することは、金属層が所定の位置にある状態で（または所定の位置にあるまま）、部分をドライエッチングに曝露する（又は晒すもしくは付す）ことを伴い、固体コーティング又はゲルコーティングの部分を選択的に除去した後、方法が、金属層を除去することを更に含む。
他の事例では、結合領域から固体コーティング又はゲルコーティングの部分を選択的に除去することが、ｉ）結合領域の上の固体コーティング又はゲルコーティングの部分をレーザでパターン化(laser patterning)することと、ｉｉ）結合領域が曝露されるまで固体コーティング又はゲルコーティングを時間指定してドライエッチング（timed dry etching）することと、を伴う。
更なる事例では、第１の例示的方法は、パターン化された構造を利用し、水溶性保護コーティング溶液を塗布する前に、第１の方法は、基材の上に金属層を塗布する(または設ける)ことと、金属層の上にフォトレジストを塗布する（又は設ける）ことと、フォトレジストをパターン化して、凹部パターンを画定する不溶性フォトレジストを生成することと、凹部パターンに従って金属層の部分及び基材の下にある部分をエッチングして、基材内に凹部を形成することと、不溶性フォトレジストを除去することと、ポリマーヒドロゲルを凹部内及び金属層の残りの部分の上に塗布することと、によってパターン化された構造を形成することを更に含む。この事例では、水溶性保護コーティング溶液が、ポリマーヒドロゲルの上に塗布され、結合領域から固体コーティング又はゲルコーティングの部分を選択的に除去することが、金属層を除去剤中でリフトオフすることを伴い、固体コーティング又はゲルコーティングが、除去剤中で不溶性であり、ポリマーヒドロゲル及び金属層上の固体コーティング又はゲルコーティングが、金属層で(または金属層と共に)リフトオフされる。
第１の例示的な方法の任意の特徴は、任意の望ましい方法で一緒に組み合わせることができ、及び／又は、例えば、方法全体を通じてフローセルの表面化学を水和状態に保つ能力を含む、本開示で説明する利点を達成するために、本明細書で開示する任意の例と組み合わせることができることを理解されたい。
これらの方法の第２の例は、水溶性保護コーティング溶液を、ｉ）パターン化された構造のパターン化された領域であって、内部に少なくともポリマーヒドロゲルを有する凹部と、凹部を分離する間隙領域と、を含む、パターン化された領域、又はｉｉ）パターン化されていない構造のレーン領域であって、内部に少なくともポリマーヒドロゲルを有するレーンを含む、レーン領域のいずれかの上に、塗布することであって、それにより、パターン化された構造の疎水性結合領域が、曝露されたままである、塗布することと、水溶性保護コーティング溶液を乾燥させて、ｉ）パターン化された領域又はｉｉ）レーン領域のいずれかの上に、固体コーティング又はゲルコーティングを形成することと、を含む。
第２の例示的方法の任意の特徴は、任意の望ましい形態で組み合わせることができることを理解されたい。更に、第１の例示的方法及び／又は第２の例示的方法の特徴の任意の組み合わせを一緒に使用することができ、及び／又は本明細書に開示される例のいずれかと組み合わせて、例えば、方法全体を通じてフローセル表面化学を水和状態に保つ能力を含む、本開示に記載される利点を達成できることを理解されたい。
これらの他の方法の第３の例は、透明ベース支持体上の金属層をパターン化して、ｉ）透明ベース支持体の第１の間隙領域によって分離された金属ポスト（metal posts）、及びｉｉ）透明ベース支持体の結合領域を画定することと、第１の間隙領域及び結合領域の上に不溶性のネガティブフォトレジストを生成することと、金属ポストをエッチングして、透明ベース支持体の第２の間隙領域を曝露することと、不溶性フォトレジスト及び第２の間隙領域の上にポリマーヒドロゲルを塗布することと、水溶性保護コーティング溶液をポリマーヒドロゲルの上に塗布することと、水溶性保護コーティング溶液を乾燥させて、ポリマーヒドロゲルの上に、固体コーティング又はゲルコーティングを形成することと、不溶性のネガティブフォトレジストをリフトオフして、コーティングされた官能化パッド（または機能化パッド、functionalized pad）、結合領域、及び第１の間隙領域を曝露することと、を含む。
第３の例示的方法の一事例では、不溶性のネガティブフォトレジストを生成することが、金属ポスト、第１の間隙領域、及び結合領域の上にネガティブフォトレジストを塗布することと、透明ベース支持体を通してネガティブフォトレジストを光に曝露することであって、それにより、第１の間隙領域及び結合領域を覆うネガティブフォトレジストの部分が不溶性のネガティブフォトレジストを画定し、金属ポストを覆うネガティブフォトレジストの部分が、可溶性になる、曝露することと、ネガティブフォトレジストの可溶性部分を除去することと、を伴う。この事例では、金属層をパターン化することが、多層スタックの樹脂層をインプリントして凹部パターン及び結合領域パターンを形成することであって、多層スタックが、ベース支持体の上の金属層の上の樹脂層を含む、形成することと、透明ベース支持体の第１の間隙領域及び透明ベース支持体の結合領域が曝露されるまで凹部パターン及び結合領域パターンにおける樹脂層及び金属層をエッチングすることと、を伴う。
第３の例示的方法の任意の特徴は、任意の望ましい形態で組み合わせることができることを理解されたい。更に、第１、第２、及び／又は第３の例示的方法の特徴の任意の組み合わせを一緒に使用することができ、及び／又は本明細書に開示される例のいずれかと組み合わせて、例えば、方法全体を通じてフローセル表面化学を水和状態に保つ能力を含む、本開示に記載される利点を達成できることを理解されたい。
本明細書に開示される方法の他の例は、保護コーティング又は他の活性領域材料を高精度で選択的に塗布するために使用されてもよい。これらの方法の間、結合領域には、活性領域材料及び／又は保護コーティングが存在しないままであり、したがって、本方法は、材料の無駄を低減し得る。
これらの方法の一例は、精密ディスペンス・ツール（または精密分配ツール、precision dispense tool）のノズルに対して、内部に画定された特徴を有する基材を位置決めして基材の表面とノズルの表面との間のエアギャップが０μｍ超～約１００μｍの範囲となるようにすることと、ｉ）ヒドロゲル水溶液、ｉｉ）グラフト化済みヒドロゲル水溶液、又はｉｉｉ）水溶性保護コーティング溶液を、約０．１５μＬ／秒～約２０μＬ／秒の範囲の流量でノズルから特徴にディスペンスする（または分配する）ことであって、それにより、特徴を囲む（または取り囲む）基材の表面には、ｉ）ヒドロゲル水溶液、ｉｉ）グラフト化済みヒドロゲル水溶液、又はｉｉｉ）水溶性保護コーティング溶液が存在しないままである、ディスペンスすることと、を含む。
一事例では、ノズルはステンレス鋼製の円錐形ノズルである。この事例では、例示的方法は、ディスペンスの前後に、ステンレス鋼製の円錐形ノズルを水中に維持することを更に含み得る。また、この事例では、ステンレス鋼製の円錐形ノズルは、約１７～約３０の範囲のゲージ（gauge）を有し得る。なお更なるこの事例では、ステンレス鋼製の円錐形ノズルは疎水性層でコーティングされ得る。
別の事例では、ディスペンスするは、約１０μｍ以下の厚さを有するｉ）ヒドロゲル水溶液、ｉｉ）グラフト化済みヒドロゲル水溶液、又はｉｉｉ）水溶性保護コーティング溶液の層を形成するために実行される。
なお更に別の事例では、精密ディスペンスする・ツールは、約７５ｍｍ／秒～約３５０ｍｍ／秒の範囲の線形ガントリ速度(linear gantry speed)で動作する。
この例示的方法の任意の特徴は、任意の望ましい形態で組み合わせることができることを理解されたい。更に、この例示的方法の特徴と、第１、第２、及び／又は第３の例示的方法のいずれかの特徴の任意の組み合わせを一緒に使用することができ、及び／又は例えば、正確に塗布された保護コーティング及び保護コーティングが存在しない結合領域を備えたフローセル基材を形成することを含む本明細書に開示されているような利点を達成するために、本明細書に開示されている例のいずれかと組み合わせることができることを理解されたい。
本明細書に開示される例示的な方法のいずれかを使用して、フローセルを生成することができる。一事例では、フローセルは、基材と、基材上に存在し、かつ間隙領域によって互いに隔離された、複数の官能化パッド（または機能化パッド、functionalized pad）であって、複数の官能化パッドの各々が、ポリマーヒドロゲルと、ポリマーヒドロゲルに付着した（又は付いた）プライマーと、を含む、複数の官能化パッドと、複数の官能化パッドの上に存在し、かつ間隙領域の上には存在しない、保護コーティングと、を含む。
フローセルの任意の特徴を、任意の望ましい様式で一緒に組み合わせることができることを理解されたい。更に、フローセルの特長の任意の組み合わせ及び／又は任意の方法を一緒に使用し得、及び／又は例えば、正確に塗布された表面化学及び／又は正確に塗布された保護コーティングを含む本開示に記載されているような利点を達成するために、本明細書に開示されている例のいずれかと組み合わせることができることを理解されたい。
本開示の例の特徴は、以下の詳細な説明及び図面を参照することにより明らかになろう。図面において、同様の参照番号は、類似なものではあるが、おそらく同一ではない構成要素に対応している。簡潔にするために、前述の機能を有する参照番号又は特徴は、それらが現れる他の図面と関連させて記載されてもよく、記載されなくてもよい。
図１Ａは例示的なフローセルの上面図である。図１Ｂは、フローセルのフローチャネルの異なる例の、拡大され、部分的に切り取られた図である。図１Ｃは、フローセルのフローチャネルの異なる例の、拡大され、部分的に切り取られた図である。図１Ｄは、フローセルのフローチャネルの異なる例の、拡大され、部分的に切り取られた図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成するいくつかの例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成するいくつかの例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成するいくつかの例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成するいくつかの例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成するいくつかの例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成するいくつかの例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成するいくつかの例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成するいくつかの例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成するいくつかの例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成するいくつかの例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成するいくつかの例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
基材の活性領域に保護コーティングを塗布し、保護コーティングが存在しない結合領域を生成する例示的な方法を例示する概略図である。
本明細書に開示される方法の別の例で使用される精密ガントリツールの概略図である。
本明細書に開示される方法の一例によってレーンに選択的に塗布された保護コーティングの一例を有する、模様のないスライドガラスの一部分の元のカラー写真の白黒複製である。
本明細書に開示される方法の一例によってレーンに選択的に塗布されたグラフト化済みヒドロゲルの一例を有し、品質管理方法が実行された後のウェハのグレースケール蛍光画像であり、明るい色ほど低蛍光強度が高く、暗い色ほど蛍光強度が高いことを表す。
本明細書に開示される方法の例によって堆積された保護コーティングを含む例示的なレーンの顕微鏡画像である。
比較方法によって堆積された保護コーティングを含む比較例レーンの顕微鏡（異なる倍率）で撮影された蛍光画像である。
比較方法によって堆積された保護コーティングを含む比較例レーンの顕微鏡（異なる倍率）で撮影された蛍光画像である。
核酸配列決定において使用されるフローセルは、増幅、クラスタ生成、及び配列決定が起こり得る活性領域を有する１つ以上の基材を含み得る。基材は、例えば、結合領域において、蓋又は別の基材に結合され、試薬を活性領域に送達するためのフローチャネルを作成してもよい。一般に、結合領域には、活性領域の材料が存在しないことが望ましい。追加的に、増幅、クラスタ生成、及び配列決定の前に、活性領域を保護コーティングでコーティングすることが望ましい場合がある。
本明細書に開示される方法のいくつかの例は、ｉ）基材の活性領域の上の保護コーティング、及びｉｉ）保護コーティングが存在しない結合領域の同時調製を可能にする。本明細書に開示される方法の他の例は、保護コーティング又は他の活性領域材料を高精度で選択的に塗布するために使用されてもよい。
定義
本明細書で使用される用語は、別段の指定がない限り、関連する技術分野における通常の意味を取るものと理解されたい。本明細書で使用されるいくつかの用語及びそれらの意味は、以下に記載される。
本明細書で使用される用語は、別段の指定がない限り、関連する技術分野における通常の意味を取るものと理解されたい。本明細書で使用されるいくつかの用語及びそれらの意味は、以下に記載される。
単数形「１つの（a）」、「１つの（an）」、及び「その（the）」は、文脈上明確に別段の指示がない限り、複数の指示対象を含む。
含む（comprising）、含む（including）、含有する（containing）という用語、及びこれらの用語の様々な形態は、互いに同義であり、等しく広義であることを意味する。
フローセル及び／又はフローセルの様々な構成要素を説明するために、本明細書では、上（top）、下（bottom）、下方（lower）、上方（upper）、上（on）、隣接して（adjacent）などの用語が使用される。これらの方向を示す用語は、特定の配向を示すことを意味するものではなく、構成要素間の相対的な配向を指定するために使用されることを理解されたい。方向を示す用語の使用は、本明細書に開示される例を任意の特定の配向に制限すると解釈されるものではない。
第１、第２などの用語はまた、特定の配向又は順序を示すことを意味するものではなく、むしろ１つの構成要素を別の構成要素から区別するために使用される。
「アクリルアミドモノマー」は、構造
「活性領域」という用語は、反応を行うことができる基材の領域を指す。フローセルの作製中、活性領域は、核酸鋳型増幅に関与し得るプライマーを付着させることができるポリマーヒドロゲルを含み得る。最終フローセルでは、活性領域は、プライマーが付着したポリマーヒドロゲルを含み得る。
本明細書で使用されるとき、「活性化」という用語は、ベース支持体の表面又は多層構造の最外層に反応基を生成するプロセスを指す。活性化は、シラン化又はプラズマアッシングを使用して達成され得る。活性化は本明細書に開示される方法のいずれかで実行され得ることを理解されたい。活性化が実行されると、シラン化層又は（プラズマアッシングからの）－ＯＨ基が存在して、ポリマーヒドロゲルを下にある支持体又は層に共有結合的に付着させることを理解されたい。
本明細書に使用されるとき、「アルデヒド」は、構造－ＣＨＯを含む官能基を含有する有機化合物であり、これは、水素、及び、アルキル又は他の側鎖などのＲ基にも結合した炭素原子を有するカルボニル中心（すなわち、酸素に二重結合した炭素）を含む。アルデヒドの一般構造は、
本明細書で使用されるとき、「アルキル」は、完全に飽和している（すなわち、二重結合又は三重結合を含有しない）直鎖又は分岐鎖炭化水素鎖を指す。アルキル基は、１～２０個の炭素原子を有し得る。例示的なアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、三級ブチル、ペンチル、ヘキシルなどが挙げられる。一例として、表記「Ｃ１～４アルキル」は、アルキル鎖中に１～４個の炭素原子が存在すること、すなわち、アルキル鎖が、メチル、エチル、プロピル、イソ－プロピル、ｎ－ブチル、イソブチル、ｓｅｃ－ブチル、及びｔ－ブチルからなる群から選択されることを示す。
本明細書で使用されるとき、「アルケニル」は、１つ以上の二重結合を含有する直鎖又は分岐鎖炭化水素鎖を指す。アルケニル基は、２～２０個の炭素原子を有し得る。例示的なアルケニル基としては、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニルなどが挙げられる。
本明細書で使用されるとき、「アルキン」又は「アルキニル」は、１つ以上の三重結合を含有する直鎖又は分岐鎖炭化水素鎖を指す。アルキニル基は、2～20個の炭素原子を有し得る。
本明細書で使用されるとき、「アリール」は、環骨格中に炭素のみを含有する芳香環又は環系（すなわち、２個の隣接する炭素原子を共有する２つ以上の縮合環）を指す。アリールが環系である場合、系内の全ての環は芳香環である。アリール基は、6～18個の炭素原子を有し得る。アリール基の例としては、フェニル、ナフチル、アズレニル、及びアントラセニルが挙げられる。
「アミノ」官能基は、－ＮＲａＲｂ基を指し、式中、Ｒａ及びＲｂは各々、本明細書で定義されるように、水素（例えば、
本明細書で使用されるとき、「付着した（attached）」という用語は、２つのものが、直接的又は間接的のいずれかで、互いに、接合、締結、接着、接続、又は結合されている状態を指す。例えば、核酸は、共有結合又は非共有結合によってポリマーヒドロゲルに付着され得る。共有結合は、原子間の電子対の共有によって特徴付けられる。非共有結合は、電子対の共有を伴わない物理結合であり、例えば、水素結合、イオン結合、ファンデルワールス力、親水性相互作用、及び疎水性相互作用を挙げることができる。
「アジド（azide）」又は「アジド（azido）」官能基は、－Ｎ３を指す。
本明細書で使用される場合、「結合領域」は、例として、スペーサ層、蓋、別の基材など、又はそれらの組み合わせ（例えば、スペーサ層及び蓋、又はスペーサ層及び別の基材）であり得る別の材料に結合される基材の領域を指す。結合領域にて形成される結合は、化学結合（上述のとおり）、又は機械的結合（例えば、ファスナなどを使用して）であってもよい。
本明細書で使用されるとき、「カルボシクリル」は、環系骨格中に炭素原子のみを含有する非芳香族環又は環系を意味する。カルボシクリルが環系である場合、２つ以上の環が、縮合、架橋、又はスピロ結合方式で一体に結合され得る。カルボシクリルは、環系中の少なくとも１つの環が芳香族ではないことを条件として、任意の飽和度を有し得る。したがって、カルボシクリルとしては、シクロアルキル、シクロアルケニル、及びシクロアルキニルが挙げられる。カルボシクリルは、３～２０個の炭素原子を有し得る。カルボシクリルの例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、２，３－ジヒドロ－インデン、ビシクロ［２．２．２］オクタニル、アダマンチル、及びスピロ［４．４］ノナニルが挙げられる。
本明細書で使用されるとき、本明細書で使用される「カルボン酸」又は「カルボキシル」という用語は、－ＣＯＯＨを指す。
本明細書で使用されるとき、「シクロアルキレン」は、２つの付着点を介して分子の残りに付着した完全飽和カルボシクリル環又は環系を意味する。
本明細書で使用されるとき、「シクロアルケニル」又は「シクロアルケン」は、少なくとも１つの二重結合を有するカルボシクリル環又は環系を意味し、環系内の環は、いずれも芳香族ではない。例としては、シクロヘキセニル又はシクロヘキセン及びノルボルネニル又はノルボルネンが挙げられる。また、本明細書で使用されるとき、「ヘテロシクロアルケニル」又は「ヘテロシクロアルケン」は、少なくとも１つの二重結合を有する、環骨格内に少なくとも１つのへテロ原子を有するカルボシクリル環又は環系を意味し、環系の中のいずれも環も、芳香族ではない。
本明細書で使用されるとき、「シクロアルキニル」又は「シクロアルキン」は、少なくとも１つの三重結合を有するカルボシクリル環又は環系を意味し、環系内の環は、いずれも芳香族ではない。一例は、シクロオクチンである。別の例は、ビクロノニンである。本明細書で使用されるとき、「ヘテロシクロアルキニル」又は「ヘテロシクロアルキン」は、少なくとも１つの三重結合を有する、環骨格内に少なくとも１つのへテロ原子を有するカルボシクリル環又は環系を意味し、環系内の環は、いずれも芳香族ではない。
本明細書に使用されるとき、「凹部」という用語は、基材で定義された別個の凹状特徴を指し、基材の間隙領域によって少なくとも部分的に取り囲まれた表面の開口部を有する。凹部は、表面の開口部において、例として、円形、楕円形、正方形、多角形、星形（任意の数の頂点を有する）などの、様々な形状を取ることができる。表面と直交するように取られた凹部の断面は、湾曲形状、正方形、多角形、双曲線、円錐、角のある形状などであることができる。例として、凹部は、ウェル又は２つの相互接続されたウェルであり得る。
「各々」という用語は、項目の集合を参照して使用されるとき、集合内の個々の項目を識別することを意図しているが、必ずしも集合内の全ての項目を指すものではない。明示的な開示又は文脈がそうでないことを明確に指示する場合、例外が生じ得る。
本明細書で使用されるとき、「エポキシ」という用語（グリシジル又はオキシラン基とも称される）は、
「特徴」という用語は、基材によって少なくとも部分的に画定される凹部又はレーンを指す。いくつかの事例では、特徴は、インプリント、エッチング、又は別の好適な技術によって基材に画定される。他の事例では、特徴は、基材表面上に構築される１つ以上の追加の材料を使用して基材上に画定される。
本明細書で使用されるとき、「フローセル」という用語は、反応を行うことができるフローチャネル、試薬をフローチャネルに送達するための入口、及びフローチャネルから試薬（試薬）を除去するための出口を有する容器を意味することを意図する。いくつかの例では、フローセルは、フローセル内で起こる反応の検出に対応する。例えば、フローセルは、アレイ、光学的標識分子などの光学的検出を可能にする１つ以上の透明な表面を含み得る。
本明細書で使用されるとき、「フローチャネル」又は「チャネル」は、液体サンプルを選択的に受容することができる、２つの結合された構成要素間に画定される領域であり得る。いくつかの例では、フローチャネルは、２つの基材間に画定され得、したがって、基材の各々の活性領域と流体連通し得る。他の例では、フローチャネルは、基材と蓋との間に画定され得、したがって、基材の活性領域と流体連通し得る。
本明細書で使用されるとき、「官能化パッド」は、ｉ）基材表面上に位置決めされ、ｉｉ）間隙領域によって基材表面上の他のポリマーヒドロゲルから隔離され、かつｉｉｉ）それに付着したプライマーを有する、ポリマーヒドロゲルをいう。官能化パッドは、実質的に平坦な基材表面上に位置する。
本明細書で使用されるとき、「ヘテロアリール」は、環骨格中に窒素、酸素、及び硫黄を含むがこれらに限定されない、１個以上のヘテロ原子、すなわち炭素以外の元素を含有する芳香環又は環系（すなわち、２個の隣接する原子を共有する２つ以上の縮合環）を指す。ヘテロアリールが環系である場合、系内の全ての環は芳香環である。ヘテロアリール基は、５～１８環員を有し得る。
本明細書で使用されるとき、「複素環」は、環骨格中に少なくとも１つのヘテロ原子を含有する非芳香族環又は環系を意味する。複素環どうしは、縮合、架橋、又はスピロ結合式に、一体に接合されてもよい。複素環は、環系中の少なくとも１つの環が芳香族ではないことを条件として、任意の飽和度を有してもよい。環系の中で、ヘテロ原子は、非芳香環又は芳香環のいずれかに存在してもよい。複素環基は、３～２０環員（すなわち、炭素原子及びヘテロ原子を含む、環骨格を形成する原子の数）を有してよい。いくつかの例では、ヘテロ原子は、Ｏ、Ｎ、又はＳである。
本明細書で使用されるとき、「ヒドラジン」又は「ヒドラジニル」という用語は、－ＮＨＮＨ２基を意味する。
本明細書で使用されるとき、本明細書で使用される「ヒドラゾン」又は「ヒドラゾニル」という用語は、
本明細書で使用されるとき、「ヒドロキシ」又は「ヒドロキシル」は、－ＯＨ基を指す。
本明細書に使用されるとき、「間隙領域」という用語は、例えば、凹部又は官能化パッドを分離する基材の領域を指す。例えば、間隙領域は、アレイの１つの凹部又は官能化パッドを、アレイの別の凹部又は官能化パッドから分離することができる。互いに分離された凹部又は官能化パッドは、別個であってもよい、すなわち、互いとの物理的な接触が欠如していてもよい。多くの例では、間隙領域は、連続的であるが、凹部又は官能化パッドは、例えば、それ以外が連続的である表面に画定される複数の凹部又は官能化パッドの場合のように、不連続である。他の例では、間隙領域及び官能化パッドの凹部は、例えば、それぞれの間隙領域によって分離される溝の形状での複数の凹部の場合のように、別個である。間隙領域によって提供される分離は、部分的又は完全な分離であり得る。間隙領域は、凹部又は官能化パッドの表面材料とは異なる表面材料を有してもよい。例えば、凹部は、その中にポリマーヒドロゲル及びプライマーを有することができ、間隙領域は、ポリマーヒドロゲル及びプライマーの両方を含まなくてもよい。
本明細書で使用されるとき、「ネガティブフォトレジスト」は、特定の波長の光に曝露される部分が現像液に不溶性になる感光性材料を指す。これらの例では、不溶性のネガティブフォトレジストは、現像液中で５％未満の溶解度を有する。ネガティブフォトレジストでは、光曝露は、材料の露出部分が現像液中で（非露出部分よりも）溶解度が低くなるように化学構造を変化させる。不溶性のネガティブフォトレジストは、現像液に可溶性ではないが、現像液とは異なる除去剤中で少なくとも９５％可溶であり得る。いくつかの例では、不溶性のネガティブフォトレジストは、除去剤中で少なくとも９８％、例えば、９９％、９９．５％、１００％の溶解度である。除去剤は、例えば、リフトオフプロセスにおいて使用される溶媒又は溶媒混合物であり得る。
不溶性のネガティブフォトレジストとは対照的に、光に曝露されないネガティブフォトレジストの任意の部分は、現像液に少なくとも９５％の溶解度である。いくつかの例では、光に曝露されないネガティブフォトレジストの部分は、現像液中に少なくとも９８％、例えば、９９％、９９．５％、１００％の溶解度である。
本明細書で使用されるとき、「ニトリルオキシド」は、「ＲａＣ≡Ｎ＋Ｏ－」基を意味し、式中、Ｒａは、本明細書で定義される。ニトリルオキシドの調製例としては、クロラミド－Ｔでの処理による、又は、イミドイルクロリド［ＲＣ（Ｃｌ）＝ＮＯＨ］上での塩基作用による、又は、ヒドロキシルアミンとアルデヒドとの反応によるアルドキシムからのインサイチュ生成が挙げられる。
本明細書で使用されるとき、「ニトロン」は、
「パターン化されていない構造」は、１つの連続した活性領域を有する基材を指す。一例として、活性領域は、基材内に画定されたレーンの全長に沿って延在してもよいが、凹部内には、又は画定されたパターンには位置決めされた官能化パッドとしては存在しない。
本明細書で使用されるとき、「ヌクレオチド」は、窒素含有複素環式塩基、糖、及び１つ以上のリン酸基を含む。ヌクレオチドは、核酸配列のモノマー単位である。ＲＮＡ（リボ核酸）では糖はリボースであり、ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）では糖はデオキシリボース、つまりリボースの２’位に存在するヒドロキシル基が欠如した糖である。窒素含有複素環式塩基（すなわち、核酸塩基）は、プリン塩基であってもピリミジン塩基であってもよい。プリン塩基としては、アデニン（Ａ）及びグアニン（Ｇ）、並びにそれらの修飾された誘導体又は類似体が挙げられる。ピリミジン塩基としては、シトシン（Ｃ）、チミン（Ｔ）、及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの修飾された誘導体又は類似体が挙げられる。デオキシリボースのＣ－１原子は、ピリミジンのＮ－１又はプリンのＮ－９に結合される。核酸類似体は、リン酸骨格、糖、又は核酸塩基のいずれかが変化していてもよい。核酸類似体の例としては、例えば、ペプチド核酸（peptide nucleic acid、ＰＮＡ）などのユニバーサル塩基又はリン酸－糖骨格類似体が挙げられる。
いくつかの例では、「の上に（over）」という用語は、１つの構成要素又は材料が別の構成要素又は材料の上に直接位置付けられることを意味し得る。一方が他方の上に直接存在する場合、２つは互いに接触している。図１Ｂでは、層１６は、ベース支持体１４の上に直接存在し、かつそれと接触するように、ベース支持体１４の上に塗布される。
他の例では、「の上に（over）」という用語は、１つの構成要素又は材料が別の構成要素又は材料上に間接的に位置付けられることを意味し得る。間接的にとは、ギャップ又は追加の構成要素又は材料が、２つの構成要素又は材料の間に位置付けられ得ることを意味する。図１Ｂでは、保護コーティング２０は、ベース支持体１４の上に位置決めされ、その結果、２つが間接的に接触する。より具体的には、層１６が２つの構成要素１４と２０との間に位置決めされるため、保護コーティング２０は、ベース支持体１４の上に間接的にある。
「パターン形成された樹脂」は、中に画定された凹部を有し得る任意のポリマーを指す。樹脂及び樹脂をパターン化するための技術の具体例は、以下で更に説明される。
「パターン化された構造」は、パターン内に、例えば凹部内に、又は官能化パッドとして、活性領域材料を含む基材を指す。いくつかの例では、基材は、活性領域のパターンを生成するためにパターン化技術（例えば、エッチング、リソグラフィなど）に曝露される（または付される）。しかしながら、「パターン化された構造」という用語は、そのようなパターン化技術を使用して、パターンを生成しなければならないことを意味することを意図するものではない。例えば、基材は、その上に官能化パッドのパターンを有する実質的に平坦な表面であり得る。パターン化された構造は、本明細書に開示される方法のいずれかを介して生成され得る。
「ポリマーヒドロゲル」という用語は、液体及び気体に対して透過性である半硬質ポリマーを指す。ポリマーヒドロゲルは、液体（例えば、水）が吸収される場合に膨潤し、例えば乾燥によって液体が除去される場合に収縮することができる。ヒドロゲルは水を吸収し得るが、水溶性ではない。
本明細書で使用されるとき、「ポジティブフォトレジスト」は、特定の波長の光に曝露される部分が現像液に可溶性になる感光性材料を指す。これらの例では、光に曝露されたポジティブフォトレジストの任意の部分は、現像液中に少なくとも９５％の溶解度である。いくつかの例では、光に曝露されたポジティブフォトレジストの部分は、現像液中に少なくとも９８％、例えば、９９％、９９．５％、１００％の溶解度である。ポジティブフォトレジストでは、光曝露は、材料の露出部分が現像液中で（非露出部分よりも）溶解度が高くなるように化学構造を変化させる。
可溶性のポジティブフォトレジストとは対照的に、光に曝露されないポジティブフォトレジストの任意の部分は、現像液に不溶性（５％未満の溶解度）である。不溶性ポジティブフォトレジストは、現像液に可溶性ではないが、現像液とは異なる除去剤中で少なくとも９５％可溶であり得る。いくつかの例では、不溶性のポジティブフォトレジストは、除去剤に少なくとも９８％、例えば、９９％、９９．５％、１００％の溶解度である。除去剤は、リフトオフプロセスにおいて使用される溶媒又は溶媒混合物であり得る。
本明細書で使用されるとき、「プライマーは、一本鎖核酸配列（例えば、一本鎖ＤＮＡ）として定義される。本明細書において増幅プライマーと称されるいくつかのプライマーは、鋳型増幅及びクラスタ生成の開始点として機能する。本明細書において配列決定プライマーと称される他のプライマーは、ＤＮＡ合成の開始点として機能する。プライマーの５’末端は、ポリマーヒドロゲルの官能基でカップリング反応を可能にするように修飾されてもよい。プライマーの長さは、任意の数の塩基の長さであることができ、様々な天然に存在しないヌクレオチドを含むことができる。一例では、配列決定プライマーは、１０～６０塩基、又は２０～４０塩基の範囲の短鎖である。
本明細書で使用されるとき、「保護コーティング」という用語は、基材の活性領域上に塗布される固体（例えば、薄膜）、又はゲル、又は液体の形態の水溶性材料を指す。保護コーティングは、下にある表面化学又は基材に悪影響を及ぼさず、活性領域の機能性を保護及び／又は留めおく働きをする任意の水溶性材料であってよい。水溶性保護コーティングは、定義により、保護コーティングが水に曝露された（または晒された）ときに溶解し、このようにして洗い流され得るので、ポリマーヒドロゲルと識別可能であり、一方、ポリマーヒドロゲルは水不溶性である。保護コーティングは、ポリマーヒドロゲルを膨潤させ、処理及び／又は輸送及び／又は貯蔵中に層が有害な変化を受けるのを少なくとも実質的に防止することができる。別の例として、保護コーティングは、プライマーのアクセス可能性を留めおき、ポリマーヒドロゲルの劣化を少なくとも実質的に防止することができる。
本明細書で使用されるとき、「スペーサ層」は、２つの構成要素を互いに結合する物質を意味する。いくつかの例では、スペーサ層は、結合を補助する放射線吸収性物質であることができるか、又は、結合を補助する放射線吸収性物質と接触させることができる。
「基材」という用語は、単一層ベース支持体、又は活性領域が導入される多層構造を指す。
「チオール」官能基とは、－ＳＨを指す。
本明細書で使用されるとき、「テトラジン」及び「テトラジニル」という用語は、４つの窒素原子を含む６員のヘテロアリール基を指す。テトラジンは、任意選択で置換され得る。
本明細書で使用されるとき、「テトラゾール」は、４つの窒素原子を含む５員の複素環基を指す。テトラゾールは、任意選択で置換され得る。
材料（例えば、基材、層など）を説明するときの「透明」という用語は、材料が特定の波長又は波長範囲の光を通過させることを意味する。例えば、材料は、ネガティブフォトレジストを化学的に変化させるために使用される波長に対して透明であり得る。透明度は、透過率、すなわち、物体に入射する光エネルギーの物体を透過する光エネルギーに対する比を使用して定量化され得る。透明材料の透過率は、材料の厚さと光の波長に依存する。本明細書に開示される例では、透明材料の透過率は、０．２５（２５％）～１（１００％）の範囲であり得る。材料は、得られる材料が所望の透過率を可能にする限り、純粋な材料、いくらかの不純物を有する材料、又は材料の混合物であってもよい。追加的に、材料の透過率に応じて、光曝露の時間及び／又は光源の出力電力を増加又は減少させて、透明な材料を通して好適な線量の光エネルギーを送達して、所望の効果（例えば、不溶性フォトレジストを生成すること）を達成することができる。
保護コーティング
本明細書に開示される方法の例は、基材の活性領域の上に保護コーティングを塗布するために使用され得る。各方法の詳細は、一連の図２～一連の図９を参照して本明細書に提供されるが、保護コーティングの塗布は、概して、堆積されて湿ったままであるか、又は堆積されて乾燥される（例えば、加温、加熱、蒸発、真空曝露、対流乾燥などによって）水溶性保護材料の水溶液を伴う。この水溶液を本明細書では水溶性保護コーティング溶液と呼ぶ。いくつかの例では、水溶性保護コーティング溶液は、最大約１５％、又は約１～１５％、又は約１～１０％、又は約１～５％、又は約２～５％、又は約４～８％、又は約５～７．５％、又は約５％、又は約７．５％（質量対容積）の水溶性保護材料を含む。いくつかの例では、水溶性保護コーティング溶液は、約５～約７．５％、又は約５％、又は約７．５％（質量対容積）の水溶性保護材料を含む。
本明細書に開示される方法の例は、基材の活性領域の上に保護コーティングを塗布するために使用され得る。各方法の詳細は、一連の図２～一連の図９を参照して本明細書に提供されるが、保護コーティングの塗布は、概して、堆積されて湿ったままであるか、又は堆積されて乾燥される（例えば、加温、加熱、蒸発、真空曝露、対流乾燥などによって）水溶性保護材料の水溶液を伴う。この水溶液を本明細書では水溶性保護コーティング溶液と呼ぶ。いくつかの例では、水溶性保護コーティング溶液は、最大約１５％、又は約１～１５％、又は約１～１０％、又は約１～５％、又は約２～５％、又は約４～８％、又は約５～７．５％、又は約５％、又は約７．５％（質量対容積）の水溶性保護材料を含む。いくつかの例では、水溶性保護コーティング溶液は、約５～約７．５％、又は約５％、又は約７．５％（質量対容積）の水溶性保護材料を含む。
水に加えて、水溶性保護コーティング溶液のいくつかの例は、乾燥速度を増加させ、表面張力を減少させるためにアルコール共溶媒を含んでもよい。他の好適な共溶媒としては、蒸発を遅らせるためのグリセロールなどの低揮発性溶媒を挙げることができる。
いくつかの例では、保護コーティングは、水に少なくとも９５％（例えば、９８％、９９％、１００％）可溶であり、したがって、増幅及びクラスタリングの前に活性領域から容易に除去することができる。このタイプの保護コーティングを生成するために使用できる水溶性保護材料の例には、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール／ポリエチレングリコールグラフトコポリマー（例えば、ＫＯＬＬＩＣＯＡＴ（登録商標）ＩＲ、ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐ．から入手可能）、スクロース、キトサン、デキストラン（例えば、分子量２００，０００Ｄａ）、ポリアクリルアミド（例えば、分子量４０，０００Ｄａ、２００，０００Ｄａなど）、ポリエチレングリコール、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム塩（すなわち、ＥＤＴＡ）、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタンとエチレンジアミン四酢酸、（トリス（２－カルボキシエチル）ホスフィン）、トリス（３－ヒドロキシプロピルトリアゾリルメチル）アミン、バソフェナントロリンジスルホン酸二ナトリウム塩、ヒドロキシル官能性ポリマー、グリセロール、及び生理食塩水クエン酸ナトリウムが挙げられる。これらの水溶性保護材料のいずれも、結合領域ではなく活性領域に高精度で保護コーティングを塗布する、本明細書に開示される方法において使用することができる。これらの水溶性保護材料のいずれも、ポリエチレングリコールを除いて、保護コーティングの一部を不溶性のネガティブフォトレジスト除去剤に曝露する（または晒す）のではなく、保護コーティングの部分をドライエッチング又は切除する本明細書に開示される方法において使用することもできる。
他の例では、保護コーティングは、水に少なくとも９５％可溶であり、また、例えば不溶性のポジティブ又はネガティブフォトレジストを除去するために本方法中に使用される除去剤中で少なくとも９５％不溶性である。このタイプの保護コーティングを生成するために使用され得る水溶性保護材料の例としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール／ポリエチレングリコールグラフトコポリマー（例えば、ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐ．から入手可能なＫＯＬＬＩＣＯＡＴ（登録商標）ＩＲ）、スクロース、キトサン、デキストラン（例えば、分子量２００，０００Ｄａ）、及びグリセロールが挙げられる。これらの保護コーティング材料のいずれも、ポジティブ又はネガティブフォトレジスト及び除去剤を利用する方法において使用することができる。
フローセル
本明細書で開示される例を、フローセルの調製に使用することができる。フローセルは、少なくとも１つのパターン化された構造又は少なくとも１つのパターン化されていない構造を含む。
本明細書で開示される例を、フローセルの調製に使用することができる。フローセルは、少なくとも１つのパターン化された構造又は少なくとも１つのパターン化されていない構造を含む。
フローセル１０の一例を、上方から、図１Ａに示す。フローセル１０は、互いに結合された２つのパターン化された構造、互いに結合された２つのパターン化されていない構造、又は蓋に結合された１つのパターン化された又はパターン化されていない構造を含むことができる。２つのパターン化された又はパターン化されていない構造の間、又は１つのパターン化された又はパターン化されていない構造と蓋との間には、フローチャネル１２がある。図１Ａに示される例は、８つのフローチャネル１２を含む。８つのフローチャネル１２が示されているが、任意の数のフローチャネル１２がフローセル１０に含まれ得る（例えば、単一のフローチャネル１２、４つのフローチャネル１２など）ことを理解すべきである。各フローチャネル１２は、あるフローチャネル１２内に導入される流体が、隣接するフローチャネル１２内に流入しないように、別のフローチャネル１２から単離され得る。フローチャネル１２内に導入される流体のうちのいくつかの例は、反応成分（例えば、ＤＮＡサンプル、ポリメラーゼ、シーケンシングプライマー、ヌクレオチドなど）、洗浄溶液、脱ブロッキング剤などを導入し得る。
フローチャネル１２は、パターン化された又はパターン化されていない構造によって少なくとも部分的に画定される。パターン化された又はパターン化されていない構造は、単一層ベース支持体１４（図１Ｃに示されるような）、又は多層構造１８（図１Ｂ及び図１Ｄに示すような）などの基材を含み得る。
好適な単一層ベース支持体１４の例としては、エポキシシロキサン、ガラス、修飾又は官能化ガラス、プラスチック（アクリル、ポリスチレン、スチレンと他の材料のコポリマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン（ＣｈｅｍｏｕｒｓのＴＥＦＬＯＮ（登録商標）など）、環状オレフィン／シクロオレフィンポリマー（cyclic olefins/cyclo-olefin polymer、ＣＯＰ）（ＺｅｏｎのＺＥＯＮＯＲ（登録商標）など）、ポリイミドなどを含む）、ナイロン（ポリアミド）、セラミック／酸化セラミック、シリカ、溶融シリカ、シリカベースの材料、ケイ酸アルミニウム、シリコン及び修飾シリコン（例えば、ホウ素ドープｐ＋シリコン）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）又は他の酸化タンタル（ＴａＯｘ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、炭素、金属、無機ガラスなどが挙げられる。
多層構造１８の例は、図１Ｂ、及び図１Ｄに示すように、ベース支持体１４及びその上の少なくとも１つの他の層１６を含む。多層構造１８のいくつかの例は、ベース支持体１４としてのガラス又はシリコンを含み、表面に、酸化タンタル（例えば、五酸化タンタル又は別の酸化タンタル（ＴａＯｘ））又は別のセラミック酸化物のコーティング層（例えば、層１６）を有する。
多層構造１８の他の例は、ベース支持体１４（例えば、ガラス、シリコン、五酸化タンタル、又は他のベース支持体１４材料のうちのいずれか）及び他の層１６としてのパターン化された樹脂を含む。凹部２２及び間隙領域２４を形成するために選択的に堆積、又は堆積及びパターン化され得る任意の材料が、パターン化された樹脂に使用され得ることを理解されたい。
１つの例として、無機酸化物は、パターン化された樹脂を生成するために、蒸着、エアロゾル印刷、又はインクジェット印刷を介してベース支持体１４に選択的に塗布され得る。好適な無機酸化物の例としては、酸化タンタル（例えば、Ｔａ２Ｏ５）、酸化アルミニウム（例えば、Ａｌ２Ｏ３）、酸化シリコン（例えば、ＳｉＯ２）、酸化ハフニウム（例えば、ＨｆＯ２）、及び／又はそれらの組み合わせ、又は他の混合金属酸化物が挙げられる。
別の例として、ポリマー樹脂は、ベース支持体１４に塗布され、次いでパターン化されてパターン化された樹脂を生成すし得る。好適な堆積技術としては、化学蒸着、ディップコーティング、ダンクコーティング、スピンコーティング、スプレーコーティング、液滴ディスペンス（または分配）、超音波スプレーコーティング、ドクターブレードコーティング、エアロゾル印刷、スクリーン印刷、マイクロコンタクト印刷等を含む。好適なパターニング技術としては、フォトリソグラフィ、ナノインプリントリソグラフィ（nanoimprint lithography、ＮＩＬ）、スタンピング技術、エンボス技術、成形技術、マイクロエッチング技術等が挙げられる。好適な樹脂のいくつかの例としては、多面体オリゴマーシルセスキオキサンベースの樹脂、非多面体オリゴマーシルセスキオキサンエポキシ樹脂、ポリ（エチレングリコール）樹脂、ポリエーテル樹脂（例えば、開環エポキシ）、アクリル樹脂、アクリレート樹脂、メタクリレート樹脂、アモルファスフルオロポリマー樹脂（例えば、ＢｅｌｌｅｘからのＣＹＴＯＰ（登録商標））、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
本明細書に使用されるとき、「多面体オリゴマーシルセスキオキサン」（その一例は「ＰＯＳＳ」商品名で市販されている）という用語は、シリカ（ＳｉＯ２）とシリコーン（Ｒ２ＳｉＯ）との間のハイブリッド中間体（例えば、ＲＳｉＯ１．５）である化学組成物を指す。多面体オリゴマーシルセスキオキサンの一例は、Ｋｅｈａｇｉａｓ ｅｔ ａｌ．，Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ８６（２００９），ｐｐ．７７６－７７８に記載されているものであり得、これは、参照によりその全体が組み込まれる。一例では、組成物は、化学式［ＲＳｉＯ３／２］ｎを有する有機シリコン化合物であり、Ｒ基は同じであっても異なってもよい。ＰＯＳＳの例示的なＲ基としては、エポキシ、アジド（azide）／アジド（azido）、チオール、ポリ（エチレングリコール）、ノルボルネン、テトラジン、アクリレート、及び／若しくはメタクリレート、又は更には、例えば、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、及び／若しくはハロアルキル基が挙げられる。
多層構造１８のなお他の例は、透明ベース支持体１４’（例えば、図６Ｂを参照）、透明ベース支持体１４’の上のパターン化されたマスク層４８（図６Ｂ参照）、及びパターン化されたマスク層４８の上の透明層１６’（図６Ｂ参照）を含む。単一層ベース支持体１４が図１Ｂ～図１Ｄに示され参照されているが、この説明は透明ベース支持体１２’にも適用可能であることを理解されたい。
単一層ベース支持体１４（単独で、又は多層構造１８の一部として使用されるかにかかわらず）は、約２ｍｍ～約３００ｍｍ、例えば、約２００ｍｍ～約３００ｍｍの範囲の直径を有する円形シート、パネル、ウェハ、ダイなどであり得るか、又は最大約１０フィート（約３メートル）の最大寸法を有する長方形シート、パネル、ウェハ、ダイなどであり得る。例えば、ダイは、約０．１ｍｍ～約１０ｍｍの範囲の幅を有し得る。例示的な寸法を提供しているが、任意の好適な寸法を有する単一のベース支持体１４を使用し得ることを理解すべきである。
一例では、フローチャネル１２は、長方形の構成を有する。フローチャネル１２の長さ及び幅は、単一のベース支持体１４の一部分、又は多層構造１８の最外層がフローチャネル１２を取り囲み、蓋（図示せず）又は別のパターン化された又はパターン化されていない構造への付着に利用可能であるように選択され得る。周囲の部分が結合領域２６である。
フローチャネル１２の深さは、マイクロコンタクト、エアロゾル、又はインクジェット印刷を使用してフローチャネル１２壁を画定する結合領域２６の上の別個の材料を堆積させる場合、単一層の厚さと同程度であり得る。他の例では、スペーサ層がフローチャネル１２の壁の少なくとも一部分を画定するように、より厚いスペーサ層が結合領域２６に塗布されてもよい。一例として、スペーサは、結合を助ける放射線吸収材料であり得る。これらの例では、フローチャネル１２の深さは、約１μｍ、約１０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、又はそれ以上であり得る。一例では、深さは、約１０μｍ～約１００μｍの範囲であり得る。別の例では、深さは、約１０μｍ～約３０μｍの範囲であり得る。更に別の例では、深さは、約５μｍ以下である。フローチャネル１２の深さは、上で指定した値よりも大きくてもよく、それよりも小さくてもよく、又はそれらの間であってもよいことを理解すべきである。
図１Ｂ、図１Ｃ、及び図１Ｄは、フローチャネル１２内のアーキテクチャの例を描写する。図１Ｂに示されるアーキテクチャは、多層構造１８の層１６内に、代替的に単一のベース支持体１４内に画定された凹部２２を含むパターン化された構造である。図１Ｃに示されるアーキテクチャは、単一のベース支持体１４上に、代替的に多層構造１８の層１６上に画定された官能化パッド２８を含むパターン化された構造である。図１Ｄに示されるアーキテクチャは、多層構造１８の層１６内に、代替的に単一層ベース支持体１４内に画定された単一レーン３０を含むパターン化されていない構造である。
パターン化された構造に対して、規則的、反復的、及び非規則的なパターンを含む、官能化パッド２８の凹部２２の多くの異なるレイアウトが想定され得る。一例では、凹部２２又は官能化パッド２８は、密に充填して密度を向上させるために六角形の格子状に配置される。他のレイアウトは、例えば、直線的な（長方形の）レイアウト、三角形のレイアウトなどを含み得る。いくつかの例では、レイアウト又はパターンは、行及び列をなしているｘ－ｙフォーマットであり得る。他の例では、レイアウト又はパターンは、凹部２２又は官能化パッド２８又は間隙領域２４の繰り返し配置とすることができる。更に他の例では、レイアウト又はパターンは、凹部２２又は官能化パッド２８及び間隙領域２４のランダムな配置とすることができる。
レイアウト又はパターンは、画定された領域内の凹部２２又は官能化パッド２８の密度（数）に関して特徴付けることができる。例えば、凹部２２又は官能化パッド２８は、１ｍｍ２当たりおよそ２００万の密度で存在してもよい。例えば、１ｍｍ２当たり約１００、１ｍｍ２当たり約１，０００、１ｍｍ２当たり約１０万、１ｍｍ２当たり約１００万、１ｍｍ２当たり約２００万、１ｍｍ２当たり約５００万、１ｍｍ２当たり約１０００万、１ｍｍ２当たり約５０００万、又はそれ以上若しくはそれ以下の密度を含む、異なる密度に調整され得る。密度は、上記の範囲から選択される、下限値のうちの１つと上限値のうちの１つとの間であり得、又は他の密度（所与の範囲外）が使用され得ることを更に理解すべきである。例として、高密度アレイは、約１００ｎｍ未満に分離された凹部２２又は官能化パッド２８を有するものとして特徴付けられ得、中密度アレイは、約４００ｎｍ～約１μｍ未満に分離された凹部２２又は官能化パッド２８を有するものとして特徴付けられ得、低密度アレイは、約１μｍよりも大きく分離された凹部２２又は官能化パッド２８を有するものとして特徴付けられ得る。
凹部２２又は官能化パッド２８のレイアウト又はパターンは、更に又は代替的に、平均ピッチ、又は１つの凹部２２又は官能化パッド２８の中心から、隣接する凹部２２又は官能化パッド２８の中心までの間隔（中心間の間隔）、又は１つの凹部２２又は官能化パッド２８の右端から、隣接する凹部２２又は官能化パッド２８の左端まで（端から端までの間隔）の観点から特徴付けることができる。パターンは、平均ピッチ周辺の変動係数が小さくなるように規則的である場合もあれば、パターンが不規則である場合もあり、その場合、変動係数は比較的大きくなる可能性がある。いずれの場合も、平均ピッチは、例えば、約５０ｎｍ、約０．１μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、又は約１００μｍであってもよい。の特定のパターンの平均ピッチは、上記の範囲から選択される、低い方の値のうちの１つと高い方の値のうちの１つとの間であり得る。一例では、凹部２２は、約１．５μｍのピッチ（中心間の間隔）を有する。平均ピッチ値の例が提供されるが、他の平均ピッチ値も使用され得ることを理解すべきである。
各凹部２２のサイズは、その容積、開口部面積、深さ、及び／若しくは直径又は長さ及び幅によって特徴付けられ得る。例えば、容積は、約１×１０－３μｍ３～約１００μｍ３の範囲に及び、例えば、約１×１０－２μｍ３、約０．１μｍ３、約１μｍ３、約１０μｍ３、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。別の例では、開口部面積は、約１×１０－３μｍ２～約１００μｍ２の範囲に及び、例えば、約１×１０－２μｍ２、約０．１μｍ２、約１μｍ２、少なくとも約１０μｍ２、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。更に別の例では、深さは、約０．１μｍ～約１００μｍの範囲に及び、例えば、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。別の例では、深さは、約０．１μｍ～約１００μｍの範囲に及び、例えば、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。更に別の例では、直径又は長さ及び幅の各々は、約０．１μｍ～約１００μｍの範囲に及び、例えば、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。
各官能化パッド２８のサイズは、その上部表面積、高さ、及び／若しくは直径又は長さ及び幅によって特徴付けられ得る。一例では、上部表面積は、約１×１０－３μｍ２～約１００μｍ２の範囲に及び、例えば、約１×１０－２μｍ２、約０．１μｍ２、約１μｍ２、少なくとも約１０μｍ２、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。更に別の例では、高さは、約０．１μｍ～約１００μｍの範囲に及び、例えば、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。更に別の例では、直径又は長さ及び幅の各々は、約０．１μｍ～約１００μｍの範囲に及び、例えば、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、又はそれ以上若しくはそれ以下であり得る。
パターン化されていない構造の場合、レーン３０は、フローチャネル１２と同じ構成を有してもよい。
アーキテクチャの各々はまた、活性領域３２を含む。活性領域３２は、ポリマーヒドロゲル３４及びプライマー３６Ａ、３６Ｂを含む。図１Ｂのパターン化された構造では、活性領域３２は凹部２２内に位置する。図１Ｃのパターン化された構造では、活性領域３２は官能化パッド２８である。図１Ｄのパターン化されていない構造では、活性領域３２はレーン３０に沿って延在する。
ポリマーヒドロゲル３４は、液体が吸収される場合に膨潤し、例えば乾燥によって液体が除去される場合に収縮することができる任意のゲル材料であり得る。一例では、ポリマーヒドロゲル３４には、アクリルアミドコポリマー、例えば、ポリ（Ｎ－（５－アジドアセトアミジルペンチル）アクリルアミド－コ－アクリルアミド、ＰＡＺＡＭが含まれる。ＰＡＺＡＭ及び他のいくつかの形態のアクリルアミドコポリマーは、次の構造（Ｉ）で表され、
ＲＡは、アジド、任意選択で置換アミノ、任意選択で置換アルケニル、任意選択で置換アルキン、ハロゲン、任意選択で置換ヒドラゾン、任意選択で置換ヒドラジン、カルボキシル、ヒドロキシ、任意選択で置換テトラゾール、任意選択で置換テトラジン、ニトリルオキシド、ニトロン、硫酸塩、及びチオールからなる群から選択され、
ＲＢはＨ又は任意選択で置換アルキルであり、
ＲＣ、ＲＤ、及びＲＥは各々、Ｈ及び任意選択で置換アルキルからなる群から独立して選択され、
－（ＣＨ２）ｐ－の各々は、任意選択で置換され得、
ｐは１～５０の範囲の整数であり、
ｎは１～５０，０００の範囲の整数であり、及び
ｍは、１～１００，０００の範囲の整数である。
当業者は、構造（Ｉ）における繰り返される「ｎ」及び「ｍ」個の特徴の配置が代表的なものであり、モノマーサブユニットがポリマー構造（例えば、ランダム、ブロック、パターン化、又はそれらの組み合わせ）中に任意の順序で存在し得ることを認識する。
ＰＡＺＡＭ及び他の形態のアクリルアミドコポリマーの分子量は、約５ｋＤａ～約１５００ｋＤａ又は約１０ｋＤａ～約１０００ｋＤａの範囲であり得るか、あるいは特定の例では、約３１２ｋＤａであり得る。
いくつかの例では、ＰＡＺＡＭ及び他の形態のアクリルアミドコポリマーは線状ポリマーである。他のいくつかの例では、ＰＡＺＡＭ及び他の形態のアクリルアミドコポリマーは、軽度に架橋されたポリマーである。
他の例では、ゲル材料は、構造（Ｉ）の変形であり得る。一例では、アクリルアミドユニットはＮ，Ｎージメチルアクリルアミド
ポリマーヒドロゲル３４の別の例として、構造（Ｉ）中の繰り返し「ｎ」の特徴は、構造（ＩＩ）を有する複素環式アジド基を含むモノマーで置換され得、
更に別の例として、ポリマーヒドロゲル３４は、構造（ＩＩＩ）及び（ＩＶ）の各々の繰り返し単位を含み得、
オリゴヌクレオチドプライマー３６Ａ、３６Ｂをそこにグラフト化するように官能化されている限り、他のポリマーヒドロゲル３４を使用してもよいことを理解されたい。好適なポリマーヒドロゲル３４のいくつかの例としては、官能化ポリシラン、例えばノルボルネンシラン、アジドシラン、アルキン官能化シラン、アミン官能化シラン、マレイミドシラン、又は所望のプライマーセット３６Ａ、３６Ｂを付着することができる官能基を有する任意の他のポリシランが挙げられる。好適なポリマーヒドロゲル３４の他の例としては、アガロースなどのコロイド構造、又はゼラチンなどのポリマーメッシュ構造、又はポリアクリルアミドポリマー及びコポリマー、シランフリーアクリルアミド（silane free acrylamide、ＳＦＡ）、又はアジド分解バージョンのＳＦＡなどの架橋ポリマー構造を有するものが挙げられる。好適なポリアクリルアミドポリマーの例は、アクリルアミドとアクリル酸若しくはビニル基を含むアクリル酸とから、又は［２＋２］光付加環化反応を形成するモノマーから合成され得る。好適なポリマーヒドロゲルの更に他の例としては、アクリルアミドとアクリレートとの混合コポリマーが挙げられる。本明細書に開示される実施例では、デンドリマーなどを含む分岐ポリマーなど、アクリルモノマー（例えば、アクリルアミド、アクリレートなど）を含有する様々なポリマー構造が利用され得る。例えば、モノマー（例えば、アクリルアミドなど）は、ランダムに又はブロックで、デンドリマーの分岐（アーム）に組み込まれ得る。
ポリマーヒドロゲル３４は任意の好適な共重合プロセスを使用して形成することができる。ポリマーヒドロゲル３４はまた、本明細書に開示される方法のいずれかを使用して堆積され得る。堆積技術のうちの少なくともいくつかでは、ポリマーヒドロゲル３４は、例えば、水又はエタノール及び水との混合物に組み込まれ、次いで、塗布されてもよい。
多層構造１８の、下にあるベース支持体１４又は層１６（例えば、金属酸化物コーティング、樹脂など）へのポリマーヒドロゲル３４の付着は、共有結合によるものであり得る。いくつかの事例では、下にあるベース支持体１４又は層１６は、最初に、例えば、シラン化又はプラズマアッシングを介して活性化され得る。共有結合は、様々な使用中、フローセル１０の寿命全体にわたり、プライマー３６Ａ、３６Ｂを活性領域３２内に維持するのに役立つ。
構造の各々はまた、ポリマーヒドロゲル３４に付着したプライマー３６Ａ、３６Ｂを含む。
グラフト化プロセスは、本明細書に記載される実施例に従って堆積される前又は後のいずれかに、増幅プライマー３６Ａ、３６Ｂをポリマーヒドロゲル３４にグラフト化するために実行されてもよい。一例では、増幅プライマー３６Ａ、３６Ｂは、プライマー３６Ａ、３６Ｂの５’末端又はその近傍における一点共有結合性付着によって、ポリマーヒドロゲル３４に固定化され得る。この付着により、（ｉ）プライマー３６Ａ、３６Ｂのアダプタ特異的部分は、その同族の配列決定可能な核酸断片に自由にアニールし、（ｉｉ）３’ヒドロキシル基は、自由にプライマーを伸長する。この目的のために、任意の好適な共有結合を使用することができる。使用され得る末端プライマーの例としては、アルキン末端プライマー（例えば、ポリマーヒドロゲル３４のアジド表面部分に付着し得る）、又はアジド末端プライマー（例えば、ポリマーヒドロゲル３４のアルキン表面部分に付着し得る）、又はホスホチオエート末端プライマー（例えば、ポリマーヒドロゲル３４の臭素表面部分に付着し得る）が挙げられる。
好適なプライマー３６Ａ、３６Ｂの具体例としては、ＨＩＳＥＱ（商標）、ＨＩＳＥＱＸ（商標）、ＭＩＳＥＱ（商標）、ＭＩＳＥＱＤＸ（商標）、ＭＩＮＩＳＥＱ（商標）、ＮＥＸＴＳＥＱ（商標）、ＮＥＸＴＳＥＱＤＸ（商標）、ＮＯＶＡＳＥＱ（商標）、ＧＥＮＯＭＥ ＡＮＡＬＹＺＥＲ（商標）、ＩＳＥＱ（商標）、及び他の機器プラットフォームでの配列決定のためにＩｌｌｕｍｉｎａ Ｉｎｃ．により販売されている市販のフローセルの表面上で使用されるＰ５及びＰ７プライマーが挙げられる。
プライマーグラフト化は、ポリマーヒドロゲル３４が基材上に塗布される前又は後に実行されてもよい。一例では、グラフト化は、フロースルー堆積、ダンクコーティング、スプレーコーティング、液滴ディスペンス（または液滴分配）、又はプライマー３６Ａ、３６Ｂをポリマーヒドロゲル３４に付着させる別の好適な方法によるものを伴い得る。これらの例示的な技術の各々は、プライマー３６Ａ、３６Ｂ、水、緩衝液、及び触媒を含み得る、プライマー溶液又は混合物を利用し得る。グラフト化法のいずれかを用い、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、ポリマーヒドロゲル３４の反応基と反応する。ポリマーヒドロゲル３４が基材に塗布された後にプライマー３６Ａ、３６Ｂがグラフト化される場合、プライマー３６Ａ、３６Ｂは結合領域２６の間隙領域２２に対して親和性を有さないことを理解されたい。したがって、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、ポリマーヒドロゲル３４へと選択的にグラフト化する。
図１Ｂ、図１Ｃ及び図１Ｄに示す例では、フローセル１０はまた、保護コーティング２０を含む。任意の例の水溶性保護コーティング溶液を塗布して、保護コーティング２０を形成することができる。次に、保護コーティング２０を生成するための例示的な方法について説明する。
保護コーティングパターン化方法
保護コーティング２０を塗布するためのいくつかの例示的な方法が、一連の図２～一連の図９を参照して示されている。これらの方法の各々は、活性領域３２の上に塗布され、結合領域２６の上には塗布されない保護コーティング２０をもたらす。これらの方法の間、活性領域３２は、連続的に水和又はコーティングされてもよく、これにより、ポリマーヒドロゲル３４及び／又はプライマー３６Ａ、３６Ｂを含む表面化学を、例えば、乾燥などの処理条件による劣化から保護する。
保護コーティング２０を塗布するためのいくつかの例示的な方法が、一連の図２～一連の図９を参照して示されている。これらの方法の各々は、活性領域３２の上に塗布され、結合領域２６の上には塗布されない保護コーティング２０をもたらす。これらの方法の間、活性領域３２は、連続的に水和又はコーティングされてもよく、これにより、ポリマーヒドロゲル３４及び／又はプライマー３６Ａ、３６Ｂを含む表面化学を、例えば、乾燥などの処理条件による劣化から保護する。
一連の図２～一連の図７に示す方法の各々は、概して、結合領域２６及びｉ）パターン化された構造４０のパターン化された領域３８であって、パターン化された領域３８は、内部に少なくともポリマーヒドロゲル３４を有する凹部２２と、凹部２２を分離する間隙領域２４と、を含むパターン化された領域３８、又はｉｉ）パターン化されていない構造のレーン領域であって、レーン領域は、内部に少なくともポリマーヒドロゲル３４を有するレーン３０を含む、レーン領域のいずれかの上に水溶性保護コーティング溶液を塗布することと、水溶性保護コーティング溶液を乾燥させて、結合領域２６の上、及びｉ）パターン化された領域３８又はｉｉ）レーン領域のいずれかの上に、固体コーティング又はゲルコーティング（両方とも保護コーティング２０の例である）を形成することと、保護コーティング２０の部分を、保護コーティング２０の他の部分をｉ）パターン化された領域３８又はｉｉ）レーン領域のいずれかの上に残したまま、結合領域２６から選択的に除去することと、を含む。
一連の図２～一連の図６及び一連の図８に示される方法は、パターン化された領域３８内に凹部２２及び間隙領域２４を有するパターン化された構造４０を描写する。これらの方法の各々は、パターン化された構造の代わりに、例えば図１Ｄに示されるようなパターン化されていない構造を用いて実行され得ることを理解されたい。方法は、パターン化された領域３８がレーン領域（例えば、レーン３０）に置き換えられることを除いて、本明細書に記載されているのと同じ形式で実行され、その結果、ポリマーヒドロゲル３４、プライマー３６Ａ、３６Ｂ、及び保護コーティング２０は、レーン３０の上に存在し、かつ周囲の結合領域２６の上には存在しない。
図２Ａ～図２Ｄは、方法の複数の異なる例を例示する。特に、図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃは、１つの例示的な方法を例示し、図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｄは、別の例示的な方法を例示する。
図２Ａに示すように、パターン化された構造４０の基材は、単一層ベース支持体１４であり、単一層ベース支持体１４の一方の表面に凹部２２が画定されている。凹部２２は、エッチング、インプリント、リソグラフィ、又は別の好適な技術によって画定され得る。単一層のベース支持体１４が描写されているが、これらの例示的な方法は、凹部２２が最外層１６（図１Ｂ参照）に画定されている多層構造１８を用いて実行されてもよいことを理解されたい。
図２Ａ～図２Ｄに示す方法の開始時に、ベース支持体１４又は多層構造１８の最外層１６をシラン化又はプラズマアッシングを使用して活性化し、ポリマーヒドロゲル３４と反応し得る表面基を生成することができる。
シラン化は、ベース支持体１４又は層１６の表面の上へのシラン又はシラン誘導体の塗布を伴う。シラン又はシラン誘導体の選択は、部分的に、塗布されるポリマーヒドロゲル３４に依存し得る。いくつかの例示的なシラン誘導体は、ノルボルネン、ノルボルネン誘導体（例えば、炭素原子のうちの１つの代わりに酸素又は窒素を含む（ヘテロ）ノルボルネン）、トランスシクロオクテン、トランスシクロオクテン誘導体、トランスシクロペンテン、トランスシクロヘプテン、トランスシクロノネン、ビシクロ［３．３．１］ノナ－１－エン、ビシクロ［４．３．１］デカ－１（９）－エン、ビシクロ［４．２．１］ノナ－１（８）－エン、及びビシクロ［４．２．１］ノナ－１－エンなどのシクロアルケンの不飽和部分を含む。これらのシクロアルケンのいずれも、例えば、Ｒ基、例えば水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロアリシクリル、アラルキル、又は（ヘテロアリシクリル）アルキルで置換することができる。ノルボルネン誘導体の例としては、［（５－ビシクロ［２．２．１］ヘプタ－２－エニル）エチル］トリメトキシシランが挙げられる。他の例示的なシラン誘導体は、シクロオクチン、シクロオクチン誘導体、又はビシクロノニン（例えば、ビシクロ［６．１．０］ノナ－４－イン若しくはその誘導体、ビシクロ［６．１．０］ノナ－２－イン、又はビシクロ［６．１．０］ノナ－３－イン）などのシクロアルキンの不飽和部分を含む。これらのシクロアルキンは、本明細書に記載するＲ基のいずれかで置換することができる。シラン又はシラン誘導体を塗布させるために使用される方法は、使用されるシラン又はシラン誘導体に応じて変化し得る。好適なシラン化法の例としては、蒸着（例えば、ＹＥＳ法）、スピンコーティング、又は他の堆積法が挙げられる。
プラズマアッシングは、－ＯＨ基を生成する。いくつかの例では、プラズマアッシングが実行されてもよく、次にシラン化が実行されてもよい。
活性化後、ポリマーヒドロゲル３４は、ベース支持体１４又は多層構造１８の最外層１６の上に塗布され得る。ポリマーヒドロゲル３４は、任意の好適な堆積技術を使用して塗布され得る。例として、堆積は、蒸着技術、コーティング技術などを使用して実行され得る。いくつかの特定の例としては、化学蒸着（chemical vapor deposition、ＣＶＤ）、スプレーコーティング（例えば、超音波スプレーコーティング）、スピンコーティング、ダンク又はディップコーティング、ドクターブレードコーティング、液滴分配（puddle dispensing）、フロースルーコーティング、エアロゾル印刷、マイクロコンタクト印刷などが挙げられる。これらの堆積技術は、ポリマーヒドロゲル３４を、凹部２２内を含む多層構造１８のベース支持体１４又は最外層１６の表面の上に塗布する。
間隙領域２４及び結合領域２６の上に位置決めされたポリマーヒドロゲル３４は、例えば、ポリッシュ・プロセス（または研磨プロセス）を使用して除去することができる。ポリッシュ・プロセスは化学スラリーを用いて実行されてもよく、これは、間隙領域２４及び結合領域２６において下にある基材に悪影響を及ぼすことなく、それらの領域２４、２６からポリマーヒドロゲル３４を除去することができる。化学スラリーとしては、例えば、研磨粒子、緩衝剤、キレート剤、界面活性剤、及び／又は分散剤を挙げることができる。代替的に、ポリッシュ（または研磨）は、研磨剤粒子（abrasive particle）を含まない溶液により実行してもよい。
化学スラリーは、化学機械ポリッシュ・システム（または化学機械研磨システム）で使用されて、間隙領域２４及び結合領域２６の表面をポリッシュし得る。ポリッシュ・ヘッド／パッド（もしくは研磨ヘッド／パッド）又は他のポリッシュ・ツール（または研磨ツール）は、間隙領域２４及び結合領域２６の上に存在し得るポリマーヒドロゲル３４を、ポリマーヒドロゲル３４を凹部２０内に少なくとも実質的にそのまま残したまま、研磨することができる。一例として、ポリッシュ・ヘッド（または研磨ヘッド）は、Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ ＶｉＰＲＲ ＩＩポリッシュ・ヘッドであってもよい。
方法のいくつかの例は、水溶性保護コーティング溶液を、結合領域２６及びパターン化された構造４０のパターン化された領域３８の上に、塗布することと、水溶性保護コーティング溶液を乾燥させて、溶液中の水溶性保護材料に応じて、固体コーティング又はゲルコーティングであり得る保護コーティング２０を形成することと、を含む。本明細書に開示される水溶性保護コーティング溶液の任意の例をこの例で使用することができる。水溶性保護コーティング溶液は、ディップコーティング、ダンクコーティング、スピンコーティング、スプレーコーティング、超音波スプレーコーティング、ドクターブレードコーティング、又はエアロゾル印刷を使用して塗布することができる。乾燥は、空気曝露、窒素曝露、真空、加熱（例えば、オーブン内）、又はスピンコーティング（すなわち、乾燥するまで回転する）によって達成され得る。図２Ｂは、得られた保護コーティング２０を例示する。
図２Ｃ及び図２Ｄは、保護コーティング２０の部分が結合領域２６から選択的に除去された後のパターン化された構造４０Ａ及び４０Ｂの２つの例を例示する。例示されているように、保護コーティング２０の他の部分は、選択的除去が実行された後、パターン化された領域３８の上に残る。
一例では、選択的除去は、結合領域２６の上の保護コーティング２０（すなわち、固体コーティング又はゲルコーティング）の部分をレーザパターン化することを伴うことができる。レーザパターニングは、結合領域２６を覆う保護コーティング２０の部分を効果的に切除する。したがって、この技術は、結合領域２６を覆う保護コーティング２０の部分を除去するが、パターン化された領域３８を覆う保護コーティング２０の部分を少なくとも実質的にそのまま残す。得られたパターン化された構造４０Ｂを図２Ｄに示す。
別の例では、選択的除去は、結合領域２６が曝露されるまで保護コーティング２０（すなわち、固体コーティング又はゲルコーティング）を時間指定ドライエッチングすることを伴い得る。例として、時間指定ドライエッチングは、反応性イオンエッチング（例えば、ＣＦ４を用いて）又は１００％Ｏ２プラズマエッチングを伴い得る。時間指定ドライエッチングは、保護コーティング２０が凹部２２内に残るが、結合領域２６及び間隙領域２４から除去されるように停止される。時間指定ドライエッチングの持続時間は、使用されるエッチングプロセスのエッチング速度に依存し、異なる保護コーティング２０に対して変化し得る。得られたパターン化された構造４０Ａを図２Ｃに示す。
図２Ｃ及び図２Ｄの両方に描写されるように、本方法は、パターン化された領域３８（したがって活性領域３２）の少なくとも一部が保護コーティング２０でコーティングされているが、結合領域２６には保護コーティング２０が存在しないという結果をもたらす。次に、パターン化された構造４０Ａ、４０Ｂは、結合領域２６において、他のパターン化された構造４０Ａ、４０Ｂ又は蓋に結合されてもよい。形成される結合は、化学的結合又は機械的結合（例えば、ファスナなどを使用）であってよい。
レーザ結合、拡散結合、陽極結合、共晶結合、プラズマ活性化結合、ガラスフリット結合、又は当技術分野で知られる他の方法などの任意の好適な技術を使用し、２つのパターン化された構造４０Ａ、４０Ｂ又はパターン化された構造４０Ａ、４０Ｂ及び蓋をともに結合し得る。一例では、スペーサ層は、２つのパターン化された構造４０Ａ、４０Ｂ、又はパターン化された構造４０Ａ、４０Ｂと蓋とを結合するために使用され得る。スペーサ層は、結合を助ける放射線吸収材料などの任意の封止材料であってもよい。保護コーティング２０の存在は、結合プロセスの間、任意の下にある表面化学を保護し得る。
図２Ａ～図２Ｄに示すパターン化された構造の代わりにパターン化されていない構造が使用されると、本方法は、レーン３０（したがって活性領域３２）がポリマーヒドロゲル３４及び保護コーティング２０でコーティングされているが、結合領域２６にはポリマーヒドロゲル３４及び保護コーティング２０が存在しないという結果をもたらす。次いで、パターン化されていない構造は、結合領域２６において他のパターン化されていない構造又は蓋に結合されてもよい。形成される結合は、化学的結合又は機械的結合（例えば、ファスナなどを使用）であってよい。
図２Ａ～図２Ｄには示されていないが、これらの方法は、プライマー３６Ａ、３６Ｂをポリマーヒドロゲル３４に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂ（図２Ａ～図２Ｄには図示せず）は、ポリマーヒドロゲル３４にグラフト化済みであってもよく、したがって、ポリマーヒドロゲル３４が塗布されるときに基材に塗布される。グラフト化済みプライマーは、ポリマーヒドロゲル３４が重合された後、かつ基材上にディスペンスされる前に、それにグラフト化される。他の例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、ポリマーヒドロゲル３４が堆積及びポリッシュ（研磨）された後、かつ保護コーティング２０の塗布前に、（例えば、図２Ａで）グラフト化されてもよい。更に他の例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、保護コーティング２０が塗布され、パターン化された構造４０Ａ、４０Ｂが蓋（図示せず）又は別のパターン化された構造４０Ａ、４０Ｂに結合された後に、グラフト化されてもよい。これらの例では、保護コーティング２０は、グラフト化の前に水で除去される。水及びグラフト化試薬は、フロースループロセスを使用して導入することができる。
図３Ａ～図３Ｅは、本明細書に開示される方法の別の例を例示する。図３Ａに示すように、パターン化された構造４０の基材は、単一層ベース支持体１４であり、単一層ベース支持体１４の１つの表面に凹部２２が画定されている。凹部２２は、エッチング、インプリント、リソグラフィ、又は別の好適な技術によって画定され得る。単一層のベース支持体１４が描写されているが、この例示的な方法は、凹部２２が最外層１６（図１Ｂ参照）に画定されている多層構造１８を用いて実行されてもよいことを理解されたい。
図３Ａ～図３Ｅに示す方法の開始時に、ベース支持体１４又は多層構造１８の最外層１６をシラン化又はプラズマアッシングを使用して活性化し、ポリマーヒドロゲル３４と反応し得る表面基を生成することができる。活性化後、ポリマーヒドロゲル３４は、任意の好適な堆積技術を使用して、ベース支持体１４又は多層構造１８の最外層１６の上に塗布され得る。次に、間隙領域２４及び結合領域２６の上に位置決めされたポリマーヒドロゲル３４を、例えばポリッシュ・プロセス（または研磨プロセス）を用いて除去することができる。
次いで、方法のいくつかの例は、水溶性保護コーティング溶液を、結合領域２６及びパターン化された構造４０のパターン化された領域３８の上に、塗布することと、水溶性保護コーティング溶液を乾燥させて、保護コーティング２０を形成することと、を含む。本明細書に開示される水溶性保護コーティング溶液の任意の例をこの例で使用することができる。水溶性保護コーティング溶液は、図２Ｂを参照して説明したように塗布し、乾燥させることができる。図３Ｂは、得られた保護コーティング２０を例示する。
この例示的な方法において、金属層４２は、パターン化された領域３８を覆う保護コーティング２０の部分に塗布されてもよい。金属層４２は、結合領域２６から保護コーティング２０を選択的に除去する間、パターン化された領域３８を覆う保護コーティング２０の部分を保護する。この例では、選択的除去プロセスは、ドライエッチングプロセスを使用して実行されてもよく、したがって、金属４２は、ドライエッチングプロセスに耐性のある任意の金属であってもよい。金属層４２に好適な金属の例としては、アルミニウム、銅、金などが挙げられる。いくつかの例では、金属は少なくとも実質的に純粋（＜９９％純粋）であってもよい。金属層４２の除去後の保護層２０上の残留物を防止するために、少なくとも実質的に純粋な金属が使用されてもよい。
金属層４２は、図３Ｃに描写されるように、シャドーマスク４４及び任意の好適な堆積技術を使用して堆積され得る。シャドーマスク４４は、金属層４２が結合領域２６を覆う保護コーティング２０に塗布されないように、結合領域２６の上に位置決めされる。
パターン化された領域３８を覆う保護コーティング２０の部分の上に金属層４２が配置されると、保護コーティング２０の曝露部分のドライエッチングが実行される。ドライエッチングは、金属層４２が所定の位置にあるまま実行され、その結果、結合領域２６を覆う保護コーティング２０の部分が除去され、パターン化された領域３８を覆う保護コーティング２０の部分は少なくとも実質的にそのまま残る。一例では、保護コーティング２０の曝露部分のドライエッチングは、誘導結合プラズマ（inductively coupled plasma、ＩＣＰ）又は反応性イオンエッチング（reactive ion etching、ＲＥＩ）を使用して、純粋なＯ２プラズマ又は１０％のＣＦ４と９０％のＯ２プラズマの混合物を用いて実行される。下にあるベース支持体１４は、これらのエッチング条件に対して高い耐性を有し、ひいてはエッチストップとして作用する。曝露された結合領域２６及びコーティングされパターン化された領域３８を有するパターン化された構造４０Ｃが、図３Ｄ（金属層４２が依然として所定の位置にある）及び図３Ｅ（金属層４２が除去されている）に示されている。
結合領域２６を覆う固体又はゲル保護コーティング２０の部分を選択的に除去した後、方法は、金属層４２を除去することを更に含むことができる。これは、金属ストリッピングによって実行されてもよい。例として、アルミニウム金属層は、塩基溶液（例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、又は水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ））を使用して剥離することができ、銅金属層は、ＦｅＣｌ３を使用して剥離することができ、金金属層は、ヨウ素及びヨウ化カリウムの組み合わせを使用して剥離することができる。
図３Ｅに描写されるように、本方法は、パターン化された領域３８（したがって活性領域３２）が保護コーティング２０でコーティングされるが、結合領域２６には保護コーティング２０が存在しないという結果をもたらす。パターン化された構造４０Ｃは、結合領域２６で別のパターン化された構造４０Ｃ又は蓋に結合されてもよい。レーザ結合、拡散結合、陽極結合、共晶結合、プラズマ活性化結合、ガラスフリット結合、又は当技術分野で知られる他の方法などの任意の好適な技術を使用し、２つのパターン化された構造４０Ｃ、又はパターン化された構造４０Ｃと蓋をともに結合し得る。一例では、スペーサ層を使用することができる。保護コーティング２０の存在は、結合プロセスの間、任意の下にある表面化学を保護し得る。
図３Ａ～図３Ｅに示すパターン化された構造の代わりにパターン化されていない構造が使用されると、本方法は、レーン３０（したがって活性領域３２）がポリマーヒドロゲル３４及び保護コーティング２０でコーティングされているが、結合領域２６にはポリマーヒドロゲル３４及び保護コーティング２０が存在しないという結果をもたらす。次いで、パターン化されていない構造は、結合領域２６において他のパターン化されていない構造又は蓋に結合されてもよい。形成される結合は、化学的結合又は機械的結合（例えば、ファスナなどを使用）であってよい。
図３Ａ～図３Ｅには示されていないが、これらの方法は、プライマー３６Ａ、３６Ｂをポリマーヒドロゲル３４に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂ（図３Ａ～図３Ｅには図示せず）は、ポリマーヒドロゲル３４にグラフト化済みであってもよく、したがって、ポリマーヒドロゲル３４が塗布されるときに基材に塗布される。他の例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、ポリマーヒドロゲル３４が堆積及びポリッシュ（または研磨）された後、かつ保護コーティング２０の塗布前に、（例えば、図３Ａにおいて）グラフト化されてもよい。更に他の例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、保護コーティング２０が塗布され、金属層４２が除去され、パターン化された構造４０Ｃが蓋（図示せず）又は別のパターン化された構造４０Ｃに接合された後にグラフト化されてもよい。これらの例では、保護コーティング２０は、グラフト化の前に水で除去される。水及びグラフト化試薬は、フロースループロセスを使用して導入することができる。
図４Ａ～図４Ｇは、方法の複数の例を例示する。特に、図４Ａ～図４Ｅは、１つの例示的な方法を例示し、図４Ａ、図４Ｆ、図４Ｇ、及び図４Ｃ～図４Ｅは、別の例示的な方法を例示する。
図４Ａに示すように、基材は単一層ベース支持体１４であり、単一層ベース支持体１４の一方の表面に凹部２２が画定されている。凹部２２は、エッチング、インプリント、リソグラフィ、又は別の好適な技術によって画定され得る。単一層のベース支持体１４が描写されているが、これらの例示的な方法は、凹部２２が最外層１６（図１Ｂ参照）に画定されている多層構造１８を用いて実行されてもよいことを理解されたい。
一連の図４に示す例示的方法の各々では、水溶性保護コーティング溶液を塗布する前に、方法は、結合領域２６及びパターン化された領域３８の上にフォトレジスト４６を塗布する（図４Ｂ及び図４Ｇを参照）ことと、フォトレジスト４６をパターン化して、結合領域２６上に不溶性フォトレジスト４６’を生成し、パターン化された領域３８から（可溶性）フォトレジスト４６を除去する（図４Ｃ）ことと、を更に含む。パターン化されていない構造を使用する場合、フォトレジスト４６は、結合領域２６及びレーン領域（例えば、図１Ｄのレーン３０）の上に塗布され、フォトレジスト４６は、結合領域２６上に不溶性フォトレジスト４６’を生成し、レーン領域から（可溶性）フォトレジスト４６を除去するためにパターン化される。
図４Ａ～図４Ｅに示される例示的な方法において、フォトレジスト４６は、ポリマーヒドロゲル３４が凹部２２内に導入される前に塗布及びパターン化される。これを図４Ｂに示す。
フォトレジスト４６は、ネガティブフォトレジストであってもよいし、ポジティブフォトレジストであってもよい。
好適なネガティブフォトレジストの一例としては、ＮＲ（登録商標）シリーズのフォトレジスト（Ｆｕｔｕｒｒｅｘから入手可能）が挙げられる。他の好適なネガティブフォトレジストとしては、ＳＵ－８シリーズ及びＫＭＰＲ（登録商標）シリーズ（両方ともＫａｙａｋｕ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能）、又はＵＶＮ（商標）シリーズ（ＤｕＰｏｎｔから入手可能）が挙げられる。ネガティブフォトレジストが使用される場合、それは、特定の波長の光に選択的に曝露されて、不溶性フォトレジスト４６’を形成し、現像液に曝露されて（または晒されて）、可溶性部分（例えば、特定の波長の光に曝露されない部分）を除去する。ネガティブフォトレジストのための好適な現像液の例としては、希釈水酸化ナトリウム、希釈水酸化カリウム、又は金属イオンフリー有機ＴＭＡＨ（tetramethylammoniumhydroxide、テトラメチルアミノヒドロキシド）の水溶液などの水性アルカリ溶液が挙げられる。
好適なポジティブフォトレジストの例としては、ＭＩＣＲＯＰＯＳＩＴ（登録商標）Ｓ１８００シリーズ又はＡＺ（登録商標）１５００シリーズが挙げられ、それらの両方が、Ｋａｙａｋｕ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能である。好適なポジティブフォトレジストの別の例は、ＳＰＲ（商標）－２２０（ＤｕＰｏｎｔ製）である。ポジティブフォトレジストは、本明細書に開示される任意の好適な堆積技術を使用して塗布され得る。ポジティブフォトレジストが使用される場合、ある特定の波長の光への選択的曝露は、可溶性領域（例えば、現像液中に少なくとも９５％の溶解度である）を形成し、現像液を使用して、可溶性部分を除去する。ポジティブフォトレジストの光に曝露されなかったこれらの部分は現像液に不溶性となり、不溶性フォトレジスト４６’を形成する。ポジティブフォトレジストのための好適な現像液の例としては、希釈水酸化ナトリウム、希釈水酸化カリウム、又は金属イオンフリー有機ＴＭＡＨ（テトラメチルアミノヒドロキシド）の水溶液などの水性アルカリ溶液が挙げられる。
この例では、結合領域２６の上のフォトレジスト４６の部分が現像液に不溶性であり、パターン化された領域３８の上のフォトレジスト４６の部分が現像液に可溶性であるように、ネガティブ又はポジティブフォトレジストを塗布し、現像することができる。使用されるフォトレジスト４６のタイプに応じて、フォトマスクを使用して、光（例えば、紫外線）を適切な部分に方向付けることができる。ネガティブフォトレジストが使用される場合、光は結合領域２６に方向付けられて不溶性フォトレジスト４６’を生成し、パターン化された領域３８から遮断されて可溶性フォトレジストを生成する。ポジティブフォトレジストが使用される場合、光はパターン化された領域３８に方向付けられて可溶性フォトレジストを生成し、結合領域２６から遮断されて不溶性フォトレジスト４６’を生成する。
光に曝露後、フォトレジスト４６のうち現像液に可溶な部分は現像液に曝露されて除去される。ネガティブフォトレジストのための好適な現像液の例としては、希釈水酸化ナトリウム、希釈水酸化カリウム、又は金属イオンフリー有機ＴＭＡＨ（tetramethylammoniumhydroxide、テトラメチルアミノヒドロキシド）の水溶液などの水性アルカリ溶液が挙げられる。ネガティブフォトレジストの可溶性部分は、現像液中に少なくとも９５％の溶解度である。ポジティブフォトレジストのための好適な現像液の例としては、希釈水酸化ナトリウム、希釈水酸化カリウム、又は金属イオンフリー有機ＴＭＡＨ（テトラメチルアミノヒドロキシド）の水溶液などの水性アルカリ溶液が挙げられる。ポジティブフォトレジストの可溶性部分は、現像液中に少なくとも９５％の溶解度である。
図４Ｃは、堆積及び現像後の結合領域２６上の不溶性フォトレジスト４６’を描写する。この例では、フォトレジスト４６，４６’が現像液に曝露された後、ベース支持体１４をＯ２プラズマに曝露して、例えば、凹部２２を洗浄し得る。
この例示的方法では、フォトレジスト４６が塗布されパターン化された後、かつ水溶性保護コーティング溶液が塗布される前に、この方法は、不溶性フォトレジスト４６’、凹部２２、及び間隙領域２４の上にポリマーヒドロゲル３４を堆積することと、ポリマーヒドロゲル３４を不溶性フォトレジスト４６及び間隙領域２４からポリッシュ（または研磨）することと、を更に含む。
ポリマーヒドロゲル３４を堆積する前に、ベース支持体１４の曝露部分又は多層構造１８の最外層１６は、最初にシラン処理又はプラズマアッシングを使用して活性化されて、ポリマーヒドロゲル３４と反応することができる表面基を生成することができる。活性化後、ポリマーヒドロゲル３４は、任意の好適な堆積技術を使用して、不溶性フォトレジスト４６’、凹部２２、及び間隙領域２４の上に塗布され得る。次に、間隙領域２４及び結合領域２６の上に位置決めされたポリマーヒドロゲル３４を、例えばポリッシュ・プロセス（または研磨プロセス）を用いて除去することができる。研磨後、図４Ｃに示すように、ポリマーヒドロゲル３４の少なくとも一部は凹部２２内に残る。
図４Ｄに示すように、この例示的な方法は、次に、水溶性保護コーティング溶液を塗布及び乾燥して、パターン化された領域３８及び結合領域２６の上に、したがって不溶性フォトレジスト４６’の上に保護コーティング２０を形成することを含む。これらの例では、保護コーティング２０は、水に少なくとも９５％可溶性であり、不溶性ポジティブ又はネガティブフォトレジスト４６’を除去するために使用される除去剤中でも少なくとも９５％不溶性である。水溶性保護コーティング溶液は、図２Ｂを参照して説明したように塗布し、乾燥させることができる。図４Ｄは、得られた保護コーティング２０を例示する。
描写されるように、水溶性保護コーティング溶液が不溶性フォトレジスト４６’の上に塗布され、したがって保護コーティング２０が不溶性フォトレジスト４６’の上に形成される。この例では、結合領域２６から保護コーティング２０の部分を選択的に除去することは、除去剤中で不溶性フォトレジスト４６’をリフトオフすることを伴う。保護コーティング２０は、除去剤中で不溶性である。不溶性のネガティブフォトレジストに好適な除去剤としては、ジメチルスルホキシド（dimethylsulfoxide、ＤＭＳＯ）、アセトン、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースの剥離剤が挙げられる。不溶性ポジティブフォトレジストに好適な除去剤は、ジメチルスルホキシド（dimethylsulfoxide、ＤＭＳＯ）、アセトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースの剥離剤であってもよい。保護コーティング２０がその中で不溶性である限り、任意の除去剤が使用され得る。
図４Ｅに示すように、リフトオフプロセスは、ｉ）不溶性のフォトレジスト４６’の少なくとも９５％、及びｉｉ）その上の保護コーティング２０を除去する。保護コーティング２０の他の部分は、パターン化された領域３８の上にそのまま残る。結果として得られるパターン化された構造４０Ｄは、保護コーティング２０でコーティングされたパターン化された領域３８（したがって活性領域３２）を含むが、結合領域２６には、保護コーティング２０が存在しない。
パターン化された構造４０Ｄは、結合領域２６で別のパターン化された構造４０Ｄ又は蓋に結合されてもよい。レーザ結合、拡散結合、陽極結合、共晶結合、プラズマ活性化結合、ガラスフリット結合、又は当技術分野で知られる他の方法などの任意の好適な技術を使用し、２つのパターン化された構造４０Ｄ、又はパターン化された構造４０Ｄと蓋をともに結合し得る。一例では、スペーサ層を使用することができる。保護コーティング２０の存在は、結合プロセスの間、任意の下にある表面化学を保護し得る。
図４Ａ～図４Ｅに示すパターン化された構造の代わりにパターン化されていない構造が使用されると、本方法は、レーン３０（したがって活性領域３２）がポリマーヒドロゲル３４及び保護コーティング２０でコーティングされているが、結合領域２６にはポリマーヒドロゲル３４及び保護コーティング２０が存在しないという結果をもたらす。次いで、パターン化されていない構造は、結合領域２６において他のパターン化されていない構造又は蓋に結合されてもよい。形成される結合は、化学的結合又は機械的結合（例えば、ファスナなどを使用）であってよい。
図４Ａ～図４Ｅには示されていないが、この方法は、プライマー３６Ａ、３６Ｂをポリマーヒドロゲル３４に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂ（図４Ａ～図４Ｅには図示せず）は、ポリマーヒドロゲル３４にグラフト化済みであってもよく、したがって、ポリマーヒドロゲル３４が塗布されるときに基材に塗布される。他の例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、ポリマーヒドロゲル３４が堆積及びポリッシュ（または研磨された）後、かつ保護コーティング２０の塗布前に、（例えば、図４Ｃにおいて）グラフト化されてもよい。更に他の例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、保護コーティング２０が塗布され、パターン化された構造４０Ｄが蓋（図示せず）又は別のパターン化された構造４０Ｄに結合された後に、グラフト化されてもよい。これらの例では、保護コーティング２０は、グラフト化の前に水で除去される。水及びグラフト化試薬は、フロースループロセスを使用して導入することができる。
図４Ａ、図４Ｆ、図４Ｇ、及び図４Ｃ～図４Ｅに示される例示的な方法において、フォトレジスト４６は、ポリマーヒドロゲル３４が凹部２２内に導入された後に塗布され、パターニングされる。これを図４Ｇに示す。
この例示的な方法は、図４Ａから図４Ｆに移り、ここで、ベース支持体１４又は多層構造１８の最外層１６の曝露部分が、シラン化又はプラズマアッシングを使用して活性化され得る。活性化後、ポリマーヒドロゲル３４は、任意の好適な堆積技術を使用して、ベース支持体１４の上に塗布され得る。次に、間隙領域２４及び結合領域２６の上に位置決めされたポリマーヒドロゲル３４を、例えばポリッシュ・プロセス（研磨プロセス）を用いて除去することができる。ポリッシュ後、図４Ｆに示すように、ポリマーヒドロゲル３４の少なくとも一部は凹部２２内に残る。
フォトレジスト４６は、図４Ｇに示されるように、ベース支持体１４の上に、及び凹部２２内のポリマーヒドロゲル３４の上に塗布されてもよい。フォトレジスト４６は、結合領域２６の上のフォトレジスト４６の部分が現像液に不溶性であり、パターン化された領域３８の上のフォトレジスト４６の部分が現像液に可溶性であるように現像されてもよい。使用されているフォトレジスト４６のタイプに好適な光曝露の後、現像液に可溶性であるフォトレジスト４６の部分が現像液に曝露され、したがって除去される。得られたパターン化された構造４０を図４Ｃに示す。
次いで、この例示的な方法は、図４Ｄ（保護コーティング２０の塗布）～図４Ｅ（不溶性フォトレジスト４６’のリフトオフ）に進み、そのステップは、本明細書で説明されるように実行される。
図４Ａ、図４Ｆ、図４Ｇ、及び図４Ｃ～図４Ｅに示すパターン化された構造の代わりにパターン化されていない構造が使用されると、本方法は、レーン３０（したがって活性領域３２）がポリマーヒドロゲル３４及び保護コーティング２０でコーティングされているが、結合領域２６にはポリマーヒドロゲル３４及び保護コーティング２０が存在しないという結果をもたらす。次いで、パターン化されていない構造は、結合領域２６において他のパターン化されていない構造又は蓋に結合されてもよい。形成される結合は、化学的結合又は機械的結合（例えば、ファスナなどを使用）であってよい。
図４Ａ、図４Ｆ、図４Ｇ、及び図４Ｃ～図４Ｅには示されていないが、この方法は、プライマー３６Ａ、３６Ｂをポリマーヒドロゲル３４に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂ（図４Ａ～図４Ｅには図示せず）は、ポリマーヒドロゲル３４にグラフト化済みであってもよく、したがって、ポリマーヒドロゲル３４が塗布されるときに基材に塗布される。他の例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、ポリマーヒドロゲル３４が堆積及びポリッシュされた後、かつ保護コーティング２０の塗布前に、（例えば、図４Ｆにおいて）グラフト化されてもよい。更に他の例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、保護コーティング２０が塗布され、パターン化された構造４０Ｄが蓋（図示せず）又は別のパターン化された構造４０Ｄに結合された後に、グラフト化されてもよい。これらの例では、保護コーティング２０は、グラフト化の前に水で除去される。水及びグラフト化試薬は、フロースループロセスを使用して導入することができる。
図５Ａ～図５Ｅは、本明細書に開示される方法の別の例を例示する。図５Ａに示すように、基材は単一層ベース支持体１４であり、単一層ベース支持体１４の一方の表面に凹部２２が画定されている。凹部２２は、エッチング、インプリント、リソグラフィ、又は別の好適な技術によって画定され得る。単一層のベース支持体１４が描写されているが、これらの例示的な方法は、凹部２２が最外層１６（図１Ｂ参照）に画定されている多層構造１８を用いて実行されてもよいことを理解されたい。
図５Ａ～図５Ｅに示す方法の開始時に、ベース支持体１４又は多層構造１８の最外層１６をシラン化又はプラズマアッシングを使用して活性化し、ポリマーヒドロゲル３４と反応し得る表面基を生成することができる。活性化後、ポリマーヒドロゲル３４は、任意の好適な堆積技術を使用して、ベース支持体１４又は多層構造１８の最外層１６の上に塗布され得る。次に、間隙領域２４及び結合領域２６の上に位置決めされたポリマーヒドロゲル３４を、例えばポリッシュ・プロセス（または研磨プロセス）を用いて除去することができる。得られたパターン化された構造４０を図５Ａに示す。
図５Ｂに示すように、この例示的な方法は、次に、水溶性保護コーティング溶液を塗布及び乾燥して、パターン化された領域３８及び結合領域２６の上に保護コーティング２０を形成することを含む。これらの例では、保護コーティング２０は、少なくとも９５％の溶解度であり、後に現像される不溶性のポジティブ又はネガティブフォトレジスト４６’を除去するために使用される除去剤中でも少なくとも９５％の溶解度である（図５Ｃ及び図５Ｄ参照）。水溶性保護コーティング溶液は、図２Ｂを参照して説明したように塗布し、乾燥させることができる。
この例示的方法では、水溶性保護コーティング液を乾燥させた後、この方法は、保護コーティング２０の上にフォトレジスト４６を塗布することと、フォトレジスト４６をパターン化して、結合領域２６の上の保護コーティング２０の部分からフォトレジスト４６を除去し、パターン化された領域３８の上の保護コーティング２０の他の部分の上に不溶性フォトレジスト４６’を生成することと、を更に含む。パターン化されていない構造を使用する場合、この方法は、保護コーティング２０の上にフォトレジスト４６を塗布することと、フォトレジスト４６をパターン化して、結合領域２６の上の保護コーティング２０の部分からフォトレジスト４６を除去し、レーン領域（例えば、レーン３０）の上の保護コーティング２０の他の部分の上に不溶性フォトレジスト４６’を生成することと、を更に含む。
フォトレジスト４６は、ネガティブフォトレジストであってもよいし、ポジティブフォトレジストであってもよい。この例では、結合領域２６の上のフォトレジスト４６の部分が現像液に可溶性であるように、ネガティブ又はポジティブフォトレジストを塗布及び現像し得る。この例では、パターン化された領域３８の上のフォトレジスト４６の部分が現像液に不溶性であるように、ネガティブ又はポジティブフォトレジストを塗布及び現像し得る。使用されるフォトレジスト４６のタイプに応じて、フォトマスクを使用して、光（例えば、紫外線）を適切な部分に方向付けることができる。ネガティブフォトレジストが使用される場合、光はパターン化された領域３８に方向付けられて不溶性フォトレジスト４６’を生成し、結合領域２６から遮断されて可溶性フォトレジストを生成する。ポジティブフォトレジストが使用される場合、光は結合領域２６に方向付けられて可溶性フォトレジストを生成し、パターン化された領域３８から遮断されて不溶性フォトレジスト４６’を生成する。
光に曝露後、フォトレジスト４６のうち現像液に可溶な部分は現像液に曝露されて除去される。使用される現像液はフォトレジスト４６に依存する。
図５Ｄは、堆積及び現像後のパターン化された領域３８上の不溶性フォトレジスト４６’を描写する。示されるように、結合領域２６を覆う保護コーティング２０が曝露される。
この例では、結合領域２６からの固体又はゲル保護コーティング２０の部分の選択的除去は、不溶性フォトレジスト４６’がパターン化された領域３８の上の所定の位置にある状態で（または所定の位置にあるまま）、その部分をドライエッチング又は水リンスに曝露する（又は晒される）ことを伴う。ドライエッチングは、純粋なＯ２プラズマを用いて、又は１０％のＣＦ４と９０％のＯ２プラズマとの混合物を用いて、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）又は反応性イオンエッチング（ＲＥＩ）を使用して実行されてもよい。下にあるベース支持体１４は、これらのエッチング条件に対して高い耐性を有し、したがってエッチストップとして作用する。保護コーティング２０は水溶性であるので、水リンスは、曝露部分（例えば、結合領域２６を覆う部分）を溶解し、不溶性フォトレジスト４６’によって被覆された部分には影響を及ぼさない。したがって、ドライエッチング又は水リンスは、結合領域２６から保護コーティング２０の曝露部分を除去する。
次に、除去剤を用いて不溶性フォトレジスト４６’をリフトオフすることができる。これらの例では、保護コーティング２０は、除去剤中で不溶性であるように選択され、したがって、不溶性フォトレジスト４６’の除去中に少なくとも実質的にそのまま残る。不溶性ネガティブフォトレジストに好適な除去剤としては、ジメチルスルホキシド（dimethylsulfoxide、ＤＭＳＯ）、アセトン、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースの剥離剤が挙げられる。不溶性ポジティブフォトレジストに好適な除去剤は、ジメチルスルホキシド（dimethylsulfoxide、ＤＭＳＯ）、アセトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースの剥離剤であってもよい。保護コーティング２０がその中で不溶性である限り、任意の除去剤が使用され得る。
図５Ｅに示されるように、リフトオフプロセスは、不溶性フォトレジスト４６’の少なくとも９５％（例えば、９８％、９９％、１００％）を除去し、したがって、下にある保護コーティング２０を曝露させる。結果として得られるパターン化された構造４０Ｅは、保護コーティング２０でコーティングされたパターン化された領域３８（したがって活性領域３２）を含むが、結合領域２６には、保護コーティング２０が存在しない。
パターン化された構造４０Ｅは、結合領域２６で別のパターン化された構造４０Ｅ又は蓋に結合されてもよい。レーザ結合、拡散結合、陽極結合、共晶結合、プラズマ活性化結合、ガラスフリット結合、又は当技術分野で知られる他の方法などの任意の好適な技術を使用し、２つのパターン化された構造４０Ｅ、又はパターン化された構造４０Ｅと蓋をともに結合し得る。一例では、スペーサ層を使用することができる。保護コーティング２０の存在は、結合プロセスの間、任意の下にある表面化学を保護し得る。
図５Ａ～図５Ｅに示すパターン化された構造の代わりにパターン化されていない構造が使用されると、本方法は、レーン３０（したがって活性領域３２）がポリマーヒドロゲル３４及び保護コーティング２０でコーティングされているが、結合領域２６にはポリマーヒドロゲル３４及び保護コーティング２０が存在しないという結果をもたらす。次いで、パターン化されていない構造は、結合領域２６において他のパターン化されていない構造又は蓋に結合されてもよい。形成される結合は、化学的結合又は機械的結合（例えば、ファスナなどを使用）であってよい。
図５Ａ～図５Ｅには示されていないが、この方法は、プライマー３６Ａ、３６Ｂをポリマーヒドロゲル３４に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂ（図５Ａ～図５Ｅには図示せず）は、ポリマーヒドロゲル３４にグラフト化済みであってもよく、したがって、ポリマーヒドロゲル３４が塗布されるときに基材に塗布される。他の例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、ポリマーヒドロゲル３４が堆積及びポリッシュされた後、かつ保護コーティング２０の塗布前に、（例えば、図５Ａにおいて）グラフト化されてもよい。更に他の例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、保護コーティング２０が塗布され、パターン化された構造４０Ｅが蓋（図示せず）又は別のパターン化された構造４０Ｅに結合された後に、グラフト化されてもよい。これらの例では、保護コーティング２０は、グラフト化の前に水で除去される。水及びグラフト化試薬は、フロースループロセスを使用して導入することができる。
図６Ａ～図６Ｇは、本明細書に開示される方法のなお更に別の例を例示する。図６Ｂに示すように、基材（本明細書で定義されるように、パターン化された構造であってもよいし、パターン化されていない構造であってもよい）は、多層構造１８’の一例であり、これは、透明ベース支持体１４’、透明ベース支持体１４’の上のパターン化マスク層４８、及びパターン化マスク層４８及び透明ベース支持体１４’の上のパターン化透明層１６’を含む。この例では、透明ベース支持体１４’及びパターン化された透明層１６’は、裏面紫外線光曝露で使用される紫外線波長に対して透明である。例えば、透明ベース支持体１４’はガラスであってもよく、透明層１６は五酸化タンタル又はＵＶ透明樹脂であってもよい。また、この例では、パターン化されたマスク層４８は、裏面曝露中に透明ベース支持体１４’を透過する紫外線波長の少なくとも７５％を遮断するように選択される。一例では、パターン化されたマスク層４８は、チタン、クロム、白金、アルミニウム、銅、シリコンなどの任意の紫外線不透明又は非透明金属又は紫外線不透明半金属を含み得る。一例では、パターン化されたマスク層４８は、クロムを含む。
ここで図６Ａを参照すると、パターン化されたマスク層４８が、透明ベース支持体１４’上に画定される。この例では、パターン化されたマスク層４８のパターンは、パターン化された構造４０のこの例の結合領域２６に対応する（図６Ｃ参照）。パターン化されていない構造が使用される場合、パターン化されたマスク層３８は、依然として結合領域２６に対応する。パターン化されたマスク層４８を結合領域２６の所望のパターンで堆積させる選択的堆積技術（例えば、マスキング及びコーティング）を使用することができる。
次に、図６Ｂに示すように、任意の好適な堆積技術を用いて、パターン化されたマスク層３８及び透明ベース支持体１４’の上に透明層１６’を堆積させることができる。次いで、堆積された透明層１６’をパターン化して、間隙領域２４によって分離された凹部２２を含むパターン化された領域３８を画定することができる。使用されるパターン化技術は、透明層１６’の材料に依存する。好適なパターン化技術は、フォトリソグラフィ、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）、スタンピング技術、エンボス加工技術、成形技術、マイクロエッチング技術などを含んでもよい。
一例として、透明層１６’が樹脂である場合、任意の好適なインプリント技術を使用してパターン化された領域３８を生成することができる。一例では、作業スタンプは、樹脂が柔らかいうちにその中に押し込まれ、樹脂において作業スタンプ特徴のインプリントを作成する。次いで、樹脂は、作業スタンプが所定の位置にある状態で硬化され得る。硬化は、放射線硬化性樹脂材料が使用される場合、可視光線若しくは紫外（ultraviolet、ＵＶ）線などの化学線への曝露によって、又は熱硬化性樹脂材料が使用される場合、熱への曝露によって、達成され得る。硬化は、重合及び／又は架橋を促進し得る。一例として、硬化は、ソフトベーク（例えば、樹脂を堆積させるために使用され得る任意の液体担体を駆動するための）及びハードベークを含む複数の段階を含み得る。ソフトベークは、約５０℃～約１５０℃の範囲のより低い温度で行われ得る。ハードベークの持続時間は、約１００℃～約３００℃の範囲の温度で約５秒～約１０分間続けてもよい。ソフトベーキング及び／又はハードベーキングに使用することができるデバイスの例としては、ホットプレート、オーブンなどが挙げられる。硬化後、作業スタンプが取り外される。これにより、樹脂内に、例えば間隙領域２４によって分離された凹部２２などのトポグラフィ特徴が作成される。
別の例として、透明層１６’が五酸化タンタルである場合、透明層１６’をエッチングしてパターン化された領域３８を生成することができる。誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）又は反応性イオンエッチング（ＲＥＩ）を使用してエッチングが実行され得る。
多層スタック１８’の形成中、パターン化された透明層１６’は、シラン化又はプラズマアッシングを使用して活性化されて、ポリマーヒドロゲル３４と反応することができる表面基を生成し得る。
活性化後、ポリマーヒドロゲル３４は、任意の好適な堆積技術を使用して透明層１６’の上に塗布され得る。次に、間隙領域２４及び結合領域２６の上に位置決めされたポリマーヒドロゲル３４を、例えばポリッシュ・プロセス（または研磨プロセス）を用いて除去することができる。得られたパターン化された構造４０を図６Ｃに示す。
図６Ｄに示すように、この例示的な方法は、次に、水溶性保護コーティング溶液を塗布及び乾燥して、パターン化された領域３８及び結合領域２６の上に保護コーティング２０を形成することを含む。水溶性保護コーティング溶液は、図２Ｂを参照して説明したように塗布し、乾燥させることができる。
水溶性保護コーティング液を乾燥させた後、この例示的方法は、固体又はゲルの保護コーティング２０の上にネガティブフォトレジスト５０を塗布することと、ネガティブフォトレジスト５０を透明ベース支持体１４’を通して光に曝露することであって、これにより、パターン化された領域３８を覆うネガティブフォトレジストの部分が不溶性のネガティブフォトレジスト５０’を画定し、パターン化されたマスク層４８及び結合領域２６を覆うネガティブフォトレジスト５０の部分は可溶性になる、曝露することと、を更に含む。本明細書で開示されるネガティブフォトレジストの任意の例を使用することができる。ネガティブフォトレジストについて本明細書に記載の堆積技術の任意の例を使用し得る。
この例では、不溶性のネガティブフォトレジスト５０’が透パターン化された領域３８上に残り、結合領域２６から除去されることが望ましい。したがって、図６Ｆに示される例では、光５２は、透明ベース支持体１４’を通って方向付けられ得る。パターン化された領域３８上のネガティブフォトレジスト５０’は、光５２に曝露され、不溶性になる。パターン化マスク層４８（結合領域２６上に位置決めされる）は、透明ベース支持体１４’を透過する光５２の少なくとも７５％を遮断し、したがって、結合領域２６の上に位置決めされるネガティブフォトレジスト５０に光５２が到達するのを少なくとも実質的に防止する。したがって、これらの部分は、現像液に不溶性になり、現像液を用いて除去され得る。
この例では、結合領域２６から固体又はゲル保護コーティング２０の部分を選択的に除去することは、その部分をネガティブフォトレジスト５０の現像液に曝露することを伴い得る。これらの例では、保護コーティング２０は、ネガティブフォトレジスト５０の現像液に可溶性であってもよい。したがって、ネガティブフォトレジスト５０の可溶性部分及びネガティブフォトレジスト５０の可溶性部分の下にある保護コーティング２０の部分は、現像液と一緒に除去され得る。対照的に、不溶性のネガティブフォトレジスト５０’は、保護コーティング２０の下にある部分を現像液から保護し、したがって保護コーティング２０のこれらの部分はそのまま残る。得られたパターン化された構造４０Ｆは、図６Ｆ（不溶性のネガティブフォトレジスト５０’が所定の位置にある）及び図６Ｇ（不溶性のネガティブフォトレジスト５０’が除去された後）に示される。
次に、除去剤を使用して不溶性のネガティブフォトレジスト５０’をリフトオフすることができる。保護コーティング２０は除去剤中で不溶性であり、したがって、少なくとも実質的にそのまま残る。不溶性のネガティブフォトレジストに好適な除去剤としては、ジメチルスルホキシド（dimethylsulfoxide、ＤＭＳＯ）、アセトン、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースの剥離剤が挙げられる。保護コーティング２０がその中で不溶性である限り、任意の除去剤が使用され得る。
図６Ｇに示すように、リフトオフプロセスは、不溶性のネガティブフォトレジスト５０’の少なくとも９５％を除去し、したがって下にある保護コーティング２０を曝露する。結果として得られるパターン化された構造４０Ｆは、保護コーティング２０でコーティングされたパターン化された領域３８（したがって活性領域３２）を含むが、結合領域２６には、保護コーティング２０が存在しない。
パターン化された構造４０Ｆは、結合領域２６で別のパターン化された構造４０Ｆ又は蓋に結合されてもよい。レーザ結合、拡散結合、陽極結合、共晶結合、プラズマ活性化結合、ガラスフリット結合、又は当技術分野で知られる他の方法などの任意の好適な技術を使用し、２つのパターン化された構造４０Ｆ、又はパターン化された構造４０Ｆと蓋をともに結合し得る。一例では、スペーサ層を使用することができる。保護コーティング２０の存在は、結合プロセスの間、任意の下にある表面化学を保護し得る。
図６Ａ～図６Ｇに示すパターン化された構造の代わりにパターン化されていない構造が使用されると、本方法は、レーン３０（例えば、凹部２２と同様の形態で透明基材１６’に形成される）がポリマーヒドロゲル３４及び保護コーティング２０でコーティングされているが、結合領域２６にはポリマーヒドロゲル３４及び保護コーティング２０が存在しないという結果をもたらす。次いで、パターン化されていない構造は、結合領域２６において他のパターン化されていない構造又は蓋に結合されてもよい。形成される結合は、化学的結合又は機械的結合（例えば、ファスナなどを使用）であってよい。
図６Ａ～図６Ｇには示されていないが、この方法は、プライマー３６Ａ、３６Ｂをポリマーヒドロゲル３４に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂ（図６Ａ～図６Ｇには図示せず）は、ポリマーヒドロゲル３４にグラフト化済みであってもよく、したがって、ポリマーヒドロゲル３４が塗布されるときに基材に塗布される。他の例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、ポリマーヒドロゲル３４が堆積及びポリッシュされた後、かつ保護コーティング２０の塗布前に、（例えば、図６Ｃにおいて）グラフト化されてもよい。更に他の例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、保護コーティング２０が塗布され、パターン化された構造４０Ｆが蓋（図示せず）又は別のパターン化された構造４０Ｆに結合された後に、グラフト化されてもよい。これらの例では、保護コーティング２０は、グラフト化の前に水で除去される。水及びグラフト化試薬は、フロースループロセスを使用して導入することができる。
図７Ａ～図７Ｅは、更に方法の別の例を例示する。この例は、パターン化された構造で実行され、パターン化されていない構造では実行されない。この例では、水溶性保護コーティング溶液を塗布する前に、方法は、金属層４２を基材の上に塗布することと、金属層４２の上にフォトレジスト４６を塗布することと、フォトレジスト４６をパターン化して、凹部パターンを画定する不溶性フォトレジスト４６’を生成することと、凹部パターンに従って金属層４２の部分及び基材の下にある部分をエッチングして、基材内に凹部２２を形成することと、不溶性フォトレジスト４６’を除去することと、ポリマーヒドロゲル３４を凹部２２内及び金属層４２の残りの部分の上に塗布することと、によってパターン化された構造を形成することを更に含む。これらのプロセスの各々をここで説明する。
図７Ａにおいて、基材は単一層ベース支持体１４である。この例では、単一層ベース支持体１４はパターン化されていない。
この例示的な方法では、金属層４２を単一ベース支持体１４に塗布することができる。金属層４２に好適な金属の例としては、アルミニウム、銅、金などが挙げられる。いくつかの例では、金属は少なくとも実質的に純粋（＜９９％純粋）であってもよい。金属層４２は、任意の好適な堆積技術を使用して堆積され得る。
この例示的な方法では、フォトレジスト４６を金属層４２に塗布することができる。フォトレジスト４６は、ネガティブフォトレジストであってもよいし、ポジティブフォトレジストであってもよい。この例では、ネガティブ又はポジティブフォトレジストを塗布し、現像して、図７Ａに示すように、凹部パターン５４を生成することができる。上面図から、凹部パターン５４は、基材にわたって形成される各凹部２２及び間隙領域２４のＸ－Ｙ位置を画定し、基材にわたって形成される各凹部２２の直径又は長さ及び幅も画定する。この例では、所望の結合領域２６及び所望の間隙領域２４を覆うフォトレジスト４６の部分が現像されて、不溶性フォトレジスト４６’が形成される。また、この例では、所望の凹部２２を覆うフォトレジスト４６の部分が現像されて現像液に可溶性になる。使用されるフォトレジスト４６のタイプに応じて、フォトマスクを使用して、光（例えば、紫外線）を適切な部分に方向付けることができる。ネガティブフォトレジストが使用される場合、光は、不溶性フォトレジスト４６’を生成するために所望の結合領域２６及び所望の間隙領域２４に方向付けられ、可溶性フォトレジストを生成するために所望の凹部樹脂から遮断される。ポジティブフォトレジストが使用される場合、光は、可溶性フォトレジストを生成するために所望の凹部領域に方向付けられ、不溶性フォトレジスト４６’を生成するために所望の結合領域２６及び所望の間隙領域２４から遮断される。
光に曝露後、フォトレジスト４６のうち現像液に可溶な部分は現像液に曝露されて除去される。使用されるフォトレジスト４６に応じて、本明細書に開示される例示的な現像液のいずれかを使用することができる。図７Ａは、凹部パターン５４を画定する不溶性フォトレジスト４６’を描写する。
次に、この方法は、凹部パターン５４に従って金属層４２の部分及び単一層ベース支持体１４の下にある部分をエッチングして、単一層ベース支持体１４に凹部２２を形成することを伴う。実行されるエッチングは、金属層４２及び単一層ベース支持体１４に使用される材料に依存する。一例として、反応イオンエッチングは、ＢＣｌ３＋Ｃｌ２を用いてアルミニウム金属層４２の部分を除去し、ＳＦ６及びＳＦ６／Ａｒプラズマを用いてホウケイ酸ガラスベース支持体１４の部分を除去することによって実行されてもよい。別の例として、ドライエッチングは、銅金属層４２の部分を除去するために狭ギャップ水素プラズマを用いて実行されてもよく、溶融シリカベース支持体１４の部分を除去するためにＣ４Ｆ８を用いて実行されてもよい。図７Ｂに示されるように、エッチングは、金属層４２の厚さを通して、及びベース支持体１４の厚さの一部分を通して実行される。
次に、この方法は不溶性フォトレジスト４６’を除去することを伴う。不溶性フォトレジスト４６’は、任意の好適な除去剤を使用してリフトオフすることができる。金属層４２及びベース支持体１４内の凹部２２は、除去剤中で曝露されたときに少なくとも実質的にそのまま残される。
不溶性フォトレジスト４６’が除去される前又は後に、ポリマーヒドロゲル３４と反応することができる表面基を生成するために、シラン化又はプラズマアッシングを使用して凹部２２を活性化してもよい。活性化後、ポリマーヒドロゲル３４は、凹部２２内及び金属層４２の残りの部分の上に塗布され得る。不溶性フォトレジスト４６’の除去及びポリマーヒドロゲル３４の塗布は、図７Ｃに示されるように、パターン化された構造４０を生成する。
次いで、この例示的な方法は、水溶性保護コーティング溶液を塗布し、乾燥させて、パターン化された領域３８及び結合領域２６の上に保護コーティング２０を形成することを伴う。図７Ｄに示されるように、水溶性保護コーティング溶液は、ポリマーヒドロゲル３４の上に、凹部２２内並びに間隙領域２４及び結合領域２６上の両方に塗布される。これらの例では、保護コーティング２０は、水に少なくとも９５％の溶解度であり、また、残りの金属層４２を除去するために使用される金属除去剤中で少なくとも９５％の溶解度である。水溶性保護コーティング溶液は、図２Ｂを参照して説明したように塗布し、乾燥させることができる。図７Ｄは、得られた保護コーティング２０を例示する。
この例示的な方法では、固体又はゲル保護コーティング２０の部分を結合領域２６から選択的に除去することは、除去剤を使用して金属層４２をリフトオフすることを伴い、保護コーティング２０は除去剤中で不溶性である。例として、アルミニウム金属層は、塩基溶液（例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、又は水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ））を使用してリフトオフすることができ、銅金属層は、ＦｅＣｌ３を使用してリフトオフすることができ、金金属層は、ヨウ素及びヨウ化カリウムの組み合わせを使用してリフトオフすることができる。図７Ｅに示すように、リフトオフプロセスは、ｉ）金属層４２の少なくとも９５％、ｉｉ）その上のポリマーヒドロゲル３４及びｉｉｉ）その上の保護コーティング２０を除去する。保護コーティング２０の他の部分（金属層４２を覆っていない部分）は、除去剤中で不溶性であるため、パターン化された領域３８の上にそのまま残る。結果として得られるパターン化された構造４０Ｇは、保護コーティング２０でコーティングされたパターン化された領域３８（したがって活性領域３２）を含むが、結合領域２６には、保護コーティング２０が存在しない。この例では、間隙領域２４にも保護コーティング２０がない。
パターン化された構造４０Ｇは、結合領域２６で別のパターン化された構造４０Ｇ又は蓋に結合されてもよい。レーザ結合、拡散結合、陽極結合、共晶結合、プラズマ活性化結合、ガラスフリット結合、又は当技術分野で知られる他の方法などの任意の好適な技術を使用し、２つのパターン化された構造４０Ｇ、又はパターン化された構造４０Ｇと蓋をともに結合し得る。一例では、スペーサ層を使用することができる。保護コーティング２０の存在は、結合プロセスの間、任意の下にある表面化学を保護し得る。
図７Ａ～図７Ｅには示されていないが、この方法は、プライマー３６Ａ、３６Ｂをポリマーヒドロゲル３４に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂ（図７Ａ～図７Ｅには図示せず）は、ポリマーヒドロゲル３４にグラフト化済みであってもよく、したがって、ポリマーヒドロゲル３４が塗布されるときに基材に塗布される。他の例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、ポリマーヒドロゲル３４が堆積及びポリッシュされた後、かつ保護コーティング２０の塗布前に、（例えば、図７Ｃにおいて）グラフト化されてもよい。更に他の例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、保護コーティング２０が塗布され、パターン化された構造４０Ｇが蓋（図示せず）又は別のパターン化された構造４０Ｇに結合された後に、グラフト化されてもよい。これらの例では、保護コーティング２０は、グラフト化の前に水で除去される。水及びグラフト化試薬は、フロースループロセスを使用して導入することができる。
なお更に別の例示的な方法が図８Ａ～図８Ｃに描写される。図８Ａに示すように、基材は単一層ベース支持体１４であり、単一層ベース支持体１４の一方の表面に凹部２２が画定されている。凹部２２は、エッチング、インプリント、リソグラフィ、又は別の好適な技術によって画定され得る。単一層のベース支持体１４が描写されているが、これらの例示的な方法は、凹部２２が最外層１６（図１Ｂ参照）に画定されている多層構造１８を用いて実行されてもよいことを理解されたい。
この例示的な方法では、ポリマーヒドロゲル３４又は水溶性保護コーティング溶液を塗布する前に、方法は、疎水性層５６を結合領域２６の上に塗布して疎水性結合領域２６’を形成することを含む。これを図８Ｂに示す。疎水性層５６の例は、フッ素化ポリマー、ペルフッ素化ポリマー、シリコンポリマー、及びそれらの混合物からなる群から選択され得る。具体的な例として、疎水性層５６は、非晶質フルオロポリマー（その市販の例としては、以下の末端官能基のうちの１つを有するＡＧＣ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製のＣＹＴＯＰ（登録商標）シリーズ中のものが挙げられる：Ａタイプ：－ＣＯＯＨ、Ｍタイプ：－ＣＯＮＨ－Ｓｉ（ＯＲ）ｎ、又はＳタイプ：－ＣＦ３）、ポリテトラフルオロエチレン（その市販の例は、Ｃｈｅｍｏｕｒｓ製のＴＥＦＬＯＮ（登録商標）、パリレン、フッ素化炭化水素、フルオロアクリルコポリマー（その市販の例としては、Ｃｙｔｏｎｉｘ製のＦＬＵＯＲＯＰＥＬ（登録商標）としてのものが挙げられる）を含み得る。
疎水性層５６は、任意の好適な選択的堆積技術を用いて結合領域２６の上に堆積されてもよい。いくつかの具体例としては、スクリーン印刷、インクジェット印刷、マイクロコンタクト印刷、又はマスクを通したスプレーコーティングが挙げられる。他の例では、フォトレジスト４６（図８Ａ～図８Ｃには図示せず）をベース支持体１４全体にわたって現像し、次いでドライエッチングして結合領域２６を曝露することができる。これらの例では、不溶性フォトレジスト４６’（図８Ａ～図８Ｃにも示されていない）は、疎水性層５６の堆積中に凹部２２及び間隙領域２４の上の所定の位置に残っていてもよく、疎水性結合領域２６’が形成された後に除去されてもよい。更に他の例では、疎水性層５６は、ベース支持体１４全体にわたって堆積されてもよく、次いで、凹部２２及び間隙領域２４から疎水性層５６を除去するために、部分がレーザ照射に曝露されてもよい。
疎水性結合領域２６’が形成されると、ベース支持体１４又は多層構造１８の最外層１６の曝露部分は、シラン化又はプラズマアッシングを使用して活性化されて、ポリマーヒドロゲル３４と反応することができる表面基を生成してもよい。活性化後、ポリマーヒドロゲル３４は、任意の好適な堆積技術を使用して、ベース支持体１４又は多層構造１８の最外層１６の上に塗布され得る。ポリマーヒドロゲル３４は、疎水性結合領域２６’によってはじかれ、したがって、この領域２６’に塗布されない。したがって、ポリマーヒドロゲル３４は、凹部２２内及び間隙領域２４の上に位置決めされる。次いで、間隙領域２４の上のポリマーヒドロゲル３４は、例えば、ポリッシュ・プロセス（または研磨プロセス）を使用して除去され得る。疎水性結合領域２６’は、ポリッシュ後に少なくとも実質的にそのまま残る。得られたパターン化された構造４０を図８Ｂに示す。
次に、本方法は、パターン化された構造４０のパターン化された領域３８の上に水溶性保護コーティング溶液を塗布することを含む。本明細書に開示される水溶性保護コーティング溶液の任意の例をこの例で使用することができる。水溶性保護コーティング溶液は、ディップコーティング、ダンクコーティング、スピンコーティング、スプレーコーティング、超音波スプレーコーティング、ドクターブレードコーティング、エアロゾル印刷、又はインクジェット印刷を使用して塗布することができる。
この例では、水溶性保護コーティング溶液は疎水性結合領域２６’によってはじかれる。したがって、パターン化された構造の疎水性結合領域２６’は、水溶性保護コーティング溶液がパターン化された領域３８の上に塗布された後も、曝露されたままである。次いで、水溶性保護コーティング溶液を本明細書に記載のように乾燥させて、パターン化された領域３８の上に保護コーティング２０を形成するが、疎水性結合領域２６’の上には形成しない。図８Ｃは、得られた保護コーティング２０及びパターン化された構造４０Ｈを例示する。
パターン化された構造４０Ｈは、疎水性結合領域２６’で別のパターン化された構造４０Ｈ又は蓋に結合されてもよい。レーザ結合、拡散結合、陽極結合、共晶結合、プラズマ活性化結合、ガラスフリット結合、又は当技術分野で知られる他の方法などの任意の好適な技術を使用し、２つのパターン化された構造４０Ｈ、又はパターン化された構造４０Ｈと蓋をともに結合し得る。一例では、スペーサ層を使用することができる。保護コーティング２０の存在は、結合プロセスの間、任意の下にある表面化学を保護し得る。
図８Ａ～図８Ｃに示すパターン化された構造の代わりにパターン化されていない構造が使用されると、本方法は、レーン３０がポリマーヒドロゲル３４及び保護コーティング２０でコーティングされており、結合領域２６が疎水性層５６でコーティングされているが、ポリマーヒドロゲル３４又は保護コーティング２０ではコーティングされていないという結果をもたらす。次いで、パターン化されていない構造は、結合領域２６’において他のパターン化されていない構造又は蓋に結合されてもよい。形成される結合は、化学的結合又は機械的結合（例えば、ファスナなどを使用）であってよい。
図８Ａ～図８Ｃには示されていないが、この方法は、プライマー３６Ａ、３６Ｂをポリマーヒドロゲル３４に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂ（図８Ａ～図８Ｃには図示せず）は、ポリマーヒドロゲル３４にグラフト化済みであってもよく、したがって、ポリマーヒドロゲル３４が塗布されるときに基材に塗布される。他の例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、ポリマーヒドロゲル３４が堆積及びポリッシュされた後、かつ保護コーティング２０の塗布前に、（例えば、図８Ｂにおいて）グラフト化されてもよい。更に他の例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、保護コーティング２０が塗布され、パターン化された構造４０Ｈが蓋（図示せず）又は別のパターン化された構造４０Ｈに結合された後に、グラフト化されてもよい。これらの例では、保護コーティング２０は、グラフト化の前に水で除去される。水及びグラフト化試薬は、フロースループロセスを使用して導入することができる。
図９Ａ～図９Ｉは、更に方法の別の例を例示する。この例示的な方法は、基材表面上に複数の官能化パッド２８を生成する（図９Ｉ参照）。この方法は、概して、透明ベース支持体１４’上の金属層４２をパターン化して、ｉ）透明ベース支持体１４’の第１の間隙領域６２Ａによって分離された金属ポスト４２’、及びｉｉ）透明ベース支持体１４’の結合領域２６を画定することと（図９Ｃ）、第１の間隙領域６２Ａ及び結合領域２６の上に不溶性のネガティブフォトレジスト５０’を生成することと（図９Ｆ）、金属ポスト４２’をエッチングして、透明ベース支持体１４’の第２の間隙領域６２Ｂを曝露することと（図９Ｇ）、不溶性フォトレジスト５０’及び第２の間隙領域６２Ｂの上にポリマーヒドロゲル３４を塗布することと（図９Ｈ）、水溶性保護コーティング溶液をポリマーヒドロゲル３４の上に塗布することと（図９Ｈ）、水溶性保護コーティング溶液を乾燥させて、ポリマーヒドロゲル３４の上に、固体コーティング又はゲルコーティング（保護コーティング２０）を形成することと、不溶性のネガティブフォトレジスト５０’をリフトオフして、コーティングされた官能化パッド２８、結合領域２６、及び第１の間隙領域６２Ａ（間隙領域２４である）を曝露することと（図９Ｉ）、を伴う。これらのプロセスの各々をここで説明する。
図９Ａにおいて、基材は透明ベース支持体１４’である。この例では、透明ベース支持体１４’は、裏面光曝露で使用される紫外線波長に対して透明である。一例として、透明ベース支持体１４’はガラスであってもよい。
この例示的な方法では、金属層４２を透明ベース支持体１４’に塗布することができる。金属層４２に好適な金属の例としては、アルミニウム、銅、金などが挙げられる。いくつかの例では、金属は少なくとも実質的に純粋（＜９９％純粋）であってもよい。金属層４２は、任意の好適な堆積技術を使用して堆積され得る。
この例示的な方法では、樹脂層５８を金属層４２の上に塗布することができる。樹脂層５８は、例えばナノインプリントリソグラフィによってパッドパターン６０をパターン化することができる任意の樹脂であってもよい。上面図から、パッドパターン６０は、基材全体にわたって形成される各官能化パッド２８及び間隙領域２４のＸ－Ｙ位置を画定し、基材全体にわたって形成される各官能化パッド２８の直径又は長さ及び幅も画定する。
図９Ａに示すように、樹脂層５８をインプリントして、パッドパターン６０を形成する。パッドパターン６０は、官能化パッド２８が形成される領域に対応する凸状領域６４と、間隙領域２４及び結合領域２６が形成される領域に対応する（凸状領域６４に対して）下側領域６６とを含む。任意の好適なインプリント技術を使用し得る。一例では、作業スタンプは、樹脂層５８が柔らかいうちにその中に押し込まれ、樹脂層５８において作業スタンプ特徴のインプリントを作成する。次いで、樹脂層５０は、作業スタンプが所定の位置にある状態で硬化され得る。硬化後、作業スタンプが取り外される。この例示的な方法では、作業スタンプは、樹脂層５８の深さ全体を通って延在せず、したがって、下にある金属層４２は、インプリント後に曝露されない（図９Ａに示すように）。
次に、樹脂層５８を選択的にエッチングして金属層４２の部分を曝露する。これを図９Ｂに示す。樹脂層５８の任意の曝露領域は、このプロセス中にエッチングされてもよい。樹脂層５８の下側領域６６は凸部領域６４よりも薄いので、下側領域６６にある樹脂層５８はエッチング除去される。エッチングは、下側領域６６の下にある金属層４２が曝露され、凸状領域６４の樹脂層５８が残るまで継続されてもよい。金属層４２（下側領域６６の下にある）は、エッチストップとして作用することができる。樹脂層５８のエッチングは、異方性酸素プラズマ又は９０％ＣＦ４と１０％Ｏ２プラズマとの混合物などのドライエッチングプロセスを伴い得る。
次いで、樹脂層５８の残りの凸状領域６４を用いて金属層４２をパターン化する。金属ドライエッチングプロセスを使用して、樹脂層５８の凸状領域６４によって被覆されていない金属をエッチング除去することができる。一例では、金属層４２は、塩素ベースのプラズマ（例えば、ＢＣｌ３＋Ｃｌ２）を使用してエッチングされ得る。透明ベースの支持体１４’は、エッチストップとして作用することができる。このエッチングプロセスにより、図９Ｃに示すように、透明ベース支持体１４’の第１の間隙領域６２Ａによって分離された金属ポスト４２’が形成される。このプロセスはまた、結合領域２６を画定する。
次に、樹脂層５８の凸状領域６４を選択的にエッチングして金属ポスト４２’を曝露することができる。エッチングは、凸状領域６４が除去され、金属ポスト４２’が曝露されるまで継続することができる。これを図９Ｄに示す。金属ポスト４２’はエッチストップとして作用することができる。凸状領域６４のエッチングは、異方性酸素プラズマ又は９０％ＣＦ４と１０％Ｏ２プラズマとの混合物などのドライエッチングプロセスを伴い得る。このエッチングプロセスはまた、透明ベース支持体１４’の曝露部分に影響を及ぼさないことがある。
図９Ｅ及び図９Ｆに示すように、この方法はまた、第１の間隙領域６２Ａ及び結合領域２６の上に不溶性のネガティブフォトレジスト５０’を生成することを伴う。一例では、不溶性のネガティブフォトレジスト５０’を生成することが、金属ポスト４２’、第１の間隙領域６２Ａ、及び結合領域２６の上にネガティブフォトレジスト５０を塗布することと（図９Ｅに示すように）、透明ベース支持体１４’を通してネガティブフォトレジスト５０を光５２に曝露することであって、それにより、第１の間隙領域６２Ａ及び結合領域２６を覆うネガティブフォトレジスト５０の部分が不溶性のネガティブフォトレジスト５０’を画定し、金属ポスト４２’を覆うネガティブフォトレジスト５０の部分が可溶性になる（図９Ｆに示すように）、曝露することと、ネガティブフォトレジスト５０の可溶性部分を除去することと（図９Ｆに示すように）、を伴う。
本明細書に記載のネガティブフォトレジスト５０の任意の例を使用し得る。ネガティブフォトレジスト５０’について本明細書に記載の堆積技術の任意の例を使用し得る。
この例では、不溶性のネガティブフォトレジスト５０’が第１の間隙領域６２Ａ及び結合領域２６上に残り、金属ポスト４２’から除去されることが望ましい。したがって、図９Ｆに示される例では、光５２は、透明ベース支持体１４’を通って方向付けられ得る。透明ベース支持体１４’上のネガティブフォトレジスト５０は、光５２に曝露され、不溶性になる。金属ポスト４２’は、透明ベース支持体１４’を透過する光５２の少なくとも７５％を遮断し、したがって、光５２が、金属ポスト４２’の上に位置決めされているネガティブフォトレジスト５０に到達するのを少なくとも実質的に防止する。したがって、これらの部分は、現像液に不溶性になり、現像液を用いて除去され得る。
次に、金属ポスト４２’をウェットエッチングプロセスで除去することができる。例として、アルミニウム金属ポスト４２’は酸性又は塩基性条件下で除去することができ、銅金属ポスト４２’はＦｅＣｌ３を使用して除去することができ、銅、金又は銀金属ポスト４２’はヨウ素及びヨウ化物溶液中で除去することができ、チタン金属ポスト４２’はＨ２Ｏ２を使用して除去することができる。これらの例では、透明ベース支持体１４’は、金属ポストエッチングプロセスのエッチングストップとして作用する。金属ポスト４２’の除去は、透明ベース支持体１４’の第２の間隙領域６２Ｂを曝露する。図９Ｇに示すように、不溶性のネガティブフォトレジスト５０’は、金属ポスト４２’が除去されたときに少なくとも実質的にそのまま残る。
次いで、第２の間隙領域６２Ｂは、シラン化又はプラズマアッシングを使用して活性化されて、ポリマーヒドロゲル３４と反応し得る表面基を生成し得る。活性化後、ポリマーヒドロゲル３４は、第２の間隙領域６２Ｂの上及び不溶性のネガティブフォトレジスト５０’の上に塗布されてもよい。第２の間隙領域６２Ｂの上に塗布されたポリマーヒドロゲル３４は、官能化パッド２８を形成する。これを図９Ｈに示す。
次いで、この例示的な方法は、水溶性保護コーティング溶液を塗布し、乾燥させて、ポリマーヒドロゲル３４の上に保護コーティング２０を形成することを伴う。これを図９Ｈに示す。図９Ｈに示されるように、水溶性保護コーティング溶液は、ポリマーヒドロゲル３４の上に塗布され、したがって、第２の間隙領域６２Ｂの上及び不溶性のネガティブフォトレジスト５０’の上にも塗布される。これらの例では、保護コーティング２０は、水に少なくとも９５％可溶性であり、不溶性のネガティブフォトレジスト５０’を除去するために使用される除去剤中でも少なくとも９５％の溶解度である。水溶性保護コーティング溶液は、図２Ｂを参照して説明したように塗布し、乾燥させることができる。
次いで、不溶性のネガティブフォトレジスト５０’をリフトオフして、保護コーティング２０でコーティングされた官能化パッド２８、結合領域２６、及び第１の間隙領域６２Ａ（間隙領域２４である）を曝露することができる。次に、除去剤を使用して不溶性のネガティブフォトレジスト５０’をリフトオフすることができる。不溶性のネガティブフォトレジスト５０’に好適な除去剤としては、ジメチルスルホキシド（dimethylsulfoxide、ＤＭＳＯ）、アセトン、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）系剥離剤が挙げられる。保護コーティング２０がその中で不溶性である限り、任意の除去剤が使用され得る。
図９Ｉに示されるように、リフトオフプロセスは、不溶性のネガティブフォトレジスト５０’の少なくとも９５％、並びに不溶性のネガティブフォトレジスト５０’を覆うポリマーヒドロゲル３４及び保護コーティング２０の部分を除去する。保護コーティング２０は除去剤中で不溶性であり、したがって、官能化パッド２８を覆う保護コーティング２０の部分は、少なくとも実質的にそのまま残る。結果として得られるパターン化された構造４０Ｉは、保護コーティング２０でコーティングされた官能化パッド２８（この例では活性領域）を含むが、結合領域２６には、保護コーティング２０が存在しない。
パターン化された構造４０Ｉは、結合領域２６で別のパターン化された構造４０Ｉ又は蓋に結合されてもよい。レーザ結合、拡散結合、陽極結合、共晶結合、プラズマ活性化結合、ガラスフリット結合、又は当技術分野で知られる他の方法などの任意の好適な技術を使用し、２つのパターン化された構造４０Ｉ、又はパターン化された構造４０Ｉと蓋をともに結合し得る。一例では、スペーサ層を使用することができる。保護コーティング２０の存在は、結合プロセスの間、任意の下にある表面化学を保護し得る。
図９Ａ～図９Ｉには示されていないが、この方法は、プライマー３６Ａ、３６Ｂをポリマーヒドロゲル３４に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂ（図９Ａ～図９Ｉには図示せず）は、ポリマーヒドロゲル３４にグラフト化済みであってもよく、したがって、ポリマーヒドロゲル３４が塗布されるときに基材に塗布される。他の例において、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、ポリマーヒドロゲル３４が堆積された後、かつ保護コーティング２０の塗布前に、（例えば、図９Ｈにおいて）グラフト化されてもよい。更に他の例では、プライマー３６Ａ、３６Ｂは、保護コーティング２０が塗布され、パターン化された構造４０Ｉが蓋（図示せず）又は別のパターン化された構造４０Ｉに結合された後に、グラフト化されてもよい。
この例では、パターン化された構造４０Ｉ（したがって、パターン化された構造４０Ｉを含むフローセル１０）は、基材（例えば、１４又は１８）と、基材上に存在し、かつ間隙領域２４によって互いに隔離された、複数の官能化パッド２８であって、複数の官能化パッド２８の各々が、ポリマーヒドロゲル３４と、ポリマーヒドロゲル３４に付着したプライマー３６Ａ、３６Ｂと、を含む、複数の官能化パッド２８と、複数の官能化パッド２８の上に存在し、かつ間隙領域２４の上には存在しない、保護コーティング２０と、を含む。
一連の図２～一連の図９を参照して示され説明された方法を通して、水溶性保護コーティング溶液がコーティング２０を生成するために塗布されることが理解されるべきである。しかしながら、水溶性保護コーティング溶液はまた、ポリマーヒドロゲル３４、ポリッシュ溶液、グラフト化溶液、洗浄緩衝液などを含む他のコーティング溶液とともに塗布されてもよいことが理解されるべきである。これにより、乾燥段階に関連するポリマーヒドロゲル３４の劣化が効果的に防止されるはずである。
保護コーティング及び他の活性材料堆積方法
本明細書に開示される方法の他の例は、保護コーティング２０又はポリマーヒドロゲル３４（プライマー３６Ａ、３６Ｂがグラフト化されているか又はされていない）などの他の活性領域材料を高精度で選択的に塗布するために使用され得る。一例として、材料は、約３００μｍ～約１ｍｍの範囲の幅を有する線でディスペンスされてもよい。ディスペンスされた線の精度により、この方法は、ポリマーヒドロゲル３４（プライマー３６Ａ、３６Ｂがグラフト化されているか、又はされていない）又は水溶性保護コーティング溶液を基材のレーン３０にディスペンスするのに特に望ましいものとなる。これらのレーン３０は、凹部２２又は官能化パッド２８でパターン化されてもよく、又はこれらはパターン化されなくてもよい。別の例として、材料は、約０．５ｍｍ～約２ｍｍの範囲の直径を有するドットとしてディスペンスされてもよい。ディスペンスされた点の精度により、この方法は、水溶性保護コーティング溶液を基準上にディスペンスするために、又はポリマーヒドロゲル３４（プライマー３６Ａ、３６Ｂがグラフトされているか又はされていない）及び／又は水溶性保護コーティング溶液をより大きな凹部２２内にディスペンスするために、又はポリマーヒドロゲル３４（プライマー３６Ａ、３６Ｂがグラフト化されているか又はされていない）をディスペンスしてより大きな官能化パッド２８を形成するために、又は水溶性保護コーティング溶液をより大きな官能化パッド２８上にディスペンスするために、特に望ましい。材料は円弧の形状でディスペンスされてもよい。線、点及び／又は弧の組み合わせを使用して、階層的形状を生成することもできる。
本明細書に開示される方法の他の例は、保護コーティング２０又はポリマーヒドロゲル３４（プライマー３６Ａ、３６Ｂがグラフト化されているか又はされていない）などの他の活性領域材料を高精度で選択的に塗布するために使用され得る。一例として、材料は、約３００μｍ～約１ｍｍの範囲の幅を有する線でディスペンスされてもよい。ディスペンスされた線の精度により、この方法は、ポリマーヒドロゲル３４（プライマー３６Ａ、３６Ｂがグラフト化されているか、又はされていない）又は水溶性保護コーティング溶液を基材のレーン３０にディスペンスするのに特に望ましいものとなる。これらのレーン３０は、凹部２２又は官能化パッド２８でパターン化されてもよく、又はこれらはパターン化されなくてもよい。別の例として、材料は、約０．５ｍｍ～約２ｍｍの範囲の直径を有するドットとしてディスペンスされてもよい。ディスペンスされた点の精度により、この方法は、水溶性保護コーティング溶液を基準上にディスペンスするために、又はポリマーヒドロゲル３４（プライマー３６Ａ、３６Ｂがグラフトされているか又はされていない）及び／又は水溶性保護コーティング溶液をより大きな凹部２２内にディスペンスするために、又はポリマーヒドロゲル３４（プライマー３６Ａ、３６Ｂがグラフト化されているか又はされていない）をディスペンスしてより大きな官能化パッド２８を形成するために、又は水溶性保護コーティング溶液をより大きな官能化パッド２８上にディスペンスするために、特に望ましい。材料は円弧の形状でディスペンスされてもよい。線、点及び／又は弧の組み合わせを使用して、階層的形状を生成することもできる。
この例示的な方法の間、結合領域２６には、活性領域材料及び／又は保護コーティング２０が存在しないままであり、したがって、この方法は、材料の無駄を低減することができる。追加的に、保護コーティング２０が効果的な結合を達成することを妨げ得るので、それが結合領域２６上に堆積しないようにすることが望ましい場合がある。
この例示的な方法で使用されるツールは、図１０に概略的に示される精密ガントリツール６８である。図示されていないが、精密ガントリツール６８は、ユーザ入力又は事前にプログラムされた命令に応答してツール６８の構成要素を制御するコントローラを含むことを理解されたい。
ツール６８は、単一層ベース支持体１４又はその中に画定された又はその上に画定された特徴（例えば、レーン３０、凹部２２、基準など）を有する多層構造１８を支持するためのキャリアトレイ７０を含むことができる。本明細書に記載されているように、特徴は、支持体１４又は構造１８の最も外側の表面にインプリントされ、エッチングされ、又は他の方法で製作され得る。代替的に、特徴は、少なくとも実質的に平坦な単一層ベース支持体１４又は多層構造１８の最外面上に位置決めされた別の材料（例えば、１つ以上のスペーサ層）によって画定されてもよい。
精密ガントリツール６８はまた、キャリアトレイ７０のＸＹ平面に対してＸ及びＹ方向に移動可能なガントリ７２を含む。ガントリ７２は、それに付着された任意の構成要素をＸ方向及びＹ方向に移動させることができる。
ガントリ７２には、ポリマーヒドロゲルヒ３４（グラフト化済み又は非グラフト化）及び／又は水溶性保護コーティング溶液を含む混合物などの大量の流体を正確な容積流量でディスペンスすることができるノズル７６を有するポンプ７４が付着されている。容積流量は、約０．１５μＬ／秒～約２０μＬ／秒の範囲であってもよい。一例では、容積流量は２μＬ／秒であってもよい。別の例では、容積流量は、約０．１６μＬ／秒～約５μＬ／秒の範囲である。
任意の好適なポンプ７４及びノズル７６を使用することができる。
一例では、ポンプ７４はプログレッシブキャビティポンプである。圧力ベースのポンプなどのいくつかのポンプは、ディスペンス速度が欠如し、ディスペンスされる材料の厚さにわたってほとんど又は全く制御することができないので、あまり望ましくない場合がある。これらのポンプは、Ｘ及びＹ方向における制御されないリフロー（望ましくない拡散）をもたらす可能性があり、これは、正確なディスペンスを可能にしない。プログレッシブキャビティポンプは、ディスペンスされた材料の厚さを１０μｍ以下に保つのに役立つ。いくつかの例では、２つのパターン化された又はパターン化されていない構造の間のフローチャネル１２の深さは、約７５μｍ～約１００μｍの範囲であってもよい。これらの例では、プログレッシブキャビティポンプを使用して、それぞれの構造上の合計の厚さが３７．５μｍ未満～５０μｍ未満の範囲になるように（ディスペンスされた材料がフローチャネル１２を完全に満たさないように）各々の構造上にディスペンスされた材料の複数の層を生成し得る。
一例では、ノズル７６は金属ノズルである。金属ノズルは、プラスチックノズルよりも圧力上昇及び圧力上昇の結果としてのノズル膨張の影響を受けにくいという点から、特に望ましい場合がある。ノズルの膨張は、エアギャップＡＧを変化させる可能性があり、これは、ディスペンスされる材料のメニスカスに悪影響を及ぼす可能性があり、望ましくない広がりにつながる可能性がある。ノズル７６の形状はまた、圧力上昇問題を低減するのに役立つことができる。例えば、円錐形ノズルは円筒形ノズルよりも圧力上昇の影響を受けにくい。内部及び／又は外部が疎水性層でコーティングされた金属ノズルもまた、目詰まりを防止するのを助けるために望ましい場合がある。任意の好適な疎水性材料をコーティングとして使用することができる。いくつかの疎水性コーティングされた金属ノズルが市販されている。
ノズル７６の一具体例としては、先端の直径が１ｍｍ以下のステンレス鋼製の円錐ノズルが挙げられる。ノズル７６のゲージは、ディスペンスされた材料の線忠実度に影響を及ぼし得る。本明細書に開示される例では、ノズルゲージは約１７～約３０の範囲である。例として、１７ゲージノズルは１．２ｍｍの線幅を生成することができ、３０ゲージノズルは３００μｍの線幅を生成することができる。
本方法の間、ノズル７６は、ガントリ７２（コントローラによって動作する）によってＸ及び／又はＹ方向に移動され得、コントローラによってＺ方向に移動するように制御され得る。高さセンサ（図示せず）は、適切なディスペンス高さを決定するために、垂直に向けられたＺ軸に沿って基材の位置を測定するために、ガントリ７２に取り付けられてもよい。ディスペンス高さは、ノズル７６の先端と基材、例えば支持体１４又は構造１８の表面との間のエアギャップＡＧに対応する。ノズル７６の位置をＺ方向に制御することにより、特定のエアギャップＡＧを達成することができる。本発明者らは、エアギャップＡＧを制御することが、正確にディスペンスされた材料を達成することに寄与することを見出した。例えば、エアギャップＡＧが大きすぎる場合、連続的な堆積が達成されない可能性があり、ノズル７６は、基材と接触せずに自発的に壊れる液滴を生成する可能性がある。制御されない広がりは、大きなエアギャップＡＧでも起こり得るが、これは、大きなエアギャップＡＧでメニスカスを維持するのに十分に高い流量に依存する。これは、材料が、例えば、隣接するレーン３０内、結合領域２６上などに広がり得るので、望ましくない。本明細書に開示される寸法を有するレーン３０内に正確にディスペンスするために、エアギャップＡＧは、０μｍ超～約１００μｍの範囲である。他の例では、エアギャップＡＧは、約４５μｍ～約８５μｍ、約５０μｍ～約７０μｍなどの範囲である。一特定例では、エアギャップＡＧは、約６５μｍである。
この方法の間、ガントリ７２の速度を制御することができる。一例では、約７５ｍｍ／秒～約３５０ｍｍ／秒の線形ガントリ速度範囲を使用することができる。
ガントリ７２にはカメラ７８も付着されている。カメラ７８の一例は、マシンビジョンカメラである。カメラ７８は、ディスペンスが望ましい支持体１４又は構造１８上の位置を識別するように（例えば、コントローラ、図示せず）によって）制御されてもよい。支持体１４又は構造１８は、位置識別を補助するための基準を含んでもよい。
精密ガントリツール６８を使用する方法の例は、内部に画定された特徴（例えば、レーン３０）を有する基材（例えば、支持体１４又は構造１８）を、基材の表面と０μｍ超～約１００μｍの範囲のノズル６８の基材の表面との間にエアギャップＡＧが存在するように、精密塗布ツール６８のノズル７６に対して位置決めすることと、ｉ）ヒドロゲル水溶液（ポリマーヒドロゲル３４を含む）、ｉｉ）グラフト化済みヒドロゲル水溶液（グラフト化済みポリマーヒドロゲル３４を含む）、又はｉｉｉ）約０．１５μＬ／秒～約２０μＬ／秒の範囲の流量で特徴に水溶性保護コーティング溶液をノズル７６からディスペンスすることとであって、それにより、特徴を囲む（または取り囲む）基材の表面には、ｉ）ヒドロゲル水溶液、ｉｉ）グラフト化済みヒドロゲル水溶液、又はｉｉｉ）水溶性保護コーティング溶液が存在しないままである、ディスペンスすることと、を含む。
一例として、特徴は、パターン化されていない、又は凹部２２若しくは官能化パッド２８内にパターン化されたレーン３０であってもよく、特徴を囲む基材の表面は、結合領域２６であってもよい。別の例として、特徴は基準であってもよく、特徴を囲む基材の表面は基準の周りの間隙領域であってもよい。更に別の例として、特徴は、１５０μｍ以上の直径を有する凹部２２であってもよく、特徴を囲む基材の表面は、凹部２２の周りの間隙領域２４であってもよい。
キャリアトレイ７０に保持された基材（例えば、支持体１４又は構造１８）上に流体のパターンをディスペンスするために、コントローラは、まず、基材が概ね位置する水平の向きのＸＹ平面内の基材の位置及び向きを決定する。カメラ７８は、基材を走査し、コントローラによって知られている参照基準の事前にプログラムされた位置をわたって移動する経路に沿って進行することによって、基材の上部表面に設けられた参照基準の視覚画像を捕捉することができる。捕捉された視覚画像を使用して、コントローラは、ＸＹ平面における基材及びその特徴の実際の場所及び向きを決定することができる。高さセンサは、適切なエアギャップＡＧを決定するために、垂直の向きのＺ軸に沿って基材の位置を測定する。次に、コントローラは、アプリケータが、下に位置決めされた基材の所望の特徴の上のＸＹ平面内に適切に位置決めされるまで、ガントリ７２を動作させて、ノズル７６をＸ軸及びＹ軸に沿って移動させる。次に、適切なエアギャップＡＧが得られるように、ノズル先端が基材表面に対して適切なディスペンス高さに位置決めされるまで、ノズル７６をＺ軸に沿って下がる。ポンプ７４は、所望のパターンをディスペンスするために、ガントリ７２とともにＸ、Ｙ、及び／又はＺ方向に動作させることができる。ポンプ７４及びガントリ７２の協調及び相対速度は、ディスペンスされたコーティングのパターン忠実度に寄与する。ディスペンスが完了すると、ノズル７６は、次いで、Ｚ軸に沿って上方に戻って上昇し、終了位置、ソーキング位置、又は更なるディスペンスのための別の特徴に移動される。
ディスペンスされた材料は、例えば、加温、加熱、蒸発、真空曝露、対流乾燥などによって乾燥されてもよい。
本明細書に開示される流体のいずれも、高精度の線、弧、又は点、及び無駄な材料の低減を達成するために、本明細書に記載される精密ガントリツール６８及びディスペンス・パラメータを使用してディスペンスされ得る。一例では、ディスペンスは、約１０μｍ以下の厚さを有するｉ）ヒドロゲル水溶液、ｉｉ）グラフト化済みヒドロゲル水溶液、又はｉｉｉ）水溶性保護コーティング溶液の層を、基材特徴の中又は上に形成するように実行される。
この方法は、ディスペンスされた材料の線、弧、又は点を高精度で作成する。この方法を使用して、線及び／又は弧及び／又は点を組み合わせて、矩形、円、又はより複雑な幾何形状で塗りつぶされたものなどの階層的形状を形成することもできる。水溶性保護コーティング溶液又はポリマーヒドロゲル２４（グラフト化済み又は非グラフト化）を、凹部２２又は官能化パッド２８内でパターン化されていないレーン３０内に堆積させるために使用される場合、堆積された溶液は、周囲の結合領域２６上に延在しないレーン３０内の正確な線の階層形状を形成する。
この例示的な方法はまた、ディスペンスの前後にノズル７６を水中に維持することを伴い得る。水は、ディスペンス・ステップの間にノズル７６のためのソーキング位置を提供するリザーバ内に位置していてもよい。これは、目詰まりを防止するのに役立つので、ステンレス鋼製の円錐ノズルの健全性を維持するために特に望ましい場合がある。ソーキングまた、ノズル７６内で乾燥し、空気に曝露されると目詰まりを引き起こし得る、ポリマー溶液をディスペンスするときにも望ましくあり得る。
保護コーティング２０が精密ガントリツール６８を使用してディスペンスされるとき、ポリマーヒドロゲル３４もまた、精密ガントリツール６８を使用して塗布されてもよく、又は他の塗布技術を使用することによって塗布されてもよいことを理解されたい。例えば、ポリマーヒドロゲル３４は、任意の好適な堆積技術を使用してパターン化されていないレーン３０に堆積されてもよい。別の例では、ポリマーヒドロゲル３４は、任意の好適な堆積技術を使用してパターン化されたレーン３０に堆積され、続いてポリッシュして間隙領域２４からヒドロゲル３４を除去することができる。
本開示を更に説明するために、本明細書に例を示す。これらの例は、例示の目的で提供され、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことを理解すべきである。
非限定的な作業例
非限定的な作業例
図４Ａ～図４Ｅに示されるものと同様の方法を使用して、ＫＯＬＬＩＣＯＡＴ（登録商標）ＩＲ（ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐ．から入手可能なポリビニルアルコール／ポリエチレングリコールグラフト化コポリマー）を、内部にエッチングされたレーンを有するパターン化されていないガラススライド上に塗布した。この方法は、活性領域材料のいずれも塗布せず、むしろ、保護コーティングを選択的に塗布するためのフォトレジストの有効性を実証するために実行された。
最初に、ネガティブフォトレジスト（例えば、ＮＲ９－１５００Ｐ、ＮＲ９－１５００ＰＹ、ＮＲ９－１０００Ｐ、ＮＲ９－１０００ＰＹ）を、レーンを含むパターン化されていないスライドガラス全体に塗布し、レーンを囲む（または取り囲む）結合領域をＵＶ光に曝露して、結合領域上に不溶性部分を生成した。パターン化されていないガラススライドを現像液（例えば、ＲＤ６）に曝露し、これによりレーンから可溶性ネガティブフォトレジストが除去された。
次に、５重量％のＫＯＬＬＩＣＯＡＴ（登録商標）ＩＲ及び５重量％のエタノールを含む水溶液を、パターン化されていないガラススライド上にスピンコーティングした。水溶液はレーンをコーティングし、不溶性のネガティブフォトレジストを結合領域上にコーティングした。水溶液を約４０℃～約６０℃の範囲の温度で乾燥させて、保護コーティングを実行した。
最後に、様々な材料がその上にコーティングされたパターン化されていないガラススライドをアセトンに曝露して１分間超音波処理した後、新しいアセトンに曝露して４分間超音波処理した。アセトンが選択されたのは、それが不溶性のネガティブフォトレジストのためのリフトオフ試薬であり、保護コーティングがそれに可溶性でないからである。
図１１は、不溶性のネガティブフォトレジストのリフトオフ後のパターン化されていないガラススライドの一部分の写真の白黒複製を例示する。描写されているように、保護コーティングはレーンに存在し、不溶性のネガティブフォトレジストも堆積された保護コーティングも結合領域上に存在しなかった。
図１０を参照して説明したものと同様の方法を使用して、Ｐ５及びＰ７プライマーでグラフト化済みＰＡＺＡＭを、ガラスウェハの上のパターン化ナノインプリントリソグラフィ樹脂のレーンに塗布した。レーンの寸法は、幅４．５ｍｍ、長さ１２０ｍｍであった。グラフト化済みＰＡＺＡＭは、水溶液中に０．３重量％で存在した。
精密ガントリツールは、プログレッシブキャビティポンプ及び１７ゲージ先端を有する円錐形ステンレス鋼製ノズルを含んでいた。エアギャップは約６５μｍに設定し、流量は２μＬ／秒に設定した。
グラフト化済みＰＡＺＡＭを基材の各レーン内に堆積させ、乾燥させた。
ハイブリッド化に基づくＣＦＲ品質管理試験を実行した。ＣＦＲ品質管理試験は、Ｐ５／Ｐ７プライマーに相補的な配列を有するＣａｌＦｌｕｏｒ Ｒｅｄ（赤色色素）標識オリゴヌクレオチドを利用する。ＣＦＲプライマーを導入し、表面上のＰ５／Ｐ７プライマーにハイブリッド化させ、過剰なＣＦＲプライマーを洗い流した。付着した色素濃度を蛍光検出によって測定した。
図１２は、品質管理試験後のパターン化された基材のグレースケール蛍光画像を例示する。暗いレーンは高い蛍光強度を指し示し、白色の周囲領域は低い蛍光強度を指し示した。これらの結果は、ＣＦＲプライマーがレーン中のグラフト化済みＰＡＺＡＭにハイブリッド化することを実証した。これらの結果はまた、これらの領域がプライマーハイブリッド化のためのグラフト化済みＰＡＺＡＭを欠如していたので、ＣＦＲプライマーが結合領域にハイブリッド化しなかったことを実証した。
図１０を参照して説明したものと同様の方法を用いて、ＫＯＬＬＩＣＯＡＴ（登録商標）ＩＲ（ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐ．から入手可能なポリビニルアルコール／ポリエチレングリコールグラフトコポリマー）を、ガラスウェハ上のパターン化されたナノインプリントリソグラフィ樹脂のレーンの部分に塗布した。レーンをＰＡＺＡＭでコーティングし、これに蛍光標識オリゴヌクレオチドをグラフト化した。周囲の結合領域は、その上にコーティングされたＰＡＺＡＭを有しなかった。１５重量％のＫＯＬＬＩＣＯＡＴ（登録商標）ＩＲを用いて水溶液を調製した。水溶液を、プログレッシブキャビティポンプ及び１７ゲージ先端を有する円錐形ステンレス鋼製ノズルを備えた精密ガントリツールを使用してレーン内に堆積させた。エアギャップは約６５μｍに設定し、流量は２μＬ／秒に設定した。
比較のために、圧力ベースのポンプ及び１７ゲージ先端を有するプラスチック円錐ノズルを備えた比較ツールを使用して、水溶液をレーン内に堆積させた。エアギャップは少なくとも２００μｍであった。比較ツール上の流量は制御できない。
水溶液をディスペンスして乾燥させた後、顕微鏡を使用して、いくつかのレーン及び周囲の結合領域の部分の蛍光画像を撮影した。図１３Ａは、例示的なレーン及び周囲の結合領域を描写し、図１３Ｂ及び図１３Ｃは、比較例のレーン及び周囲の結合領域を異なる倍率で描写する。図１３Ａのレーン中の中央の黒色部分は保護コーティングであり、これは下にあるフルオロフォアの強度を低下させた。周囲の白い部分は、その上に保護コーティングが塗布されていないレーンの残りの部分であった。図１３Ａに示されるように、線忠実度は、例示的な保護コーティングについて正確であった。対照的に、図１３Ｂ及び図１３Ｃの比較保護コーティングは、望ましくないほど広がり、したがって、線は、正確ではなかった。これは、塗布された材料の厚さにわたる又はリフローに対する制御を可能にしない圧力ベースのポンプによるものであった可能性がある。
更に別の比較のために、スクリーン印刷及びインクジェット印刷の両方を、水溶液を堆積させるために試みた。スクリーン印刷は、メッシュの目詰まり及び塗布されたコーティング中の気泡生成のために失敗した。インクジェット印刷は、目詰まりしたノズル及び噴出気泡のために失敗した。
追記事項
以下により詳細に考察される、前述の概念及び更なる概念の全ての組み合わせが、（かかる概念が相互に矛盾しなければ）本明細書に開示される発明の主題の一部であると企図されることを理解されたい。具体的には、本開示の終わりに現れる特許請求される主題の全ての組み合わせは、本明細書に開示される発明の主題の一部であると企図される。本明細書で明示的に用いられ、また参照により組み込まれる任意の開示においても出現し得る用語は、本明細書で開示される特定の概念と最も一致する意味が与えられるべきであることも理解すべきである。
以下により詳細に考察される、前述の概念及び更なる概念の全ての組み合わせが、（かかる概念が相互に矛盾しなければ）本明細書に開示される発明の主題の一部であると企図されることを理解されたい。具体的には、本開示の終わりに現れる特許請求される主題の全ての組み合わせは、本明細書に開示される発明の主題の一部であると企図される。本明細書で明示的に用いられ、また参照により組み込まれる任意の開示においても出現し得る用語は、本明細書で開示される特定の概念と最も一致する意味が与えられるべきであることも理解すべきである。
「一例（one example）」、「別の例」、「一例（an example）」などへの本明細書全体を通じての言及は、例に関連して記載されている特定の要素（例えば、特徴、構造、及び／又は特性）が、本明細書に記載されている少なくとも１つの例に含まれており、他の例に存在していても、存在していなくてもよいことを意味している。加えて、文脈上明確に別段の指示がない限り、任意の例に関する記載の要素は、様々な例において任意の好適な様式で組み合わせられ得ることを理解すべきである。
本明細書に提供される範囲は、そのような値又は部分範囲が明示的に列挙されているかのように、示される範囲及びその示される範囲内の任意の値又は部分範囲を含むことを理解されたい。例えば、約４００ｎｍ～約１μｍ（１０００ｎｍ）の範囲は、約４００ｎｍ～約１μｍの明示的に引用された制限を含むだけでなく、個別の値、例えば約７０８ｎｍ、約９４５．５ｎｍなど、及び部分範囲、例えば約４２５ｎｍ～約８２５ｎｍ、約５５０ｎｍ～約９４０ｎｍなどもまた含むと解釈されなければならない。更に、「約」及び／又は「実質的に」が値を説明するために使用される場合、これらは、記載した値の微小な変化（最大±１０％）を包含することを意味する。
いくつかの実施例を詳細に説明してきたが、開示された例は修正され得ることを理解すべきである。したがって、これまでの説明は非限定的なものであると考えるべきである。
Claims (27)
- 方法であって、
水溶性保護コーティング溶液を、結合領域の上、及びｉ）パターン化された構造のパターン化された領域であって、少なくともポリマーヒドロゲルを有する凹部と、前記凹部を分離する間隙領域とを含む、パターン化された領域、又はｉｉ）パターン化されていない構造のレーン領域であって、少なくとも前記ポリマーヒドロゲルを有するレーンを含む、レーン領域のいずれかの上に、塗布することと、
前記水溶性保護コーティング溶液を乾燥させて、前記結合領域の上、及びｉ）前記パターン化された領域又はｉｉ）前記レーン領域のいずれかの上に、固体コーティング又はゲルコーティングを形成することと、
前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングの部分を、前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングの他の部分をｉ）前記パターン化された領域又はｉｉ）前記レーン領域のいずれかの上に残したまま、前記結合領域から選択的に除去することと、を含む、方法。 - 前記水溶性保護コーティング溶液を塗布する前に、前記方法が、
前記結合領域の上、及びｉ）前記パターン化された領域又はｉｉ）前記レーン領域のいずれかの上に、フォトレジストを塗布することと、
前記フォトレジストをパターン化して、前記結合領域上に不溶性フォトレジストを生成し、ｉ）前記パターン化された領域又はｉｉ）前記レーン領域のいずれかから前記フォトレジストを除去することと、を更に含む、請求項１に記載の方法。 - 前記水溶性保護コーティング溶液が前記不溶性フォトレジストの上に塗布され、
前記結合領域から前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングの前記部分を選択的に除去することが、前記不溶性フォトレジストを除去剤にてリフトオフすることを伴い、前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングが前記除去剤にて不溶性である、請求項２に記載の方法。 - 前記ポリマーヒドロゲルが前記凹部内又は前記レーン内に導入される前に、前記フォトレジストが塗布及びパターン化され、
前記フォトレジストが塗布及びパターン化された後、かつ前記水溶性保護コーティング溶液を塗布する前に、前記方法が、
ｉ）前記不溶性フォトレジスト、前記凹部、及び前記間隙領域、又はｉｉ）前記不溶性フォトレジスト及び前記レーンのいずれかの上に前記ポリマーヒドロゲルを堆積させることと、
少なくとも前記不溶性フォトレジストから前記ポリマーヒドロゲルをポリッシュすることと、を更に含む、請求項３に記載の方法。 - 前記水溶性保護コーティング溶液を乾燥した後に、前記方法が、
前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングの上にフォトレジストを塗布することと、
前記フォトレジストをパターン化して、前記結合領域の上の前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングの前記部分から前記フォトレジストを除去し、ｉ）前記パターン化された領域又はｉｉ）前記レーン領域のいずれかの上の前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングの他の部分の上に、不溶性フォトレジストを生成することと、を更に含む、請求項１に記載の方法。 - 前記結合領域から前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングの前記部分を選択的に除去することは、前記不溶性フォトレジストが所定の位置にある状態で前記部分をドライエッチング又は水リンスに曝露することを伴う、請求項５に記載の方法。
- 前記不溶性フォトレジストを除去剤にてリフトオフすることを更に含み、前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングが前記除去剤にて不溶性である、請求項６に記載の方法。
- 前記パターン化された構造又は前記パターン化されていない構造が、透明ベース支持体、前記透明ベース支持体の上のパターン化されたマスク層、及び前記パターン化されたマスク層及び前記透明ベース支持体の上のパターン化された透明層を含む、多層スタックであり、
前記パターン化されたマスク層のパターンが、前記結合領域に対応し、
前記水溶性保護コーティング溶液を乾燥させた後、前記方法が、
前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングの上にネガティブフォトレジストを塗布することと、
前記透明ベース支持体を通して前記ネガティブフォトレジストを光に曝露することであって、それにより、ｉ）前記パターン化された領域又はｉｉ）前記レーン領域のいずれかを覆う前記ネガティブフォトレジストの部分が前記不溶性フォトレジストを画定し、前記パターン化されたマスク層及び前記結合領域を覆う前記ネガティブフォトレジストの部分が可溶性になる、曝露することと、を更に含む、請求項１に記載の方法。 - 前記結合領域から前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングの前記部分を選択的に除去することが、前記部分を前記ネガティブフォトレジストの現像液に曝露することを伴う、請求項８に記載の方法。
- 溶媒にて前記不溶性フォトレジストをリフトオフすることを更に含み、該溶媒に対して前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングが不活性である、請求項９に記載の方法。
- 前記水溶性保護コーティング溶液を乾燥させた後、前記方法が、前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングの他の部分の上に金属層を選択的に塗布することを更に含み、
前記結合領域から前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングの前記部分を選択的に除去することは、前記金属層が所定の位置にある状態で前記部分をドライエッチングに曝露することを伴い、
前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングの前記部分を選択的に除去した後、前記方法が、前記金属層を除去することを更に含む、請求項１に記載の方法。 - 前記結合領域から前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングの前記部分を選択的に除去することが、前記結合領域の上の前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングの前記部分をレーザでパターン化することを伴う、請求項１に記載の方法。
- 前記結合領域から前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングの前記部分を選択的に除去することが、前記結合領域が曝露されるまで前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングを時間指定してドライエッチングすることを伴う、請求項１に記載の方法。
- 前記方法が、前記パターン化された構造を利用し、前記水溶性保護コーティング溶液を塗布する前に、前記方法が、前記パターン化された構造を、
基材の上に金属層を塗布することと、
前記金属層の上にフォトレジストを塗布することと、
前記フォトレジストをパターン化して、凹部パターンを画定する不溶性フォトレジストを生成することと、
前記凹部パターンに従って前記金属層の部分及び前記基材の下にある部分をエッチングして、前記基材に前記凹部を形成することと、
前記不溶性フォトレジストを除去することと、
前記ポリマーヒドロゲルを前記凹部内及び前記金属層の残りの部分の上に塗布することと、によって形成することを更に含む、請求項１に記載の方法。 - 前記水溶性保護コーティング溶液が前記ポリマーヒドロゲルの上に塗布され、
前記結合領域から前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングの前記部分を選択的に除去することが、前記金属層を除去剤にてリフトオフすることを伴い、前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングが前記除去剤にて不溶性であり、
前記ポリマーヒドロゲル、及び前記金属層上の前記固体コーティング又は前記ゲルコーティングが前記金属層でリフトオフされる、請求項１４に記載の方法。 - 方法であって、
水溶性保護コーティング溶液を、ｉ）パターン化された構造のパターン化された領域であって、少なくともポリマーヒドロゲルを有する凹部と、前記凹部を分離する間隙領域とを含む、パターン化された領域、又はｉｉ）パターン化されていない構造のレーン領域であって、少なくとも前記ポリマーヒドロゲルを有するレーンを含む、レーン領域のいずれかの上に、塗布することであって、それにより、前記パターン化された構造の疎水性結合領域が、曝露されたままである、塗布することと、
前記水溶性保護コーティング溶液を乾燥させて、ｉ）前記パターン化された領域又はｉｉ）前記レーン領域のいずれかの上に固体コーティング又はゲルコーティングを形成することと、を含む、方法。 - フローセルであって、
基材と、
前記基材上に存在し、かつ間隙領域によって互いに隔離された、複数の官能化パッドであって、前記複数の官能化パッドの各々が、
ポリマーヒドロゲルと、
前記ポリマーヒドロゲルに付着したプライマーと、を含む複数の官能化パッドと、
前記複数の官能化パッドの上に存在し、かつ前記間隙領域の上には存在しない保護コーティングと、を含む、フローセル。 - 方法であって、
透明ベース支持体上の金属層をパターン化して、ｉ）前記透明ベース支持体の第１の間隙領域によって分離された金属ポスト、及び、ｉｉ）前記透明ベース支持体の結合領域を画定することと、
前記第１の間隙領域及び前記結合領域の上に不溶性のネガティブフォトレジストを生成することと、
前記金属ポストをエッチングして、前記透明ベース支持体の第２の間隙領域を曝露することと、
前記不溶性フォトレジスト及び前記第２の間隙領域の上にポリマーヒドロゲルを塗布することと、
水溶性保護コーティング溶液を前記ポリマーヒドロゲルの上に塗布することと、
前記水溶性保護コーティング溶液を乾燥させて、前記ポリマーヒドロゲルの上に固体コーティング又はゲルコーティングを形成することと、
前記不溶性のネガティブフォトレジストをリフトオフして、コーティングされた官能化パッド、前記結合領域、及び前記第１の間隙領域を曝露することと、を含む、方法。 - 前記不溶性のネガティブフォトレジストを生成することが、
前記金属ポスト、前記第１の間隙領域、及び前記結合領域の上にネガティブフォトレジストを塗布することと、
前記透明ベース支持体を通して前記ネガティブフォトレジストを光に曝露することであって、それにより、前記第１の間隙領域及び前記結合領域を覆う前記ネガティブフォトレジストの部分が前記不溶性のネガティブフォトレジストを画定し、前記金属ポストを覆う前記ネガティブフォトレジストの部分が可溶性になる、曝露することと、
前記ネガティブフォトレジストの前記可溶性部分を除去することと、を伴う、請求項１８に記載の方法。 - 前記金属層をパターン化することは、
多層スタックの樹脂層をインプリントして、凹部パターン及び結合領域パターンを形成することであって、前記多層スタックがベース支持体の上の前記金属層の上の前記樹脂層を含む、形成することと、
前記透明ベース支持体の前記第１の間隙領域及び前記透明ベース支持体の前記結合領域が曝露されるまで前記凹部パターン及び前記結合領域パターンにおける前記樹脂層及び前記金属層をエッチングすることと、を伴う、請求項１８に記載の方法。 - 方法であって、
精密ディスペンス・ツールのノズルに対して、画定された特徴を有する基材を位置決めして、前記基材の表面と前記ノズルの表面との間のエアギャップが０μｍ超～約１００μｍの範囲となるようにすることと、
ｉ）ヒドロゲル水溶液、ｉｉ）グラフト化済みヒドロゲル水溶液、又はｉｉｉ）水溶性保護コーティング溶液を、約０．１５μＬ／秒～約２０μＬ／秒の範囲の流量で前記ノズルから前記特徴にディスペンスすることであって、それにより、前記特徴を囲む前記基材の前記表面には、ｉ）前記ヒドロゲル水溶液、ｉｉ）前記グラフト化済みヒドロゲル水溶液、又はｉｉｉ）前記水溶性保護コーティング溶液が存在しないままである、ディスペンスすることと、を含む、方法。 - 前記ノズルが、ステンレス鋼製の円錐形ノズルである、請求項２１に記載の方法。
- 前記ディスペンスの前後に、前記ステンレス鋼製の円錐形ノズルを水中に維持することを更に含む、請求項２２に記載の方法。
- 前記ステンレス鋼製の円錐形ノズルが、約１７～約３０の範囲のゲージを有する、請求項２２に記載の方法。
- 前記ステンレス鋼製の円錐形ノズルが、疎水性層でコーティングされている、請求項２２に記載の方法。
- 前記ディスペンスが、約１０μｍ以下の厚さを有するｉ）前記ヒドロゲル水溶液、ｉｉ）前記グラフト化済みヒドロゲル水溶液、又はｉｉｉ）前記水溶性保護コーティング溶液の層を形成するために実行される、請求項２１に記載の方法。
- 前記精密ディスペンス・ツールが、約７５ｍｍ／秒～約３５０ｍｍ／秒の範囲の線形ガントリ速度で動作される、請求項２１に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202063125716P | 2020-12-15 | 2020-12-15 | |
| US63/125,716 | 2020-12-15 | ||
| PCT/US2021/063309 WO2022132769A2 (en) | 2020-12-15 | 2021-12-14 | Flow cell coating methods |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024500383A true JP2024500383A (ja) | 2024-01-09 |
Family
ID=80119290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023536042A Pending JP2024500383A (ja) | 2020-12-15 | 2021-12-14 | フローセルのコーティング方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220187710A1 (ja) |
| EP (1) | EP4264371A2 (ja) |
| JP (1) | JP2024500383A (ja) |
| KR (1) | KR20230128487A (ja) |
| CN (1) | CN116670594A (ja) |
| AU (1) | AU2021400828A1 (ja) |
| CA (1) | CA3201762A1 (ja) |
| TW (1) | TW202230490A (ja) |
| WO (1) | WO2022132769A2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW202130416A (zh) * | 2019-12-20 | 2021-08-16 | 美商伊路米納有限公司 | 流動池 |
| WO2024044705A1 (en) * | 2022-08-26 | 2024-02-29 | Illumina, Inc. | Flow cells with patterned bonding regions |
| US20240207842A1 (en) * | 2022-12-16 | 2024-06-27 | Illumina, Inc. | Flow cells |
| WO2024130153A1 (en) * | 2022-12-16 | 2024-06-20 | Illumina, Inc. | Flow cells with a patterned substrate |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3975272B2 (ja) * | 2002-02-21 | 2007-09-12 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 超微細流体ジェット装置 |
| WO2011139344A2 (en) * | 2010-04-28 | 2011-11-10 | Pacific Biosciences Of California, Inc | Nanoscale apertures having islands of functionality |
| US11903612B2 (en) * | 2013-11-04 | 2024-02-20 | University Of Iowa Research Foundation | Bioprinter and methods of using same |
| CN106948014B (zh) * | 2017-04-26 | 2019-03-12 | 西安交通大学 | 一种大高度微纳结构的三维熔融静电打印方法 |
| NL2019044B1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | Illumina Inc | Protective surface coatings for flow cells |
| EP3807002A1 (en) * | 2018-06-14 | 2021-04-21 | Corning Incorporated | Patterned microfluidic devices and methods for manufacturing the same |
| CR20190591A (es) * | 2018-06-29 | 2020-02-26 | Illumina Cambridge Ltd | Cubetas de lectura |
| US11639021B2 (en) * | 2018-08-09 | 2023-05-02 | Carnegie Mellon University | Method and device for producing vasculature through extrusion-based 3D printing |
| US11841310B2 (en) * | 2018-12-17 | 2023-12-12 | Illumina, Inc. | Flow cells and sequencing kits |
| TW202100247A (zh) * | 2019-01-29 | 2021-01-01 | 美商伊路米納有限公司 | 流通槽 |
| CN113677502B (zh) * | 2019-02-11 | 2024-04-12 | Ppg工业俄亥俄公司 | 制作耐化学性密封组件的方法 |
| AU2021352376A1 (en) * | 2020-09-29 | 2023-01-05 | Illumina, Inc. | Flow cells and methods for making the same |
-
2021
- 2021-12-14 KR KR1020237023424A patent/KR20230128487A/ko unknown
- 2021-12-14 AU AU2021400828A patent/AU2021400828A1/en active Pending
- 2021-12-14 TW TW110146725A patent/TW202230490A/zh unknown
- 2021-12-14 EP EP21852001.3A patent/EP4264371A2/en active Pending
- 2021-12-14 CA CA3201762A patent/CA3201762A1/en active Pending
- 2021-12-14 CN CN202180083794.0A patent/CN116670594A/zh active Pending
- 2021-12-14 WO PCT/US2021/063309 patent/WO2022132769A2/en active Application Filing
- 2021-12-14 US US17/550,681 patent/US20220187710A1/en active Pending
- 2021-12-14 JP JP2023536042A patent/JP2024500383A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4264371A2 (en) | 2023-10-25 |
| KR20230128487A (ko) | 2023-09-05 |
| CN116670594A (zh) | 2023-08-29 |
| WO2022132769A2 (en) | 2022-06-23 |
| TW202230490A (zh) | 2022-08-01 |
| AU2021400828A1 (en) | 2023-06-22 |
| WO2022132769A3 (en) | 2022-09-01 |
| CA3201762A1 (en) | 2022-06-23 |
| US20220187710A1 (en) | 2022-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN212476738U (zh) | 流动池 | |
| JP2024500383A (ja) | フローセルのコーティング方法 | |
| US20210190675A1 (en) | Flow cells | |
| JP2023544469A (ja) | フローセル及びそれを作製するための方法 | |
| US20220097048A1 (en) | Methods for making flow cells | |
| KR20240017820A (ko) | 플로우 셀 및 이의 제조 방법 | |
| KR20240017849A (ko) | 플로우 셀 및 이의 제조 방법 | |
| TW202317263A (zh) | 流通槽及其製造方法 | |
| TW202317262A (zh) | 流通槽及其製造方法 | |
| US20240210829A1 (en) | Methods for making flow cells | |
| US20240207839A1 (en) | Flow cells | |
| TW202335738A (zh) | 流體槽及其製造方法 | |
| WO2023180161A2 (en) | Methods for making flow cell surfaces |