JP2024520575A - フローセル及びそれを作製するための方法 - Google Patents

フローセル及びそれを作製するための方法 Download PDF

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Abstract

フローセルを作製する方法の一例では、感光材料が、間隙領域によって分離された凹部を含む樹脂層の上に堆積され、凹部は、第１の厚さを有する第１の樹脂部分の上にあり、間隙領域は、第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有する第２の樹脂部分の上にある。第１の厚さ及び第２の厚さに基づく所定の紫外線量が樹脂層を介して照射され、それによって凹部の上にある感光材料が紫外線に露光され、第２の樹脂部分が紫外線を吸収し、それによって、樹脂層の上の第１の所定の領域に変化した感光材料を画定する。変化した感光材料は、樹脂層上の第１の所定領域又は第２の所定領域に官能化層を生成するために利用される。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２１年５月３１日に出願された米国特許仮出願第６３／１９５，１２６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。
（配列表の参照）
ＥＦＳ－Ｗｅｂを介して本明細書に添えて提出された配列表は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。ファイルの名称は、ＩＬＩ２２０ＢＰＣＴ＿ＩＰ－２１５２－ＰＣＴ２＿Ｓｅｑｕｅｎｃｅ＿Ｌｉｓｔｉｎｇ＿ＳＴ２５．ｔｘｔであり、ファイルサイズは３，０５９バイトであり、ファイル作成日は２０２２年５月１９日である。
核酸を配列決定するためのいくつかの利用可能なプラットフォームは、合成による配列決定アプローチを利用している。このアプローチでは、新生鎖が合成され、成長鎖への各モノマー（例えば、ヌクレオチド）の付加が、光学的及び／又は電子的に検出される。鋳型鎖は新生鎖の合成を指示するので、合成中に成長鎖に付加された一連のヌクレオチドモノマーから鋳型ＤＮＡの配列を推測することができる。いくつかの例では、逐次的なペアエンド配列決定が使用され得、順方向鎖は配列決定及び除去され、次いで逆方向鎖が構築及び配列決定される。他の例では、同時ペアエンド配列決定が使用され得、順方向鎖及び逆方向鎖は同時に配列決定される。
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。
Ａは、例示的なフローセルの上面図である。Ｂ～Ｅ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。 本明細書に開示されるフローセルで使用されるプライマーセットの異なる例の概略図である。 本明細書に開示されるフローセルで使用されるプライマーセットの異なる例の概略図である。 本明細書に開示されるフローセルで使用されるプライマーセットの異なる例の概略図である。 本明細書に開示されるフローセルで使用されるプライマーセットの異なる例の概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャのまた更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法のまた更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャのまた更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法のまた更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャのまた更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法のまた更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャのまた更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法のまた更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャのまた更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法のまた更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部の一例を含む透明基板の概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャの別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャの別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャの別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャの別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャの別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャの別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャの別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャの別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャの別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャのまた更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャのまた更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャのまた更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャのまた更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャのまた更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャのまた更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャのまた更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部を含むフローセルアーキテクチャのまた更に別の一例をパターニングするために使用されるマスクを作成するために、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセル構造の一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセル構造の一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセル構造の一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセル構造の一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセル構造の一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 凹部を含むフローセル構造の一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さを有する凹部の一例を含む樹脂層の概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の２つの例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別の一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別の一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別の一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別の一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別の一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別の一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別の一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの更に別の一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法のまた更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法のまた更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法のまた更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法のまた更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法のまた更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法のまた更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法のまた更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法のまた更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部を含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法のまた更に別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部のサブセットを含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部のサブセットを含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部のサブセットを含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部のサブセットを含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部のサブセットを含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部のサブセットを含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部のサブセットを含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部のサブセットを含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部のサブセットを含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 複数の深さの凹部のサブセットを含むフローセルアーキテクチャの一例をパターニングするために変動する厚さの樹脂層を使用する方法の別の一例を、これらの図が全体で示す概略図である。 それぞれ、フローセル上にスパッタリングされたアルミニウム膜の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）画像及び共焦点顕微鏡画像（白黒で再現）である。 それぞれ、フローセル上にスパッタリングされたアルミニウム膜の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）画像及び共焦点顕微鏡画像（白黒で再現）である。 図１８Ａの走査型電子顕微鏡写真の部分拡大写真であり、凹部の底部及び間隙領域の一部を示すものである。 図１８Ａの走査型電子顕微鏡写真の部分拡大写真であり、凹部の底部及び間隙領域の一部を示すものである。 図４Ｅに示されるものと同様のフローセル表面の上面図のＳＥＭ写真であり、金属膜が、不溶性ネガ型フォトレジストを間隙領域上ではなく凹部内に生成するために使用されている。 図４Ｇに示されるものと同様のフローセル表面の共焦点顕微鏡写真であり、ここでは金属膜が、官能化層を間隙領域上ではなく凹部内に生成するために使用されている。 間隙領域において５００ｎｍ及び凹部において１５０ｎｍの厚さを有する樹脂層を含むフローセルの上面ＳＥＭ写真であり、ネガ型フォトレジストを２６０ｍＪ／ｃｍ２裏面露光で現像した後のＳＥＭ写真である。 間隙領域において５００ｎｍ及び凹部において１５０ｎｍの厚さを有する樹脂層を含むフローセルの上面ＳＥＭ写真であり、ネガ型フォトレジストを９０ｍＪ／ｃｍ２裏面露光で現像した後のＳＥＭ写真である。 間隙領域において５００ｎｍ及び凹部において１５０ｎｍの厚さを有する樹脂層を含むフローセルの上面ＳＥＭ写真であり、ネガ型フォトレジストを３０ｍＪ／ｃｍ２裏面露光で現像した後のＳＥＭ写真である。
本明細書に開示されるフローセルの例は、配列決定のために使用されてもよく、その例としては、逐次ペアエンド核酸配列決定又は同時ペアエンド核酸配列決定が挙げられる。
逐次的ペアエンド配列決定のために、プライマーセットは、フローセルの各凹部内及び／又は各官能化層パッド上に付着される。プライマーセット中のプライマーは、順方向鎖が生成され、配列決定され、次いで除去されることを可能にし、次いで逆方向鎖が生成され、配列決定され、次いで除去されることを可能にする直交切断（線状化）化学物質を含む。これらの例において、直交切断化学物質は、セット中の異なるプライマーに付着された異なる切断部位を介して実現され得る。これらのフローセルを生成するための、いくつかの例示的な方法を説明する。
同時ペアエンド配列決定のために、異なるプライマーセットが、フローセルの各凹部内及び／又は各官能化層パッド上の異なる領域に結合される。これらの例では、プライマーセットは、切断（線形化）化学物質が異なる領域で直交するように制御され得る。これらの例において、直交切断化学は、異なるセット内の異なるプライマーに付着した同一の切断部位によって、又は異なるセット内の異なるプライマーに付着した異なる切断部位によって実現され得る。これにより、１つの領域で順方向鎖のクラスターを生成することができ、別の領域で逆方向鎖のクラスターを生成することができる。ある例では、上記の領域どうしは互いに直接隣接している。別の例では、領域間の任意の空間は十分に小さく、クラスタリングが２つの領域にまたがり得る。これらの例のいずれにおいても、順鎖及び逆鎖は空間的に分離され、これは、各リードの同時ベースコールを可能にしながら、両方のリードからの蛍光シグナルを分離する。これらのフローセルを生成するための、いくつかの例示的な方法が記載される。
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。
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）などの用語が使用される。これらの方向を示す用語は、特定の配向を示すという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ということを理解すべきである。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。
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ということを理解すべきである。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。
「アクリルアミドモノマー」は、構造
Figure 2024520575000002
 を有するモノマー、又はアクリルアミド基を含むモノマーである。アクリルアミド基を含むモノマーの例としては、アジドアセトアミドペンチルアクリルアミド：
Figure 2024520575000003
 及びＮ－イソプロピルアクリルアミド：
Figure 2024520575000004
 が挙げられる。他のアクリルアミドモノマーを使用してもよい。
本明細書で使用される場合、「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灰化を使用して達成され得る。図は、プラズマ灰化からの別個のシラン化層又は－ＯＨ基を描写していないが、活性化は、活性化された支持体又は層の表面にシラン化層又は－ＯＨ基を生成して、官能化層を下にある支持体又は層に共有結合させるというということを理解すべきである。
アルデヒドは、本明細書で使用される場合、構造－ＣＨＯを有する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、
Figure 2024520575000005
 である。
本明細書で使用される場合、「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場合、「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場合、「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場合、「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。
「アミン」又は「アミノ」官能基は、－ＮＲａＲｂ基を指し、式中、Ｒａ及びＲｂは各々、独立して、本明細書で定義される、水素（例えば、
Figure 2024520575000006
 ）、Ｃ１～６アルキル、Ｃ２～６アルケニル、Ｃ２～６アルキニル、Ｃ３～７カルボシクリル、Ｃ６～１０アリール、５～１０員のヘテロアリール、及び５～１０員のヘテロシクリルから選択される。
本明細書で使用される場合、「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官能化ポリマーに付着され得る。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、別の材料に結合されるパターニングされた構造の領域を指し、その別の材料の例は、スペーサ層、蓋、別のパターニングされた構造など、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パターニングされた構造）であり得る。結合領域にて形成される結合は、化学結合（上述の通り）、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場合、「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場合、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場合、「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場合、「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場合、「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、環系の中のいずれの環も芳香族ではない。
本明細書で使用される場合、「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。一例としては、シクロオクチンがある。別の例としては、ビクロノニンがある。本明細書で使用される場合、「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。
本明細書で使用される場合、「堆積」という用語は、手作業であっても自動であってもよく、いくつかの場合では表面特性の改質をもたらす、任意の好適な塗布技術を指す。一般に、堆積は、蒸着技術、コーティング技術、グラフト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、スクリーン印刷、マイクロコンタクト印刷、インクジェット印刷などが挙げられる。
本明細書に使用されるとき、「凹部」という用語は、塩基担体又は多層スタックの層の間隙領域によって少なくとも部分的に包囲される表面開口部を有する、ベース支持体又は多層スタックの層における不連続の凹状の特徴を指す。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。凹部はまた、尾根、階段状の形状など、より複雑な構造を有し得る。
「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場合、「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、
Figure 2024520575000007
 を指す。
本明細書で使用される場合、「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場合、「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つのパターニングされた構造の間に画定され得るので、パターニングされた構造の表面化学物質と流体連通し得る。他の例では、フローチャネルは、パターニングされた構造と蓋との間に画定され得るので、パターニングされた構造の表面化学物質と流体連通し得る。
本明細書で使用される場合、「官能化層」又は「官能化層パッド」は、フローセル基材の少なくとも一部分の上に塗布されるゲル材料を指す。ゲル材料は、プライマーに付着することができる官能基を含む。官能化層は、基板内に画定された凹部の一部分内に配置することができる。官能化層パッドは、実質的に平坦な基材表面上に位置し、したがって実質的に平坦な基材表面から突出しているように見える。「官能化層」という用語はまた、基材の全部又は一部の上に塗布され、かつ更なる処理に曝されて、凹部の部分内の官能化層、又は実質的に平坦な基材表面上の官能化層パッドを画定する、ゲル材料も指す。
本明細書で使用される場合、「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場合、「ヘテロシクリル」は、環骨格中に少なくとも１個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。ヘテロシクリルどうしは、縮合、架橋、又はスピロ結合式に、一体に結合されてもよい。ヘテロシクリルは、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。ヘテロシクリル基は、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）を有し得る。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場合、「ヒドラジン」又は「ヒドラジニル」という用語は、－ＮＨＮＨ２基を指す。
本明細書で使用される場合、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、
Figure 2024520575000008
 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、Ｃ１～６アルキル、Ｃ２～６アルケニル、Ｃ２～６アルキニル、Ｃ３～７カルボシクリル、Ｃ６～１０アリール、５～１０員のヘテロアリール、及び５～１０員のヘテロシクリルから独立して選択される。
本明細書で使用される場合、「ヒドロキシ」又は「ヒドロキシル」は、－ＯＨ基を指す。
本明細書で使用される場合、「間隙領域」という用語は、例えば、凹部（凹状領域）又は官能化層パッドを分離するベース支持体又は多層スタックの層の領域を指す。例えば、間隙領域は、アレイの１つの凹部を、アレイの別の凹部から分離することができる。互いに分離された２つの凹部は、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、凹部又はパッドは、例えばそれ以外の場合には連続的である表面に画定される複数の凹部、又はそうでなければ連続的である表面に画定される複数のパッドの場合のように、別個である。他の例では、間隙領域及び特徴は、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、その中にポリマーとプライマーとのセット（複数可）を有することができ、間隙領域は、ポリマーとプライマーとのセット（複数可）を含まないことができる。
本明細書で使用される「感光材料」という用語は、フォトレジスト又は別の紫外線硬化性樹脂を指す。
本明細書で使用される場合、「ネガ型フォトレジスト」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材料を指す。これらの例では、不溶性のネガ型フォトレジストは、現像液中で５％未満の溶解度を有する。ネガ型フォトレジストでは、露光は、材料の曝露部分が現像液中で（非曝露部分よりも）溶解度が低くなるように化学構造を変化させる。不溶性ネガ型フォトレジストは、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９９％可溶であり得る。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。
不溶性のネガ型フォトレジストとは対照的に、露光されないネガ型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、露光されないネガ型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場合、「ニトリルオキシド」は、「ＲａＣ≡Ｎ＋Ｏ－」基を意味し、式中の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場合、「ニトロン」は、
Figure 2024520575000009
 基を意味し、式中、Ｒ３が、水素（Ｈ）ではないことを除いて、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は、本明細書で定義されるＲａ及びＲｂ基のいずれかであり得る。
本明細書で使用される場合、「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では、糖は、リボースであり、ＤＮＡでは、糖は、デオキシリボース、すなわち、リボースの２’位に存在するヒドロキシル基が欠如している糖である。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１Ｅでは、樹脂層１８、１８’は、ベース支持体１７、１７’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１７、１７’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１Ｅでは、官能化層２４、２６は、２つが間接的に接触するように、ベース支持体１７、１７’の上に位置付けられている。樹脂層１８、１８’はそれらの間に配置される。
「パターニングされた樹脂」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。本明細書に開示される例のいくつかにおいて、パターニングされた樹脂は、部分的にはその厚さに応じて、紫外線吸収性である部分と紫外線透過性である他の部分とを有し得る。樹脂及び樹脂をパターニングするための技術の具体例は、以下で更に説明される。
「パターニングされた構造」は、例えば、凹部内の、又はそれ以外の場合には支持体又は層表面上に位置付けられた、パターンで表面化学物質を含む層を含むか、又は多層スタックを含む、単層ベース支持体を指す。表面化学物質は、官能化層及びプライマー（例えば、ライブラリーテンプレート捕捉及び増幅のために使用される）を含み得る。いくつかの例では、単層ベース支持体又は多層スタックの層は、表面化学物質のパターンを生成するために、パターニング技術（例えば、エッチング、リソグラフィなど）に曝露されている。しかしながら、「パターニングされた構造」という用語は、そのようなパターニング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、ベース支持体は、その上に官能化層のパターンを有する実質的に平坦な表面であり得る。パターニングされた構造は、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。
本明細書で使用される場合、「多面体オリゴマーシルセスキオキサン」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るが、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。
本明細書で使用される場合、「ポジ型フォトレジスト」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材料を指す。これらの例では、露光されたポジ型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、露光されたポジ型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。ポジ型フォトレジストでは、露光は、材料の曝露部分が現像液中で（非曝露部分よりも）溶解度が高くなるように化学構造を変化させる。
可溶性のポジ型フォトレジストとは対照的に、露光されないポジ型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。不溶性ポジ型フォトレジストは、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９９％可溶であり得る。いくつかの例では、不溶性のポジ型フォトレジストは、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場合、「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ー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場合、「スペーサ層」は、２つの構成要素を互いに結合する物質を指す。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、単層ベース支持体、又は表面化学物質が導入される多層構造を指す。パターニングのために金属膜を利用する方法の例において、単層ベース支持体又は多層構造の層は、フォトレジストをパターニングするために使用され、かつ核酸配列決定において使用される、紫外線を透過することができる。パターニングのために変動する厚さの樹脂層を利用する方法の例では、樹脂層（単層ベース支持体又は多層構造の１つの層であってもよい）は、より薄い部分で紫外線を透過し、より厚い部分で紫外線を吸収することができる。樹脂層が多層構造において使用される場合、多層構造の他の層（複数可）は、フォトレジストをパターニングするために使用され、かつ核酸配列決定において使用される紫外線を透過させることができる。
「五酸化タンタル」という用語は、式Ｔａ２Ｏ５を有する無機化合物を指す。この化合物は、透明であり、約０．２５（２５％）～１（１００％）の範囲の透過率、約０．３５μｍ（３５０ｎｍ）～少なくとも１．８μｍ（１８００ｎｍ）の範囲の波長を有する。「五酸化タンタルベース支持体」又は「五酸化タンタル層」は、Ｔａ２Ｏ５を含み得るか、本質的にそれからなり得るか、又はそれからからなり得る。五酸化タンタルベース支持体又は五酸化タンタル層が、これらの波長のいずれかを有する電磁エネルギーを伝達することが望ましい例では、ベース支持体又は層は、Ｔａ２Ｏ５からなり得るか、又はＴａ２Ｏ５及びベース支持体又は層の所望の透過率を妨げない他の構成要素を含み得るか、若しくはそれから本質的になり得る。
「チオール」官能基とは、－ＳＨを指す。
本明細書で使用される場合、「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、任意選択的に置換され得る。
本明細書で使用される場合、「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、任意選択的に置換され得る。
「透明」という用語は、特定の波長又は波長範囲を透過させる、例えば、ベース支持体又は層の形態の材料を指す。例えば、材料は、ポジ型又はネガ型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。透明なベース支持体又は透明層の透過率は、ベース支持体又は層の厚さ、光の波長、及びそれが曝露される光の線量に依存する。本明細書に開示される例では、透明なベース支持体又は透明層の透過率は、０．２５（２５％）～１（１００％）の範囲であり得る。ベース支持体又は層の材料は、得られるベース支持体又は層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。加えて、ベース支持体又は層の透過率に応じて、露光の時間及び／又は光源の出力電力を増加又は減少させて、透明なベース支持体及び／又は層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、可溶性又は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。
フローセル
逐次的なペアエンド配列決定のためのフローセルの一例は、一般に、パターニングされた構造を含み、その構造は、基材と、基材の少なくとも一部分の上の官能化層と、官能化層に付着した２つの異なるプライマーを含むプライマーセットとを含む。同時ペアエンド配列決定のためのフローセルの一例は、一般的に、パターニングされた構造を含み、その構造は、基材と、基材の少なくとも一部分の上の２つの官能化層と、２つの官能化層に付着した異なるプライマーセットを含む。
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、一体に結合された２つのパターニングされた構造、又は蓋に結合された１つのパターニングされた構造を含み得る。２つのパターニングされた構造の間、又は１つのパターニングされた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（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）がフローセル１０に含まれ得るというという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から隔離され得る。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。
各フローチャネル１２は、入口及び出口（図示せず）と流体連通している。各フローチャネル１２の入口及び出口は、フローセルの対向する端部に配置することができる。それぞれのフローチャネル１２の入口及び出口は、望ましい流体の流れを可能にするフローチャネル１２の長さ及び幅に沿った任意の場所に位置付けられてもよい。
入口は、流体がフローチャネル１２内に導入されることを可能にし、出口は、流体がフローチャネル１２から抽出されることを可能にする。入口及び出口の各々は、流体の導入及び排出を制御する流体制御システム（例えば、リザーバ、ポンプ、バルブ、廃棄物容器などを含む）に流体接続される。
フローチャネル１２は、パターニングされた構造によって少なくとも部分的に画定される。パターニングされた構造は、（図１Ｂ、図１Ｃ、及び図１Ｄに示されるような）単層ベース支持体１４又は１４’、又は（図１Ｅに示すような）多層構造１６’などの基材を含み得る。
パターニングのために金属膜（図１Ｄの参照番号４８を参照）を利用する方法の例では、単層ベース支持体１４は、フォトレジストをパターニングするために使用される光（例えば、紫外線）及び核酸配列決定に使用される光（例えば、紫外線及び可視光）を透過することができる任意の材料であってもよい。これらの特定の例において、好適な材料としては、シロキサン、ガラス、変性又は官能化ガラス、プラスチック（アクリル、ポリスチレン、及びスチレンと他の材料とのコポリマーを含む）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、一部のポリアミド、シリカ又は酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ２）、溶融シリカ、シリカ系材料、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、無機ガラス、樹脂などが挙げられる。ＵＶ光を透過させることができる樹脂の例としては、無機酸化物、例えば五酸化タンタル（例えば、Ｔａ２Ｏ５）若しくは他の酸化タンタル（ＴａＯｘ）、酸化アルミニウム（例えば、Ａｌ２Ｏ３）、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ２）、酸化ハフニウム（例えば、ＨｆＯ２）、インジウムスズ酸化物、二酸化チタンなど、又はポリマー樹脂、例えば多面体オリゴマーシルセスキオキサン系樹脂（例えば、Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ製のＰＯＳＳ（登録商標））、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、非晶質フルオロポリマー樹脂（例えば、Ｂｅｌｌｅｘ社製のＣＹＴＯＰ（登録商標））など、及びこれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの例では、使用される樹脂は、（使用される所定のＵＶ線量で）約０．５～約１、例えば、約０．７５～約１、約０．９～約０．９９の範囲のＵＶ透過率を有する。金属膜と組み合わせて使用される樹脂の厚さは、ＵＶ線量に対して樹脂全体が所望のＵＶ透過率を示すように調整することができる。ある場合には、樹脂の厚さは１５０ｎｍ以下である。
金属膜をパターニングに利用する方法の例では、多層構造１６は、ベース支持体１７と、ベース支持体１７上の樹脂層１８とを含み得る。ここで、ベース支持体１７としては、単層ベース支持体１４に対する材料の任意のものを用いることができ、樹脂層１８としては、単層ベース支持体１４が用い得る樹脂を用いることができる。
パターニングのために変動する厚さの樹脂層を利用する方法の例では、単層ベース支持体１４’は、特定のＵＶ光線量に露光されたときに、その厚さを調整することによってＵＶ吸光度を変更することができる任意の樹脂材料であってよい。樹脂が所定のＵＶ線量に露光されたときに、より厚い部分がＵＶ光を吸収し、より薄い部分がパターニングのために望ましい量のＵＶ光を透過する限り、先に列挙した樹脂のいずれも使用することができる。一例において、約５００ｎｍのより厚い部分及び約１５０ｎｍのより薄い部分を有する多面体オリゴマーシルセスキオキサン系樹脂は、約３０ｍＪ／ｃｍ２～約６０ｍＪ／ｃｍ２の範囲の線量に曝露された場合に、ＵＶ光をそれぞれ効果的に吸収及び透過する。他の厚さが使用されてもよく、ＵＶ線量は、それに応じて、より厚い領域における所望の吸収及びより薄い領域における透過を達成するように調整されてもよい。
パターニングのために変動する厚さの樹脂層を利用する方法の例では、多層構造１６’は、ベース支持体１７’と、ベース支持体１７’上の樹脂層１８’とを含み得る（図１Ｅ）。この例では、単層ベース支持体１４として使用するのに適した本明細書に記載の材料のいずれかをベース支持体１７’として使用することができ、単層ベース支持体１４’として使用するのに適した本明細書に記載の樹脂のいずれかを樹脂層１８’として使用することができる。この例では、樹脂層１８’の厚い部分及び薄い部分は、所望の吸収及び透過を達成するように調整される。
ＵＶ線量、ＵＶ吸収定数、及び樹脂層厚さの間の相関関係は、次のように表すことができる：
Figure 2024520575000010
 ここで、Ｄ０は樹脂層をパターニングするために必要なＵＶ線量であり、Ｄは樹脂に適用されなければならない実際のＵＶ線量であり、ｋは吸収定数であり、ｄは樹脂のより薄い部分の厚さである。したがって、実際のＵＶ線量（Ｄ）は次のように表すことができる：
Figure 2024520575000011
一例では、単層ベース支持体１４’又は樹脂層１８’は、ネガ型フォトレジストＮＲ９－１０００Ｐ（Ｆｕｔｕｒｒｅｘ製）であり、厚さ０．９μｍでＤ０＝１９ｍＪ／ｃｍ２であり、フォトレジストのＵＶ吸収定数（ｋ）は３×１０４ｃｍ－１であり、フォトレジストのより薄い部分の厚さは１５０ｎｍであり、Ｄは約３０ｍＪ／ｃｍ２である。
本明細書に記載される例のいくつかにおいて、単層ベース支持体１４、１４’又は樹脂層１８、１８’は、凹部２０、２０’でパターニングされる。
いくつかの例示的な材料（例えば、無機酸化物）は、蒸着、エアロゾル印刷、又はインクジェット印刷によって選択的に塗布することができ、凹部２０、２０’は、このプロセス中に形成することができる。他の例示的な材料、例えばポリマー樹脂を塗布し、次いでパターニングして凹部２０、２０’を形成してもよい。例えば、ポリマー樹脂は、好適な技術を用いて堆積され得るが、その例としては、化学蒸着、ディップコーティング、ダンクコーティング（dunk coating）、スピンコーティング、スプレーコーティング、パドルディスペンシング、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、スクリーン印刷、マイクロコンタクト印刷などが挙げられる。好適なパターン形成技術としては、フォトリソグラフィ、ナノインプリントリソグラフィ（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が挙げられる。
単層のベース支持体１４、１４’又はベース支持体１７、１７’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。一例として、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、単層のベース支持体１４、１４’又はベース支持体を１７、１７’は、任意の好適な寸法を有し得るというということを理解すべきである。
一例では、フローチャネル１２は、実質的に長方形（図１Ａに示されるような、湾曲した端部）の構成を有する。フローチャネル１２の長さ及び幅は、単層のベース支持体１４、１４’の一部分、又は多層構造１６、１６’の樹脂層１８、１８’が、フローチャネル１２を取り囲み、蓋（図示せず）又は別のパターニングされた構造への付着に利用可能であるように選択され得る。
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壁部を画定する別個の材料を堆積させる場合、単層の厚さと同程度の薄さであり得る。他の例では、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。別の一例では、深さは、約１０μｍ～約３０μｍの範囲であり得る。更に別の一例では、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というということを理解すべきである。
図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ、及び図１Ｅは、フローチャネル１２内のアーキテクチャの例を示す。図１Ｂに示すように、このアーキテクチャは、間隙領域２２によって分離された同じ深さの凹部２０を含む。この例では、官能化層２４が各凹部２０内に形成される。図１Ｃに示すように、このアーキテクチャは、間隙領域２２によって分離された異なる深さＤ１、Ｄ２の凹部２０を含む。この例では、官能化層２４、２６は異なる凹部２０内に形成される。官能化層パッド２８も、単層ベース支持体１４’の表面上に形成される。図１Ｄに示されるように、アーキテクチャは、単層ベース支持体１４上の実質的に平坦な表面にわたって、間隙領域２２’によって分離された複数の官能化層パッド２８を含む。図１Ｅに示すように、このアーキテクチャは、間隙領域２２によって分離された複数深さの凹部２０’と、複数深さの凹部２０’の異なる表面上に形成された官能化層２４、２６とを含む。更に他の例では、樹脂材料突出部が凹部２０内に形成されてもよく、官能化層２４がこの樹脂材料突出部の上に形成されてもよい。この例を図６Ｅに示す。
規則的、繰り返し、及び非規則的なパターンを含む、官能化層パッド２８、凹部２０、２０’の多くの異なるレイアウトが想定され得る。ある例では、官能化層パッド２８’、及び／又は凹部２０、２０’は、密なパッキング及び改善された密度のために六角形グリッドに配置される。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。いくつかの他の例では、レイアウト又はパターンは、官能化層パッド２８、及び／又は凹部２０、２０’、並びに間隙領域２２、２２’の反復配置であり得る。なおも他の例では、レイアウト又はパターンは、官能化層パッド２８’、及び／又は凹部２０、２０’、並びに間隙領域２２、２２’のランダムな配置であり得る。
レイアウト又はパターンは、規定の面積内の官能化層パッド２８、及び／又は凹部２０、２０’の密度（数）に関して特徴付けられ得る。例えば、官能化層パッド２８、及び／又は凹部２０、２０’は、１ｍｍ２当たり約２００万個の密度で存在し得る。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つとの間であり得るか、又は（上記の範囲外の）他の密度が使用され得るという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未満で分離された官能化層パッド２８及び／又は凹部２０、２０’を有するものとして特徴付けられ得る。中密度アレイは、約４００ｎｍ～約１μｍで分離された官能化層パッド３０及び／又は凹部２０、２０’を有するものとして特徴付けられ得る。低密度アレイは、約１μｍを超えて分離された官能化層パッド２８及び／又は凹部２０、２０’を有するものとして特徴付けられ得る。
官能化層パッド２８及び／又は凹部２０、２０’のレイアウト又はパターンはまた、官能化層パッド２８及び／又は凹部２０、２０’の１つのセットの中心から、官能化層パッド２８及び／又は凹部２０、２０’の隣接するセットの中心までの平均ピッチ、若しくは間隔（中心間間隔）に関して、又は官能化層パッド２８及び／又は凹部２０、２０’の１つのセットの右縁部から、官能化層パッド２８及び／又は凹部２０、２０’の隣接するセットの左縁部までの平均ピッチ、若しくは間隔（端部間間隔）に関して、追加的に特徴付けられ得るか、又は代替的に特徴付けられ得る。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０．１５μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、又は約１００μｍであってもよい。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２０は、約１．５μｍのピッチ（中心どうしの間の間隔）を有する。平均ピッチ値の例を提供してきたが、他の平均ピッチ値も使用され得るということを理解すべきである。
各凹部２０、２０’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。別の一例では、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。更に別の一例では、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。別の一例では、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。また更に別の一例では、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。
各官能化層パッド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。更に別の一例では、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。また更に別の一例では、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。
構造の各々はまた、官能化層２４、２６及び／又は官能化層パッド２８を含む。各例では、官能化層２４、２６又は官能化層パッド２８は、それに付着したプライマーセットを有する領域を表す。プライマーセット２９（図１Ｂ、図１Ｃ、及び図１Ｄ）のいくつかの例は、連続ペアエンド配列決定において使用される２つの異なるプライマー３１、３３を含む。他の例としては、同時ペアエンド配列決定において使用される異なるプライマーセット３０、３２（図１Ｅ）が挙げられる。
本明細書に開示される例のうちのいくつかでは、官能化層２４、２６及び／又は官能化層パッド２８は化学的に同じであり、本明細書に開示される技術のいずれかを使用して、プライマーセット２９又は３０、３２を、所望の層２４、２６、及び／又はパッド２８に固定化し得る。本明細書に開示される他の例では、官能化層２４、２６及び／又は官能化層パッド２８は化学的に異なる（例えば、それぞれのプライマーセット２９又は３０、３２付着のための異なる官能基を含む）本明細書に開示される技術のいずれかを使用して、プライマーセット２９又は３０、３２をそれぞれの層２４、２６、及び／又はパッド２８に固定化し得る。本明細書に開示される他の例では、官能化層２４、２６、又は官能化層パッド２８を形成するために塗布される材料は、それに予めグラフト化されたそれぞれのプライマーセット２９又は３０、３２を有し得る。したがって官能化層２４、２６又は官能化層パッド２８の固定化化学は同じであるか、又は異なり得る。
いくつかの例では、官能化層２４，２６又は官能化層パッド２８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。ある例では、ゲル材料は、高分子ヒドロゲルである。一例では、ポリマーヒドロゲルは、アクリルアミドコポリマーを含む。アクリルアミドコポリマーのいくつかの例は、以下の構造（Ｉ）によって表される：
Figure 2024520575000012
 式中、
ＲＡは、アジド、任意選択で置換されたアミノ、任意選択で置換されたアルケニル、任意選択で置換されたアルキン、ハロゲン、任意選択で置換されたヒドラゾン、任意選択で置換されたヒドラジン、カルボキシル、ヒドロキシ、任意選択で置換されたテトラゾール、任意選択で置換されたテトラジン、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されたアルキルであり、
ＲＣ、ＲＤ、及びＲＥは、各々独立して、Ｈ及び任意選択で置換されたアルキルからなる群から選択され、
－（ＣＨ２）ｐ－の各々は、任意選択で置換されていてよく、
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、かつ
ｍは、１～１００，０００の範囲の整数である。
構造（Ｉ）によって表されるアクリルアミドコポリマーの一具体例は、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）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、パターン形成、又はそれらの組み合わせ）中に任意の順序で存在し得るということを認識する。
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、アクリルアミドコポリマーは、直鎖状ポリマーである。他のいくつかの例では、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－ジメチルアクリルアミド
Figure 2024520575000013
 で置き換えられ得る。この例では、構造（Ｉ）のアクリルアミドユニットは、
Figure 2024520575000014
 で置き換えられ得るが、式中、ＲＤ、ＲＥ、及びＲＦは、各々、Ｈ又はＣ１～Ｃ６アルキルであり、ＲＧ及びＲＨは、各々、Ｃ１～Ｃ６アルキルである（アクリルアミドの場合のようにＨではない）。この例では、ｑは、１～１００，０００の範囲の整数であってもよい。別の一例では、アクリルアミドユニットに加えて、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミドが使用され得る。この例では、構造（Ｉ）は、繰り返される「ｎ」及び「ｍ」個の特徴に加えて、
Figure 2024520575000015
 を含み得るが、式中、ＲＤ、ＲＥ、及びＲＦは、各々、Ｈ又はＣ１～Ｃ６アルキルであり、ＲＧ及びＲＨは、各々Ｃ１～Ｃ６アルキルである。この例では、ｑは、１～１００，０００の範囲の整数であってもよい。
高分子ヒドロゲルの別の一例として、構造（Ｉ）における繰り返される「ｎ」個の特徴は、構造（ＩＩ）を有する複素環アジド基を含むモノマーで置換され得る：
Figure 2024520575000016
 式中、Ｒ１は、Ｈ又はＣ１～Ｃ６アルキルであり、Ｒ２は、Ｈ又はＣ１～Ｃ６アルキルであり、Ｌは、炭素、酸素、及び窒素からなる群から選択される２～２０個の原子を含む直鎖を含むリンカーであって、その鎖中の炭素原子及び任意の窒素原子上に１０個の任意選択の置換基を含み、Ｅは、炭素、酸素、及び窒素からなる群から選択される１～４個の原子を含む直鎖であり、その鎖中の炭素原子及び任意の窒素原子上に任意選択の置換基を含み、Ａは、Ｈ又はＣ１～Ｃ４アルキルがＮに付着したＮ置換アミドであり、Ｚは、窒素含有複素環である。Ｚの例としては、単環構造又は縮合構造として存在する５～１０炭素含有環員が挙げられる。Ｚのいくつかの具体的な例としては、ピロリジニル、ピリジニル、又はピリミジニルが挙げられる。
更に別の一例として、ゲル材料は、構造（ＩＩＩ）及び（ＩＶ）の各々の繰り返し単位を含み得る：
Figure 2024520575000017
 式中、Ｒ１ａ、Ｒ２ａ、Ｒ１ｂ、及びＲ２ｂの各々は、水素、任意選択で置換されたアルキル又は任意選択で置換されたフェニルから独立して選択され、Ｒ３ａ及びＲ３ｂの各々は、水素、任意選択で置換されたアルキル、任意選択で置換されたフェニル、又は任意選択で置換されたＣ７～Ｃ１４アラルキルから独立して選択され、Ｌ１及びＬ２の各々は、任意選択で置換されたアルキレンリンカー又は任意選択で置換されたヘテロアルキレンリンカーから独立して選択される。
更に別の一例では、アクリルアミドコポリマーは、ニトロキシド媒介重合を使用して形成され、したがって、コポリマー鎖の少なくともいくつかは、アルコキシアミン末端基を有する。コポリマー鎖において、「アルコキシアミン末端基」という用語は、休眠種－ＯＮＲ１Ｒ２を指し、式中、Ｒ１及びＲ２の各々は、同じであっても異なっていてもよく、独立して、直鎖若しくは分岐鎖アルキル、又は環構造であってもよく、酸素原子は、コポリマー鎖の残りに結合している。一部の例では、アルコキシアミンはまた、繰り返しアクリルアミドモノマーの一部に、例えば、構造（Ｉ）のＲＡ位に導入されてもよい。したがって、一例では、構造（Ｉ）は、アルコキシアミン末端基を含み、別の例では、構造（Ｉ）は、アルコキシアミン末端基と、側鎖の少なくともいくつかにアルコキシアミン基とを含む。
所望の化学物質、例えばプライマーセット（複数可）２９又は３０、３２で官能化され得る限り、他の分子を使用して官能化層２４、２６及び／又は官能化層パッド２８を形成してもよいということを理解すべきである。官能化層２４、２６及び／又は官能化層パッド２８に適した材料のいくつかの例としては、官能化シラン、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、又は所望の化学物質をそれぞれ付着させることができる官能基を有する任意の他のシランが挙げられる。官能化層２４、２６及び／又は官能化層パッド２８に適した材料の更に他の例としては、アガロースなどのコロイド構造を有するもの、又はゼラチンなどのポリマーメッシュ構造を有するもの、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。官能化層２４、２６及び／又は官能化層パッド２８に好適な材料の更に他の例としては、アクリルアミド及びアクリレート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（例えばマルチアーム若しくは星型ポリマー）、星状又は星型ブロックポリマーなどを含む分岐鎖ポリマーなど、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）を含む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、触媒を含有する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鎖（アーム）中に組み込まれてもよい。
官能化層２４、２６及び／又は官能化層パッド２８のためのゲル材料は、ニトロキシド媒介重合（ＮＭＰ）、可逆的付加開裂連鎖移動（ＲＡＦＴ）重合などの任意の好適な共重合プロセスを使用して形成されてもよい。
官能化層２４、２６及び／又は官能化層パッド２８の、下にあるベース支持体１４、１４’又は樹脂層１８、１８’への付着は、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、１４’又は樹脂層１８、１８’は、最初に、例えば、シラン化又はプラズマ灰化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、プライマーセット（複数可）２９、又は３０、３２を所望の領域内に維持するのに役立つ。
構造の各々はまた、それぞれの官能化層２４、２６、及び／又はパッド２８に付着したプライマーセット（複数可）２９又は３０、３２を含む。
プライマーセット２９は、連続ペアエンド配列決定において使用される２つの異なるプライマー３１、３３を含む。例として、プライマーセット２９は、Ｐ５及びＰ７プライマー、Ｐ１５及びＰ７プライマー、又は本明細書に記載されるＰＡプライマー、ＰＢプライマー、ＰＣプライマー、及びＰＤプライマーの任意の組み合わせを含んでもよい。例として、プライマーセット２９は、任意の２つのＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、及びＰＤプライマー、又は１つのＰＡプライマーと１つのＰＢ、ＰＣ、若しくはプライマーＰＤとの任意の組み合わせ、又は１つのＰＢプライマーと１つのＰＣ若しくはプライマーＰＤとの任意の組み合わせ、又は１つのＰＣプライマーと１つのプライマーＰＤとの任意の組み合わせを含んでもよい。
Ｐ５及びＰ７プライマーの例は、例えばＨＩＳＥＱ（商標）、ＨＩＳＥＱＸ（商標）、ＭＩＳＥＱ（商標）、ＭＩＳＥＱＤＸ（商標）、ＭＩＮＩＳＥＱ（商標）、ＮＥＸＴＳＥＱ（商標）、ＮＥＸＴＳＥＱＤＸ（商標）、ＮＯＶＡＳＥＱ（商標）、ＩＳＥＱ（商標）、ＧＥＮＯＭＥ ＡＮＡＬＹＺＥＲ（商標）及び他の装置プラットフォーム上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プライマー（切断可能なプライマーとして示す）は以下の通りである：
Ｐ５：５’→３’
ＡＡＴＧＡＴＡＣＧＧＣＧＡＣＣＡＣＣＧＡＧＡＵＣＴＡＣＡＣ（配列番号１）
Ｐ７プライマー（切断可能なプライマーとして示す）は、以下のいずれかであり得る：
Ｐ７＃１：５’→３’
ＣＡＡＧＣＡＧＡＡＧＡＣＧＧＣＡＴＡＣＧＡｎＡＴ（配列番号２）
Ｐ７＃２：５’→３’
ＣＡＡＧＣＡＧＡＡＧＡＣＧＧＣＡＴＡＣｎＡＧＡＴ（配列番号３）
ここで、「ｎ」は、配列の各々の中の８－オキソグアニンである。
Ｐ１５プライマー（切断可能なプライマーとして示す）は以下の通りである：
Ｐ１５：５’→３’
ＡＡＴＧＡＴＡＣＧＧＣＧＡＣＣＡＣＣＧＡＧＡｎＣＴＡＣＡＣ（配列番号４）
式中、「ｎ」はアリル－Ｔである。
上記の他のプライマー（ＰＡ－ＰＤ、非切断性プライマーとして示される）は、以下を含む：
ＰＡ ５’→３’
ＧＣＴＧＧＣＡＣＧＴＣＣＧＡＡＣＧＣＴＴＣＧＴＴＡＡＴＣＣＧＴＴＧＡＧ（配列番号５）
ｃＰＡ（ＰＡ’）５’→３’
ＣＴＣＡＡＣＧＧＡＴＴＡＡＣＧＡＡＧＣＧＴＴＣＧＧＡＣＧＴＧＣＣＡＧＣ（配列番号６）
ＰＢ ５’→３’
ＣＧＴＣＧＴＣＴＧＣＣＡＴＧＧＣＧＣＴＴＣＧＧＴＧＧＡＴＡＴＧＡＡＣＴ（配列番号７）
ｃＰＢ（ＰＢ’）５’→３’
ＡＧＴＴＣＡＴＡＴＣＣＡＣＣＧＡＡＧＣＧＣＣＡＴＧＧＣＡＧＡＣＧＡＣＧ（配列番号８）
ＰＣ ５’→３’
ＡＣＧＧＣＣＧＣＴＡＡＴＡＴＣＡＡＣＧＣＧＴＣＧＡＡＴＣＣＧＣＡＡＣＴ（配列番号９）
ｃＰＣ（ＰＣ’）５’→３’
ＡＧＴＴＧＣＧＧＡＴＴＣＧＡＣＧＣＧＴＴＧＡＴＡＴＴＡＧＣＧＧＣＣＧＴ（配列番号１０）
ＰＤ ５’→３’
ＧＣＣＧＣＧＴＴＡＣＧＴＴＡＧＣＣＧＧＡＣＴＡＴＴＣＧＡＴＧＣＡＧＣ（配列番号１１）
ｃＰＤ（ＰＤ’）５’→３’
ＧＣＴＧＣＡＴＣＧＡＡＴＡＧＴＣＣＧＧＣＴＡＡＣＧＴＡＡＣＧＣＧＧＣ（配列番号１２）
ＰＡ－ＰＤについての例示的な配列には示されていないが、これらのプライマーのいずれも、鎖の任意の点に切断部位（例えば、ウラシル、８－オキソグアニン、アリル－Ｔなど）を含み得るということが理解されるべきである。更に、Ｐ５、Ｐ７、及びＰ１５プライマーは、鎖から切断部位（例えば、ウラシル、８－オキソグアニン、アリル－Ｔなど）を除去することによって切断不可能であり得る。
本明細書中に開示されるプライマーの各々はまた、プライマー配列の５’末端にポリＴ配列を含み得る。いくつかの例では、ポリＴ領域は、２個のＴ塩基～２０個のＴ塩基を含む。具体例として、ポリＴ領域は、３、４、５、６、７、又は１０個のＴ塩基を含み得る。
各プライマーの５’末端はまた、リンカー（例えば、図２Ｂ及び図２Ｄを参照して記載される４６、４６’）を含み得る。官能化層２４、２６及び／又は官能化相パッド２８の表面官能基に付着することができる末端アルキン基又は別の好適な末端官能基を含む任意のリンカーを使用することができる。一例では、プライマーは、ヘキシニルで末端化する。
プライマーセット３０、３２は、一方のセットが切断不能な第１のプライマー及び切断可能な第２のプライマーを含み、他方のセットが切断可能な第１のプライマー及び切断不能な第２のプライマーを含むという点で関連している。これらのプライマーセット３０、３２は、単一の鋳型鎖が増幅され、両方のプライマーセット３０、３２にわたってクラスター化されることを可能にし、また、セット３０、３２の反対のプライマー上に存在している切断基に起因して、隣接する官能化層２４、２６（図１Ｅに示されるように）上の順方向鎖及び逆方向鎖の生成を可能にする。これらのプライマーセット３０、３２の例は、図２Ａ～図２Ｄを参照して考察される。
図２Ａ～図２Ｄは、官能化層２４、２６に付着したプライマーセット３０Ａ、３２Ａ、３０Ｂ、３２Ｂ、３０Ｃ、３２Ｃ、及び３０Ｄ、３２Ｄの異なる構成を図示する。
第１のプライマーセット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、及び３０Ｄの各々は、切断不能な第１のプライマー３４又は３４’及び切断可能な第２のプライマー３６又は３６’を含み、第２のプライマーセット３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、及び３２Ｄの各々は、切断可能な第１のプライマー３８又は３８’及び切断不能な第２のプライマー４０又は４０’を含む。
切断不能な第１のプライマー３４又は３４’及び切断可能な第２のプライマー３６又は３６’は、例えば、切断不能な第１のプライマー３４若しくは３４’が順方向増幅プライマーであり、切断可能な第２のプライマー３６若しくは３６’が逆方向増幅プライマーであるか、又は切断可能な第２のプライマー３６若しくは３６’が順方向増幅プライマーであり、切断不能な第１のプライマー３４若しくは３４’が逆方向増幅プライマーである、オリゴヌクレオチド対である。第１のプライマーセット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、及び３０Ｄの各例では、切断可能な第２のプライマー３６又は３６’は切断部位４２を含むが、切断不能な第１のプライマー３４又は３４’は切断部位４２を含まない。
切断可能な第１のプライマー３８又は３８’及び切断不能な第２のプライマー４０又は４０’はまた、例えば、切断可能な第１のプライマー３８若しくは３８’が順方向増幅プライマーであり、切断不能な第２のプライマー４０若しくは４０’が逆方向増幅プライマーであるか、又は切断不能な第２のプライマー４０若しくは４０’が順方向増幅プライマーであり、切断可能な第１のプライマー３８若しくは３８’が逆方向増幅プライマーである、オリゴヌクレオチド対である。第２のプライマーセット３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、及び３２Ｄの各例では、切断可能な第１のプライマー３８又は３８’は切断部位４２’又は４４を含むが、切断不能な第２のプライマー４０又は４０’は切断部位４２’又は４４を含まない。
切断可能な第１のプライマー３８又は３８’が、ヌクレオチド配列中に、又はヌクレオチド配列に付着したリンカー４６’中に取り込まれた切断部位４２’又は４４を含むということを除いて、第１のプライマーセット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、及び３０Ｄの切断不能な第１のプライマー３４又は３４’並びに第２のプライマーセット３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、及び３２Ｄの切断可能な第１のプライマー３８又は３８’は同じヌクレオチド配列を有する（例えば、両方が順方向増幅プライマーである）というということを理解すべきである。同様に、切断可能な第２のプライマー３６又は３６’が、ヌクレオチド配列中に、又はヌクレオチド配列に付着したリンカー４６中に取り込まれた切断部位４２を含むことを除いて、第１のプライマーセット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、及び３０Ｄの切断可能な第２のプライマー３６又は３６’並びに第２のプライマーセット３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、及び３２Ｄの切断不能な第２のプライマー４０又は４０’は同じヌクレオチド配列を有する（例えば、両方が逆方向増幅プライマーである）。
第１のプライマー３４及び３８又は３４’及び３８’が順方向増幅プライマーである場合、第２のプライマー３６及び４０、又は３６’及び４０’は逆方向プライマーであり、逆もまた同様であるというということを理解すべきである。
切断不能なプライマー３４、４０又は３４’、４０’は、例えば（それぞれの切断部位を有しない）Ｐ５及びＰ７プライマー又はＰＡ、ＰＤ、ＰＣ、ＰＤプライマーの任意の組み合わせ（例えば、ＰＡ及びＰＢ又はＰＡ及びＰＤなど）などの捕捉及び／又は増幅目的のためのユニバーサル配列を有する任意のプライマーであってもよい。いくつかの例では、Ｐ５及びＰ７プライマーは切断部位４２、４２’、４４を含まないため、Ｐ５及びＰ７プライマーは、切断不能なプライマー３４、４０又は３４’、４０’である。任意の好適なユニバーサル配列は、切断不能なプライマー３４、４０又は３４’、４０’として使用することができるということを理解すべきである。
切断可能なプライマー３６、３８又は３６’、３８’の例としては、それぞれの核酸配列に取り込まれたか（例えば、図２Ａ及び図２Ｃ）、又はそれぞれの官能化層２４、２６に切断可能なプライマー３６、３８又は３６’、３８’を付着させるリンカー４６’、４６に取り込まれた（図２Ｂ及び図２Ｄ）、それぞれの切断部位４２、４２’、４４を有するＰ５及びＰ７プライマー又は他のユニバーサル配列プライマー（例えば、切断部位を有するＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤプライマー）が挙げられる。好適な切断部位４２、４２’、４４の例としては、本明細書に記載されるように、酵素的に切断可能な核酸塩基若しくは化学的に切断可能な核酸塩基、修飾核酸塩基、又はリンカー（例えば、核酸塩基の間）が挙げられる。
各プライマーセット３０Ａ及び３２Ａ、又は３０Ｂ及び３２Ｂ、又は３０Ｃ及び３２Ｃ、又は３０Ｄ及び３２Ｄを、それぞれの官能化層２４、２６に付着させる。本明細書に記載されるように、官能化層２４、２６は、それぞれのプライマー３４、３６又は３４’、３６’又は３８、４０又は３８’、４０’と選択的に反応することができる異なる官能基を含んでもよく、あるいは同じ官能基を含んでもよく、それぞれのプライマー３４、３６又は３４’、３６’又は３８、４０又は３８’、４０’は、方法のいくつかに記載されるように順次付着されてもよい。
図２Ａ～図２Ｄには示されていないが、プライマーセット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ又は３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ若しくは３２Ｄの一方又は両方が、ライブラリー鋳型播種分子を捕捉するためのＰＸプライマーも含み得るということが理解されるべきである。一例として、ＰＸは、プライマーセット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄとともに含まれ得るが、プライマーセット３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、又は３２Ｄとともには含まれ得ない。別の一例として、ＰＸは、プライマーセット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄとともに、及びプライマーセット３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ又は３２Ｄとともに含まれ得る。ＰＸモチーフの密度は、各凹部２０、２０’内の多クローン性を最小化するために、比較的低くあるべきである。
ＰＸ捕捉プライマーは、以下の通りであってもよい：
ＰＸ ５’→３’
ＡＧＧＡＧＧＡＧＧＡＧＧＡＧＧＡＧＧＡＧＧＡＧＧ（配列番号１３）
ｃＰＸ（ＰＸ’）５’→３’
ＣＣＴＣＣＴＣＣＴＣＣＴＣＣＴＣＣＴＣＣＴＣＣＴ（配列番号１４）
図２Ａ～図２Ｄは、官能化層２４、２６に付着したプライマーセット３０Ａ、３２Ａ、３０Ｂ、３２Ｂ、３０Ｃ、３２Ｃ、及び３０Ｄ、３２Ｄの異なる構成を図示する。より具体的には、図２Ａ～図２Ｄは、使用され得るプライマー３４、３６又は３４’、３６’、及び３８、４０又は３８’、４０’の異なる構成を図示する。
図２Ａに示される例では、プライマーセット３０Ａ及び３２Ａのプライマー３４、３６及び３８、４０は、例えば、リンカー４６、４６’なしで、官能化層２４、２６に直接付着される。官能化層２４は、プライマー３４、３６の５’末端で末端基を固定化することができる表面官能基を有する。同様に、官能化層２６は、プライマー３８、４０の５’末端で末端基を固定化することができる表面官能基を有する。官能化層２４とプライマー３４、３６との間の固定化化学物質、及び官能化層２６とプライマー３８、４０との間の固定化化学物質は異なり得る。その結果、プライマー３４、３６又は３８、４０は、望ましい官能化層２４又は２６に選択的に付着する。あるいは、プライマー３４、３６又は３８、４０は、本明細書中に開示される方法のいくつかを介して、予めグラフト化され得るか、又は連続的に塗布され得る。
また、図２Ａに示される例では、切断可能なプライマー３６、３８の各々の切断部位４２、４２’は、プライマーの配列中に取り込まれている。この例では、同じタイプの切断部位４２、４２’が、それぞれのプライマーセット３０Ａ、３２Ａの切断可能なプライマー３６、３８に使用される。ある例として、切断部位４２、４２’はウラシル塩基であり、切断可能なプライマー３６、３８はＰ５Ｕ（配列番号１）及びＰ７Ｕ（配列番号２又は３）である。ウラシル塩基又は他の切断部位はまた、切断可能プライマー３６、３８を生成するために、ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、及びＰＤプライマーのいずれかの中に取り込まれ得る。この例では、オリゴヌクレオチド対３４、３６の切断不可能なプライマー３４は、Ｐ７（配列番号２又は３、ただしｎはない）であってよく、かつオリゴヌクレオチド対３８、４０の切断不可能なプライマー４０は、Ｐ５（配列番号１、ただしＵを含まない）であってよい。したがって、この例では、第１のプライマーセット３０Ａは、Ｐ７、Ｐ５Ｕを含み、第２のプライマーセット３２Ａは、Ｐ５、Ｐ７Ｕを含む。プライマーセット３０Ａ、３２Ａは、増幅、クラスター生成、及び線形化後に、順方向鋳型鎖を一方の官能化層２４上に形成することを可能にし、逆鎖を他方の官能化層２６上に形成することを可能にする、反対の線形化化学を有する。
図２Ｂに示される例では、プライマーセット３０Ｂ及び３２Ｂのプライマー３４’、３６’及び３８’、４０’を、例えば、リンカー４６、４６’を介して、官能化層２４、２６に付着させる。官能化層２４、２６は、それぞれの官能基を含み、それぞれのリンカー４６、４６’の末端は、それぞれの官能基に共有結合することができる。したがって、官能化層２４は、プライマー３４’、３６’の５’末端でリンカー４６を固定化することができる表面官能基を有し得る。同様に、官能化層２４は、プライマー３８’、４０’の５’末端でリンカー４６’を固定化することができる表面官能基を有し得る。官能化層２４及びリンカー４６の固定化化学物質並びに官能化層２６及びリンカー４６’の固定化化学物質は異なっていてよく、その結果、プライマー３４、３６又は３８、４０は、望ましい官能化層２４又は２６に選択的に付着する。あるいは、プライマー３４、３６又は３８、４０は、本明細書中に開示される方法のいくつかを介して、予めグラフト化され得るか、又は連続的に塗布され得る。
好適なリンカー４６、４６’の例としては、核酸リンカー（例えば、１０ヌクレオチド以下）又は非核酸リンカー、例えば、ポリエチレングリコール鎖、アルキル基若しくは炭素鎖、ビシナルジオールを有する脂肪族リンカー、ペプチドリンカーなどを挙げることができる。核酸リンカーのある例は、ポリＴスペーサであるが、他のヌクレオチドも使用することができる。一例では、スペーサは６Ｔ～１０Ｔスペーサである。以下は、末端アルキン基を有する非核酸リンカー（Ｂは核酸塩基であり、「オリゴ」はプライマーである）を含むヌクレオチドのいくつかの例である。
Figure 2024520575000018
図２Ｂに示される例では、プライマー３４’、３８’は、切断部位４２’の存在又は不存在を除いて同じ配列（例えば、Ｐ５）、及び同じ又は異なるリンカー４６、４６’を有する。プライマー３４’は切断不能であるが、プライマー３８’は、リンカー４６’中に取り込まれた切断部位４２’を含む。また、この例では、プライマー３６’、４０’は、切断部位４２’の存在又は不存在を除いて同じ配列（例えば、Ｐ７）、及び同じ又は異なるリンカー４６、４６’を有する。プライマー４０’は切断不能であり、プライマー３６’は、リンカー４６中に取り込まれた切断部位４２を含む。同じタイプの切断部位４２、４２’は、切断可能なプライマー３６’、３８’の各々のリンカー４６、４６’に使用される。一例として、切断部位４２、４２’は、核酸リンカー４６、４６’中に取り込まれているウラシル塩基であり得る。プライマーセット３０Ｂ、３２Ｂは、増幅、クラスター生成、及び線形化後、順方向鋳型鎖を一方の官能化層２４上に形成することを可能にし、逆鎖を他方の官能化層２６上に形成することを可能にする、反対の線形化化学を有する。
図２Ｃに示される例は、異なるタイプの切断部位４２、４４が、それぞれのプライマーセット３０Ｃ、３２Ｃの切断可能なプライマー３６、３８に使用されることを除いて、図２Ａに示される例と同様である。例として、２つの異なる酵素的切断部位を使用してもよく、２つの異なる化学的切断部位を使用してもよく、又は１つの酵素的切断部位及び１つの化学的切断部位を使用してもよい。それぞれの切断可能なプライマー３６、３８に使用され得る異なる切断部位４２、４４の例としては、ビシナルジオール、ウラシル、アリルエーテル、ジスルフィド、制限酵素部位、及び８－オキソグアニンの任意の組み合わせが挙げられる。
図２Ｄに示される例は、異なるタイプの切断部位４２、４４が、それぞれのプライマーセット３０Ｄ、３２Ｄの切断可能なプライマー３６’、３８’に付着したリンカー４６、４６’に使用されることを除いて、図２Ｂに示される例と同様である。切断可能なプライマー３６’、３８’に付着したそれぞれのリンカー４６、４６’において使用され得る異なる切断部位４２、４４の例としては、ビシナルジオール、ウラシル、アリルエーテル、ジスルフィド、制限酵素部位、及び８－オキソグアニンの任意の組み合わせが挙げられる。
プライマーセット２９又はプライマーセット３０、３２を用いる実施例のうちのいずれかでは、プライマー３１、３３又は３４、３６、及び３８、４０又は３４’、３６’、及び３８’、４０’の、官能化層２４、２６又は層パッド２８への付着は、プライマー３１、３３又は３４、３６、及び３８、４０又は３４’、３６’、及び３８’、４０’の鋳型特異的部分を自由なままに残して、プライマー伸長を自由にするために、その同系の鋳型及び３’ヒドロキシル基にアニーリングする。
本明細書に開示されるフローセル構造を生成するために、異なる方法を使用し得る。ここで、様々な方法について、以下に説明する。
金属膜を使用するフローセルアーキテクチャを作製するための方法
本明細書に開示される方法のいくつかの例は、スパッタリング又は熱蒸着された金属膜を使用して、感光材料をパターニングするために使用されるマスクを作成し、これは次に、官能化層２４、２６及び／又はパッド２８をパターニングするために使用される。これらの方法は、一般に、間隙領域２２によって分離された凹部２０、２０’を含む透明基板上に金属材料をスパッタリング又は熱蒸着することであって、それによって間隙領域２２上に第１の厚さを有し、凹部２０、２０’上に、約３０ｎｍ以下であり、第１の厚さより少なくとも１０ｎｍ薄い第２の厚さを有する金属膜を形成することと、金属膜上に感光材料を堆積することと、金属膜を利用して、透明基板（例えば、１４、１６）を通して感光材料を現像して、透明基板上の第１の所定の領域に変化した感光材料を画定することと、変化した感光材料を利用して、透明基板上の第１の所定の領域又は第２の所定の領域に官能化層２４、２６又は官能化層パッド２８を生成することと、を含む。
これらの例示的な方法において、透明基板は、本明細書に記載されるように、単層ベース支持体１４又は多層構造１６のいずれかである。これらの構造１４、１６の両方は、感光材料をパターニングするために使用され、かつ核酸配列決定において使用される光を透過することができる。多層構造１６が使用されてもよいが、一連の図（図３～図１１）は、樹脂層１８を図示するが、下にあるベース支持体１７は図示していない。
図３Ａ～図３Ｆから図６Ａ～図６Ｅまでの一連の図は、凹部２０が画定された単層ベース支持体１４又は多層構造１６の樹脂層１８を示す。凹部２０は、任意の好適な技術を使用して、単層ベース支持体１４又は樹脂層１８に、エッチング、インプリント、又は他の方法で画定され得る。一例では、ナノインプリントリソグラフィが使用される。この例では、材料が柔らかい間に加工スタンプが単層ベース支持体１４又は樹脂層１８に押し込まれ、これにより、加工スタンプの表面形状のインプリントが単層ベース支持体１４又は樹脂層１８に作成される。次いで、単層ベース支持体１４又は樹脂層１８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いかなる液体担体をも追い出すための）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分間続いてもよい。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、単層ベース支持体１４又は樹脂層１８に地形的特徴（例えば、凹部２０）が形成される。
図３（ａ）～図３（ｆ）から図６（ａ）～図６（ｅ）までの一連の図において、単層ベース支持体１４又は樹脂層１８の表面に金属材料をスパッタコーティング又は熱蒸着する。スパッタリング中、金属材料は、表面に対してある角度（例えば、４５°又は６０°）で堆積される。これにより、凹部２０内にシャドー効果が生じ、凹部２０の、入ってくる金属材料に対して横方向である領域に、堆積される金属材料が少なくなるか又は全くなくなる。したがって、透明基板（例えば、単層ベース支持体１４又は多層構造１６）は、スパッタリングの実施中を通して回転されて、凹部２０のこれらの領域に金属材料を導入する。基板が回転する間、金属材料が隙間領域２２に塗布され続けるので、このプロセスは、少なくとも部分的にシャドー効果により、隙間領域２２上により多くの金属材料を堆積させ、凹部２０内にはより少ない金属材料を堆積させる。圧力がまた、スパッタリングの実施中に調整されてもよい。低圧（約５ｍＴｏｒｒ以下）はスパッタリングをより指向性にし、これはシャドー効果を最大にする。同様の効果は、熱蒸着（例えば、低圧を使用する）によって達成されてもよく、したがって、この技法は、金属膜４８を作成するためにスパッタリングの代わりに使用されてもよい。したがって、スパッタリング又は熱蒸着の結果として、間隙領域２２上に第１の厚さＴ１を有し、凹部２０上に第２の厚さＴ２を有する金属膜４８（図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ参照）が生成される。スパッタリング又は熱蒸着は、第２の厚さＴ２が約３０ｎｍ以下であり、第１の厚さＴ１より少なくとも１０ｎｍ薄くなるように制御される。第２の厚さＴ２は、より薄い部分でＵＶ光が金属膜４８を透過することを可能にし、一方、第１の厚さＴ１は、より厚い部分で金属膜４８を、ＵＶ光が透過することを阻止するのに十分である。
上述したように、第２の厚さＴ２は、約３０ｎｍ以下であり、第１の厚さＴ１よりも少なくとも１０ｎｍ薄い。いくつかの例において、第２の厚さＴ２は、２０ｎｍ以下である（これは望ましいＵＶ透過率を提供する）。したがって、いくつかの例において、Ｔ２≦２０≦Ｔ１－１０ｎｍである。一例では、第１の厚さＴ１は約３０ｎｍであり、第２の厚さＴ２は少なくとも１０ｎｍ薄い（例えば、２０ｎｍ以下（例えば、８．５ｎｍ、１５ｎｍなど））。他の例として、Ｔ１＝４０ｎｍ及びＴ２＝３０ｎｍ、Ｔ１＝１５ｎｍ及びＴ２＝５ｎｍ、Ｔ１＝２０ｎｍ及びＴ２＝１０ｎｍ、並びにＴ１＝２５ｎｍ及びＴ２＝１５ｎｍが挙げられる。
金属膜４８を形成する金属材料としては、チタン、クロム、アルミニウム、金、又は銅であり得る。いくつかの例では、金属材料は、少なくとも実質的に純粋（９９％超純粋）であり得る。他の例では、金属膜４８が、ｉ）厚い領域における感光材料の変化に使用される光エネルギーに対して不透明（不透明又は０．２５未満の透過率を有する）であり、ｉｉ）薄い領域における感光材料の変化に使用される光エネルギーに対して透明（０．２５より大きい透過率を有する）である限り、列挙された元素の分子又は化合物を使用することができる。例えば、列挙された金属のいずれかの酸化物（例えば、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、二酸化チタンなど）が、単独で、又は列挙された金属と組み合わせて使用され得る。スパッタリング又は熱蒸着の結果として、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、及び図６Ａのそれぞれに示されるように、様々な厚さＴ１、Ｔ２を有する金属膜４８が、単層ベース支持体１４又は樹脂層１８の上に配置される。
図３Ａ～図３Ｆの方法において、感光材料５０はポジ型フォトレジスト５２である。ポジ型フォトレジスト５２は、金属膜４８と直接接触した状態で堆積される。金属膜４８を利用して感光材料５０を現像することは、透明基板１４、１６を通してポジ型フォトレジスト５２を露光することを含み、それによってポジ型フォトレジスト５２の、凹部２０上にある部分が可溶性になり、隙間領域２２の上にあるポジ型フォトレジスト５２の部分は、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’を画定する。不溶性ポジ型フォトレジスト５２’は、変化した感光材料５０’である。隙間領域２２は、第１の所定領域５４である（図３Ｃを参照、ここでは変化した感光材料５０’が形成される）。凹部２０は、第２の所定領域５６である（図３Ｅ参照、ここでは官能化層２４が形成されている）。
図３Ｂに示すように、金属膜４８上にポジ型フォトレジスト５２を堆積する。本明細書に説明される任意の堆積技術を使用することができる。
好適なポジ型フォトレジスト５２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。好適なポジ型フォトレジストの別の一例は、ＳＰＲ（商標）－２２０（ＤｕＰｏｎｔ製）である。ポジ型フォトレジスト５２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、現像溶液を使用して可溶性部分を除去する。ポジ型フォトレジスト５２の、露光されていない部分は、現像液に不溶性になる。ポジ型フォトレジスト５２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テトラメチルアミノヒドロキシド（ＴＭＡＨ）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、感光材料５０（例えば、ポジ型フォトレジスト５２）を現像するために金属膜４８を利用することは、透明基板１４、１６を通してポジ型フォトレジスト５２を光（例えば、紫外線）に露光することを含む。より厚い（厚さＴ１を有する）金属膜４８は、透明基板１４、１６を透過する光の少なくとも７５％がより厚い金属膜４８（厚さＴ１）と直線状に配置されたポジ型フォトレジスト５２に到達するのを阻止する。したがって、これらの部分は、図３Ｃに示すように、不溶性の部分５０’、５２’になる。これに対して、ＵＶ光は、より薄い（厚さＴ２を有する）金属膜４８を透過することができ、したがって、ポジ型フォトレジスト５２の、凹部２０上にある部分が可溶性になる。可溶性部分は、例えば現像液で除去されて、凹部２０内に存在するより薄い金属膜４８（厚さＴ２）を露出させる。得られた構造を図３Ｃに示す。
次いで、変化した感光材料５０’（例えば、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’）を使用して、第２の所定領域５６に、官能化層２４を生成する。これは、凹部２０から金属膜４８をエッチングすることと（図３Ｄ）、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’及び凹部２０の上に官能化層２４を堆積させることと（図３Ｅ）、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’及び金属膜４８を除去することと（図３Ｆ）を含む。
凹部２０からの金属膜４８のドライエッチングは、ＢＣｌ３＋Ｃｌ２を用いた反応性イオンエッチングを含み得る。ドライエッチングプロセスは、支持体１４又は樹脂層１８の表面が露出した時点で停止してもよい。このプロセスは、官能化層２４が形成される第２の所定の領域５６を露出させる。凹部２０からの金属膜４８の除去が、図３Ｄに示されている。凹部２０からの金属膜４８のウェットエッチングを使用してもよい。アルミニウムの金属膜４８のウェットエッチングは、酸性又は塩基性条件を用いて行うことができ、銅の金属膜４８のウェットエッチングは、ＦｅＣｌ３又はヨウ素及びヨウ化物溶液を用いて行うことができ、金の金属膜４８のウェットエッチングは、ヨウ素及びヨウ化物溶液を用いて行うことができ、チタンの金属膜４８のウェットエッチングは、Ｈ２Ｏ２を用いて行うことができる。これらの例では、支持体１４又は樹脂層１８は、エッチングプロセスのエッチストップとして作用する。
ベース支持体１４又は樹脂層１８が、官能化層２４に共有結合するための表面基を含まない場合、ベース支持体１４又は樹脂層１８は、最初に、例えば、シラン化又はプラズマ灰化によって活性化され得る。ベース支持体１４又は樹脂層１８が、官能化層２４に共有結合するための表面基を含む場合、活性化プロセスは行われない。
次に、官能化層２４を不溶性ポジ型フォトレジスト５２’及び凹部２０の上に堆積させる。官能化層２４は、本明細書に記載のゲル材料のうちのいずれかであり得るが、任意の好適な方法を使用して塗布され得る。堆積後に硬化プロセスを行ってもよい。官能化層２４は、凹部２０内で、ベース支持体１４又は樹脂層１８に共有結合している。堆積された官能化層２４を図３Ｅに示す。
次に、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’及び金属膜４８を、間隙領域２２から除去することができる。不溶性のポジ型フォトレジスト５２’は、超音波処理を使用して、又はアセトン中で、又はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート中で、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などの除去剤を用いて、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いてリフトオフされ得る。リフトオフプロセスは、ｉ）不溶性のポジ型フォトレジスト５２’の少なくとも９９％、及びｉｉ）その上に位置する官能化層２４を除去する。金属膜４８は、特定の金属に適したストリッパを用いてリフトオフすることもできる。例として、アルミニウムの金属膜４８は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）又は水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）などの好適な塩基を使用して除去することができ、銅の金属膜４８は、ＦｅＣｌ３又はヨウ素とヨウ化物の混合物を使用して除去することができる。これらの除去プロセスのそれぞれの後、凹部２０内の官能化層２４は、少なくとも部分的にはベース支持体１４又は樹脂層１８に共有結合されているのでそのまま残る。
図示されていないが、この方法はまた、プライマーセット２９を官能化層２４に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３１、３３（図３Ａ～図３Ｆには示されていない）は、官能化層２４にプレグラフト化され得る。これらの例では、追加のプライマーグラフト化は実行されない。
他の例では、プライマー３１、３３は、官能化層２４にプレグラフト化されていない。これらの例では、プライマー３１、３３は、官能化層２４が塗布された後に（例えば、図３Ｅ又は図３Ｆで）、グラフト化され得る。
グラフト化が方法中に実行される場合、グラフト化は、任意の好適なグラフト化技術を使用して達成され得る。例として、グラフト化は、フロースルー堆積（例えば、一時的に結合された蓋を使用する）、ダンクコーティング、スプレーコーティング、液滴分配、又は別の好適な方法により達成され得る。これらの例示的な技術の各々は、プライマー溶液又は混合物を利用することができ、これは、プライマー（複数可）３１、３３、水、緩衝液、及び触媒を含み得る。グラフト化方法のいずれでも、プライマー３１、３３は、官能化層２４の反応性基に付着し、（図３Ｆに示すように露出されても）間隙領域２２に対して親和性を有さない。
単一の凹部２０と官能化層２４が図３Ｆに示されているが、図３Ａ～図３Ｆを参照して説明される方法は、ベース支持体１４又は樹脂層１８の表面にわたって間隙領域２２によって分離された官能化凹部のアレイを生成するように実行され得るということを理解すべきである。
図４Ａ～図４Ｇの方法において、感光材料５０はネガ型フォトレジスト６０である。ネガ型フォトレジスト６０は、官能化層２４と直接接触した状態で堆積される（図４Ｄ参照）。感光材料５０を現像するために金属膜４８を利用することは、ネガ型フォトレジスト６０を透明基板１４又は１６を通して光に露光することを含み、それによってネガ型フォトレジスト６０の、凹部２０の上にある部分が不溶性ネガ型フォトレジスト６０’を画定し、ネガ型フォトレジスト６０の、間隙領域２２の上にある部分が可溶性になる。不溶性ネガ型フォトレジスト６０’は、変化した感光材料５０’である。凹部２０は、第１の所定領域５４である（図４Ｅ参照、ここでは変化した感光材料５０’が形成される）。凹部２０は、第２の所定領域５６である（図４Ｆ参照、ここでは変化した感光材料５０’及び官能化層２４が形成される）。
この例示的な方法では、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、この方法は、金属膜４８の上に感光材料５０を堆積させる前に、金属膜４８と直接接触した状態で保護層５８を堆積させることと、保護層５８と直接接触して官能化層２４を堆積させることとを更に含む。
保護層５８は、核酸配列決定において使用される化学物質による劣化に対して高い耐性を有し（したがって、下にある金属膜４８が露出されないようにする）、かつ官能化層２４への良好な接着を有するか又は有するように活性化され得る、任意の無機材料であってもよい。一例では、保護層５８は、官能化層２４に付着する表面基を含む無機材料である。この保護層５８の一例は二酸化シリコンである。別の一例では、保護層５８は、官能化層２４に付着する表面基を含まない無機材料であり、本方法は、シラン化又はプラズマ灰化によって保護層５８を活性化し、したがって官能化層２４に付着する表面基を導入することを更に含む。例えば、保護層５８はＴａ２Ｏ５であり、これをシラン化して表面基を生成し、官能化層２４と反応させることができ、又は多面体オリゴマーシルセスキオキサン系樹脂であり、プラズマ灰化又はシラン化されて、官能化層２４と反応する表面基を生成することができるものである。保護層５８は、任意の好適な技術を用いて堆積されてもよく、図４Ｂに示されるように金属膜４８を被覆する。
次いで、官能化層２４を保護層５８の上に堆積させる。官能化層２４は、本明細書に記載のゲル材料のうちのいずれかであり得るが、任意の好適な方法を使用して塗布され得る。堆積後に硬化プロセスを行ってもよい。官能化層２４は、（固有の又は生成された表面基により）保護層５８に共有結合する。堆積された官能化層２４を図４Ｃに示す。
図４Ｄに示すように、ネガ型フォトレジスト６０は、官能化層２４上に堆積される。本明細書に説明される任意の堆積技術を使用することができる。
好適なネガ型フォトレジスト６０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。他の好適なネガ型フォトレジスト５４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。ネガ型フォトレジスト６０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、不溶性のネガ型フォトレジスト６０を形成し、現像液に曝露されて、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。ネガ型フォトレジスト６０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テトラメチルアミノヒドロキシド（tetramethylammoniumhydroxide、ＴＭＡＨ）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、感光材料５０（例えば、ネガ型フォトレジスト６０）を現像するために金属膜４８を利用することは、透明基板１４、１６を通してネガ型フォトレジスト６０を光（例えば、紫外線）に露光することを含む。より厚い（厚さＴ１を有する）金属膜４８は、透明基板１４、１６を透過する光の少なくとも７５％がより厚い金属膜４８（厚さＴ１）と直線状に配置されたネガ型フォトレジスト６０に到達するのを阻止する。したがって、これらの部分は可溶性になる。可溶性部分は、例えば現像液で、除去されて、間隙領域２２上の官能化層２４を露出させる。これに対して、ＵＶ光は、より薄い（厚さＴ２を有する）金属膜４８を透過することができ、したがって、凹部２０の上にあるネガ型フォトレジスト６０の部分が不溶性になる。得られた構造を図４Ｅに示す。
次いで、変化した感光材料５０’（例えば、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’）を使用して、第１の所定領域５４に官能化層２４を生成する。これは、間隙領域２２から官能化層２４、保護層５８、及び金属膜４８をドライエッチングすることと、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’を除去することとを含む。
間隙領域２２から官能化層２４及び保護層５８を除去するために使用されるドライエッチング又は灰化プロセスは、１００％Ｏ２プラズマ、空気プラズマ、アルゴンプラズマなどのプラズマを用いて実行されてもよい。このプロセスはまた、金属膜４８を除去するために用いられてもよい。あるいは、間隙領域２２から金属膜４８を除去するために使用されるドライエッチングプロセスは、ＢＣｌ３＋Ｃｌ２を用いた反応性イオンエッチングであってもよい。
次いで、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’の除去を行って、凹部２０内の官能化層２４を露出させることができる。不溶性のネガ型フォトレジスト６０は現像液に可溶性ではないが、除去剤に可溶性（少なくとも９９％可溶性）である。好適な除去剤としては、超音波処理の使用時、又はアセトン中、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いる、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）が挙げられる。
図示されていないが、この方法はまた、プライマーセット２９を官能化層２４に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３１、３３（図４Ａ～図４Ｇには示されていない）は、官能化層２４にプレグラフト化され得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。
他の例では、プライマー３１、３３は、官能化層２４にプレグラフト化されていない。これらの例では、プライマー３１、３３は、官能化層２４が塗布された又は再度露出した後に（例えば、図４Ｃ又は図４Ｇで）、グラフト化され得る。
グラフト化が方法中に実行される場合、グラフト化は、任意の好適なグラフト化技術を使用して達成され得る。例として、グラフト化は、フロースルー堆積（例えば、一時的に結合された蓋を使用する）、ダンクコーティング、スプレーコーティング、液滴分配、又は別の好適な方法により達成され得る。これらの例示的な技術の各々は、プライマー溶液又は混合物を利用することができ、これは、プライマー（複数可）３１、３３、水、緩衝液、及び触媒を含み得る。不溶性ネガ型フォトレジスト６０’が除去された後にグラフト化が行われる場合、プライマー３１、３３は、凹部２０内の官能化層２４の反応性基に付着し、間隙領域２２に対して親和性を有さない。
単一の凹部２０と官能化層２４が図４Ｇに示されているが、図４Ａ～図４Ｇを参照して説明される方法は、ベース支持体１４又は樹脂層１８の表面にわたって間隙領域２２によって分離された官能化凹部のアレイを生成するように実行され得るということを理解すべきである。
図５Ａ～図５Ｅの方法では、金属膜４８の上に感光材料５０を堆積する前に、この方法は、金属膜４８と直接接触した状態で透明樹脂６２を堆積することを更に含む。樹脂層１８に関して本明細書に記載した材料の任意の例を透明樹脂６２として使用することができ、（感光材料５０のパターニングに使用される）光を透過させることができる厚さで堆積させることができる。
ポジ型フォトレジスト６２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堆積され得る。いくつかの堆積技術について、樹脂は、液体担体中で混合され得るが、その例としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（propylene glycol monomethyl ether acetate、ＰＧＭＥＡ）、トルエン、ジメチルスルホキシド（dimethyl sulfoxide、ＤＭＳＯ）、テトラヒドロフラン（tetrahydrofuran、ＴＨＦ）などが挙げられる。透明樹脂６２は、スピン堆積されるか、又は他の方法で堆積され、その後硬化され得る。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。
透明樹脂６２は、シラン化又はプラズマ灰化を使用して活性化されて、官能化層２４と反応することができる表面基を生成し得る。
透明樹脂６２が生成された後、感光材料５０が堆積され、パターニングされる。この例では、感光材料５０はポジ型フォトレジスト５２である。ポジ型フォトレジスト５２は、透明樹脂６２と直接接触した状態で堆積される（図５Ｂ）。金属膜４８を利用して感光材料５０を現像することは、透明基板１４又は１８を通してポジ型フォトレジスト５２を露光することを含み、それによってポジ型フォトレジスト５２の、凹部２０上にある部分が可溶性になり、ポジ型フォトレジスト５２の、間隙領域２２の上にある部分が不溶性ポジ型フォトレジスト５２’を画定する。不溶性ポジ型フォトレジスト５２’は、変化した感光材料５０’である。透明樹脂６２の、間隙領域２２上の部分は、第１の所定領域５４である（図５Ｃ参照、ここでは変化した感光材料５０’が形成されている）。透明樹脂６２の、凹部２０上の部分は、第２の所定領域５６（図５Ｄ参照、官能化層２４が形成される）である。
この例では、感光材料５０（例えば、ポジ型フォトレジスト５２）を現像するために金属膜４８を利用することは、透明基板１４、１６を通してポジ型フォトレジスト５２を光（例えば、紫外線）に露光することを含む。厚い厚さＴ１を有する）より厚い金属膜４８は、透明基板１４、１６を透過する光の少なくとも７５％がより厚い金属膜４８、Ｔ１と直線状に配置されたポジ型フォトレジスト５２に到達するのを阻止する。したがって、これらの部分は、図５Ｃに示すように、不溶性部分５０’、５２’になる。これに対して、ＵＶ光は、より薄い（厚さＴ２を有する）金属膜４８を透過することができ、したがって、ポジ型フォトレジスト５２の、凹部２０上にある部分が可溶性になる。可溶性部分は、例えば現像液で除去されて、透明樹脂６２の一部を露出させる。この部分が第２の所定領域５６である。得られた構造を図５Ｃに示す。
この例示的な方法では、第２の所定領域５６において官能化層（この例では官能化層パッド２８（図５Ｅ参照））を生成するために変化した感光材料５０’を利用することは、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’及び第２の所定領域５６の上に官能化層２４を堆積させることと、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’を除去することとを含む。
官能化層２４は、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’と、この例では透明樹脂６２の露出部分である第２の所定領域５６との上に堆積される。官能化層２４は、本明細書に記載のゲル材料のうちのいずれかであり得るが、任意の好適な方法を使用して塗布され得る。堆積後に硬化プロセスを行ってもよい。官能化層２４は、透明樹脂６２に共有結合している。堆積された官能化層２４を図５Ｄに示す。
次いで、不溶性のネガティブフォトレジスト５２の除去を実行し得る。不溶性のポジ型フォトレジスト５２’は、超音波処理を使用して、又はアセトン中で、又はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート中で、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などの除去剤を用いて、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いてリフトオフされ得る。リフトオフプロセスは、ｉ）不溶性のポジ型フォトレジスト５２’の少なくとも９９％、及びｉｉ）その上に位置する官能化層２４を除去する。フォトレジストの除去後、（透明樹脂６２の）間隙領域２２’によって分離された官能化層パッド２８が形成される。
図示されていないが、この方法はまた、プライマーセット２９を官能化層パッド２８に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３１、３３（図５Ａ～図５Ｅには示されていない）は、官能化層２４及びしたがって官能化層パッド２８にプレグラフト化され得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。
他の例では、プライマー３１、３３は、官能化層２４にプレグラフト化されていない。これらの例では、プライマー３１、３３は、官能化層２４が塗布された後（例えば、図５Ｄ）、又は官能化層パッド２８が形成された後（例えば、図５Ｅ）に、グラフト化され得る。
グラフトが方法中に実行される場合、グラフトは、任意の好適なグラフト技術を使用して達成され得る。例として、グラフトは、フロースルー堆積（例えば、一時的に結合された蓋を使用する）、ダンクコーティング、スプレーコーティング、液滴分配、又は別の好適な方法により達成され得る。これらの例示的な技術の各々は、プライマー溶液又は混合物を利用することができ、これは、プライマー（複数可）３１、３３、水、緩衝液、及び触媒を含み得る。プライマー３１、３３が官能化層パッド２８に付着すると（図５Ｅ）、プライマー３１、３３は官能化層パッド２８の反応基に付着し、間隙領域２２’に対して親和性を有さない。
単一の官能化層パッド２８が図５Ｅに示されているが、図５Ａ～図５Ｅを参照して説明される方法は、ベース支持体１４又は樹脂層１８の表面にわたって間隙領域２２’によって分離された官能化層パッド２８のアレイ（例えば図１Ｄを参照）を生成するように実行され得るということを理解すべきである。
図６Ａから図６Ｅに示される方法は、保護層５８’及び光硬化性樹脂６４の例を使用する。この例では、光硬化性樹脂６４は感光材料５０である。
図６Ｂ及び図６Ｃに示すように、金属膜４８の上に感光材料５０を堆積する前に、この方法は、金属膜４８と直接接触した状態で保護層５８’を堆積することを更に含む。この例では、保護層５８’は、核酸配列決定において使用される化学物質による劣化に対して高い耐性を有し（したがって、下にある金属膜４８が露出されないようにする）、かつ官能化層２４への接着性が良好ではない、任意の無機材料であってもよい。保護層５８’の例は、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）又は別の好適な酸化タンタル、フルオロオクチルトリクロロシラン（fluoro-octyl-trichloro-silane、ＦＯＴＳ）、ポリエチレングリコールなどを含む。
この例示的な方法では、感光材料５０は光硬化性樹脂６４である。光硬化性樹脂６４は、保護層５８’と直接接触した状態で堆積される。金属膜４８を使用して感光材料５０を現像することは、透明基板１４、１６を通して光硬化性樹脂６４を露光し、それによって光硬化性樹脂６４の凹部２０上の部分は硬化され、光硬化性樹脂６４の間隙領域２２上の部分は未硬化のままであることを含み、方法は、光硬化性樹脂６４の未硬化部分を除去し、それによって間隙領域２２で保護層５８’を露出させることを更に含む。
光硬化性樹脂６４は、化学線で硬化させることができ、官能化層２４に付着させるための表面基を含むか又は含むように活性化することができる任意の樹脂材料である。一例では、光硬化性樹脂６４は、多面体オリゴマーシルセスキオキサン系樹脂であり、プラズマ灰化又はシラン化されて、官能化層２４と反応する表面基を生成することができるものである。
この例では、感光材料５０を現像するために金属膜４８を利用することは、透明基板１４、１６を通して光硬化性樹脂６４を光（例えば、紫外線）に露光することを含む。（より厚い金属ｔ１を有する）より厚い金属膜４８は、透明基板１４、１６を透過する光の少なくとも７５％がより厚い金属膜４８、Ｔ１と直線状に配置された光硬化性樹脂６４に到達するのを阻止する。したがって、これらの部分は未硬化のままであり、除去可能である。これに対して、ＵＶ光は、より薄い金属膜４８（厚さＴ２を有する）を透過することができ、したがって、光硬化性樹脂６４の凹部２０の上の部分が硬化する（図６Ｄに６４’で示す）。未硬化部分は、例えば洗浄プロセスによって除去されて、保護層５８’の部分を露出させる。得られた構造を図６Ｄに示す。
この例示的な方法では、変化した感光材料５０’（この例では、光硬化性樹脂６４）を利用して、第１の所定領域５４において官能化層２４を生成することは、官能化層２４を堆積させることを含み、それによって官能化層２４は、光硬化性樹脂６４の硬化部分６４’に付着し、間隙領域２２において保護層５８’に付着しない。
官能化層２４は、任意の好適な方法を用いて堆積される。この例では、官能化層２４は、硬化部分６４’に共有結合し、露出した保護層５８’に対して親和性を有さない。堆積後に硬化プロセスを行ってもよい。堆積された官能化層２４を図６Ｅに示す。
この方法は、その上に官能化層２４を有する突出部（光硬化性樹脂６４の硬化部分６４’）を有するフローセル１０の例を形成する。保護層５８’の露出部分は、隣接する官能化層２４を分離する間隙領域２２として機能する。
図示されていないが、この方法はまた、プライマーセット２９を官能化層２４に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３１、３３（図６Ａ～図６Ｅには示されていない）は、官能化層２４にプレグラフト化され得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。
他の例では、プライマー３１、３３は、官能化層２４にプレグラフト化されていない。これらの例では、プライマー３１、３３は、官能化層２４が塗布された後に（例えば、図６Ｅで）、グラフト化され得る。
グラフトが方法中に実行される場合、グラフトは、任意の好適なグラフト技術を使用して達成され得る。例として、グラフトは、フロースルー堆積（例えば、一時的に結合された蓋を使用する）、ダンクコーティング、スプレーコーティング、液滴分配、又は別の好適な方法により達成され得る。これらの例示的な技術の各々は、プライマー溶液又は混合物を利用することができ、これは、プライマー（複数可）３１、３３、水、緩衝液、及び触媒を含み得る。プライマー３１、３３が官能化層パッド２８に付着すると、プライマー３１、３３は官能化層２４の反応基に付着し、保護層５８’に対して親和性を有さない。
官能化層２４を指示している１つの突出部が図６Ｅに示されているが、図６Ａ～図６Ｅを参照して説明される方法は、ベース支持体１４又は樹脂層１８の表面にわたって保護層５８’の露出部分によって分離された、それぞれの官能化層２４支持する突出部のアレイを生成するように実行され得るということを理解すべきである。
図８Ａ～図８Ｉ／図８Ｊから図１１Ａ～図１１Ｅは、凹部２０’が画定された単層ベース支持体１４又は多層構造１６の樹脂層１８を示す。凹部２０’は、任意の好適な技術を使用して、単層ベース支持体１４又は樹脂層１８に、エッチング、インプリント、又は他の方法で画定され得る。図７は、単層ベース支持体１４又は多層構造１６の樹脂層１８内に画定された複数の深さの凹部２０’の一例を示す。複数の深さの凹部２０’は、段部７０によって画定される、深い部分６６及び浅い部分６８を含む。
図８Ａ～図８Ｉ／図８Ｊから図１１Ａ～図１１Ｅに示される例示的な方法のそれぞれにおいては、単層のベース支持体１４又は樹脂層１８の表面に金属材料をスパッタコーティング又は熱蒸着する。スパッタリング中、金属材料は、表面に対してある角度（例えば、４５°又は６０°）で堆積される。これにより、凹部２０’内にシャドー効果が生じ、凹部２０’の、入ってくる金属材料に対して横方向の領域に、堆積される金属材料が少なくなるか又は全くなくなる。したがって、透明基板（例えば、単層ベース支持体１４又は多層構造１６）は、スパッタリングの実施中を通して回転されて、複数の深さの凹部２０’のこれらの領域に金属材料を導入する。基板が回転する間、金属材料が隙間領域２２に塗布され続けるので、このプロセスは、隙間領域２２上により多くの金属材料を堆積させ、凹部２０内にはより少ない金属材料を堆積させる。同様の効果は、熱蒸発を用いて達成することができる。効果を最大化するために、両方のプロセスにおいて低圧を使用してもよい。したがって、スパッタリング又は熱蒸着の結果として、金属膜４８（図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、及び図１１Ａ参照）が、間隙領域２２上に第１の厚さＴ１を有し、凹部２０’の深い部分６６内の表面７２上に第２の厚さＴ２を有し、凹部２０’の浅い部分６８内の表面７４上に第３の厚さＴ３を有するように生成される。このように、図８から図１１までの一連の図において、凹部の各々は、深い部分６６と、深い部分６６に隣接する浅い部分６８とを含む複数の深さの凹部２０’である。金属膜４８は、各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６及び各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８にわたって生成される。各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６上の金属膜４８は、第２の厚さＴ２を有する（第２の厚さは、約３０ｎｍ以下であり、第１の厚さＴ１よりも少なくとも１０ｎｍ薄い）。各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８上の金属膜４８は、第１の厚さよりも小さく、第２の厚さＴ２よりも大きい第３の厚さＴ３を有する。第２の厚さＴ２は、より薄い部分でＵＶ光が金属膜４８を透過することを可能にし、一方、第１の厚さＴ１及び第３の厚さＴ３は、より厚い部分で金属膜４８を、ＵＶ光が透過することを阻止するのに十分である。
本明細書に開示される任意の金属材料を使用することができる。スパッタリング又は熱蒸着の結果として、様々な厚さＴ１、Ｔ２、Ｔ３を有する金属膜４８は、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、及び図１１Ａのそれぞれに示されるように、単層ベース支持体１４又は樹脂層１８の、複数の深さの凹部２０’の上に配置される。
方法の２つの例が図８シリーズに示されている。一つの方法を図８Ａ～図８Ｉに示す。他の方法を図８Ａ～図８Ｆ及び図８Ｊ～図８Ｎに示す。
図８シリーズに示される方法の最初に、ベース支持体１４又は樹脂層１８が、官能化層２４に共有結合するための表面基を含まない場合、ベース支持体１４又は樹脂層１８は、最初に、例えば、シラン化又はプラズマ灰化によって活性化され得る。ベース支持体１４又は樹脂層１８が、官能化層２４に共有結合するための表面基を含む場合、活性化プロセスは行われない。
図８Ａ～図８Ｎの方法では、感光材料５０はポジ型フォトレジスト５２である。ポジ型フォトレジスト５２は、金属膜４８と直接接触した状態で堆積される。金属膜４８を利用して感光材料５０を現像することは、透明基板１４、１６を通してポジ型フォトレジスト５２を露光することを含み、それによって各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６の上にあるポジ型フォトレジスト５２の部分が可溶性になり、浅い部分６８の上にあり、隙間領域２２の上にあるポジ型フォトレジスト５２の部分は、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’を画定する。不溶性ポジ型フォトレジスト５２’は、変化した感光材料５０’である。各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８及び隙間領域２２は、第１の所定領域５４である（図８Ｃを参照、ここでは変化した感光材料５０’が形成される）。各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６は、第２の所定領域５６である（図８Ｆを参照、ここでは官能化層２４が形成される）。
図８Ｂに示すように、金属膜４８上にポジ型フォトレジスト５２を堆積する。ポジ型フォトレジスト５２のいずれか及び本明細書に記載される任意の堆積技術が、この例において使用され得る。
この例では、感光材料５０（例えば、ポジ型フォトレジスト５２）を現像するために金属膜４８を利用することは、透明基板１４、１６を通してポジ型フォトレジスト５２を光（例えば、紫外線）に露光することを含む。金属膜４８の（厚さＴ１又は厚さＴ３を有する）より厚い部分は、透明基板１４、１６を透過する光の少なくとも７５％がより厚い金属膜４８、Ｔ１、Ｔ３と一直線上に直接配置されたポジ型フォトレジスト５２に到達するのを阻止する。したがって、これらの部分は、図８Ｃに示すように、不溶性部分５０’、５２’になる。これに対して、ＵＶ光は、より薄い（厚さＴ２を有する）金属膜４８を透過することができ、したがって、凹部２０の深い部分６６の上にあるポジ型フォトレジスト５２の部分が可溶性になる。可溶性部分は、例えば現像液で除去されて、凹部２０内に存在するより薄い金属膜４８（厚さＴ２）を露出させる。得られた構造を図８Ｃに示す。
次いで、変化した感光材料５０’（例えば、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’）を使用して、第２の所定領域５６に官能化層２４を生成する。これは、各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６から、金属膜４８をエッチングすることと（図８Ｄ）、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’及び各凹部２０’の深い部分６６の上に官能化層２４を堆積させることと（図８Ｅ）、を含む。
金属膜４８は、ドライエッチング又はウェットエッチングを使用して深い部分６６内の表面７２から除去することができる。深い部分６６からの金属膜４８のドライエッチングは、ＢＣｌ３＋Ｃｌ２を用いた反応性イオンエッチングを含んでもよい。ドライエッチングプロセスは、支持体１４又は樹脂層１８の表面が露出した時点で停止してもよい。アルミニウムの金属膜４８の湿式エッチングは、酸性又は塩基性条件を用いて行うことができ、銅の金属膜４８のウェットエッチングは、ＦｅＣｌ３又はヨウ素及びヨウ化物溶液を用いて行うことができる。これらの例では、支持体１４又は層１８は、エッチングプロセスのエッチストップとして作用する。エッチングプロセスは、深い部分６６に位置する支持体１４又は層１８の表面７２を露出させる。この例では、表面７２は、官能化層２４が形成される第２の所定領域５６である。深い部分６６からの金属膜４８の除去が図８Ｄに示されている。
次に、官能化層２４を、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’及び凹部２０’の深い部分６６の上に堆積させる。官能化層２４は、本明細書に記載のゲル材料のうちのいずれかであり得るが、任意の好適な方法を使用して塗布され得る。堆積後に硬化プロセスを行ってもよい。官能化層２４は、凹部２０’の深い部分６６において、ベース支持体１４又は樹脂層１８に共有結合する。堆積された官能化層２４を図８Ｅに示す。
図８Ａ～図８Ｉに示される例示的な方法では、方法は、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’を除去し、それによって各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８の上及び間隙領域２２の上の金属膜４８を露出させることと（図８Ｆ）、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８から、及び間隙領域２２から、金属膜４８をウェットエッチングすることと（図８Ｇ）、第２の官能化層２６を、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８の上及び間隙領域２２の上に堆積させることと（図８Ｈ）、間隙領域２２から、第２の官能化層２６を研磨する（図８Ｉ）ことと、を更に含む。
不溶性のポジ型フォトレジスト５２’は、超音波処理を使用して、又はアセトン中で、又はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート中で、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などの除去剤を用いて、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いてリフトオフされ得る。リフトオフプロセスは、図８Ｆに示すように、ｉ）不溶性のポジ型フォトレジスト５２’の少なくとも９９％、及びｉｉ）その上に位置する官能化層２４を除去する。
この例では、金属膜４８を除去するために、本明細書で説明するウェットエッチングプロセスのいずれかを使用することができる。これにより、浅い部分６８において支持体１４又は樹脂層１８の表面７４が露出され、隙間領域２２も露出される。これを図８Ｇに示す。
図８Ｈに示すように、次いで、第２の官能化層２６を、支持体１４の表面７４の上、又は浅い部分６８における樹脂層１８の表面７４上に、また間隙領域２２の上にも塗布することができる。第２の官能化層２６（例えば、第２の官能化層２６を形成するゲル材料）は、任意の好適な堆積技術を使用して塗布され得る。この例では、ゲル材料の堆積が高イオン強度（例えば、１０×ＰＢＳ、ＮａＣｌ、ＫＣｌなどの存在）下で実行される場合、第２の官能化層２６は、第１の官能化層２４に堆積しないか、又はそれに付着しない。したがって、第２の官能化層２６は、第１の官能化層２４を汚染しない。
図８Ｉでは、間隙領域２２の上に位置付けられている第２の官能化層２６は、例えば、研磨プロセスを使用して除去される。研磨プロセスは、それらの領域２２において、下にある基材（例えば１４又は１８）に悪影響を及ぼすことなく、官能化層２４、２６を間隙領域２２から除去することができる化学スラリー（例えば、研削剤、緩衝液、キレート剤、界面活性剤、及び／又は分散剤を含む）を用いて実行され得る。代替的に、研磨は、研磨剤粒子を含まない溶液により実行してもよい。
化学的スラリーは、化学機械研磨システムで使用されて、間隙領域２２の表面を研磨し得る。研磨ヘッド／パッド又は他の研磨ツールは、官能化層２４、２６を凹部２０’に少なくとも実質的に無傷のままにしながら、間隙領域２２の上に存在し得る官能化層２４、２６を研磨することができる。一例として、研磨ヘッドは、Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ ＶｉＰＲＲ ＩＩ研磨ヘッドであってもよい。
クリーン化及び乾燥プロセスは、研磨後に実行され得る。クリーン化プロセスは、水浴及び超音波処理を利用し得る。水浴は、約２２℃～約３０℃の範囲の、比較的低温にて維持されてもよい。乾燥プロセスは、スピン乾燥、又は別の好適な技術を介した乾燥を伴い得る。
図８Ａ～図８Ｆ、及び図８Ｊ～図８Ｎに示される例示的な方法では、方法は、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’を除去し、それによって、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８の上及び間隙領域２２の上の金属膜４８を露出させることと（図８Ｆ）、ネガ型フォトレジスト６０をパターニングして、各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６上に不溶性ネガ型フォトレジスト６０’を形成することと（図８Ｊ）、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８から、及び間隙領域２２から、金属膜４８をウェットエッチングすることと、第２の官能化層２６を、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’上、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８の上、及び間隙領域２２の上に堆積させることと（図８Ｌ）、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’を除去し、それによって官能化層２４を露出させることと（図８Ｍ）、間隙領域２２から、第２の官能化層２６を除去する（図８Ｎ）ことと、を更に含む。
上記のように、不溶性のポジ型フォトレジスト５２’は、超音波処理を使用して、又はアセトン中で、又はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート中で、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などの除去剤を用いて、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いてリフトオフされ得る。リフトオフプロセスは、図８Ｆに示すように、ｉ）不溶性のポジ型フォトレジスト５２’の少なくとも９９％、及びｉｉ）その上に位置する官能化層２４を除去する。
次に、ネガ型フォトレジスト６０が、官能化層２４及び金属層４８（図８Ａ～図８Ｆ又は図８Ｊ～図８Ｎには図示せず）上に堆積される。本明細書に説明される任意の堆積技術を使用することができる。この例では、ネガ型フォトレジスト６０は、透明基板１４、１６を通して光（例えば、紫外線）に露光される。（厚さＴ１及び厚さＴ３を有する）より厚い金属膜４８は、透明基板１４、１６を透過する光の少なくとも７５％がより厚い金属膜４８、Ｔ１、Ｔ３と一直線上に直接配置されたネガ型フォトレジスト６０に到達するのを阻止する。したがって、これらの部分は可溶性になる。可溶性部分は、例えば現像液で除去され、浅い部分６８及び間隙領域２２において表面７４上の金属膜４８を露出させる。これに対して、ＵＶ光は、より薄い（厚さＴ２を有する）金属膜４８を透過することができ、したがって、凹部２０の深い部分６６の上にあるネガ型フォトレジスト６０の部分が不溶性になる。深い部分６６に不溶性ネガ型フォトレジスト６０’を含む得られた構造が、図８Ｊに示されている。
この例では、金属膜４８を除去するために、本明細書で説明するウェットエッチングプロセスのいずれかを使用することができる。これにより、浅い部分６８において支持体１４又は樹脂層１８の表面７４が露出され、隙間領域２２も露出される。不溶性ネガ型フォトレジスト６０’は、このプロセスの間、無傷のままである。これを図８Ｋに示す。
図８Ｌに示すように、次いで、第２の官能化層２６を、支持体１４の表面７４の上、又は浅い部分６８における樹脂層１８の表面７４上に、また間隙領域２２の上にも塗布することができる。第２の官能化層２６（例えば、第２の官能化層２６を形成するゲル材料）は、任意の好適な堆積技術を使用して塗布され得る。この例では、第２の官能化層２６も、（官能化層２４の上にある）不溶性ネガ型フォトレジスト６０’の上に塗布される。
次いで、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’の除去を行って、図８Ｍに示すように、凹部２０’の深い部分６６内の官能化層２４を露出させることができる。不溶性のネガ型フォトレジスト６０は現像液に可溶性ではないが、除去剤に可溶性（少なくとも９９％可溶性）である。好適な除去剤としては、超音波処理の使用時、又はアセトン中、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いる、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）が挙げられる。
次いで、第２の官能化層２６は、例えば、図８Ｉを参照して説明したような研磨を使用して、隙間領域２２から除去される。得られた構造を図８Ｎに示す。
図示されていないが、図８シリーズを参照して説明される方法はまた、それぞれのプライマーセット３０、３２を官能化層２４、２６に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’（図８Ａ～図８Ｎには示されていない）は、官能化層２４にプレグラフト化され得る。同様に、プライマー３８、４０又は３８’、４０’（図８Ａ～図８Ｎには示されていない）は、官能化層２６にプレグラフト化され得る。これらの例では、追加のプライマーグラフト化は実行されない。
他の例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’は、官能化層２４にプレグラフト化されない。これらの例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’は、官能化層２４が塗布された後に（例えば、図８Ｅで）、グラフト化され得る。これらの例では、プライマー３８、４０又は３８’、４０’は、第２の官能化層２６にプレグラフト化され得る。代替的に、これらの例では、３８、４０又は３８’、４０’は、第２の官能化層２６にプレグラフト化されなくてもよい。むしろ、ｉ）官能化層２６が、プライマー３８、４０若しくは３８’、４０’に付着するために（官能化層２４とは）異なる官能基を有するか、又はｉｉ）（官能化層２４が露出されている例では）官能化層２４の任意の未反応官能基が、例えば、アミンへのシュタウディンガー還元若しくはヘキシン酸などの受動的分子との追加のクリック反応を使用してクエンチされているか、又はｉｉｉ）不溶性のポジ型フォトレジスト６０’が、所定の場所にまだ存在する（図８Ｌ）限り、第２の官能化層２６が塗布された後（例えば、図８Ｈ又は図８Ｌ）に、プライマー３８、４０又は３８’、４０’はグラフト化され得る。
グラフト化が方法中に実行される場合、グラフト化は、本明細書に記載のグラフト化技術のいずれかを使用して達成され得る。
単一のセットの官能化層２４、２６が図８Ｉ及び図８Ｎに示されているが、図８Ａ～図８Ｎを参照して説明される方法は、支持層１４の表面又は多層構造１６の樹脂層１８の表面にわたって間隙領域２２によって分離された凹部２０’（官能化層２４、２６をその中に有する）のアレイを生成するように実行され得るということを理解すべきである。
多層凹部２０’を含む別の方法が図９Ａ～図９Ｉに示されている。図９シリーズに示される方法の最初に、ベース支持体１４又は樹脂層１８が、官能化層２４に共有結合するための表面基を含まない場合、ベース支持体１４又は樹脂層１８は、最初に、例えば、シラン化又はプラズマ灰化によって活性化され得る。ベース支持体１４又は樹脂層１８が、官能化層２４に共有結合するための表面基を含む場合、活性化プロセスは行われない。
図９Ａ～図９Ｉに示す例示的な方法では、感光材料５０はネガ型フォトレジスト６０である。ネガ型フォトレジスト６０は、金属膜４８と直接接触した状態で堆積される。金属膜４８を現像して感光材料５０を現像することは、透明基板（例えば、単層基板１４又は多層構造１６）を通してネガ型フォトレジスト６０を露光することを含み、それによってネガ型フォトレジスト６０の、各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６の上にある部分が、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’を画定し、ネガ型フォトレジスト６０の、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８の上にあり、隙間領域２２の上にある部分が可溶性になる。不溶性ネガ型フォトレジスト６０’は、変化した感光材料５０’である。各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６は、第１の所定領域５４（変化した感光材料５０’が形成される領域）である。各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８は、第２の所定領域５６（第１の官能化層２４が形成される）である。
図９Ｂに示すように、金属膜４８上にネガ型フォトレジスト６０を堆積する。ネガ型フォトレジスト６０のいずれか及び本明細書に記載される任意の堆積技術が、この例において使用され得る。
この例では、感光材料５０（例えば、ネガ型フォトレジスト６０）を現像するために金属膜４８を利用することは、透明基板１４、１６を通してネガ型フォトレジスト６０を光（例えば、紫外線）に露光することを含む。（厚さＴ１及び厚さＴ３を有する）より厚い金属膜４８は、透明基板１４、１６を透過する光の少なくとも７５％がより厚い金属膜４８、Ｔ１、Ｔ３と一直線上に直接配置されたネガ型フォトレジスト６０に到達するのを阻止する。したがって、これらの部分は可溶性になる。可溶性部分は、例えば現像液を用いて除去され、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８の上にあり、隙間領域２２の上にある金属膜４８を露出させる。これに対して、ＵＶ光は、より薄い（厚さＴ２を有する）金属膜４８を透過することができ、したがって、凹部２０’の深い部分６６の上にあるネガ型フォトレジスト６０の部分が不溶性になる。得られた構造を図９Ｃに示す。
次いで、変化した感光材料５０’（例えば、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’）を使用して、第２の所定領域５６に官能化層２４を生成する。これは、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８及び間隙領域２２から金属膜４８をエッチングすることと、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８、及び間隙領域２２の上に官能化層２４を堆積させることとを含む。
金属膜４８は、ドライエッチング又はウェットエッチングを使用して、浅い部分６８内の表面７４から、及び間隙領域２２から除去することができる。浅い部分６８及び間隙領域２２からの金属膜４８のドライエッチングは、ＢＣｌ３＋Ｃｌ２を用いた反応性イオンエッチングを含んでもよい。ドライエッチングプロセスは、支持体１４又は樹脂層１８の表面が露出した時点で停止してもよい。アルミニウムの金属膜４８の湿式エッチングは、酸性又は塩基性条件を用いて行うことができ、銅の金属膜４８のウェットエッチングは、ＦｅＣｌ３又はヨウ素及びヨウ化物溶液を用いて行うことができる。これらの例では、支持体１４又は層１８は、エッチングプロセスのエッチストップとして作用する。エッチングプロセスは、浅い部分６８に位置する支持体１４又は層１８の表面７４を露出させ、間隙領域２２も露出させる。この例では、表面７４は、官能化層２４が形成される第２の所定領域５６である。浅い部分６８における表面７４からの、及び隙間領域２２からの金属膜４８の除去が図９Ｄに示されている。
次に、官能化層２４が、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８、及び間隙領域２２の上に堆積される。官能化層２４は、本明細書に記載のゲル材料のうちのいずれかであり得るが、任意の好適な方法を使用して塗布され得る。堆積後に硬化プロセスを行ってもよい。官能化層２４は、凹部２０’の浅い部分６８及び間隙部分２２において、ベース支持体１４又は樹脂層１８に共有結合する。堆積された官能化層２４を図９Ｅに示す。
図９Ａ～図９Ｉに示される例示的な方法では、方法は、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’を除去し、それによって各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６の上の金属膜４８を露出させることと（図９Ｆ）、各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６から、金属膜４８をエッチングすることと（図９Ｇ）、各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６の上に、第２の官能化層２６を堆積させることと（図９Ｈ）、間隙領域２２から官能化層２６を除去することと（図９Ｉ）、を更に含む。
次に、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’の除去を行って、凹部２０’の深い部分６６内の金属層４８を露出させることができる。不溶性のネガ型フォトレジスト６０は現像液に可溶性ではないが、除去剤に可溶性（少なくとも９９％可溶性）である。好適な除去剤としては、超音波処理の使用時、又はアセトン中、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いる、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）が挙げられる。
この例では、金属膜４８を除去するために、本明細書で説明するウェットエッチングプロセスのいずれかを使用することができる。これは、深い部分６６における支持体１４又は樹脂層１８の表面７２を露出させる。これを図９Ｇに示す。
図９Ｈに示すように、第２の官能化層２６が、次いで、深い部分６６における支持体１４又は樹脂層１８の表面７２の上に塗布され得る。第２の官能化層２６（例えば、第２の官能化層２６を形成するゲル材料）は、任意の好適な堆積技術を使用して塗布され得る。この例では、ゲル材料の堆積が高イオン強度（例えば、１０×ＰＢＳ、ＮａＣｌ、ＫＣｌなどの存在）下で実行される場合、第２の官能化層２６は、第１の官能化層２４に堆積しないか、又はそれに付着しない。したがって、第２の官能化層２６は、第１の官能化層２４を汚染しない。
図９Ｉでは、間隙領域２２の上に位置付けられている官能化層２４は、例えば、研磨プロセスを使用して除去される。この研磨プロセスは、本明細書に記載されるように実行され得る。クリーン化及び乾燥プロセスは、研磨後に実行され得る。クリーン化プロセスは、水浴及び超音波処理を利用し得る。水浴は、約２２℃～約３０℃の範囲の、比較的低温にて維持されてもよい。乾燥プロセスは、スピン乾燥、又は別の好適な技術を介した乾燥を伴い得る。
図示されていないが、図９Ａ～図９Ｉを参照して説明される方法はまた、プライマーセット３０、３２をそれぞれの官能化層２４、２６に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’（図９Ａ～図９Ｉには示されていない）は、官能化層２４にプレグラフト化され得る。同様に、プライマー３８、４０又は３８’、４０’（図９Ａ～図９Ｉには示されていない）は、官能化層２６にプレグラフト化され得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。
他の例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’は、官能化層２４にプレグラフト化されない。これらの例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’は、官能化層２４が塗布された後に（例えば、図９Ｅで）、グラフト化され得る。これらの例では、プライマー３８、４０又は３８’、４０’は、第２の官能化層２６にプレグラフト化され得る。代替的に、これらの例では、３８、４０又は３８’、４０’は、第２の官能化層２６にプレグラフト化されなくてもよい。むしろ、ｉ）官能化層２６が、プライマー３８、４０若しくは３８’、４０’に付着するために（官能化層２４とは）異なる官能基を有するか、又はｉｉ）官能化層２４の任意の未反応官能基が、例えば、アミンへのシュタウディンガー還元若しくはヘキシン酸などの受動的分子との追加のクリック反応を使用してクエンチされている限り、第２の官能化層２６が塗布された後に（例えば、図９Ｈで）、プライマー３８、４０又は３８’、４０’はグラフト化され得る。
グラフト化が方法中に実行される場合、グラフト化は、本明細書に記載のグラフト化技術のいずれかを使用して達成され得る。
単一のセットの官能化層２４、２６が図９Ｉに示されているが、図９Ａ～図９Ｉを参照して説明される方法は、支持層１４の表面又は多層構造１６の樹脂層１８の表面にわたって間隙領域２２によって分離された凹部２０’（官能化層２４、２６をその中に有する）のアレイを生成するように実行され得るということを理解すべきである。
なお更に別の方法を、図１０Ａ～図１０Ｈに示す。
図１０Ａ～図１０Ｈの方法において、感光材料５０はネガ型フォトレジスト６０である。ネガ型フォトレジスト６０は、官能化層２４と直接接触した状態で堆積される（図１０Ｂ参照）。金属膜４８を現像して感光材料５０を現像することは、透明基板１４又は１６）を通してネガ型フォトレジスト６０を露光することを含み、それによってネガ型フォトレジスト６０の、各凹部２０’の深い部分６６の上にある部分が、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’を画定し、ネガ型フォトレジスト６０の、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８の上にあり、隙間領域２２の上にある部分が可溶性になる。不溶性ネガ型フォトレジスト６０’は、変化した感光材料５０’である。そして、各凹部２０’の深部６６が、第１の所定領域５４（図１０Ｄ参照、ここでは変化した感光材料５０’が形成されている）となる。
この例示的な方法では、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、この方法は、金属膜４８の上に感光材料５０を堆積させる前に、金属膜４８と直接接触した状態で保護層５８を堆積させることと、保護層５８と直接接触して官能化層２４を堆積させることとを更に含む。
この例では、保護層５８は、核酸配列決定において使用される化学物質による劣化に対して高い耐性を有し（したがって、下にある金属膜４８が露出されないようにする）、かつ官能化層２４、２６への良好な接着を有するか又は有するように活性化され得る、任意の無機材料であってもよい。好適な保護材料の例には、二酸化ケイ素又はＴａ２Ｏ５が含まれる（これらはシラン化されて、官能化層２４、２６と反応する表面基を生成することができる）。保護層５８は、任意の好適な技術を用いて堆積されてもよく、図１０Ａに示されるように金属膜４８をコーティングする。
次いで、官能化層２４を保護層５８の上に堆積させる。官能化層２４は、本明細書に記載のゲル材料のうちのいずれかであり得るが、任意の好適な方法を使用して塗布され得る。堆積後に硬化プロセスを行ってもよい。官能化層２４は、保護層５８に共有結合している。堆積された官能化層２４を図１０Ｂに示す。
図１０Ｃでは、ネガ型フォトレジスト６０が官能化層２４上に堆積される。ネガ型フォトレジスト６０材料のいずれか、及び本明細書に記載の堆積技術のいずれかを使用することができる。
この例では、感光材料５０（例えば、ネガ型フォトレジスト６０）を現像するために金属膜４８を利用することは、透明基板１４、１６を通してネガ型フォトレジスト６０を光（例えば、紫外線）に露光することを含む。（厚さＴ１及び厚さＴ３を有する）より厚い金属膜４８は、透明基板１４、１６を透過する光の少なくとも７５％がより厚い金属膜４８、Ｔ１、Ｔ３と一直線上に直接配置されたネガ型フォトレジスト６０に到達するのを阻止する。したがって、これらの部分は可溶性になる。可溶性部分は、例えば現像液を用いて除去され、凹部２０’の浅い部分６８内の表面７４の上及び間隙領域２２の上に配置された官能化層２４を露出させる。これに対して、ＵＶ光は、より薄い（厚さＴ２を有する）金属膜４８を透過することができ、したがって、凹部２０’の深い部分６６の上にあるネガ型フォトレジスト６０の部分が不溶性になる。得られた構造を図１０Ｄに示す。
次いで、変化した感光材料５０’（例えば、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’）を使用して、第１の所定領域５４に官能化層２４を生成する。これは、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８及び隙間領域２２から官能化層２４をドライエッチングすることを含み、それによって保護層５８が各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８及び隙間領域２２で露出され、官能化層２４が、各複数の深さの凹部２０’の深部６６に残る。官能化層２４を除去する為に用いられるドライエッチングプロセスは、１００％Ｏ２プラズマ、空気プラズマ、アルゴンプラズマなどのプラズマを使用して実行され得る。このエッチングプロセスは、浅い部分６８で第１の官能化層２４を除去し、隙間領域２２の上に重なる第１の官能化層２４の部分も除去する。保護層５８は、エッチストップとして作用する。図１０Ｅに示すように、ドライエッチング後、官能化層２４は、凹部２０’の深い部分６６に残る。
この例示的な方法は、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’の上、並びに各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８及び間隙領域２２において露出された保護層５８の上に、第２の官能化層２６を堆積させることと（図１０Ｆ）、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’を除去し、それによって各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６上の官能化層２４を露出させることと（図１０Ｇ）、間隙領域２２から第２の官能化層２６を除去することと（図１０Ｈ）、を更に含む。
図１０Ｆに示すように、第２の官能化層２６は、次いで、浅い部分６８における保護層５８の上及び間隙領域２２における保護層５８上に塗布され得る。第２の官能化層２６（例えば、第２の官能化層２６を形成するゲル材料）は、任意の好適な堆積技術を使用して塗布され得る。この例では、第２の官能化層２６も不溶性ネガ型フォトレジスト６０’の上に塗布される。
次いで、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’の除去を行って、図１０Ｇに示すように、凹部２０’の深い部分６６内の官能化層２４を露出させることができる。不溶性のネガ型フォトレジスト６０は現像液に可溶性ではないが、除去剤に可溶性（少なくとも９９％可溶性）である。好適な除去剤としては、超音波処理の使用時、又はアセトン中、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いる、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）が挙げられる。このプロセスは、ｉ）不溶性ネガ型フォトレジスト６０’の少なくとも９９％、及びｉｉ）その上に配置された官能化層２６を除去する。
次いで、第２の官能化層２６は、例えば、図８Ｉを参照して説明したような研磨を使用して、間隙領域２２上の保護層５８から除去される。得られた構造を図１０Ｈに示す。
図示されていないが、図１０Ａ～図１０Ｈを参照して説明される方法はまた、プライマーセット３０、３２をそれぞれの官能化層２４、２６に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’（図１０Ａ～図１０Ｈには示されていない）は、官能化層２４にプレグラフト化され得る。同様に、プライマー３８、４０又は３８’、４０’（図１０Ａ～図１０Ｈには示されていない）は、官能化層２６にプレグラフト化され得る。これらの例では、追加のプライマーグラフト化は実行されない。
他の例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’は、官能化層２４にプレグラフト化されない。これらの例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’は、官能化層２４が塗布された後に（例えば、図１０Ｂで）、グラフト化され得る。これらの例では、プライマー３８、４０又は３８’、４０’は、第２の官能化層２６にプレグラフト化され得る。代替的に、これらの例では、３８、４０又は３８’、４０’は、第２の官能化層２６にプレグラフト化されなくてもよい。むしろ、ｉ）官能化層２６が、プライマー３８、４０若しくは３８’、４０’に付着するために（官能化層２４とは）異なる官能基を有するか、又はｉｉ）（官能化層２４が露出されている例では）官能化層２４の任意の未反応官能基が、例えば、アミンへのシュタウディンガー還元若しくはヘキシン酸などの受動的分子との追加のクリック反応を使用してクエンチされているか、又はｉｉｉ）不溶性のネガ型フォトレジスト６０’が、所定の場所にまだ存在する（図１０Ｆ）限り、第２の官能化層２６が塗布された後（例えば、図１０Ｆ、図１０Ｇ、又は図１０Ｈ）に、プライマー３８、４０又は３８’、４０’はグラフト化され得る。
グラフト化が方法中に実行される場合、グラフト化は、本明細書に記載のグラフト化技術のいずれかを使用して達成され得る。
単一のセットの官能化層２４、２６が図１０Ｈに示されているが、図１０Ａ～図１０Ｈを参照して説明される方法は、支持層１４の表面又は多層構造１６の樹脂層１８の表面にわたって間隙領域２２上の保護層５８によって分離された凹部２０’（官能化層２４、２６をその中に有する）のアレイを生成するように実行され得るということを理解すべきである。
なお更に別の方法を、図１１Ａ～図１１Ｈに示す。
図１１Ａから図１１Ｈの方法において、感光材料５０はポジ型フォトレジスト５２である。ポジ型フォトレジスト５０は、官能化層２４と直接接触した状態で堆積される。金属膜４８を利用して感光材料５０を現像することは、透明基板１４、１６を通してポジ型フォトレジスト５２を露光することを含み、それによって各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６の上にあるポジ型フォトレジスト５２の部分が可溶性になり、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８の上にあり、隙間領域２２の上にあるポジ型フォトレジスト５２の部分が、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’を画定する。不溶性ポジ型フォトレジスト５２’は、変化した感光材料５０’である。各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８及び隙間領域２２’は、第１の所定領域５４である。
この例示的な方法では、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、この方法は、金属膜４８の上に感光材料５０を堆積させる前に、金属膜４８と直接接触した状態で保護層５８を堆積させることと、保護層５８と直接接触して官能化層２４を堆積させることとを更に含む。
この例では、保護層５８は、核酸配列決定において使用される化学物質による劣化に対して高い耐性を有し（したがって、下にある金属膜４８が露出されないようにする）、かつ官能化層２４、２６への良好な接着を有するか又は有するように活性化され得る、任意の無機材料であってもよい。好適な保護材料の例には、二酸化ケイ素又はＴａ２Ｏ５が含まれる（これらはシラン化されて、官能化層２４、２６と反応する表面基を生成することができる）。保護層５８は、任意の好適な技術を用いて堆積されてもよく、図１１Ａに示されるように金属膜４８をコーティングする。
次いで、官能化層２４を保護層５８の上に堆積させる。官能化層２４は、本明細書に記載のゲル材料のうちのいずれかであり得るが、任意の好適な方法を使用して塗布され得る。堆積後に硬化プロセスを行ってもよい。官能化層２４は、保護層５８に共有結合している。堆積された官能化層２４を図１１Ｂに示す。
図１１Ｃでは、ポジ型フォトレジスト５２が官能化層２４上に堆積される。ポジ型フォトレジスト５２の材料のいずれか、及び本明細書に記載の堆積技術のいずれかを使用することができる。
この例では、感光材料５０（例えば、ポジ型フォトレジスト５２）を現像するために金属膜４８を利用することは、透明基板１４、１６を通してポジ型フォトレジスト５２を光（例えば、紫外線）に露光することを含む。金属膜４８の（厚さＴ１又は厚さＴ３を有する）より厚い部分は、透明基板１４、１６を透過する光の少なくとも７５％がより厚い金属膜４８、Ｔ１、Ｔ３と一直線上に直接配置されたポジ型フォトレジスト５２に到達するのを阻止する。したがって、これらの部分は、図１１Ｄに示すように、不溶性部分５０’、５２’になる。これに対して、ＵＶ光は、より薄い（厚さＴ２を有する）金属膜４８を透過することができ、したがって、凹部２０の深い部分６６の上にあるポジ型フォトレジスト５２の部分が可溶性になる。可溶性部分は、例えば現像液で除去されて、凹部２０’の深い部分６６に存在するより薄い金属膜４８、Ｔ２の上に形成された官能化層２４を露出させる。得られた構造を図１１Ｄに示す。
次いで、変化した感光材料５０’（例えば、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’）を使用して、第１の所定領域５４に官能化層２４を生成する。これは、各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６から官能化層２４を除去することを含み、それによって保護層５８が各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６で露出され、官能化層２４が各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８内及び隙間領域２２の上に残る。この例では、官能化層２４を除去することは、官能化層２４を灰化することを含む。官能化層２４を灰化するために、酸素プラズマ、空気プラズマ、又は他のガスプラズマが使用される。得られた構造を図１１Ｅに示す。
この例示的な方法は、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’の上、及び各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６において露出された保護層５８の上に、第２の官能化層２６を堆積させることと（図１１Ｆ）、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’を除去し、それによって、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８の上及び間隙領域２２の上の官能化層２４を露出させることと（図１１Ｇ）、間隙領域２２から官能化層２４を除去することと（図１１Ｈ）、を更に含む。
図１１Ｆに示すように、第２の官能化層２６は、深い部分６６において保護層５８の上に塗布される。この例では、第２の官能化層２６も不溶性ポジ型フォトレジスト５２’の上に塗布される。第２の官能化層２６（例えば、第２の官能化層２６を形成するゲル材料）は、任意の好適な堆積技術を使用して塗布され得る。
次いで、不溶性のネガティブフォトレジスト５２の除去を実行し得る。不溶性のポジ型フォトレジスト５２’は、超音波処理を使用して、又はアセトン中で、又はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート中で、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などの除去剤を用いて、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いてリフトオフされ得る。リフトオフプロセスは、ｉ）不溶性のポジ型フォトレジスト５２’の少なくとも９９％、及びｉｉ）その上の官能化層２６を除去する。この除去プロセスの後、凹部２０’の浅い部分６８内及び間隙領域２２上の官能化層２４が露出される。官能化層２４は、保護層５８に共有結合的に付着しているため、無傷のままである。
次いで、官能化層２４は、例えば、図８Ｉを参照して説明したような研磨を使用して、間隙領域２２上の保護層５８から除去される。得られた構造を図１１Ｈに示す。
図示されていないが、図１１Ａ～図１１Ｈを参照して説明される方法はまた、プライマーセット３０、３２をそれぞれの官能化層２４、２６に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’（図１１Ａ～図１１Ｈには示されていない）は、官能化層２４にプレグラフト化され得る。同様に、プライマー３８、４０又は３８’、４０’（図１１Ａ～図１１Ｈには示されていない）は、官能化層２６にプレグラフト化され得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。
他の例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’は、官能化層２４にプレグラフト化されない。これらの例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’は、官能化層２４が塗布された後に（例えば、図１１Ｂで）、グラフト化され得る。これらの例では、プライマー３８、４０又は３８’、４０’は、第２の官能化層２６にプレグラフト化され得る。代替的に、これらの例では、３８、４０又は３８’、４０’は、第２の官能化層２６にプレグラフト化されなくてもよい。むしろ、ｉ）官能化層２６が、プライマー３８、４０若しくは３８’、４０’に付着するために（官能化層２４とは）異なる官能基を有するか、又はｉｉ）（官能化層２４が露出されている例では）官能化層２４の任意の未反応官能基が、例えば、アミンへのシュタウディンガー還元若しくはヘキシン酸などの受動的分子との追加のクリック反応を使用してクエンチされているか、又はｉｉｉ）不溶性のポジ型フォトレジスト５２’が、所定の場所にまだ存在する（図１１Ｆ）限り、第２の官能化層２６が塗布された後（例えば、図１１Ｆ、図１１Ｇ、又は図１１Ｈ）に、プライマー３８、４０又は３８’、４０’はグラフト化され得る。
グラフト化が方法中に実行される場合、グラフト化は、本明細書に記載のグラフト化技術のいずれかを使用して達成され得る。
単一のセットの官能化層２４、２６が図１１Ｈに示されているが、図１１Ａ～図１１Ｈを参照して説明される方法は、支持層１４の表面又は多層構造１６の樹脂層１８の表面にわたって間隙領域２２上の保護層５８によって分離された凹部２０’（官能化層２４、２６をその中に有する）のアレイを生成するように実行され得るということを理解すべきである。
様々な厚さの樹脂を用いてフローセルアーキテクチャを作製する方法
本明細書に開示される方法の他の例は、様々な厚さ及びＵＶ透過特性を有する樹脂層を使用して、感光材料５０をパターニングするために使用されるマスクを作成し、これは次に、官能化層２４、２６をパターニングするために使用される。
これらの方法は、一般に、凹部２０、２０’が、第１の厚さｔ１を有する第１の樹脂部分の上にあり、間隙領域２２が、第１の厚さｔ１より大きい第２の厚さｔ２を有する第２の樹脂部分の上にある場合に、間隙領域２２によって分離された凹部２０、２０’を含む樹脂層の上に、感光材料５０を堆積させることと、第１の厚さ及び第２の厚さｔ１、ｔ２に基づく所定の紫外線量を、樹脂層を介して照射し、それによって凹部２０、２０’を覆う感光材料５０を紫外線に露光し、第２の樹脂部分が紫外線を吸収し、それによって樹脂層上の第１の所定領域５４に、変化した感光材料５０’を画定し、変化した感光材料５０’を利用して、樹脂層の上の第１の所定領域５４又は第２の所定領域５６に、官能化層２４、２６を生成することと、を含む。
これらの例示的な方法では、樹脂層は、本明細書に記載されるように、単層ベース支持体１４’又は多層構造１６’の樹脂層１８’のいずれかである。したがって、これらの実施例における樹脂層は、これらの方法の説明を通して「樹脂層１４’、１８’」と呼ばれる。多層構造１６’が使用されてもよいが、一連の図（図１２～図１７）は、樹脂層１８’を図示するが、下にあるベース支持体１７’は図示していない。
一連の図１２及び図１４～図１７は、凹部２０又は２０’が形成された樹脂層１４’、１８’を示す。凹部２０又は２０’は、任意の好適な技術を使用して、樹脂層１４’、１８’にエッチング、インプリント、又は画定されてもよい。一例では、ナノインプリントリソグラフィが使用される。
いくつかの例では、（図１２Ａに示されるように）凹部２０が使用される場合、凹部２０は、第１の厚さｔ１を有する第１の樹脂部分７６の上にあり、間隙領域２２は、第１の厚さｔ１より大きい第２の厚さｔ２を有する第２の樹脂部分７８の上にある。厚さｔ１、ｔ２は、樹脂層１４’、１８’の材料及び適用されるＵＶ線量に依存する。例えば、１５０ｎｍの厚さｔ１及び７５０ｎｍの厚さｔ２を有するナノインプリントリソグラフィ樹脂は、９０ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ線量で、ＵＶ光をそれぞれ透過及び吸収することができる。別の一例として、１５０ｎｍの厚さｔ１及び５００ｎｍの厚さｔ２を有するナノインプリントリソグラフィ樹脂は、３０ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ線量で、ＵＶ光をそれぞれ透過及び吸収することができる。これらの例では、厚さｔ２を有する部分を透過させるためには、ＵＶ光線量を３～４倍増加させなければならない。
（図１７Ａに示されるように）凹部２０が使用される他の例では、凹部２０は、ｎ個の凹部サブセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃなどを含み、ｎは３以上であり、凹部サブセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃのそれぞれは、凹部サブセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの互いとは異なる深さＤＡ、ＤＢ、ＤＣを有する。対応する樹脂部分は、異なるＵＶ吸収特性を有する異なる厚さｔＡ、ｔＢ、ｔＣを有する。
凹部２０’が使用される場合、凹部２０’は、本明細書で説明されるように、深い部分６６及び浅い部分６８を含む。凹部２０’は、図１３に示されている。この例では、深い部分６６は、第１の厚さｔ１を有する第１の樹脂部分７６の上にあり、間隙領域２２は、第１の厚さｔ１よりも大きい第２の厚さｔ２を有する第２の樹脂部分７８の上にある。浅い部分６８は、第３の厚さｔ３を有する第３の樹脂部分８０の上に重なる。第３の厚さｔ３は、適用されるＵＶ線量に応じて、第３の樹脂部分８０においてＵＶ光が樹脂層１４’、１８’を透過するのを阻止することができ、又は第３の樹脂部分８０においてＵＶ光が樹脂層１４’、１８’を透過するのを可能にすることができる。
ここで図１２Ａから図１２Ｆを参照すると、この方法は、凹部２０が画定された樹脂層１４’、１８’を利用する。この方法では、感光材料５０はネガ型フォトレジスト６０である。ネガ型フォトレジスト６０は、官能化層２４と直接接触した状態で堆積される（図１２Ｂ参照）。所定の紫外線量が樹脂層１４’、１８’を介して照射された後、凹部２０の上にある感光材料５０は不溶性のネガ型フォトレジスト６０’を画定し、間隙領域２２の上にある感光材料５０は可溶性になる。不溶性ネガ型フォトレジスト６０’は、変化した感光材料５０’である。凹部２０は、第１の所定領域５４（図１２Ｄ参照、変化した感光材料５０’が形成される）である。
この例示的な方法では、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示すように、感光材料５０を堆積させる前に、方法は、樹脂層１４’、１８’と直接接触した状態で官能化層２４を堆積させることを更に含む。官能化層２４は、本明細書に記載のゲル材料のうちのいずれかであり得るが、任意の好適な方法を使用して塗布され得る。堆積後に硬化プロセスを行ってもよい。官能化層２４は、樹脂層１４’、１８’（方法の最初に活性化プロセスに曝露されていてもよい）に共有結合する。堆積された官能化層２４を図１２Ｂに示す。
図１２Ｃに示すように、ネガ型フォトレジスト６０は、官能化層２４上に堆積される。ネガ型フォトレジスト６０の任意の例を使用することができ、本明細書で説明する堆積技術のいずれかを使用して、ネガ型フォトレジスト６０を堆積することができる。
図１２Ｄに示すように、所定の紫外線量が樹脂層１４’、１８’を介して照射される。（厚さｔ２を有する）より厚い樹脂部分７８は、樹脂層１４’、１８’を透過した光の少なくとも７５％がより厚い樹脂部分７８、ｔ２と直線状に配置されたネガ型フォトレジスト６０に到達するのを阻止する。したがって、これらの部分は可溶性になる。可溶性部分は、例えば現像液で、除去されて、間隙領域２２上の官能化層２４を露出させる。これに対して、ＵＶ光は、より薄い（厚さＴ１を有する）より薄い樹脂部分７６を透過することができ、したがって、凹部２０の上にあるネガ型フォトレジスト６０の部分が不溶性になる。得られた構造を図１２Ｄに示す。
次いで、変化した感光材料５０’（例えば、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’）を使用して、第１の所定領域５４に官能化層２４を生成する。これは、間隙領域２２から官能化層２４を除去することと、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’を除去することとを含む。
官能化層２４は、灰化プロセスを用いて間隙領域２２から除去されてもよい。不溶性ネガ型フォトレジスト６０’は、凹部２０内の下にある官能化層２４を保護する。灰化が完了した後の露出した間隙領域２２が図１２Ｅに示されている。
次いで、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’の除去を行って、凹部２０内の官能化層２４を露出させることができる。不溶性のネガ型フォトレジスト６０は現像液に可溶性ではないが、除去剤に可溶性（少なくとも９９％可溶性）である。好適な除去剤としては、超音波処理の使用時、又はアセトン中、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いる、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）が挙げられる。得られた構造を図１２Ｆに示す。
図示されていないが、この方法はまた、プライマーセット２９を官能化層２４に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３１、３３（図１２Ａ～図１２Ｆには示されていない）は、官能化層２４にプレグラフト化され得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。
他の例では、プライマー３１、３３は、官能化層２４にプレグラフト化されていない。これらの例では、プライマー３１、３３は、官能化層２４が塗布された後に（例えば、図１２Ｂ又は図１２Ｆで）、グラフト化され得る。
グラフト化が方法中に実行される場合、グラフト化は、本明細書に開示の任意の好適なグラフト化技術を使用して達成され得る。不溶性ネガ型フォトレジスト６０’が除去された後にグラフト化が行われる場合、プライマー３１、３３は、凹部２０内の官能化層２４の反応性基に付着し、間隙領域２２に対して親和性を有さない。
単一の凹部２０と官能化層２４が図１２Ｆに示されているが、図１２Ａ～図１２Ｆを参照して説明される方法は、ベース支持体１４又は樹脂層１８の表面にわたって間隙領域２２によって分離された官能化凹部のアレイを生成するように実行され得るということを理解すべきである。
図１２Ａ～図１２Ｆに示す例では、ベース支持体１４’又は樹脂層１８’に、紫外線と可視光線とを同等に吸収する、又は紫外線を可視光線よりも多く吸収する粒子を埋め込んでもよい。これらの粒子は、少なくとも０．２５の可視光透過率を有し、したがって、核酸配列決定中に使用される波長の透過率を高める。粒子は、パターニングに使用される紫外線に対して同等以下の透過性であってもよく、例えば、０．２５以下の紫外線透過率を有してもよい。これらの粒子は、所望の変化するＵＶ透過率に悪影響を及ぼすことなく、ベース支持体１４’又は樹脂層１８’の可視光透過率を増加させるのを助けることができる。好適な粒子のいくつかの例としては、五酸化タンタル、酸化亜鉛、酸化チタンゾル－ゲルなどが挙げられる。
一連の図１４から図１６において、樹脂層１４’、１８’に画定された凹部の各々は、深い部分６６と、深い部分６６に隣接する浅い部分６８とを含む複数深さの凹部２０’である。複数深さの凹部のこの例は、図１３を参照して示され、説明される。
２つの例を図１４Ａ～図１４Ｊに示す。１つの例示的な方法を図１４Ａ～図１４Ｇに示し、他の例示的な方法を図１４Ａ～図１４Ｅ及び図１４Ｈ～図１４Ｊに示す。
図１４Ａ～図１４Ｅに示す方法の一部では、感光材料５０はポジ型フォトレジスト５２であり、ポジ型フォトレジスト５２は、官能化層２４と直接接触した状態で堆積される。所定の紫外線量が樹脂層１４’、１８’を通して照射された後、各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６の上にあるポジ型フォトレジスト５２の部分は可溶性になり、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８の上にあり、隙間領域２２の上にあるポジ型フォトレジスト５２の部分は、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’を画定する。不溶性ポジ型フォトレジスト５２’は、変化した感光材料５０’である。各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８及び間隙領域２２は、第１の所定領域５４（第１の官能化層２４が画定される）である。
この例示的な方法では、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、感光材料５０を堆積させる前に、方法は、樹脂層１４’、１８’と直接接触した状態で官能化層２４を堆積させることを更に含む。官能化層２４は、本明細書に記載のゲル材料のうちのいずれかであり得るが、任意の好適な方法を使用して塗布され得る。堆積後に硬化プロセスを行ってもよい。官能化層２４は、樹脂層１４’、１８’（方法の最初に活性化プロセスに曝露されていてもよい）に共有結合する。堆積された官能化層２４を図１４Ａに示す。
感光材料５０（この例ではポジ型フォトレジスト５２）は、任意の好適な堆積技術を使用して官能化層２４の上に堆積される。堆積された感光材料５０を図１４Ｂに示す。
図１４Ｃに示すように、所定の紫外線量が樹脂層１４’、１８’を介して照射される。樹脂層１４’、１８’の（厚さｔ２又は厚さｔ３を有する）より厚い部分７８、８０は、樹脂層１４’、１８’を透過する光の少なくとも７５％がこれらの部分７８、ｔ２及び８０、ｔ３の上に配置されたポジ型フォトレジスト５２に到達するのを阻止する。したがって、これらの部分は、図１４Ｃに示すように、不溶性部分５０’、５２’になる。これに対して、ＵＶ光は、より薄い（厚さＴ１を有する）部分７６を透過することができ、したがって、凹部２０の深い部分６６の上にあるポジ型フォトレジスト５２の部分が可溶性になる。可溶性部分は、例えば現像液で除去されて、凹部２０’の深い部分６６に存在するより薄い部分７６、Ｔ１の上に形成された官能化層２４を露出させる。得られた構造を図１４Ｃに示す。
次いで、変化した感光材料５０’（例えば、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’）を使用して、第１の所定領域５４に官能化層２４を生成する。これは、各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６から官能化層２４を除去することを含み、それによって樹脂層１４’、１８’が各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６で露出され、官能化層２４が各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８内及び隙間領域２２の上に残る。この例では、官能化層２４を除去することは、好適なプラズマを使用して官能化層２４を灰化することを含む。得られた構造を図１４Ｄに示す。
図１４Ａ～図１４Ｇに示される例示的な方法は、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’の上、及び各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６において露出された樹脂層１４’、１８’の上に、第２の官能化層２６を堆積させることと（図１４Ｅ）、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’を除去し、それによって各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８の上及び間隙領域２２の上の官能化層２４を露出させることと（図１４Ｆ）、間隙領域２２から官能化層２４を除去することと（図１４Ｇ）、を更に含む。
図１４Ｅに示すように、第２の官能化層２６は、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’の上、及び各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６で露出された樹脂層１４’、１８’の上に塗布される。第２の官能化層２６（例えば、第２の官能化層２６を形成するゲル材料）は、任意の好適な堆積技術を使用して塗布され得る。
次いで、不溶性のネガティブフォトレジスト５２の除去を実行し得る。不溶性のポジ型フォトレジスト５２’は、超音波処理を使用して、又はアセトン中で、又はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート中で、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などの除去剤を用いて、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いてリフトオフされ得る。リフトオフプロセスは、ｉ）不溶性のポジ型フォトレジスト５２’の少なくとも９９％、及びｉｉ）その上の官能化層２６を除去する。この除去プロセスの後、凹部２０’の浅い部分６８内及び間隙領域２２上の官能化層２４が露出される。官能化層２４は、樹脂層１４’、１８’に共有結合的に付着しているため、無傷のままである。これを図１４Ｆに示す。
次いで、官能化層２４は、例えば、図８Ｉを参照して説明したような研磨を使用して、間隙領域２２上の樹脂層１４’、１８’から除去される。得られた構造を図１４Ｇに示す。
図１４Ｄを再び参照すると、図１４Ａ～図１４Ｅ及び図１４Ｈ～図１４Ｊに示される例示的な方法は、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’の上、及び各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６で露出された樹脂層１４’、１８’の上に、第２の官能化層２６を堆積させることと（図１４Ｅ）、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’を除去し、それによって各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８の上及び間隙領域２２の上の官能化層２４を露出させることと（図１４Ｆに示される例と同様に）、官能化層２４及び第２の官能化層２６の上にネガ型フォトレジスト６０を堆積させることと（図１４Ｈ）、樹脂層１４’、１８’を介して、所定の紫外線量よりも高い第２の紫外線量を照射し、それによって深い部分６６の上及び浅い部分６８の上のネガ型フォトレジスト６０が紫外線に露光されて、不溶性のネガ型フォトレジスト６０’を生成し、間隙領域２２の上のネガ型フォトレジスト６０を可溶性にすることと（図１４Ｉ）、間隙領域２２から官能化層２４を除去することと（図１４Ｊ）、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’を除去することと（図１４Ｊ）、を更に含む。
第２の官能化層２６は、図１４Ｅを参照して説明したように、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’の上、及び各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６で露出した樹脂層１４’、１８’の上に堆積されてもよい。図１４Ｅを参照して説明したように、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’を除去して、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８の上及び隙間領域２２の上の官能化層２４を露出させることができる。
図１４Ｈに示すように、ネガ型フォトレジスト６０は、官能化層２４、２６上に堆積される。ネガ型フォトレジスト６０の任意の例を使用することができ、本明細書で説明する堆積技術のいずれかを使用して、ネガ型フォトレジスト６０を堆積することができる。
図１４Ｉに示すように、第２の所定の紫外線量は、樹脂層１４’、１８’を介して照射される。第２の紫外線量は、（厚さｔ２を有する）最も厚い樹脂部分７８によって、樹脂層１４’、１８’を透過する光の少なくとも７５％が最も厚い樹脂部分７８、ｔ２と直線状に配置されたネガ型フォトレジスト６０への到達が阻止されるように、（図１４Ｃで適用される）所定の紫外線量よりも高い。したがって、これらの部分は可溶性になる。可溶性部分は、例えば現像液で、除去されて、間隙領域２２上の官能化層２４を露出させる。対照的に、ＵＶ光は、より薄い樹脂部分７６、８０（厚さｔ１及び厚さｔ３を有する）を透過することができ、したがって、ネガ型フォトレジスト６０の、凹部２０’の上にある部分が不溶性になる。不溶性のネガ型フォトレジスト６０を図１４Ｉに示す。
官能化層２４は、（例えば、１００％Ｏ２プラズマ、空気プラズマ、アルゴンプラズマなどのプラズマで実行される）灰化プロセスを使用して間隙領域２２から除去されてもよい。不溶性ネガ型フォトレジスト６０’は、凹部２０’内の下にある官能化層２４、２６’を保護する。灰化が完了した後の露出した間隙領域２２が図１４Ｊに示されている。
次いで、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’の除去を行って、凹部２０’内の官能化層２４、２６を露出させることができる。不溶性のネガ型フォトレジスト６０は現像液に可溶性ではないが、除去剤に可溶性（少なくとも９９％可溶性）である。好適な除去剤としては、超音波処理の使用時、又はアセトン中、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いる、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）が挙げられる。得られた構造を図１４Ｊに示す。
図示されていないが、図１４シリーズを参照して説明される方法はまた、それぞれのプライマーセット３０、３２を官能化層２４、２６に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’（図１４Ａ～図１４Ｊには示されていない）は、官能化層２４にプレグラフト化され得る。同様に、プライマー３８、４０又は３８’、４０’（図１４Ａ～図１４Ｊには示されていない）は、官能化層２６にプレグラフト化され得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。
他の例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’は、官能化層２４にプレグラフト化されない。これらの例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’は、官能化層２４が塗布された後に（例えば、図１４Ａで）、グラフト化され得る。これらの例では、プライマー３８、４０又は３８’、４０’は、第２の官能化層２６にプレグラフト化され得る。代替的に、これらの例では、３８、４０又は３８’、４０’は、第２の官能化層２６にプレグラフト化されなくてもよい。むしろ、ｉ）官能化層２６が、プライマー３８、４０若しくは３８’、４０’に付着するために（官能化層２４とは）異なる官能基を有するか、又はｉｉ）（官能化層２４が露出されている例では）官能化層２４の任意の未反応官能基が、例えば、アミンへのシュタウディンガー還元若しくはヘキシン酸などの受動的分子との追加のクリック反応を使用してクエンチされているか、又はｉｉｉ）不溶性のポジ型フォトレジスト５２’が、所定の場所にまだ存在する（図１４Ｅ）限り、第２の官能化層２６が塗布された後に（例えば、図１４Ｅ～１４Ｊの任意の点で）、プライマー３８、４０又は３８’、４０’はグラフト化され得る。
グラフト化が方法中に実行される場合、グラフト化は、本明細書に記載のグラフト化技術のいずれかを使用して達成され得る。
単一のセットの官能化層２４、２６が図１４Ｇ及び図１４Ｊに示されているが、図１４Ａ～図１４Ｊを参照して説明される方法は、支持層１４’の表面又は多層構造１６’の樹脂層１８’の表面にわたって間隙領域２２によって分離された凹部２０’（官能化層２４、２６をその中に有する）のアレイを生成するように実行され得るということを理解すべきである。
別の例示的な方法が図１５Ａ～図１５Ｈに示される。
この方法の最初に、樹脂層１４’、１８’が官能化層２４、２６に共有結合するための表面基を含まない場合、樹脂層１４’、１８’は、最初に、例えばシラン化又はプラズマ灰化によって活性化されてもよい。樹脂層１４’、１８’が官能化層２４、２６に共有結合するための表面基を含む場合、活性化プロセスは行われない。
この方法では、感光材料５０はポジ型フォトレジスト５２である。ポジ型フォトレジスト５２は、樹脂層１４’、１８’と直接接触した状態で堆積される。所定の紫外線量が樹脂層１４’、１８’を介して照射された後、各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６の上にあるポジ型フォトレジスト５２の部分は可溶性になり、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８の上にあり、隙間領域２２の上にあるポジ型フォトレジスト５２の部分は、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’を画定する。不溶性ポジ型フォトレジスト５２’は、変化した感光材料５０’である。各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６６及び隙間領域２２は、第１の所定領域５４である（図１５Ｃ、変化した感光材料５０’が形成される）。各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６は、第２の所定領域５６である（図１５Ｃ及び図１５Ｄでは、官能化層２４が形成されている）。
図１５Ａに示すように、樹脂層１４’、１８’上にポジ型フォトレジスト５２を堆積する。ポジ型フォトレジスト５２の任意の例を使用することができ、本明細書で説明する堆積技術のいずれかを使用して、ポジ型フォトレジスト５２を堆積することができる。
図１５Ｂに示すように、所定の紫外線量が樹脂層１４’、１８’を介して照射される。樹脂層１４’、１８’の（厚さｔ２又は厚さｔ３を有する）より厚い部分７８、８０は、樹脂層１４’、１８’を透過する光の少なくとも７５％がこれらの部分７８、ｔ２及び８０、ｔ３の上に配置されたポジ型フォトレジスト５２に到達するのを阻止する。したがって、これらの部分は不溶性部分５０’、５２’になる。これに対して、ＵＶ光は、より薄い（厚さＴ１を有する）部分７６を透過することができ、したがって、凹部２０の深い部分６６の上にあるポジ型フォトレジスト５２の部分が可溶性になる。可溶性部分は、例えば現像液で除去されて、樹脂層１４’、１８’の薄い部分７６、ｔ１の上に形成された凹部２０’の深い部分６６に存在する樹脂層１４’、１８’を露出させる。得られた構造を図１５Ｂに示す。
この例示的な方法では、変化した感光材料５０’を利用して第２の所定領域５６に官能化層２４を生成することは、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’の上、及び各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６に露出した樹脂層１４’、１８’の上に官能化層２４を堆積させることと（図１５Ｃ）、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’を除去し、それによって各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８及び間隙領域２２を露出させることと（図１５Ｄ）、を含む。
官能化層２４は、本明細書に記載のゲル材料のうちのいずれかであり得るが、任意の好適な方法を使用して塗布され得る。堆積後に硬化プロセスを行ってもよい。官能化層２４は、深い部分６６において樹脂層１４’、１８’に共有結合している。堆積された官能化層２４を図１５Ｃに示す。
次いで、図１５Ｄに描写されるように、不溶性フォトレジスト５２’が除去され得る。不溶性のポジ型フォトレジスト５２’は、超音波処理を使用して、又はアセトン中で、又はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート中で、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などの除去剤を用いて、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いてリフトオフされ得る。リフトオフプロセスは、ｉ）不溶性のポジ型フォトレジスト５２’の少なくとも９９％、及びｉｉ）その上に位置する官能化層２４を除去する。この除去プロセスの後、官能化層２４は凹部２０’の深い部分６６に存在し、浅い部分６８及び隙間領域２２の樹脂層１４’、１８’が露出される。
図１５Ａ～図１５Ｈに示される例示的な方法は、第２のポジ型フォトレジスト５２－２を、各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８、及び隙間領域２２内の官能化層２４の上に堆積させることと（図１５Ｅ）、樹脂層１４を介して、所定の紫外線量よりも高い第２の紫外線量を照射し、それによって深い部分６６の上及び浅い部分６８の上の第２のポジ型フォトレジスト５２－２が紫外線に露光されて可溶性になり、隙間領域２２の上の第２のポジ型フォトレジスト５２－２が、第２の不溶性ポジ型フォトレジスト５２’－２を生成することと（図１５Ｆ）、可溶性の第２のポジ型フォトレジスト５２－２を除去し、それによって各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８を再び露出させることと（図１５Ｆ）、第２の不溶性ポジ型フォトレジスト５２’－２の上、及び各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８で露出された樹脂層１４’、１８’の上に、第２の官能化層２６を堆積させることと（図１５Ｇ）、第２の不溶性ポジ型フォトレジスト５２’－２を除去することにより、間隙領域２２を露出させることと（図１５Ｈ）、を更に含む。
図１５Ｅに示されるように、第２のポジ型フォトレジスト５２－２は、樹脂層１４’、１８’の露出部分上及び官能化層２４上に堆積される。ポジ型フォトレジスト５２の任意の例を使用することができ、本明細書で説明する堆積技術のいずれかを使用して、ポジ型フォトレジスト５２を堆積することができる。
図１５Ｆに示すように、第２の所定の紫外線量は、樹脂層１４’、１８’を介して照射される。第２の紫外線量は、（厚さｔ２を有する）最も厚い樹脂部分７８によって、樹脂層１４’、１８’を透過する光の少なくとも７５％が最も厚い樹脂部分７８、ｔ２と直線状に配置された第２のポジ型フォトレジスト５２への到達が阻止されるように、（図１５Ｂで適用される）所定の紫外線量よりも高い。したがって、これらの部分は、第２の不溶性のポジ型フォトレジスト５２’－２になる。対照的に、ＵＶ光は、より薄い樹脂部分７６、８０（厚さｔ１及び厚さｔ３を有する）を透過することができ、したがって、ポジ型フォトレジスト５２の、凹部２０’の上にある部分が可溶性になる。可溶性部分は、例えば現像液で除去されて、深い部分６６上の官能化層２４を露出させ、浅い部分６８において樹脂層１４’、１８を露出させる。
次に、第２の官能化層２６が、第２の不溶性ポジ型フォトレジスト５２’－２の上と、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８で露出された樹脂層１４’、１８’の上とに塗布される。この例では、第２の官能化層２６（例えば、第２の官能化層２６を形成するゲル材料）が、高イオン強度下（例えば、１０×ＰＢＳ、ＮａＣｌ、ＫＣｌなどの存在下）で行われる任意の好適な堆積技術を使用して塗布され得る。これらの条件下で、第２の官能化層２６は、第１の官能化層２４上に堆積しないか、又は第１の官能化層２４に付着しない。したがって、第２の官能化層２６は、第１の官能化層２４を汚染しない。
次に、第２の不溶性ポジ型フォトレジスト５２’－２を、間隙領域２２から除去することができる。不溶性のポジ型フォトレジスト５２’は、超音波処理を使用して、又はアセトン中で、又はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート中で、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などの除去剤を用いて、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いてリフトオフされ得る。リフトオフプロセスは、ｉ）第２の不溶性のポジ型フォトレジスト５２’ー２の少なくとも９９％、及びｉｉ）その上の第２の官能化層２６を除去する。この除去プロセス後、凹部２０’内の官能化層２４、２６は、樹脂層１４’、１８’にそれぞれ共有結合的に付着しているため、無傷のままである。
図１５シリーズには示されていないが、代替の方法が実行されてもよい。この代替形態では、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’が除去された後（図１５Ｄ）、第２の官能化層２６（例えば、第２の官能化層２６を形成するゲル材料）が、高イオン強度下（例えば、１０×ＰＢＳ、ＮａＣｌ、ＫＣｌなどの存在下）で行われる任意の好適な堆積技術を使用して塗布され得る。この堆積技術を用いると、第２の官能化層２６は、第１の官能化層２４上に堆積しないか、又は第１の官能化層２４に付着しない。したがって、第２の官能化層２６は、第１の官能化層２４を汚染しない。次いで、研磨を使用して、間隙領域２２から第２の官能化層２６を除去することができ、図１５Ｈに示すアーキテクチャが得られる。
図示されていないが、図１５Ａ～図１５Ｈを参照して説明される方法はまた、プライマーセット３０、３２をそれぞれの官能化層２４、２６に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’（図１５Ａ～図１５Ｈには示されていない）は、官能化層２４にプレグラフト化され得る。同様に、プライマー３８、４０又は３８’、４０’（図１５Ａ～図１５Ｈには示されていない）は、官能化層２６にプレグラフト化され得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。
他の例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’は、官能化層２４にプレグラフト化されない。これらの例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’は、官能化層２４が塗布された後に（例えば、図１５Ｃで）、グラフト化され得る。これらの例では、プライマー３８、４０又は３８’、４０’は、第２の官能化層２６にプレグラフト化され得る。代替的に、これらの例では、３８、４０又は３８’、４０’は、第２の官能化層２６にプレグラフト化されなくてもよい。むしろ、ｉ）官能化層２６が、プライマー３８、４０若しくは３８’、４０’に付着するために（官能化層２４とは）異なる官能基を有するか、又はｉｉ）官能化層２４の任意の未反応官能基が、例えば、アミンへのシュタウディンガー還元若しくはヘキシン酸などの受動的分子との追加のクリック反応を使用してクエンチされている限り、第２の官能化層２６が適用された後（例えば、図１５Ｇ又は図１５Ｈ（又は代替的方法では図１５Ｄ））に、プライマー３８、４０又は３８’、４０’はグラフトされ得る。
グラフト化が方法中に実行される場合、グラフト化は、本明細書に記載のグラフト化技術のいずれかを使用して達成され得る。
単一のセットの官能化層２４、２６が図１５Ｈに示されているが、図１５Ａ～図１５Ｈを参照して説明される方法は、支持層１４の表面又は多層構造１６の樹脂層１８の表面にわたって間隙領域２２によって分離された凹部２０’（官能化層２４、２６をその中に有する）のアレイを生成するように実行され得るということを理解すべきである。
別の例示的な方法が図１６Ａ～図１６Ｉに示される。
この方法の最初に、樹脂層１４’、１８’が官能化層２４、２６に共有結合するための表面基を含まない場合、樹脂層１４’、１８’は、最初に、例えばシラン化又はプラズマ灰化によって活性化されてもよい。樹脂層１４’、１８’が官能化層２４、２６に共有結合するための表面基を含む場合、活性化プロセスは行われない。
この方法では、感光材料５０はポジ型フォトレジスト５２である。ポジ型フォトレジスト５２は、樹脂層１４’、１８’と直接接触した状態で堆積される（図１６Ａ）。所定の紫外線量が樹脂層１４’、１８’を介して照射された後、各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６の上にあるポジ型フォトレジスト５２の部分は可溶性になり、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８の上にあり、隙間領域２２の上にあるポジ型フォトレジスト５２の部分は、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’を画定する。不溶性ポジ型フォトレジスト５２’は、変化した感光材料５０’である（図１６Ｂ）。各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６６及び隙間領域２２は、第１の所定領域５４である（図１６Ｂ、変化した感光材料５０’が形成される）。各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６は、第２の所定領域５６である（図１６Ｃ及び図１６Ｄでは、官能化層２４が形成されている）。
図１６Ａに示すように、樹脂層１４’、１８’上にポジ型フォトレジスト５２を堆積する。ポジ型フォトレジスト５２の任意の例を使用することができ、本明細書で説明する堆積技術のいずれかを使用して、ポジ型フォトレジスト５２を堆積することができる。
図１６Ｂに示すように、所定の紫外線量が樹脂層１４’、１８’を介して照射される。樹脂層１４’、１８’の（厚さｔ２又は厚さｔ３を有する）より厚い部分７８、８０は、樹脂層１４’、１８’を透過する光の少なくとも７５％がこれらの部分７８、ｔ２及び８０、ｔ３の上に配置されたポジ型フォトレジスト５２に到達するのを阻止する。したがって、これらの部分は不溶性部分５０’、５２’になる。これに対して、ＵＶ光は、より薄い（厚さＴ１を有する）部分７６を透過することができ、したがって、凹部２０の深い部分６６の上にあるポジ型フォトレジスト５２の部分が可溶性になる。可溶性部分は、例えば現像液で除去されて、樹脂層１４’、１８’の薄い部分７６、ｔ１の上に形成された凹部２０’の深い部分６６に存在する樹脂層１４’、１８’を露出させる。得られた構造を図１６Ｂに示す。
この例示的な方法では、変化した感光材料５０’を利用して第２の所定領域５６に官能化層２４を生成することは、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’の上、及び各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６に露出した樹脂層１４’、１８’の上に官能化層２４を堆積させることと（図１６Ｃ）、不溶性ポジ型フォトレジスト５２’を除去し、それによって各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８及び間隙領域２２を露出させることと（図１６Ｄ）、を含む。
官能化層２４は、本明細書に記載のゲル材料のうちのいずれかであり得るが、任意の好適な方法を使用して塗布され得る。堆積後に硬化プロセスを行ってもよい。官能化層２４は、深い部分６６において樹脂層１４’、１８’に共有結合している。堆積された官能化層２４を図１６Ｃに示す。
次いで、図１６Ｄに描写されるように、不溶性フォトレジスト５２’が除去され得る。不溶性のポジ型フォトレジスト５２’は、超音波処理を使用して、又はアセトン中で、又はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート中で、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などの除去剤を用いて、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いてリフトオフされ得る。リフトオフプロセスは、ｉ）不溶性のポジ型フォトレジスト５２’の少なくとも９９％、及びｉｉ）その上に位置する官能化層２４を除去する。この除去プロセスの後、官能化層２４は凹部２０’の深い部分６６に存在し、浅い部分６８及び隙間領域２２の樹脂層１４’、１８’が露出される。
図１６Ａ～図１６Ｉに示される例示的な方法は、ネガ型フォトレジスト６０を、各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６６、及び隙間領域２２内の官能化層２４の上に堆積させることと（図１６Ｅ）、樹脂層１４’、１８’を通して第２の紫外線量を照射し、それによって深い部分６６の上のネガ型フォトレジスト６０が紫外線に露光されて、不溶性のネガ型フォトレジスト６０’を生成し、浅い部分６６及び隙間領域２２上のネガ型フォトレジスト６０を可溶性にすることと（図１６Ｆ）、可溶性ネガ型フォトレジスト６０を除去し、それによって各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８及び間隙領域を再び露出させることと（図１６Ｆ）、第２の官能化層２６を、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’の上、並びに各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８及び間隙領域２２において露出された樹脂層１４’、１８’の上に堆積させることと（図１６Ｇ）、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’を除去し、それによって各複数の深さの凹部２０’の深い部分６６上の官能化層２４を露出させることと、間隙領域２２から第２の官能化層２６を除去すること（図１６Ｉ）と、を更に含む。
図１６Ｅに示されるように、ネガ型フォトレジスト６０は、樹脂層１４’、１８’の露出部分上及び官能化層２４上に堆積される。ネガ型フォトレジスト６０の任意の例を使用することができ、本明細書で説明する堆積技術のいずれかを使用して、ネガ型フォトレジスト６０を堆積することができる。
図１６Ｆに示すように、第２の所定の紫外線量は、樹脂層１４’、１８’を介して照射される。第２の紫外線量は、（厚さｔ２又は厚さｔ３を有する）樹脂層１４’、１８’のより厚い部分７８、８０によって、樹脂層１４’、１８’を透過する光の少なくとも７５％がこれらの部分７８、ｔ２及び８０、ｔ３の上に配置されたネガ型フォトレジスト６０への到達が阻止されるように、（図１６Ｂで適用される）所定の紫外線量と同じであってもよい。したがって、これらの部分は可溶性になる。可溶性部分は、例えば現像液で除去されて、各複数の深さの凹部２０’の浅い部分６８及び間隙領域２２において樹脂層１４’、１８’を露出させる。これに対して、ＵＶ光は、より薄い樹脂部分７６（厚さｔ１を有する）を透過することができるので、ネガ型フォトレジスト６０の、凹部２０’の深い部分６６の上にある部分は、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’になる。
次に、第２の官能化層２６が、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’の上と、浅い部分６８及び間隙領域２２で露出された樹脂層１４’、１８’の上に塗布される。この例では、第２の官能化層２６（例えば、第２の官能化層２６を形成するゲル材料）は、任意の好適な堆積技術を使用して塗布され得る。第２の官能化層２６は、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’によって保護されているので、第１の官能化層２４を汚染しない。堆積された第２の官能化層２６を図１６Ｇに示す。
次いで、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’の除去を行って、図１６Ｈに示すように、凹部２０’の深い部分６６内の官能化層２４を露出させることができる。不溶性のネガ型フォトレジスト６０は現像液に可溶性ではないが、除去剤に可溶性（少なくとも９９％可溶性）である。好適な除去剤としては、超音波処理の使用時、又はアセトン中、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いる、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）が挙げられる。
次いで、第２の官能化層２６は、例えば、図８Ｉを参照して説明したような研磨を使用して、隙間領域２２から除去される。得られた構造を図１６Ｉに示す。
図示されていないが、図１６Ａ～図１６Ｉを参照して説明される方法はまた、プライマーセット３０、３２をそれぞれの官能化層２４、２６に付着させることも含む。いくつかの例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’（図１６Ａ～図１６Ｉには示されていない）は、官能化層２４にプレグラフト化され得る。同様に、プライマー３８、４０又は３８’、４０’（図１６Ａ～図１６Ｉには示されていない）は、官能化層２６にプレグラフト化され得る。これらの例では、追加のプライマーグラフトは実行されない。
他の例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’は、官能化層２４にプレグラフト化されない。これらの例では、プライマー３４、３６又は３４’、３６’は、官能化層２４が塗布された後に（例えば、図１６Ｃで）、グラフト化され得る。これらの例では、プライマー３８、４０又は３８’、４０’は、第２の官能化層２６にプレグラフト化され得る。代替的に、これらの例では、３８、４０又は３８’、４０’は、第２の官能化層２６にプレグラフト化されなくてもよい。むしろ、ｉ）官能化層２６が、プライマー３８、４０若しくは３８’、４０’に付着するために（官能化層２４とは）異なる官能基を有するか、又はｉｉ）（官能化層２４が露出されている例では）官能化層２４の任意の未反応官能基が、例えば、アミンへのシュタウディンガー還元若しくはヘキシン酸などの受動的分子との追加のクリック反応を使用してクエンチされているか、又はｉｉｉ）不溶性のポジ型フォトレジスト６０’が、所定の場所にまだ存在する（図１６Ｇ）限り、第２の官能化層２６が塗布された後（例えば、図１６Ｇ、１６Ｈ、又は図１６Ｉ）に、プライマー３８、４０又は３８’、４０’はグラフト化され得る。
グラフト化が方法中に実行される場合、グラフト化は、本明細書に記載のグラフト化技術のいずれかを使用して達成され得る。
単一のセットの官能化層２４、２６が図１６Ｉに示されているが、図１６Ａ～図１６Ｉを参照して説明される方法は、支持層１４の表面又は多層構造１６の樹脂層１８の表面にわたって間隙領域２２によって分離された凹部２０’（官能化層２４、２６をその中に有する）のアレイを生成するように実行され得るということを理解すべきである。
なお更に別の例示的な方法が図１７Ａ～図１７Ｊに示される。図１７Ａに示すように、この例は、「ｎ」個の凹部サブセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが内部に画定された樹脂層１４’、１８’を含み、ｎは３以上である。凹部サブセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、エッチング、ナノインプリントリソグラフィなどの任意の好適な技術を使用して画定することができる。
凹部サブセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの各々は、凹部サブセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの互いとは異なる深さＤＡ、ＤＢ、ＤＣを有する。凹部サブセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの深さＤＡ、ＤＢ、ＤＣが小さくなるほど、下地樹脂部８２、８４、８６の厚さｔＡ、ｔＢ、ｔＣは大きくなる。したがって、サブセット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのうち最大の深さＤＡを有する凹部サブセット２０Ａは、最小の厚さｔＡを有する樹脂部分８２の上にあり、サブセット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのうち最小の深さＤＣを有する凹部サブセット２０Ｃは、最大の厚さｔＣを有する樹脂部分８６の上にある。
この方法では、感光材料５０はネガ型フォトレジスト６０である。ネガ型フォトレジスト６０は、官能化層２４と直接接触した状態で堆積される（図１７Ｂ参照）。所定の紫外線量が樹脂層１４’、１８’を介して照射された後、最大の深さＤＡを有する第１の凹部サブセット２０Ａの上にある感光材料５０は不溶性ネガ型フォトレジスト６０’を画定し、間隙領域２２の上にあり、最大の深さＤＡよりも小さい深さＤＢ、ＤＣを有する他の各凹部サブセット２０Ｂ、２０Ｃの上にある感光材料５０は可溶性になる。不溶性ネガ型フォトレジスト６０’は、変化した感光材料５０’である。第１の凹部サブセット２０Ａは、第１の所定の領域５４である（図１７Ｃ参照、ここでは変化した感光材料５０’が形成される）。
この例示的な方法では、感光材料５０を堆積させる前に、この方法は、樹脂層１４’、１８’と直接接触した状態で官能化層２４を堆積させることを更に含む。官能化層２４は、本明細書に記載のゲル材料のうちのいずれかであり得るが、任意の好適な方法を使用して塗布され得る。堆積後に硬化プロセスを行ってもよい。官能化層２４は、樹脂層１４’、１８’（方法の最初に活性化プロセスに曝露されていてもよい）に共有結合する。堆積された官能化層２４を図１７Ｂに示す。
図１７Ｂに示すように、ネガ型フォトレジスト６０は、官能化層２４上に堆積される。ネガ型フォトレジスト６０の任意の例を使用することができ、本明細書で説明する堆積技術のいずれかを使用して、ネガ型フォトレジスト６０を堆積することができる。
図１７Ｃに示すように、所定の紫外線量が樹脂層１４’、１８’を介して照射される。所定の紫外線量は比較的低く、樹脂層１４’、１８’のより厚い部分８４、８６（厚さｔＢ又は厚さｔＣを有する）によって、樹脂層１４’、１８’を透過する光の少なくとも７５％がこれらの部分８４、ｔＢ及び８６、ｔＣの上に配置されたネガ型フォトレジスト６０への到達が阻止されるように選択される。したがって、これらの部分は可溶性になる。可溶性部分は、例えば現像液を用いて除去され、凹部サブセット２０Ｂ、２０Ｃのそれぞれにおいて、及び隙間領域２２において、官能化層２４を露出させる。これに対して、ＵＶ光は、より薄い樹脂部分８２（厚さｔ１を有する）を透過することができるので、ネガ型フォトレジスト６０の、凹部サブセット２０Ａの上にある部分は、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’になる。
この例では、変更された感光材料５０’を利用して第１の所定の領域に官能化層２４を生成することは、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’が第１の凹部サブセット２０Ａに存在する間に、隙間領域２２及び他の各凹部サブセット２０Ｂ、２０Ｃから官能化層２４を除去することを含む。この例では、官能化層２４を除去することは、好適なプラズマを使用して官能化層２４を灰化することを含む。得られた構造を図１７Ｄに示す。
次に、図１７Ａ～図１７Ｊに示す方法は、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’、間隙領域２２、及び他の各凹部サブセット２０Ｂ、２０Ｃの上に、第２の官能化層２６を堆積させることと（図１７Ｅ）、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’を除去し、それによって第１の凹部サブセット２０Ａ内の官能化層２４を露出させることと（図１７Ｆ）、第２のネガ型フォトレジスト６０－２を、第１の凹部サブセット２０Ａ内の官能化層２４の上、他の各凹部サブセット２０Ｂ、２０Ｃの上、及び間隙領域２２の上に堆積させることと（図１７Ｆ）、樹脂層１４’、１８’を介して、所定の紫外線量よりも高い第２の紫外線量を照射し、それによって第１の凹部サブセット２０Ａ内の官能化層２４の上にあり、第２の最大の深さＤＢを有する第２の凹部サブセット２０Ｂの上にある第２のネガ型フォトレジスト６０－２が第２の不溶性ネガ型フォトレジスト６０’を画定し、隙間領域２２の上にあり、第２の最大深さＤＢよりも小さい深さＤＣを有する他の各凹部サブセット２０Ｃの上にある第２のネガ型フォトレジスト６０－２を可溶性にすることと（図１７Ｇ）、第２の不溶性ネガ型フォトレジスト６０’－２が第１及び第２の凹部サブセット２０Ａ、２０Ｂ内に存在する間に、隙間領域２２から、及び第２の最大深さＤＢよりも小さい深さＤＣを有する他の各凹部サブセット２０Ｃから、第２の官能化層２６を除去することと、を含む。
具体的に図１７Ｅを参照して、第２の官能化層２４は、本明細書に記載のゲル材料のうちのいずれかであり得るが、任意の好適な方法を使用して塗布され得る。堆積後に硬化プロセスを行ってもよい。
次いで、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’の除去を行って、凹部サブセット２０Ａ内の官能化層２４を露出させることができる。不溶性のネガ型フォトレジスト６０は現像液に可溶性ではないが、除去剤に可溶性（少なくとも９９％可溶性）である。好適な除去剤としては、超音波処理の使用時、又はアセトン中、又はＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）ベースのストリッパを用いる、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）が挙げられる。
不溶性ネガ型フォトレジスト６０’が除去された後、図１７Ｆに示すように、第２のネガ型フォトレジスト６０－２が官能化層２４、２６上に堆積される。ネガ型フォトレジスト６０の任意の例が、第２のネガ型フォトレジスト６０－２用に使用されてもよく、本明細書に説明される堆積技法のいずれかが、第２のネガ型フォトレジスト６０－２を堆積させるために使用されてもよい。
図１７Ｇに示すように、第２の紫外線量は、樹脂層１４’、１８’を介して照射される。第２の所定の紫外線量は、所定の紫外線量よりも高く、樹脂層１４’、１８’の最も厚い部分８６（厚さｔＣを有する）は、樹脂層１４’、１８’を透過する光の少なくとも７５％がこれらの部分８６、ｔＣの上に配置された第２のネガ型フォトレジスト６０－２に到達するのを阻止するように選択される。したがって、これらの部分は可溶性になる。可溶性部分は、例えば現像液を用いて除去され、凹部サブセット２０Ｃ内及び間隙領域２２において官能化層２６を露出させる。対照的に、ＵＶ光は、より薄い樹脂部分８２、８４（厚さｔＡ又は厚さｔＢを有する）を透過することができるので、第２のネガ型フォトレジスト６０－２の、凹部サブセット２０Ａ、２０Ｂの上にある部分は、不溶性ネガ型フォトレジスト６０’になる。
次に、第２の官能化層２６は、例えば、好適なプラズマを用いた灰化によって除去される。図１７Ｉに示されるように（例えば、ネガ型フォトレジスト６０－３が存在しなかった場合）、このプロセスは、３番目に大きい深さＤＣを有する凹部サブセット２０Ｃ及び隙間領域２２を露出させる。
第３の官能化層８８（図１７Ｈ参照）及び第３のネガ型フォトレジスト６０－３（図１７Ｉ参照）を使用して、図１７Ｆ～図１７Ｈで説明したプロセスを繰り返す。この方法は、第２の不溶性ネガ型フォトレジスト６０’－２、間隙領域２２、及び第２の最大深さＤＢよりも小さい深さＤＣを有する他の各凹部サブセット２０Ｃの上に第３の官能化層８８を堆積させることと（図１７Ｈ）、第２の不溶性ネガ型フォトレジスト６０’－２を除去し、それによって第１の凹部サブセット２０Ａ内の官能化層２４及び第２の凹部サブセット２０Ｂ内の第２の官能化層２６を露出させることと、第３のネガ型フォトレジスト６０－３を、第１の凹部サブセット２０Ａ内の官能化層２４の上に、第２の凹部サブセット２０Ｂ内の第２の官能化層２６の上に、第３の凹部サブセット２０Ｃ内の第３の官能化層８８の上に、ｎ＞３の場合には他の各凹部サブセットの上に、及び隙間領域２２の上に堆積させることと（図１７Ｉ）、樹脂層１４’、１６’を介して、第２の紫外線量よりも高い第３の紫外線量を照射して、第３のネガ型フォトレジスト６０－３が、第１の凹部サブセット２０Ａ内の官能化層２４の上にあり、第２の凹部サブセット２０Ｂ内の官能化層２６の上にあり、第３の最大深さＤＣを有する第３の凹部サブセット２０Ｃ内の官能化層８８の上にあり、第３の不溶性ネガ型フォトレジスト（図示せず）を画定することと、間隙領域２２の上にあり、ｎ＞３の場合、第３の最大深さＤよりも小さい深さを有する他の各凹部サブセットの上に重なる第３のネガ型フォトレジスト６０－３を、可溶性とすることと、第３の不溶性ネガ型フォトレジストが、第１の凹部サブセット、第２の凹部サブセット、及び第３の凹部サブセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ内に存在する間に、第３の官能化層８８を間隙領域２２から除去し、ｎ＞３である場合、第３の最大深さＤＣよりも小さい深さを有する他の各凹部サブセットから除去することと、を含む。この段落で説明されるプロセスの各々は、本明細書で説明されるように実行され得る。これらのプロセスにより、図１７Ｊに示す構造が得られる。これらのプロセスは、ｎ個の凹部サブセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃなどに対して繰り返すこともできる。
図示されていないが、図１７Ａ～図１７Ｊを参照して説明される方法はまた、それぞれのプライマーセットを官能化層２４、２６、８８に付着させることを含む。異なるプライマーセット（例えば、Ｐ５及びＰ７、ＰＡ及びＰＢ、並びにＰＣ及びＰＤ）が、異なる官能化層２４、２６、８８上で使用されてもよい。いくつかの例では、それぞれのプライマーセットは、官能化層２４、２６、８８に予めグラフト化されていてもよい。他の例では、それぞれのプライマーセットは、堆積された後、かつ不溶性ネガ型フォトレジスト６０’、６０’－２などが生成される前に、官能化層２４、２６、８８にグラフト化されてもよい。グラフト化が方法中に実行される場合、グラフト化は、本明細書に記載のグラフト化技術のいずれかを使用して達成され得る。
単一のセットの官能化層２４、２６、８８が図１７Ｊに示されているが、図１７Ａ～図１７Ｊを参照して説明される方法は、支持層１４’の表面又は多層構造１６’の樹脂層１８’の表面にわたって間隙領域２２によって分離された凹部２０Ａ、２０Ｂ、２Ｃ（官能化層２４、２６、８８をその中に有する）のアレイを生成するように実行され得るということを理解すべきである。
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ということを理解すべきである。
非限定的な作業実施例
実施例１
溶融シリカ及びガラス基板並びにパターニング樹脂層を含むフローセルを、室温でアルミニウムを用いてスパッタコーティングした（角度６０°）。スパッタリング中、フローセルを回転させた。いくつかの凹部のＳＥＭ画像（倍率５０，０００倍）を図１８Ａに示し、同じくぼみの共焦点顕微鏡画像（白黒で再現）を図１８Ｂに示す。これらの図に示されるように、アルミニウム膜の隙間領域上に形成された部分は、アルミニウム膜の凹部の底面上に形成された部分よりも厚い。
１つの凹部の底部及びその凹部に隣接する間隙領域のＳＥＭ画像を、より高い倍率（２００，０００倍）で撮影した。これらの画像を図１９Ａ（凹部）及び図１９Ｂ（間質領域）に示す。凹部内のアルミニウム膜の厚さは約８．５ｎｍであると測定され、間隙領域上のアルミニウム膜の厚さは約３１ｎｍであると測定された。これらの結果は、スパッタリングを使用して様々な厚さの金属膜を生成する能力を示す。
実施例２
保護層が含まれないことを除いて、図４Ａから図４Ｇに示されるワークフローと同様のワークフローが実行された。
実施例１に記載したように、アルミニウムをフローセル表面にスパッタリングした。ＰＡＺＡＭを金属膜上に堆積させて、間隙領域と凹部の両方をコーティングした。
ネガ型フォトレジスト（Ｆｕｔｕｒｒｅｘ製のＮＲ９－１５００ＰＹ）をＰＡＺＡＭ層上に堆積させた。紫外線（３６５ｎｍ）をフローセル基板に通し、次いでネガ型フォトレジストの可溶性部分を現像液（Ｆｕｔｕｒｒｅｘ製のＲＤ６（水酸化テトラメチルアンモニウム（tetramethylammonium hydroxide、ＴＭＡＨ）系現像液））中で除去した。次に、フローセルの表面のＳＥＭ画像を撮影し、図２０に示す。図示されるように、ネガ型フォトレジストは、凹部のそれぞれにおいて不溶性にされ、したがって、ＵＶ光がアルミニウム膜のより薄い部分を透過したことを示す。ネガ型フォトレジストは間隙領域上で可溶性になり、したがって、ＵＶ光がアルミニウム膜のより厚い部分で遮断されたことを示した。
次いで、間隙領域からＰＡＺＡＭ層をプラズマエッチングし（１５０ＷのＯ２プラズマで約２分間）、次いで、アセトンを使用して不溶性ネガ型フォトレジストをリフトオフし、続いてイソプロピルアルコールによる超音波処理を行った。次いで、フローセルの表面の共焦点顕微鏡画像を撮影し、図２１に示す。図示されるように、ＰＡＺＡＭ層は凹部に存在したが、間隙領域には存在しなかった。
これらの結果は、フローセル表面上の官能化層（例えば、ＰＡＺＡＭ）をパターニングするためのマスクとして使用される、変化する厚さを有する金属膜の能力を示す。
実施例３
本実施例では、３つのフローセルを使用し、各フローセルは、ガラス基板と、凹部がナノインプリントされた樹脂層とを含む。図１２Ａから図１２Ｆに示されるワークフローと同様のワークフローが実行された。間隙領域における樹脂層の厚さは約５００ｎｍであり、各凹部の底部における樹脂層の厚さは約１５０ｎｍであった。
第１の試験では、ネガ型フォトレジスト（Ｆｕｔｕｒｒｅｘ製のＮＲ９－１５００ＰＹ）を樹脂層上に堆積させ、紫外線（３６５ｎｍ）を２６０ｍＪ／ｃｍ２の線量でフローセル基板に通した。ネガ型フォトレジストの任意の可溶性部分を現像液（Ｆｕｔｕｒｒｅｘ製のＲＤ６（水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）系現像液））中で除去した。フローセルの上部の一部のＳＥＭ画像を撮影し、図２２Ａに示す。図２２Ａに示すように、不溶性ネガ型フォトレジストがフローセル表面にわたって生成された。これは、ネガ型フォトレジストが、より厚い部分及びより薄い部分の両方でＵＶ光に露光され、したがって、ＵＶ線量が、より厚い部分に対して高すぎることを示す。
第２の試験では、同じネガ型フォトレジストを樹脂層上に堆積させ、紫外線（３６５ｎｍ）を９０ｍＪ／ｃｍ２の線量でフローセル基板を介して照射した。ネガ型フォトレジストの任意の可溶性部分を同じ現像液で除去した。フローセルの上部の一部のＳＥＭ画像を撮影し、図２２Ｂに示す。図２２Ｂに示されるように、不溶性ネガ型フォトレジストは、凹部及び隙間領域の両方に存在したが、凹部においてより厚くなっていた。これは、凹部内のネガ型フォトレジストがより多くのＵＶ光に露光されたことを示しており、より厚い部分よりもより薄い部分でより大きな透過率があったことを示している。しかしながら、隙間領域上の不溶性ネガ型フォトレジストの存在は、少量のＵＶ光が樹脂層のより厚い部分を透過してネガ型フォトレジストに達したことも示している。
第３の試験では、同じネガ型フォトレジストを樹脂層上に堆積させ、紫外線（３６５ｎｍ）を３０ｍＪ／ｃｍ２の線量でフローセル基板を介して照射した。ネガ型フォトレジストの任意の可溶性部分を同じ現像液で除去した。フローセルの上部の一部のＳＥＭ画像を撮影し、図２２Ｃに示す。図２２Ｃに示すように、不溶性ネガ型フォトレジストは凹部に存在するが、間隙領域上には存在しない。これは、凹部内のネガ型フォトレジストがＵＶ光に露光されたが、間隙領域上のネガ型フォトレジストはＵＶ光に露光されなかったことを示す。これらの結果は、樹脂層のより厚い部分がより低い線量でＵＶ光を効果的に吸収したが、樹脂層のより薄い部分がＵＶ光を効果的に透過させたことを示す。
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ということを理解すべきである。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（another example）」、「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ということを理解すべきである。
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ということ理解すべきである。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 (22)

  1. 方法であって、
    間隙領域によって分離された凹部を含む樹脂層の上に感光材料を堆積させることであって、前記凹部が、第１の厚さを有する第１の樹脂部分の上にあり、前記間隙領域が、前記第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有する第２の樹脂部分の上にある、ことと、
    前記樹脂層を介して、前記第１の厚さ及び前記第２の厚さに基づく所定の紫外線量を照射し、それによって前記凹部の上にある前記感光材料が紫外線に露光され、前記第２の樹脂部分が、前記紫外線を吸収し、それによって前記樹脂層の上の第１の所定の領域に、変化した感光材料を画定することと、
    前記変化した感光材料を利用して、前記樹脂層上の前記第１の所定の領域又は第２の所定の領域に官能化層を生成することと、を含む、方法。
  2. 前記方法が、前記感光材料を堆積させる前に、前記樹脂層と直接接触した状態で前記官能化層を堆積させることを更に含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記感光材料が、ネガ型フォトレジストであり、
    前記ネガ型フォトレジストが、前記官能化層と直接接触した状態で堆積され、
    前記所定の紫外線量が前記樹脂層を介して照射された後、前記凹部の上にある前記感光材料は、不溶性のネガ型フォトレジストを画定し、前記隙間領域の上にある前記感光材料が可溶性になり、
    前記不溶性ネガ型フォトレジストが、前記変化した感光材料であり、
    前記凹部が、前記第１の所定領域である、
    請求項２に記載の方法。
  4. 前記変化した感光材料を利用して前記第１の所定領域に前記官能化層を生成することが、
    前記間隙領域から前記官能化層を除去することと、
    前記不溶性フォトレジストを除去することと、を含む、
    請求項３に記載の方法。
  5. 前記樹脂層には、可視光線よりも紫外線の吸収が大きい粒子が埋め込まれている、請求項４に記載の方法。
  6. 前記凹部の各々が、深い部分と、前記深い部分に隣接する浅い部分とを含む、複数の深さの凹部である、請求項１に記載の方法。
  7. 前記方法が、前記感光材料を堆積させる前に、前記樹脂層と直接接触した状態で前記官能化層を堆積させることを更に含む、請求項６に記載の方法。
  8. 前記感光材料が、ポジ型フォトレジストであり、
    前記ポジ型フォトレジストが、前記官能化層と直接接触した状態で堆積され、
    前記所定の紫外線量が前記樹脂層を介して照射された後、前記ポジ型フォトレジストの、前記各複数の深さの凹部の前記深い部分の上にある部分が可溶性になり、前記各複数の深さの凹部の前記浅い部分の上、及び前記隙間領域の上にある前記ポジ型フォトレジストの部分が不溶性ポジ型フォトレジストを画定し、
    前記不溶性ポジ型フォトレジストが、前記変化した感光材料であり、
    前記各複数の深さの凹部の前記浅い部分及び前記隙間領域が、前記第１の所定領域である、
    請求項７に記載の方法。
  9. 前記変化した感光材料を利用して、前記第１の所定領域に前記官能化層を生成することが、前記官能化層を、各複数の深さの凹部の深い部分から除去することを含み、それによって前記樹脂層が、各複数の深さの凹部の深い部分で露出され、前記官能化層が、各複数の深さの凹部の浅い部分及び前記隙間領域の上に残る、請求項８に記載の方法。
  10. 前記不溶性ポジ型フォトレジストの上に、及び各複数の深さの凹部の前記深い部分で露出された前記樹脂層の上に、第２の官能化層を堆積させることと、
    前記不溶性ポジ型フォトレジストを除去し、それによって各複数の深さの凹部の前記浅い部分の上の、及び前記隙間領域の上の、前記官能化層を露出させることと、
    前記間隙領域から前記官能化層を除去することと、
    を更に含む、請求項９に記載の方法。
  11. 前記不溶性ポジ型フォトレジストの上に、及び各複数の深さの凹部の前記深い部分で露出された前記樹脂層の上に、第２の官能化層を堆積させることと、
    前記不溶性ポジ型フォトレジストを除去し、それによって各複数の深さの凹部の前記浅い部分の上の、及び前記隙間領域の上の、前記官能化層を露出させることと、
    前記官能化層及び前記第２の官能化層の上に、ネガ型フォトレジストを堆積させることと、
    前記樹脂層を介して、前記所定の紫外線量よりも高い第２の紫外線量を照射することであって、それによって前記深い部分の上及び前記浅い部分の上の前記ネガ型フォトレジストが紫外線に露光されて不溶性ネガ型フォトレジストを生成し、前記隙間領域の上の前記ネガ型フォトレジストを可溶性にすることと、
    前記可溶性のネガ型フォトレジストを除去することと、
    前記間隙領域から前記官能化層を除去することと、
    前記不溶性フォトレジストを除去することと、を更に含む、
    請求項９に記載の方法。
  12. 前記感光材料が、ポジ型フォトレジストであり、
    前記ポジ型フォトレジストが、前記樹脂層と直接接触した状態で堆積され、
    前記所定の紫外線量が前記樹脂層を介して照射された後、前記ポジ型フォトレジストの、前記各複数の深さの凹部の前記深い部分の上にある部分が可溶性になり、前記各複数の深さの凹部の前記浅い部分の上、及び前記隙間領域の上にある前記ポジ型フォトレジストの部分が不溶性ポジ型フォトレジストを画定し、
    前記不溶性ポジ型フォトレジストが、前記変化した感光材料であり、
    各凹部の前記浅い部分及び前記隙間領域が、前記第１の所定領域であり、
    前記各複数の深さの凹部の前記深い部分が、前記第２の所定領域である、
    請求項１に記載の方法。
  13. 前記変化した感光材料を利用して、前記第２の所定領域に前記官能化層を生成することが、
    前記不溶性ポジ型フォトレジストの上、及び各複数の深さの凹部の前記深い部分で露出された前記樹脂層の上に、前記官能化層を堆積させることと、
    前記不溶性ポジ型フォトレジストを除去し、それによって各複数の深さの凹部の前記浅い部分及び前記間隙領域を露出させることと、を含む、
    請求項１２に記載の方法。
  14. 各複数の深さの凹部の前記深い部分、各複数の深さの凹部の前記浅い部分、及び前記隙間領域において、前記官能化層の上に、第２のポジ型フォトレジストを堆積させることと、
    前記樹脂層を介して、前記所定の紫外線量よりも高い第２の紫外線量を照射することであって、それによって前記深い部分の上に、及び前記浅い部分の上にある前記第２のポジ型フォトレジストが紫外線に露光されて可溶性になり、前記隙間領域の上にある前記第２のポジ型フォトレジストが第２の不溶性ポジ型フォトレジストを生成することと、
    前記可溶性の第２のポジ型フォトレジストを除去し、それによって各複数の深さの凹部の前記浅い部分を再び露出させることと、
    前記第２の不溶性ポジ型フォトレジストの上に、及び各複数の深さの凹部の前記浅い部分で露出された前記樹脂層の上に、第２の官能化層を堆積させることと、
    前記第２の不溶性ポジ型フォトレジストを除去し、それによって前記隙間領域を露出させることと、
    を更に含む、請求項１３に記載の方法。
  15. 各複数の深さの凹部の前記深い部分、各複数の深さの凹部の前記浅い部分、及び前記隙間領域における、前記官能化層の上に、ネガ型フォトレジストを堆積させることと、
    前記樹脂層を通して第２の紫外線量を照射することであって、それによって前記深い部分上の前記ネガ型フォトレジストが紫外線に露光されて不溶性ネガ型フォトレジストを生成し、前記浅い部分及び前記隙間領域の上の前記ネガ型フォトレジストを可溶性にする、ことと、
    前記可溶性ネガ型フォトレジストを除去し、それによって各複数の深さの凹部の前記浅い部分及び前記隙間領域を再び露出させることと、
    第２の官能化層を、前記不溶性ネガ型フォトレジストの上、並びに各複数の深さの凹部の前記浅い部分及び前記隙間領域において露出された前記樹脂層の上に堆積させることと、
    前記不溶性ネガ型フォトレジストを除去し、それによって各複数の深さの凹部の前記深い部分の上の前記官能化層を露出させることと、
    前記間隙領域から前記第２の官能化層を除去することと、
    を更に含む、請求項１３に記載の方法。
  16. 前記凹部がｎ個の凹部サブセットを含み、ｎが３以上であり、
    前記凹部サブセットの各々が、前記凹部サブセットの深さとは互いに異なる、
    請求項１に記載の方法。
  17. 前記方法が、前記感光材料を堆積させる前に、前記樹脂層と直接接触した状態で前記官能化層を堆積させることを更に含む、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記感光材料が、ネガ型フォトレジストであり、
    前記ネガ型フォトレジストが、前記官能化層と直接接触した状態で堆積され、
    前記所定の紫外線量が前記樹脂層を介して照射された後、最大深さを有する第１の凹部サブセットの上にある前記感光材料が、不溶性ネガ型フォトレジストを画定し、前記隙間領域の上にあり、前記最大深さよりも小さい深さを有する他の各凹部サブセットの上にある前記感光材料は、可溶性になり、
    前記不溶性ネガ型フォトレジストが、前記変化した感光材料であり、
    前記第１の凹部サブセットが、前記第１の所定領域である、
    請求項１７に記載の方法。
  19. 前記変化した感光材料を利用して、前記第１の所定領域に前記官能化層を生成することが、前記不溶性ネガ型フォトレジストが前記第１の凹部サブセットに存在する間に、前記隙間領域及び他の各凹部サブセットから前記官能化層を除去することを含む、請求項１８に記載の方法。
  20. 前記不溶性ネガ型フォトレジスト、前記隙間領域、及び他の各凹部サブセット上に、第２の官能化層を堆積させることと、
    前記不溶性ネガ型フォトレジストを除去し、それによって前記第１の凹部サブセット内の前記官能化層を露出させることと、
    前記第１の凹部サブセット中の前記官能化層の上、他の各凹部サブセットの上、及び前記隙間領域の上に、第２のネガ型フォトレジストを堆積させることと、
    前記樹脂層を介して、前記所定の紫外線量よりも高い第２の紫外線量を照射することであって、それによって前記第１の凹部サブセット内の前記官能化層の上にあり、第２の最大深さを有する第２の凹部サブセットの上にある、前記第２のネガ型フォトレジストが、第２の不溶性ネガ型フォトレジストを画定し、前記隙間領域の上にあり、前記第２の最大深さよりも小さい深さを有する他の各凹部サブセットの上にある、前記第２のネガ型フォトレジストを可溶性する、ことと、
    前記第２の不溶性ネガ型フォトレジストが、前記第１の凹部サブセット及び前記第２の凹部サブセットに存在する間に、前記隙間領域から、及び前記第２の最大深さよりも小さい深さを有する他の各凹部サブセットから、前記第２の官能化層を除去することと、
    を更に含む、請求項１９に記載の方法。
  21. 前記第２の不溶性ネガ型フォトレジスト上、前記隙間領域上、及び前記第２の最大深さよりも小さい深さを有する他の各凹部サブセット上に、第３の官能化層を堆積させることと、
    前記第２の不溶性ネガ型フォトレジストを除去し、それによって前記第１の凹部サブセット内の前記官能化層及び前記第２の凹部サブセット内の前記第２の官能化層を露出させることと、
    第３のネガ型フォトレジストを、前記第１の凹部サブセット中の前記官能化層の上、前記第２の凹部サブセット中の前記第２の官能化層の上、３番目に大きい深さを有する第３の凹部サブセット中の前記第３の官能化層の上、及びｎ＞３の場合は他の各凹部サブセットの上、及び前記隙間領域の上に堆積させることと、
    前記樹脂層を介して、前記第２の紫外線量よりも高い第３の紫外線量を照射することであって、それによって前記第１の凹部サブセット内の前記官能化層の上にあり、前記第２の凹部サブセット内の前記第２の官能化層の上にあり、前記第３の凹部サブセット内の前記第３の官能化層の上にある、前記第３のネガ型フォトレジストが、第３の不溶性ネガ型フォトレジストを画定し、前記間隙領域の上にあり、ｎ＞３の場合、前記第３の最大深さよりも小さい深さを有する他の各凹部サブセットの上にある、前記第３のネガ型フォトレジストを可溶性にする、ことと、
    前記第３の不溶性ネガ型フォトレジストが、前記第１の凹部サブセット、前記第２の凹部サブセット、及び前記第３の凹部サブセットに存在する間に、前記隙間領域から、及びｎ＞３の場合には、前記第３の最大深さよりも小さい深さを有する他の各凹部サブセットから、前記第３の官能化層を除去することと、
    を更に含む、請求項２０に記載の方法。
  22. フローセルであって、
    間隙領域によって分離された凹部を含む樹脂層であって、前記凹部はｎ個の凹部サブセットを含み、ｎは３以上であり、前記凹部サブセットの各々が、前記凹部サブセットの深さとは互いに異なる、樹脂層と、
    前記凹部サブセットの各々における、異なる官能化層と、
    を備える、フローセル。
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