JP5252678B2 - オリゴマープローブアレイ及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明はオリゴマープローブアレイに関し、特に雑音率（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ、以下ＳＮ比）が向上したオリゴマープローブアレイおよびその製造方法に関する。
オリゴマープローブアレイは遺伝子発現分析（ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ）、遺伝子型分析（ｇｅｎｏｔｙｐｉｎｇ）、ＳＮＰ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ Ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ）のような突然変異（ｍｕｔａｔｉｏｎ）、及び多形（ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ）の検出、蛋白質およびペプチド分析、潜在的な薬のスクリーニング、新薬開発と製造などに広く使用される道具である（例えば、特許文献１参照）。
現在広く使用されるオリゴマープローブアレイは光（例、ＵＶ）照射によって、基板上の特定領域を光活性化させた後、光活性領域上にオリゴマープローブをインサイチュー（ｉｎ−ｓｉｔｕ）合成し多数のプローブセルアレイを形成する。
ところで、インサイチュー（ｉｎ−ｓｉｔｕ）合成のために数回にかけて反復実施されるフォトリソグラフィ工程の間でのマスクのミスアラインまたは回折光に起因する迷光（ｓｔｒａｙ ｌｉｇｈｔ）により不活性化領域の一部が望まないのに活性化され得る。したがって、非活性化領域にもオリゴマー副産物が形成され得る。その結果ターゲットサンプルとの混成化（ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ）データ分析時にＳＮ比が低く正確なデータ分析の障害となる。
さらに、オリゴマープローブアレイを使用して分析しようとする遺伝情報の形態が遺伝子でのＤＮＡの最小構成単位であるヌクレオチド水準まで多様化するにともないプローブセルのデザインルールが数十μｍから数μｍ以下に縮小することによってＳＮ比がデータ分析の正確度に及ぼす悪影響がさらに大きくなっているという問題がある。
米国特許第６８８１５３８号明細書
そこで、本発明は上記従来のオリゴマープローブアレイにおける問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、ＳＮ比が向上したオリゴマープローブアレイを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ＳＮ比が向上したオリゴマープローブアレイの製造方法を提供することにある。
本発明の例示的な実施形態はオリゴマープローブとカップリングされる官能基を含まず、複数のプローブセルアクティブ領域を定義するプローブセル分離領域を使用し、従来のオリゴマープローブアレイの問題点を除去する。
詳しくは、上記目的を達成するためになされた本発明によるオリゴマープローブアレイは、基板と、前記基板上又は基板内に形成され、表面が平らな複数のプローブセルアクティブ領域（ｐｒｏｂｅ ｃｅｌｌ ａｃｔｉｖｅ ｒｅｇｉｏｎｓ）であって、該各プローブセルアクティブ領域各々に互いに異なる配列のオリゴマープローブ（ｏｌｉｇｏｍｅｒ ｐｒｏｂｅ）がカップリングされた複数のプローブセルアクティブ領域と、前記複数のプローブセルアクティブ領域を分離するプローブセル分離領域であって、表面が前記オリゴマープローブとカップリングされる官能基を含まないプローブセル分離領域と、を有し、前記プローブセル分離領域の表面は、前記プローブセルアクティブ領域間を充填し、オリゴマープローブのカップリングをブロックする特性を有する充填材表面であり、前記プローブセルアクティブ領域は、前記基板上に形成された膜のパターンとして形成され、前記基板は基板を局部的に酸化して形成されるＬＯＣＯＳ酸化膜、又は基板内に形成されたトレンチを充填するトレンチ型アクティブ領域であることを特徴とする。
上記目的を達成するためになされた本発明によるオリゴマープローブアレイの製造方法は、基板を提供する段階と、前記基板上又は前記基板内に表面が平らで、オリゴマープローブとカップリングされる官能基を含まない表面を有するプローブセル分離領域によって分離される複数のプローブセルアクティブ領域を形成する段階と、前記複数のプローブセルアクティブ領域各々に互いに異なる配列のオリゴマープローブをカップリングさせる段階と、を有し、前記プローブセルアクティブ領域を形成する段階は、前記基板上に形成された膜をパターニングしてパターンを形成する段階を含み、前記膜は、前記基板を局部的に酸化して形成したＬＯＣＯＳ酸化膜により、又は基板内に形成されたトレンチを充填するトレンチ型アクティブ領域により形成し、前記プローブセル分離領域の表面は、前記プローブセルアクティブ領域間を充填し、オリゴマープローブのカップリングをブロックする特性を有する充填材表面であることを特徴とする。
本発明に係るオリゴマープローブアレイ及びその製造方法によれば、プローブセルアクティブ領域の表面にはオリゴマープローブとカップリングすることができる官能基を含む反面、プローブセル分離領域の表面は官能基を含まない。したがって、オリゴマープローブがプローブセルアクティブ領域にだけカップリングされプローブセルアクティブ領域を囲むプローブセル分離領域にはカップリングされない。したがって、オリゴマープローブアレイを利用した分析時にＳＮ比を増大させることができるため分析の正確度を高めることができるという効果がある。
次に、本発明に係るオリゴマープローブアレイ及びその製造方法を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるであろう。しかし本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現され得るものであり、単に本実施形態は本発明の開示が完全なようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるもので、本発明は請求項の範囲によってのみ定義される。
したがって、いくつかの実施形態において、よく知らされた工程段階、よく知らされた構造およびよく知らされた技術を誤解釈されることを避けるためにその詳細な説明は避けた。
本明細書で使用された用語は実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限するものではない。本明細書でにおいて、単数型は文面で特別に言及しない限り複数型も含む。明細書で使用される、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）および／または有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）は言及された構成要素、段階、動作および／または素子以外の一つ以上の他の構成要素、段階、動作および／または素子の存在または追加を排除しない意味として使用する。そして、「および／または」は言及されたアイテムの各々および一つ以上のすべての組み合わせを含む。また、以下明細書全体にかけて、同一参照符号は同一構成要素を指称する。
また、本明細書で記述する実施形態は本発明の理想的な例示図の断面図および／または概略図を参照して説明されるだろう。したがって、製造技術および／または許容誤差などによって例示図の形態が変形され得る。したがって、本発明の実施形態は図示された特定形態に制限されるものではなく、製造工程によって生成される形態の変化も含むものである。また本発明に示した各図において各構成要素は説明の便宜を考慮して、多少拡大または縮小され図示されたものであり得る。
図１（ａ）及び（ｂ）は本発明の多様な実施形態によるオリゴマープローブアレイのプローブセルアクティブ領域のレイアウトである。
図１（ａ）を参照すると、複数のプローブセルアクティブ領域１が行方向および列方向にマトリックス形態で配列される。具体的に、Ｘ軸方向とＹ軸方向に沿って各々第１ピッチ（Ｐｘ）および第２ピッチ（Ｐｙ）で配列される。図１（ａ）では第１ピッチ（Ｐｘ）と第２ピッチ（Ｐｙ）が同一に図示されているが、レイアウトの必要によって変更可能であるのはもちろんである。
図１（ｂ）を参照すると、複数のプローブセルアクティブ領域１が所定ピッチ（Ｐｘ）で離隔配列されている奇数行と行方向にシフトされ奇数行のプローブセルアクティブ領域１０３と一部だけがオーバーラップされるように所定ピッチ（Ｐｘ）で配列された複数のプローブセルアクティブ領域１で構成された偶数行が互いに交代で配列されて対称的な配列を成すことができる。
図２〜図１３は、図１（ａ）又は（ｂ）のレイアウトを使用して製造されたプローブセルアクティブ領域を含むオリゴマープローブアレイの実施形態を示す断面図である。
図２〜図５は、基板１００上にパターニングされ形成されたプローブセルアクティブ領域１２０を含むオリゴマープローブアレイの実施形態を示す。図６〜図９は、基板１００を局部的に酸化して形成したＬＯＣＯＳ（ＬＯＣａｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｌｉｃｏｎ）酸化膜から成るプローブセルアクティブ領域２２０を含むオリゴマープローブアレイの実施形態を示す。図１０〜図１３は、基板１００内に形成したトレンチに形成されたプローブセルアクティブ領域３２０を含むオリゴマープローブアレイの実施形態を示す。
図２〜図１３を参照すると、本発明の実施形態によるオリゴマープローブアレイは、基板１００、基板１００上または基板１００内に形成され表面が実質的に平らな複数のプローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０、プローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０各々にカップリングされた互いに異なる配列のオリゴマープローブ１６０、複数のプローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０を分離し、表面にオリゴマープローブ１６０とカップリングされる官能基１５０を含まないプローブセル分離領域１３０を含む。
オリゴマーとは共有結合した２つ以上のモノマー（ｍｏｎｍｅｒ）から成るポリマー（ｐｏｌｙｍｅｒ）のうち分子量がおよそ１０００以下のものを指称するが、この数値に限定されるのではない。オリゴマーは約２〜５００個のモノマー、好ましくは５〜３０個のモノマーを含むであろう。モノマーはプローブの種類によってヌクレオシド（ｎｕｃｌｅｏｓｉｄｅｓ）、ヌクレオチド（ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｓ）、アミノ酸（ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ）、ペプチド（ｐｅｐｔｉｄｅｓ）などであってもよい。オリゴマープローブはあらかじめ合成されたものでもあってもよく、アクティブ上にインサイチュー（ｉｎ−ｓｉｔｕ）−フォトリソグラフィ工程によって合成されたものであってもよい。
ヌクレオシドおよびヌクレオチドは、公知のプリン（ｐｕｒｉｎｅ）およびピリミジン塩基（ｐｙｒｉｍｉｄｉｎｅ ｂａｓｅｓ）を含むだけでなくメチル化されたプリンまたはピリミジン、アシル化されたプリンまたはピリミジンなどを含み得る。また、ヌクレオシドおよびヌクレオチドは従来のリボース（ｒｉｂｏｓｅ）およびデオキシリボース（ｄｅｏｘｙｒｉｂｏｓｅ）を含むだけでなく、一つ以上のヒドロキシル基がハロゲン原子または脂肪族で置換されたり、エーテル、アミンなどの官能基が結合した修飾された糖（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｓｕｇａｒ）を含み得る。
アミノ酸は自然で発見されるアミノ酸のＬ−、Ｄ−、非キラル（ｎｏｎｃｈｉｒａｌ）型アミノ酸だけでなく修飾アミノ酸（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ）、またはアミノ酸類似体（ａｎａｌｏｇ）などであり得る。
ペプチドとはアミノ酸のカルボキシル基と異なったアミノ酸のアミノ基との間のアミド結合によって生成された化合物を指称する。
基板１００は混成化（ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ）過程の間、望まない非特異的結合を最小化、さらには実質的に０にすることができる物質からなり得る。さらに、基板１００は可視光および／またはＵＶなどにおいて透過性を有する物質からなり得る。基板１００は可撓性（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）または剛性（ｒｉｇｉｄ）基板であり得る。可撓性基板はナイロン、ニトロセルロースなどのメンブレイン（ｍｅｍｂｒａｎｅ）またはプラスチックフィルムなどであり得る。剛性基板はシリコン基板、ソーダ石灰ガラスのような透明ガラス基板などであり得る。シリコン基板または透明ガラス基板の場合には混成化過程の間、非特異的結合がほとんど生じないという長所がある。
また、透明ガラス基板の場合には可視光および／またはＵＶなどにおいて透過性であり蛍光物質の検出に有利である。シリコン基板または透明ガラス基板は半導体素子の製造工程またはＬＣＤパネルの製造工程ですでに安定的に確立され適用されている多様な薄膜の製造工程および写真エッチング工程などをそのまま適用することができるという長所がある。
プローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０は混成化分析条件、例えばｐＨ６〜９のリン酸塩（ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）またはＴｒｉｓバッファと接触時に加水分解されず実質的に安定した物質で形成されるのが好ましい。したがって、プローブセルアクティブ領域１２０はＰＥ−ＴＥＯＳ膜、ＨＤＰ酸化膜、Ｐ−ＳｉＨ４酸化膜、熱酸化膜などのシリコン酸化膜；ハフニウムシリケート、ジルコニウムシリケートなどのシリケート；シリコン窒化膜；シリコン酸窒化膜；ハフニウム酸窒化膜、ジルコニウム酸窒化膜などの金属酸窒化膜；チタニウム酸化膜、タンタル酸化膜、アルミニウム酸化膜、ハフニウム酸化膜、ジルコニウム酸化膜、ＩＴＯなどの金属酸化膜；ポリイミド；ポリアミン；金、銀、銅、パラジウムなどの金属；またはポリスチレン、ポリアクリル酸、ポリビニルなどのポリマーで形成され得る。好ましくはプローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０は製造工程の観点から、半導体製造工程またはＬＣＤ製造工程で安定的に適用されている物質で形成されるのが好ましい。
図２〜図１３に示す本発明の実施形態によるオリゴマープローブアレイのプローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０の表面は実質的に平らである。実質的に平らという意味はプローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０の表面にオリゴマープローブ１６０のカップリングが生じ得る溝のような３次元表面を有していないことを意味する。
プローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０の表面にはオリゴマープローブ１６０、又はオリゴマープローブ１６０のインサイチュー（ｉｎ−ｓｉｔｕ）合成のためのモノマーと直接的又は間接的にカップリングできる官能基１５０（以下オリゴマープローブ１６０とカップリングできる官能基と略していう）が存在する一方、プローブセル分離領域１３０の表面には官能基１５０が存在しない。
官能基１５０とは有機合成工程の開始点（ｓｔａｒｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）として使用することができる「基」を指称する。すなわちあらかじめ合成された（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ）オリゴマープローブ１６０またはインサイチュー（ｉｎ−ｓｉｔｕ）合成のためのモノマー、例えばヌクレオシド、ヌクレオチド、アミノ酸、ペプチドなどのモノマーがカップリングできる「基」、例えば共有または非共有結合し得る「基」を指称し、間接的カップリングとは挿入リンカー（ｉｎｔｅｒｐｏｓｅｄ ｌｉｎｋｅｒ）を用いたカップリングを意味する。
官能基１５０はカップリングし得る限り特定の制限がない。官能基１４０としてはヒドロキシル（ｈｙｄｒｏｘｙｌ）基、アルデヒド（ａｌｄｅｈｙｄｅ）基、カルボキシル（ｃａｒｂｏｘｙｌ）基、アミノ（ａｍｉｎｏ）基、アミド（ａｍｉｄｅ）基、チオール（ｔｈｉｏｌ）基、ハロ（ｈａｌｏ）基またはスルホン酸（ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）基などを例にあげることができる。
したがって、オリゴマープローブ１６０がプローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０にだけカップリングされ、プローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０を囲むプローブセル分離領域１３０にはカップリングされない。したがって、オリゴマープローブ１６０アレイを利用した分析時にＳＮ比を増大させることができるため分析の正確度を高めることができる。
図２〜図１３ではプローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０の表面にオリゴマープローブ１６０と直接的又は間接的カップリングできる、例えば共有結合できる、官能基１５０がリンカー（ｌｉｎｋｅｒ）１４０を介して結合されているもの示している。
しかし、プローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０を構成する物質自体が官能基１５０を含む場合にはリンカー１４０が省略されることもあり得る。また、プローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０を構成する物質自体が官能基１５０を含まない場合であったとしても表面処理によって、プローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０の表面に官能基１５０が直接提供することができる。表面処理の例としてはオゾン処理（ｏｚｏｎｏｌｙｓｉｓ）、酸処理、塩基処理など多様であり得る。すなわち、リンカー１４０の形成は選択的（ｏｐｔｉｏｎａｌ）である。
リンカー１４０を使用する場合にはオリゴマープローブ１６０とターゲットサンプルとの間に自由な相互作用、例えば混成化が起きるようにすることができる長所がある。したがって、リンカー１４０はプローブ−ターゲットサンプル間の自由な相互作用が可能なような十分な長さを有するのが好ましい。したがって、リンカー１４０の分子の長さは６〜５０ａｔｏｍｓであり得るが、これに制限されるものではない。また、リンカーは２個以上のリンカーを連結して使用することができる。
リンカー１４０はプローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０とカップリングできるカップリング基とオリゴマープローブ１６０のインサイチュー（ｉｎ−ｓｉｔｕ）合成のモノマーとカップリングできる官能基１５０とを含む物質で形成され得る。官能基１５０は保護基によって保護され得る。
また、オリゴマープローブ１６０のインサイチュー（ｉｎ−ｓｉｔｕ）合成が実行される前にプローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０に提供されていているリンカー１４０には保存目的のための保護基が付着されることもある。
保護基は付着している位置が化学反応が行われるのを遮断する「基」を指称し、脱保護は保護基が付着位置から分離除去され前記位置が化学反応に参加できるようにすることを指称する。例をあげれば、リンカー１４０に結合されている官能基１５０に酸分解（ａｃｉｄ ｌａｂｉｌｅ）性または光分解（ｐｈｏｔｏ ｌａｂｉｌｅ）性保護基を付着させて、官能基１５０を保護し、インサイチュー（ｉｎ−ｓｉｔｕ）フォトリソグラフィ合成のためのモノマーや合成−オリゴマープローブ１６０とプローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０とのカップリング前に除去して、官能基１５０を露出させることができる。
プローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０がシリコン酸化膜、シリケート、またはシリコン酸窒化膜から成る場合、リンカー１４０のカップリング基はプローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０表面のＳｉ（ＯＨ）基と反応して、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を生成し得るシリコン基を含み得る。
例をあげれば−Ｓｉ（ＯＭｅ）３、−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２、−ＳｉＭｅＣｌ２、−ＳｉＭｅ（ＯＥｔ）２、−ＳｉＣｌ３、−Ｓｉ（ＯＥｔ）３基等を含み得る。
官能基１５０を含み、シロキサン結合を生成し得るシリコン基を含む物質としてはＮ−（３−（トリエトキシシリル）−プロピル）−４−ヒドロキシブチルアミド（Ｎ−（３−（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌ）−ｐｒｏｐｙｌ）−４−ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｍｉｄｅ）、Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエーテル）アミノプロピル−トリエトキシシラン（Ｎ、Ｎ−ｂｉｓ（ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ） ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌ−ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）、アセトクシプロピル−トリエトキシシラン（ａｃｅｔｏｘｙｐｒｏｐｙｌ−ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）、３−グリシドキシ プロピルトリメトキシシラン（３−ｇｌｙｃｉｄｏｘｙ ｐｒｏｐｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）、国際公開特許第ＷＯ ００／２１９６７号明細書に開示されたシリコン化合物などを例にあげることができ、前記公開特許の内容はその全体が参照され本明細書に盛り込まれている。
プローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０が金属酸化膜から成る場合、リンカー１４０のカップリング基は金属アルコキシド（ｍｅｔａｌ ａｌｋｏｘｉｄｅ）基または金属カルボキシル酸塩基（ｍｅｔａｌ ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ）を含み得る。
プローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０がシリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜、金属酸窒化膜、ポリイミド、またはポリアミン等から成る場合、リンカー１４０のカップリング基は無水物（ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）基、塩酸（ａｃｉｄ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）基、アルキルハロゲン化物（ａｌｋｙｌ ｈａｌｉｄｅｓ）基または塩化炭酸塩（ｃｈｌｏｒｏｃａｒｂｏｎａｔｅｓ）基を含み得る。
プローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０が金属から成る場合、リンカー１４０のカップリング基は硫化物（ｓｕｌｆｉｄｅｓ）基、セレン化物（ｓｅｌｅｎｉｄｅｓ）基、ヒ化物（ａｒｓｅｎｉｄｅｓ）基、テレル化物（ｔｅｌｌｕｒｉｄｅｓ）基、アンチモン化物（ａｎｔｉｍｏｎｉｄｅｓ）基を含み得る。
プローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０がポリマーから成る場合、リンカー１４０のカップリング基はアクリル（ａｃｒｙｌｉｃ）基、スチリル（ｓｔｙｒｙｌ）基、ビニル（ｖｉｎｙｌ）基を含み得る。
プローブセル分離領域１３０は表面がオリゴマープローブ１６０とカップリングされる官能基１５０を含まない領域である。具体的に、本発明のいくつかの実施形態で、プローブセル分離領域１３０は露出したシリコン基板表面、又は露出した透明基板表面（図２、図６及び図１０参照）であり得る。
本発明のいくつかの他の実施形態において、プローブセル分離領域１３０は基板１００全面に形成され、プローブセルアクティブ領域１２０によって露出されたオリゴマープローブ１６０のカップリングブロッキング膜１３２（図３参照）またはプローブセルアクティブ領域２２０、３２０の領域間に露出された基板１００領域上に形成されたカップリングブロッキング膜１３２（図７および図１１参照）であり得る。
カップリングブロッキング膜１３２はフルオロシラン（ｆｌｕｏｒｏｓｉｌａｎｅ）膜のようにフッ素基を含むフッ素物であり得る。また、カップリングブロッキング膜１３２はシリサイド膜、ポリシリコン膜またはＳｉ、ＳｉＧｅなどのエピタキシャル膜であり得る。
また、本発明のいくつかの他の実施形態において、プローブセル分離領域１３０はオリゴマープローブ１６０のカップリングをブロッキングする特性を有する充填材（ｆｉｌｌｅｒ）１３４であり、プローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０の領域間を充填する充填材１３４（オリゴマープローブカップリングブロッキング充填材）（図４、８、及び１２参照）であり得る。充填材１３４もまたフッ素基を含むフッ素物、ポリシリコン膜などであり得る。
また、本発明のいくつかの他の実施形態において、プローブセル分離領域１３０はプローブセルアクティブ領域１２０、２２０、３２０の領域間を充填する充填材１３６（ｆｉｌｌｅｒ）（図５、９及び１３参照）とその上面のカップリングブロック膜１３６（図５、９及び１３参照）であり得る。この場合充填材１３６（図５、９及び１３参照）は必ずしもオリゴマープローブ１６０のカップリングをブロッキングする特性を有する物質で形成される必要はない。
次に、図１４〜図２８を参照して、本発明の実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法について説明する。
図１４〜図２０は、図２に示した本発明の一実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。
図１４を参照すると、まず基板１００上にプローブセルアクティブ領域形成用膜１２０ａを形成する。
プローブセルアクティブ領域形成用膜１２０ａはＰＥ−ＴＥＯＳ膜、ＨＤＰ酸化膜、又はＰ−ＳｉＨ４酸化膜、熱酸化膜などのシリコン酸化膜；ハフニウムシリケート、ジルコニウムシリケートなどのシリケート；シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜、ハフニウム酸窒化膜、ジルコニウム酸窒化膜などの金属酸窒化膜；チタニウム酸化膜、タンタル酸化膜、アルミニウム酸化膜、ハフニウム酸化膜、ジルコニウム酸化膜、ＩＴＯなどの金属酸化膜；ポリイミド；ポリアミン；金、銀、銅、パラジウムなどの金属、またはポリスチレン、ポリアクリル酸、ポリビニルなどのポリマーで形成し得る。
好ましくは半導体製造工程またはＬＣＤ製造工程で安定的に適用されている蒸着方法、例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＳＡＣＶＤ（Ｓｕｂ−Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ＣＶＤ）、ＬＰＣＶＤ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ＣＶＤ）、ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＣＶＤ）、スパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、スピンコーティング（Ｓｐｉｎ Ｃｏａｔｉｎｇ）などの方法を適用することができ、基板１００上に安定的に形成し得る物質を使用する。
プローブセルアクティブ領域形成用膜１２０ａ上にフォトレジスト膜（ＰＲａ）を形成した後、図１（ａ）又は（ｂ）のレイアウトによって製造されたマスク４００を用いた投影（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）露光器でフォトレジスト膜（ＰＲ）を露光する。
マスク４００としては透明基板４１０上にプローブセルアクティブ領域を定義する遮光パターン４２０が形成され、格子状の露光領域を有するマスクが例示されているが、遮光パターン４２０の形態は使用するフォトレジスト膜（ＰＲａ）の種類によって変形可能なことはもちろんである。
図１５を参照すると、露光されたフォトレジスト膜（ＰＲａ）を現像してフォトレジストパターン（ＰＲ）を形成した後、これをエッチングマスクとして使用しプローブセルアクティブ領域形成用膜１２０ａをエッチングしてプローブセルアクティブ領域１２０を形成する。
図１６を参照すると、フォトレジストパターン（ＰＲ）を除去し、プローブセルアクティブ領域１２０を完成させる。以下ではプローブセルアクティブ領域１２０がシリコン酸化膜から成る場合を例として説明する。シリコン酸化膜から成るプローブセルアクティブ領域１２０の表面にはオリゴマープローブとカップリングが可能なＳｉＯＨ基が露出している。
図１７を参照すると、プローブセルアクティブ領域１２０自体が有している官能基であるＳｉＯＨ基よりオリゴマープローブとのカップリング反応性が大きい官能基を導入する必要性がある場合、プローブセルアクティブ領域１２０とだけカップリングされ、基板１００表面とはカップリングされない第１リンカー１４２をプローブセルアクティブ領域１２０の表面に形成する。図には表面にＳｉＯＨ基よりオリゴマープローブとカップリング反応性が大きいＣＯＨ基を有する第１リンカー１４２が示されている。
図１８を参照すると、光解離性（ｐｈｏｔｏｌａｂｉｌｅ）保護基１４４が結合されている第２リンカー１４３を第１リンカー１４２表面のＣＯＨ基にカップリングさせる。
第２リンカー１４３はターゲットサンプルとの自由な相互作用が可能なように十分な長さを提供し得る物質で形成するのが好ましい。
第２リンカー１４３としては光解離性保護基１４４が結合されホスホラミダイト（ｐｈｏｓｐｈｏｒａｍｉｄｉｔｅ）が使用され得る。光解離性保護基１４４はｏ−ニトロベンジル誘導体（ｏ−ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｙｌ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ）またはベンジルスルホニル（ｂｅｎｚｙｌ ｓｕｌｆｏｎｙｌ）のようなニトロ芳香族化合物を含む多様なポジティブ光解離性基の中から選択することができる。好ましくは光解離性保護基１４４としては６−ニトロベラトリルオキシカルボニル（６−ｎｉｔｒｏｖｅｒａｔｒｙｌｏｘｙｃａｒｂｏｎｙｌ：ＮＶＯＣ）、２−ニトロベンジルオキシカルボニル（２−ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｙｌｏｘｙｃａｒｂｏｎｙｌ：ＮＢＯＣ）、α，α−ジメチル−ジメトキシベンジルオキシカルボニル（α，α−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｂｅｎｚｙｌｏｘｙｃａｒｂｏｎｙｌ：ＤＤＺ）などが使用され得る。
図１９を参照すると、表面に露出しており第２リンカー１４３と結合しない多数の官能基のＳｉＯＨ及びＣＯＨ基などをキャッピング（ｃａｐｐｉｎｇ）によって不活性化させ、オリゴマープローブ１６０から発せられるノイズから第２リンカー１４３と結合しない多数の官能基を保護する。キャッピングはＳｉＯＨ及びＣＯＨ基をアセチル化させることができるキャッピング基１５５を使用して遂行することができる。その結果オリゴマープローブ１６０とカップリング可能な官能基が光解離性保護基１４４によって保護された、第１リンカー１４２と第２リンカー１４３から成るリンカー１４０が完成される。
図２０を参照すると、オリゴマープローブ１６０のインサイチュー（ｉｎ−ｓｉｔｕ）合成のために所定のプローブセルアクティブ領域１２０を露出させるマスク５００（含む透明基板５１０、遮光パターン５２０）を使用して第２リンカー１４３末端の光解離性保護基１４４を脱保護（ｄｅｐｒｏｔｅｃｔ）させる。
図面には示していないが、露出した官能基１５０（図２）に所望のオリゴマープローブ１６０をカップリングさせることができる。
インサイチュー（ｉｎ−ｓｉｔｕ）フォトリソグラフィによってオリゴヌクレオチドプローブを合成する場合には露出した官能基１５０に光解離性保護基が結合されたヌクレオチドホスホラミダイトモノマー（ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒａｍｉｄｉｔｅ ｍｏｎｏｍｅｒｓ）をカップリングさせ（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）、カップリングに参加しない官能基をキャッピングにより（ｃａｐｐｉｎｇ）不活性化させ、ホスホラミダイトと５’−ヒドロキシ基の間の結合によって生成されたホスファイトトリエステル（ｐｈｏｓｐｈｉｔｅ ｔｒｉｅｓｔｅｒ）構造をホスフェート（ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）構造に変換させるために酸化（ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）させる。
このように、所定のプローブセルアクティブ領域１２０を脱保護して（ｄｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）、所定の配列のモノマーをカップリングさせ（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）、カップリングに参加しない官能基をキャッピング（ｃａｐｐｉｎｇ）して不活性化させ、ホスフェート構造に変換させるための酸化（ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）工程を順次に反復実行し、所定の配列のオリゴヌクレオチドプローブ（オリゴマープローブ）１６０を各プローブセルアクティブ領域１２０毎に合成することができる。
図２１及び図２２は、図３に示した本発明の他の実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。
図２１を参照すると、基板１００上にカップリングブロッキング膜１３２とプローブセルアクティブ領域形成用膜１２０ａとフォトレジスト膜（ＰＲａ）を順次に形成する。カップリングブロッキング膜１３２はフロオロシラン膜のようなフッ素基を含むフッ素物、シリサイド膜、ポリシリコン膜、またはＳｉ、ＳｉＧｅなどのエピタキシャル膜であり得る。
続いて、図１（ａ）又は（ｂ）のレイアウトに従って製造されたマスク４００を使用する投影（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）露光器でフォトレジスト膜（ＰＲａ）を露光する。
図２２を参照すると、露光されたフォトレジスト膜（ＰＲａ）を現像してフォトレジストパターン（ＰＲ）を形成した後、これをエッチングマスクとして使用してプローブセルアクティブ領域形成用膜１２０ａをエッチングしてプローブセルアクティブ領域１２０を形成し、プローブセル分離領域１３０を定義するために、プローブセルアクティブ領域１２０間の領域をカップリングブロッキング膜１３２が部分露出するようにする。
図２３は図４に示した本発明のさらに他の実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。
図２３を参照すると、図１４〜図１６を参照して説明したようにプローブセルアクティブ領域１２０を形成した後、プローブセルアクティブ領域１２０間を充填する充填膜１３４ａを形成する。充填膜１３４ａはオリゴマープローブのカップリングのブロッキングする特性を有し、ギャップフィル（ｇａｐ ｆｉｌｌ）特性が良い膜、例えばフルオロシラン（ｆｌｕｏｒｏｓｉｌａｎｅ）、ポリシリコンなどで形成することができる。
次に、図面には示していないが、プローブセルアクティブ領域１２０の表面が露出するように充填膜１３４ａを化学機械的ポリシング（ＣＭＰ）又はエッチバック工程などで平坦化することにより、オリゴマープローブ１６０のカップリングをブロッキングするためにプローブセルアクティブ領域１２０間に定義された領域を充填する充填材（ｆｉｌｌｅｒ）１３４を形成する。
図２４は図５に示した本発明の更に他の実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。
図２４を参照すると、図２３を参照にして説明したようにプローブセルアクティブ領域１２０を形成した後、プローブセルアクティブ領域１２０間を充填する充填材１３６（図５参照）を形成する。続いて、基板１００全面にカップリングブロッキング膜１３８ａを形成する。
次に、図面には示していないが、プローブセルアクティブ領域１２０上面に形成されているカップリングブロッキング膜１３８ａを選択的に除去し、充填材１３６とその上面のカップリングブロッキング膜１３８を形成する。上記でも説明したように、上面にカップリングブロッキング膜１３８が形成されるため充填材１３６は必ずしもオリゴマープローブのカップリングをブロッキングする特性を有する物質で形成する必要はなく、ギャップフィル特性が良い物質ならば充分である。
また、他の実施形態として、充填材１３６をポリシリコン膜またはＳｉ、ＳｉＧｅなどのエピタキシャル膜で形成した後、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉなどの金属膜でカップリングブロッキング膜１３８ａを形成し、シリサイド化工程を経た後、未反応金属膜部分を除去することによって充填材１３６上面にだけカップリングブロッキング膜１３８が残留するようにすることができる。
図２５〜図２７は、図６に示した本発明の更に他の実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。
図２５を参照すると、基板１００上にパッド酸化膜２１０と酸化防止用窒化膜２１５を順次に形成する。
基板１００は酸化工程が適用され得るシリコン基板などを使用する。続いて酸化防止用窒化膜２１５上にフォトレジスト膜（ＰＲａ）を形成する。パッド酸化膜２１０は基板１００と酸化防止用窒化膜２１５の間の応力（ｓｔｒｅｓｓ）を減少させるために形成し酸化防止用窒化膜２１５は露出領域以外領域の酸化を防止するために形成する。
続いて、図１（ａ）又は（ｂ）のレイアウトに従って製造されたマスク４００’を使用する投影（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）露光器でフォトレジスト膜（ＰＲ）を露光する。マスク４００’としては透明基板４１０上にプローブセルアクティブ領域を露出させる遮光パターン４３０が形成されたチェッカー盤タイプ（ｃｈｅｃｋｅｒｂｏａｒｄ ｔｙｐｅ）のマスクが例示されているが遮光パターン４３０の形態は使用するフォトレジスト膜（ＰＲａ）の種類によって変更可能なことはもちろんである。
図２６を参照すると、露光されたフォトレジスト膜（ＰＲａ）を現像してフォトレジストパターン（ＰＲ）を形成した後、これをエッチングマスクとして使用して酸化防止用窒化膜２１５およびパッド酸化膜２１０を順次にエッチングし、酸化防止パターン２１６を完成させる。
図２７を参照すると、フォトレジスト膜（ＰＲ）を除去した後、酸化工程を実施して、酸化防止パターン２１６により露出された基板１００を酸化してＬＯＣＯＳ（ＬＯＣａｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｌｉｃｏｎ）酸化膜から成るプローブセルアクティブ領域２２０を完成させる。
その後、酸化防止パターン２１６を除去した後、オリゴマープローブ１６０のカップリングを行う。
図面には示していないが、パッド酸化膜２１０の代わりにオリゴマーのカップリングをブロッキングする特性を有する膜１３２を形成する場合、ＬＯＣＯＳ酸化膜形成後、酸化防止用窒化膜パターン２１５だけを除去することによってオリゴマープローブ１６０のカップリングブロッキング膜（図７の１３２参照）から成るセル分離領域（図７の１３０参照）を簡単な工程で形成することができる。
また、ＬＯＣＯＳ酸化膜から成るプローブセルアクティブ領域２２０形成後、図２３に示した工程と実質的に同様の工程を適用し、プローブセルアクティブ領域２２０の領域間を充填する充填膜１３４ａを形成した後、プローブセルアクティブ領域２２０の表面が露出するように充填膜１３４ａを化学機械的ポリシング（ＣＭＰ）又はエッチバック工程などで平坦化することにより、オリゴマープローブ１６０のカップリングをブロッキングするためにプローブセルアクティブ領域２２０間に定義された領域を充填する充填材（ｆｉｌｌｅｒ）１３４を形成することができる。
同様に、ＬＯＣＯＳ酸化膜から成るプローブセルアクティブ領域２２０形成後、図２４を参照して説明した工程と実質的に同様の工程を適用し、プローブセルアクティブ領域２２０間を埋め立てる充填材（図９の１３６参照）およびその上面のカップリングブロッキング膜（図９の１３８参照）を形成することができる。
図２８は図１０に示した本発明の更に他の実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。
図２８を参照すると、図２５及び図２６を参照して説明した工程と実質的に同様の工程を適用し、トレンチ（Ｔ）を定義するパッド酸化膜３１０とハードマスク３１５から成るトレンチ形成マスク３１６を形成した後、基板１００をエッチングしてトレンチ（Ｔ）を形成する。
続いて、図面には示していないが、トレンチ（Ｔ）を先に言及したプローブセルアクティブ領域形成用物質で充填した後、化学機械的ポリシングまたはエッチバックなどで平坦化し、トレンチ型プローブセルアクティブ領域３２０（図１０参照）を完成する。
また、図面には示していないがパッド酸化膜３１０の代わりにオリゴマープローブのカップリングブロッキング膜１３２を形成する場合、トレンチ型プローブセルアクティブ領域３２０形成後、ハードマスク３１５だけを除去することによってカップリングブロッキング膜（図１１の１３２参照）から成るセル分離領域（図１１の１３０参照）を簡単な工程で形成することができる。
また、トレンチ形成マスク３１６を、オリゴマーのカップリングをブロッキングする特性を有する物質で形成する場合、トレンチをプローブセルアクティブ領域形成用物質で充填しの平坦化の終了点をトレンチ形成マスク３１６の上面でする場合には、トレンチ型プローブセルアクティブ領域３２０間に定義された領域を充填するオリゴマープローブ１６０のカップリングをブロッキングする充填材（ｆｉｌｌｅｒ）（図１２の１３４参照）の形成を完成することができる。
同様に、トレンチを充填するプローブセルアクティブ領域形成用物質の平坦化の終了点をトレンチ形成マスク３１６の上面でして、トレンチ型プローブセルアクティブ領域３２０間を充填する充填材（図１３の１３６参照）を形成した後、図２４を参照して説明した工程と実質的に同様な工程を適用して、充填材１３６上面のカップリングブロッキング膜（図１３の１３８参照）を形成することもできる。
次に、本発明の典型的な実施形態は以下の具体的な実験例を通して説明し、ここに記載されない内容はこの技術分野で熟練した者ならば十分に技術的に類推することができることであるため説明を省略する。
〔実験例１：オリゴマープローブセルアクティブ領域の製造〕
シリコン基板上にＣＶＤ工程を使用してＰＥ−ＴＥＯＳ膜を５００ｎｍ厚さで形成した。次に結果構造物上にフォトレジスト膜３．０μｍをスピンコーティング法によって形成した後、１００℃で６０秒間ベイクした。
次に、１．０μｍピッチの格子状の（ｃｈｅｃｋｅｒｂｏａｒｄ ｔｙｐｅ）マスクを使用して、３６５ｎｍ波長の投影露光装置でフォトレジスト膜を露光した後、２．３８％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴｅｔｒａＭｅｔｈｙｌＡｍｍｏｎｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ：ＴＭＡＨ）水溶液で現像し、格子状の縦横交差する直線領域を露出させるフォトレジストパターンを形成した。フォトレジストパターンをエッチングマスクとして使用してＰＥ−ＴＥＯＳ膜をエッチングし、オリゴマープローブセルアクティブ領域をパターニングした。
続いて、パターニングされたオリゴマープローブセルアクティブ領域上にビス（ヒドロキシエーテル）アミノプロピルトリエトキシシラン（ｂｉｓ（ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ）ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）をコーティングした後、ＮＮＰＯＣ−テトラエチレングリコール（ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ）とテトラゾール（ｔｅｔｒａｚｏｌｅ）の１：１アセトニトリル（ａｃｅｔｏｎｉｔｒｉｌｅ）溶液を処理して、光解離性基で保護されたホスホラミダイト（ｐｈｏｓｐｈｏｒａｍｉｄｉｔｅ）をカップリングし、アセチルキャッピング（ａｃｅｔｙｌ−ｃａｐｐｅｄ）して、保護されたリンカー構造を完成した。
〔実験例２：オリゴマープローブセルアクティブ領域の製造〕
シリコン基板全面にＣＶＤ工程を使用して３，−（１，１−ジヒドロパーフルオロオクチルオキシ）プロピルトリエトキシシラン（３，−（１，１−ｄｉｈｙｄｒｏｐｅｒｆｌｕｏｒｏｏｃｔｙｌｏｘｙ）ｐｒｏｐｙｌｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）をスピンコーティングして、形成されたフロオロシラン膜上にＰＥ−ＴＥＯＳ膜を５００ｎｍの厚さで形成した。
基板上にフォトレジスト膜３．０μｍをスピンコーティング法によって、形成した後、１００℃で６０秒間ベイクした。１．０μｍピッチの格子状の（ｃｈｅｃｋｅｒｂｏａｒｄ ｔｙｐｅ）マスクを使用して、３６５ｎｍ波長の投影露光装置でフォトレジスト膜を露光した後、２．３８％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴｅｔｒａＭｅｔｈｙｌＡｍｍｏｎｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）水溶液で現像して、格子状の縦横交差する直線領域を露出させるフォトレジストパターンを形成した。フォトレジストパターンをエッチングマスクとして使用してＰＥ−ＴＥＯＳ膜をエッチングし、下部のフルオロシラン膜を露出させるオリゴマープローブセルアクティブ領域をパターニングした。
続いて、パターニングされたオリゴマープローブセルアクティブ領域上にビス（ヒドロキシエーテル）アミノプロピルトリエトキシシランをコーティングした後、ＮＮＰＯＣ−テトラエチレングリコールとテトラゾールの１：１アセトニトリル溶液を処理して、光解離性基で保護されたホスホラミダイトをカップリングしてアセチルキャッピングし、保護されたリンカー構造を完成した。
〔実験例３：オリゴマープローブセルアクティブ領域の製造〕
シリコン基板上にＣＶＤ工程を使用してＰＥ−ＴＥＯＳ膜を５００ｎｍの厚さで形成した。次に結果構造物上にフォトレジスト膜３．０μｍをスピンコーティング法によって形成した後、１００℃で６０秒間ベイクした。格子状のマスクを使用し、３６５ｎｍ波長の投影露光装置でフォトレジスト膜を露光した後、２．３８％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴｅｔｒａＭｅｔｈｙｌＡｍｍｏｎｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄ）水溶液で現像して、格子状の縦横交差する直線領域を露出させるフォトレジストパターンを形成した。
フォトレジストパターンをエッチングマスクとして使用してＰＥ−ＴＥＯＳ膜をエッチングして、オリゴマープローブセルアクティブ領域をパターニングした。ＣＶＤ工程を使用してポリシリコンを結果構造物上全面に形成した後ＣＭＰ工程を実施して、オリゴマープローブのカップリングをブロッキングする特性を有し、プローブセルアクティブ領域間を充填するオリゴマープローブカップリングブロッキング充填材を形成した。
続いて、パターニングされたオリゴマープローブセルアクティブ領域上にビス（ヒドロキシエーテル）アミノプロピルトリエトキシシランをコーティングした後、アミダイト（ａｍｉｄｉｔｅ）活性化したＮＮＰＯＣ−テトラエチレングリコールとテトラゾールの１：１アセトニトリル溶液で処理して、光解離性基で保護されたホスホラミダイトをカップリングしてアセチルキャッピングし、保護されたリンカー構造を完成した。
〔実験例４：オリゴヌクレオチドプローブのインサイチュー（ｉｎ−ｓｉｔｕ）合成〕
実験例１〜３で製造されたオリゴマープローブセルアクティブ領域とセル分離領域を含む基板上にオリゴヌクレオチドプローブのインサイチュー（ｉｎ−ｓｉｔｕ）合成をフォトリソグラフィ方式で行った。
所定のプローブセルアクティブ領域を露出させるバイナリクロムマスクを使用して３６５ｎｍ波長の投影露光装置で１０００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギーで１分間露光して、リンカー構造の末端を脱保護した。
続いて、アミダイト活性化したヌクレオチドとテトラゾールの１：１アセトニトリル溶液で処理して、保護されたヌクレオチドモノマーをカップリングし、アセト酸無水物（Ａｃ２０）：ピリジン（ｐｙ）：メチルイミダゾール（ｍｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｏｌｅ）＝１：１：１のＴＨＦ溶液及び０．０２ＭのヨードＴＨＦ溶液で処理してキャッピング及び酸化工程を行った。
このような脱保護、カップリング、キャッピング、酸化工程を反復し、各プローブセルアクティブ領域毎に互いに異なる配列のオリゴヌクレオチドプローブを合成した。
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
本発明の実施形態によるオリゴマープローブアレイは遺伝子発現分析（ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ）、遺伝子型分析（ｇｅｎｏｔｙｐｉｎｇ）、ＳＮＰのような突然変異（ｍｕｔａｔｉｏｎ）および多形（ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ）の検出、蛋白質およびペプチド分析、潜在的な薬のスクリーニング、新薬開発と製造などに適用され得る。
（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施形態によるオリゴマープローブアレイのプローブセルアクティブ領域レイアウトである。 基板上にパターニングされ形成されたプローブセルアクティブ領域を含むオリゴマープローブアレイの実施形態を示す断面図である。 基板上にパターニングされ形成されたプローブセルアクティブ領域を含むオリゴマープローブアレイの実施形態を示す断面図である。 基板上にパターニングされ形成されたプローブセルアクティブ領域を含むオリゴマープローブアレイの実施形態を示す断面図である。 基板上にパターニングされ形成されたプローブセルアクティブ領域を含むオリゴマープローブアレイの実施形態を示す断面図である。 基板を局部的に酸化して形成したＬＯＣＯＳ酸化膜から成るプローブセルアクティブ領域を含むオリゴマープローブアレイの実施形態を示す断面図である。 基板を局部的に酸化して形成したＬＯＣＯＳ酸化膜から成るプローブセルアクティブ領域を含むオリゴマープローブアレイの実施形態を示す断面図である。 基板を局部的に酸化して形成したＬＯＣＯＳ酸化膜から成るプローブセルアクティブ領域を含むオリゴマープローブアレイの実施形態を示す断面図である。 基板を局部的に酸化して形成したＬＯＣＯＳ酸化膜から成るプローブセルアクティブ領域を含むオリゴマープローブアレイの実施形態を示す断面図である。 基板内に形成したトレンチに形成されたトレンチ型プローブセルアクティブ領域を含むオリゴマープローブアレイの実施形態を示す断面図である。 基板内に形成したトレンチに形成されたトレンチ型プローブセルアクティブ領域を含むオリゴマープローブアレイの実施形態を示す断面図である。 基板内に形成したトレンチに形成されたトレンチ型プローブセルアクティブ領域を含むオリゴマープローブアレイの実施形態を示す断面図である。 基板内に形成したトレンチに形成されたトレンチ型プローブセルアクティブ領域を含むオリゴマープローブアレイの実施形態を示す断面図である。 図２に示した本発明の一実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。 図２に示した本発明の一実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。 図２に示した本発明の一実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。 図２に示した本発明の一実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。 図２に示した本発明の一実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。 図２に示した本発明の一実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。 図２に示した本発明の一実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。 図３に示した本発明の他の実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。 図３に示した本発明の他の実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。 図４に示した本発明の更に他の実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。 図５に示した本発明の更に他の実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。 図６に示した本発明の更に他の実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。 図６に示した本発明の更に他の実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。 図６に示した本発明の更に他の実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。 図１０に示した本発明の更に他の実施形態によるオリゴマープローブアレイの製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。
符号の説明
１００ 基板
１２０、２２０、３２０ プローブセルアクティブ領域
１３０ プローブセル分離領域
１３２、１３８ カップリングブロッキング膜
１３４、１３６ 充填材
１４０ リンカー
１４２ 第１リンカー
１４３ 第２リンカー
１４４ 光解離性保護基
１５０ 官能基
１５５ キャッピング基
１６０ オリゴマープローブ
２１０、３１０ パッド酸化膜
２１５ 酸化防止用窒化膜
２１６ 酸化防止パターン
３１５ ハードマスク
３１６ トレンチ形成マスク
４００、４００’、５００ マスク
４１０ 透明基板
４２０、４３０ 遮光パターン
４３０

Claims (14)

  1. 基板と、
    前記基板上又は基板内に形成され、表面が平らな複数のプローブセルアクティブ領域（ｐｒｏｂｅ ｃｅｌｌ ａｃｔｉｖｅ ｒｅｇｉｏｎｓ）であって、該各プローブセルアクティブ領域各々に互いに異なる配列のオリゴマープローブ（ｏｌｉｇｏｍｅｒ ｐｒｏｂｅ）がカップリングされた複数のプローブセルアクティブ領域と、
    前記複数のプローブセルアクティブ領域を分離するプローブセル分離領域であって、表面が前記オリゴマープローブとカップリングされる官能基を含まないプローブセル分離領域と、を有し、
    前記プローブセル分離領域の表面は、前記プローブセルアクティブ領域間を充填し、オリゴマープローブのカップリングをブロックする特性を有する充填材表面であり、
    前記プローブセルアクティブ領域は、前記基板上に形成された膜のパターンとして形成され、前記基板は基板を局部的に酸化して形成されるＬＯＣＯＳ酸化膜、又は基板内に形成されたトレンチを充填するトレンチ型アクティブ領域であることを特徴とするオリゴマープローブアレイ。
  2. 前記プローブセルアクティブ領域の表面は、前記オリゴマープローブとカップリングすることができる官能基を含み、前記官能基の一部は前記オリゴマープローブとカップリングされ、残りの官能基はキャッピング（ｃａｐｐｉｎｇ）により不活性化されていることを特徴とする請求項１に記載のオリゴマープローブアレイ。
  3. 前記官能基は、ヒドロキシル基、アルデヒド基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、チオール基、ハロ基またはスルホン酸基の内から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項２に記載のオリゴマープローブアレイ。
  4. 前記プローブセル分離領域の表面は、露出されたシリコン基板表面又は透明ガラス基板表面であることを特徴とする請求項１に記載のオリゴマープローブアレイ。
  5. 前記プローブセル分離領域の表面は、前記基板上面に形成されたオリゴマープローブのカップリングをブロックする特性を有するブロック膜表面であることを特徴とする請求項１に記載のオリゴマープローブアレイ。
  6. 前記プローブセル分離領域の表面は、前記プローブセルアクティブ領域間を充填する充填材上面に形成され、オリゴマープローブのカップリングをブロックする特性を有するブロック膜表面であることを特徴とする請求項１に記載のオリゴマープローブアレイ。
  7. 前記オリゴマープローブは、リンカー（ｌｉｎｋｅｒ）を介して前記プローブセルアクティブ領域とカップリングされることを特徴とする請求項１に記載のオリゴマープローブアレイ。
  8. 基板を提供する段階と、
    前記基板上又は前記基板内に表面が平らで、オリゴマープローブとカップリングされる官能基を含まない表面を有するプローブセル分離領域によって分離される複数のプローブセルアクティブ領域を形成する段階と、
    前記複数のプローブセルアクティブ領域各々に互いに異なる配列のオリゴマープローブをカップリングさせる段階と、を有し、
    前記プローブセルアクティブ領域を形成する段階は、前記基板上に形成された膜をパターニングしてパターンを形成する段階を含み、前記膜は、前記基板を局部的に酸化して形成したＬＯＣＯＳ酸化膜により、又は基板内に形成されたトレンチを充填するトレンチ型アクティブ領域により形成し、
    前記プローブセル分離領域の表面は、前記プローブセルアクティブ領域間を充填し、オリゴマープローブのカップリングをブロックする特性を有する充填材表面であることを特徴とするオリゴマープローブアレイの製造方法。
  9. 前記プローブセルアクティブ領域を形成する段階は、前記プローブセルアクティブ領域の表面を前記オリゴマープローブとカップリングすることができる官能基を含み、該官能基の一部は前記オリゴマープローブとカップリングされ、残りの官能基はキャッピング（ｃａｐｐｉｎｇ）により不活性化されるように形成する段階を含むことを特徴とする請求項８に記載のオリゴマープローブアレイの製造方法。
  10. 前記官能基はヒドロキシル基、アルデヒド基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、チオール基、ハロ基またはスルホン酸基の内から選択される少なくとも一つであることを特徴とする請求項９に記載のオリゴマープローブアレイの製造方法。
  11. 前記プローブセル分離領域の表面は、露出されたシリコン基板表面又は透明ガラス基板表面であることを特徴とする請求項８に記載のオリゴマープローブアレイの製造方法。
  12. 前記プローブセル分離領域の表面は、前記基板上面に形成されたオリゴマープローブのカップリングをブロックする特性を有するブロック膜表面であることを特徴とする請求項８に記載のオリゴマープローブアレイの製造方法。
  13. 前記プローブセル分離領域の表面は、前記プローブセルアクティブ領域間を充填する充填材上面に形成され、オリゴマープローブのカップリングをブロックする特性を有するブロック膜表面であることを特徴とする請求項８に記載のオリゴマープローブアレイの製造方法。
  14. 前記オリゴマープローブを前記プローブセルアクティブ領域にカップリングさせる段階は、リンカーを介してプローブセルアクティブ領域に前記オリゴマープローブをカップリングさせる段階を含むことを特徴とする請求項８に記載のオリゴマープローブアレイの製造方法。
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