JP5999669B2 - 微小液体の表面処理装置および表面処理方法 - Google Patents
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Description
本発明の基礎となる基本アイデアは、SPMのプローブチップのような表面処理構造を、微小液体用プローブヘッド(またはMFPヘッド)に隣接させることであり、便利なことに、表面処理構造は、MFPヘッドの液体の流出口および流入口に対して配置されるため、緩衝液内でのin-situ操作を可能にする。表面処理構造は、MFPが送達する処理液によって完全に濡れた状態にする必要がなく、表面処理構造に沿って分子が移動または拡散するため、周辺領域を汚染することなく、SPMのようなパターン分解能を実現できる。
好適な実施形態では、基本的に多層のMFPおよびAFMのようなカンチレバーを使用する。
・相互接続の直接描画やマスク修理のための金属の電気めっき
・バイオパターニング
・生細胞刺激および生細胞検出
・生物学的なライブラリのスクリーニング(結合相互作用の検出)
・様々な局所化学
・様々な化学的なコントラストイメージング
・化学的に誘発されるリソグラフィ(例えば、化学耐性における分解反応を誘発する部分的な送達)
・触媒作用を有する試薬の提供による架橋反応の局所的活性化
11:流出開口
12:流入開口
15:処理液
151,153,155:処理液15に含まれる粒子
153:分子種
154:脂質二重層
16:微小液体用のブローブヘッド(またはMFPヘッド)
16a:メサ
16b:メサ16aに連続または隣接するMFPの部材/部分
17:微小液体用のプローブヘッドの処理フェース(またはサイド)
20:プローブ
21,21a:表面処理構造
21:プローブチップ
21a:円形の表面処理構造
22:カンチレバー
23,23a:固定部
23,23a:カンチレバーの固定部
24,24a:カンチレバーの自由端部
40:処理対象の表面(基板)
50:浸液
70,70a:電気回路
72,72a:フィードバック制御手段
Claims (13)
- 微小液体の表面処理装置であって、
処理対象の表面に面するフェース上に少なくとも1の開口を有する微小液体用プローブヘッドであって、前記開口は少なくとも1の流出口を含む、微小液体用プローブヘッドと、
前記フェースの外側に向かって前記表面へと突出し、かつ流出口に関連して大きさが決定されて配置され、処理時に流出口を介して供給される液体の流路を遮断する表面処理構造と
を備え、
前記微小液体用プローブヘッドは、前記フェース上に少なくとも1の流入口をさらに備え、
流出口を介して供給された液体を、流入口を介して収集できるように、前記流出口および流入口の大きさが決定され、前記流出口および流入口が配置され、
表面処理構造は、流入口および流出口に関連して大きさが決定され、流入口および流出口に関連して配置され、処理時に流出口を介して供給されて流入口を介して収集される液体の流路を遮断し、さらに、
流入口を介して収集される液体の電気伝導性、電気容量または電気化学ポテンシャルを含む電気的な反応を測定するように構成された電気回路と、
前記電気回路に接続されるフィードバック制御手段であって、処理時に前記電気回路を介して測定された電気的な反応に基づいて、流出口を介して供給される処理液の量を調整するように構成されるフィードバック制御手段と
を備える、微小液体の表面処理装置。 - 前記フェースの位置における流出口の平均的な直径が0.5〜1000μmであり、
表面処理構造と流出口との距離が、5〜2000μmであり、
流入口がある場合は、微小液体用プローブヘッドの流出口と流入口との距離が、5〜2000μmである、請求項1に記載の微小液体の表面処理装置。 - 前記微小液体の表面処理装置はさらに、前記ヘッドに機械的に接続されるカンチレバーを備え、
前記表面処理構造は、プローブチップであり、前記プローブチップは、カンチレバーの端部であることを特徴とする、請求項1または2に記載の微小液体の表面処理装置。 - カンチレバーは、走査型プローブ顕微鏡のカンチレバーであり、
前記カンチレバーは、前記ヘッドに固定され、
前記カンチレバーは、1の点で前記ヘッドにのみ固定される、請求項3に記載の微小液体の表面処理装置。 - カンチレバーは、固定部を介して前記フェースに固定され、
前記固定部は、プローブチップから離れており、
前記カンチレバーは、自由端部をさらに備え、
前記自由端部は、カンチレバーの主軸に対して、プローブチップの反対側に延在し、開口の一方に押し付けられて当該開口を密閉するように構成される、請求項3または4に記載の微小液体の表面処理装置。 - 前記固定部は、自由端部に対してプローブチップの反対側に位置し、
または、
前記自由端部は、固定部に対してプローブチップの反対側に位置することを特徴とする、請求項5に記載の微小液体の表面処理装置。 - 表面処理方法であって、
処理対象の表面に対向する表面処理構造を備える請求項1〜6のいずれか1項に記載の表面処理装置を用意するステップと、
流出口を介して処理液を供給するステップであって、供給された処理液の流路が表面処理構造によって遮断される、ステップと、
表面処理構造を表面に接触させることにより、表面処理構造を介して、処理液内の粒子を表面に移動させるステップであって、表面処理構造の表面は、前記粒子が当該表面処理構造の端部に移動できるように機能化される、ステップと、
表面処理構造を表面から離して、当該表面にパターンを形成するステップと
を含む、表面処理方法。 - 前記表面処理装置の微小液体用プローブヘッドがさらに、フェース上に流入口を備え、
前記流出口および流入口は、流出口を介して供給された液体を、流入口を介して収集できるように、大きさが決定されて配置され、
流出口を介して供給され、流入口を介して収集される処理液の流路を遮断するように、表面処理構造が配置され、
前記表面処理方法は、
流出口を介して供給された処理液を、流入口を介して収集するステップをさらに含む、請求項7に記載の表面処理方法。 - 前記表面処理方法はさらに、前記フェースと表面との間に浸液を供給するステップを含み、
処理液が浸液内に供給されて、浸液に閉じ込められた処理液の層流を形成することを特徴とする、請求項8に記載の表面処理方法。 - 前記表面処理方法は、
流入口を介して収集された液体の電気伝導性を測定するステップと、
測定された電気伝導性に基づいて、流出口を介して供給される処理液の量を調整するステップと
をさらに含む、請求項9に記載の表面処理方法。 - 前記粒子を移動させるステップは、
表面処理構造の表面に脂質二重層を形成するステップを含み、
前記粒子を移動させるステップはさらに、
前記脂質二重層を介して、分子種を表面に移動させるステップを含む、請求項7〜10のいずれか1項に記載の表面処理方法。 - 前記用意するステップは、請求項3〜6のいずれか1項に記載の表面処理装置を用意するステップを含み、
前記粒子を移動させるステップはさらに、
表面において化学反応を生じさせることが可能なエネルギー、熱エネルギーまたは電気エネルギーを表面処理構造に供給するステップを含む、請求項7〜11のいずれか1項に記載の表面処理方法。 - 前記用意するステップは、請求項5または6に記載の表面処理装置を用意するステップを含み、
カンチレバーは、流出口に押し付けられる自由端部を備え、
前記処理液を供給するステップは、
自由端部に向かう処理液の量を調整して、前記自由端部を回動または傾斜させ、流出口を介した処理液の流れを調整するステップを含む、
請求項7〜12のいずれか1項に記載の表面処理方法。
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