JPH05135631A - Wiring formation on lb film - Google Patents

Wiring formation on lb film

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JPH05135631A
JPH05135631A JP29400591A JP29400591A JPH05135631A JP H05135631 A JPH05135631 A JP H05135631A JP 29400591 A JP29400591 A JP 29400591A JP 29400591 A JP29400591 A JP 29400591A JP H05135631 A JPH05135631 A JP H05135631A
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JP
Japan
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film
biotin
functional group
wiring
pattern
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP29400591A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroo Miyamoto
裕生 宮本
Takeshi Koyano
武 小谷野
Minoru Saito
稔 斎藤
Katsuaki Umibe
勝晶 海部
Masakazu Kato
雅一 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To finely form a wiring on an LB film under ordinary temperature or under ordinary temperature with ordinary pressure by imparting a functional group to become a biotin mark to the surface of the LB film, and forming a biotin pattern on the surface, followed by being combined with avidin. CONSTITUTION:When a wiring is formed on an LB film 2, a functional group to become a mark of biotin 4 is imparted to the surface of the film 2 so as to form a biotin pattern to be combined with the surface of the film 2 through the functional group. Next, avidin 5 having metal colloid is combined with this biotin pattern by using specific combination of avidin 5 with biotin 4 so as to obtain the wiring. In this case, the functional group to become the mark of this biotin 4 is determined to be an amino group or a carboxyl group. Then, since a series of treatments can be under ordinary conducted under ordinary temperature, a desired wiring can be formed while allowing to be also formed cold. Further, since biotin pattern formation can be performed by a present fine pattern making technique such as electron ray exposure, untraviolet ray exposure and X-ray exposure, a desired fine pattern can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は有機薄膜としてのLB
膜への配線形成方法に関するものである。
This invention relates to LB as an organic thin film.
The present invention relates to a method for forming wiring on a film.

【0002】[0002]

【従来技術】有機分子は、電気的、光学的に種々の優れ
た機能を有している。このためこれを次世代のエレクト
ロニクス材料として利用するための数多くの研究開発が
おこなわれている。
2. Description of the Related Art Organic molecules have various excellent electrical and optical functions. For this reason, many researches and developments have been carried out to utilize it as a next-generation electronic material.

【0003】こういった中で一般的に熱に弱い有機分子
を、常温常圧のプロセスでしかも分子単位で配列制御し
て超薄膜化できるLB法が注目されている。このLB法
には、基本的に、垂直浸漬法及び垂直付着法がある。前
者は分子が展開される水面(サブフェイズ)に基板をこ
れがサブフェイズを横切るように出し入れしサブフェイ
ズ上の展開膜を移しとる方法であり、後者はサブフェイ
ズに水平に基板を近づけてサブフェイズ上の展開膜を基
板に移し取る方法である。また、これらの変形法とし
て、複数の水槽に違った分子を展開しこれら水槽間を基
板を移動させこの基板にこれら展開膜を順次に累積させ
るいわゆるヘテロ累積法、さらには、例えば、文献a
(1991年春期応用物理学会予稿集p.1088、高
塚、謝、中本、森泉ら)に示されるように、いわゆる部
分展開法によって膜の2次元方向(膜面内)にも異なる
分子の配列を可能にする方法等が開発されている。
Among these, the LB method, which is capable of forming an ultra-thin film by generally controlling the arrangement of the organic molecules, which are weak against heat, in the process of normal temperature and normal pressure, and by the unit of the molecule, is drawing attention. The LB method basically includes a vertical immersion method and a vertical attachment method. The former is a method of moving the substrate in and out of the water surface (sub-phase) where the molecules are deployed so that it crosses the sub-phase, and transferring the developed film on the sub-phase. This is a method of transferring the developed film on the substrate. Further, as a modification of these methods, a so-called hetero accumulation method in which different molecules are developed in a plurality of water tanks, a substrate is moved between these water tanks, and these developed films are sequentially accumulated on this substrate, further, for example, in Document a
As shown in (Proceedings of the Spring 1991 Society of Applied Physics, p. 1088, Takatsuka, Xie, Nakamoto, Moriizumi et al.), The arrangement of molecules that differ also in the two-dimensional direction (in the plane) of the membrane by the so-called partial expansion method. Have been developed.

【0004】ところで、このように作製されたLB膜を
デバイスとして作動させるためには膜の所望の位置に電
気信号を入力したり、所望の位置から電気信号を取り出
したり、また、複数の機能領域を電気的に接続する必要
があり、LB膜上に電気配線を行うことが不可欠であ
る。従来、LB膜上に配線を形成する方法としてはLB
膜と蒸着源との間に配線パターン形状のスリットを有す
るマスクを介在させ(通常はマスクはLB膜に密着させ
用いる。)このLB膜上に金属配線パターンを形成す
る、真空蒸着法が用いられていた。
By the way, in order to operate the LB film thus produced as a device, an electric signal is input to a desired position of the film, an electric signal is taken out from a desired position, and a plurality of functional regions are provided. Need to be electrically connected, and it is indispensable to provide electrical wiring on the LB film. Conventionally, LB has been used as a method of forming wiring on the LB film.
A vacuum vapor deposition method is used in which a mask having a wiring pattern-shaped slit is interposed between the film and the vapor deposition source (usually, the mask is used in close contact with the LB film) to form a metal wiring pattern on the LB film. Was there.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、LB膜
上への配線の形成を真空蒸着法により行った場合、1)
蒸着時の輻射熱で有機薄膜の機能が低下する。2)配線
パターンを作るマスクは蒸着粒子が透過しなければなら
ずスリット式であるので、0.1ミリ以下の細い配線を
形成するのが困難である。3)配線形成のためにはLB
膜を排気された系中にいれる必要がある。といった問題
点があった。
However, when the wiring is formed on the LB film by the vacuum deposition method, 1)
The function of the organic thin film deteriorates due to radiant heat during vapor deposition. 2) Since the mask for forming the wiring pattern must be a slit type because vapor deposition particles must pass through, it is difficult to form a thin wiring of 0.1 mm or less. 3) LB for wiring formation
The membrane needs to be placed in an evacuated system. There was a problem such as.

【0006】この発明はこのような点に鑑みなされたも
のであり、従ってこの発明の目的は、有機薄膜としての
LB膜上に配線を常温であるいは常温・常圧で従来より
微細に形成できる方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and therefore an object of the present invention is to provide a method for finely forming wirings on an LB film as an organic thin film at room temperature or at room temperature and atmospheric pressure. To provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
めこの発明によれば、LB膜に配線を形成するに当た
り、LB膜表面にビオチンの標識となる官能基を付与
し、前述のLB膜表面に前述の官能基を介し結合するビ
オチンパターンを形成し、該ビオチンパターンに金属コ
ロイドを有するアビジンをアビジンとビオチンとの特異
的結合を用いて結合させ配線を得ることを特徴とする。
In order to achieve this object, according to the present invention, when forming a wiring on the LB film, a functional group serving as a biotin label is attached to the surface of the LB film, and the above-mentioned LB film is formed. It is characterized in that a biotin pattern that binds via the above-mentioned functional group is formed on the surface, and avidin having a metal colloid is bound to the biotin pattern using specific binding between avidin and biotin to obtain wiring.

【0008】なお、この発明の実施に当たり、LB膜へ
の前述の官能基の付与は、該官能基を含むLB膜形成材
料を用いるか、または、LB膜へ該官能基を含む分子を
注入することにより行うのが好適である。
In carrying out the present invention, the above-mentioned functional group is imparted to the LB film by using an LB film-forming material containing the functional group or by injecting a molecule containing the functional group into the LB film. It is preferable to do so.

【0009】さらにこの発明の実施に当たり、前述のビ
オチンパターンの形成は、下記(1)〜(3)の何れか
の方法で行うのが好適である。
Further, in carrying out the present invention, it is preferable that the above-mentioned biotin pattern is formed by any of the following methods (1) to (3).

【0010】(1) LB膜表面全面に前述の官能基を
付与し、該官能基付与済みLB膜にエネルギー線を選択
的に照射して前述のビオチンパターン相当の官能基パタ
ーンを形成し、その後ビオチンを結合させる方法。 (2) LB膜表面全面に前述の官能基を付与し、該官
能基付与済みLB膜にビオチンを結合させ、該ビオチン
結合済みLB膜にエネルギー線を選択的に照射する方
法。
(1) The above-mentioned functional group is provided on the entire surface of the LB film, and the LB film having the functional group is selectively irradiated with an energy ray to form a functional group pattern corresponding to the above-mentioned biotin pattern, and thereafter. How to bind biotin. (2) A method in which the above-mentioned functional group is applied to the entire surface of the LB film, biotin is bound to the functional group-added LB film, and the biotin-bonded LB film is selectively irradiated with energy rays.

【0011】(3) LB膜へ官能基を含む分子を選択
的に注入して前述のビオチンパターン相当の官能基パタ
ーンを形成し、その後ビオチンを結合させる方法。
(3) A method of selectively injecting a molecule having a functional group into the LB film to form a functional group pattern corresponding to the above-mentioned biotin pattern, and then binding biotin.

【0012】ここで、用いるエネルギー線を、電子線、
X線、レーザーおよび紫外線の何れかとするのが好適で
ある。
Here, the energy beam used is an electron beam,
It is preferable to use any one of X-ray, laser and ultraviolet ray.

【0013】さらに、この発明の実施に当たり、ビオチ
ンの標識となる前記官能基をアミノ基またはカルボキシ
ル基とするのが好適である。
Further, in carrying out the present invention, it is preferable that the functional group serving as a biotin label is an amino group or a carboxyl group.

【0014】[0014]

【作用】この発明の構成によれば、LB膜とビオチンと
が官能基を介して結合され、さらにこのビオチンと金属
コロイドを有するアビジンとがアビジンービオチンの特
異的結合反応により結合されて、結果的にLB膜上に金
属コロイドからなる配線が形成される。ここで、これら
一連の処理はいずれも常温で行なえるので、所望の配線
を常温で形成できる。また、官能基とビオチンとの結合
は、共有結合であるため、強固である。さらにビオチン
とアビジンとの結合解離定数も1015-1以上と強固で
ある。従って、LB膜上に金コロイド粒子が強固に結合
することになる。
According to the constitution of the present invention, the LB film and biotin are bound via a functional group, and this biotin and avidin having a metal colloid are bound by a specific binding reaction of avidin-biotin, resulting in Thus, a wiring made of a metal colloid is formed on the LB film. Here, since the series of processes can be performed at room temperature, desired wiring can be formed at room temperature. In addition, the bond between the functional group and biotin is a covalent bond and thus is strong. Furthermore, the bond-dissociation constant between biotin and avidin is as strong as 10 15 M −1 or more. Therefore, the gold colloid particles are firmly bonded on the LB film.

【0015】また、ビオチンパターンの形成にあたっ
て、電子線を用いる構成では試料を真空系中に設置する
必要があるが、レーザーを用いる構成、紫外線を用いる
構成及び官能基を有する分子を別途注入する構成では、
ビオチンのパターン化を何れも常圧で行える。この結
果、常温常圧で所望の配線を得る事も可能である。
Further, in forming the biotin pattern, it is necessary to place the sample in a vacuum system in the structure using an electron beam, but a structure using a laser, a structure using ultraviolet rays and a structure in which a molecule having a functional group is separately injected. Then
Both biotin patterns can be performed at atmospheric pressure. As a result, it is possible to obtain a desired wiring at room temperature and atmospheric pressure.

【0016】また、ビオチンのパターン形成は、電子線
露光、紫外線露光、X線露光など現在の半導体装置製造
で微細パターン作製技術として確立されている技術で行
えるので、所望の微細パターンが得られる。従って、こ
のビオチンパターンに結合され得られる金属コロイドパ
ターンは、蒸着マスクを用い形成される従来の配線より
十分微細なものになる。
Further, since the pattern formation of biotin can be performed by a technique established as a fine pattern production technique in the current semiconductor device manufacturing, such as electron beam exposure, ultraviolet exposure, X-ray exposure, a desired fine pattern can be obtained. Therefore, the metal colloid pattern obtained by combining with this biotin pattern is sufficiently finer than the conventional wiring formed using the vapor deposition mask.

【0017】[0017]

【実施例】以下、この発明のLB膜への配線形成方法の
実施例について説明する。しかし、以下の説明中で使用
する材料及び材料の使用料、処理温度、処理時間、LB
膜の累積数などの数値的条件は、この発明の範囲内の一
例にすぎない。
EXAMPLES Examples of the method for forming wiring on the LB film of the present invention will be described below. However, the materials used in the following description, the usage fee of the materials, the processing temperature, the processing time, and the LB
Numerical conditions such as the cumulative number of membranes are but one example within the scope of this invention.

【0018】<第1実施例>はじめに、LB膜形成材料
がビオチンの標識となる官能基を有する場合の実施例を
説明する。
<First Example> First, an example in which the LB film-forming material has a functional group serving as a biotin label will be described.

【0019】1.LB膜の作製 1ー1.LB膜をアミノ基を含む分子で構成した場合 ドコシルアミン(CH3 (CH2 21NH2 )の2mM
(ミリモル)のクロロホルム溶液をサブフェイズ水溶液
(純水)上に展開し、クロロホルムが十分に蒸発してし
まうまで約10分待って、水面を圧縮した。サブフェイ
ズ水溶液の温度は20度、圧縮圧力は30mN/mとし
た。こうして水面上に単分子膜を形成した後、予め水中
に沈めておいたガラス基板(幅15mm、高さ40m
m、厚さ0.5mm)を引き上げることによって第1層
目のLB膜を形成した。その後、引き続いて基板の下
降、引き上げを繰り返すことによって計21層の累積膜
を基板上に形成した。引き続き基板を下降させ22層目
を累積した後、水面上の単分子を吸引除去し、基板を引
き上げた。なお、基板の下降、引き上げ速度は20mm
毎分とした。
1. Preparation of LB film 1-1. When the LB film is composed of molecules containing amino groups 2 mM of docosylamine (CH 3 (CH 2 ) 21 NH 2 )
A (mmol) chloroform solution was spread on a sub-phase aqueous solution (pure water), and the water surface was compressed after waiting about 10 minutes until the chloroform was sufficiently evaporated. The temperature of the sub-phase aqueous solution was 20 degrees, and the compression pressure was 30 mN / m. After forming a monomolecular film on the surface of the water in this way, it was submerged in water in advance (15 mm wide, 40 m high)
m, thickness 0.5 mm) to form a first layer LB film. After that, a total of 21 layers of cumulative films were formed on the substrate by successively lowering and raising the substrate. Subsequently, the substrate was lowered to accumulate the 22nd layer, and then single molecules on the water surface were removed by suction, and the substrate was pulled up. The substrate descending and raising speed is 20 mm
Every minute.

【0020】1ー2.LB膜をカルボキシル基を含む分
子で構成した場合 アラキン酸(CH3 (CH2 18COOH)の2mM
(ミリモル)クロロホルム溶液をサブフェイズ水溶液
(純水)上に展開し、クロロホルムが十分に蒸発してし
まうまで約10分待って、水面を圧縮した。サブフェイ
ズ水溶液の温度は20度、圧縮圧力は30mN/mとし
た。こうして水面上に単分子膜を形成した後、表面を疎
水化処理したガラス基板(幅15mm、高さ40mm、
厚さ0.5mm)を下降させることによりLB膜を形成
した。その後、水面上の単分子を吸引除去し、基板を引
き上げた。基板の疎水化処理はカドミウムイオン含有の
サブフェイズ水溶液上に展開したアラキン酸を前もって
基板に3層累積することによって行った。なお、基板の
下降速度は10mm毎分とした。
1-2. When the LB film is composed of molecules containing a carboxyl group 2 mM of arachidic acid (CH 3 (CH 2 ) 18 COOH)
The (mmol) chloroform solution was spread on a sub-phase aqueous solution (pure water), and the water surface was compressed after waiting for about 10 minutes until the chloroform was sufficiently evaporated. The temperature of the sub-phase aqueous solution was 20 degrees, and the compression pressure was 30 mN / m. After forming the monomolecular film on the water surface in this way, the surface of the glass substrate having a hydrophobic treatment (width 15 mm, height 40 mm,
The LB film was formed by lowering the thickness (0.5 mm). Then, the single molecule on the water surface was removed by suction, and the substrate was pulled up. The hydrophobizing treatment of the substrate was performed by accumulating three layers of arachidic acid spread on the subphase aqueous solution containing cadmium ions on the substrate in advance. The descending speed of the substrate was 10 mm / min.

【0021】2.LB膜上へのビオチンによるパターン
形成 先ず、電子線等により膜表面のアミノ基またはカルボキ
シル基を選択的に除去して膜上に所定の形状のビオチン
結合領域を形成するために、1ー1で得られたLB膜累
積基板についてはこの場合5μmのラインーアンドース
ペースのパターンが形成されるよう電子線露光装置(エ
リオニクス社製)を用い電子線を選択的に照射した。こ
の操作により、LB膜上に5μm間隔で幅5μmのアミ
ノ基の除去領域がライン上に形成される。このときの電
子線量は5X10-2Ccm-2とした。
2. Pattern formation with biotin on LB film First, in order to selectively remove amino groups or carboxyl groups on the surface of the film with an electron beam or the like to form a biotin-binding region of a predetermined shape on the film, 1-1 The obtained LB film cumulative substrate was selectively irradiated with an electron beam using an electron beam exposure apparatus (manufactured by Elionix Co., Ltd.) so that a line-and-space pattern of 5 μm was formed in this case. By this operation, amino group removal regions having a width of 5 μm are formed on the line at intervals of 5 μm on the LB film. The electron dose at this time was 5 × 10 -2 Ccm -2 .

【0022】次に、この電子線の選択的照射済みの基板
を10mlの重炭酸バッファー(pH8.5)を入れた
サンプル瓶中に浸漬し、その後このサンプル瓶中にアミ
ノ基標識部位を持ったビオチンとしてフナコシ薬品製N
HSーLC−BIOTIN(Sulfosuccinimidyl 6-(biot
inamido )Hexanoate )の30mg/mlのDMF(dim
ethylformamide)溶液を100μl添加した。添加後、
直ちにサンプル瓶を振とうし、約1時間反応させた。こ
の操作により、アミノ基の残存部分にビオチンが結合す
るのでビオチンパターンが得られる。
Next, the substrate that had been selectively irradiated with the electron beam was immersed in a sample bottle containing 10 ml of a bicarbonate buffer (pH 8.5), and then the sample bottle had an amino group-labeled site. Made by Funakoshi Pharmaceutical as biotin N
HS-LC-BIOTIN (Sulfosuccinimidyl 6- (biot
inamido) Hexanoate) 30mg / ml DMF (dim
100 μl of ethylformamide) solution was added. After addition
Immediately, the sample bottle was shaken and reacted for about 1 hour. By this operation, biotin is bound to the remaining portion of the amino group, so that a biotin pattern can be obtained.

【0023】一方、1ー2で作製したLB膜形成基板に
ついては、カルボキシル基標識用ビオチンとしてフナコ
シ薬品社製BLAH(Biochin(long arm)hydrazide,品番
41ー4111ー00)の20mg/mlのDMF溶液500μl
と、縮合剤としてカルボジイミド(EDC:(1-ethyl-
3(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochlorid
e )を150mMのNaCl溶液に100mg/mlの
濃度で溶かした溶液150μlとを、150mMのNa
Cl水溶液(HClによりpHを6.0に調整)10m
lに溶かして得られたビオチン溶液中に、LB膜累積後
直ちに浸漬し室温で8時間放置し、反応させた。この操
作により、LB膜のカルボキシル基とBLAHのヒドラ
ジドとのカルボジイミドによる脱水縮合反応により、ビ
オチンがLB膜に結合する(ビオチン化LB膜を持つ基
板が得られる。)。
On the other hand, regarding the LB film-forming substrate prepared in 1-2, BLAH (Biochin (long arm) hydrazide, product number, manufactured by Funakoshi Chemical Co., Ltd., was used as biotin for carboxyl group labeling.
41-4111-00) 500mg of 20mg / ml DMF solution
And carbodiimide (EDC: (1-ethyl-
3 (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochlorid
e) was dissolved in 150 mM NaCl solution at a concentration of 100 mg / ml, and 150 μl of the solution was added to 150 mM Na
Cl aqueous solution (pH adjusted to 6.0 with HCl) 10 m
Immediately after the accumulation of the LB film, it was immersed in a biotin solution obtained by dissolving in 1 and left at room temperature for 8 hours for reaction. By this operation, biotin is bound to the LB film by the dehydration condensation reaction of the carboxyl group of the LB film and the hydrazide of BLAH with carbodiimide (a substrate having a biotinylated LB film is obtained).

【0024】次に、このビオチン化LB膜を持つ基板に
対し、この場合5μmのラインーアンドースペースのパ
ターンが形成されるよう電子線露光装置(エリオニクス
社製)を用い電子線を選択的に照射した。この電子線の
選択照射によりLB膜上に5μm間隔で幅5μmのビオ
チン不活性領域が形成されるのでビオチンパターンが得
られる。このときの電子線量は5X10-2Ccm-2とし
た。
Next, the substrate having the biotinylated LB film was selectively irradiated with an electron beam by using an electron beam exposure apparatus (manufactured by Elionix Co., Ltd.) so that a line-and-space pattern of 5 μm was formed in this case. did. By this selective irradiation of the electron beam, biotin inactive regions having a width of 5 μm are formed on the LB film at intervals of 5 μm, so that a biotin pattern is obtained. The electron dose at this time was 5 × 10 -2 Ccm -2 .

【0025】なお、ビオチンパターンの形成に当たって
は、1−1で作製したLB膜基板に対し先ずビオチンを
全面に結合させその後電子線でビオチンを選択的に不活
性化させてビオチンパターンを形成しても良く、また、
1−2で作製したLB膜基板に対し電子線を選択的に照
射してカルボキシル基を選択的に除去しその後ビオチン
を結合させてビオチンパターンを形成しても良い。
In forming the biotin pattern, biotin was first bound to the entire surface of the LB film substrate prepared in 1-1, and then biotin was selectively inactivated by an electron beam to form a biotin pattern. Good again
The LB film substrate prepared in 1-2 may be selectively irradiated with an electron beam to selectively remove a carboxyl group, and then biotin may be bound to form a biotin pattern.

【0026】3.金コロイドアビジンと基板上ビオチン
との結合 実験に用いた金コロイドアビジンは、Streptavidin Go
ld Conjugate (BioCell 社製:品番RLー1121ー50 、
金コロイド粒径15nm)である。このStreptavidin溶液
を、2μl分取しリン酸バッファー(pH7.4)で2
mlに希釈した。このようにして調整したStreptavidin
希釈溶液にビオチンパターン形成済みの基板を室温で1
時間浸漬した。この結果、Streptavidinに結合している
金コロイドは、Streptavidinを介して、予め基板上にパ
ターン形成させたビオチンに沿って固定されることにな
る。
3. Binding of colloidal gold avidin to biotin on the substrate Colloidal avidin used in the experiment was Streptavidin Go
ld Conjugate (manufactured by BioCell: product number RL-1121-50,
The colloidal gold particle size is 15 nm). A 2 μl aliquot of this Streptavidin solution was added to the wells with phosphate buffer (pH 7.4).
Diluted to ml. Streptavidin adjusted in this way
Substrate with biotin pattern formed in diluted solution at room temperature 1
Soak for hours. As a result, the colloidal gold bound to Streptavidin will be immobilized along the biotin that has been previously patterned on the substrate via Streptavidin.

【0027】4.形成された配線パターンの確認 基板をバッファーから取出し、自然乾燥させた後光学顕
微鏡で観察したところ、5μm間隔で金コロイドの配線
が形成されていることが確認できた。
4. Confirmation of formed wiring pattern When the substrate was taken out from the buffer, naturally dried and then observed with an optical microscope, it was confirmed that gold colloid wiring was formed at 5 μm intervals.

【0028】以上のようにして作製した金コロイドのL
B膜への付着の様子を図1(A)および(B)に模式図
で示した。なお、図1( A)及び(B)において、1は
基板、2はLB膜、3はLB膜2とビオチン分子との結
合部位、4はビオチン分子、5は金コロイドを有するア
ビジン(金コロイドアビジン)、6はアビジン分子、7
は金コロイド、Iは電子線を照射した領域、IIは電子
線を照射しなかった領域である。
L of the gold colloid prepared as described above
The state of adhesion to the B film is schematically shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B). In FIGS. 1A and 1B, 1 is a substrate, 2 is an LB film, 3 is a binding site between the LB film 2 and a biotin molecule, 4 is a biotin molecule, and 5 is avidin (gold colloid). Avidin), 6 is an avidin molecule, 7
Is a gold colloid, I is a region irradiated with an electron beam, and II is a region not irradiated with an electron beam.

【0029】上述の第1実施例においてはLB膜の形成
材料としてドコシルアミン、アラキン酸を用いた例を示
したが、表面にアミノ基或いはカルボキシル基を有する
LB膜を形成できる分子であれば同様な配線パターンの
形成が可能である。表面にアミノ基を有するLB膜を形
成できる他の分子としては例えば、オクタデシルアミ
ン、4ーテトラデシルアニリン、4ーオクタデシルアニ
リン、ドコシル 4ーアミノベンゾエートなどを挙げる
ことができ、一方、表面にカルボキシル基を有するLB
膜を形成できる他の分子としては、例えば、4ーオクタ
デシルアミノフェニル酢酸、4ードコシルアミノフェニ
ル酢酸、4ーオクタデシルアミノ安息香酸、4ードコシ
ルアミノ安息香酸、3ー(カルボキシプロピル)ペリレ
ン、9ーブチルー10(カルボキシエチル)アントラセ
ン、4ー(4’ーオクタデシルオキシフェニルアゾ)安
息香酸などを挙げることができる。
In the above-described first embodiment, an example using docosylamine or arachidic acid as the material for forming the LB film has been shown, but the same molecule is used as long as it can form an LB film having an amino group or a carboxyl group on the surface. Wiring patterns can be formed. Other molecules that can form an LB film having an amino group on the surface include, for example, octadecylamine, 4-tetradecylaniline, 4-octadecylaniline, docosyl 4-aminobenzoate, and the like. LB with
Other molecules that can form a film include, for example, 4-octadecylaminophenylacetic acid, 4-docosylaminophenylacetic acid, 4-octadecylaminobenzoic acid, 4-docosylaminobenzoic acid, 3- (carboxypropyl) perylene, and 9-butyl-10. (Carboxyethyl) anthracene, 4- (4′-octadecyloxyphenylazo) benzoic acid and the like can be mentioned.

【0030】また、上述の第1実施例においては、LB
膜として表面に官能基としてのアミノ基またはカルボキ
シルを有するものを用いた。これはビオチンとしてアミ
ノ基標識部位またはカルボキシル基標識部位を持ったビ
オチンを用いるためであった。しかし、この官能基はア
ミノ基、カルボキシル基に限られず、ビオチンとの関係
において他のものに変更できる。
Further, in the above-mentioned first embodiment, LB
As the film, one having an amino group or a carboxyl as a functional group on the surface was used. This is because biotin having an amino group labeling site or a carboxyl group labeling site is used as biotin. However, this functional group is not limited to the amino group and the carboxyl group, and can be changed to another group in relation to biotin.

【0031】さらに、上述の第1実施例ではビオチンパ
ターン形成に電子線を用いたが、そのほか紫外線、X
線、レーザー等、アミノ基、カルボキシル基などの官能
基を除去、あるいはビオチンを不活性化できるものであ
ればよい。
Further, in the above-mentioned first embodiment, the electron beam was used for forming the biotin pattern, but in addition, ultraviolet rays, X
Any substance capable of removing functional groups such as rays, lasers, amino groups, and carboxyl groups or deactivating biotin may be used.

【0032】またエネルギー線を用いる以外にもビオチ
ンの結合を避けたいと思われるアミノ基、カルボキシル
基の部分にマスクを施すことによってもまた、所望のビ
オチンパターンを得ることが出来る。
In addition to the use of energy rays, a desired biotin pattern can also be obtained by masking the portions of amino groups and carboxyl groups which are desired to avoid biotin binding.

【0033】また、上述の第1実施例では配線材料とし
て金コロイドアビジンを用いたが、銀コロイドアビジン
等の他の金属コロイドアビジンを用いることも当然可能
である。しかし、導電率等を考慮すると金コロイドアビ
ジンまたは銀コロイドアビジンを用いるのが好適であ
る。
Further, although gold colloid avidin is used as the wiring material in the above-described first embodiment, it is naturally possible to use other metal colloid avidin such as silver colloid avidin. However, considering the conductivity and the like, it is preferable to use gold colloid avidin or silver colloid avidin.

【0034】<第2実施例>次に、LB膜表面へビオチ
ンの標識となる官能基を別途に付与する例を説明する。
<Second Embodiment> Next, an example in which a functional group serving as a biotin label is separately provided on the surface of the LB film will be described.

【0035】1.LB膜の作製 1ー1.LB膜にアミノ基を有する分子を別途に付与す
る場合 アラキン酸(CH3 (CH2 ))18COOH)の2mM
のクロロホルム溶液をサブフェイズ水溶液(カドミウム
イオン含有水溶液)上に展開し、クロロホルムが十分に
蒸発してしまうまで約10分待って水面を圧縮した。サ
ブフェイズ水溶液の温度は20度、圧縮圧力は30mN
/mとした。こうして水面上に単分子膜を形成した後、
予め水中に沈めておいたガラス基板(幅15mm,高さ
40mm、厚さ0.5mm)を引き上げることによって
第1層目のLB膜を形成した。その後、引き続き基板の
下降、引き上げを繰り返すことによって計10層のLB
膜を形成した。なお基板の下降・引き上げ速度は20m
m毎分とした。そして11層目の累積膜を付着させるた
めに基板を引き上げるときに部分展開法によりライン状
にオクタデシルアミンを注入した。部分展開にはバブル
ジェットノズルを用いた。ヒーターをパルス的に加熱す
ることにより発生するバブル(泡)の圧力で注入溶液を
微量に噴出させる仕組みである。具体的にはオクタデシ
ルアミンの2mMクロロホルム溶液を注入溶液として用
い基板の引き上げ時に形成されているメニスカスの部分
に沿ってノズルを5mm間隔で移動させながら噴出を行
うことによってオクタデシルアミンをライン状に注入し
た。こうしてアミノ基を有する分子を5mm間隔で表面
に付与したLB膜を得た。
1. Preparation of LB film 1-1. When a molecule having an amino group is separately added to the LB film 2 mM of arachidic acid (CH 3 (CH 2 )) 18 COOH)
The chloroform solution of was spread on a subphase aqueous solution (aqueous solution containing cadmium ions), and the water surface was compressed after waiting for about 10 minutes until the chloroform was sufficiently evaporated. Sub-phase aqueous solution temperature is 20 degrees, compression pressure is 30mN
/ M. After forming a monolayer on the water surface in this way,
The glass substrate (width 15 mm, height 40 mm, thickness 0.5 mm) that had been submerged in water in advance was pulled up to form the first-layer LB film. After that, by repeating the descending and raising of the substrate successively, a total of 10 layers of LB are obtained.
A film was formed. The speed of descending and raising the substrate is 20m.
m per minute. Then, octadecylamine was linearly injected by the partial expansion method when the substrate was pulled up to attach the 11th-layer cumulative film. A bubble jet nozzle was used for partial development. It is a mechanism to eject a small amount of the injecting solution by the pressure of bubbles generated by heating the heater in a pulsed manner. Specifically, octadecylamine was injected in a line by using a 2 mM chloroform solution of octadecylamine as an injection solution and ejecting it while moving the nozzle at intervals of 5 mm along the meniscus formed when the substrate was pulled up. . In this way, an LB film was obtained in which molecules having amino groups were provided on the surface at intervals of 5 mm.

【0036】1ー2.LB膜にカルボキシル基を有する
分子を別途に付与する場合 Nードコサノイルー4ーニトロアニリンの2mMクロロ
ホルム溶液をサブフェイズ水溶液(純水)上に展開し、
クロロホルムが十分に蒸発してしまうまで約10分待っ
て水面を圧縮した。サブフェイズ水溶液の温度は20
度、圧縮圧力は30mN/mとした。こうして水面上に
単分子膜を形成した後、第1実施例と同様表面を疎水処
理したガラス基板(幅15mm,高さ40mm、厚さ
0.5mm)を下降させることにより第1層のLB膜を
形成した。その後、引き続き基板の下降、引き上げを繰
り返すことによって計11層のLB膜を形成した。そし
て12層目の累積膜を付着させるために基板を引き上げ
るときに部分展開法によりライン状にステアリン酸を注
入した。部分展開には上述のオクタデシルアミンの場合
と同様バブルジェットノズルを用いた。なお基板の下降
・引き上げ速度は毎分20mmとし、注入は累積を止め
て行った。こうしてカルボキシル基を有する分子を5m
mの間隔で表面に付与したLB膜を得た。
1-2. When a molecule having a carboxyl group is separately added to the LB film: A 2 mM chloroform solution of N-docosanoyl-4-nitroaniline is developed on a subphase aqueous solution (pure water),
The water surface was compressed after waiting for about 10 minutes until chloroform was completely evaporated. Sub-phase aqueous solution temperature is 20
The compression pressure was 30 mN / m. After forming the monomolecular film on the water surface in this way, the glass substrate (width: 15 mm, height: 40 mm, thickness: 0.5 mm) whose surface has been subjected to hydrophobic treatment is lowered in the same manner as in the first embodiment to lower the first layer LB film. Formed. Then, the substrate was repeatedly lowered and raised to form a total of 11 layers of LB film. Then, stearic acid was linearly injected by the partial expansion method when the substrate was pulled up in order to attach the 12th-layer cumulative film. A bubble jet nozzle was used for partial development as in the case of octadecylamine described above. The substrate descending / pulling speed was set to 20 mm / min, and the injection was stopped while the accumulation was stopped. Thus, a molecule having a carboxyl group is 5 m
An LB film provided on the surface at intervals of m was obtained.

【0037】2.注入部分へのビオチンの結合 上述1ー1で作製した部分展開LB膜基板は10mlの
重炭酸バッファー(pH8.5)のサンプル瓶中に浸漬
し、第1実施例の2項に示したのと同様、同量のビオチ
ン溶液を添加後、直ちにサンプル瓶を振とうし、約1時
間反応させた。一方、1ー2で作製した部分展開LB膜
基板は第1実施例の2同様、同量のビオチン溶液を入れ
たサンプル瓶中に浸漬し、室温で8時間放置し反応させ
た。
2. Binding of Biotin to Injection Portion The partially expanded LB membrane substrate prepared in 1-1 above was dipped in a sample bottle of 10 ml of bicarbonate buffer (pH 8.5), and was subjected to the procedure described in Section 2 of the first embodiment. Similarly, immediately after adding the same amount of biotin solution, the sample bottle was shaken and reacted for about 1 hour. On the other hand, the partially expanded LB film substrate prepared in 1-2 was immersed in a sample bottle containing the same amount of biotin solution as in 2 of the first embodiment, and allowed to react at room temperature for 8 hours.

【0038】3.金コロイドアビジンの結合及び形成さ
れた配線パターンの確認 金コロイドアビジンの結合及び形成された配線パターン
の確認は第1実施例と同様に行った。その結果、5mm
間隔で金コロイドの配列が形成されていることが確認で
きた。
3. Confirmation of the binding of gold colloid avidin and the formed wiring pattern The confirmation of the binding of gold colloid avidin and the formed wiring pattern was performed in the same manner as in the first example. As a result, 5 mm
It was confirmed that an array of colloidal gold was formed at intervals.

【0039】なお、上述の第2実施例においては、アラ
キン酸を用い形成したLB膜にオクタデシルアミンを部
分的に注入する例、及び、N−ドコサノイル−4−ニト
ロアニリンを用い形成したLB膜面にステアリン酸を部
分的に注入する例をそれぞれ示した。しかし、LB膜形
成材料及びLB膜への注入材料は上述の例に限られな
い。LB膜表面にビオチン標識となる官能基を形成しな
い材料をLB膜形成材料として用い、ビオチン標識とな
る官能基を有する材料を注入材料として用いればどのよ
うな組み合わせでも良い。第2実施例に対応させ具体例
を示すと、アラキン酸の代わりにアミノ基を膜表面に形
成しないLB膜作製可能な他の分子を用い、かつ、オク
タデシルアミンの代わりにアミノ基を有する他の分子を
用いる組み合わせ、また、N−ドコサノイルー4ーニト
ロアニリンの代わりにカルボキシル基を膜表面に形成し
ないLB膜作製可能な他の分子を用い、かつ、ステアリ
ン酸の代わりにカルボキシル基を有する他の分子を用い
る組み合わせである。
In the second embodiment described above, an example of partially injecting octadecylamine into an LB film formed using arachidic acid, and an LB film surface formed using N-docosanoyl-4-nitroaniline An example of partially injecting stearic acid was shown. However, the material for forming the LB film and the material for injecting into the LB film are not limited to the above examples. Any combination may be used as long as a material that does not form a biotin-labeled functional group on the surface of the LB film is used as the LB film-forming material and a material that has a biotin-labeled functional group is used as the injection material. As a specific example corresponding to the second embodiment, another molecule capable of forming an LB film in which an amino group is not formed on the film surface is used instead of arachidic acid, and another molecule having an amino group is used instead of octadecylamine. Combination using molecules, and other molecule capable of forming an LB film that does not form a carboxyl group on the membrane surface instead of N-docosanoyl-4-nitroaniline, and another molecule having a carboxyl group instead of stearic acid It is a combination.

【0040】また、設計によっては、LB膜表面にビオ
チン標識となる官能基を形成できる材料をLB膜形成材
料として用いてLB膜を形成し、このLB膜にビオチン
標識となる官能基を持たない材料を部分的に注入してビ
オチンパターンを形成することもできる。
Depending on the design, an LB film is formed by using a material capable of forming a biotin-labeled functional group on the LB film surface as an LB film-forming material, and the LB film does not have a biotin-labeled functional group. The material can also be partially injected to form the biotin pattern.

【0041】また、上述の第2実施例においては基板の
引き上げ時のメニスカス部分に別途に分子を注入する例
について述べたが、前述の文献aにもあるように水面上
に形成した単分子膜の下相から注入することも可能であ
る。
Further, in the above-mentioned second embodiment, the example in which the molecules are separately injected into the meniscus portion at the time of pulling up the substrate has been described, but the monomolecular film formed on the water surface as described in the above-mentioned document a. It is also possible to inject from the lower phase.

【0042】[0042]

【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明のLB膜への配線形成方法を用いれば、常温ある
いは常温常圧で微細な金属配線パターンをLB膜上に形
成することができ、種々のLBデバイスの作製が可能と
なる。
As is apparent from the above description, by using the wiring forming method for an LB film of the present invention, a fine metal wiring pattern can be formed on the LB film at room temperature or room temperature and pressure. It is possible to manufacture various LB devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(A)および(B)は各実施例の配線形成方法
の説明に供する図であり、LB膜上に形成された金コロ
イド配線パターンの様子を模式的に示した図である。
FIG. 1A and FIG. 1B are diagrams for explaining a wiring forming method of each example, and are diagrams schematically showing a state of a gold colloid wiring pattern formed on an LB film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:基板 2:LB膜 3:LB膜とビオチン分子との結合部位(ビオチンの標
識部位とその標識となる官能基とが結合した部位) 4:ビオチン分子 5:金コロイドアビジン 6:アビジン分子 7:金コロイド I:電子線を照射した領域 II:電子線を照射しなかった領域
1: Substrate 2: LB film 3: Binding site between LB film and biotin molecule (site where biotin labeling site and functional group serving as a label are bound) 4: Biotin molecule 5: Gold colloid avidin 6: Avidin molecule 7 : Gold colloid I: Area irradiated with electron beam II: Area not irradiated with electron beam

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海部 勝晶 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内 (72)発明者 加藤 雅一 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Katsumi Kaifu 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Co., Ltd. (72) Masaichi Kato 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 LB膜に配線を形成するに当たり、 LB膜表面にビオチンの標識となる官能基を付与し、 前記LB膜表面に前記官能基を介し結合するビオチンパ
ターンを形成し、 該ビオチンパターンに金属コロイドを有するアビジンを
アビジンとビオチンとの特異的結合を用いて結合させ配
線を得ることを特徴とするLB膜への配線形成方法。
1. When forming a wiring on an LB film, a functional group serving as a biotin label is provided on the surface of the LB film, and a biotin pattern that binds to the surface of the LB film via the functional group is formed. A method for forming a wiring on an LB film, which comprises obtaining a wiring by binding avidin having a metal colloid to the above using a specific binding between avidin and biotin.
【請求項2】 請求項1に記載のLB膜への配線形成方
法において、 LB膜への前記官能基の付与は、該官能基を含むLB膜
形成材料を用いるか、または、LB膜へ該官能基を含む
分子を注入することにより行うことを特徴とするLB膜
への配線形成方法
2. The method for forming a wiring on an LB film according to claim 1, wherein the functional group is imparted to the LB film by using an LB film forming material containing the functional group or by applying the functional group to the LB film. A method for forming a wiring on an LB film, which is performed by injecting a molecule containing a functional group
【請求項3】 請求項1に記載の配線形成方法におい
て、 前記ビオチンパターンの形成は、下記(1)〜(3)の
何れかの方法で行うことを特徴とするLB膜への配線形
成方法。 (1) LB膜表面全面に前記官能基を付与し、該官能
基付与済みLB膜にエネルギー線を選択的に照射して前
記ビオチンパターン相当の官能基パターンを形成し、そ
の後ビオチンを結合させる方法。 (2) LB膜表面全面に前記官能基を付与し、該官能
基付与済みLB膜にビオチンを結合させ、該ビオチン結
合済みLB膜にエネルギー線を選択的に照射する方法。 (3) LB膜へ官能基を含む分子を選択的に注入して
前記ビオチンパターン相当の官能基パターンを形成し、
その後ビオチンを結合させる方法。
3. The wiring forming method according to claim 1, wherein the biotin pattern is formed by any one of the following methods (1) to (3). .. (1) A method of imparting the functional group to the entire surface of the LB film, selectively irradiating the functional group-provided LB film with an energy beam to form a functional group pattern corresponding to the biotin pattern, and then binding biotin .. (2) A method in which the functional group is applied to the entire surface of the LB film, biotin is bound to the functional group-added LB film, and the biotin-bonded LB film is selectively irradiated with energy rays. (3) A molecule containing a functional group is selectively injected into the LB film to form a functional group pattern corresponding to the biotin pattern,
After that, a method of binding biotin.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載のL
B膜への配線形成方法において、 ビオチンの標識となる前記官能基をアミノ基またはカル
ボキシル基としたことを特徴とするLB膜への配線形成
方法。
4. The L according to any one of claims 1 to 3.
A method for forming a wiring on a B film, wherein the functional group serving as a biotin label is an amino group or a carboxyl group.
【請求項5】 請求項3に記載のLB膜への配線形成方
法において、 前記エネルギー線を電子線、X線、レーザー及び紫外線
の何れかとしたことを特徴とするLB膜への配線形成方
法。
5. The method for forming a wiring on an LB film according to claim 3, wherein the energy beam is any one of an electron beam, an X-ray, a laser and an ultraviolet ray.
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