KR20170023877A

KR20170023877A - 반도체 센서의 표면 처리

Info

Publication number: KR20170023877A
Application number: KR1020167036769A
Authority: KR
Inventors: 로날드 엘. 키케로; 마크 글레이저; 위팡 왕; 크리스티나 이. 인만; 제레미 그레이; 조셉 코신스키; 제임스 볼; 필 웨고너; 알렉산더 마스트로이안니
Original assignee: 라이프 테크놀로지스 코포레이션
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2015-07-01
Publication date: 2017-03-06
Also published as: US20210102916A1; JP2022069494A; JP6794350B2; JP2020115151A; US20160003768A1; US10809225B2; KR102592368B1; JP7334288B2; CN106687805B; US11782019B2; EP3164701A1; CN106687805A; CN111678964A; CN111678964B; JP2017524144A; WO2016004244A1; JP7221905B2; US20240125733A1

Abstract

센서 부품은 센서 표면을 포함하는 센서 및 센서와 협업하고 센서 표면을 노출시키는 반응 부위를 포함한다. 반응 부위는 반응 부위 표면을 포함한다. 계면활성제는 반응 부위 표면 또는 센서 표면에 결합한다. 계면활성제는 반응 부위 표면 또는 센서 표면 위의 브뢴스테드 염기 또는 루이스 산 작용기와 반응성인 표면 활성 작용기를 포함하고 도너 전자 쌍을 가지지 않는 원위 작용기를 포함한다.

Description

반도체 센서의 표면 처리{SURFACE TREATMENT OF SEMICONDUCTOR SENSORS}

본 개시내용은 일반적으로 반도체 센서의 표면을 처리하기 위한 시스템 및 방법 및 처리된 반도체 센서에 관한 것이다.

반도체 기판에서 형성된 센서의 어레이는 분석 화학 및 분자 생물학과 같은 분야에서 점점 더 사용된다. 예를 들어, 분석물질이 센서 어레이의 센서 패드 상에 또는 이 근처에서 포획될 때, 분석물질 또는 분석물질과 연관된 반응의 부산물은 검출되고 분석물질과 관련한 정보를 설명하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 이러한 센서 어레이는 유전적 분석, 예컨대 유전적 서열분석 또는 정량적 증폭에서 용도가 발견된다.

제조 동안, 다양한 반도체 프로세싱 기법은 센서 어레이의 표면 및 센서 어레이 주위의 웰 구조의 표면의 성질을 변경할 수 있다. 이러한 프로세싱은 또한 표면에 잔류물을 남기거나 표면 산화를 변경할 수 있다. 이러한 변경된 표면 화학은 센서에 근접한 분석물질의 포획을 방지하고 제한할 수 있다. 그러므로, 이러한 센서 어레이의 효율은 감소하고, 이러한 센서 어레이로부터 생긴 신호는 잘못된 데이터를 포함하거나 데이터를 포함하지 않을 수 있다.

일례에서, 계면활성제(surface agent)는 센서 표면에 인접한 표면 위로 또는 이것 상에 배치된다. 이러한 계면활성제는 센서가 센서 부품의 형태일 때 또는 대안적으로, 센서 부품으로 패키징될 수 있는 다이로 웨이퍼를 싱귤레이팅(singulating)하기 전에 센서가 웨이퍼에 배치될 때 센서 표면에 배치될 수 있다.

특정한 예에서, 센서 부품은 전계 트랜지스터(field effect transistor: FET) 기반 센서의 어레이 및 웰과 같은 반응 부위의 상응하는 어레이를 포함한다. 하나 이상의 계면활성제는 FET 기반 센서의 어레이의 표면 또는 웰의 표면에 배치될 수 있다.

본 개시내용은 더 잘 이해될 수 있고, 이의 수많은 특징 및 이점은 첨부한 도면을 참조함으로써 당해 분야의 당업자에게 명확해진다.
도 1은 예시적인 측정 시스템의 예시도.
도 2는 예시적인 측정 부품의 예시도.
도 3은 측정 부품의 예시적인 어레이의 예시도.
도 4는 예시적인 웰 구성의 예시도.
도 5는 예시적인 웰 및 센서 구성의 예시도.
도 6 및 도 7은 반도체 센서를 처리하기 위한 예시적인 방법을 예시하는 흐름 다이어그램.
도 8, 도 9 및 도 10은 예시적인 계면활성제의 예시도.
상이한 도면에서의 동일한 참조 기호의 사용은 유사하거나 동일한 항목을 나타낸다.

예시적인 실시형태에서, 센서 부품은 센서 및 센서와 협동하여 배치된 반응 부위를 가진다. 반응 부위는 웰, 채널, 홈, 피트(pit), 딤플(dimple), 또는 다른 유사한 구조일 수 있다. 예를 들어, 반응 부위는 웰일 수 있다. 계면활성제는 반응 부위의 측벽 또는 센서의 표면에 결합할 수 있다. 계면활성제는 표면 상의 브뢴스테드 염기 구조 또는 루이스 산 구조와 반응성인 작용기를 포함할 수 있고, 도너 전자 쌍을 가지지 않는 원위 작용기(distal functionality)를 포함할 수 있거나, 브뢴스테드 염기 또는 산 작용기가 결여된다. 계면활성제는 웨이퍼 프로세싱 동안 또는 웨이퍼의 싱귤레이팅 및 센서 부품의 형성 후 표면에 도포될 수 있다.

예시적인 실시형태에서, 센서 부품은 센서 어레이와 연관된 웰의 어레이를 포함한다. 센서 어레이의 센서는 전계 트랜지스터(FET) 센서, 예컨대 이온 감응 전계 트랜지스터(ion sensitive field effect transistor: ISFET)를 포함할 수 있다. 일례에서, 웰은 100㎚ 내지 10마이크로미터의 범위의 깊이 또는 두께를 가진다. 또 다른 예에서, 웰은 0.1마이크로미터 내지 2마이크로미터의 범위의 특징적인 직경을 가질 수 있다. 센서 부품은 서열분석 시스템의 일부를 형성할 수 있다.

특정한 예에서, 서열분석 시스템은 감각 어레이가 배치된 유동 셀을 포함하고, 감각 어레이와 전자 통신하는 통신 회로를 포함하고, 용기 및 유동 셀과 유체 연통하는 유체 제어를 포함한다. 일례에서, 도 1은 유동 셀(100)의 확대 및 횡단 도면을 예시하고, 흐름 챔버(106)의 일부를 예시한다. 시약(108)은 웰 어레이(102)의 표면에 걸쳐 흐르고, 여기서 시약(108)은 웰 어레이(102)의 웰의 개방 말단 위로 흐른다. 웰 어레이(102) 및 센서 어레이(105)는 유동 셀(100)의 하부 벽(또는 바닥)을 형성하는 통합 단위를 함께 형성할 수 있다. 기준 전극(104)은 흐름 챔버(106)에 유체로 커플링될 수 있다. 추가로, 유동 셀 커버(130)는 구속 구역 내에 시약(108)을 함유하도록 흐름 챔버(106)를 캡슐화한다.

도 2는, 도 1의 110에 예시된 바대로, 웰(201) 및 센서(214)의 확대도를 예시한다. 웰의 용적, 형상, 종횡비(예컨대, 기부 폭-대-웰 깊이 비율), 및 다른 치수 특징은 일어나는 반응의 성질, 및 사용될 수 있는 시약, 부산물, 또는 표지 기법(있다면)에 기초하여 선택될 수 있다. 센서(214)는 화학 전계 트랜지스터(chemFET), 더 구체적으로 이온 감응 FET(ISFET)일 수 있고, 부유 게이트(218)는 센서 표면을 획정하는 재료 층(216)에 의해 웰 내부로부터 임의로 분리된 센서 플레이트(220)를 가진다. 또한, 전도성 층(예시되지 않음)은 센서 플레이트(220) 위에 배치될 수 있다. 일례에서, 재료 층(216)은 이온 감응 재료 층을 포함할 수 있다. 재료 층(216)은 세라믹 층, 예컨대 무엇보다도 지르코늄, 하프늄, 탄탈룸, 알루미늄 또는 티탄의 산화물, 또는 티탄의 질화물일 수 있다. 대안적으로, 재료 층(216)은 금속, 예컨대 티탄, 텅스텐, 금, 은, 백금, 알루미늄, 구리, 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 일례에서, 재료 층(216)은 5㎚ 내지 100㎚, 예컨대 10㎚ 내지 70㎚의 범위, 15㎚ 내지 65㎚의 범위, 또는 심지어 20㎚ 내지 50㎚의 범위의 두께를 가질 수 있다.

재료 층(216)이 예시된 FET 부품의 바운드(bound) 뒤로 연장되는 것으로 예시되어 있지만, 재료 층(216)은 웰(201)의 바닥을 따라 그리고 임의로 웰(201)의 벽을 따라 연장될 수 있다. 센서(214)는 센서 플레이트(220)의 반대인 재료 층(216)에 존재하는 전하(224)의 양에 반응(이것과 연관된 출력 신호를 생성)할 수 있다. 전하(224)의 변화는 chemFET의 소스(221)와 드레인(222) 사이의 전류의 변화를 발생시킬 수 있다. 결과적으로, chemFET는 전류 기반 출력 신호를 제공하도록 직접적으로 또는 전압 기반 출력 신호를 제공하도록 추가적인 회로에 의해 간접적으로 사용될 수 있다. 반응물질, 세척 용액 및 다른 시약은 확산 메커니즘(240)에 의해 웰 내외로 이동할 수 있다.

일 실시형태에서, 웰(201)에서 수행된 반응은 관심 있는 분석물질의 특징 또는 특성을 확인하거나 결정하는 분석 반응일 수 있다. 이러한 반응은 센서 플레이트(220)에 인접한 전하의 양에 영향을 미치는 부산물을 직접적으로 또는 간접적으로 생성할 수 있다. 이러한 부산물이 소량으로 생성되거나 신속히 붕괴하거나 다른 구성성분과 반응하는 경우, 동일한 분석물질의 다수의 카피는 생성된 출력 신호를 증가시키기 위해 동시에 웰(201)에서 분석될 수 있다. 일 실시형태에서, 분석물질의 다수의 카피는 웰(201)로의 증착 전에 또는 후에 고상 지지체(212)에 부착될 수 있다. 고상 지지체(212)는 중합체 매트릭스, 예컨대 친수성 중합체 매트릭스, 예를 들어 하이드로겔 매트릭스 등일 수 있다. 단순함을 위해, 설명의 용이를 위해, 고상 지지체(212)는 본 명세서에서 또한 중합체 매트릭스라 칭해진다.

웰(201)은 재료의 하나 이상의 층으로 형성될 수 있는 벽 구조에 의해 획정될 수 있다. 일례에서, 벽 구조는 0.01마이크로미터 내지 10마이크로미터의 범위, 예컨대 0.05마이크로미터 내지 10마이크로미터의 범위, 0.1마이크로미터 내지 10마이크로미터의 범위, 0.3마이크로미터 내지 10마이크로미터의 범위, 또는 0.5마이크로미터 내지 6마이크로미터의 범위로 웰의 하부 표면으로부터 상부 표면으로 연장되는 두께를 가질 수 있다. 특히, 두께는 0.01마이크로미터 내지 1마이크로미터의 범위, 예컨대 0.05마이크로미터 내지 0.5마이크로미터의 범위, 또는 0.05마이크로미터 내지 0.3마이크로미터의 범위일 수 있다. 웰(201)은, 5마이크로미터 이하, 예컨대 3.5마이크로미터 이하, 2.0마이크로미터 이하, 1.6마이크로미터 이하, 1.0마이크로미터 이하, 0.8마이크로미터 이하 또는 심지어 0.6마이크로미터 이하의, Pi로 나눈 횡단면적(A)의 4배의 제곱근(예를 들어, sqrt(4*A/π))으로 정의된 바대로, 특징적인 직경을 가질 수 있다. 일례에서, 웰(201)은 적어도 0.01마이크로미터의 특징적인 직경을 가질 수 있다. 추가의 예에서, 웰(201)은 0.05fL 내지 10pL의 범위의 용적, 예컨대 0.05fL 내지 1pL의 범위의 용적, 0.05fL 내지 100fL의 범위의 용적, 0.05fL 내지 10fL의 범위의 용적, 또는 심지어 0.1fL 내지 5fL의 범위의 용적을 획정할 수 있다.

도 2가 단일 층 벽 구조 및 단일 층 재료 층(216)를 예시하지만, 시스템은 하나 이상의 벽 구조 층, 하나 이상의 전도성 층 또는 하나 이상의 재료 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 벽 구조는 규소의 산화물 또는 TEOS 또는 규소의 질화물을 포함하는 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다.

도 3에 예시된 특정한 예에서, 시스템(300)은 센서 어레이의 센서 패드 위에 배치되거나 이것에 작동 가능하게 커플링된 웰(304)의 어레이를 획정하는 웰 벽 구조(302)를 포함한다. 웰 벽 구조(302)는 상부 표면(306)을 획정한다. 웰과 연관된 하부 표면(308)은 센서 어레이의 센서 패드 위에 배치된다. 웰 벽 구조(302)는 상부 표면(306)과 하부 표면(308) 사이의 측벽(310)을 획정한다. 상기 기재된 바대로, 센서 어레이의 센서 패드와 접촉하는 재료 층은 웰(304)의 어레이의 웰의 하부 표면(308)을 따라 또는 웰 벽 구조(302)에 의해 획정된 벽(310)의 적어도 일부를 따라 연장될 수 있고, 센서 표면을 획정한다. 상부 표면(306)은 재료 층을 포함하지 않을 수 있다.

도 2의 벽 표면이 실질적으로 수직으로 및 외부로 연장되는 것으로 예시되어 있지만, 벽 표면은 다양한 방향으로 연장되고 다양한 형상을 가질 수 있다. 실질적으로 수직은 센서 패드에 의해 획정된 표면에 법선인 구성부품을 가지는 방향의 연장을 의미한다. 예를 들어, 도 4에 예시된 바대로, 웰 벽(402)은 센서 패드에 의해 획정된 표면의 일반 구성부품(412)에 평행으로 수직으로 연장될 수 있다. 또 다른 예에서, 벽 표면(404)은 센서 패드로부터 먼 외부 방향으로 실질적으로 수직으로 연장되어, 웰의 하부 표면의 면접보다 웰에 더 큰 개방 면적을 제공한다. 도 4에 예시된 바대로, 벽 표면(404)은 표면(414)의 일반 구성부품(412)에 평행한 수직 구성부품을 가지는 방향으로 연장된다. 대안적인 예에서, 벽 표면(406)은 내부 방향으로 실질적으로 수직으로 연장되어, 웰의 하부 표면의 면적보다 작은 개방 면적을 제공한다. 벽 표면(406)은 표면(414)의 일반 구성부품(412)에 평행한 구성부품을 가지는 방향으로 연장된다.

표면(402, 404, 또는 406)이 직선으로 예시되어 있지만, 몇몇 반도체 또는 CMOS 제조 공정은 비선형 형상을 가지는 구조를 생성시킬 수 있다. 특히, 벽 표면, 예컨대 벽 표면(408) 및 상부 표면, 예컨대 상부 표면(410)은 형상이 정확하거나, 다양한 비선형 형태를 취할 수 있다. 본 명세서에 예시된 구조 및 장치가 선형 층, 표면 또는 형상을 가지는 것으로 도시되어 있지만, 반도체 프로세싱으로부터 생긴 실제 층, 표면 또는 형상이, 가능하게는 예시된 실시형태의 비선형 및 정확한 변형을 포함하여, 약간의 정도로 다를 수 있다.

도 5는 이온 감응 재료 층을 포함하는 예시적인 웰의 예시를 포함한다. 예를 들어, 웰 구조(502)는 웰의 어레이, 예컨대 예시적인 웰(504, 506, 또는 508)을 획정할 수 있다. 웰(504, 506, 또는 508)은 밑에 있는 센서(예시되지 않음)에 작동 가능하게 커플링되거나 이러한 밑에 있는 센서에 연결될 수 있다. 예시적인 웰(504)은 웰(504)의 바닥 및 센서 표면을 획정하고 구조(502)로 연장되는 이온 감응 재료 층(510)을 포함한다. 도 5에 예시되지 않았지만, 이온 감응 전계 트랜지스터의 전도성 층, 예컨대 게이트, 예를 들어 부유 게이트는 이온 감응 재료 층(510) 아래에 있을 수 있다.

또 다른 예에서, 웰(506)에 의해 예시된 바대로, 이온 감응 재료 층(512)은 구조(502)로 연장되지 않으면서 웰(506)의 바닥 및 센서 표면을 획정할 수 있다. 추가의 예에서, 웰(508)은 구조(502)에 의해 획정된 웰(508)의 측벽(516)의 적어도 일부를 따라 연장되는 이온 감응 층(514)을 포함할 수 있다. 상기대로, 이온 감응 재료 층(512 또는 514)은 밑에 있는 전자 장치의 전도성 층 또는 게이트 위에 있을 수 있고, 센서 표면을 획정할 수 있다.

특정한 예에서, 웰(504, 506 또는 508)의 측벽(520)은 금속, 반금속, 이들의 산화물, 또는 이들의 질화물, 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 예시적인 금속은 금, 은, 백금, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 티탄, 또는 이들의 조합을 포함한다. 예시적인 반금속은 규소를 포함한다. 일례에서, 측벽은 이산화규소, 질화규소, TEOS, 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 특히, 측벽(520)은 상기 재료 중 하나 이상의 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다.

센서의 표면(예를 들어, 재료 층(510, 512 또는 514))은 금속, 반금속, 이들의 산화물, 또는 이들의 질화물, 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 예시적인 금속은 텅스텐, 티탄, 탄탈륨, 하프늄, 알루미늄, 지르코늄, 금, 은, 백금, 구리, 또는 이들의 조합을 포함한다. 예시적인 산화물 또는 질화물은 이산화티탄, 질화티탄, 산화탄탈륨, 산화하프늄, 지르코니아, 알루미나, 또는 이들의 조합을 포함한다.

특정한 예에서, 측벽(520)의 표면 또는 센서(510, 512 또는 514)의 표면은 전이 금속 중심에서 브뢴스테드 염기 작용기, 예컨대 표면 하이드록실기 또는 μ-옥소기, 또는 루이스 산 작용기를 나타낼 수 있다. 심지어 몇몇 질화물에서, 표면의 적어도 부분 산화는 특히 수성 용액의 존재 하에 표면 하이드록실기 또는 다른 브뢴스테드 염기 구조를 형성시킨다. 이러한 하이드록실기는 반응의 이온성 부산물, 예컨대 산 양성자 또는 하이드로늄 이온에 대한 센서의 반응의 지연, 완충을 나타내거나, pH를 변화시키는 것으로 입증되었다. 금속 세라믹 표면의 경우, 표면 금속 중심은 루이스 산 부위와 같이 거동한다.

일례에서, 계면활성제는 측벽(520) 및 센서 표면(510, 512 또는 514)에 결합할 수 있다. 특히, 계면활성제는 하나 이상의 표면 위에 단층으로서 결합할 수 잇다. 특히, 계면활성제는 표면에 형성된 브뢴스테드 염기 또는 루이스 산 작용기와 반응성인 작용기를 포함한다. 계면활성제의 예시적인 표면 반응성 작용기는 실란, 포스페이트, 포스폰산, 포스핀산, 비스포스폰산, 다자리 포스페이트 또는 포스포네이트, 폴리포스페이트/포스포네이트, 아이소사이아네이트, 카테콜, 하이드록사메이트, 이들의 알콕시 유도체, 또는 임의의 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예시적인 알콕시기는 메톡시, 에톡시, 또는 이들의 조합을 포함한다. 또 다른 예에서, 클로드론산 및 작용기화 1차 아민의 조합은 표면 반응성 작용기 대신에 사용될 수 있다. 일례에서, 실란은 많은 세라믹 및 금속 표면을 작용기화할 수 있다. 특정한 예에서, 실란, 아이소사이아네이트, 하이드록사메이트 및 클로드론산은 실리카 표면을 작용기화할 수 있다. 또 다른 예에서, 포스페이트, 카테콜 및 하이드록사메이트는 티타니아 표면을 작용기화하도록 사용될 수 있다. 추가의 예에서, 특정한 표면 반응성 작용기는 다른 금속 또는 세라믹 표면에 비해 하나 이상의 금속 또는 세라믹 표면에 우선적으로 증착할 수 있다.

작용기로부터 원위에, 계면활성제는 전자의 도너 쌍을 포함하지 않거나 브뢴스테드 염기 또는 산 활성이 결여된 작용기를 포함할 수 있다. 원위 작용기는 양으로 하전된 작용기일 수 있거나, 중성 작용기일 수 있다. 예시적인 중성 작용기는 알킬, 분지 알킬 또는 사이클릭 방향족 기를 포함한다. 전자의 도너 쌍이 결여된 예시적인 양으로 하전된 기는 2차 아민, 3차 아민 또는 질소를 혼입한 헤테로사이클릭 기로부터 유도한 4차 암모늄 이온의 염을 포함한다. 또 다른 예에서, 원위 작용기는 나이트로소 작용기일 수 있다. 예시적인 질소를 혼입한 헤테로사이클릭 기는 피롤리딘, 피롤, 이미다졸, 피페리딘, 피리딘, 피리미딘, 퓨린, 트라이아졸륨, 또는 이들의 조합으로부터 유도된 4차 아민을 포함한다. 특히, 염은 4차 암모늄 이온의 할라이드 염, 예컨대 브로마이드 염을 포함할 수 있다. 2차, 3차 또는 4차 아민은 메틸, 에틸, 프로필, 뷰틸, 또는 tert-뷰틸 알킬기를 포함하는 알킬기에 접합될 수 있다. 또 다른 예에서, 원위 작용기는 장애된 1차, 2차 또는 3차 아민, 예컨대 근위 포스페이트, 포스포네이트, 포스피네이트, 또는 실란기에 의해 장애된 아민, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 특정한 예에서, 원위 작용기는 바이오틴 또는 이들의 유도체를 포함할 수 있다.

일례에서, 원위 작용기는 아마이드, 알킬, 알콕시, 아릴, 또는 폴리에터 또는 티오에터 모이어티, 또는 이들의 조합에 의해 표면 반응성 작용기에 결합할 수 있다. 예를 들어, 원위 작용기는 1개 내지 16개의 탄소, 예컨대 1개 내지 12개의 탄소를 가지는 알킬 모이어티에 의해 표면 반응성 작용기로부터 분리될 수 있다. 일례에서, 알킬 모이어티는 8개 내지 12개의 탄소, 예컨대 10개 내지 12개의 탄소를 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 알킬 모이어티는 1개 내지 6개의 탄소, 예컨대 1개 내지 4개의 탄소, 또는 1개 내지 3개의 탄소를 가질 수 있다. 특히, 장애된 아민 원위 작용기를 포함하는 계면활성제는 1개 내지 6개의 탄소, 예컨대 1개 내지 4개의 탄소, 또는 1개 내지 3개의 탄소를 가지는 알킬 모이어티를 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 알콕시 모이어티는 알킬 모이어티의 것과 유사한 범위의 다수의 탄소를 가질 수 있다. 추가적인 예에서, 폴리에터 모이어티는 1개 내지 10개의 에터 단위를 가질 수 있고, 각각은 1개 내지 4개의 탄소, 예컨대 1개 내지 3개의 탄소를 가진다. 예를 들어, 폴리에터 모이어티는 1개 내지 6개의 에터 단위, 예컨대 1개 내지 4개의 에터 단위를 가질 수 있다.

특정한 예에서, 계면활성제는 실란 표면 반응성 작용기를 포함한다. 예시적인 계면활성제는 알킬 트라이알콕시 실란, 예컨대 옥틸데실 트라이에톡시실란, 옥틸데실 트라이메톡시 실란, 프로필 트라이메톡시 실란(도 8의 F), 또는 이들의 조합; 4차 암모늄 알킬 알콕시 실란, 예컨대 뷰틸 암모늄 트라이메톡시 실란(도 8의 A), 메틸 암모늄 벤조 트라이메톡시 실란(도 8의 B), 우로늄-실란 또는 티오우로늄-실란(도 8의 E), 메톡시-N 실란(도 8의 C), 짧은 뷰틸 암모늄 트라이메톡시 실란(도 8의 D)의 염, 또는 이들의 조합; 이들의 불화 또는 염화 유도체; 이들의 유도체; 또는 이들의 조합을 포함한다. 예시적인 4차 염은 이러한 4차 암모늄 알킬 트라이알콕시실란의 염소 또는 브롬 염을 포함한다. 이러한 실란 계면활성제는 반금속 또는 금속 산화물에 결합할 수 있다. 몇몇 실란 기반 계면활성제는 무비판적으로 측벽 표면 또는 센서 표면에 결합할 수 있다.

또 다른 예에서, 계면활성제는 포스폰산 기반 계면활성제일 수 있다. 예시적인 계면활성제는 알킬 포스폰산, 예컨대 옥타데실 포스폰산; 4차 아미노 포스폰산, 예컨대 이미다졸 포스폰산(예를 들어, 1-메틸-3-(도데실포스폰산) 이미다졸륨(도 9의 D 참조), 또는 1-메틸-3-(헥실포스폰산) 이미다졸륨(도 9의 E 참조)의 염소 또는 브롬 염, (12-도데실포스폰산) 트라이메틸암모늄 브로마이드, 메틸 암모늄 포스폰산(도 9의 B), 에틸 암모늄 포스폰산(도 9의 C), (12-도데실포스폰산)트라이프로필암모늄 브로마이드, (12-도데실포스폰산)트라이뷰틸암모늄 브로마이드; (12-도데실포스폰산) 메틸트라이아졸륨 브로마이드(도 9의 F); (6-헥실포스폰산) 이미다졸륨; 피리딘 알킬 포스폰산(예를 들어, 도 9의 A); 벤조 알킬 포스폰산; (1-아미노-1-페닐메틸) 포스폰산; 이들의 불화 또는 염화 유도체; 이들의 유도체; 또는 임의의 이들의 조합을 포함한다. 또 다른 예에서, 계면활성제는 바이오틴 알킬 포스폰산(예를 들어, 도 10의 구조, 여기서 R은 산소, 질소, 황, 폴리에터, 또는 이들의 조합을 나타냄)일 수 있다. 일례에서, 포스페이트 및 포스포네이트는 센서 표면에 우선적으로 결합할 수 있다.

추가의 예에서, 포스폰산 기반 계면활성제는 하나 초과의 포스폰산 표면 활성 작용기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 계면활성제는 2개의 포스폰산 표면 활성 작용기를 포함하는 비스포스폰산, 예컨대 알렌드론산 또는 이들의 유도체일 수 있다. 특히, 계면활성제는 예를 들어 원위 기로서 작용하는 중앙 모이어티에 커플링된 하나 초과의 포스폰산 작용기를 포함하는 다자리 포스폰산 기반 계면활성제, 예컨대 3차 아민 또는 알킬다이아민일 수 있다. 예를 들어, 계면활성제는 작용기화 아미노 비스(알킬 포스폰산), 예컨대 바이오틴 작용기화 아미노 비스(메틸렌 포스폰산), 나이트릴로트리스(알킬 포스폰산), 예를 들어 나이트릴로트리스(메틸렌 포스폰산), 이들의 에터 유도체, 또는 이들의 조합일 수 있다. 또 다른 예에서, 계면활성제는 알킬다이아민 테트라키스(알킬 포스폰산), 예컨대 에틸렌 다이아민 테트라키스(메틸렌 포스폰산)(도 9의 G 참조)일 수 있다. 추가의 예에서, 계면활성제는 다이에틸렌트라이아민 펜타(메틸렌 포스폰산), 헥사메틸렌다이아민 테트라(메틸렌 포스폰산), 테트라메틸렌다이아민 테트라(메틸렌 포스폰산), 또는 임의의 이들의 조합일 수 있다. 추가적인 예에서, 계면활성제는 페닐 다이포스폰산, 작용기화 이들의 유도체, 또는 이들의 조합이다.

추가의 예에서, 계면활성제는 카테콜, 예컨대 카테콜아민, 나이트로카테콜, 나이트로카테콜아민, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 카테콜은 도파민, 나이트로도파민, 노르에피네프린, 에피네프린, 이들의 에스터, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 특정한 예에서, 카테콜은 도파민 또는 나이트로도파민이다.

추가적인 예에서, 계면활성제는 아이소사이아네이트 또는 하이드록사메이트 표면 활성 작용기를 포함할 수 있다.

특히, 계면활성제는 센서 장치 위로 도포될 수 있다. 센서 장치는 복수의 센서 패드 및 임의로 센서 패드 위에 획정된 웰을 포함할 수 있다. 계면활성제는 웰의 측벽에 부착하도록 도포될 수 있거나, 센서 패드 표면에 도포될 수 있거나, 또는 이들의 조합일 수 있다. 일례에서, 센서 장치는 웰 및 센서 패드 위에 배치된 뚜껑을 포함하고, 센서 패드 및 웰 위의 흐름 용적 또는 유동 셀을 획정한다. 계면활성제 또는 계면활성제의 조합은 유동 셀 또는 흐름 용적을 통해 용액으로 도포되어 웰 또는 센서 패드와 접촉할 수 있다.

예를 들어, 도 6에 예시된 바대로, 방법(600)은 602에 예시된 바대로 센서 부품을 가온시키는 단계를 임의로 포함한다. 센서 부품은 센서 패드 위에 배치된 일련의 웰 및 웰 및 센서 패드 위의 흐름 용적 또는 유동 셀을 획정하는 뚜껑을 포함할 수 있다. 센서 부품은 35℃ 내지 100℃의 범위의 온도, 예컨대 40℃ 내지 75℃의 범위, 또는 심지어 45℃ 내지 65℃의 범위의 온도로 가온될 수 있다. 임의로, 센서 부품의 온도는 공정에 걸친 범위 내의 온도에서 유지될 수 있거나, 유체는 공정에 걸친 범위 내의 온도에서 적용될 수 있다.

604에 예시된 바대로, 센서 부품은 세척될 수 있다. 임의로, 센서 부품은 산 또는 염기 세척액 또는 이들의 조합에 의해 세척될 수 있다. 예를 들어, 센서 부품은 50mM 내지 2M의 범위의 농도, 예컨대 50mM 내지 1M의 범위, 또는 50mM 내지 200mM의 범위의 농도를 가지는 수산화나트륨 용액을 예를 들어 포함하는 염기 용액에 의해 세척될 수 있다. 염기 용액의 적용 후, 센서 부품은 15초 내지 5분의 범위, 예컨대 30초 내지 2분의 범위, 또는 45초 내지 90초의 범위의 기간 동안 염기 용액의 존재 하에 항온처리될 수 있다.

대안적으로 또는 또한, 센서 부품은 산 용액의 존재 하에 항온처리될 수 있다. 산 용액은 수성 용액일 수 있거나, 비수성 용액일 수 있다. 특히, 센서 부품은 30초 내지 10분의 범위, 예컨대 45초 내지 5분의 범위, 또는 90초 내지 150초의 범위의 기간 동안 산 용액의 존재 하에 항온처리될 수 있다.

산 용액에서의 예시적인 산은 설폰산, 포스폰산, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 산 용액은 유기 용매를 추가로 포함할 수 있다. 예시적인 설폰산은 알킬 설폰산, 알킬 아릴 설폰산, 또는 이들의 조합을 포함한다. 예시적인 알킬 설폰산은 1개 내지 18개의 탄소, 예컨대 1개 내지 14개의 탄소, 1개 내지 10개의 탄소, 또는 1개 내지 5개의 탄소를 가지는 알킬기를 포함한다. 또 다른 예에서, 알킬 설폰산의 알킬기는 10개 내지 14개의 탄소를 가진다. 예를 들어, 알킬 설폰산은 메탄설폰산, 에탄설폰산, 프로판 설폰산, 뷰탄 설폰산, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 알킬기는 예를 들어 설폰산 작용기와 반대인 말단 작용기에 의해 작용기화될 수 있다. 예시적인 작용기화 알킬 설폰산은 말단 아민기에 의해 작용기화된 알킬 설폰산, 예컨대 타우린을 포함한다. 추가의 예에서, 설폰산의 알킬기는 할로겐화, 예컨대 불화될 수 있다.

추가의 예에서, 설폰산은 알킬 아릴 설폰산을 포함한다. 알킬 아릴 설폰산, 예를 들어 알킬 벤젠 설폰산은 1개 내지 20개의 탄소를 가지는 알킬기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 알킬기는 9개 내지 18개의 탄소, 예컨대 10개 내지 14개의 탄소를 가질 수 있다. 특정한 예에서, 알킬 아릴 설폰산은 도데실 벤젠 설폰산을 포함한다. 도데실 벤젠 설폰산은 12개의 탄소를 가지는 알킬기를 가지는 알킬 아릴 설폰산의 적어도 90%, 예컨대 적어도 95%를 가지는 도데실 벤젠 설폰산의 정제된 형태일 수 있다. 대안적으로, 도데실 벤젠 설폰산은 평균 12개의 탄소를 가지는 알킬기를 가지는 알킬 벤젠 설폰산의 블렌드를 포함할 수 있다. 알킬 아릴 설폰산은 알킬 사슬을 따라 위치의 블렌드에서 알킬화될 수 있다. 또 다른 예에서, 알킬기는 1개 내지 6개의 탄소를 가질 수 있다. 예를 들어, 알킬 아릴 설폰산은 톨루엔 설폰산을 포함할 수 있다.

산 용액은 10mM 내지 500mM 산, 예컨대 설폰산의 농도를 가질 수 있다. 예를 들어, 산 용액은 50mM 내지 250mM 산의 농도를 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 산 용액은 0.5중량% 내지 25중량%의 산, 예컨대 설폰산을 포함한다. 예를 들어, 산 용액은 1중량% 내지 10중량%의 산, 예컨대 2.5중량% 내지 5중량%의 산, 예컨대 설폰산을 포함할 수 있다.

산 용액 내의 유기 용매는 적어도 상기 농도로 산(예를 들어, 설폰산)을 위한 용해도를 제공하는 비수성 용매이다. 일례에서, 유기 용매는 비양성자성일 수 있다. 유기 용매는 비극성 유기 용매일 수 있다. 또 다른 예에서, 유기 용매는 극성 비양성자성 용매일 수 있다. 일례에서, 유기 용매는 36℃ 내지 345℃의 범위의 일반 비점을 가질 수 있다. 예를 들어, 일반 비점은 65℃ 내지 275℃의 범위일 수 있다. 또 다른 예에서, 일반 비점은 65℃ 내지 150℃의 범위일 수 있다. 대안적으로, 일반 비점은 150℃ 내지 220℃의 범위이다.

특정한 예에서, 비극성 유기 용매는 알칸 용매, 방향족 용매, 또는 이들의 조합을 포함한다. 알칸 용매는 6개 내지 20개의 탄소를 가질 수 있다. 예를 들어, 알칸은 6개 내지 14개의 탄소, 예컨대 6개 내지 9개의 탄소를 가질 수 있다. 대안적으로, 알칸은 10개 내지 14개의 탄소를 가질 수 있다. 특정한 예에서, 알칸은 선형 알칸이다. 예를 들어, 알칸 용매는 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 데칸, 운데칸, 도데칸, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 알칸은 할로겐화된다. 예시적인 분지 알칸은 C11 또는 C12 알파 올레핀의 수소화 이합체를 포함할 수 있다.

추가의 예에서, 유기 용매는 극성 비양성자성 용매를 포함할 수 있다. 예를 들어, 극성 비양성자성 용매는 테트라하이드로퓨란, 에틸아세테이트, 아세톤, 다이메틸폼아마이드, 아세토나이트릴, 다이메틸 설폭사이드, N-메틸 피롤리돈(NMP), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 유기 용매는 에터 용매를 포함하지 않을 수 있고, 예를 들어 다이메틸폼아마이드, 아세토나이트릴, 다이메틸 설폭사이드, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

세척은 알코올, 예컨대 에탄올 또는 아이소프로필 알코올, 또는 알코올/물 혼합물을 사용한 세척을 또한 포함할 수 있다. 알코올 세척액은 비수성 용매 중의 산 용액을 사용할 때 특히 유용하다.

추가의 예에서, 센서 부품의 세척은 1회 이상, 예를 들어 1회, 2회 또는 3회 산 용액 세척액, 알코올 세척액, 또는 염기 용액 세척액을 통한 사이클링을 포함할 수 있다. 대안적으로, 시스템은 단일 산 세척액, 이어서 알코올 세척액 또는 단일 염기 세척액, 이어서 수성 세척액 또는 알코올/물 세척액을 사용할 수 있다.

세척 이후, 센서 부품은 606에 예시된 바대로 임의로 알코올에 의해 세척되고 건조될 수 있다. 예를 들어, 센서 부품은 알코올에 의해 추가로 수세처리되고, 알코올은 예를 들어 유동 셀을 통해 공기를 진공 흡인시킴으로써 또는 유동 셀을 통해 건조 질소를 적용함으로써 증발될 수 있다.

계면활성제는 608에 예시된 바대로 칩에 도포될 수 있다. 예를 들어, 계면활성제는 용액으로 혼입되고, 센서 부품 위로 도포되고, 1분 내지 2시간의 기간 동안 센서 부품에서 항온처리될 수 있다. 예를 들어, 센서 부품은 1분 내지 100분의 범위, 예컨대 5분 내지 75분의 범위, 5분 내지 60분의 범위, 5분 내지 30분의 범위, 또는 5분 내지 15분의 범위의 기간 동안 계면활성제 용액의 존재 하에 항온처리될 수 있다. 항온처리 온도는 35℃ 내지 100℃의 범위, 예컨대 40℃ 내지 80℃의 범위, 또는 45℃ 내지 70℃의 범위일 수 있다.

일례에서, 계면활성제 용액은 용매, 예컨대 알코올(예를 들어, 에탄올 또는 아이소프로필 알코올), N-메틸 피롤리돈(NMP), 다이메틸폼아마이드(DMF), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 임의로, 용액은 물을 포함할 수 있다. 계면활성제는 0.1 내지 10중량%, 예컨대 0.1 내지 7중량%의 범위의 양으로 포함될 수 있다. 특히, 예시적인 실란 기반 계면활성제는 2 내지 7중량%의 범위, 예컨대 4 내지 6중량%의 범위의 양으로 용액 중에 포함될 수 있다. 예시적인 포스폰산 계면활성제는 0.1 내지 2중량%의 범위, 예컨대 0.1 내지 1중량%의 범위, 또는 0.3 내지 0.8중량%의 범위로 포함될 수 있다.

계면활성제의 도포 이후, 센서 부품은 610에 예시된 바대로 세척되고 건조될 수 있다. 예를 들어, 센서 부품은 알코올, 예컨대 에탄올 또는 아이소프로필 알코올에 의해 세척되고 건조될 수 있다.

또 다른 예에서, 계면활성제는 반도체 칩 센서 부품을 싱귤레이팅하고 형성하기 전에 웨이퍼 수준으로 도포될 수 있다. 웨이퍼는 복수의 다이를 포함할 수 있다. 각각의 다이는 센서와 협업하여 획정된 일련의 반응 부위 및 센서의 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 웰은 센서의 센서 패드를 노출시키도록 표면 층에서 형성될 수 있다. 일례에서, 웨이퍼는 웨이퍼를 싱귤레이팅하고 후속하여 유동 셀 뚜껑 및 기질을 포함하는 센서 부품으로 개별 다이를 패키징하기 전에 도 6과 관련하여 기재된 바대로 센서 부품과 유사한 방식으로 처리될 수 있다.

또 다른 예에서, 웨이퍼는 산소 플라즈마를 사용하여 처리되고 이후 계면활성제이 도포될 수 있다. 예를 들어, 도 7은, 702에 예시된 바대로, 산소 플라즈마에 의해 웨이퍼, 및 특히, 웨이퍼의 웰 및 센서 표면을 처리하는 것을 포함하는 예시적인 방법(700)을 예시한다. 일례에서, 웨이퍼는 1분 내지 10분의 범위, 예컨대 2분 내지 7분의 범위의 기간 동안 50mtorr 내지 300mtorr의 산소, 예컨대 100mtorr 내지 200mtorr, 또는 125mtorr 내지 175mtorr의 산소, 및 100W 내지 500W, 예컨대 150W 내지 450W, 또는 200W 내지 350W에서 산소 플라즈마에 노출된다.

704에 예시된 바대로, 계면활성제 용액은 웨이퍼에 도포될 수 있다. 웨이퍼는 계면활성제 및 용매 용액을 포함하는 욕으로 삽입될 수 있다. 일례에서, 용매 용액은 N-메틸 피롤리돈(NMP) 및 물을 포함할 수 있다. 대안적으로, 용매 용액은 알코올 또는 알코올/물 혼합물을 포함할 수 있다. 계면활성제는 1㎎/㎖ 내지 10㎎/㎖의 범위의 농도로 계면활성제 용액 중에 포함될 수 있다. 예를 들어, 농도는 1㎎/㎖ 내지 7㎎/㎖의 범위, 또는 2㎎/㎖ 내지 6㎎/㎖의 범위일 수 있다. 욕은 35℃ 내지 100℃의 범위, 예컨대 40℃ 내지 90℃의 범위, 50℃ 내지 85℃의 범위, 또는 60℃ 내지 80℃의 범위의 온도에서 유지될 수 있다. 웨이퍼는 10분 내지 120분의 범위의 기간, 예컨대 30분 내지 90분의 범위의 기간, 또는 45분 내지 75분의 범위의 기간 동안 계면활성제 용액 중에 항온처리될 수 있다.

706에 예시된 바대로, 웨이퍼는 세척되고 건조될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼는 NMP/물 용액 중에 세척되고 후속하여 물 중에 세척될 수 있다. 웨이퍼는 이후 건조될 수 있다.

임의로, 웨이퍼는 708에 예시된 바대로 어닐링될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼는 연장된 기간 동안 승온에서 유지될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼는 50℃ 내지 150℃의 범위의 온도, 예컨대 70℃ 내지 135℃의 범위, 또는 90℃ 내지 110℃의 범위의 온도에서 어닐링될 수 있다. 웨이퍼는 공기 분위기 내에서 어닐링될 수 있다. 대안적으로, 웨이퍼는 불활성 분위기, 예컨대 질소 분위기 또는 헬륨 분위기 내에서 어닐링될 수 있다. 웨이퍼는 30분 내지 5시간의 범위, 예컨대 1시간 내지 4시간의 범위의 기간 동안 어닐링될 수 있다.

710에 예시된 바대로, 웨이퍼는 개별 다이로 싱귤레이팅될 수 있다. 각각의 다이는 712에 예시된 바대로 센서 부품으로 패키징될 수 있다. 예를 들어, 다이는 회로 기판 및 기판에 결합된 와이어에 도포될 수 있다. 뚜껑은 유동 셀을 형성하기 위해 다이 위로 도포될 수 있다. 추가로, 기판/다이 어셈블리는 추가로 기판에 다이를 고정하고 와이어 결합 또는 인터커넥트를 보호하기 위해 캡슐화될 수 있다.

상기 기재된 센서 부품 및 방법의 실시형태는 센서 부품으로부터의 증가한 중요한 신호에 관한 기술적 이점을 제공한다. 특히, 센서 부품은 더 높은 중요한 신호, 더 신속한 반응 및 덜한 완화를 나타낼 수 있다.

실시예

하기 프로토콜에 따라 뷰틸 암모늄 트라이메톡시 실란(BATS)을 사용하여 센서 부품을 제조하였다. BATS는 GELEST(부품 번호 SIT8422.0)로부터 구입 가능하다.

칩에서 도데실 벤젠 설폰산(DBSA) 처리를 수행하였다.

포트 익스텐더를 부착하였다.

50℃에서 운데칸 중의 2분 5% DBSA(100㎕)(매일 새로 제조된 용액, 50℃에서 저장됨).

2x200㎕의 아이소프로필 알코올(IPA)을 세척하였다.

1x200㎕의 나노여과(NF) 물을 세척하였다.

1분 100mM NaOH(200㎕).

1x200㎕의 NF 물을 세척하였다.

1x200㎕의 IPA를 세척하였다.

포트 익스텐더를 제거하고 진공 하에 IPA를 제거하였다.

전체 3 DBSA/NaOH 사이클 동안 2회 초과 반복하였다.

5% BATS 용액을 만들었다. 1㎖의 용액을 만들기 위해, 750㎕의 무수 에탄올 및 50㎕의 NF 물과 함께 200㎕의 BATS(DMF 중의 25%).

95% EtOH가 충전된 1.5㎖의 관이 구비된 4oz 병에 DBSA 세척된 칩을 배치하였다.

200㎕의 BATS 용액을 칩에 첨가하여, 입구 및 출구 웰 둘 다가 완전히 충전되는 것이 확실하게 하였다.

캡에 의해 병을 조심스럽게 밀봉하였다.

70℃ 오븐에 1시간 동안 배치하였다.

오븐으로부터 병을 제거하고 병으로부터 칩을 꺼냈다.

1㎖의 에탄올에 의해 칩의 포트 및 상부를 세척하였다(큰 입의 용기 위로 칩을 유지).

무필터 20㎕ 선단이 장착된 1㎖의 피펫 선단을 사용하여 칩을 통해 3x1㎖의 에탄올을 밀어넣었다.

진공 하에 칩으로부터 에탄올을 제거하였다.

실시예 2

하기 프로토콜을 이용하여 센서 부품(ION Torrent(상표명) Proton II(라이프 테크놀로지스 코포레이션(Life Technologies Corporation)사로부터 구입 가능))을 이미다졸 인산(ImPA)에 의해 처리하였다. ImPA 용액은 50% 아이소프로판올/50% diH2O 중의 5㎎/㎖의 ImPA를 함유한다.

세정

1. 50℃에서 핫 플레이트에 칩을 배치하고, 짧게(약 30초) 가온되게 하였다.

2. 100㎕의 5% DBSA 용액을 첨가하였다.

3. 5분 동안 항온처리하였다.

4. 2x200㎕의 부분의 운데칸에 의해 칩을 세척하였다.

5. IPA에 의해 칩을 세척하고, 진공 흡인(또는 진공이 이용 가능하지 않은 경우 질소 흐름)에 의해 건조시켰다.

ImPA 증착

1. 50℃에서 핫 플레이트에 깨끗해진 건조된 칩을 배치하고, 짧게 가온되게 하였다.

2. 충분한 ImPA 용액을 로딩하여 유동 셀 및 포트 둘 다(약 150㎕)를 충전하였다.

3. 10분 항온처리하였다.

4. 진공 흡인(또는 진공이 이용 가능하지 않은 경우 피펫팅)에 의해 포트를 비웠다.

5. 3x200㎕의 50% 아이소프로판올 용액에 의해 칩을 세척하였다.

6. IPA에 의해 칩을 세척하고, 진공 흡인(또는 진공이 이용 가능하지 않은 경우 질소 흐름)에 의해 건조시켰다.

실시예 3

하기 프로토콜을 이용하여 센서 부품(ION Torrent(상표명) Proton II(라이프 테크놀로지스 코포레이션사로부터 구입 가능))을 12-도데실포스폰산 트라이메톡시암모늄 브로마이드(MAPA)에 의해 처리하였다. ImPA 용액은 50% 아이소프로판올/50% diH2O 중의 5㎎/㎖의 ImPA를 함유한다.

세정 -

2. 100㎕의 5% DBSA 용액을 첨가하였다.

3. 5분 동안 항온처리하였다.

4. 2x200㎕의 부분의 운데칸에 의해 칩을 세척하였다.

5. 핫 플레이트로부터 칩을 제거하고, 200㎕의 운데칸에 의해 세정하였다.

6. 2x200㎕의 IPA, 이어서 200㎕의 초순수 물에 의해 칩을 세정하였다.

7. IPA에 의해 칩을 세척하고, 진공 흡인(또는 진공이 이용 가능하지 않은 경우 질소 흐름)에 의해 건조시켰다.

MAPA 증착 -

1. 물(MAPA: 12-도데실포스폰산 트라이메톡시암모늄 브로마이드; SIK7722-10) 중에 5㎎/㎖의 용액을 제조하였다. 용액을 짧게 음파처리하여 MAPA 고체를 완정히 용해시켰다.

2. 물을 함유하는 1.5㎖의 관이 구비된 밀봉 가능한 유리 용기 내에 깨끗해진 건조된 칩을 배치하였다.

3. 각각의 칩으로 충분한 MAPA 용액을 로딩하여 유동 셀 및 포트 둘 다(약 150㎕)를 충전하였다.

4. 유리 용기에 뚜껑을 배치하고 단단히 고정하였다.

5. 칩을 가지는 용기를 90℃ 오븐으로 옮기고, 1시간 동안 항온처리하였다.

6. 오븐으로부터 용기를 제거하고 용기로부터 칩을 제거하였다.

7. 진공 흡인(또는 진공이 이용 가능하지 않은 경우 피펫팅)에 의해 포트를 비웠다.

8. 3x200㎕의 50% 아이소프로판올 용액에 의해 칩을 세척하였다.

9. IPA에 의해 칩을 세척하고, 진공 흡인(또는 진공이 이용 가능하지 않은 경우 질소 흐름)에 의해 건조시켰다.

실시예 4

센서 칩(라이프 테크놀로지스 코포레이션사제의 ION Torrent(상표명) Proton II 센서)으로 전환되는 센서 다이를 포함하는 웨이퍼를 ImPA에 의해 처리한 후, 하기 프로토콜에 따라 다이싱하고 패키징하였다:

1. 산소 플라즈마는 200mtorr에서 5분 동안 500와트에서 MW 센서 구조의 다이를 함유하는 8인치 웨이퍼를 세정한다.

2. 웨이퍼를 제거하고 즉시 1시간 동안 50/50 NMP 물 중에 1㎎/㎖의 ImPA의 70℃ 용액 중에 액침시켰다.

3. 웨이퍼를 제거하고, 즉시 50/50 NMP/물의 용액 중에 액침하여 세정하였다. 짧게 진탕시켰다.

4. 웨이퍼를 제거하고, 나노순수 물의 욕 중에 액침시켰다.

5. 추가적인 나노순수 물에 의해 세정하였다.

6. 질소의 스트림에 의해 건조시켯다.

7. 2시간 동안 100℃에서 어닐링하였다.

실시예 5

1회 사이클 동안 플라즈마 세정기를 실행한 후 웨이퍼를 도입하였다(5분, 300와트, 150mtorr 산소). 플라즈마 세정기에서 중앙 랙에 웨이퍼를 배치하였다. 150mtorr의 산소에 의한 5분 300와트 플라즈마 세정을 위해 플라즈마를 실행하였다.

하기 용액(25% NMP/75% 물 중의 5㎎/㎖의 ImPA)을 제조하였다: 1그램의 ImPA, 50㎖의 NMP 및 150㎖의 나노순수 물. 짧게 음파처리하여 용액으로 완전히 ImPA를 얻었다.

웨이퍼를 플라즈마 세정하면, 즉시 웨이퍼를 파이 접시에 배치하고, ImPA 용액에 의해 커버하였다. 제2 파이 접시를 뒤집어서 커버로서 사용하였다. 1시간 동안 70℃ 오븐에 배치하였다. 오븐으로부터 커버된 파이 접시를 제거하였다. 새로운 25% NMP/75% 물을 함유하는 깨끗한 파이 접시 중에 액침함으로써 웨이퍼를 세정하였다. 와류시켜 세정을 보조하였다. ImPA를 25/75 NMP 물 혼합물과 함께 함유하는 파이 접시를 세정하고, 새로운 25/75 NMP에 의해 충전하여 제2 세정 욕으로서 사용하였다. 웨이퍼를 제2 욕으로 옮기고, 와류시켜 세정을 보조하였다. 제3 25/75 NMP 물 욕에 의해 다시 반복하였다.

3회 NMP/물 세정을 완료한 후, 제1 물 세정을 위해 나노순수 물을 함유하는 파이 접시에 웨이퍼를 옮겼다. 와류시켜 세정을 보조하였다. 전체 3회 NMP/물 세정 및 3회 물에 의한 세정을 위해 웨이퍼에 의해 2회 초과의 물 욕 액침을 완료하였다(초기 처리에 사용된 2개의 파이 접시 사이에 웨이퍼를 교대함).

웨이퍼를 제거하고, 질소 가스 스트림에 의해 건조시켰다. 어셈블리에 대한 수송을 위해 웨이퍼 캐리어에서 저장하였다.

제1 양태에서, 센서 부품은 센서 표면을 포함하는 센서; 센서와 협업하고 센서 표면을 노출시키는 반응 부위(여기서, 반응 부위는 반응 부위 표면을 포함함); 및 반응 부위 표면 또는 센서 표면에 결합된 계면활성제(여기서, 계면활성제는 반응 부위 표면 또는 센서 표면 위의 브뢴스테드 염기 또는 루이스 산 작용기와 반응성인 표면 활성 작용기를 포함하고 도너 전자 쌍을 가지지 않는 원위 작용기를 포함함)을 포함한다.

제2 양태에서, 센서 부품을 형성하는 방법은 웨이퍼를 산소 플라즈마로 처리하는 단계(여기서, 웨이퍼는 복수의 다이를 포함하고, 복수의 다이의 각각의 다이는 센서 어레이 및 센서 어레이와 협동하는 반응 부위 어레이를 포함함); 및 계면활성제를 웨이퍼에 도포하는 단계(여기서, 계면활성제는 반응 부위의 표면 또는 센서 어레이의 센서의 표면에 결합하고, 계면활성제는 반응 부위 표면 또는 센서 표면 위의 브뢴스테드 염기 또는 루이스 산 작용기와 반응성인 표면 활성 작용기를 포함하고 도너 전자 쌍을 가지지 않는 원위 작용기를 포함함)를 포함한다.

제3 양태에서, 센서 부품을 처리하는 방법은 센서 부품을 세척하는 단계(여기서, 센서 부품은 반응 부위와 협업하는 센서를 포함하고, 센서는 센서 표면을 포함하고, 반응 부위는 반응 부위 표면을 포함함); 및 계면활성제를 웨이퍼에 도포하는 단계(여기서, 계면활성제는 반응 부위 표면 또는 센서 표면에 결합하고, 계면활성제는 반응 부위 표면 또는 센서 표면 위의 브뢴스테드 염기 또는 루이스 산 작용기와 반응성인 표면 활성 작용기를 포함하고 도너 전자 쌍을 가지지 않는 원위 작용기를 포함함)를 포함한다.

제2 및 제3 양태의 일례에서, 상기 방법은 계면활성제를 도포한 후 센서 부품을 알코올에 의해 세척하는 단계를 추가로 포함한다.

제2 양태의 또 다른 예 및 상기 예에서, 상기 방법은 계면활성제를 도포한 후 웨이퍼를 어닐링하는 단계를 추가로 포함한다.

제2 양태의 추가의 예 및 상기 예에서, 상기 방법은 계면활성제를 도포한 후 웨이퍼를 복수의 다이로 싱귤레이팅하는 단계를 추가로 포함한다. 예를 들어, 상기 방법은 복수의 다이 중의 다이를 패키징하는 단계를 추가로 포함한다.

제1, 제2 및 제3 양태의 일례 및 상기 예에서, 표면 활성 작용기는 실란, 포스폰산, 또는 이들의 조합을 포함한다. 예를 들어, 표면 활성 작용기는 실란을 포함한다. 또 다른 예에서, 표면 활성 작용기는 포스폰산을 포함한다. 추가적인 예에서, 원위 작용기는 알킬기 또는 4차 암모늄을 포함한다. 예를 들어, 4차 암모늄은 2차, 3차 또는 헤테로사이클릭 아민으로부터 유도된다. 일례에서, 헤테로사이클릭 아민은 피롤리딘, 피롤, 이미다졸, 피페리딘, 피리딘, 피리미딘, 퓨린, 또는 이들의 조합을 포함한다.

제1, 제2 및 제3 양태의 또 다른 예 및 상기 예에서, 계면활성제는 알킬 트라이알콕시 실란, 4차 암모늄 알킬 알콕시 실란의 염, 이들의 불화 또는 염화 유도체, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합이다.

제1, 제2 및 제3 양태의 추가의 예 및 상기 예에서, 계면활성제는 알킬 포스폰산, 4차 아미노 포스폰산의 염, 이들의 불화 또는 염화 유도체, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합이다.

제1, 제2 및 제3 양태의 추가적인 예 및 상기 예에서, 원위 작용기는 양전하를 가진다.

제1, 제2 및 제3 양태의 또 다른 예 및 상기 예에서, 계면활성제는 단층으로 결합한다.

제1, 제2 및 제3 양태의 추가의 예 및 상기 예에서, 센서는 전계 트랜지스터를 포함한다. 예를 들어, 전계 트랜지스터는 이온 감응 전계 트랜지스터를 포함한다.

제1, 제2 및 제3 양태의 추가적인 예 및 상기 예에서, 센서는 센서 어레이의 일부이고, 반응 부위는 센서 어레이에 작동 가능하게 커플링된 웰의 어레이의 웰이다.

제1, 제2 및 제3 양태의 또 다른 예 및 상기 예에서, 계면활성제는 센서 표면에 결합한다.

제1, 제2 및 제3 양태의 추가의 예 및 상기 예에서, 계면활성제는 반응 부위 표면에 결합한다.

제4 양태에서, 센서 부품은 센서 표면을 포함하는 센서, 센서와 협업하고 센서 표면을 노출시키는 반응 부위(여기서, 반응 부위는 반응 부위 표면을 포함함), 및 반응 부위 표면 또는 센서 표면에 결합된 계면활성제를 포함한다. 계면활성제는 센서 표면과 반응성인 표면 활성 작용기를 포함하고, 원위 작용기를 포함한다. 표면 활성 작용기는 포스페이트, 포스폰산, 포스핀산, 비스포스폰산, 다자리 포스페이트 또는 포스포네이트, 폴리포스페이트/포스포네이트, 이들의 알콕시 유도체, 또는 임의의 이들의 조합을 포함한다. 원위 작용기는 암모늄을 포함한다.

제5 양태에서, 센서 부품을 처리하는 방법은 센서 부품을 세척하는 단계를 포함한다. 센서 부품은 반응 부위와 협업하는 센서를 포함한다. 센서는 센서 표면을 포함하고, 반응 부위는 반응 부위 표면을 포함한다. 상기 방법은 계면활성제를 웨이퍼에 도포하는 단계를 추가로 포함한다. 계면활성제는 센서 표면과 반응성인 표면 활성 작용기를 포함하고, 원위 작용기를 포함한다. 표면 활성 작용기는 포스페이트, 포스폰산, 포스핀산, 비스포스폰산, 다자리 포스페이트 또는 포스포네이트, 폴리포스페이트/포스포네이트, 이들의 알콕시 유도체, 또는 임의의 이들의 조합을 포함한다. 원위 작용기는 아민을 포함한다.

제6 양태에서, 센서 부품을 형성하는 방법은 웨이퍼를 산소 플라즈마로 처리하는 단계를 포함한다. 웨이퍼는 복수의 다이를 포함한다. 복수의 다이의 각각의 다이는 센서 어레이 및 센서 어레이와 협동하는 반응 부위 어레이를 포함한다. 상기 방법은 계면활성제를 웨이퍼에 도포하는 단계를 추가로 포함한다. 계면활성제는 센서 표면과 반응성인 표면 활성 작용기를 포함하고, 원위 작용기를 포함한다. 표면 활성 작용기는 포스페이트, 포스폰산, 포스핀산, 비스포스폰산, 다자리 포스페이트 또는 포스포네이트, 폴리포스페이트/포스포네이트, 이들의 알콕시 유도체, 또는 임의의 이들의 조합을 포함한다. 원위 작용기는 아민을 포함한다.

상기 양태의 일례 및 예들에서, 표면 활성 작용기는 포스페이트, 포스폰산, 포스핀산, 이들의 알콕시 유도체, 또는 임의의 이들의 조합을 포함한다.

상기 양태의 또 다른 예 및 예들에서, 아민은 2차, 3차 또는 헤테로사이클릭 아민으로부터 유도된다. 예를 들어, 헤테로사이클릭 아민은 피롤리딘, 피롤, 이미다졸, 피페리딘, 피리딘, 피리미딘, 퓨린, 또는 이들의 조합을 포함한다.

상기 양태의 추가의 예 및 예들에서, 계면활성제는 알킬 포스폰산, 4차 아미노 포스폰산의 염, 이들의 불화 또는 염화 유도체, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합이다.

상기 양태의 추가적인 예 및 예들에서, 계면활성제는 4차 아미노 포스폰산, 메틸 암모늄 포스폰산, 에틸 암모늄 포스폰산, (12-도데실포스폰산) 메틸트라이아졸륨 브로마이드, (6-헥실포스폰산) 이미다졸륨, 피리딘 알킬 포스폰산, (1-아미노-1-페닐메틸) 포스폰산의 염소 또는 브롬 염, 이들의 불화 또는 염화 유도체, 이들의 유도체; 또는 임의의 이들의 조합을 포함한다.

상기 양태의 또 다른 예 및 예들에서, 계면활성제는 이미다졸 포스폰산을 포함한다.

상기 양태의 추가의 예 및 예들에서, 계면활성제는 (12-도데실포스폰산) 메틸트라이아졸륨 브로마이드를 포함한다.

상기 양태의 추가적인 예 및 예들에서, 계면활성제는 작용기화 아미노 비스(알킬 포스폰산)을 포함한다.

상기 양태의 또 다른 예 및 예들에서, 계면활성제는 비스포스폰산 또는 다자리 포스폰산을 포함한다. 예를 들어, 계면활성제는 다이에틸렌트라이아민 펜타(메틸렌 포스폰산), 헥사메틸렌다이아민 테트라(메틸렌 포스폰산), 테트라메틸렌다이아민 테트라(메틸렌 포스폰산), 또는 임의의 이들의 조합을 포함한다.

상기 양태의 추가의 예 및 예들에서, 계면활성제는 단층으로 결합한다.

상기 양태의 추가적인 예 및 예들에서, 센서는 전계 트랜지스터를 포함한다. 예를 들어, 전계 트랜지스터는 이온 감응 전계 트랜지스터를 포함한다.

상기 양태의 또 다른 예 및 예들에서, 센서는 센서 어레이의 일부이고, 반응 부위는 센서 어레이에 작동 가능하게 커플링된 웰의 어레이의 웰이다.

상기 양태의 추가의 예 및 예들에서, 계면활성제는 센서 표면에 결합한다.

상기 양태의 추가적인 예 및 예들에서, 계면활성제는 반응 부위 표면에 결합한다.

제5 양태의 일례 및 상기 예에서, 상기 방법은 계면활성제를 도포한 후 센서 부품을 알코올에 의해 세척하는 단계를 추가로 포함한다.

상기 양태의 또 다른 예 및 예들에서, 원위 작용기는 양전하를 가진다.

제6 양태의 일례 및 상기 예에서, 상기 방법은 계면활성제를 도포한 후 웨이퍼를 어닐링하는 단계를 추가로 포함한다.

제6 양태의 또 다른 예 및 상기 예에서, 상기 방법은 계면활성제를 도포한 후 웨이퍼를 복수의 다이로 싱귤레이팅하는 단계를 추가로 포함한다. 예를 들어, 상기 방법은 복수의 다이 중의 다이를 패키징하는 단계를 추가로 포함한다.

일반 설명 또는 예에서 상기 기재된 모든 활동이 필요하지 않고, 구체적인 활동 중 일부가 필요하지 않을 수 있고, 기재된 것 이외에 하나 이상의 추가의 활동이 수행될 수 있다는 것에 주목한다. 훨씬 추가로, 활동이 기재된 순서는 반드시 이것이 수행되는 순서는 아니다.

상기 명세서에서, 구체적인 실시형태를 참조하여 개념이 기재되어 있다. 그러나, 당해 분야의 당업자는 하기 청구항에 기재된 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 다양한 변형 및 변화가 이루어질 수 있다는 것을 이해한다. 따라서, 본 명세서 및 도면은 제한 의미보다는 오히려 예시로서 고려되어야 하고, 모든 이러한 변형은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

본 명세서에서 사용되는 바대로, 용어 "포함하다"(comprise), "포함하는"(comprising), "포함하다"(includes), "포함하는"(including), "갖다"(has), "갖다"(has), "갖는"(having) 또는 이들의 다른 임의의 변형은 비배타적 내포를 망라하려는 것이다. 예를 들어, 특징의 목록을 포함하는 공정, 방법, 물품 또는 기구는 이 특징으로 반드시 제한되는 것은 아니고, 명확히 기재되지 않거나 이러한 공정, 방법, 물품 또는 기구에 고유하지 않은 다른 특징을 포함할 수 있다. 추가로, 반대로 명확히 기재되지 않는 한, "또는"은 "포함적 논리합(inclusive-or)"을 지칭하는 것이고 "배타적 논리합(exclusive-or)"을 지칭하는 것은 아니다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는, A가 참(또는 존재함)이고 B가 거짓(또는 존재하지 않음)인 경우; A가 거짓(또는 존재하지 않음)이고 B가 참(또는 존재함) 경우; 및 A와 B 모두가 참(또는 존재함)인 경우들 중 임의의 하나에 의해 충족된다.

또한, 단수 표현의 사용은 본 명세서에서 설명하는 구성요소들과 성분들을 설명하도록 이용된다. 이것은 단지 편리함을 위해 그리고 본 발명의 범위의 일반 의미를 제공하도록 이루어진다. 이 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하도록 읽혀져야 하고, 단수는 또한 이것이 달리 의미한다는 것이 명확하지 않은 한 복수를 포함한다.

이익, 다른 이점 및 문제점에 대한 해결책은 구체적인 실시형태와 관련하여 상기 기재되어 있다. 그러나, 이익, 이점, 문제점에 대한 해결책, 및 임의의 이익, 이점 또는 해결책이 발생하거나 더 뚜렷해지게 할 수 있는 임의의 특징(들)은 임의의 또는 모든 청구항의 중요한, 필요한 또는 본질적인 특징인 것으로 해석되지 않아야 한다.

본 명세서를 읽은 후, 당업자는 명확성을 위해 별개의 실시형태의 맥락에서 본 명세서에 기재되어 있는 소정의 특징이 단일 실시형태와 조합되어 또한 제공될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 반대로, 명확성을 위해 단일 실시형태의 맥락에서 기재되어 있는 다양한 특징은 별개로 또는 임의의 하위조합으로 또한 제공될 수 있다. 추가로, 범위로 기재된 값의 언급은 그 범위 내의 각각의 및 모든 값을 포함한다.

Claims

센서 부품으로서,
센서 표면을 포함하는 센서;
상기 센서와 협업하고 상기 센서 표면을 노출시키는 반응 부위로서, 상기 반응 부위(reaction site)는 반응 부위 표면을 포함하는, 상기 반응 부위; 및
상기 반응 부위 표면 또는 상기 센서 표면에 결합된 계면활성제(surface agent)로서, 상기 계면활성제는 상기 센서 표면과 반응성인 표면 활성 작용기를 포함하고 원위 작용기(distal functionality)를 포함하고, 상기 표면 활성 작용기는 포스페이트, 포스폰산, 포스핀산, 비스포스폰산, 다자리 포스페이트 또는 포스포네이트, 폴리포스페이트/포스포네이트, 이들의 알콕시 유도체, 또는 임의의 이들의 조합을 포함하고, 상기 원위 작용기는 아민을 포함하는, 상기 계면활성제를 포함하는, 센서 부품.
제1항에 있어서, 상기 표면 활성 작용기는 포스페이트, 포스폰산, 포스핀산, 이들의 알콕시 유도체, 또는 임의의 이들의 조합을 포함하는, 센서.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 아민은 2차, 3차 또는 헤테로사이클릭 아민으로부터 유도된, 센서.
제3항에 있어서, 상기 헤테로사이클릭 아민은 피롤리딘, 피롤, 이미다졸, 피페리딘, 피리딘, 피리미딘, 퓨린, 또는 이들의 조합을 포함하는, 센서.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 알킬 포스폰산, 4차 아미노 포스폰산의 염, 이들의 불화 또는 염화 유도체, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합인, 센서.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 4차 아미노 포스폰산, 메틸 암모늄 포스폰산, 에틸 암모늄 포스폰산, (12-도데실포스폰산) 메틸트라이아졸륨 브로마이드, (6-헥실포스폰산) 이미다졸륨, 피리딘 알킬 포스폰산, (1-아미노-1-페닐메틸) 포스폰산의 염소 또는 브롬 염, 이들의 불화 또는 염화 유도체, 이들의 유도체; 또는 임의의 이들의 조합을 포함하는, 센서.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 이미다졸 포스폰산을 포함하는, 센서.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 (12-도데실포스폰산) 메틸트라이아졸륨 브로마이드를 포함하는, 센서.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 작용기화 아미노 비스(알킬 포스폰산)을 포함하는, 센서.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 비스포스폰산 또는 다자리 포스폰산을 포함하는, 센서.
제10항에 있어서, 상기 계면활성제는 다이에틸렌트라이아민 펜타(메틸렌 포스폰산), 헥사메틸렌다이아민 테트라(메틸렌 포스폰산), 테트라메틸렌다이아민 테트라(메틸렌 포스폰산), 또는 임의의 이들의 조합을 포함하는, 센서.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 단층으로 결합하는, 센서.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 전계 트랜지스터를 포함하는, 센서.
제13항에 있어서, 상기 전계 트랜지스터는 이온 감응 전계 트랜지스터를 포함하는, 센서.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 센서 어레이의 일부이고, 상기 반응 부위는 상기 센서 어레이에 작동 가능하게 커플링된 웰의 어레이의 웰인, 센서.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 상기 센서 표면에 결합하는, 센서.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 상기 반응 부위 표면에 결합하는, 센서.
센서 부품을 처리하는 방법으로서,
센서 부품을 세척하는 단계로서, 상기 센서 부품은 반응 부위와 협업하는 센서를 포함하고, 상기 센서는 센서 표면을 포함하고, 상기 반응 부위는 반응 부위 표면을 포함하는, 상기 세척하는 단계; 및
계면활성제를 웨이퍼에 도포하는 단계로서, 상기 계면활성제는 상기 센서 표면과 반응성인 표면 활성 작용기를 포함하고 원위 작용기를 포함하고, 상기 표면 활성 작용기는 포스페이트, 포스폰산, 포스핀산, 비스포스폰산, 다자리 포스페이트 또는 포스포네이트, 폴리포스페이트/포스포네이트, 이들의 알콕시 유도체, 또는 임의의 이들의 조합을 포함하고, 상기 원위 작용기는 아민을 포함하는, 상기 도포하는 단계를 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제18항에 있어서, 상기 계면활성제를 도포한 후 상기 센서 부품을 알코올에 의해 세척하는 단계를 추가로 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 아민은 2차, 3차 또는 헤테로사이클릭 아민으로부터 유도된, 센서 부품을 처리하는 방법.
제20항에 있어서, 상기 헤테로사이클릭 아민은 피롤리딘, 피롤, 이미다졸, 피페리딘, 피리딘, 피리미딘, 퓨린, 또는 이들의 조합을 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 알킬 포스폰산, 4차 아미노 포스폰산의 염, 이들의 불화 또는 염화 유도체, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합인, 센서 부품을 처리하는 방법.
제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 4차 아미노 포스폰산, 메틸 암모늄 포스폰산, 에틸 암모늄 포스폰산, (12-도데실포스폰산) 메틸트라이아졸륨 브로마이드, (6-헥실포스폰산) 이미다졸륨, 피리딘 알킬 포스폰산, (1-아미노-1-페닐메틸) 포스폰산의 염소 또는 브롬 염, 이들의 불화 또는 염화 유도체, 이들의 유도체; 또는 임의의 이들의 조합을 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 이미다졸 포스폰산을 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제18항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 (12-도데실포스폰산) 메틸트라이아졸륨 브로마이드를 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제18항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 작용기화 아미노 비스(알킬 포스폰산)을 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제18항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 비스포스폰산 또는 다자리 포스폰산을 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제27항에 있어서, 상기 계면활성제는 다이에틸렌트라이아민 펜타(메틸렌 포스폰산), 헥사메틸렌다이아민 테트라(메틸렌 포스폰산), 테트라메틸렌다이아민 테트라(메틸렌 포스폰산), 또는 임의의 이들의 조합을 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제18항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원위 작용기는 양전하를 가지는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제18항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 단층으로 결합하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제18항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 전계 트랜지스터를 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제31항에 있어서, 상기 전계 트랜지스터는 이온 감응 전계 트랜지스터를 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제18항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 상기 센서 표면에 결합하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제18항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 상기 반응 부위 표면에 결합하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
센서 부품을 형성하는 방법으로서,
웨이퍼를 산소 플라즈마로 처리하는 단계로서, 상기 웨이퍼는 복수의 다이를 포함하고, 상기 복수의 다이의 각각의 다이는 센서 어레이 및 상기 센서 어레이와 협업하는 반응 부위 어레이를 포함하는, 상기 처리하는 단계; 및
계면활성제를 상기 웨이퍼에 도포하는 단계로서, 상기 계면활성제는 상기 센서 표면과 반응성인 표면 활성 작용기를 포함하고 원위 작용기를 포함하고, 상기 표면 활성 작용기는 포스페이트, 포스폰산, 포스핀산, 비스포스폰산, 다자리 포스페이트 또는 포스포네이트, 폴리포스페이트/포스포네이트, 이들의 알콕시 유도체, 또는 임의의 이들의 조합을 포함하고, 상기 원위 작용기는 아민을 포함하는, 상기 도포하는 단계를 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제35항에 있어서, 상기 계면활성제를 도포한 후 상기 웨이퍼를 어닐링하는 단계를 추가로 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제35항 또는 제36항에 있어서, 상기 계면활성제를 도포한 후 상기 웨이퍼를 복수의 다이로 싱귤레이팅(singulating)하는 단계를 추가로 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제37항에 있어서, 상기 복수의 다이 중의 다이를 패키징하는 단계를 추가로 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제35항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 아민은 2차, 3차 또는 헤테로사이클릭 아민으로부터 유도된, 센서 부품을 형성하는 방법.
제39항에 있어서, 상기 헤테로사이클릭 아민은 피롤리딘, 피롤, 이미다졸, 피페리딘, 피리딘, 피리미딘, 퓨린, 또는 이들의 조합을 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제35항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 알킬 포스폰산, 4차 아미노 포스폰산의 염, 이들의 불화 또는 염화 유도체, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합인, 센서 부품을 형성하는 방법.
제35항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 4차 아미노 포스폰산, 메틸 암모늄 포스폰산, 에틸 암모늄 포스폰산, (12-도데실포스폰산) 메틸트라이아졸륨 브로마이드, (6-헥실포스폰산) 이미다졸륨, 피리딘 알킬 포스폰산, (1-아미노-1-페닐메틸) 포스폰산의 염소 또는 브롬 염, 이들의 불화 또는 염화 유도체, 이들의 유도체; 또는 임의의 이들의 조합을 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제35항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 이미다졸 포스폰산을 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제35항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 (12-도데실포스폰산) 메틸트라이아졸륨 브로마이드를 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제35항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 작용기화 아미노 비스(알킬 포스폰산)을 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제35항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 비스포스폰산 또는 다자리 포스폰산을 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제46항에 있어서, 상기 계면활성제는 다이에틸렌트라이아민 펜타(메틸렌 포스폰산), 헥사메틸렌다이아민 테트라(메틸렌 포스폰산), 테트라메틸렌다이아민 테트라(메틸렌 포스폰산), 또는 임의의 이들의 조합을 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제35항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원위 작용기는 양전하를 가지는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제35항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 단층으로 결합하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제35항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 어레이의 센서는 전계 트랜지스터를 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제50항에 있어서, 상기 전계 트랜지스터는 이온 감응 전계 트랜지스터를 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제35항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 상기 센서 표면에 결합하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제35항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 상기 반응 부위 표면에 결합하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
센서 부품으로서,
센서 표면을 포함하는 센서;
상기 센서와 협업하고 상기 센서 표면을 노출시키는 반응 부위로서, 상기 반응 부위는 반응 부위 표면을 포함하는, 상기 반응 부위; 및
상기 반응 부위 표면 또는 상기 센서 표면에 결합된 계면활성제로서, 상기 계면활성제는 상기 반응 부위 표면 또는 상기 센서 표면 위의 브뢴스테드 염기 또는 루이스 산 작용기와 반응성인 표면 활성 작용기를 포함하고 도너 전자 쌍을 가지지 않는 원위 작용기를 포함하는, 상기 계면활성제를 포함하는, 센서 부품.
제54항에 있어서, 상기 표면 활성 작용기는 실란, 포스페이트, 포스폰산, 포스핀산, 비스포스폰산, 아이소사이아네이트, 카테콜, 하이드록사메이트, 이들의 알콕시 유도체, 또는 임의의 이들의 조합을 포함하는, 센서.
제55항에 있어서, 상기 표면 활성 작용기는 실란 또는 이들의 알콕시 유도체를 포함하는, 센서.
제55항에 있어서, 상기 표면 활성 작용기는 포스페이트, 포스폰산, 포스핀산, 비스포스폰산, 이들의 알콕시 유도체, 또는 임의의 이들의 조합을 포함하는, 센서.
제55항에 있어서, 상기 표면 활성 작용기는 아이소사이아네이트, 카테콜, 하이드록사메이트, 이들의 알콕시 유도체, 또는 임의의 이들의 조합을 포함하는, 센서.
제55항에 있어서, 상기 원위 작용기는 알킬기 또는 4차 암모늄을 포함하는, 센서.
제59항에 있어서, 상기 4차 암모늄은 2차, 3차 또는 헤테로사이클릭 아민으로부터 유도된, 센서.
제60항에 있어서, 상기 헤테로사이클릭 아민은 피롤리딘, 피롤, 이미다졸, 피페리딘, 피리딘, 피리미딘, 퓨린, 또는 이들의 조합을 포함하는, 센서.
제54항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 알킬 트라이알콕시 실란, 4차 암모늄 알킬 알콕시 실란의 염, 이들의 불화 또는 염화 유도체, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합인, 센서.
제54항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 알킬 포스폰산, 4차 아미노 포스폰산의 염, 이들의 불화 또는 염화 유도체, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합인, 센서.
제54항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원위 작용기는 양전하를 가지는, 센서.
제54항 내지 제64항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 단층으로 결합하는, 센서.
제54항 내지 제65항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 전계 트랜지스터를 포함하는, 센서.
제66항에 있어서, 상기 전계 트랜지스터는 이온 감응 전계 트랜지스터를 포함하는, 센서.
제54항 내지 제67항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 센서 어레이의 일부이고, 상기 반응 부위는 상기 센서 어레이에 작동 가능하게 커플링된 웰의 어레이의 웰인, 센서.
제54항 내지 제68항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 상기 센서 표면에 결합하는, 센서.
제54항 내지 제69항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 상기 반응 부위 표면에 결합하는, 센서.
센서 부품을 형성하는 방법으로서,
웨이퍼를 산소 플라즈마로 처리하는 단계로서, 상기 웨이퍼는 복수의 다이를 포함하고, 상기 복수의 다이의 각각의 다이는 센서 어레이 및 상기 센서 어레이와 협업하는 반응 부위 어레이를 포함하는, 상기 처리하는 단계; 및
계면활성제를 상기 웨이퍼에 도포하는 단계로서, 상기 계면활성제는 상기 반응 부위의 표면 또는 상기 센서 어레이의 센서의 표면에 결합하고, 상기 계면활성제는 상기 반응 부위 표면 또는 상기 센서 표면 위의 브뢴스테드 염기 또는 루이스 산 작용기와 반응성인 표면 활성 작용기를 포함하고 도너 전자 쌍을 가지지 않는 원위 작용기를 포함하는, 상기 도포하는 단계를 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제71항에 있어서, 상기 계면활성제를 도포한 후 상기 웨이퍼를 어닐링하는 단계를 추가로 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제71항 또는 제72항에 있어서, 상기 계면활성제를 도포한 후 상기 웨이퍼를 복수의 다이로 싱귤레이팅하는 단계를 추가로 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제73항에 있어서, 상기 복수의 다이 중의 다이를 패키징하는 단계를 추가로 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제71항 내지 제74항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면 활성 작용기는 실란, 포스폰산, 포스핀산, 비스포스폰산, 아이소사이아네이트, 카테콜, 하이드록사메이트, 이들의 알콕시 유도체, 또는 임의의 이들의 조합을 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제75항에 있어서, 상기 표면 활성 작용기는 실란을 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제75항에 있어서, 상기 표면 활성 작용기는 포스폰산을 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제75항에 있어서, 상기 표면 활성 작용기는 아이소사이아네이트, 카테콜, 하이드록사메이트, 이들의 알콕시 유도체, 또는 임의의 이들의 조합을 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제75항에 있어서, 상기 원위 작용기는 알킬기 또는 4차 암모늄을 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제79항에 있어서, 상기 4차 암모늄은 2차, 3차 또는 헤테로사이클릭 아민으로부터 유도된, 센서 부품을 형성하는 방법.
제80항에 있어서, 상기 헤테로사이클릭 아민은 피롤리딘, 피롤, 이미다졸, 피페리딘, 피리딘, 피리미딘, 퓨린, 또는 이들의 조합을 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제71항 내지 제81항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 알킬 트라이알콕시 실란, 4차 암모늄 알킬 알콕시 실란의 염, 이들의 불화 또는 염화 유도체, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합인, 센서 부품을 형성하는 방법.
제71항 내지 제82항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 알킬 포스폰산, 4차 아미노 포스폰산의 염, 이들의 불화 또는 염화 유도체, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합인, 센서 부품을 형성하는 방법.
제71항 내지 제83항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원위 작용기는 양전하를 가지는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제71항 내지 제84항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 단층으로 결합하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제71항 내지 제85항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 어레이의 센서는 전계 트랜지스터를 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제86항에 있어서, 상기 전계 트랜지스터는 이온 감응 전계 트랜지스터를 포함하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제71항 내지 제87항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 상기 센서 표면에 결합하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
제71항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 상기 반응 부위 표면에 결합하는, 센서 부품을 형성하는 방법.
센서 부품을 처리하는 방법으로서,
센서 부품을 세척하는 단계로서, 상기 센서 부품은 반응 부위와 협업하는 센서를 포함하고, 상기 센서는 센서 표면을 포함하고, 상기 반응 부위는 반응 부위 표면을 포함하는, 상기 세척하는 단계; 및
계면활성제를 웨이퍼에 도포하는 단계로서, 상기 계면활성제는 상기 반응 부위 표면 또는 상기 센서 표면에 결합하고, 상기 계면활성제는 상기 반응 부위 표면 또는 상기 센서 표면 위의 브뢴스테드 염기 또는 루이스 산 작용기와 반응성인 표면 활성 작용기를 포함하고 도너 전자 쌍을 가지지 않는 원위 작용기를 포함하는, 상기 도포하는 단계를 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제90항에 있어서, 상기 계면활성제를 도포한 후 상기 센서 부품을 알코올에 의해 세척하는 단계를 추가로 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제90항 또는 제91항에 있어서, 상기 표면 활성 작용기는 실란, 포스폰산, 또는 이들의 조합을 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제92항에 있어서, 상기 표면 활성 작용기는 실란을 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제92항에 있어서, 상기 표면 활성 작용기는 포스폰산을 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제92항에 있어서, 상기 원위 작용기는 알킬기 또는 4차 암모늄을 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제95항에 있어서, 상기 4차 암모늄은 2차, 3차 또는 헤테로사이클릭 아민으로부터 유도된, 센서 부품을 처리하는 방법.
제96항에 있어서, 상기 헤테로사이클릭 아민은 피롤리딘, 피롤, 이미다졸, 피페리딘, 피리딘, 피리미딘, 퓨린, 또는 이들의 조합을 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제90항 내지 제97항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 알킬 트라이알콕시 실란, 4차 암모늄 알킬 알콕시 실란의 염, 이들의 불화 또는 염화 유도체, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합인, 센서 부품을 처리하는 방법.
제90항 내지 제98항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 알킬 포스폰산, 4차 아미노 포스폰산의 염, 이들의 불화 또는 염화 유도체, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합인, 센서 부품을 처리하는 방법.
제90항 내지 제99항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원위 작용기는 양전하를 가지는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제90항 내지 제100항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 단층으로 결합하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제90항 내지 제102항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 전계 트랜지스터를 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제102항에 있어서, 상기 전계 트랜지스터는 이온 감응 전계 트랜지스터를 포함하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제90항 내지 제103항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 상기 센서 표면에 결합하는, 센서 부품을 처리하는 방법.
제90항 내지 제104항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면활성제는 상기 반응 부위 표면에 결합하는, 센서 부품을 처리하는 방법.