(57)【要約】【課題】一定時間当たりの処理量が高い商業的に実現可能なチップをパッケージ装置及び方法を提供する。【解決手段】第１面と第２面とを有する基板を有し、該第１面は、生物学的ポリマーを含む異なるプローブを有するプローブアレイを備える、基板；流体キャビティを有する取り付け面を有する本体を有し、該第２面が該キャビティに取り付けられた本体、該キャビティを密封するために、前記取り付け面に取り付けられたカバーを備える、基板のパッケージ装置、を提供する。【選択図】図１
2006153877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と第２面とを有する基板を有し、該第１面は、生物学的ポリマーを含む異なるプローブを有するプローブアレイを備える、基板；
流体キャビティを有する取り付け面を有する本体を有し、該第２面が該キャビティに取り付けられた本体、
該キャビティを密封するために、前記取り付け面に取り付けられたカバー
を備える、基板のパッケージ装置。
【請求項２】
前記キャビティは、流入ポートと入出ポートとを有し、該流入ポートと該出ポートは、流体が該キャビティを循環して、通ることを許容すること、を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記流入ポートと前記流出ポートは、再進入可能な密封材を有すること、を特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記プローブアレイは、オリゴヌクレオチドプローブのアレイであること、を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記本体は、前記キャビティの反応温度を制御し、維持するための温度制御装置を受け入れるための凹部を有すること、を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記本体は、第２半部に付けられた第１半部を有すること、を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第１半部と前記第２半部は、吹込成形プラスチックであること、を特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記半部の１つはキャビティを有し、該キャビティは、流入ポートと流出ポートとを有すること、を特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記半部の１つはフローチャンネルを有し、該フローチャンネルは、前記第１半部と前記第２半部が互いに合わさったとき、前記流入ポートと前記流出ポートと連通すること、を特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記フローチャンネルは、流体を前記キャビティに密封するための、再進入可能な密封材を有すること、を特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記本体は、更に、整列構造を有し、前記整列構造は、検知装置に設けられるとき、前記本体を所望の位置に維持するために使用されること、を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記整列構造は、複数の孔を有すること、を特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記整列構造は、面一でない縁部を有すること、を特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
関連するバーコードをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記キャビティ内の液体を封入するためのガスケットをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
クランプをさらに備える請求項１または１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記クランプは、前記本体に該クランプを係合させるねじを備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記クランプは、前記本体に該クランプを係合させるためのクリップを備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１半部と前記第２半部とは、超音波溶接で一緒にされている、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
前記基板は、前記キャビティに対して接着剤を用いて接着されている、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記前記基板は、前記キャビティに圧縮封止により接着されている、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記圧縮封止による接着は、前記基板に対して圧縮されたガスケットを用いて達成される、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記圧縮は、前記本体の２つの要素の間に圧縮を生成することによって達成される、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記基板はＳｉＯ2製である、請求項１に記載の装置。
【請求項２５】
前記基板はガラス製である、請求項１に記載の装置。
【請求項２６】
前記生物的ポリマーは核酸を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２７】
前記核酸は、リンカー基を介して前記面に取付けられる、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記生物学的ポリマーは、前記基板を選択的に照射することによって、前記基板に取付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項２９】
前記ポリマーのそれぞれは、１μｍ2〜１０００μｍ2の面積内に別々に位置決めされている、請求項１に記載の装置。
【請求項３０】
前記ポリマーのそれぞれは、約１００μｍ2〜約２５×１０4μｍ２の面積内に別々に位置決めされている、請求項１に記載の装置。
【請求項３１】
前記生物学的ポリマーは、オリゴヌクレオチドを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３２】
前記生物学的ポリマーは、タンパク質またはポリペプチドを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３３】
前記生物学的ポリマーは、作用薬、細胞膜レセプタ用拮抗薬、毒素、毒物、ウイルスのエピトープ、ホルモン、ホルモンレセプタ、酵素、酵素基質、補助因子、薬剤、レクチン、糖、オリゴヌクレオチド、タンパク質、及び、モノクロナル抗体からなるグループから選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項３４】
プローブチップをパッケージングする方法であって、以下の工程：
請求項１または１４に記載の装置を提供する工程；
標識された標的分子を、液体に送達する工程；および
該標的分子を、該プローブアレイの少なくとも１つと接触している前記キャビティ中で攪拌してハイブリダイゼーションを促進する工程、
を包含する、方法。
【請求項３５】
前記攪拌は、ボルテクサを用いることを包含する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記攪拌は、前記キャビティ内で泡を用いることを包含する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記攪拌は、泡形成によって行われる、請求項３４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の知られた位置への材料の組み立て、及び、設置に関する。特
に、本発明のある実施例は、基板の面の知られた位置に、異なるシーケンスを有
する基板をパッケージするための方法、及び、関連する装置を提供する。
【背景技術】
【０００２】
基板にシーケンスを形成するための技術が知られている。例えば、シーケンス
は、あらゆる目的でここに援用する、米国特許第５，１４３，８５４号（ピーラ
ング(Pirrung) 他) 、ＰＣＴ  ＷＯ第９２／１００９２号、又は、米国特許出願
第０８／２４９，１８８号に開示された、パイオニア的技術によって形成される
。準備された基板は、幅広い応用範囲を有する。例えば、、基板は、異なる材料
の間の構造−活性関係を理解するために、又は、知られていない材料のシーケン
スを決定するための使用される。そのような知られていない材料のシーケンスは
、例えば、例えば、ハイブリダイゼーションによるシーケンシング（順序付け）
として知られている方法によって決定される。ハイブリダイゼーション(hybridi
zation) によるシーケンシングのある方法では、異なる材料のシーケンスが、基
板の面の知られた位置に形成される。シーケンシングすべき１以上のターゲット
を含有する溶液が、基板の面に塗布される。ターゲットは、基板の上に、相補的
なシーケンスのみで結合し、又は、ハイブリッド化される。
【０００３】
ハイブリダイゼーションが起こる位置は、ターゲットを蛍光染料、放射性アイ
ソトープ、酵素、又は他のマーカーでラベル付けされることによる、適当な検知
装置で検知することができる。例示としての装置が、本明細書であらゆる目的の
ために援用する米国特許第５，１４３，８５４号（ピーラング(Pirrung) 他 )、
及び、米国特許出願第０８／１４３，３１２号に記載されている。ターゲットシ
ーケンスに関する情報は、そのような検知装置によって得られるデータから抽出
することができる。
【０００４】
写真平版、及び、組み立て技術等の、種々の利用できる技術を組み合わせるこ
とによって、基板への異なる材料の組み立て、及び、設置が、引続き、進歩して
きた。例えば、数千もの、異なるシーケンスが、従来の方法によって必要とされ
た時間のうち、ほんの少しの時間で、約１．２８cm2 の１つの基板に組み立てら
れる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そのような改良で、それらの基板は、バイオ医療研究、臨床診断、及び、他の
産業マーケット、また、遺伝的なシーケンス、及び、人間生理学との間の関係を
決定することに焦点をあてるゲノミックス(genomics)の新たな分野での使用にも
、これらの基板は実用的である。
【０００６】
そのような基板の商業化が広まりつつあるので、基板をパッケージするための
、経済的に実現可能で、一定時間当たりの処理量が高い装置及び方法が、要望さ
れている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
面に組み立てられたプローブのアレイを有する基板をパッケージするための方
法、及び、装置を開示する。ある実施例では、キャビティを有する本体が設けら
れる。プローブのアレイを有する基板が、例えば、接着剤を使用してキャビティ
に取り付けられる。本体は流入口を有し、該流入口は流体がキャビティへ流れて
、キャビティを通ることを許容する。密封材が各流入口に設けられ、流体をキャ
ビティ内に保持する。開口部が、キャビティ内の温度を制御するための温度制御
器を受け入れるために、キャビティの下方に形成されている。流体を容易に導入
することができる、密封され、温度調整されたチャンバを形成することによって
、ハイブリダイゼーションによってシーケンシングするための実用的な媒体が提
供される。
【０００８】
他の実施例では、本体は、２つの部品を互いに音波溶接することにより形成さ
れる。２つの部品から本体を組み立てる考え方は、有利である。例えば、パッケ
ージの種々の特徴（すなわち、チャンネル、密封手段、及び、配向手段）が、複
雑な機械加工又は設計の必要なく、形成される。かくして、パッケージが、比較
的、低コストで作られる。
【０００９】
本発明の１つの観点との関連では、チップパッケージを製造する方法が開示さ
れている。特に、その方法は、まず、複数のプローブアレイを基板に形成する工
程と、基板を複数のチップに分割する工程とを有する。典型的には、各チップは
、少なくとも１つのプローブアレイを有する。チップは、次いで、流体流入口を
有する反応チャンバを備えるパッケージに付けられる。付けられるとき、プロー
ブアレイは、反応チャンバと流体連通している。
【００１０】
さらに、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）複数のプローブアレイを基板に形成する工程と、
前記基板を、各々が少なくとも１つのプローブアレイを有する複数のチップに
分割する工程と、
少なくとも１つの前記チップをパッケージに付ける工程とを有し、前記パッケ
ージは反応チャンバを有し、前記反応チャンバは前記反応チャンバに流体を流す
ための流入口を有し、前記少なくとも１つのプローブアレイは前記反応チャンバ
と連通している、プローブチップの製造方法。
（項目２）前記パッケージは、
前記パッケージの第１半部と第２半部を吹込成形する工程と、
前記第１半部と第２半部とを互いに合わせる工程とを有する方法で製造される
こと、を特徴とする項目１に記載の方法。
（項目３）前記半部は、吹込成形プラスチックであること、を特徴とす
る項目２に記載の方法。
（項目４）前記半部の１つはフローチャンネルを有し、前記フローチャ
ンネルは、前記流入口と連通していること、を特徴とする項目３に記載の方法
。
（項目５）前記パッケージのフローチャンネルに、再進入可能な密封材
を適用する工程を更に有すること、を特徴とする項目４に記載の方法。
（項目６）前記基板は、前記プローブアレイを所望の位置に形成するた
めの整列マークを有し、また、前記整列マークは、前記基板をチップに分割する
ために位置を特定するのに使用されること、を特徴とする項目１に記載の方法
。
（項目７）前記基板は、前記プローブアレイを所望の位置に形成するた
めの整列マークを有し、また前記チップを前記パッケージに付ける前記工程は、
前記チップを前記パッケージの所望の位置に位置決めするために、前記整列マー
クを使用すること、を特徴とする項目１に記載の方法。
（項目８）前記パッケージは整列構造を有し、前記チップを前記パッケ
ージに付ける前記工程は、前記パッケージを所望の位置に位置決めするために前
記整列構造を使用すること、を特徴とする項目１に記載の方法。
（項目９）前記パッケージは整列構造を有し、更に、走査装置で、前記
プローブアレイの少なくとも１つの位置を特定する工程を有し、前記パッケージ
は、前記整列構造を使用して、前記走査装置の所望の位置に設置されること、を
特徴とする項目１に記載の方法。
（項目１０）前記整列構造は、前記パッケージの複数の孔であること、
を特徴とする項目９に記載の方法。
（項目１１）複数のプローブアレイを形成する前記工程は、
前記基板を選択的に光に露出する工程と、
選択されたモノマーを、光に露出された前記基板に結合させる工程とを有する
こと、を特徴とする項目１に記載の方法。
（項目１２）前記分割する工程は、
前記基板を所望の位置でスクライブする工程と、
前記基板を前記スクライブ線に沿って割る工程とを有すること、を特徴とする
項目１に記載の方法。
（項目１３）複数のプローブアレイを前記基板に形成する前記工程は、
前記基板に複数のオリゴヌクレオチドプローブアレイを形成する工程であること
、を特徴とする項目１に記載の方法。
（項目１４）更に、ラベル付けされたオリゴヌクレオチドターゲット分
子を前記反応容器を通って流し、前記ターゲット分子が前記基板に結合された位
置を特定する工程を有すること、を特徴とする項目１３に記載の方法。
（項目１５）前記パッケージは温度プローブを有し、更に、監視する工
程と、前記反応チャンバ内の温度を調節する工程とを有すること、を特徴とする
項目１４に記載の方法。
（項目１６）前記パッケージは、
第１パッケージ部分と第２パッケージ部分を形成する工程と、
第１パッケージ部分と第２パッケージ部分とを互いに音響溶接する工程とで形
成されること、を特徴とする項目１に記載の方法。
（項目１７）前記チップをパッケージに付ける前記工程は、前記チップ
を前記パッケージに接着剤で結合する工程を有すること、を特徴とする項目１
に記載の方法。
（項目１８）前記パッケージは凹部領域を有し、それにより前記チップ
は、前記パッケージの面の上方に延びないこと、を特徴とする項目１７に記載
の方法。
（項目１９）ターゲット分子を前記反応チャンバを通って流す工程を更
に有すること、を特徴とする項目１に記載の方法。
（項目２０）前記流れさせる工程は、材料をほぼ長方形の反応チャンバ
の第１対角線に沿った流入口から、前記ほぼ長方形の反応チャンバの前記対角線
に沿った流出口に流す工程であること、を特徴とする項目１９に記載の方法。
（項目２１）ターゲット分子を前記反応チャンバを通して流す前記工程
は、流入隔壁を刺し、流体の前記ターゲット分子を前記反応チャンバに流す工程
を有すること、を特徴とする項目１９に記載の方法。
（項目２２）第１面と第２面とを有する基板を有し、前記第１面は、プ
ローブアレイを有し、
更に、流体キャビティを有する取り付け面を有する本体を有し、前記第２面は
、前記キャビティに取り付けられ、
更に、前記キャビティを密封するために、前記取り付け面に取り付けられたカ
バーを有する、基板のパッケージ装置。
（項目２３）前記キャビティは、流入ポートと入出ポートとを有し、前
記流入ポートと前記流出ポートは、流体が前記キャビティを循環して、通ること
を許容すること、を特徴とする項目２２に記載の装置。
（項目２４）前記流入ポートと前記流出ポートは、再進入可能な密封材
を有すること、を特徴とする項目２３に記載の装置。
（項目２５）前記プローブアレイは、オリゴヌクレオチドプローブのア
レイであること、を特徴とする項目２２に記載の装置。
（項目２６）前記本体は、前記キャビティの反応温度を制御し、維持す
るための温度制御装置を受け入れるための凹部を有すること、を特徴とする請求
項２２に記載の装置。
（項目２７）前記本体は、第２半部に付けられた第１半部を有すること
、を特徴とする項目２２に記載の装置。
（項目２８）前記第１半部と第２半部は、吹込成形プラスチックである
こと、を特徴とする項目２７に記載の装置。
（項目２９）前記半部の１つはキャビティを有し、前記キャビティは、
流入ポートと流出ポートとを有すること、を特徴とする項目２８に記載の装置
。
（項目３０）前記半部の１つはフローチャンネルを有し、前記フローチ
ャンネルは、前記第１半部と前記第２半部が互いに合わさったとき、前記流入ポ
ートと前記流出ポートと連通すること、を特徴とする項目２９に記載の装置。
（項目３１）前記フローチャンネルは、流体を前記キャビティに密封す
るための、再進入可能な密封材を有すること、を特徴とする項目３０に記載の
装置。
（項目３２）前記本体は、更に、整列構造を有し、前記整列構造は、検
知装置に設けられるとき、前記本体を所望の位置に維持するために使用されるこ
と、を特徴とする項目２２に記載の装置。
（項目３３）前記整列構造は、複数の孔を有すること、を特徴とする請
求項３２に記載の装置。
（項目３４）前記整列構造は、面一でない縁部を有すること、を特徴と
する項目３２に記載の装置。
（項目３５）複数のプローブアレイを基板に形成する工程と、
前記基板を、それぞれが少なくとも１つのプローブアレイを有する複数のチッ
プに分割する工程とを有し、
少なくとも１つの前記チップをパッケージに付ける工程とを有し、前記パッケ
ージは、反応チャンバを有し、前記反応チャンバは、流入口と流出口と連通し、
前記少なくとも１つのプローブアレイは、前記反応チャンバと流体連通しており
、
更に、ラベル付けされたターゲット分子を前記反応チャンバに流す工程を有し
、前記ラベル付けられたターゲット分子は、前記少なくとも１つのプローブアレ
イと反応するプローブチップの検査方法。
（項目３６）複数のプローブアレイを形成する前記工程は、複数のオリ
ゴヌクレオチドプローブアレイを形成する工程であること、を特徴とする項目
３５に記載の方法。
（項目３７）前記流入口と前記流出口は、再進入可能な密封材を有し、
ラベル付けされたターゲット分子を前記反応チャンバに流す前記工程は、
前記流入口の前記密封材を刺す工程と、
前記流出口の前記密封材を刺す工程と、
前記ラベル付けされたターゲット分子を前記流入口から前記キャビティに、更
に、前記流出口を通って外へと流す工程とを有すること、を特徴とする項目３
５に記載の方法。
（項目３８）前記少なくとも１つのプローブアレイと前記ラベル付けさ
れたターゲット分子との間の反応を促進するために、前記ターゲット分子を攪拌
する工程を更に有すること、を特徴とする項目３５に記載の方法。
（項目３９）更に、前記ラベル付けされたターゲット分子が前記少なく
とも１つのプローブアレイに位置決めされた、少なくとも１か所を特定する工程
を有すること、を特徴とする項目３８に記載の方法。
（項目４０）前記特定する工程は、前記パッケージを走査装置に設置す
る工程を有し、前記走査装置は、前記少なくとも１つのプローブアレイの前記ラ
ベル付けされたターゲット分子を映すことができること、を特徴とする項目３
９に記載の方法。
（項目４１）前記パッケージは、前記パッケージが前記走査装置の所望
の位置に設置されるように、整列構造を有すること、を特徴とする項目４０に
記載の方法。
（項目４２）前記整列構造は、面一でない縁部を有すること、を特徴と
する項目４１に記載の方法。
（項目４３）前記整列構造は、複数の整列孔であること、を特徴とする
項目４１の方法。
【００１１】
本発明の本質及び利点は、本明細書の下記の部分、及び、添付図面を参照する
ことにより、更に理解することができるであろう。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば一定時間当たりの処理量が高い商業的に実現可能なチップをパ
ッケージする装置及び方法を提供することができる。
【実施例】
【００１３】
実施例の内容
Ｉ．定義
ＩＩ．概略
ＩＩＩ．本発明の実施例の詳細
ａ．チップパッケージ
ｂ．チップパッケージの組み立て
ｃ．チップの取り付け
ＩＶ．他の実施例の詳細
ａ．チップパッケージの向き
ｂ．チップの取り付け
ｃ．流体保持(Fluid Retention) 
ｄ．チップの向き
ｅ．平行ハイブリダイゼーション及び診断
Ｖ．攪拌装置の詳細
【００１４】
Ｉ．定義
下記の用語は、本明細書で使用するとき、下記の一般的な意味を有するものと
する。
１．プローブ：プローブは、特定のターゲットによって認識され、また、しばし
ば、リガンドと呼ばれる表面固定分子である。発明によって検出することができ
るプローブの例は、これに限定されないが、作用薬及び細胞膜レセプタ用拮抗薬
、毒素、及び、毒物、ウイルスのエピトープ、ホルモン（例えば、オピオイドペ
プチド、ステロイド等）、ホルモンレセプタ、ペプチド、酵素、酵素基質、補助
因子、薬剤、レクチン、糖、オリゴヌクレオチド、又は、核酸、オリゴ糖、タン
パク質、及び、モノクロナル抗体を含む。
２．ターゲット：  ターゲットは、与えられたプローブに対する親和力を有し、
また、しばしばレセプタと呼ばれる分子である。ターゲットは、自然に生じる、
あるいは人工的な分子である。また、それらを、恒常的な状態又は他の種と凝集
して利用することができる。ターゲットは、結合体に共有結合、又は、非共有結
合して、直接、又は特定の結合成分を介して付着される。本発明に利用できるタ
ーゲットの例は、これに限定されないが、抗体、細胞膜レセプタ、単クローン抗
体、及び、特定の抗原性の決定基（ビールス、細胞、又は、他の材料等）と反応
する抗血清、薬材、オリゴヌクレオチド、又は核酸、ペプチド、補助因子、レク
チン、糖、多糖類、細胞、細胞膜、及び、小器官を含む。ターゲットは、しばし
ば、本分野では、抗プローブ又は抗レガンドと呼ばれる。「ターゲット」の用語
が、本明細書で使用されるときは、異なって意味することは意図していない。「
プローブターゲットペア(Probe Target Pair) 」は、２つの高分子が分子的認識
を介して結合され、複合体を形成するときに形成される。
【００１５】
ＩＩ．概略
本発明は、経済的、かつ効率的な、プローブのアレイ(array) が組み立てられ
た基板用のパッケージ装置を提供する。プローブアレイは、あらゆる目的のため
に既に得援用された、米国特許第５，１４３，８５４号（ピーラング(Pirrung）
、他）、ＰＣＴ  ＷＯ第９２／１００９２号、又は米国特許出願第０８／２４９
，１８８号に開示された、パイオニア的技術に従って組み立てられる。そこに説
明された技術の１つの観点によれば、複数のプローブアレイが、大きな基板、又
はウエハの知られた位置に固定されている。
【００１６】
図１は、多数のプローブアレイ１１０が組み立てられたウエハ１００を示す。
ウエハ１００は、粒子、ストランド、沈殿物、ゲル、シート、管、球体、容器、
細管、パッド、スライス、フィルム、プレート、スライド等として存在する、生
物学的、非生物学的、有機、無機、又はこれらの組合せのいずれかの、幅広い材
料で構成されている。ウエハは、ディスク形、正方形、球形、円形のようないか
なる都合のよい形状を有していてもよい。ウエハは、平らであることが好ましい
が、種々の他の面形状であってもよい。例えば、ウエハは、サンプルが位置決め
された凸領域、又は、凹領域を有していてもよい。ウエハ及びその面は、サンプ
ルを形成することができる剛性の支持体を形成していることが好ましい。また、
ウエハ及びその面は、適当な光吸収性を提供するように選択されてもよい。例え
ば、ウエハは、重合ラングミヤブロゲットフィルム(polymerized Langmuir Blod
gett film)、機能的ガラス、Si、Ge、GaAs、 GaP、SiO2、SiN4、改質シリコン、
又は、例えば、（ポリ）テトラフルオロエチレン、（ポリ）ビニリデンジフルオ
リド、ポリスチレン、ポッリカーボネート、又は、それらの組合せ等の広範囲の
種々のゲル又はポリマーのいずれであってもよい。ウエハを構成することができ
る他の材料は、この開示を見れば、当業者にとってすぐ明らかとなろう。好まし
い実施例では、ウエハは、平らなガラス、又は、単結晶シリコンである。
【００１７】
固体ウエハの面は、常にではないが、ウエハと同じ材料で構成される。従って
、面は、例えば、ポリマー、プラスチック、樹脂、多糖類、シリカ、又は、シリ
カを基材とした材料、炭素、金属、無機ガラス、膜、又は上記に列記したウエハ
材料のいずれか等の、幅広い様々な材料のいずれで構成されていていてもよい。
【００１８】
ウエハ１００は、道(streets) （プローブアレイに隣接した領域）１５０に位
置決めされた複数のマーク１４５を有する。そのようなマークは、プローブ組み
立て工程中に、マスクを整列させるために使用される。実際、マークは、各アレ
イ１１０が組み立てられるべき位置を特定する。プローブアレイは、いかなる幾
何学的形状にも形成されてもよい。ある実施例では、アレイの形状は、無駄にな
るウエハ領域を最小にするように、正方形であってもよい。プローブアレイが組
み立てられた後、ウエハは、チップとして知られる、より小さな単位に分割され
る。ウエハは、例えば、それぞれが、約１２．８cm2 の面積を占める、１６個の
プローブアレイが組み立てられた、約５×５インチであってもよい。
【００１９】
図２は、ウエハから分割されたチップを示す。図示するように、チップ１２０
は、プローブアレイ１１０と、複数の整列したマーク１４５とを有する。マーク
は、例えば、（１）プローブアレイを組み立てるためのマスクを整列させ、（２
）ウエハをチップに分割するためのスクライバを整列させ、（３）取付け工程中
、チップをパッケージに整列させる等の、複数の機能を果たす。ある実施例では
、そのようなチップは、ベリー・ラージスケール・インモビライズド・ポリマー
・シンセシス(Very Large Scale Immobilized Polymer Synthesis)( 商標名:VLS
IPST) チップとして知られた型式のものであってもよい。
【００２０】
ある実施例によれば、チップは、ダイバースＲＮＡ(diverse RNA) 、又は、Ｄ
ＮＡプローブのアレイ等の遺伝プローブのアレイを有する。ある実施例では、プ
ローブアレイは、遺伝傾向、性質、又は、疾患を検出し、又は、研究するように
設計される。例えば、プローブアレイは、既に、援用されている米国特許出願第
０８／１４３，３１２号に開示された、嚢胞性線維症、又はある種の癌（ある種
の癌に関連するＰ５３遺伝子等）のような遺伝的疾患を発見し、又は、特定する
ように設計されている。
【００２１】
ある実施例によれば、ウエハは、スクライブ・アンド・ブレーク(scribe and 
break)として知られている技術を使用して、複数のチップに分割される。図３は
、完全にプログラム可能なコンピュータ制御されたスクライブ・アンド・ブレー
ク装置を示し、それは、ある実施例では、ダイナテックス・インターナショナル
社(Dynatex International) によって製造された、ＤＸ−ＩＩＩスクライバーブ
レーカーである。図示するように、装置２００は、ウエハが設けられた回転ステ
ージ２２０を有するベース２０５を有する。回転ステージは、その上にウエハを
固定するための真空チャックを有する。装置によって制御されるステッパモータ
は、ステージ２２０を回転させる。ステージの上方に、カメラ２３２とカッター
２３１を有するヘッドユニット２３０が位置決めされている。ヘッドユニット２
３０は、二軸フレームに取付けられている。カメラは、ビデオディスプレー２１
０にウエハの映像を生成する。ビデオディスプレー２１０は、細い十文字の整列
マーク２１５を有する。ズームレンズと光ファイバ光とを有するカメラは、使用
者に、ビデオディスプレー２１０でウエハを点検することを許容する。制御盤２
４０は、操作装置２００用のベースの上に位置決めされている。
【００２２】
作動中、図４に示すように、使用者は、フレーム２１０の上にウエハ１００を
設置する。フレーム２１０の面は、可撓性、かつ、粘着性の材料で構成されてい
る。フレームの厚みは、切断工程中、チップが散乱し、また損傷してしまうのを
防止する。フレーム２１０は、半導体の製造に一般的に関連した、ピック・アン
ド・プレースフレーム(a pick and place frame)又は輪(a hoop)であってもよい
。図３を再び参照すると、使用者は、ウエハを有するフレームを回転ステージ２
２０の上に設置する。ある実施例では、フレームは、真空圧で回転ステージに保
持される。使用者は、次いで、ウエハを、ビデオディスプレー２１０に表示され
た映像を検査して整列させる。
【００２３】
ある実施例によれば、ウエハの整列は、２つの工程で達成される。第１に、制
御盤２４０を使用して、使用者はステージ２２０を回転させる。ステージを回転
させ、図５に示すように、道１５０をディスプレー２１５の細い十文字２１５と
整列させる。次いで、使用者は、カッターを移動させ、道のうちの１つの中央に
整列させる。この工程は、図６に示すように、整列マーク１４５の間の細い十文
字のの水平方向線２１６を整列させることによって行われる。
【００２４】
一旦、カッターが整列されると、使用者は、ウエハをスクライブするように装
置に命令する。ある実施例では、使用者に、スクライブ角、スクライブ圧、及び
、スクライブ深さ等の種々の選択肢が容易されている。それらのパラメーターは
、ウエハの組成、及び／又は、厚みによって変化する。好ましくは、パラメータ
ーは、ウエハの損傷を引き起こしたり、フレームを通って突き刺したりすること
なしに、ウエハをスクライブし、切断するように設定される。装置は、ウエハを
繰り返しスクライブし、やがて、一方の軸線のすべての道がスクライブされ、そ
れは、ある実施例では、５回（プローブアレイの、４×４のマトリックス）繰り
返される。使用者は、次いで、ステージを９０°回転させ、直角方向の道をスク
ライブする。
【００２５】
一旦、ウエハがスクライブされると、使用者は、装置に、ウエハをチップに切
断し、又は、分割するように命令する。図３を参照すると、装置２００は、回転
テーブル２２０の下に位置決めされたインパルスバーで、スクライブの下から叩
くことにより、ウエハを切断する。インパルスバーからの衝撃で、ウエハがスク
ライブに沿って割れる。ほとんどの力がスクライブに沿って放散するので、装置
２００は、ウエハに著しい力を与えずに、大きな破断力を生成することができる
。かくして、チップは、ウエハにいかなる損傷を引き起こすことなく、分割され
る。一旦、分割されると、次いで、チップはパッケージされる。勿論、あらゆる
目的で援用する米国特許第４，０１６，８５５号に開示された、のこぎりで切断
する技術等の、従来の他の技術を利用してもよい。
【００２６】
ＩＩＩ．本発明の実施例の詳細
ａ．チップパッケージ
図７は、チップをパッケージするための装置を示す。パッケージ３００は、チ
ップが設けられるキャビティ３１０を有する。パッケージは、キャビティ３１０
と連通する流入口３５０及び３６０を有する。流体が、流入口３５０及び３６０
を介して、キャビティを通って循環される。隔壁、プラグ、又は、他の密封材を
、キャビティ内に流体を密封するのに、使用してもよい。整列孔３３０及び３３
５が、整列の目的で備えられていてもよい。ある実施例では、パッケージは、面
一でない縁部３２０を有する。ある検出装置では、パッケージは、オーディオカ
セットテープと同様なホルダに挿入される。パッケージの非対称デザインは、ホ
ルダに挿入するとき、パッケージの正しい向きを確保する。
【００２７】
図８は、パッケージの実施例を示す。図８に示すように、チップパッケージは
、２つのほぼ相補的なケーシング４１０及び４２０を合わせることによって、完
成された組立体３００を形成して、製造される。好ましくは、ケーシング４１０
及び４２０は、吹込成形プラスチックで作られる。吹込成形は、ケーシングを低
価で形成することを可能にする。また、２つの部品でパッケージを組み立てるこ
とは、流体をキャビティに導入するための内方チャンネル等の種々の特徴の構成
を簡単にする。その結果、パッケージを比較的、低コストで製造することができ
る。
【００２８】
図９及び図１０は、上方ケーシング４１０の詳細を示す。図９は、平面図であ
り、図１０は底面図である。図９を参照すると、上方ケーシング４１０は、キャ
ビティを有する外平面５０１を有する。ある実施例では、ケーシング４１０の面
領域は、キャビティを十分に収容する。上方ケーシングは、キャビティの他に、
識別ラベル又はバーコードを収容することができる十分な寸法のものであること
が好ましい。ある実施例では、上方ケーシングは、幅約１．５インチ、長さ２イ
ンチ、及び、高さ０．２インチである。
【００２９】
キャビティ３１０は、通常、しかし常にではないが、面５０１のほぼ中央に位
置決めされている。キャビティは、考えうるいかなる寸法、形状、又は向きを有
していてもよい。キャビティは、設置すべきチップの表面積よりやや小さく、ま
たハイブリダイゼーションを行うのに十分な容積を有することが好ましい。ある
実施例では、キャビティは、幅約０．５８インチ、長さ０．５８インチ、及び、
奥行き０．２インチである。
【００３０】
キャビティ３１０は、流入口３５０及び３６０を有してもよい。選択された流
体が、流入口を介してキャビティ内へ、更に、外へと導入される。ある実施例で
は、流入口は、キャビティの両端に位置決めされている。この構成は、キャビテ
ィ内の流体の循環、及び、泡形成の規制を改善する。泡は流体を攪拌し、ターゲ
ットと、補足プローブシーケンス(complementary probe sequence)との間のハイ
ブリダイゼーションを促進する。ある実施例では、流入口は、キャビティの対抗
する角等に、パッケージを垂直方向に向けたときの、キャビティの上端及び下端
に位置決めされている。流入口をキャビティの最も高い、また、最も低い位置に
位置決めすることは、キャビティから泡を除去するのを容易にする。
【００３１】
図１１は、キャビティ３１０及びケーシング４１０の縁が、非平行であるよう
に向けられた、他の実施例を示す。この構成は、流入口３５０及び３６０が、パ
ッケージが垂直方向に向けられたときに、キャビティ内の絶対的に最も高い位置
、及び、最も低い位置に位置することを許容する。その結果、泡又は流体の小滴
が、キャビティに閉じ込められる可能性を防止する。
【００３２】
図９を再び参照すると、凹部５５０はキャビティを取り囲む。ある実施例では
、リッジ(ridge) ５６０が、トラフを形成するように、凹部の縁に作られている
。リッジは、チップをキャビティ上方に支持する役割を果たす。チップをパッケ
ージに取り付けるために、接着剤をトラフに付着させてもよい。この構成は、チ
ップの面領域の効率的な使用を促進し、かくして、ウエハから生み出されるチッ
プの数を増す。
【００３３】
上方ケーシング４１０は、整列孔３３０及び３３５を有する。ある実施例では
、孔３３０及び３３５は寸法が異なり、整列テーブルに取付けられたとき、パッ
ケージの正しい向きを確保する。また、孔は、この目的を達成するために異なる
形状を有する。選択的に、孔は、面５０１から５０２に向かって半径方向内方に
テーパされ、滑りを防止するために、適当な接触を維持しつつ、整列ピンに対す
る摩擦を小さくする。
【００３４】
図１０を参照すると、チャンネル５５１及び５６１が、選択的に内面５０２に
形成される。チャンネル５５１及び５６１は、それぞれ、流入口３５０及び３６
０と連通する。凹部５９０が、キャビティの下方に形成されている。ある実施例
によれば、凹部５９０の形状は、流入口を備える角部５９５及び５９６を例外と
して、キャビティと対称である。凹部５９０の深さは、例えば、約０．７インチ
である。その結果、キャビティの底壁は、約０．０５インチの厚さである。凹部
５９０は、キャビティを監視し、所望の温度に維持するための、温度調節器を受
け入れてもよい。最少の材料で、温度調節器と、キャビティを隔離することによ
り、キャビティ内の温度が、より効率的に、また正確に制御される。また、チャ
ンネルが、キャビティ内の温度を制御するように、空気又は水を循環させるため
に、面５０２に形成されている。
【００３５】
ある実施例では、内面５０２の所定部分５９５を、組み立てられたとき、パッ
ケージの構造的な一体性を損なわずに、除去し、又は、中空にしてもよい。ケー
シングを中空にすると、壁の肉厚が薄くなり、吹込成形工程中、保持される熱が
少なくなり、ケーシングの収縮、又は、撓りの可能性を著しく減少する。また、
中空にすることは、製造工程中、ケーシングを冷却するのに必要な時間を短縮す
る。かくして、製造効率が改善される。
【００３６】
ある実施例では、上方ケーシング及び下方ケーシングは、音波又は超音波溶接
として知られた技術を用いて結合される。従って、「エネルギーディレクター(e
nergy directors)」５１０が提供される。エネルギーディレクターは、凸状リッ
ジ又は箇所であり、好ましくは、Ｖ字形であり、音波溶接工程に使用される。エ
ネルギーディレクターは、例えば、パッケージの他の特徴を妨げることなくチャ
ンネルを密封し、かつ、２つのケーシングの間の適切な結合を提供するように、
戦略的に位置決めされる。また、ケーシングは、螺子、接着剤、クリップ、又は
他の結合技術で、互いに付けてもよい。
【００３７】
図１２は、チップ１２０が設けられたキャビティ３１０の詳細な断面図である
。図示されるているように、凹部５５０は、キャビティ３１０の周囲に形成され
る。凹部は、チップ１２０を支持するリッジ５６０を有する。リッジ及び凹部は
、キャビティ３１０の回りにトラフを作る。ある実施例では、トラフは、チップ
をパッケージに取り付けるために、接着剤６３０を受け入れるために、十分に大
きい。ある実施例では、トラフは、幅約０．０８インチで、奥行き０．０６イン
チである。取付けられたとき、チップの縁部は、リッジ５５０の上に僅かに突出
するが、凹部の側面６２５に接触しない。この構成では、接着剤がトラフに小出
しされることが許容され、チップ１２０をパッケージに取り付けるための、接着
用の適切な面領域を提供する。
【００３８】
ある実施例によれば、チップ１２０の背面１３０は、ケーシング４１０の面５
０１によって形成される面と少なくとも面一であるか、又は、下方にある。その
結果、チップ１２０は、面５０１で損傷の可能性から保護される。また、この構
成により、面がほぼ平らであるので、パッケージが最小の収納面積で容易に収納
される。
【００３９】
選択的に、キャビティの底部は、ガラスフィルター、又は、炭素染料等の光吸
収材料を有し、検出装置によって映している間、光が拡散し、又は、反射して影
響を与えるのを防止する。この特徴は、望まない反射光が映る可能性を著しく減
少させることによって、そのような装置の信号に対するノイズの割合を改善する
。
【００４０】
図１３は、下方ケーシング４２０の内面を更に詳細に示す。図示されているよ
うに、下方ケーシング４２０は、ほぼ平らであり、開口部７６０を有する。好ま
しくは、ケーシング４２０は、上方ケーシングより、僅かに幅広く、又は僅かに
長い。ある実施例では、ケーシング４２０は、幅約１．６インチ、長さ２．０イ
ンチ、及び、奥行き０．１インチであり、完成された組立体に面一でない縁部を
作る。前述の如く、この設計は、パッケージが検出装置に取付けられるとき、正
しい向きを確保する。
【００４１】
ある実施例では、開口部７６０は、キャビティの下方の、凹部の回りに間隔を
隔てて位置決めされている。開口部は、また、凹部とほぼ同じ幾何学的構成を有
し、温度制御装置がキャビティの底部にできるだけ接触することを許容する。
【００４２】
ケーシング４２０の内面７０１は、凹部７３０及び７４０を有する。ポート７
３１は、凹部７３０に位置決めされ、ポート７４１は、凹部７４０に位置決めさ
れている。ポート７３１及び７４１は、パッケージが組み立てられるとき、上方
ケーシングのチャンネル（図１０の３５０及び３６０）と連通する。ゴム、テフ
ロン（登録商標）／ゴム積層体、又は他の密封材料であってもよい密封材７９０
が、各凹部に設けられている。隔壁は、容器を密封し、また、更に流体を加え／
除去するために隔壁に針を挿入するときに、再密封するのに、一般的に使用され
る型式のものである。隔壁は、凹部に着座するとき、面より僅かに上方に延び、
それは、ある実施例では約０．０１インチである。
【００４３】
この設計は、ケーシング４１０及び４２０が隔壁に圧力を与えることを引起し
、ポートとチャンネルとの間に密封材を形成する。針又は他の流体注入手段がポ
ートから除去された後、圧力が隔壁に力を与えて、隔壁自体を再密封するので、
密封材は、流体がキャビティに注入された後でも維持される。かくして、流体を
キャビティ内に維持するための、効率的かつ経済的な密封が提供される。
【００４４】
また、ケーシング４２０は、相補的な半部整列孔３３０及び３３５を有し、各
孔は、外面から半径方向内方にテーパされている。更に、内面７０１のある領域
７６５は、上方ケーシングの内面と同様に、中空である。
【００４５】
ｂ．チップパッケージの組み立て
ある実施例によれば、頂部及び下方ケーシングは、超音波又は音波溶接として
知られている技術によって取付けられる。図１４は、パッケージの組み立てに使
用される音波溶接の概略図である。ある実施例では、溶接装置８００は、ハーマ
ン・ウルトラソニック社(Herrmann Ultrasonics Inc.) 製のＨＳダイアログ超音
波溶接機である。装置８００は、ベース８１０に設けられたプラットフォーム８
５０を有する。プラットフォーム８５０は、組み立て工程中、上方及び下方ケー
シングを収容する。
【００４６】
アコースッチックホーン８６０が、プラットフォーム８５０上方のフレームに
設けられている。ホーンは、空気圧で、フレームの上で、垂直方向（プラットフ
ォーム８５０に向かったり、遠ざかったりして）移動する。ホーンは、周波数発
生器８７０に接続され、それは、ある実施例では、ハーマン・ウルトラソニック
社製の、２０KHz 発生器である。装置８００は、制御装置８８０によって制御さ
れ、制御装置８８０は、例えば、ハーマン・ウルトラソニック社製の、ダイアロ
グ(Dialog)２０１２であってもよい。制御装置８８０は、デジタルコンピュータ
システム８９０からの命令を受け入れるように構成されてもよい。コンピュータ
８９０は、３３MHz で運転するゲートウエイ(Gateway) ４８６ＤＸとして当業者
に広く知られた型式の適当にプログラムされた、いかなるデジタルコンピュータ
であってもよい。
【００４７】
図１５は、プラットフォーム８５０をより詳細に示す。プラットフォーム８５
０は、ほぼ平らであり、また、整列ピン８５１及び８５２を有する。整列ピン８
５１及び８５２が、溶接工程中、上方及び下方ケーシングの両方を整列させるの
に使用される。ある実施例では、シリコンゴム又は他のエネルギー吸収材料で構
成されていてもよいパッド８９０が、、組み立て中、パッケージに損傷を与える
のを防止するために、プラットフォーム８５０に位置決めされている。
【００４８】
図１６は、運転中の音波溶接機を示す。図示されているように、各凹部に着座
した隔壁７９０を有する下方ケーシング４２０が、プラットフォームテーブル８
５０に設けられ、整列ピンによって所定位置に保持されている。上方ケーシング
４１０は、次いで、整列ピンで、下方ケーシングの上方に整列される。次いで、
装置は、ホーン８６０を下降させ、ケーシング４１０の上面に接触させることに
より、溶接工程を行う。
【００４９】
図１７は、ケーシング及びホーンの詳細を示す。図示されるように、ホーン８
６０は、上方ケーシング４１０を押し、それにより、強制的に、エネルギーディ
レクタ(energy directors)５１０が下方ケーシング４２０と接触させる。次いで
、装置は、周波数発生器を起動させて、溶接ホーンの振動を引き起こす。
【００５０】
図１８は、溶接工程中の、エネルギーディレクタの詳細を示す。工程９００１
に示すように、溶接ホーン８６０は、エネルギーディレクタ５１０を下方ケーシ
ング４２０に押しつける。ステップ９００２において、装置は、溶接ホーンを振
動させ、ある実施例では、それを２０KHz で行う。ホーンによって生成されたエ
ネルギーは、エネルギーディレクタを溶かす。同時に、ホーンはパッケージに抗
して下方に移動する。ステップ９００３において、ホーンによって与えられた圧
力は、エネルギーディレクタの下方ケーシングへの融合を引き起こす。ステップ
９００４において、溶接工程は、ホーンが例えば、約０．０１インチの溶接深さ
に達するとき、完了する。勿論、種々の溶接パラメタを、最良の結果を得るため
に、使用される材料の成分によって変化させてもよい。
【００５１】
ｃ．チップの取り付け
ある実施例によれば、紫外線硬化接着剤でチップをパッケージに取り付ける。
図１９は、チップを取り付けるのに使用される接着剤小出し装置の概略図である
。小出し装置１０００は、取り付け工程中に、パッケージを収容するための取り
付けテーブル１０４０を有する。チップを整列させるためのチップ整列テーブル
１０５０は、取り付けテーブル１０４０に隣接して位置決めされる。接着剤を小
出しするためのヘッドユニット１０３０は、テーブル１０４０及び１０５０の上
方に位置決めされている。ヘッドユニット１０３０は、また、ビデオディスプレ
ー１０７０に出力するカメラを有する。ビデオディスプレー１０７０は、ある実
施例では、細い十文字の整列マーク１０７１を有する。ヘッドユニットは、チッ
プの整列、及び取り付け中に位置決めするための２軸（ｘ−ｙ）フレームに設け
られている。小出し装置の運転は、コンピュータ１０６０によって制御され、あ
る実施例では、３３MHz で運転するゲートウェイ(Gateway) ４８６ＤＸであって
もよい。
【００５２】
図２０は、取り付けテーブルをより詳細に示す。取り付けテーブル１０４０は
、複数の脚部１１０５によって支持された、ほぼ平らなプラットフォーム１１１
０を有する。取り付け工程中にパッケージを固定する整列ピン１１１５及び１１
１６が、プラットフォーム１１１０の面に位置決めされている。
【００５３】
選択的に、針１１２０が設けられている。針１１２０は、チャンネル１１２１
を有し、真空ポンプに接続されている。運転中、針は、キャビティ内に真空を生
成するために、パッケージのポートの１つに挿入される。真空圧力は、取り付け
工程中、チップをパッケージに固定する。
【００５４】
図２１は、テーブル１０５０を詳細に示す。テーブル１０５０は、チップを保
持するための凹部１２４０を有する、ほぼ平らなプラットフォーム１２１０を有
する。ある実施例では、ポート１２４１は、凹部１２４０内に設けられている。
ポート１２４１は、チップを動かなくするために、凹部内に真空を生じさせる真
空ポンプに接続されている。プラットフォーム１２１０は、コンビネーション・
フリニア・ロータリステージ１２４６に設けられ、それは、ある実施例では、ダ
ーダル(DARDAL)社製の２６ＬＲ型、及び、ダーダル社製のＣＲ２２２６ＨＳＥ２
型の、単軸移動ステージ１２４５であってもよい。
【００５５】
図２２は、凹部１２４０をより詳細に示す。図示するように、押縁１２４１が
凹部１２４０を取り囲んでいる。押縁１２４１は、チップが凹部１２４０の上に
設置されるとき、チップを支持する。チップは、プローブがテーブルに向かって
凹部の上に設置されるので、この設計は、整列中、プローブが損傷される可能性
から保護する。
【００５６】
図２３は、ヘッドユニット１０３０をより詳細に示す。図示されているように
、ヘッドユニット１０３０は、ビデオディスプレーに出力するカメラ組立体１３
２０を有する。カメラが所望の物体に焦点を合わせ、また映すことを可能にする
ように、光１３６０が提供される。ヘッドユニットは、また、接着剤を硬化させ
るための紫外線１３５０と、取り付け工程中、チップを移動させるための真空ピ
ックアップ１３３０と、接着剤小出し器１３４０とを有する。
【００５７】
運転中、チップパッケージが、テーブル１０４０の上に設置される。上記のよ
うに、テーブルの整列ピンはパッケージが動かないようにする。使用者は、ヘッ
ドユニットを調節して、チップ取り付け工程を始める。これは、図２４に示すよ
うに、カメラをパッケージの上方に移動させ、それをパッケージのマークと整列
させることによって行うことができる。都合上、整列ピンのうちの１つを整列マ
ークとして使用してもよい。図２５は、この工程中、カメラによって生成される
典型的な映像１４４０を示す。図示するように、ヘッドユニットは、ピン１４８
０と整列されていない。図２６に示すように、ヘッドユニットを整列させるため
に、使用者は、それをｘ及びｙの両方向に移動させ、ピン１４８０をビデオデォ
イスプレーの細い十文字の交点１４７７に位置決めする。
【００５８】
次いで、チップをチップ整列テーブルの凹部に挿入する。図２６は、チップを
整列させるための工程を示すフローチャートである。工程１４１０で、装置は、
カメラ（ヘッドユニット）をチップ整列マークのうちの１つの上方に位置決めす
る。カメラは、ビデオディスプレーの整列マークを映す。この時点で、マークは
、通常、整列されていない（すなわち、マークは、細い十文字整列マークの交点
に位置決めされていない）。工程１４２０で、使用者は、チップ整列テーブルを
ｘ及びｙ方向に調節し、マークをほぼ細い十文字の交点に位置決めする。回転方
向に調節されないので、マークは、角度方向に整列されていないかもしれない。
【００５９】
工程１４３０で、使用者は、装置にカメラを、通常は、チップの反対側の角部
にある、第２整列マークの上方に移動させるように命令する。再び、整列マーク
の映像が表示される。この段階で、整列マークは、おそらく、ｘ，ｙ及び角度方
向に整列さていない。工程１４４０で、使用者は、回転ステージ、ｘ−ステージ
、及び、ｙ−ステージを調節し、もし必要なら、マークをビデオディスプレーの
細い十文字と整列させる。回転ステージを回転する場合には、第１整列マークは
、わずかに整列されない。この偏りを補償するため、使用者は、工程１４５０か
ら始め、両方のマークが整列されるまで、整列工程を繰り返す。勿論、映像処理
技術を、ヘッドユニット及びチップの整列の自動化のために適用してもよい。
【００６０】
図２８は、工程１４１０中に、ビデオスクリーンによって表示される映像の例
である。図示するように、第１整列マーク（チップの左下角）は、細い十文字マ
ークと整列していない。図２９は、使用者が調節した後の、第１整列マークの映
像を例示する。図３０は、工程１４３０中、ビデオスクリーンによって表示され
る典型的な映像を示す。図示するように、第２整列マーク（チップの右上角）は
、ｘ，ｙ及び角度方向に整列さていない。図３１は、工程１４４０で、使用者に
よる初めの調節に引き続く、第２マークの映像を示す。図３２は、チップが整列
された後の、第２整列マークの向きを示す。
【００６１】
一旦、チップが整列されると、チップを取り付けテーブルに保持する真空が、
開放される。その後、ヘッドユニットのピックアップは、チップをテーブルから
除去し、それをパッケージのキャビティに整列させる。ある実施例では、チップ
は、真空によって、ピックアップに付けられる。
【００６２】
選択的に、使用者は、チップの整列マークをカメラで検査することにより、チ
ップのキャビティに対する正しく整列を確保するように確認してもよい。もし、
チップの位置がずれていたら、チップは、取り除かれ、整列テーブルに再整列さ
れる。もし、チップが正しく位置決めされていたら、装置は、小出し器をキャビ
ティを取り囲むトラフに沿って移動させて、接着剤を付着させる。ある実施例で
は、真空は、接着剤をトラフに付着させる前に、開放される。この工程は、単な
る予防であり、真空によって、接着剤がキャビティにしみ込まないことを確保す
るために、行われれる。一旦、接着剤が付着されると、装置は、接着剤がチップ
の位置をずらしたかを測定するために、チップを再検査する。もし、チップがま
だ整列されていたら、ヘッドユニットは、紫外線を接着剤の上方に位置決めし、
接着剤を固くするのに十分な時間だけ、ある実施例では、約１０秒間だけ、硬化
させる。さもなければ、チップは再整列される。
【００６３】
完了の際、チップパッケージは、様々な用途を有する。例えば、チップパッケ
ージは、ハイブリダイゼーションによって、遺伝材料のシーケンシングに有用で
ある。ハイブリダイゼーションによるシーケンシングにおいて、チップパッケー
ジは、流体送出装置に接続されたハイブリダイゼーションステーションに設けら
れる。そのような装置は、針をポートに挿入し、隔壁を刺すことによって、パッ
ケージに接続される。この方法で、種々の流体が、ハイブリダイゼーション工程
中、プローブと接触させるために、キャビティに導入される。
【００６４】
通常、ハイブリダイゼーションは、初め、サンプルをプレハイブリダイゼーシ
ョン溶液(prehybridization solution) に露出して行う。次いで、サンプルは、
適当な結合時間中、ターゲットを含有する溶液で、結合状態のもとで培養される
。結合状態は適用によって異なるが、本明細書で援用する、マニアチス(Maniati
s)他、「分子クローニング：実験マニュアル(Molecular Cloning: A Laboratory
Manual) (1989) 、第２版、ニューヨーク州コールドスプリングハーバー、及び
、バーガー(Burger)及びキメル(Kimmel)、「酵素学における方法(Methods in En
zymology) 」、第１５２巻、分子クローニング技術ガイド(Guide to Molecular 
Cloning Techniques) 」(1987)、アカデミック・プレス社(Academic Press, Inc
.)、カイフォルニア州サンィエゴ、ヤング(Young) 及びデービス(Davis)(1983) 
、「Proc. Natl. Acad. Sci. (U.S.A.) 」８０：１１９４に記述されているもの
を含む、公知の一般的な結合方法によって選択される。ある実施例では、溶液は
、約１モルの塩類と、１乃至５０ナノモルのターゲットを含有する。選択的に、
流体送出装置は、培養時間を短縮する、キャビティ内での混合を改善するために
、攪拌機を有する。最後に、サンプルは、６Ｘ  ＳＳＰＥバッファであってもよ
いバッファで洗浄されて、結合されないターゲットが除去される。ある実施例で
は、キャビティは、サンプルを洗浄した後、バッファで充填される。
【００６５】
その後、パッケージは、あらゆる目的のために既に本明細書で援用した、米国
特許第５，１４３，８５４号（ピーラング(Pirrung) 、他）、又は、米国特許出
願第０８／４９５，８８９号に開示されたような、検出、又は映像装置に整列さ
れる。そのような検出装置は、特に、パッケージの形状と合致するホルダーを利
用することにより、パッケージの非対称（すなわち、面一でない縁）の利点を利
用してもよい。かくして、パッケージは、走査するために、正しい向き、及び、
整列が確保される。映像装置は、プローブとターゲットとの間の反応を定性的に
分析することができる。この分析に基づき、ターゲットのシーケンス情報が抽出
出される。
【００６６】
ＩＶ．他の実施例の詳細
ａ．チップパッケージの向き
図３３及び図３４は、パッケージの他の実施例を示す。図３３は、平面図であ
り、また図３４は底面図である。図３３に示すように、キャビティ１６２０がパ
ッケージ本体１６００の上面１６１０に位置決めされる。本体は、例えば、チッ
プをパッケージに付けるのに使用される、整列孔１６２１及び１６２２を有する
。選択的に、複数のリッジ１６９０が、本体の端部１６６０に位置決めされてい
る。リッジ１６９０によって生じる摩擦で、パッケージを滑ることなく容易に取
り扱うことができる。
【００６７】
本体は、また、２つのほぼ平行な縁１６３０及び１６４０を有する。図示され
するように、縁１６４０は、端１６６５で狭くなっており、平らでない縁１６４
５を形成する。本体の非対称な設計で、検出装置に設けられたとき、向きを正す
のが容易になる。例えば、検出装置は、端部１６６５が挿入される、オーディオ
カセットテープのものと同様なホルダーを有する。
【００６８】
図３４を参照すると、ポート１６７０及び１６７１が、キャビティ１６２０と
連通している。密封材が、流体をキャビティ内に保持するために、各ポートに設
けられている。上面と同様に、底面は、選択的に、複数のリッジ１６９０を端部
１６６０に有する。
【００６９】
図３５及び図３６は、パッケージの他の実施例を示す。図３５は、平面図であ
り、また図３６は底面図である。図３５を参照すると、キャビティ１７２０は、
パッケージ本体１７００の上面１７１０に位置決めされている。本体は、２つの
ほぼ平行な縁１７３０と１７４０を有する、ディスクの形状に形成されている。
寸法又は形状が異なる整列孔１７２１及び１７２２が、本体に位置決めされてい
る。ある実施例では、パッケージは、オーディオカセットテープのように、検出
装置に、縁１７３０及び１７４０と平行に挿入される。縁１７３０及び１７４０
と、整列孔は、パッケージが検出装置に不正確に挿入されるのを防止する。
【００７０】
図３６に示すように、ポート１７３０及び１７４０は、パッケージの底面１７
１５に位置決めされている。ポート１７３０及び１７４０は、キャビティ１７２
０と連通し、また各ポートは、流体をキャビティ内に密封するための密封材１７
８０を有する。
【００７１】
ｂ．チップの取り付け
図３７は、チップをパッケージに取り付けるための、他の実施例を示す。図示
されているように、２つの同心の押縁１８１０及び１８２０が、キャビティ３１
０の周囲を取り囲む。押縁１８２０は、キャビティ３１０の上方に設けられると
き、チップ１２０を支持する。チップ１２０を越えて延びるレッジ１８１０は、
チップを取り付けるための、紫外線硬化シリコン、セメント、又は、他の接着剤
を受け入れる。
【００７２】
図３８は、チップをパッケージに取り付けるための他の実施例を示す。この実
施例によれば、押縁１９１０がキャビティ３１０の周りに形成されている。押縁
は、接着フィルム、接着層、テープ、又は他の接着層のような接着剤１９２０を
収容するのに十分大きいことが好ましい。チップ１２０は、接着フィルムに接触
するとき、パッケージに取り付けられる。
【００７３】
図３９は、チップをパッケージに取り付けるための、他の実施例を更に示す。
図示されているように、複数のフィンガー２０１５を有するフレームのようなク
ランプ２０１０で、チップはパッケージに取り付けられる。図４０は、断面図で
ある。面５０１のリッジ２０２０は、キャビティ３１０を取り囲む。リッジは、
チップ１２０が載っている押縁２０２５を有する。選択的に、ガスケット又は密
封材２０７０が、押縁とチップとの間に位置決めされ、キャビティ３１０の周り
の密な密封材を確保する。クランプ２０１０は、リッジ２０２０の側面２０４０
及び面５０１に取り付けられている。ある実施例では、クランプ２０１０は、本
体に音波で溶接される。従って、クランプ２０１０は、その底部に位置決めされ
たエネルギーディレクター２０５０を有する。また、ねじ、クリップ、接着剤、
又は他の取り付け技術を、クランプ２０１０をパッケージに付けるのに使用して
もよい。付けられたとき、フィンガー２０１５は、チップ１２０をパッケージに
固定する。
【００７４】
図４１は、チップをパッケージに取り付けるための、他の実施例を示す。リッ
ジ２１１０は頂部、又は、その近辺に切欠き２１１５を有し、リッジ２１１０は
、キャビティ３１０を取り囲んでいる。チップ１２０は、切欠き２１１５によっ
て所定位置に溶接され、また保持される。その後、ヒートステーキングとして知
られている技術が、チップを取り付けるのに使用される。ヒートステーキングは
、熱と力をリッジの側面２１１１に与え、かくして、リッジをチップ１２０に抗
して、又は、周りにぴったりと押しつける。
【００７５】
図４２は、チップをパッケージに取り付ける他の実施例を示す。図示されるよ
うに、チャンネル２２５０がキャビティ３１０を取り囲む。チップ１２０を受け
入れるための切欠き２２４０が、キャビティ３１０の頂部に沿って、又は近位に
形成されている。ある実施例では、ガスケット又は密封材２２７０が切欠きの底
部に設置され、チップが取り付けられたとき密な密封材を確保する。一旦、チッ
プが切欠きに位置決めされると、Ｖ字形ウエッジ２２６０が、チャンネル２２５
０に挿入される。ウエッジは、本体をチップの縁部及び密封材２２６０に対して
押し、かくして、チップをパッケージに付ける。この工程は、圧縮密封として知
られている。インサートモールディング、ウエーブはんだ付け(wave soldering)
，面ディフージョン(surface diffusion) ，レーザ溶接、シュリンク包装、Ｏ−
リング密封、面エッチング、又は上からのヒートステーキング等の他の技術を利
用してもよい。
【００７６】
ｃ．流体保持(Fluid Retention) 
図４３は、流入口を密封するために、チェックバルブを利用するパッケージの
他の実施例を示す。図示するように、凹部２３０５及び２３１５は、流入口３５
０及び３６０を通って、キャビティ３１０と連通する。ある実施例では、ダック
ビルドチェックバルブ(duck-billed check valves)である、チェックバルブ２３
１０及び２３２０は、凹部２３０５及び２３１５に着座されている。流体をキャ
ビティに導入するのに、針が、チェックバルブに挿入される。針が除去されると
き、チェックバルブがそれ自体を、流体の漏れを防止するように、再密封する。
【００７７】
図４４は、キャビティ３１０を密封するための再使用可能なテープを使用する
他のパッケージを示す。図示しているように、テープ２４００が、流入口３５０
及び３６０の上方に位置決めされている。テープの端部２４３０は、面２４８０
に永久的に固定されていることが望ましく、端部２４１０は、取り付けられない
ままでいることが好ましい。テープの中間部分２４２０は、非永久的接着剤で構
成されている。この設計で、流入口は、テープをパッケージから完全に剥離する
ことなく、都合良く密封されたり、密封されなかったりする。
【００７８】
図４５は、キャビティ内に流体を保持するために、栓を使用するパッケージの
他の実施例を示す。図示するように、凹部２５２０及び２５３０は、流入口３５
０及び３６０を介してキャビティ３１０と連通する。ある実施例では、ゴム、又
は、他の密封材料でできている栓２５１０は、凹部に付けられる。栓２５１０は
、ハイブリダイゼーション工程中、キャビティを密封したり、開封するために、
容易に容易に、挿入され、取り外される。
【００７９】
図４６は、流体をキャビティ内に保持するために、スライディングシールを利
用したパッケージを示す。密封材は、流入口の上方に位置決めされた溝孔２６１
０に位置決めされている。溝孔は、密封材を流入口に案内し、また、そこから案
内するためのランナとして作用する。図４７は、密封材をより詳細に示す。ゴム
、テフロン（登録商標）ゴム、又は他の密封材料で構成される密封材２６４０が
、各溝孔２６１０に付けられる。密封材は、溝孔を通って延びるハンドル２６５
０を有する。選択的に、密封材の底部は、流入口３５０との結合を確保するため
の、環状突起部２６４５を有する。流入口は、密封材を適切に溝孔に沿って位置
決めすることにより、密封されたり、開封されたりする。また、ばね荷重ボール
、ロータリーボールバルブ、プラグバルブ、又は他の流体保持技術を利用しても
よい。
【００８０】
ｄ．チップの向き
図４８及び図４９は、パッケージの他の実施例を示す。図４８は、平面図であ
り、また図４９は断面図である。図示するように、パッケージ２７００は、面２
７０５にキャビティ２７１０を有する。面２７９１にプローブ２７９５のアレイ
を有するチップ２７９０が、接着剤２７４１でキャビティ２７１０の底部に結合
される。接着剤は、例えば、シリコン、接着テープ、又は、他の接着剤であって
もよい。また、チップ又は他の取り付け技術を利用してもよい。選択的に、キャ
ビティの底部は、チップが着座される凹部を有してもよい。
【００８１】
この構成は、いくつかの利点を提供し、それらは、（１）いかなる型式の基板
（すなわち、非透明又は非半透明）の使用をも許し、（２）チップが取り付けの
ための縁部を必要としないので、ウエハ当たり、より多くのチップを生み出し、
様々な寸法のチップ、又は、複数のチップがパッケージに付けられることを許す
ことである。
【００８２】
カバー２７７０が、キャビティを密封するためにパッケージに付けられる。カ
バー２７７０は、ガラス、アクリル、又は光を透過させる他の材料等の透明又は
半透明の材料で形成させれていることが好ましい。カバー２２７０は、接着剤２
７７２で面２７０５に付けられることが好ましく、接着剤２７７２は、ある実施
例では、シリコン、接着フィルム、又は、他の接着剤である。選択的に、凹部は
、カバーの面２２７１が、面２７０５と少なくとも面一であるように、キャビテ
ィの周りに形成されている。また、カバーは、本明細書に説明されたいずれのチ
ップ取り付け技術によって、面２７０５に付けられてもよい。
【００８３】
流入口２７５０及び２７５１が設けられ、キャビティ２７１０と連通している
。選択された流体が、流入口２７５０及び２７５１を介してキャビティを通って
循環される。流体をキャビティ内に密封するために、隔壁、栓、又は他の密封材
を利用してもよい。他の実施例では、ここで説明した、いかなる流体保持技術を
利用してもよい。
【００８４】
ｅ．平行ハイブリダイゼーション及び診断
他の実施例では、本体は、複数のキャビティが設けられていている。キャビテ
ィは、例えば、９６窪みマイクロ滴定量フォーマット(96-well micro-titre for
mat)をなしていてもよい。ある実施例では、チップは、上記の方法によって、個
々に各キャビティに設けられる。また、プローブアレイは、キャビティと合致す
るフォーマットでウエハに形成される。従って、プローブアレイをパッケージに
取り付ける前は、ウエハを分割する必要はない。このフォーマットは、複数のサ
ンプルの実験を平行して行うことを可能にすることにより、一定時間当たりの処
理量を著しく増加する。
【００８５】
Ｖ．攪拌装置の詳細
図５０は、攪拌装置の詳細を示す。図示しているように、攪拌装置２８００は
、２つの液体容器２８１０及び２８２０を有し、ある実施例では、液体容器２８
１０及び２８２０は、それぞれ約１０ミリリットルである。容器２８１０は、管
２８５０を介してポート３５０と連通し、また容器２８２０は、管２８６０を介
してポート３６０と連通する。流入ポート２８１２及び通気ポート２８１１は、
容器２８１０の頂部に、又はその近くに位置決めされている。容器２８２０は、
また、頂部に、又はその近くに、流入ポート２８２２及び通気口２８２１を有す
る。容器２８１０のポート２８１２及び容器２８２０のポート２８２２は、バル
ブ２８４０及び２８４１を介してバルブクランプ２８２８に接続されている。窒
素ガス（Ｎ2 ）又は他の気体であってもよいアジテータ２８０１は、継手２８５
１でバルブ組立体２８２８に接続されている。バルブ２８４０及び２８４１は、
それぞれの容器へのＮ2 の流れを規制する。ある実施例では、容器２８１０と同
様に、バッファ及び／又は流体をキャビティに導入するために、追加の容器（図
示せず）が設けられていてもよい。
【００８６】
運転中、流体が容器２８１０に配置される。流体は、例えば、チップのプロー
ブとハイブリッド化すべきターゲットを有する。容器２８１０は、ポート２８１
１を閉じることにより密封され、容器２８２０は、ポート２８２１を開放するこ
とによって通気される。次いで、Ｎ2 が、容器２８１０に注入され、流体を管２
８５０、キャビティ３１０、ついには、容器２８２０へと押しやる。Ｎ2 によっ
て形成された泡は、装置内を通って循環するとき、流体を攪拌する。容器２８１
０内の流体の量がほとんど空になろうとしているとき、装置は、バルブ２８４０
及びポート２８２１を閉じ、バルブ２８４１及びポート２８１１を開放すること
によって、流体を逆流させる。このサイクルが、プローブとターゲットとの間の
反応が、完了するまで、繰り返される。
【００８７】
ある適用では、泡立ちは、Ｎ2 が流体と相互作用するときに起こる。泡立ちは
、装置を通る流体の流れを抑制する可能性がある。この問題を緩和するため、Ｃ
ＴＡＢのような洗剤を流体に添加してもよい。ある実施例では、添加するＣＴＡ
Ｂの量は約１ミリモルである。更に、ＣＴＡＢは、それらが結合する割合を増加
することにより、プローブ及びターゲットに積極的に影響を与え、かくして、必
要な反応時間を短縮する。
【００８８】
図５０に示す装置は、他の方法で運転される。この技術によれば、第２容器内
に形成された背圧が、溶液を逆流させるのに使用される。運転中、流体が容器２
８１０内に配置され、ポート２８１１及び２８２１の両方が閉じられる。Ｎ2 が
容器２８１０に注入され、流体は、管２８５０、キャビティ３１０、ついには容
器２８２０へと押しやられる。容器２８２０の通気ポートが閉じられるので、流
体及びＮ2 の容積が増加するとき、その中の圧力が構築され始める。容器２８１
０内の流体の量が、ほとんど空になろうとしているとき、容器２８１０へのＮ2 
の流れは、バルブ２８４０を閉じることにより停止される。次いで、循環装置は
、容器２８１０の開口ポート２８１１によって通気される。その結果、容器２８
２０内の圧力で、溶液が装置を通って容器２８１０に向かって強制的に戻る。あ
る実施例では、装置は、Ｎ2 が約３秒間、注入され、更に、約３秒間、通気され
る。このサイクルが、プローブ及びターゲットとの間のハイブリッド化が完了す
るまで、繰り返される。
【００８９】
図５１は、攪拌装置の他の実施例を示す。装置２９００は、チップパッケージ
３００が設けられたボルテクサー（voltexer) ２９１０を有する。流体を保持す
るための容器２９３０が、管２９５０を介して流入口３５０と連通する。バルブ
２９３５が、溶液のキャビティへの流れを制御するために設けられていてもよい
。ある実施例では、Ｎ2 源、又は他の気体源であってもよい循環器２９０１、が
、容器２９３０に接続されていてもよい。また、ポンプ又は他の流体移送装置を
利用してもよい。容器２９３０へのＮ2 の流れは、バルブ２９３６によって規制
される。循環機２９０１は、また、バルブ２９０２を介して管２９５０に接続さ
れている。
【００９０】
廃棄用容器２９２０は、流出管２９５５を通ってポート３６０と連通している
。ある実施例では、流体センサ２９４０が、流出管２９５５内の流体の存在を感
知するために設けられていてもよい。廃棄用容器へのアクセスは、バルブ２９２
１によって制御される。選択的に、容器２９３０と同様な追加の容器（図示せず
）が、バッファ又は他の流体をキャビティに導入するために、利用されてもよい
。
【００９１】
装置は、すべてのバルブを閉じ、例えば、ターゲットを含有する流体を有する
容器２９３０を充填することによって、初期化される。次いで、バルブ２９３６
、２９３５及び２９５５が、開放される。これで、Ｎ2 の、容器２９３０への流
入が許容され、流体を管２９５０を通って、キャビティへ強制的に押しやる。キ
ャビティが充填されるとき、バルブ２９３５、２９３６、及び２９５５は閉じら
れ、キャビティ内の流体が密封される。次いで、ボルテクサーが起動され、塗料
ミキサーと同様に、チップパッケージが振動する。ある実施例では、ボルテクサ
ーは、パッケージを約３０００サイクル／分で振動する。この運動は、流体内の
ターゲットを混ぜ、培養時間を短縮する。ある実施例では、ボルテクサーは、ハ
イブリッド化が完了するまで、チップパッケージを回転させる。完了の際、バル
ブ２９０２及び２９５５が開き、Ｎ2 をキャビティに流入させる。Ｎ2 で、流体
が廃棄用容器２９２０に映される。引続き、キャビティは、バッファ又は他の流
体で充填される。
【００９２】
図５２は、攪拌装置が、チップパッケージに部分的に一体化された、他の実施
例を示す。図示されるように、チップパッケージ３００は、チップが設けられた
キャビティ３１０を有する。キャビティ３１０には、流入口３６０及び３５０が
設けられている。パッケージは、また、チャンバ３０１０及び３０２０を有する
。ポート３０２１が、チャンネル３０１０に設けられ、流入口３６０にチャンネ
ル３０２５によって連結されている。
【００９３】
チャンネル３０１０は、ポート３０１１及び３０１２を備えている。ポート３
０１２は、チャンネル３０１５を通って流入口３５０と連通される。チャンネル
３０１５には、流体廃棄装置３５００と管３５０１を介して連通された、廃棄ポ
ート３０１６が設けられている。バルブ３５０２は、流体の廃棄装置への流れを
規制する。ある実施例では、廃棄装置は、廃棄容器３５１０と管３５０１に接続
された流体回復用容器３５２０とを有する。バルブ３５３０は、流体の流れを廃
棄用容器又は回復用容器のいずれかに差し向けるために設けられている。
【００９４】
ポート３０１１は、管３６０１を通って、流体送出装置３６００と連結されて
いる。流体送出装置からチャンバ３０１０に流れる流体は、バルブ３６０２によ
って規制される。流体送出装置は、管３６９０で互いに連結された流体容器３６
１０及び３６２０を有する。ターゲットを含有する流体を保持している容器３６
１０は、ポート３６１６及び３６１５を有する。ポート３６１６は、管３６９０
に連結されている。バルブ３６１２は、容器３６１０の外への流体の流れを制御
する。Ｎ2 源である循環器３６０５は、容器３６１０のポート３６１５に連結さ
れている。また、いかなるタイプの気体、ポンプ又は他の流体移送装置を利用し
てもよい。Ｎ2 の容器３６１０への流れは、バルブ３６１８によって制御される
。また、バルブ３６１９が、容器３６１０を通気するために設けられている。
【００９５】
バッファを保持する容器３６２０には、ポート３６２５及び３６２６が設けら
れている。循環器３６０５が、ポート３６２５に連結されている。バルブ３６２
１が、Ｎ2 の容器３６２０への流れを制御するために、設けられている。ポート
３６２６が、バルブ３６２２を介して管３６９０に連結されている。バルブ３６
２２は、バッファの容器３６２０の外への流れを規制する。選択的に、容器３６
２０と同様な追加の容器（図示せず）が、他の流体をキャビティに導入するため
に設けられていてもよい。バルブ３６９０は、Ｎ2 のパッケージへの直接の流れ
を制御するために、循環器３６０５を管３６９０に連結する。バルブ３６５２が
、流体送出装置を通気するために設けられている。
【００９６】
初期の運転状態では、全てのバルブが閉じられている。ハイブリタイゼーショ
ン工程を始めるため、ターゲットを含有する流体が、バルブ３６０２、３６１２
、及び３６１８を開けることによって、チャンバ３０１に導入される。これで、
Ｎ2 が容器３６１０に注入され、流体を管３６０１を通って、チャンバ３０１０
に強制的に流れる。チャンバ３０１０が充填されるとき、バルブ３６１２及び３
６１８は閉じられる。次いで、バルブ３６４２が開かれ、Ｎ2 がチャンバ３０１
０に直接、流れるのを許す。Ｎ2 は、流体を攪拌し、キャビティ３１０へと、ま
たチャンバ３０２０の外へと循環させる。チャンバ３０２０内の流体及びＮ2 の
容積が増加するとき、同様に、内部の圧力も上昇する。チャンバ３０２０がその
許容量に達するとき、バルブ３６４２が閉じられ、流体の流れが止まる。その後
、装置は、バルブ３６５２を開けることによって通気される。装置を通気すると
、チャンバ３０２０内の背圧が、流体をチャンバ３０１０へと逆流させる。チャ
ンバ３０１０が充填されるとき、バルブ３６５２が閉じられ、バルブ３６４２が
開いて、流体が逆流する。このサイクルが、ハイブリダイゼーションが完了する
まで、繰り返される。
【００９７】
ハイブリッド化が完了するとき、装置は排水される。この方法は、流体が位置
するチャンバによる。もし、流体がチャンバ３０２０内に位置されているなら、
バルブ３５０２は、開かれ、バルブ３５３０は、流体を適当な容器（回復用又は
廃棄用）に差し向けるように位置決めされる。チャンバ３０２０内の圧力は、流
体をポート３０１６、管３５０１、を通して、廃棄装置へと押しやる。流体がチ
ャンバ３０１０内にあるなら、バルブ３５０２及び３６４２は開かれる。その結
果、Ｎ2 は、チャンバ３０１０内の流体をポート３５０１を通って、廃棄装置へ
と押しやる。
【００９８】
一旦、装置が空になると、すべてのバルブは閉じられる。バッファ又は他の流
体が、キャビティに導入れる。例えば、キャビティは、バルブ３６０１、３６２
１、及び３６２２を開くことによって、バッファで充填される。これで、Ｎ2 が
容器３６２０へと注入され、その中のバッファを装置を通って流れさせ、やがて
キャビティ３１０を充填する。また、超音波放射能、熱、マグネティック・ビー
ド(magnetic beads)、又は他の攪拌技術を利用してもよい。
【００９９】
本発明は、プローブチップをパッケージするための、商業的に実現可能な装置
を提供する。上記の説明は例示であり、限定するものではないと理解されたい。
当業者は、上記の説明を読むことによって、多くの実施例が明らかになろう。単
に例示として、パッケージは、２つの材料のかわりに、１つの材料で成形され、
又は機械加工されてもよい。また、他の非対称なデザインを、検出装置にパッケ
ージの向きを定めるのに使用してもよい。
【０１００】
（要約）
一定時間当たりの処理量が高い商業的に実現可能なチップをパッケージ装置及
び方法を提供する。米国特許第５，１４３，８５４号とＰＣＴＷＯ第９２／１０
０９２号等に開示された方法に従って、知られた位置にプローブシーケンスを組
み立てた基板１２０を設けるためのキャビティ３１０を有する本体３００を提供
する。キャビティは選択された流体をキャビティに導入し、プローブと接触させ
るための流入口３５０と３６０を有する。
【０１０１】
本発明の範囲は、従って、上記の説明を参照することなく、請求の範囲及びそ
れと均等の範囲を参照して決定されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】図１は、複数のプローブアレイが組み立てられたウエハを示す。
【図２】図２は、チップを示す。
【図３】図３は、スクライブ・アンド・ブレーク装置を示す。
【図４】図４は、ピック・アンド・プレースフレームみ設けられたウエハを示す。
【図５】図５は、整列中に、スクライブ・アンド・ブレーク装置によって表示されたウエハを示す。
【図６】図６は、整列中に、スクライブ・アンド・ブレーク装置によって表示されたウエハを示す。
【図７】図７は、チップパッケージ装置を示す。
【図８】図８は、２つの部品から組み立てられたチップパッケージ装置を示す。
【図９】図９は、チップパッケージ装置の上方ケーシングの平面図である。
【図１０】図１０は、チップパッケージ装置の上方ケーシングの底面図である。
【図１１】図１１は、異なるキャビティの向きを示す。
【図１２】図１２は、パッケージ装置の断面図である。
【図１３】図１３は、チップパッケージ装置の下方ケーシングの底面図である。
【図１４】図１４は、音波溶接装置を示す。
【図１５】図１５は、音波溶接装置を示す。
【図１６】図１６は、チップパッケージ装置を組み立てるのに使用される音波溶接工程を示す。
【図１７】図１７は、チップパッケージ装置を組み立てるのに使用される音波溶接工程を示す。
【図１８】図１８は、チップパッケージ装置を組み立てるのに使用される音波溶接工程を示す。
【図１９】図１９は、チップをチップパッケージ装置に取り付けるのに使用される、接着剤小出し装置を示す。
【図２０】図２０は、図１０の接着剤小出し装置の詳細図である。
【図２１】図２１は、図１０の接着剤小出し装置の詳細図である。
【図２２】図２２は、図１０の接着剤小出し装置の詳細図である。
【図２３】図２３は、図１０の接着剤小出し装置の詳細図である。
【図２４】図２４は、図１０の整列装置の工程図である。
【図２５】図２５は、図１０の整列装置の工程図である。
【図２６】図２６は、図１０の整列装置の工程図である。
【図２７】図２７は、図１０の整列装置の工程図である。
【図２８】図２８は、図２４乃至図２７の整列工程中に得られた映像を示す。
【図２９】図２９は、図２４乃至図２７の整列工程中に得られた映像を示す。
【図３０】図３０は、図２４乃至図２７の整列工程中に得られた映像を示す。
【図３１】図３１は、図２４乃至図２７の整列工程中に得られた映像を示す。
【図３２】図３２は、図２４乃至図２７の整列工程中に得られた映像を示す。
【図３３】図３３は、パッケージ装置の他の実施例を示す。
【図３４】図３４は、パッケージ装置の他の実施例を示す。
【図３５】図３５は、パッケージ装置の他の実施例を示す。
【図３６】図３６は、パッケージ装置の他の実施例を示す。
【図３７】図３７は、チップをパッケージ装置に取り付けるための他の実施例を示す。
【図３８】図３８は、チップをパッケージ装置に取り付けるための他の実施例を示す。
【図３９】図３９は、チップをパッケージ装置に取り付けるための他の実施例を示す。
【図４０】図４０は、チップをパッケージ装置に取り付けるための他の実施例を示す。
【図４１】図４１は、チップをパッケージ装置に取り付けるための他の実施例を示す。
【図４２】図４２は、チップをパッケージ装置に取り付けるための他の実施例を示す。
【図４３】図４３は、パッケージ装置のキャビティを密封するための他の実施例を示す。
【図４４】図４４は、パッケージ装置のキャビティを密封するための他の実施例を示す。
【図４５】図４５は、パッケージ装置のキャビティを密封するための他の実施例を示す。
【図４６】図４６は、パッケージ装置のキャビティを密封するための他の実施例を示す。
【図４７】図４７は、パッケージ装置のキャビティを密封するための他の実施例を示す。
【図４８】図４８は、チップを取り付けるための他の実施例を示す。
【図４９】図４９は、チップを取り付けるための他の実施例を示す。
【図５０】図５０は、攪拌装置を示す。
【図５１】図５１は、攪拌装置の他の実施例を示す。
【図５２】図５２は、攪拌装置の他の実施例を示す。
【符号の説明】
【０１０３】
１００  ウエハ
１１０  プローブアレイ
１５０  道
１２０  チップ
１４５  整列マーク
３００  パッケージ
３１０  キャビティ
３６０  流入口
５５１  チャンネル
５６１  チャンネル
５９０  凹部
７９０  密封材
１６２１  整列孔
１６２２  整列孔
２２７０  カバー
３０１０  チャンバ
３０２０  チャンバ
３０２１  ポート
３０１０  チャンネル
３０２５  チャンネル
【図１】
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【図２】
2006153877.tif 000004
【図３】
2006153877.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006153877.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2006153877.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2006153877.tif 000028
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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