(57)【要約】  本発明は、索引が付された支持基板を提供するものである。この支持基板は、少なくとも一群の索引となる特徴を含み、該特徴は、その相互間の識別、及びこれと該周囲の基板との識別を可能とする。本発明の支持基板は、また一群の有用なドメインをも含む。該索引となる特徴は、確認可能な様式で、該有用なドメインに対応するように、該基板上に配置される。
2008527722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一群の索引マーク及び一群の有用なドメイン領域を有し、該索引マーク各々が、有用なドメイン領域の特定の行又は列と関連付けられていることを特徴とする、支持基板。
【請求項２】
該索引マークが、相互に形状、サイズ又は地勢において異なっている、請求項1記載の支持基板。
【請求項３】
該索引マークが、相互に化学的に異なっている、請求項1記載の支持基板。
【請求項４】
該索引マークが、相互に磁気的に異なっている、請求項1記載の支持基板。
【請求項５】
該索引マークが、化学的に該基板と異なっている、請求項1記載の支持基板。
【請求項６】
該索引マークが、磁気的に該基板と異なっている、請求項1記載の支持基板。
【請求項７】
該基板が、更に夫々が該有用なドメイン領域を取り囲んでいる、一群のドメイン領域マーカーをも含む、請求項1記載の支持基板。
【請求項８】
該各索引マークが、その面積において、100μm2以下である、請求項1記載の支持基板。
【請求項９】
該各索引マークが、その面積において、100〜1000μm2なる範囲にある、請求項1記載の支持基板。
【請求項１０】
該索引群の特徴が、該支持基板上に堆積されている、請求項1記載の基板。
【請求項１１】
該索引群の特徴が、該支持基板から物質を除去することによって生成される、請求項1記載の基板。
【請求項１２】
該各有用なドメインの面積が、1000μm2未満である、請求項1記載の基板。
【請求項１３】
該各有用なドメインの面積が、100μm2未満である、請求項12記載の基板。
【請求項１４】
該各有用なドメインの面積が、10μm2未満である、請求項13記載の基板。
【請求項１５】
該有用なドメインの第二の群が、1μm2よりも小さなドメインで構成される、請求項14記載の基板。
【請求項１６】
該有用なドメインが、100nmより〜0.1nmなる範囲内の、2乗平均平方根粗さを持つ、請求項1記載の基板。
【請求項１７】
該基板材料が、ガラス、パイレックス（登録商標）、ボロフロート、石英、溶融シリカ、珪素、酸化ケイ素、窒化珪素、ヒ化ガリウム、ガリウムリン、窒化ガリウム、ゲルマニウム、サファイア、インジウムリン、酸化亜鉛、炭化珪素、セラミックス、プラスチック、ポリマー、ポリジエチルシロキサン(PDMS)、SU8、ポリスチレン、ポリプロピレン、又はポリエテリンである、請求項1記載の基板。
【請求項１８】
該支持基板が、更に金属の上部層をも含む、請求項17記載の基板。
【請求項１９】
該金属が、少なくとも1種の金、銀、プラチナ、銅、ニッケル、クロム、チタン、インジウム、タンタル、錫、亜鉛、アルミニウム、スカンジウム、パラジウム、タングステン、又は鉛、もしくはこれらの酸化物又は合金を含む、請求項18記載の基板。
【請求項２０】
一群の索引マーク及び一群の有用なドメイン領域を有し、該索引マーク各々が、有用なドメイン領域の特定の行又は列と関連付けられており、かつ各索引マークが、その面積において、1000μm2未満であり、また該各有用なドメインの面積が、1000μm2未満であることを特徴とする、支持基板。
【請求項２１】
該索引マークが、相互に形状、サイズ又は形態において異なっている、請求項20記載の支持基板。
【請求項２２】
該索引マークが、相互に化学的に異なっている、請求項20記載の支持基板。
【請求項２３】
該索引マークが、相互に磁気的に異なっている、請求項20記載の支持基板。
【請求項２４】
該索引マークが、化学的に該基板と異なっている、請求項20記載の支持基板。
【請求項２５】
該索引マークが、磁気的に該基板と異なっている、請求項20記載の支持基板。
【請求項２６】
該基板が、更に夫々が、該各有用なドメイン領域を取り囲んでいる、一群のドメイン領域マーカーをも含む、請求項20記載の支持基板。
【請求項２７】
該各索引マークが、その面積において、100μm2以下である、請求項20記載の支持基板。
【請求項２８】
該各索引マークが、その面積において、100〜1000μm2なる範囲にある、請求項20記載の支持基板。
【請求項２９】
該索引群の特徴が、該支持基板上に堆積されている、請求項20記載の基板。
【請求項３０】
該索引群の特徴が、該支持基板から物質を除去することによって生成される、請求項20記載の基板。
【請求項３１】
該各有用なドメインの面積が、100μm2未満である、請求項20記載の基板。
【請求項３２】
該各有用なドメインの面積が、10μm2未満である、請求項31記載の基板。
【請求項３３】
該有用なドメインの第二の群が、1μm2よりも小さなドメインで構成される、請求項32記載の基板。
【請求項３４】
該有用なドメインが、100nmより〜0.1nmなる範囲内の、2乗平均平方根粗さを持つ、請求項20記載の基板。
【請求項３５】
該基板材料がガラス、パイレックス（登録商標）、ボロフロート、石英、溶融シリカ、珪素、酸化ケイ素、窒化珪素、ヒ化ガリウム、ガリウムリン、窒化ガリウム、ゲルマニウム、サファイア、インジウムリン、酸化亜鉛、炭化珪素、セラミックス、プラスチック、ポリマー、ポリジエチルシロキサン(PDMS)、SU8、ポリスチレン、ポリプロピレン、又はポリエテリンである、請求項20記載の基板。
【請求項３６】
該支持基板が、更に金属の上部層をも含む、請求項35記載の基板。
【請求項３７】
該金属が、少なくとも1種の金、銀、プラチナ、銅、ニッケル、クロム、チタン、インジウム、タンタル、錫、亜鉛、アルミニウム、スカンジウム、パラジウム、タングステン、又は鉛、もしくはこれらの酸化物又は合金を含む、請求項36記載の基板。
【請求項３８】
該有用なドメイン領域各々が、更に構造：S-(CH2)X-Rを持つ分子で構成される、自己-組織化単分子層を含み、該構造において、Sは硫黄原子を表し、Xは1〜30なる範囲内の整数を表し、またRはCH3、サクシンイミド、OH、COOH、エポキシド、アルデヒド、クラウンエーテル、及びエーテル基からなる群から選択される官能基を表す、請求項36記載の基板。
【請求項３９】
一群の索引マーク及び一群の有用なドメイン領域を有する支持基板の製造方法であって、該方法が以下の諸工程：
支持基板としてのシリコンウエハを調製する工程、
該支持基板を、ポジ型フォトレジストで被覆する工程、
所定のパターンを持つフォトマスクを、該被覆した支持基板上に配置する工程、ここで該パターンは、該検索マークを含み、また該検索マークは、該支持基板を覆っておらず、
該フォトマスク上の該パターンを、該フォトレジストに転写する紫外光に、該フォトマスクで覆われた基板を暴露する工程、
該シリコン支持基板の該露光領域をエッチングして、該支持基板上に、該一群の索引マーク得る工程、
該索引マークと整合する、有用なドメイン領域を、該支持基板上に製造する工程、
を含むことを特徴とする、上記方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（関連出願との相互引照）
本件特許出願は、2005年、1月10日付で出願された、米国仮特許出願第60/642,541号の出願日に係る利益を請求するものである。該特許出願の内容全体を、参考としてここに組入れる。
小さな物質を使用して、化学物質及び生物学的物質を結合することは、ナノ技術に係る工業において広く利用されている。しかし、このような小さな物質は、異なる特性を持つ可能性のある、該基板上の特定のドメインの同定において、問題がある。これは、該基板に結合した該物質に関して分析を行うことができるように、基板が、ある装置から、別の装置に移される場合に、特に問題となる。
【発明の開示】
【０００２】
本発明は、索引が付された支持基板を提供する。この支持基板は、少なくとも一群の索引となる特徴を含み、該特徴は、それら相互間の、及びこれらと該周囲の基板との識別を可能とする。本発明の支持基板は、また一群の有用なドメインをも含む。該索引となる特徴は、確認可能な様式で、該有用なドメインに対応するように、該基板上に配置される。
該支持基板は、相応しくはシリカであるが、任意の適当な材料で作ることができる。
有用なドメインは、ある機能を目的として使用することのできる、該基板の表面上の領域であり、また該索引となる特徴との関連で配置することができる領域である。
一態様において、該支持基板は、一群の索引マーク及び一群の有用なドメイン領域を有し、該索引マーク各々は、有用なドメイン領域の特定の行又は列と関連付けられている。
【０００３】
該索引マークは、相互に、形状、サイズ又は地勢(topography)において異なっていてもよく、あるいは相互に、化学的に又は磁気的に異なっていてもよい。該索引マークは、更に形状、サイズ又は地勢において、該支持基板と化学的又は磁気的に異なっていてもよい。該索引マークは、該支持基板上に堆積させるか、あるいは該支持基板からその材料を除去することによって製造することも可能である。
各索引マークは、その面積において、1000μm2未満であることが適当であり、その面積において100μm2未満であることがより適当である。同様に、該有用なドメイン各々の面積は、1000μm2未満、又は100μm2未満、又は10μm2未満、又は1μm2未満であることが適当である。
該有用なドメイン領域は、単に該支持基板上の領域と呼ぶことができ、あるいは該領域は、該支持基板と異なる物理化学的特性を持つことができる。該支持基板は、付随的に、夫々が該有用なドメイン領域各々を取り囲んでいる、一群のドメイン領域マーカーをも含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
本発明の態様を詳細に説明する前に、本発明は、その用途において、以下に説明し、あるいは添付図に示された構成の詳細及び部品の配列に限定されるものではないと、理解すべきである。本発明は、他の態様として実施可能であり、また様々な方法で実行、実施可能である。また、ここで使用する述語及び用語は、説明の目的で使用されるものであり、限定的なものであるとみなすべきではないものと、理解すべきである。ここにおける、用語「含む(including)」、「持つ(having)」及び「含む(comprising)」並びにその変形の使用は、その後に掲載される項目及びその等価なもの、並びに付随的な用語並びにその等価物を意味するものである。
【０００５】
ここにおいて掲載する任意の数値は、低い値から高い値までの全ての値を含むものと理解すべきである。例えば、ある領域の範囲を、1〜100μm2と述べた場合、2〜40μm2、10〜30μm2又は1〜3μm2等の値が、本明細書において明白に数値化されているものとする。これらは、単に具体的に意図したものの例に過ぎず、数値化された最小の値と最大の値との間の数値の、あらゆる可能な組合せが、本出願において明白に述べられているものと考えられる。
本発明は、索引が付された支持基板を提供する。この支持基板は、少なくとも一群の索引となる特徴を含み、該特徴は、それら相互間の識別及びこれらと該周囲の基板との識別を可能とする。本発明の支持基板は、また一群の有用なドメインをも含む。該有用なドメインは、また夫々各有用なドメインを取り囲んでいる、ドメイン領域マーカーによって、標識することも可能である。該索引となる特徴は、確認可能な様式で、該有用なドメインに対応するように、該基板上に配置される。該索引マーク及び有用なドメインは、相互に同一平面上にあり得、またその周囲の基板と同一平面上にあり得る。
【０００６】
有用なドメインは、ある機能に関して利用することのできる、該基板表面上のある領域であり、また該索引となる特徴との関連で配置することができる領域である。
索引となる特徴の一つは、有用なドメインの位置決定並びに同定を可能とする、識別マークである。用語「索引となる特徴(indexing features)」及び「索引マーク(indexing marks)」とは、互換性のあるものとして使用できる。適当には、各索引マークは、その面積において、1000μm2未満であることが適当であり、またその面積において100μm2未満であることがより適当であり、あるいはその面積は100μm2未満、又はその面積は10μm2未満、又はその面積は1μm2未満である。また、該索引マークは、その面積において1〜10μm2なる範囲、その面積において、10〜100μm2なる範囲、あるいはその面積において、100〜1000μm2なる範囲の値であり得る。
【０００７】
索引となる特徴及び有用なドメインマーカーは、当業者には公知の、任意の数の方法によって、同時に又は順次形成することができる。これらの方法は、フォトリトグラフィー/e-ビームリトグラフィー法及びこれに続いて行われる反応性イオンエッチング(RIE)法、深層反応性イオンエッチング(DRIE)法、ドライエッチング法、イオンミリング法、湿式エッチング法、金属蒸着法、及びリフトオフ法、シャドーマスク堆積法、レーザー直接描画法、電子ビーム又はイオンビーム直接描画法、放電機械加工法、密着焼付け法、マイクロステレオリトグラフィー法、スタンピング又は成型法、フルーディックスエネーブルドマテリアルトランスファーオペレーション(Fluidics Enabled Material Transfer Operation: FEMTO)法及び射出成型法を含むが、これらに限定されない。索引となる特徴及び有用なドメインは、エッチング(物質の除去)法又は堆積(物質の付加)法によって製造できる。
【０００８】
該支持基板自体は、シリカを含む任意の適当な材料であり得る。他の適当な材料は、ガラス、パイレックス（登録商標）、ボロフロート(borofloat)、石英、溶融シリカ、珪素、酸化ケイ素、窒化珪素、ヒ化ガリウム、ガリウムリン、窒化ガリウム、ゲルマニウム、サファイア、インジウムリン、酸化亜鉛、炭化珪素、セラミックス、プラスチック、ポリマー、ポリジエチルシロキサン(PDMS)、ポリ(メチルメタクリレート)、SU8、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエテリン(polyethelyne)、又は半導体、プラスチック、ガラス、セラミックス及び製造工業において使用するのに適した、他の適当な材料を含むが、これらに限定されない。該支持基板は、また金属の上部層を含むこともできる。適当な金属は金、銀、プラチナ、銅、ニッケル、クロム、チタン、インジウム、タンタル、錫、亜鉛、アルミニウム、スカンジウム、パラジウム、タングステン、又は鉛、もしくはこれらの酸化物又は合金を含む。
【０００９】
該索引が付された支持基板は、またポジ型又はネガ型レジストの何れかの層で覆うこともできる。レジストの物理的除去は、その後に、AFMナノリトグラフィーを含むが、これに限定されない、多くの技術の何れかを用いて実施できる。あるいはまた、ポジ型又はネガ型フォトレジストを、該支持基板に適用し、次いでUV光に暴露することも可能である。該UV光は、走査型近距離光学顕微鏡法を含むが、これに限定されない、多くの技術の何れかを用いて、該表面に導くことができる。
一態様において、該索引が付された支持基板は、光学的に識別可能な索引となる特徴を含み、また実質的に平坦で、平滑な有用ドメインを持つ。索引となる特徴は、文字、数、記号、又はその他の認識できる形状を含むことができる。該有用なドメインの平坦性及び平滑性は、機械的研磨法、化学-機械的研磨法、電子-化学的研磨法、及び化学的な処理を含むが、これらに限定されない、当業者には公知の多数の方法の何れかによって達成することができる。一態様において、該有用なドメインは、走査型プローブ顕微鏡法、ナノリトグラフィー法、又は平坦で、平滑な表面を必要とする他の用途における基板として使用することを可能とする、十分な平坦性及び平滑性を持つべきである。該索引となる特徴は、後の分析又は実験のため、特定の有用なドメインを、アドレス表示するのに利用できる。
【００１０】
他の態様では、該支持基板は、非-光学的な方法で識別可能な、索引となる特徴を含む。これらの索引系は、可視化のために、様々な他の物理的又は電磁的方法を利用することができる。一態様においては、酸化手順を利用して、索引系を作成でき、ここで該索引系は、酸化された領域、即ち親水性の、領域によって画成され、また散在する、さほど酸化されていない又はネガティブな、即ち疎水性の堆積ドメインを含む。この逆も生成し得る。これらの索引パターンは、原子間力顕微鏡を用いて、摩擦を測定することにより可視化することができる。
他の態様では、該索引マーカー及び有用なドメインマーカーは、磁化可能な表面被膜の局所的な磁化によって製造できる。この型の索引パターンは、局所的磁性ドメインを検出できる、走査型プローブ顕微鏡により可視化することができる。
【００１１】
別の態様では、該索引マーカー及び有用なドメインマーカーは、化学的に識別される。一態様において、これは、表面への、化学的な基のエラストマースタンピング(elastomeric stamping)法によって行われる。これら基の化学的な特性は、その隣接領域からの、該基の識別を可能とし、結果として索引となる格子系を生成する。この型の索引系は、横方向の力(摩擦)、化学的な力(化学的に増感された走査プローブを使用する)、又は直接的力のマッピング(該表面上の規定された位置における、接着力又は他の力を測定するための原子間力顕微鏡を使用する)を含むが、これらに限定されない様々な方法によって、可視化することができる。
索引が付された支持基板の該有用なドメインは、様々な要求及び目的を満足するように、設計することができる。適当には、該有用なドメインの面積は、1000μm2未満であり、又は別の態様では、100μm2未満、10μm2未満、又は1μm2未満である。基板上の該有用なドメインは、任意の量であり得るが、1〜1000なる範囲にあることが適当である。
【００１２】
該有用なドメインは、実質上平坦なものであり得、あるいは要求される事項に依存して、粗い表面を持つことも可能である。粗い表面が必要とされる場合、該有用なドメインは、適当には100nm未満、あるいは別の態様では、10nm未満、1nm未満あるいは0.1nm未満の、2乗平均平方根粗さを持つ。また、該2乗平均平方根粗さは、適当には、0.1〜100nmなる範囲内の任意の範囲であり得る。
一態様において、該索引が付された支持基板の該有用なドメインは、リトグラフィー用の基板として使用することができる。浸漬ペンナノリトグラフィー、ナノグラフティング(nanografting)、浸漬ペンナノグラフティング、ソフトリトグラフィー(soft lithography)、マイクロコンタクトプリンティング(micro-contact printing)、フルーディックスエネーブルドマテリアルトランスファーオペレーション(FEMTO)、及び直接物理的堆積法を含むが、これらに限定されない多くのリトグラフィー法が、最適の結果を得るためには、平坦な表面を必要とする。支持基板は、そのままの状態で、化学薬剤(例えば、シラン)で官能化された状態で、金属で被覆した状態で、あるいは当業者には公知の任意の他の方法で変性させた状態で、リトグラフィー法を実施する目的で使用することができる。
【００１３】
他の態様では、該索引が付された支持基板の該有用なドメインは、一般的に走査型プローブ顕微鏡法(SPM)と呼ばれる、任意の技術に対する基板として使用できる。これらは、走査型トンネル顕微鏡法、原子間力顕微鏡法(AFM)、偏力(lateral force)顕微鏡法、化学力(chemical force)顕微鏡法、剪断力顕微鏡法、動力(dynamic force)顕微鏡法、磁力(magnetic force)顕微鏡法、相検出(phase detection)顕微鏡法、静電力(electrostatic force)顕微鏡法、熱走査型(thermal scanning)顕微鏡法、走査静電容量型(scanning capacitance)顕微鏡法、及び近距離走査型光学顕微鏡法を含むが、これらに限定されない。これらの用途では、しばしば最適の結果を得るために、平坦な表面を必要とする。これらドメイン内の、個々の有用なドメイン又は領域は、使用前に、アフィニティー試薬で官能化することができ、あるいは該基板全体が、同一の相対的アフィニティーを持つことができる。この態様において、対象とする分子又は粒子を含むサンプルを、該分子又は粒子と該支持基板の表面との結合を促進する条件下で、該支持基板に暴露する。引続き、走査型プローブ顕微鏡法を、該基板の該有用なドメインに対して実施する。対象となるドメインは、対応する索引となる特徴によって表示することができる。該支持基板を、分析装置から取出した場合には、該対象となる有用なドメインは、前に表示された索引となる特徴を利用して、再度配置することができる。
【００１４】
場合により、該索引が付された支持基板及び/又は該有用なドメインは、金又はある種の他の金属で被覆することができる。次いで、アルカンチオレート分子の自己組織化単分子層を、該基板に適用して、規定された化学特性を持つ表面を作成することができる。これらの特性は、生体分子の共有結合を可能とし、あるいは生体分子の非-特異的結合の低下等を含むがこれらに限定されない、多数の目標の何れかを達成するために選択することができる。共有結合した分子の単分子層は、引続き付随的な生体分子種の結合を容易にするために使用できる。適当な単分子層材料は、一般式：S-(CH2)X-Rで表される化学物質を含むが、これらに限定されず、該一般式において、Sは硫黄原子を表し、Xは1〜30なる範囲内の整数を表し、またRはCH3、NH2、NH3、O、P、サクシンイミド、OH、COOH、エポキシド、アルデヒド、クラウンエーテル、エーテル、グリコール、エチレン、及び金属元素からなる群から選択される。他のR基を含むことも可能であり、ここに示された例は、代表的なものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１５】
他の態様は、該上部表面に適用された、脂質二分子膜を含む、索引が付された支持基板及び/又は該有用なドメインを含む。該脂質二分子膜は、細胞膜をシミュレートするように設計することができる。膜タンパク質を、後の分析又は実験のために、このような脂質二分子膜内に埋設することができる。あるいはまた、実際の生物学的な膜を、完全な本来の膜タンパク質を持つように単離し、これを該基板の該有用な表面に積層し、あるいはこれを被覆するのに使用することができる。
別の態様では、索引が付された基板の該有用なドメインは、細胞成長用の支持体として使用できる。その表面は、細胞の接着を促進する分子、例えばβ-インテグリンと相互作用するテトラペプチド：Arg-Gly-Asp-Ser(RGDS)によって官能化することができる。これは、細胞が該基板上で成育することを可能とし、またこれを、多くの技術を通して観察することを可能とする。対象とする細胞は、該細胞が位置する、該有用なドメインに対応する索引となる特徴によって、表すことができる。
【００１６】
もう一つの態様において、該支持基板は、単離され、個々に駆動され、かつ石英結晶微量天秤(QCM)で追跡される、有用なドメインを含む。各ドメインは、所定の被検体と結合させ、これと反応させ、あるいはこれで暴露して、変性させるように、化学的又は生物学的アフィニティーを持つ試薬で、特有の官能性が付与される。これらの変化は、特定のQCM/有用ドメインの共鳴周波数の変化として、記録することができる。
図1は、有用なドメイン30、有用なドメインマーカー20及び索引となる特徴10を示す図であり、ここで各有用なドメインは、単一の索引となる特徴10(ある数値)によって同定される。左側のパネルは、各有用なドメイン30に隣接する索引となる特徴10を示す。右側のパネルは、各有用なドメイン内で一体化された索引となる特徴を示す。
図2は、索引となる特徴10及び有用なドメイン30の、二次元アレイを示す。この場合において、二次元座標系は、該アレイ内の有用なドメイン30を位置付けし、かつ同定するのに使用できる。
【００１７】
図3は、索引が付された支持体のマーキングを具体化する例を示す図である。フォトリトグラフィー法を利用して、隆起した索引となる特徴及び有用なドメインを持つ表面を作成した。上部のパネルにおいて、以下の実施例1に記載されるように製造した、索引が付されたチップは、4mm×4mm×0.48mmなる寸法を有していた。フォトマスクは、あるパターンを与え、該パターンは、A〜Oなる列インデックス及び1〜15なる行インデックスを持つ、15×15の各100μm平方のパッドのアレイ(120μmなるピッチ)であった。下方のパネルにおいて、以下において実施例1に記載されるように製造した、該索引が付されたチップは、4mm×4mm×0.48mmなる寸法を有していた。フォトマスクは、あるパターンを与え、該パターンは、A〜Jなる列インデックス及び1〜10なる行インデックスを持つ、10×10の各200μm平方のパッドのアレイ(220μmなるピッチ)であった。そのエッチング深さは200nmであり、これは、光学顕微鏡を使用して、可視化を可能とするに十分なコントラストを与えた。図4は、同様な索引が付された支持基板を示す図である。
【実施例】
【００１８】
実施例1：索引が付された支持基板の製造
手順の概要
以下に記載する手順を、エッチパッドを同定するための、エッチング処理したパッド及び英数字インデックスを有する、4×4mmのシリコンチップを製造するために使用した。触れずに残されたパッド表面(即ち、エッチパッドの表面)は、元のシリコン表面であった。従って、この方法で作成したチップは、1nm程度の、2乗平均平方根粗さを持つ、AFM像形成にとって適している。
【００１９】
該ウエハを、先ず1960年代末期にRCAラボラトリーズ(Laboratories)において、Werner Kernによって開発された、標準的な浄化-1及び標準的な浄化-22手順によって清浄化した。該標準的な浄化方法は、以下に詳述する。次いで、該ウエハを、ポジ型フォトレジストで被覆し、予め作成したフォトマスクを用いて、紫外光(UV)に暴露した。該フォトマスク上のパターンは、該フォトレジストに転写された。現像後、このフォトレジストパターンを、ハードマスクとして使用して、RIE装置において、シリコンの露光領域をエッチングした。該フォトレジストで保護されたシリコン領域は、該ウエハ表面上に、未処理かつ型押状態で残された。後浄化処理後に、該エッチング処理されたウエハを、ダイシング用のフォトレジストの薄層で被覆した。UVテープを、全ウエハの背面に貼付して、該ダイシング工程中、該チップを保持した。引続き、これらのチップを、UV光に暴露することによって、該UVテープから取外した。個々のチップを、アセトン、エタノール及び脱イオン(DI)水中で順次浸漬、濯ぎを行って、浄化した。最後に、該チップを、O2プラズマ処理に掛けて、該フォトレジストを除去した。
【００２０】
手順のプロトコール
出発物質：シリコンウエハ(シリコンバレーマイクロエレクトロニクス社(Silicon Valley Microelectronics, Inc.))；  径：100mm±0.5mm；  型/ドーパント：N/リン又はP/ホウ素；  配向：<111>又は<100>；  抵抗率：0.01〜100Ω・cm；  厚み：350〜500μm；前面：研磨
索引が付された支持基板の製造：
1) 予備-浄化
該シリコンウエハを、直ぐ下において詳述するように、次の順序に従って、適当な安全性の注意を払って、予備-浄化した：RCA-1→HF浸漬→RCA-2→DI水による濯ぎ→回転乾燥。検定済み包装封止状態にある半導体社(Semiconductor Company)から新たに受取ったウエハを使用する際には、場合により予備-浄化を省くことができる。
【００２１】
RCA-1：ウエハを、1:1:5のNH4OH(27%)：H2O2(30%)：H2O混合物中に、70℃にて、30分間浸漬した。
HF浸漬：ウエハを、HF酸中に、シリコンが湿潤から脱するまで、10秒間浸漬した。
RCA-2：ウエハを、1:1:6のHCl(37％)：H2O2(30%)：H2O混合物浴中に、70℃にて、30分間浸漬した。
DI水による濯ぎ：ウエハを、水道由来の溢れ出るDI水を含む容器に浸して、これを濯ぎ、かつ該RCA溶液を除去する。
回転乾燥：
ウエハを、回転洗浄並びに乾燥器に配置し、これらを乾燥した。
【００２２】
2) フォトリトグラフィー
(a) ウエハ面が上になるように、ホットプレート上で、該ウエハを、115℃にて、30〜90秒間プリベークした。
(b) 該プリベークしたウエハを、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)の蒸気で満たされたタンク内に、3分間配置させた。
(c) 回転速度3000rpmなる速度にて、30秒間、ポジ型シプレイ(Shipley) 1813フォトレジストを、該ウエハに回転塗布した。
(d) 該ウエハを、105℃のホットプレート上で、30〜60秒間、軽く焼付けした。
(e) チップフォトマスクを使用して、該ウエハを、カールサス(Karl Suss) MABA6アライナー上で露光した。露光は、15μmのギャップ及び7秒間の露光時間(UV強度：12mJ/cm2)を用い、ハードコンタクトモードにて行った。
(f) 該ウエハを、15秒間に渡り、シプレイ(Shipley) 351フォトレジスト現像器を用いて、現像した。
(g) 該ウエハを、水道由来の溢れ出るDI水を含む容器内で、30秒間に渡り濯ぎ、窒素ガンを用いて、吹き付け乾燥させた。
(h) 該ウエハを、120℃のホットプレート上で、30〜90秒間、強く焼付けした。
【００２３】
3) 反応性イオンエッチング
ウエハを、STS RIE装置(最大4個配置)ステージの、中心領域に配置して、20分間に渡りエッチングした。
この処理処方物は、100mTorrにて、CF4(40 SCCM(標準cm3/分))、O2 (4 SCCM)を含み、また50Wであった。
エッチング深さは、約200nmである。
4) 後清浄化
該ウエハを、高出力にて10分間、アセトン中で超音波処理した。次に、このウエハを、アセトン中に15分間漬け、更にメタノール中に15分間浸し、またIPAで10分間処理した。該ウエハを、流動するDI水で30分間に渡って濯ぎ、回転乾燥させ、かつO2プラズマアッシング装置で、300Wにて3分間処理した。
【００２４】
5) ダイシング
(a) 3000rpmにて、30秒間、厚み1μmにて、シプレイ(Shipley) 1813を、該ウエハに回転塗布した。
(b) 該ウエハを、4×4mmサイズのチップにダイシングした。UVテープを該ウエハの裏面に塗布し、このダイシング操作中、該チップを接着させる。このダイシングに引続き、該ウエハをUV光に暴露して、チップを、テープから剥がした。
6) チップの浄化
これらのチップを、該UVテープから注意して剥がし、次いで
(a) 該チップを、30分間に渡り、アセトンに浸した。
(b) 該チップを、アセトン中で10分間、エタノール中で10分間及びDI水中で10分間に渡る超音波処理に掛けた。次に、これらのチップを、純窒素ガスを用いて、吹き付け乾燥させた。
(c) 該チップを、O2プラズマアッシング装置で、350Wにて5分間処理した。
【００２５】
以上、本発明を幾分かの特殊性を持って、説明し、かつ例示してきたが、当業者は、ここに記載された事項に対して行うことのできる、変更、付加並びに省略を包含する、様々な改良について理解するであろう。従って、これらの改良も、本発明に含まれるものであり、また本発明の範囲は、添付した特許請求の範囲と正しく一致する、最大の解釈によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の、索引マークと有用なドメイン領域マークとの組織化に関する一態様を示す図である。
【図２】本発明の、索引マークと有用なドメイン領域マークとの組織化に関する、もう一つの態様を示す図である。
【図３】索引が付された支持基板の例を示す図である。
【図４】該索引マークと有用なドメインとを含む、シリコン支持基板を、低倍率及び高倍率で示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
10・・索引となる特徴；20・・有用なドメインマーカー；30・・有用なドメイン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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