(57)【要約】  【課題】  生物学的化学標識の形成方法を提供する。  【解決手段】  少なくとも１つの二本鎖ＤＮＡ分子を用意する。この二本鎖ＤＮＡ分子の一部分を変性する。二本鎖ＤＮＡ分子の変性部分のヌクレオチドに化学的部分を付着することで、その化学的部分が付着された変性部分が再結晶するのを妨げることができる。さらに、化学的部分は、発光染料などの検出可能な装入化合物を結合することができる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの二本鎖ＤＮＡ分子を用意するステップと、
前記二本鎖ＤＮＡ分子の少なくとも一部分を変性するステップと、
前記二本鎖ＤＮＡ分子の前記変性された部分に、少なくとも１種の化学的部分が付着して、前記化学的部分が付着される前記変性された部分の再結晶化を妨げるステップと
を含む、生物学的化学標識を形成する方法。
【請求項２】
前記化学的部分を前記ＤＮＡ分子の少なくとも１つの選択されたヌクレオチドに付着する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記化学的部分を、水素結合によって、前記ＤＮＡ分子の前記変性された部分におけるヌクレオチドに付着する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記化学的部分を、共有結合によって、前記ＤＮＡ分子の前記変性された部分におけるヌクレオチドに付着する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＤＮＡ分子がその上で配置され変性される基板を用意するステップと、
前記ＤＮＡ分子の少なくとも一部分を変性する前に、前記基板上に前記少なくとも１つのＤＮＡ分子を配置するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記基板上に前記ＤＮＡを変性することができる溶液を付着するステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記溶液を前記基板全体に付着する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記溶液が水溶液である、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記溶液が高い誘電率を持つ、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記溶液が少なくとも１種の塩を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記塩は、ＮａＣｌ、ＮａＯＨ、ホルムアミドおよび尿素からなる群から選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記溶液が極性溶媒を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
前記基板に異なる湿潤特性を持つ領域を設けるステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
前記異なる湿潤特性を持つ領域を複数の交互の線として設ける、請求項６に記載の方法。
【請求項１５】
前記線は、第１の湿潤特性を持つ第１のタイプの線および第２の湿潤特性を持つ第２のタイプの線として設けられる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のタイプの線が約１０ｎｍないし約１０００ｎｍの幅を持つ、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２のタイプの線が約１０ｎｍないし約１００００ｎｍの幅を持つ、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のタイプの線が、そこに付着された溶液を保持する傾向を持つように設けられる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２のタイプの線が基板上に配置されたＤＮＡ分子の少なくとも一部分を保持する傾向を持つように設けられる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
基板に少なくとも１つの溝を設けるステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項２１】
前記溝が約１０ｎｍないし約５００ｎｍの深さを持つ、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記溝がすべて実質的に同一の深さを持つ、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記溝が約１０ｎｍないし約１００００ｎｍの幅を持つ、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記溝がすべて実質的に同一の幅を持つ、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記溝を相互に約１０ｎｍないし約１０００ｎｍの距離だけ離れるように複数設ける、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記溝をそれらがすべて平行になるように設ける、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記溝が約１０ｎｍないし約１００００ｎｍの最小幅を持つ開口を備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
前記溝に溶液を付着するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
前記溝が、前記溶液と前記基板上に配置されたＤＮＡ分子との間に接触が得られ、その結果前記ＤＮＡ分子の変性が生じるのに充分な量の前記溶液を収容するのに充分な深さおよび幅を持ち、かつ前記溝が前記ＤＮＡ分子を保持するのに充分な幅を持つランドによって分離されるように前記溝を設ける、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
基板上にフォトレジスト層を付着するステップと、
前記フォトレジスト層を前記フォトレジストが感応する波長の放射線で選択的に露光するステップと、
前記フォトレジストを現像するステップと、
前記フォトレジストの現像によって露出した前記基板をエッチングするステップと、
現像によって除去されない前記フォトレジストを除去するステップと
を含む方法に従って基板に溝を設ける、請求項２０に記載の方法。
【請求項３１】
基板を露光する前に基板を物質で処理して基板の表面の少なくとも一部分を親水性にするステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記物質がＨＦまたはＮＨ4ＯＨおよびＮａＯＨからなる群から選択されるアルカリ溶液である、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記フォトレジストが高いケイ素含有率を持つ、請求項２０に記載の方法。
【請求項３４】
前記基板のエッチングが反応性イオン・エッチングによって実行される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
前記基板のエッチングの後、前記現像によって除去されなかったフォトレジストを除去する前に、前記基板の少なくとも一部分を物質に曝露して基板を親水性にするステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
前記基板の少なくとも一部分が曝露される物質が水プラズマである、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
シリコン基板上に１層のＳｉ3Ｎ4またはＳｉＯ2の層を付着するステップと、
前記基板の上にフォトレジスト層を付着するステップと、
前記フォトレジスト層を前記フォトレジストが感応する波長の放射線で選択的に露光するステップと、
前記フォトレジストを現像するステップと、
前記フォトレジストの現像によって露出した前記Ｓｉ3Ｎ4またはＳｉＯ2をエッチングするステップと、
前記現像によって除去されなかった前記フォトレジストを除去するステップと、
前記フォトレジストの現像によって露出した前記基板をエッチングするステップと
を含む方法によって、前記基板に前記溝を設ける、請求項２０に記載の方法。
【請求項３８】
前記基板を物質に曝露して前記基板の表面の少なくとも一部分を親水性にするステップをさらに含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
基板の表面の少なくとも一部分を親水性にする前記物質が、硫酸および過酸化水素から成る群から選択される物質を含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
湿式化学エッチングまたは反応性イオン・エッチングを利用してＳｉ3Ｎ4またはＳｉＯ2をエッチングする、請求項３７に記載の方法。
【請求項４１】
前記基板を等方性エッチングする、請求項３７に記載の方法。
【請求項４２】
前記基板の上に金属または金属加工物を付着するステップをさらに含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４３】
前記金属または金属加工物を前記溝内の表面領域の少なくとも一部分上に、または基板上に残っているＳｉ3Ｎ4またはＳｉＯ2の少なくとも一部分上に付着する、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記金属が貴金属である、請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
前記金属の選択された部分を除去するステップをさらに含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
Ｓｉ3Ｎ4またはＳｉＯ2の上から前記金属を除去する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記金属を、ＨｇおよびＧａから成る群から選択された少なくとも１つの物質に曝露することによって除去する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
半導体層と、前記半導体層の第１表面上の第１誘電体層と、前記半導体層の前記第１表面とは反対側の第２表面上の第２誘電体層と、前記第１誘電体層上の第１フォトレジスト層と、前記第２誘電体層上の第２フォトレジスト層とを含む多層構造を提供するステップと、
前記第１フォトレジスト層および第２フォトレジスト層を前記第１フォトレジスト層および第２フォトレジスト層が感応する波長の放射線で選択的に露光するステップと、
前記第１フォトレジスト層および第２フォトレジスト層を現像するステップと、
前記第１誘電体層および第２誘電体層を選択的にエッチングするステップと、
前記第１フォトレジスト層および第２フォトレジスト層の前記現像によって除去されなかった部分を除去するステップと、
第１の誘電体層をマスクとして利用して、半導体層を選択的にエッチングするステップと、
第２の誘電体層をマスクとして利用して、半導体層を選択的にエッチングするステップと、
第２の誘電体層を除去するステップと、
をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項４９】
前記誘電体層の１つがＳｉＯ2であり、もう１つがＳｉ3Ｎ4である、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記誘電体層を反応性イオン・エッチングによってエッチングする、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記誘電体層を異なる反応性イオン・エッチング・プラズマによりエッチングする、請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
前記半導体層を異方性エッチングする、請求項４８に記載の方法。
【請求項５３】
前記第２の誘電体層をリン酸により除去する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５４】
前記化学的部分を水素結合または共有結合により前記ＤＮＡ分子の前記変性された部分におけるヌクレオチドに接着する、請求項１に記載の方法。
【請求項５５】
前記化学的部分が少なくとも１つのヌクレオチドを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５６】
前記化学的部分が少なくとも２つの異なる部分を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５７】
前記部分の少なくとも１つが前記ＤＮＡ分子の前記ヌクレオチドに結合することができる、請求項７２に記載の方法。
【請求項５８】
前記化学的部分が少なくとも１つの酸基または酸基の塩を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５９】
前記化学的部分が前記ＤＮＡ分子上のアミノ基と結合する、請求項１に記載の方法。
【請求項６０】
前記化学的部分が２つのヌクレオチドを含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項６１】
前記化学的部分がグアニンとシトシンまたはチミンとアデニンを含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項６２】
前記化学的部分が、前記ＤＮＡ分子の変性された部分の位置を検出可能にする少なくとも１つの部分を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６３】
前記化学的部分が、前記ＤＮＡ分子の変性された部分の位置を視覚的に検出可能にする、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
前記化学的部分が、前記ＤＮＡ分子の変性された部分の位置を電磁放射への曝露により検出可能にする、請求項６２に記載の方法。
【請求項６５】
前記ＤＮＡ分子の変性された部分の位置を検出可能にする前記化学的部分が、少なくとも１つの染料を含む、請求項６２に記載の方法。
【請求項６６】
前記ＤＮＡ分子の変性された部分の位置を検出可能にする前記化学的部分が、電磁放射への曝露に応答して電磁放射線を放出する、請求項６４に記載の方法。
【請求項６７】
前記ＤＮＡ分子の変性された部分の位置を検出可能にする前記化学的部分を前記ヌクレオチドに結合できる少なくとも１つの部分に接着するステップ
をさらに含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項６８】
前記ＤＮＡ分子の変性された部分の位置を検出可能にする前記化学的部分がポリマーを含み、それに前記ＤＮＡ分子の変性された部分の位置を検出可能にする前記化学的部分が接着される、請求項６７に記載の方法。
【請求項６９】
前記ＤＮＡ分子の変性された部分の位置を検出可能にする前記化学的部分が、ポリマー鎖に接着された官能基によりポリマーに接着される、請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記ＤＮＡ分子の変性部分がＤＮＡ分子の書込み可能なセグメントを形成し、
前記ＤＮＡ分子の前記化学的部分を含むセグメントに第１の値を割り当てるステップと、
前記ＤＮＡ分子の前記化学的部分を含まないセグメントに第２の値を割り当てるステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７１】
前記ＤＮＡ分子の前記セグメントに割り当てられた値で情報を表すことができる、請求項７０に記載の方法。
【請求項７２】
前記ＤＮＡ分子が少なくとも約１０ｍｍの長さを持ち、前記ＤＮＡ分子の約１００００個以上の部分に値を割り当てる、請求項７０に記載の方法。
【請求項７３】
前記化学的部分が前記ＤＮＡ分子に付着された位置を決定するステップと、
前記検出された部分を分析して前記ＤＮＡ分子の配列を決定するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７４】
変性すべき少なくとも１つの部分に熱を加えることによって前記ＤＮＡ分子を変性する、請求項１に記載の方法。
【請求項７５】
前記金属または金属化合物に電流を加えて、前記金属が付着された前記溝の付近の前記ＤＮＡ分子の部分の温度を上げて変性させるステップをさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項７６】
前記溝の開口にオーバーハングする少なくとも１つの構造を提供するステップ
をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項７７】
前記オーバハング構造が誘電体で形成される、請求項７６に記載の方法。
【請求項７８】
前記誘電体がＳｉＯ2またはＳｉ3Ｎ4である、請求項７７に記載の方法。
【請求項７９】
基板上、または基板上に付着された物質上に、金属または金属化合物を付着する、請求項７６に記載の方法。
【請求項８０】
少なくとも１つの変性された部分を含むＤＮＡ分子と、
前記ＤＮＡの前記変性された部分に付着された少なくとも１種の化学的部分と
を含む構造において、
前記化学的部分により、前記化学的部分が付着された前記変性部分の再結晶化が妨げられる、構造。
【請求項８１】
前記化学的部分が前記ＤＮＡ分子の少なくとも１つの選択されたヌクレオチドに付着される、請求項８０に記載の構造。
【請求項８２】
前記化学的部分が水素結合によって前記ＤＮＡ分子の前記変性部分におけるヌクレオチドに付着される、請求項８０に記載の構造。
【請求項８３】
前記化学的部分が共有結合によって前記ＤＮＡ分子の前記変性部分におけるヌクレオチドに付着される、請求項８０に記載の構造。
【請求項８４】
前記化学的部分が水素結合または共有結合によりヌクレオチドに付着される、請求項８０に記載の構造。
【請求項８５】
前記化学的部分が少なくとも１つのヌクレオチドを含む、請求項８０に記載の構造。
【請求項８６】
前記化学的部分が２つ以上の異なる部分を含む、請求項８０に記載の構造。
【請求項８７】
前記化学的部分が前記ＤＮＡ分子のヌクレオチドに結合することができる結合部分を含む、請求項８６に記載の構造。
【請求項８８】
前記化学的部分が少なくとも１つの酸またはアルコールを含む、請求項８０に記載の構造。
【請求項８９】
前記化学的部分が前記ＤＮＡ分子のアミノ基に付着される、請求項８０に記載の構造。
【請求項９０】
前記化学的部分が２つのヌクレオチドを含む、請求項８５に記載の構造。
【請求項９１】
前記化学的部分がグアニンとシトシンまたはチミンとアデニンを含む、請求項８５に記載の構造。
【請求項９２】
前記化学的部分が、前記ＤＮＡ分子の前記変性部分の位置を検出可能にする少なくとも１つの検出部分を含む、請求項８０に記載の構造。
【請求項９３】
前記化学的部分が前記ＤＮＡ分子の前記変性部分の位置を検出可能にする、請求項９１に記載の構造。
【請求項９４】
前記化学的部分が前記ＤＮＡ分子の前記変性部分の位置を電磁放射への曝露により検出可能にする、請求項９２に記載の構造。
【請求項９５】
前記ＤＮＡ分子の前記変性部分の位置を検出可能にする前記化学的部分が少なくとも１つの染料を含む、請求項９２に記載の構造。
【請求項９６】
前記ＤＮＡ分子の前記変性部分の位置を検出可能にする前記化学的部分が電磁放射線への曝露に応答して電磁放射線を放出する、請求項９４に記載の構造。
【請求項９７】
前記ＤＮＡ分子が少なくとも約１０ｍｍの長さおよび約１００００個以上の前記変性部分を持つ、請求項８０に記載の構造。
【請求項９８】
前記少なくとも１つのＤＮＡ分子が配置される基板をさらに含む、請求項８０に記載の構造。
【請求項９９】
前記基板上に付着された溶液をさらに含み、前記溶液が前記ＤＮＡ分子を変性することができる、請求項９８に記載の構造。
【請求項１００】
前記基板が異なる湿潤特性を持つ領域を含む、請求項９９に記載の構造。
【請求項１０１】
前記溶液が前記基板の全体に付着される、請求項９９に記載の構造。
【請求項１０２】
前記溶液が水溶液である、請求項９９に記載の構造。
【請求項１０３】
前記溶液が高い誘電率を持つ、請求項９９に記載の構造。
【請求項１０４】
前記溶液が少なくとも１種の塩を含む、請求項９９に記載の構造。
【請求項１０５】
前記塩は、ＮａＣｌ、ＮａＯＨ、ホルムアミドおよび尿素からなる群から選択される、請求項１０４に記載の構造。
【請求項１０６】
前記溶液が極性溶媒を含む、請求項９９に記載の構造。
【請求項１０７】
異なる湿潤特性を持つ前記領域が複数の交互の線状に並ぶ、請求項１００に記載の構造。
【請求項１０８】
前記線は、第１の湿潤特性を持つ第１のタイプの線および第２の湿潤特性を持つ第２のタイプの線を含む、請求項１０７に記載の構造。
【請求項１０９】
前記第１のタイプの線が約１０ｎｍないし約１０００ｎｍの幅を持つ、請求項１０８に記載の構造。
【請求項１１０】
前記第２のタイプの線が約１０ｎｍないし約１００００ｎｍの幅を持つ、請求項１０８に記載の構造。
【請求項１１１】
前記第１のタイプの線が、そこに付着された溶液を保持する傾向がある、請求項１０８に記載の構造。
【請求項１１２】
前記第２のタイプの線が、前記ＤＮＡ分子の少なくとも一部分をその上に保持する傾向がある、請求項１０８に記載の構造。
【請求項１１３】
前記基板内に少なくとも１つの溝を含む、請求項９８に記載の構造。
【請求項１１４】
前記溝が約１０ｎｍないし約５００ｎｍの深さを持つ、請求項１１３に記載の構造。
【請求項１１５】
前記溝のすべてが実質的に同一の深さを持つ、請求項１１３に記載の構造。
【請求項１１６】
前記溝が約１０ｎｍないし約１００００ｎｍの幅を持つ、請求項１１３に記載の構造。
【請求項１１７】
前記溝のすべてが実質的に同一の幅を持つ、請求項１１３に記載の構造。
【請求項１１８】
前記溝が相互に約１０ｎｍないし約１０００ｎｍの距離だけ分離されて、複数設けられる、請求項１１３に記載の構造。
【請求項１１９】
前記溝が約１０ｎｍないし約１００００ｎｍの最小幅を持つ開口を有する、請求項１１３に記載の構造。
【請求項１２０】
前記溝内に付着される溶液をさらに含む、請求項１１３に記載の構造。
【請求項１２１】
前記溝が前記溶液と前記基板上に配置されたＤＮＡ分子との間に接触が得られ、その結果前記ＤＮＡ分子の変性が生じるのに充分な量の前記溶液を収容するのに充分な深さおよび幅を持ち、かつ前記溝が前記ＤＮＡ分子を保持するのに充分な幅を持つランドによって分離されるように前記溝を設ける、請求項１１３に記載の構造。
【請求項１２２】
前記溝内の表面が親水性であり、かつ前記溝間の表面が低親水性である、請求項１１３に記載の構造。
【請求項１２３】
すべての溝が平行である、請求項１１８に記載の構造。
【請求項１２４】
前記溝内の表面上に配置された金属または金属化合物をさらに含む、請求項１１３に記載の構造。
【請求項１２５】
前記溝が前記基板の一部分によって互いに分離される、請求項１１３に記載の構造。
【請求項１２６】
前記溝の開口にオーバハングする誘電体の部分をさらに含む、請求項１２５に記載の構造。
【請求項１２７】
前記溝の開口にオーバハングする誘電体がＳｉＯ2またはＳｉ3Ｎ4である、請求項１２６に記載の構造。
【請求項１２８】
前記溝が基板全体に完全に延びる、請求項１１３に記載の構造。
【請求項１２９】
基板がその中に配置される溶液槽と、前記溶液槽内に含まれる溶液とをさらに含む、請求項１２５に記載の構造。
【請求項１３０】
前記ＤＮＡ分子の前記変性部分が約４０個ないし約４０，０００個の塩基対を含む、請求項８０に記載の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学標識（chemical tag）および化学標識を含む構造を合成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学標識は、様々な適用分野で利用される。一般的に、化学標識は、広い範囲の適用分野で任意の数のパラメータを監視し、分析し、かつ制御するために利用される。例えば、化学標識は、１つまたは複数の技術により検出できる１種または複数の原子または分子あるいはその両方を含むことができる。例えば、化学標識は放射線同位体を含むことができる。このような化学標識は、化学標識の存在を単に検出することだけが必要である場合に有用である。化学標識はまた、選択された波長の放射線による照射に応答して蛍光を発する物質を含むこともできる。例えば、ある種の化学標識は紫外線の照射に応答して蛍光を発することができる。
【０００３】
化学標識の存在を検出するために、一般的に様々な手段が使用される。例えば、照射に応答して可視光または蛍光を放出する化学標識の存在は、簡単な目視検査で検出することができる。場合によっては、化学標識の存在を検出するために、特殊なフィルムまたは検出器が必要となることもある。例えば、標識によって生成される放射線に感受性のフィルムまたは検出器を利用することができる。
【０００４】
化学標識は様々な適用分野で利用することができる。これらの適用分野の例として、特に汚染制御、製品識別、地質調査、海洋における潮流の検出、植物による物質の吸収などがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、生物学的化学標識を形成する新規な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の諸態様は、生物学的化学標識を形成する方法を提供する。この方法は、少なくとも１つの二本鎖ＤＮＡ分子を提供することを含む。以下の説明において、一般的にＤＮＡ分子とは二本鎖ＤＮＡ分子である。その二本鎖ＤＮＡ分子の少なくとも一部分が変性される。ＤＮＡ分子の変性された部分の再結晶を妨げる化学的部分（chemical moiety）が、そのＤＮＡ分子の変性された部分のヌクレオチドに結合される。
【０００７】
本発明の他の諸態様は、変性された部分を含むＤＮＡ分子を含む構造を提供する。この構造は、ＤＮＡ分子の変性された部分の少なくとも一部分に付加された、化学的部分を含む。この化学的部分は、それが付着されるＤＮＡ分子の変性された部分の再結晶を妨げる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
上述の通り、本発明は、化学標識を合成するための方法を提供する。本発明はまた、本発明に係る化学標識を組み込んだ構造をも含む。特に、本発明はＤＮＡ分子用の化学標識に関する。
【０００９】
本発明によれば、少なくとも１つのＤＮＡ分子を用意する。このＤＮＡ分子の配列は、既知であってもそうでなくてもよい。一般的に、このＤＮＡ分子は二本鎖である。ＤＮＡ分子の少なくとも一部分は、変性することができる。変性は、ＤＮＡ分子の変性させたい部分を、ＤＮＡを変性できる溶液にさらすことによって実行することができる。代替方法として、または追加として、変性させたい１つまたは複数の部位を高温にさらすこともできる。
【００１０】
溶液を利用してＤＮＡを変性させる場合、ＤＮＡを変性させることが可能な任意の溶液が利用できる。この溶液は高い誘電率を持つものでよい。溶液は少なくとも１種の塩を含むことができる。塩はＮａＣｌ、ＮａＯＨ、ホルムアミド、および尿素の少なくとも１つを含むことができる。
【００１１】
代替方法として、または追加として熱を利用する場合、ＤＮＡの変性させたい部位を、これらの部位のＤＮＡ分子に変性が起きるのに充分な温度に上げることが好ましい。例えば、ＤＮＡを約７０℃ないし約１１０℃の温度に昇温することができる。
【００１２】
ＤＮＡ分子の一部分を変性した後、化学的部分または挿入化合物を、ＤＮＡ分子の変性部分に付着することができる。この化学的部分は一般的に、この化学的部分が付着される変性部分の再結晶を妨げる。
【００１３】
化学的部分は、様々な方法でＤＮＡ分子の様々な位置に付着することができる。例えば、化学的部分をＤＮＡ分子上の１つまたは複数の部位に水素結合することができる。代替方法として、化学的部分とＤＮＡ分子の一部分との間に、共有結合を形成することもできる。
【００１４】
さらに、化学的部分の性質に応じて、その化学的部分をＤＮＡ分子に付着する位置は異なる。一例によると、化学的部分は、ＤＮＡ分子の変性した部分内のヌクレオチドと相補的なヌクレオチドを含むことができる。したがって、この化学的部分は、ヌクレオチドがＤＮＡの二重らせん構造内で一般的に相互に結合する方法と同様の方法で、ＤＮＡ分子上の相補的ヌクレオチドに水素結合する。この化学的部分は、ヌクレオチドが一般的に結合するのと同じかまたは異なる部位に結合できるその他の原子または分子あるいはその両方を含むことができる。
【００１５】
代替方法として、化学的部分は、カルボン酸などの酸基、またはカルボン酸の塩など酸基の誘導体、あるいはその両方を含むことができる。酸基は塩基のアミノ基と反応し、ＤＮＡが再結晶または復元（renature）するのを阻止することができる。典型的な化合物は、末端に酸基を持つアルカン鎖を含むことができる。
【００１６】
化学的部分は、ＤＮＡ分子の変性部分に結合する少なくとも１つの部分を含むことができる。ただし、この化学的部分は、変性したＤＮＡ分子上の２つ以上の部位に結合する２つ以上の部位を含むこともできる。例えば、化学的部分は、変性したＤＮＡ分子の２つの部位に結合する２つの部位を含むことができる。例えば、２つの末端にヌクレオチド塩基をもつ長いアルカン鎖がある。
【００１７】
化学的部分は、ＤＮＡ分子の変性部分に結合する少なくとも１つの原子または分子を含む他に、この化学的部分の検出を促進する物質を含むことができる。一例によれば、化学的部分は発光染料を含むことができる。発光染料は、化学的部分の付着部分に化学的に結合することができる。例えば、アルカン鎖の炭素の１つに付着することができる。
【００１８】
化学的部分または挿入化合物は、互いに接続された複数の様々な化学的部分を含むオリゴマーとすることができる。化学的部分は、ＤＮＡ分子に挿入化合物を結合するのを助ける付着部分を含むことができる。挿入化合物はまた、挿入化合物の検出を可能にする検出部分をも含むことができる。
【００１９】
挿入化合物の付着部分は、１つまたは複数のヌクレオチド塩基を含むことができる。ＤＮＡ分子の２つ以上の部位に結合する挿入化合物は、各末端に付着部分を含むことができる。例えば、挿入化合物は、各末端に１つずつ、２つのヌクレオチドを含むことができる。例えば、挿入化合物は、グアニン・シトシンまたはチミン・アデニンを含むことができる。どのヌクレオチド塩基も、挿入化合物の末端で利用することができる。本発明の一例によれば、塩基は相補的である。別の例によれば、塩基は同一である。挿入化合物のヌクレオチド塩基は、ＤＮＡ分子の変性された部分の塩基に結合することができる。
【００２０】
別の例によれば、挿入化合物の付着部分は、カルボン酸など少なくとも１つの酸、またはカルボン酸の塩などの酸誘導体を含むことができる。酸または酸誘導体基は塩基のアミド基と反応して、それが再結晶または復元するのを阻止することができる。一例によれば、挿入化合物は１末端に酸を含む。他の付着基には、酸塩化物、イソシアナート、二塩化ホスホン酸が含まれる。
【００２１】
上述の通り、付着部分は検出部分に結合することができる。利用される検出部分は、挿入化合物をどのように検出できるようにしたいかによって異なる。例えば、挿入化合物は染料を含むことができる。染料は照射により発光することができる。
【００２２】
挿入化合物が発光性染料である場合、最初に染料化合物を形成することができる。一例によれば、発光性染料は、染料を付着できる少なくとも１つの官能基を持つポリマー鎖を含む。ポリマー鎖は、任意の所望のポリマーを含むことができる。挿入化合物に利用できるポリマーの例には、
【化１】
2005040139.tif 000003
および
【化２】
2005040139.tif 000004
が含まれる。ただし、２≦ｎ≦１０００であり、Ｒ＝ＣＨ3；Ｃ2Ｈ5；
【化３】
2005040139.tif 000005
；３０個未満の炭素原子を持つ芳香族または脂肪族炭化水素；または炭素および水素を含む不活性基である。「ｘ」と定義される官能基は、
【化４】
2005040139.tif 000006
、−ＮＨ2、−ＯＨまたはその他の任意のルイス酸またはルイス塩基を含むことができる。
【００２３】
染料を付着できる少なくとも１つの官能基は、ポリマー鎖の様々な位置に付着することができる。例えば、官能基はポリマー鎖の末端に付着することができる。別の実施形態によると、官能基は、ポリマー鎖の両端の間のどこにでも付着することができる。例えば、官能基は、ポリマー鎖の真ん中付近に付着することができる。
【００２４】
ポリマー鎖を形成し、官能基を付着した後、染料分子を官能基に付着することができる。本発明に従って利用できる染料は、ナフタレンをベースとする染料、アントラセンをベースとする染料、フルオレセインをベースとする染料、およびローダミンをベースとする染料を含む。本発明に従って利用できるそうした染料の例を次に提示する。
ナフタレンをベースとする染料
【化５】
2005040139.tif 000007
この染料と一緒に利用できる官能基には、−ＯＨおよび−ＮＨ2がある。
アントラセンをベースとする染料
【化６】
2005040139.tif 000008
この染料と一緒に利用できる官能基には、−ＯＨおよび−ＮＨ2がある。
フルオレセインをベースとする染料
【化７】
2005040139.tif 000009
この染料と一緒に利用できる官能基には、−ＯＨおよび−ＮＨ2がある。
ローダミンをベースとする染料
【化８】
2005040139.tif 000010
この染料と一緒に利用できる官能基には、−ＯＨおよび−ＮＨ2がある。
【００２５】
図５（ａ）は、本発明に従って利用できるＤＮＡ分子の実施形態を示す。図５（ｂ）は、ＤＮＡ分子の一部分が変性された図５（ａ）に示したＤＮＡ分子の実施形態を示す。図５（ｃ）および図５（ｄ）は、変性された部分３に挿入化合物が結合された本発明の２つの実施形態を示す。
【００２６】
例えば、図５（ｃ）は、ＤＮＡ分子１の変性領域３に４つの挿入化合物が結合された実施形態を示す。各挿入化合物５は、１つの付着部分７および１つの検出部分９を含む。４つの挿入化合物は、図５（ｃ）に示されたＤＮＡ分子の変性部分に結合されている。
【００２７】
一方、図５（ｄ）に示す実施形態では、５つの挿入化合物が変性領域に結合されている。図５（ｄ）に示す実施形態の各挿入化合物１１は、付着部分１３、１５および検出部分１７を含む。図５（ｄ）から分かるように、各挿入化合物は、ＤＮＡ分子の変性領域の２つの部位に結合される。
【００２８】
ＤＮＡ分子の一部分を変性する前に、ＤＮＡを基板上に配列することによって、ＤＮＡの変性を促進することができる。本発明に従って用意される基板は、ＤＮＡがある領域に隣接して配置されたときにＤＮＡが変性されるような領域を含むことができる。ＤＮＡが隣接して配置されたときにＤＮＡが変性するような基板のそうした領域は、結果的にＤＮＡの変性を引き起こす溶液を保持する性質を含むことができる。例えば、基板のある領域は、溶液をその部分に保持させる特定の湿潤特性を持つことができる。
【００２９】
基板における溶液の差別的な保持（differential retention）を促進するために、基板は異なる湿潤特性を持つ領域を設けることができる。異なる湿潤特性を持つこれらの領域は、複数の線状に設けることができる。異なる湿潤特性を持つ領域は、複数の異なる湿潤特性を持つことができる。一般的に、基板は、２つの異なる湿潤特性を持つ領域を含む。２つの異なる湿潤特性を持つ領域を含む基板では、一方の湿潤特性が結果的にその範囲のＤＮＡ分子を変性できる溶液を保持し、他方の領域は溶液を保持する傾向が無いことが好ましい。
【００３０】
異なる湿潤特性を持つ領域は、それぞれの側に１つの湿潤特性の各線が置かれた、複数の交互に並んだ線状に設けることができる。１つの湿潤特性の各線はすべて同じ幅を持つことができる。代替方法として、１つの湿潤特性のすべての線は１つの幅を持ち、別の湿潤特性のすべての線は別の幅を持つことができる。しかし、任意の数の湿潤特性を持つ任意の数の線を、様々な幅で設けることができる。
【００３１】
一実施形態によれば、基板は２種類の湿潤特性を持つ２種類の線を含む。この実施形態によれば、第１の湿潤特性を有する線は、約１０ｎｍないし約１０００ｎｍの幅を持つ。また、この実施形態によれば、第２の湿潤特性を有する線は約１０ｎｍないし約１００００ｎｍの幅を持つ。さらに、この実施形態によれば、約１０ｎｍないし約１０００ｎｍの幅を持つ第１の湿潤特性を有する線は、基板上に配置されたＤＮＡを変性することができる溶液を保持する傾向がある。
【００３２】
一方の種類のすべての線は変性溶液を保持する傾向があり、他方の種類のすべての線は変性溶液を保持しない傾向がある。さらに、一方の湿潤特性を有するすべての線は１つの幅を持つことができ、他方の湿潤特性を有するすべての線は別の幅を持つことができる。２つの幅は同一であっても、そうでなくてもよい。例えば、一方のタイプのすべての線は他方のタイプのすべての線より幅が広くなるように、一方の湿潤特性を有するすべての線に他方より短い幅を与えることができる。代替方法として、両方のタイプのすべての線が同じ幅を持つこともできる。
【００３３】
異なる湿潤特性を持つ領域を基板上に設けるのではなく、基板が変性溶液を保持するための少なくとも１つの溝（channel）を含むことができる。基板は複数の溝をその基板に含むことができる。溝の大きさは、溝に配置されるＤＮＡ分子の変性したい領域の大きさによって異なる。さらに、溝の数は、少なくとも１つの変性部分を含むようにするＤＮＡ分子の長さによって異なる。
【００３４】
別の実施形態によると、少なくとも１つの部分は、溶液を保持するための少なくとも１つの溝を含む。溶液は、ＤＮＡが基板上に配置されたときに、ＤＮＡの少なくとも一部分が変性されるような基板上の少なくとも一部分に溶液が配置されるように、基板上に付着される。
【００３５】
一実施形態によると、基板の各溝は、約１０ｎｍないし約５００ｎｍの深さを持つ。深さは、基板の表面に対して溝の最深部の深さとして測定することができる。基板が複数の溝を含む場合、各溝は実質的に同じ深さをもつことができる。代替方法として、溝は異なる深さを持つこともできる。
【００３６】
基板に設けられる少なくとも１つの溝はまた、約１０ｎｍないし約１００００ｎｍの幅を持つことができる。基板が複数の溝を含む場合、各溝は実質的に同じ幅を持つことができる。代替方法として、溝は異なる幅を持つこともできる。
【００３７】
溝の幅は、溝の開口の幅を指すことができる。溝の開口の幅は、溝が最初に始まる基板の表面から測定するか、またはより広い幅の溝の開口の部分から測定することができる。溝の最小幅は、約１０ｎｍないし約１００００ｎｍとすることができる。
【００３８】
溝または溝の開口の幅、または溝を含まない実施形態では変性溶液を保持する傾向のある湿潤特性を持つ基板の部分の幅は、溶液と基板の一部分に配置された少なくとも１つのＤＮＡ分子との間に選択された量の接触が行われるのに充分な量の溶液を収容するために、溝の場合は充分な深さと幅を持ち、様々な湿潤特性を持つ表面の場合は充分な幅を持つことができ、そこで溶液は結果的に少なくとも１つのＤＮＡ分子に選択された量の変性が起こるように配置される。また、溝または領域の幅または深さあるいはその両方は、特定の量のＤＮＡ分子の変性を生じる所望の量の変性溶液を保持するのに充分な大きさにすることができる。
【００３９】
溝は、約１０ｎｍないし約１０００ｎｍの距離で相互に分離することができる。この離隔距離は、１つの溝の開口の縁部から隣接する溝の開口の隣接する縁部までを測定することができる。代替方法として、離隔距離は１つの溝の中心線から隣接する溝の中心線までを測定することもできる。
【００４０】
溝または変性溶液を保持する傾向のある湿潤特性を持つ基板の領域は、基板の領域によって分離することができる。分離領域は、それらに接触するＤＮＡ分子を保持する傾向を生じる性質を持つことができる。これらの線に沿って、分離領域は、基板上に配置されたＤＮＡ分子の選択された保持度を得るのに充分な幅を持つことができる。変性できる溝上の塩基対の数は、約４０個ないし約４０，０００個の範囲とすることができる。塩基対のこの数は、約１０ｎｍないし約１０，０００ｎｍの幅に対応する。
【００４１】
基板に溝を設けた後、溝を含む基板の少なくとも一部分に溶液を付着することができる。この溶液は、上述の変性溶液を含む。
【００４２】
溶液は、基板全体に、または基板の一部分にのみ、付着することができる。変性溶液は水溶液とすることができる。溶液は高い誘電率を持つことができる。さらに、溶液は塩を含むことができる。塩の例はＮａＣｌ、ＮａＯＨ、ホルムアミド、および尿素を含む。溶液は極性溶媒を含むことができる。極性溶媒の１つの例は水である。
【００４３】
基板が溶液を保持する傾向のない領域を含む場合、それらは溶液をはじく傾向があるか、または単に溶液を保持しない傾向があるだけかもしれない。これらの基板の一部分が溶液を保持しないか、または溶液をはじく傾向がある場合、これらは、基板のその部分に配置されたＤＮＡ分子の少なくとも一部分を保持する傾向を持つことができる。したがって、溝間の表面は非湿潤表面とみなすことができる。ＤＮＡは一般的に、基板の溝間の表面と物理的に接触し、少なくともファン・デル・ワールス力によってそれと相互作用する。ＤＮＡを保持する傾向にあるこれらの領域は、弱親水性にのみすることができる。
【００４４】
基板に変性溶液を付着した後、基板が溝を含むか、それとも異なる湿潤特性を持つ領域を含むかに関係なく、過剰な溶液を除去することができる。溶液を除去する必要があるか否かは、適量の溶液が溝の所望の部分および／または所望の湿潤特性を持つ領域に実質的に限定されて付着しているかどうかによって決まる。一般的に、基板および溶液上に配置されたＤＮＡがどこで変性されるかを制御できるように、基板上に溶液が付着される場所を制御することが望ましい。
【００４５】
基板の選択された場所に変性溶液を付着した後、ＤＮＡ分子を基板上に配置することができる。一般的に、このＤＮＡ分子は、変性溶液が付着された複数の領域だけでなく、変性溶液が付着されていない複数の領域にも接触するように基板上に配置される。
【００４６】
また、複数のＤＮＡ分子を１つの基板上に配置することもできる。例えば、約２個ないし約１０，０００個のＤＮＡ分子を基板上に配置することができる。基板上にＤＮＡ分子を配置するために、まず溶液を含むＤＮＡを基板上に付着する。ＤＮＡ分子の大きさは、ＤＮＡが溝内に完全に落下しないように、溝の幅より大きいことが好ましい。
【００４７】
次にＨ2Ｏなどの溶媒を蒸発させる。次いで、変性流体を基板の一端から溝に注入する。この変性流体は表面張力によって溝内に運ばれる。
【００４８】
付着後、ＤＮＡ分子は一般的に、ＤＮＡ分子に所望の量の変性が生じるのに充分な時間、基板上に着座または停留させる。例えば、一般的に、溶液を注入した後、ＤＮＡ分子を約１分ないし約６０分間変性させることができる。
【００４９】
ＤＮＡ分子に所望の量の変性を発生させるための充分な時間が経過した後、挿入化合物を基板上、および基板上に配置されたＤＮＡ上に付着することができる。挿入化合物は実質的に上述の通りとすることができる。挿入化合物を変性溶液中に含めることによって、挿入化合物は基板上の変性されたＤＮＡに適用することができる。
【００５０】
変性後に、挿入化合物をＤＮＡ分子の変性された部分に結合させることができる。基板に付着されたＤＮＡ分子の配列および挿入化合物の構造を知ることによって、挿入化合物がＤＮＡ分子に結合する位置を制御することができる。一方、ＤＮＡの配列が不明である場合、挿入化合物を不明の位置に結合させ、以下で説明するように配列を決定させることができる。
【００５１】
挿入化合物が基板上に配置されたＤＮＡ分子と結合するための充分な時間が経過した後、ＤＮＡ分子の付近から過剰な挿入化合物を除去する。過剰な挿入化合物は、ＤＮＡ分子の変性部分に付着しなかった挿入化合物とすることができる。例えば、過剰な挿入化合物は単に洗い流すことができる。
【００５２】
挿入化合物をＤＮＡ分子の変性部分に付着した後、ＤＮＡ分子上の挿入化合物の位置を検出することができる。挿入化合物が蛍光染料のような発光性染料を含む場合、ＤＮＡ分子および結合挿入化合物に、染料が蛍光を発する波長の光を照射する。よって、ＤＮＡの位置を検出することができる。
【００５３】
さらに、変性部分を含むＤＮＡ分子の部分は、「書込み可能なセグメント」とみなすことができる。ＤＮＡ分子を基板上に配置する場合、基板に配置されたＤＮＡ分子の部分は、「書込み可能なセグメント」とみなすことができる。このような分析によれば、挿入化合物がＤＮＡ分子の変性部分に付着される位置に１の値を割り当てることができる。同様に、ＤＮＡの変性部分が挿入化合物を含まない場合、ＤＮＡのその位置に０の値を割り当てることができる。
【００５４】
ＤＮＡ分子の異なる溝に異なる溶液を利用して、変性されたＤＮＡ分子の部分に、１および０を局所的に「書き込む」ことができる。したがってＤＮＡ鎖は１と０によって修飾することができる。これは基本的に、光検出器などの光学的方法および装置を利用して読み取ることができる分子バーコードにつながる。
【００５５】
一実施形態によると、基板の各溝、またはその領域が変性溶液を保持する傾向を有するように湿潤特性を備えた基板の各領域は、約１００ｎｍの幅を持つ。この実施形態によると、溝または変性溶液を保持する湿潤特性を持つ領域は、約１０００ｎｍの距離だけ分離される。また、溝または特定領域を含む基板の部分は約１０ｍｍの幅を持つ。少なくとも１０ｍｍの長さのＤＮＡの鎖を基板上に配置した場合、上述の基板のパラメータを前提とすると、約１００００個以上のＤＮＡ鎖の変性部分を「書き込む」ことができる。１００００個の書込み可能なセグメントを持つことは、２10000の識別につながる。
【００５６】
ＤＮＡの変性はまた、ＤＮＡを変性することが望ましいＤＮＡの位置を加熱することによって実行または促進することができる。ＤＮＡが基板上に配置される場合、基板に加熱可能な部分を設けることによって加熱を行うことができる。加熱可能な部分は、溝または特定の湿潤特性を持つ領域あるいはその両方の代わりに、またはそれに加えて設けることができる。さらに、加熱可能な部分を必ずしも基板内または基板上あるいはその両方に設ける必要はない。
【００５７】
一実施形態によると、基板の加熱可能な部分は、基板内または基板上あるいはその両方に配置された金属または金属化合物によって得られる。金属は、ストーブの抵抗発熱体がそこに電流を通すことによって加熱するのと同様に、金属に電流を通すことによって加熱することができる。
【００５８】
電流は、連続的に、または周期的にあるいはその両方で流すことができる。１つの例によると、電流はパルス化される。パルス化は規則的に、または不規則にタイミングを計ることができる。電流は、連続電流とパルス電流の組合せとすることができる。そのようなワイヤを含む構造を、以下でより詳細に説明する。局所温度は約７０℃ないし約１１０℃の範囲にすることができる。昇温は、パルスとしてまたは連続的に与えることができる。温度がパルスとして与えられる場合、昇温が与えられるパルス持続時間は少なくとも約１００ｎｓとすることができる。
【００５９】
上述の通り、本発明によれば、ＤＮＡを基板上に配置することができる。一般的に、基板は平滑な上面を有する。基板は複数の溝、または異なる湿潤特性を持つ領域を含むことができる。溝または領域は、線状に設けることができる。線は幅ｌ1を持つことができる。溝または領域の間に、基板の領域または「ランド」を設けることができる。「ランド」は幅ｌ2を持つことができる。したがって、線または領域の間のピッチ（pitch）はｌ1＋ｌ2と記述することができる。基板が溝を含む場合、深さｄをもつことができる。
【００６０】
変性溶液が水または水溶液である場合、溝または領域は約１０ｎｍないし約１０００ｎｍの幅を持つことができ、ｌ2が約１０ｎｍないし約１００００ｎｍとなるように「ランド」によって分離することができる。溝の深さは、約１０ｎｍないし約５００ｎｍとすることができる。
【００６１】
本発明による基板は、多くの方法によって製造することができる。図１（ａ）ないし図１（ｄ）は、本発明による方法の一実施形態全体の様々な段階における基板の一実施形態を示す。図１（ａ）ないし図１（ｄ）に示すこの実施形態の方法によると、基板１９を用意する。基板は半導体物質とすることができる。例えば、基板はシリコンとすることができる。
【００６２】
基板１９の表面２０は、物質で処理してそれを部分的にのみ親水性にすることができる。例えば、接触角は約１０°ないし約４０°とすることができる。一例によると、表面は弱ＨＦで処理してそれを親水性にすることができる。「弱」ＨＦは、Ｈ2Ｏ約１００部に対しＨＦ約１部の割合を含むことができる。
【００６３】
基板の表面を親水性にするために、別の処理法を利用することができる。例えば、表面をアルカリ溶液で処理することができる。利用できるアルカリ溶液の例として、ＮＨ4ＯＨやＮａＯＨの溶液がある。
【００６４】
基板１９の表面２０を処理して、それを部分的にのみ親水性にした後、新しいフォトレジストの層２１を、部分的に親水性にした基板の表面に付着することができる。この場合、任意のフォトレジスト材料を使用することができる。任意の数のフォトレジストを利用することができるが、一実施形態によれば、フォトレジストは、後のステップにおけるプラズマ処理中にエッチング停止剤として作用することができるように、高いケイ素含有率を持つことが好ましい。しかし、任意の標準フォトレジストを利用することができる。例えば、紫外光ないし深紫外光（λ＝約１９０〜約４１０ｎｍ）によって像を形成することができる任意のフォトレジストを利用することができる。また、電子ビームによって像を形成できるレジストを使用することもできる。１つのそうしたレジストとしてＰＭＭＡがある。
【００６５】
フォトレジスト層２１の付着後、フォトレジストは選択的に、それが感応する波長の照射にさらすことができる。一実施形態によると、フォトレジストは基板に形成される溝のパターンに合致するパターンに露光される。言い換えると、フォトレジストを露光して、基板に形成したい線幅および線のピッチに合致する像を形成することができる。露光後、フォトレジストを現像してフォトレジストの一部分を選択的に除去し、結果的に図１（ｂ）に示す構造を得ることができる。図１（ｂ）に示すように、この構造は、フォトレジストが除去された複数の領域２５、およびフォトレジストが残留している複数の領域２３を含む。
【００６６】
フォトレジストを露光し現像した後、基板１９をさらに処理して、基板に溝を形成することができる。溝は、様々な方法を利用して形成することができる。例えば、反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）を使用して、フォトレジストの除去によって露出した基板１９の領域２５をエッチングすることができる。言い換えると、残留しているフォトレジストは、基板１９の一部分を除去するためのマスクとして作用する。
【００６７】
基板１９のエッチングは、異方性とすることができる。異方性エッチングは結果的に溝を明確に画定する。エッチングはＣｌ2低圧プラズマを利用して実行することができる。他のエッチング処理を利用することもできる。例えば、ＮＦ3および少なくとも１つの炭化水素を含むプラズマを利用することができる。プラズマ中で利用される炭化水素は、１個ないし約２０個の炭素原子を持つ任意の脂肪族または芳香族炭化水素を含むことができる。代替方法として、エッチングは、約−１００℃のＳＦ6プラズマの利用を含むことができる。さらに、エッチングは１０％Ｈ2／ＣＦ4の反応性イオン・エッチングを含むことができる。
【００６８】
エッチングは、所望の量の基板１９が除去されて結果的に所望の深さの溝が形成されるまで、実行することができる。深さは、上述の通りとすることができる。選択された深さの溝を形成するために、エッチングをどれだけの時間実行すればよいか、当業者は理解するであろう。
【００６９】
溝２７は、それらがすべて平行になるように基板に設けることができる。代替方法として、溝はすべてが平行でなくてもよい。例えば、基板は相互に垂直な幾つかの溝を含むことができる。
【００７０】
溝の形成後、基板の溝２７の表面を１種または複数の物質にさらし、基板の溝内の表面を親水性にすることができる。基板の溝内の表面は、まだフォトレジストに覆われている基板の表面より親水性が高くなるように処理することができる。例えば、Ｈ2Ｏに対する接触角が約１５°未満となるように、基板を処理することができる。
【００７１】
一例によれば、溝内の露出した基板を水プラズマにさらして、表面を親水性にすることができる。一般的に、表面に−ＯＨ基を形成する任意のプラズマを利用することができる。
【００７２】
基板の溝内の表面を親水性にした後、残っているフォトレジスト部分２３を基板１９から除去することができる。残っているフィトレジストは、任意の適切な既知の方法を利用して取り除くことができる。その結果得られる構造を図１（ｄ）に示す。この構造は、溝２７およびランド２９を含む。上述の処理で説明したように、ランド２９は弱親水性とすることができ、溝２７は強親水性とすることができる。
【００７３】
図２（ａ）ないし図２（ｄ）は、少なくとも１つのＤＮＡ分子をその上で変性させる基板を形成するための本発明に係る方法の別の実施形態における基板の様々な段階を表す。図２（ａ）ないし図２（ｄ）に示す方法によれば、基板３１を用意する。基板は半導体物質とすることができる。例えば、基板はシリコン・ウェハとすることができる。シリコン・ウェハは、＜１００＞ｎドープ・シリコン・ウェハとすることができる。基板は約２ないし約５Ω・ｃｍの抵抗を持つことができる。
【００７４】
次に、基板３１の表面に誘電体の層３３を付着することができる。任意の適切な誘電体を利用することができる。例えば、誘電体層は酸化物または窒化物とすることができる。酸化物および窒化物の例として、Ｓｉ3Ｎ4やＳｉＯ2がある。誘電体以外のその他の物質も利用することができる。例えば、少なくとも１種の金属を利用することができる。しかし、金属はあまり選択的にエッチングされない。
【００７５】
誘電体の層を付着した後、フォトレジストの層３５を誘電体層３３の上に付着することができる。任意の適切なフォトレジスト材料を利用することができる。一実施形態によれば、フォトレジストは、後のステップでプラズマ処理中にエッチング停止剤として作用できるように、高いケイ素含有率を持つことが好ましい。
【００７６】
しかし、任意の標準フォトレジストを利用することができる。例えば、紫外光ないし深紫外光（λ＝約１９０ないし約４１０ｎｍ）によって像を形成できるフォトレジストを利用することができる。また、電子ビームによって像を形成することができるレジストも利用できる。１つのそうしたレジストとしてＰＭＭＡがある。
【００７７】
フォトレジストは任意の既知の方法で塗布することができる。例えば、フォトレジストは誘電体層３３の上にスピン・キャストすることができる。
【００７８】
フォトレジスト層を付着した後、図１（ａ）ないし図１（ｄ）に関連して上述した方法と同様に露光し現像することができる。現像の結果としてフォトレジストを選択的に除去した結果、図１（ｂ）に示した構造と同様の、図２（ｂ）に示す構造が得られる。したがって、図２（ｂ）に示す構造は、基板３１、誘電体層３３、および開口３７と基板が残る領域３９とを含むようにパターン化されたフォトレジスト層を含む。
【００７９】
上述しかつ図１（ａ）ないし図１（ｄ）に示した方法と同様に、フォトレジストをマスクとして利用し、誘電体層３３をエッチングすることができる。誘電体層のエッチングは、任意の適切な方法および／または材料を利用して実行することができる。例えば、誘電体は湿式エッチング剤を利用してエッチングすることができる。１つの例によれば、誘電体層をエッチングするためにＨＦが利用される。代替方法として、反応性イオン・エッチングを利用することもできる。反応性イオン・エッチングはプラズマを利用することができる。
【００８０】
誘電体層３３のエッチングの結果、そこに開口４１およびこの開口に隣接する残留領域４３が形成される。誘電体層のエッチング後、残留フォトレジスト領域３９を除去することができる。残留フォトレジスト領域３９の剥離または除去は、任意の適切な既知の方法に従って実行することができる。図２（ｃ）は、残留フォトレジストの除去後の構造を示す。
【００８１】
残留フォトレジストの除去後、基板３１をエッチングすることができる。エッチングは基板に溝を形成するために実行される。図２（ｄ）に示す実施形態では、溝のエッチングは、それが誘電体４３をアンダカットするように行われる。しかし、溝は誘電体４３を必ずしもアンダカットする必要はない。
【００８２】
基板３１のエッチングは、任意の既知のエッチング方法に従って実行することができる。例えば、基板３１は等方的にエッチングすることができる。エッチングは、例えばＣＦ4プラズマ、３：１のＳＦ6／Ｏ2ＲＩＥプラズマ、またはＣｌ2／ＣＣｌＦ3（ＣＣｌＦ3＞５０％）プラズマなどのプラズマを用いて実行することができる。
【００８３】
基板３１に溝４５を形成した後、基板の溝内の表面を、それを親水性にする物質にさらす。基板の溝内の表面がさらされる物質は、硫酸または過酸化水素あるいはその両方を含むことができる。これらの物質は表面を強親水性にすることができる。溝の表面を親水性にすることは、溝だけを溶液に浸漬することによって実行することができる。
【００８４】
溝の表面は親水性にすることができるが、基板３１の表面に残っている誘電体４３の表面は親水性が低い。実際には、誘電体の表面は弱親水性にのみすることができる。その結果得られる構造を図２（ｄ）に示す。
【００８５】
図２（ｄ）に示す構造はさらに処理して、溝上に配置されたＤＮＡを加熱するための構造を設けることができる。図３（ａ）ないし図３（ｃ）は、基板上に配置されたＤＮＡ分子の温度を上昇させる手段を基板に設けるための本発明に係る方法の様々な段階における、本発明に係る基板の一実施形態を示す。
【００８６】
図３（ａ）に示す構造は、図２（ｄ）に示した構造に対応する。図３（ａ）の構造上に金属または合金あるいはその両方を付着する。金属は、貴金属を含んでもよい。例えば、図３（ａ）に示す構造上に金を付着することができる。金またはその他の金属は、任意の既知の方法で付着することができる。例えば、標準スパッタリング法を利用することができる。
【００８７】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示された構造上に金属が付着された構造を示す。図３（ｂ）に示す構造は、溝４５内に付着された金属４７および誘電体部分４３に付着された金属４９を含む。溝４５内に付着された金属４７は、図３（ｂ）に示すような円錐形の断面を持つことができる。金属は、溝４５の表面の少なくとも一部分だけでなく、誘電体部分４３の表面にも付着される。円錐形の断面は、金属が溝の開口部を通過するときの単純干渉効果によって形成される。
【００８８】
溝または誘電体領域４３あるいはその両方の表面の少なくとも一部分に金属を付着した後、金属の選択された部分を除去する。一実施形態によれば、誘電体４３上の金属４９はすべて除去することができる。溝４５内の金属の少なくとも一部分も、同時に除去することもできる。
【００８９】
金属の除去は、任意の既知の方法に従って実行することができる。本発明の一実施形態によれば、金属は、基板およびその上に付着された金属を液体金属にさらすことによって除去される。液体金属は高い表面エネルギを持ち、したがって溝内に入り込んで溝内の金属を除去する傾向が無い。液体金属は水銀またはガリウムあるいはその両方とすることができる。金属の選択的除去の後、図３（ｃ）に示す構造が得られる。
【００９０】
図３（ｃ）に示す構造は、基板上に配置されたＤＮＡ分子に熱を加えて、付着された金属付近のＤＮＡを変性させるために利用することができる。溝４５内の金属４７に電流を通して、ＤＮＡに金属付近で変性を生じさせることもできる。加熱は、変性溶液を利用することに加えて、またはその代わりに、実行することができる。
【００９１】
基板に溝を設けて溝内に変性溶液を付着するのではなく、本発明は、基板を完全に貫通して形成されたスリットを含む格子を含む基板を含むことができる。格子を含む基板は、変性溶液の貯液槽の上に配置し、基板上にＤＮＡを配置することができる。
【００９２】
図４（ａ）ないし図４（ｅ）は、基板に格子を形成するために利用できる方法の一実施形態の様々な段階における基板の実施形態を示す。この方法によれば、多層基板を用意する。この基板は、半導体物質のコア５１を含むことができる。半導体物質はシリコン・ウェハとすることができる。一例によれば、シリコン・ウェハは＜１００＞シリコン・ウェハである。
【００９３】
少なくとも１層の誘電体をコア５１の頂面および底面上に設けることができる。誘電体の層５３、５５は、同一誘電体とすることができる。代替方法として、誘電体の層５３、５５は異なる誘電体とすることもできる。コア５１の頂面および底面上に異なる誘電体を設けることによって、誘電体層は差別的に取り扱うことができる。一実施形態によれば、誘電体層５３、５５は窒化物または酸化物あるいはその両方を含むことができる。酸化物または窒化物あるいはその両方は、その下にある半導体コアに基づくことができる。例えば、誘電体はＳｉＯ2またはＳｉ3Ｎ4あるいはその両方を含むことができる。
【００９４】
多層基板はまた、各誘電体層の上に付着された少なくとも１層のフォトレジストをも含むことができる。図４（ａ）に示す構造は、誘電体層５３、５５の上に付着されたフォトレジスト層５７、５９を含む。誘電体の場合と同様に、同一フォトレジストを誘電体上に付着することができる。代替方法として、各フォトレジスト層は異なる組成を含むこともできる。
【００９５】
任意の適切なフォトレジスト材料を利用することができる。一実施形態によると、フォトレジストは、それが後のステップでプラズマ処理中にエッチング停止剤として作用することができるように、高いケイ素含有率を持つことが好ましい。しかし、どんな標準的フォトレジストでも利用することができる。例えば、紫外光または深紫外光（λ＝約１９０ないし約４１０ｎｍ）によって像を形成できる任意のフォトレジストを利用することができる。また、電子ビームによって像を形成できるレジストも利用できる。１つのそうしたレジストとしてＰＭＭＡがある。
【００９６】
また、任意の適切な誘電体も利用することができる。例えば、誘電体層は酸化物または窒化物とすることができる。酸化物および窒化物の例としてＳｉ3Ｎ4やＳｉＯ2がある。誘電体以外のその他の物質も利用することができる。例えば、金属を利用してもよい。しかし、金属はあまり選択的にエッチングされない。
【００９７】
図４（ａ）は、本発明に係る多層基板の一実施形態を示す。図４（ａ）に示す多層基板を作製した後、フォトレジスト層５７、５９を、それらが感応する波長の放射線に選択的にさらすことができる。一般的に、フォトレジスト層の一方は、現像されたときに、フォトレジストの現像によって除去された部分が、ＤＮＡが配置される格子に形成されたスリットの幅およびピッチに一致するパターンを形成するようなパターンに露光される。さらに、一般的に、もう一方のフォトレジスト層は、下にある誘電体またはコアあるいはその両方にエッチングにより形成される開口であって、格子を上に置いた溶液槽から溶液が流入できる開口に一致する開口を形成するように露光される。
【００９８】
露光後、フォトレジスト層は現像される。図４（ｂ）は、本発明に係わる構造の一実施形態のフォトレジストが現像された状態を示す。フォトレジストの現像により、結果的に開口６１、６５および残留部分６３、６７が形成される。図４（ｂ）に示す実施形態の開口６５は、ＤＮＡが上に配置される格子を形成するスリットを表す。
【００９９】
フォトレジストの現像後、下にある誘電体の層は、残留フォトレジストをマスクとして利用してエッチングすることができる。誘電体は、任意の適用可能な方法を利用してエッチングすることができる。例えば、誘電体層がＳｉＯ2である場合、反応性イオン・エッチングを利用することができる。反応性イオン・エッチングは、Ｃ2Ｆ6／ＣＨＦ3およびＳＦ6／Ｏ2を含むプラズマによって実行することができる。様々な誘電体をエッチングするために、他の方法またはプロセス・パラメータあるいはその両方を利用することもできる。例えば、誘電体がＳｉ3Ｎ4の場合、ＣＦ4／Ｏ2を含む反応性イオン・エッチング・プラズマを利用することができる。
【０１００】
誘電体層をエッチングした後、フォトレジストの開口６１、６５によって画定される空間からすべての誘電体が除去されることを確実にするのを助けるために、コア５１の表面をクリーニングして、誘電体残滓を除去することができる。例えば、任意の適切なクリーニング方法および物質を利用することができる。一例によれば、ＨＦを利用して誘電体残滓の除去を確実にする。
【０１０１】
誘電体残滓の除去の後、フォトレジストの残留部分６３、６７を多層構造から除去することができる。図４（ｃ）は、結果的に得られる構造を示す。図４（ｃ）に示す実施形態から分かるように、誘電体層５３、５５に開口６９、７１が形成される。誘電体層の一部分７３、７５はまた、多層基板のコア５１上に残すこともできる。
【０１０２】
残りのフォトレジストの除去後、多層構造のコア５１は、残りの誘電体部分をマスクとして利用してエッチングすることができる。最初にコア構造の片面をエッチングすることができる。コア５１の最初のエッチングは、ＫＯＨ溶液中で異方性エッチングすることができる。
【０１０３】
図４（ｄ）は、結果的に得られる構造を示す。図４（ｄ）に示す構造は、コア５１にエッチングで形成された大きい開口７７を示す。この開口７７は、変性溶液または流体槽に隣接して配置される開口である。表面７６、７８は（１１１）シリコンとすることができる。
【０１０４】
最初にコア５１の上面は（１００）面とすることができる。エッチング中、（１００）面は（１１１）面より高い速度でエッチングされる。その結果、表面８０が（１００）、側壁７６、７８が（１１１）のトレンチ７７を得ることができる。
【０１０５】
コア層５１の片面をエッチングした後、反対側の面をエッチングすることができる。このエッチングは、図１（ａ）ないし図１（ｄ）、および図２（ａ）ないし図２（ｄ）に示した、基板をエッチングして基板に溝を形成する方法に関連して上述したのと同様に、実行することができる。
【０１０６】
コアおよび層５１にスリット７９をエッチングで形成した後、誘電体層の残留部分７５を除去することができる。任意の適切な方法または物質あるいはその両方を利用して、コア５１上に残っている誘電体層部分７５を除去することができる。例えば、誘電体がＳｉ3Ｎ4などの窒化物である場合、リン酸を利用して誘電体の残留部分を除去することができる。リン酸を利用して誘電体７５を除去する場合、約１８０℃の８５％リン酸溶液を利用することができる。代替方法として、誘電体層部分７５は、反応性イオン・エッチングにより除去することができる。一実施形態によれば、ＣＦ4／Ｏ2を利用することができる。
【０１０７】
図４（ｅ）は、誘電体層部分７５を除去した結果得られる構造を示す。
【０１０８】
図４（ｅ）に示すような構造を形成した後、この構造は、変性溶液を充填した液槽に隣接して配置することができる。次いでＤＮＡをこの構造上に配置することができる。
【０１０９】
図６は、図４（ｅ）に示した基板およびこの基板に取り付けられた流体槽を示す。流体槽は任意の適切な物質で形成することができる。例えば、液槽はガラス、セラミック、またはシリコンで形成することができる。
【０１１０】
基板および液槽の相互に対する位置ずれを防止するために、液槽は基板に固定することができる。液相を基板に固定するために、任意の適切な手段を利用することができる。例えば、クランプ８４を利用して基板および液槽を相互に固定することができる。基板および液槽を相互に隣接して配置した後、液槽および基板によって画定される空間に変性溶液または流体８６を供給することができる。
【０１１１】
以下に、本発明をまとめて記載する。
（１）  少なくとも１つの二本鎖ＤＮＡ分子を用意するステップと、
前記二本鎖ＤＮＡ分子の少なくとも一部分を変性するステップと、
前記二本鎖ＤＮＡ分子の前記変性された部分に、少なくとも１種の化学的部分が付着して、前記化学的部分が付着される前記変性された部分の再結晶化を妨げるステップと
を含む、生物学的化学標識を形成する方法。
（２）  前記化学的部分を前記ＤＮＡ分子の少なくとも１つの選択されたヌクレオチドに付着する、（１）に記載の方法。
（３）  前記化学的部分を、水素結合によって、前記ＤＮＡ分子の前記変性された部分におけるヌクレオチドに付着する、（１）に記載の方法。
（４）  前記化学的部分を、共有結合によって、前記ＤＮＡ分子の前記変性された部分におけるヌクレオチドに付着する、（１）に記載の方法。
（５）  前記ＤＮＡ分子がその上で配置され変性される基板を用意するステップと、
前記ＤＮＡ分子の少なくとも一部分を変性する前に、前記基板上に前記少なくとも１つのＤＮＡ分子を配置するステップと
をさらに含む、（１）に記載の方法。
（６）  前記基板上に前記ＤＮＡを変性することができる溶液を付着するステップをさらに含む、（５）に記載の方法。
（７）  前記溶液を前記基板全体に付着する、（６）に記載の方法。
（８）  前記溶液が水溶液である、（６）に記載の方法。
（９）  前記溶液が高い誘電率を持つ、（６）に記載の方法。
（１０）  前記溶液が少なくとも１種の塩を含む、（６）に記載の方法。
（１１）  前記塩は、ＮａＣｌ、ＮａＯＨ、ホルムアミドおよび尿素からなる群から選択される、（１０）に記載の方法。
（１２）  前記溶液が極性溶媒を含む、（６）に記載の方法。
（１３）  前記基板に異なる湿潤特性を持つ領域を設けるステップをさらに含む、（６）に記載の方法。
（１４）  前記異なる湿潤特性を持つ領域を複数の交互の線として設ける、（６）に記載の方法。
（１５）  前記線は、第１の湿潤特性を持つ第１のタイプの線および第２の湿潤特性を持つ第２のタイプの線として設けられる、（１４）に記載の方法。
（１６）  前記第１のタイプの線が約１０ｎｍないし約１０００ｎｍの幅を持つ、（１５）に記載の方法。
（１７）  前記第２のタイプの線が約１０ｎｍないし約１００００ｎｍの幅を持つ、（１５）に記載の方法。
（１８）  前記第１のタイプの線が、そこに付着された溶液を保持する傾向を持つように設けられる、（１５）に記載の方法。
（１９）  前記第２のタイプの線が基板上に配置されたＤＮＡ分子の少なくとも一部分を保持する傾向を持つように設けられる、（１５）に記載の方法。
（２０）  基板に少なくとも１つの溝を設けるステップをさらに含む、（６）に記載の方法。
（２１）  前記溝が約１０ｎｍないし約５００ｎｍの深さを持つ、（２０）に記載の方法。
（２２）  前記溝がすべて実質的に同一の深さを持つ、（２０）に記載の方法。
（２３）  前記溝が約１０ｎｍないし約１００００ｎｍの幅を持つ、（２０）に記載の方法。
（２４）  前記溝がすべて実質的に同一の幅を持つ、（２０）に記載の方法。
（２５）  前記溝を相互に約１０ｎｍないし約１０００ｎｍの距離だけ離れるように複数設ける、（２０）に記載の方法。
（２６）  前記溝をそれらがすべて平行になるように設ける、（２５）に記載の方法。
（２７）  前記溝が約１０ｎｍないし約１００００ｎｍの最小幅を持つ開口を備える、（２０）に記載の方法。
（２８）  前記溝に溶液を付着するステップをさらに含む、（２０）に記載の方法。
（２９）  前記溝が、前記溶液と前記基板上に配置されたＤＮＡ分子との間に接触が得られ、その結果前記ＤＮＡ分子の変性が生じるのに充分な量の前記溶液を収容するのに充分な深さおよび幅を持ち、かつ前記溝が前記ＤＮＡ分子を保持するのに充分な幅を持つランドによって分離されるように前記溝を設ける、（２８）に記載の方法。
（３０）  基板上にフォトレジスト層を付着するステップと、
前記フォトレジスト層を前記フォトレジストが感応する波長の放射線で選択的に露光するステップと、
前記フォトレジストを現像するステップと、
前記フォトレジストの現像によって露出した前記基板をエッチングするステップと、
現像によって除去されない前記フォトレジストを除去するステップと
を含む方法に従って基板に溝を設ける、（２０）に記載の方法。
（３１）  基板を露光する前に基板を物質で処理して基板の表面の少なくとも一部分を親水性にするステップをさらに含む、（３０）に記載の方法。
（３２）  前記物質がＨＦまたはＮＨ4ＯＨおよびＮａＯＨからなる群から選択されるアルカリ溶液である、（３１）に記載の方法。
（３３）  前記フォトレジストが高いケイ素含有率を持つ、（２０）に記載の方法。
（３４）  前記基板のエッチングが反応性イオン・エッチングによって実行される、（３０）に記載の方法。
（３５）  前記基板のエッチングの後、前記現像によって除去されなかったフォトレジストを除去する前に、前記基板の少なくとも一部分を物質に曝露して基板を親水性にするステップをさらに含む、（３０）に記載の方法。
（３６）  前記基板の少なくとも一部分が曝露される物質が水プラズマである、（３５）に記載の方法。
（３７）  シリコン基板上に１層のＳｉ3Ｎ4またはＳｉＯ2の層を付着するステップと、
前記基板の上にフォトレジスト層を付着するステップと、
前記フォトレジスト層を前記フォトレジストが感応する波長の放射線で選択的に露光するステップと、
前記フォトレジストを現像するステップと、
前記フォトレジストの現像によって露出した前記Ｓｉ3Ｎ4またはＳｉＯ2をエッチングするステップと、
前記現像によって除去されなかった前記フォトレジストを除去するステップと、
前記フォトレジストの現像によって露出した前記基板をエッチングするステップと
を含む方法によって、前記基板に前記溝を設ける、（２０）に記載の方法。
（３８）  前記基板を物質に曝露して前記基板の表面の少なくとも一部分を親水性にするステップをさらに含む、（３７）に記載の方法。
（３９）  基板の表面の少なくとも一部分を親水性にする前記物質が、硫酸および過酸化水素から成る群から選択される物質を含む、（３８）に記載の方法。
（４０）  湿式化学エッチングまたは反応性イオン・エッチングを利用してＳｉ3Ｎ4またはＳｉＯ2をエッチングする、（３７）に記載の方法。
（４１）  前記基板を等方性エッチングする、（３７）に記載の方法。
（４２）  前記基板の上に金属または金属加工物を付着するステップをさらに含む、（３７）に記載の方法。
（４３）  前記金属または金属加工物を前記溝内の表面領域の少なくとも一部分上に、または基板上に残っているＳｉ3Ｎ4またはＳｉＯ2の少なくとも一部分上に付着する、（４２）に記載の方法。
（４４）  前記金属が貴金属である、（４２）に記載の方法。
（４５）  前記金属の選択された部分を除去するステップをさらに含む、（４３）に記載の方法。
（４６）  Ｓｉ3Ｎ4またはＳｉＯ2の上から前記金属を除去する、（４５）に記載の方法。
（４７）  前記金属を、ＨｇおよびＧａから成る群から選択された少なくとも１つの物質に曝露することによって除去する、（４５）に記載の方法。
（４８）  半導体層と、前記半導体層の第１表面上の第１誘電体層と、前記半導体層の前記第１表面とは反対側の第２表面上の第２誘電体層と、前記第１誘電体層上の第１フォトレジスト層と、前記第２誘電体層上の第２フォトレジスト層とを含む多層構造を提供するステップと、
前記第１フォトレジスト層および第２フォトレジスト層を前記第１フォトレジスト層および第２フォトレジスト層が感応する波長の放射線で選択的に露光するステップと、
前記第１フォトレジスト層および第２フォトレジスト層を現像するステップと、
前記第１誘電体層および第２誘電体層を選択的にエッチングするステップと、
前記第１フォトレジスト層および第２フォトレジスト層の前記現像によって除去されなかった部分を除去するステップと、
第１の誘電体層をマスクとして利用して、半導体層を選択的にエッチングするステップと、
第２の誘電体層をマスクとして利用して、半導体層を選択的にエッチングするステップと、
第２の誘電体層を除去するステップと、
をさらに含む、（２０）に記載の方法。
（４９）  前記誘電体層の１つがＳｉＯ2であり、もう１つがＳｉ3Ｎ4である、（４８）に記載の方法。
（５０）  前記誘電体層を反応性イオン・エッチングによってエッチングする、（４８）に記載の方法。
（５１）  前記誘電体層を異なる反応性イオン・エッチング・プラズマによりエッチングする、（４８）に記載の方法。
（５２）  前記半導体層を異方性エッチングする、（４８）に記載の方法。
（５３）  前記第２の誘電体層をリン酸により除去する、（４８）に記載の方法。
（５４）  前記化学的部分を水素結合または共有結合により前記ＤＮＡ分子の前記変性された部分におけるヌクレオチドに接着する、（１）に記載の方法。
（５５）  前記化学的部分が少なくとも１つのヌクレオチドを含む、（１）に記載の方法。
（５６）  前記化学的部分が少なくとも２つの異なる部分を含む、（１）に記載の方法。
（５７）  前記部分の少なくとも１つが前記ＤＮＡ分子の前記ヌクレオチドに結合することができる、（７２）に記載の方法。
（５８）  前記化学的部分が少なくとも１つの酸基または酸基の塩を含む、（１）に記載の方法。
（５９）  前記化学的部分が前記ＤＮＡ分子上のアミノ基と結合する、（１）に記載の方法。
（６０）  前記化学的部分が２つのヌクレオチドを含む、（５５）に記載の方法。
（６１）  前記化学的部分がグアニンとシトシンまたはチミンとアデニンを含む、（５５）に記載の方法。
（６２）  前記化学的部分が、前記ＤＮＡ分子の変性された部分の位置を検出可能にする少なくとも１つの部分を含む、（１）に記載の方法。
（６３）  前記化学的部分が、前記ＤＮＡ分子の変性された部分の位置を視覚的に検出可能にする、（６２）に記載の方法。
（６４）  前記化学的部分が、前記ＤＮＡ分子の変性された部分の位置を電磁放射への曝露により検出可能にする、（６２）に記載の方法。
（６５）  前記ＤＮＡ分子の変性された部分の位置を検出可能にする前記化学的部分が、少なくとも１つの染料を含む、（６２）に記載の方法。
（６６）  前記ＤＮＡ分子の変性された部分の位置を検出可能にする前記化学的部分が、電磁放射への曝露に応答して電磁放射線を放出する、（６４）に記載の方法。
（６７）  前記ＤＮＡ分子の変性された部分の位置を検出可能にする前記化学的部分を前記ヌクレオチドに結合できる少なくとも１つの部分に接着するステップ
をさらに含む、（５７）に記載の方法。
（６８）  前記ＤＮＡ分子の変性された部分の位置を検出可能にする前記化学的部分がポリマーを含み、それに前記ＤＮＡ分子の変性された部分の位置を検出可能にする前記化学的部分が接着される、（６７）に記載の方法。
（６９）  前記ＤＮＡ分子の変性された部分の位置を検出可能にする前記化学的部分が、ポリマー鎖に接着された官能基によりポリマーに接着される、（６８）に記載の方法。
（７０）  前記ＤＮＡ分子の変性部分がＤＮＡ分子の書込み可能なセグメントを形成し、
前記ＤＮＡ分子の前記化学的部分を含むセグメントに第１の値を割り当てるステップと、
前記ＤＮＡ分子の前記化学的部分を含まないセグメントに第２の値を割り当てるステップと
をさらに含む、（１）に記載の方法。
（７１）  前記ＤＮＡ分子の前記セグメントに割り当てられた値で情報を表すことができる、（７０）に記載の方法。
（７２）  前記ＤＮＡ分子が少なくとも約１０ｍｍの長さを持ち、前記ＤＮＡ分子の約１００００個以上の部分に値を割り当てる、（７０）に記載の方法。
（７３）  前記化学的部分が前記ＤＮＡ分子に付着された位置を決定するステップと、
前記検出された部分を分析して前記ＤＮＡ分子の配列を決定するステップと
をさらに含む、（１）に記載の方法。
（７４）  変性すべき少なくとも１つの部分に熱を加えることによって前記ＤＮＡ分子を変性する、（１）に記載の方法。
（７５）  前記金属または金属化合物に電流を加えて、前記金属が付着された前記溝の付近の前記ＤＮＡ分子の部分の温度を上げて変性させるステップをさらに含む、（４２）に記載の方法。
（７６）  前記溝の開口にオーバーハングする少なくとも１つの構造を提供するステップ
をさらに含む、（２０）に記載の方法。
（７７）  前記オーバハング構造が誘電体で形成される、（７６）に記載の方法。
（７８）  前記誘電体がＳｉＯ2またはＳｉ3Ｎ4である、（７７）に記載の方法。
（７９）  基板上、または基板上に付着された物質上に、金属または金属化合物を付着する、（７６）に記載の方法。
（８０）  少なくとも１つの変性された部分を含むＤＮＡ分子と、
前記ＤＮＡの前記変性された部分に付着された少なくとも１種の化学的部分と
を含む構造において、
前記化学的部分により、前記化学的部分が付着された前記変性部分の再結晶化が妨げられる、構造。
（８１）  前記化学的部分が前記ＤＮＡ分子の少なくとも１つの選択されたヌクレオチドに付着される、（８０）に記載の構造。
（８２）  前記化学的部分が水素結合によって前記ＤＮＡ分子の前記変性部分におけるヌクレオチドに付着される、（８０）に記載の構造。
（８３）  前記化学的部分が共有結合によって前記ＤＮＡ分子の前記変性部分におけるヌクレオチドに付着される、（８０）に記載の構造。
（８４）  前記化学的部分が水素結合または共有結合によりヌクレオチドに付着される、（８０）に記載の構造。
（８５）  前記化学的部分が少なくとも１つのヌクレオチドを含む、（８０）に記載の構造。
（８６）  前記化学的部分が２つ以上の異なる部分を含む、（８０）に記載の構造。
（８７）  前記化学的部分が前記ＤＮＡ分子のヌクレオチドに結合することができる結合部分を含む、（８６）に記載の構造。
（８８）  前記化学的部分が少なくとも１つの酸またはアルコールを含む、（８０）に記載の構造。
（８９）  前記化学的部分が前記ＤＮＡ分子のアミノ基に付着される、（８０）に記載の構造。
（９０）  前記化学的部分が２つのヌクレオチドを含む、（８５）に記載の構造。
（９１）  前記化学的部分がグアニンとシトシンまたはチミンとアデニンを含む、（８５）に記載の構造。
（９２）  前記化学的部分が、前記ＤＮＡ分子の前記変性部分の位置を検出可能にする少なくとも１つの検出部分を含む、（８０）に記載の構造。
（９３）  前記化学的部分が前記ＤＮＡ分子の前記変性部分の位置を検出可能にする、（９１）に記載の構造。
（９４）  前記化学的部分が前記ＤＮＡ分子の前記変性部分の位置を電磁放射への曝露により検出可能にする、（９２）に記載の構造。
（９５）  前記ＤＮＡ分子の前記変性部分の位置を検出可能にする前記化学的部分が少なくとも１つの染料を含む、（９２）に記載の構造。
（９６）  前記ＤＮＡ分子の前記変性部分の位置を検出可能にする前記化学的部分が電磁放射線への曝露に応答して電磁放射線を放出する、（９４）に記載の構造。
（９７）  前記ＤＮＡ分子が少なくとも約１０ｍｍの長さおよび約１００００個以上の前記変性部分を持つ、（８０）に記載の構造。
（９８）  前記少なくとも１つのＤＮＡ分子が配置される基板をさらに含む、（８０）に記載の構造。
（９９）  前記基板上に付着された溶液をさらに含み、前記溶液が前記ＤＮＡ分子を変性することができる、（９８）に記載の構造。
（１００）  前記基板が異なる湿潤特性を持つ領域を含む、（９９）に記載の構造。
（１０１）  前記溶液が前記基板の全体に付着される、（９９）に記載の構造。
（１０２）  前記溶液が水溶液である、（９９）に記載の構造。
（１０３）  前記溶液が高い誘電率を持つ、（９９）に記載の構造。
（１０４）  前記溶液が少なくとも１種の塩を含む、（９９）に記載の構造。
（１０５）  前記塩は、ＮａＣｌ、ＮａＯＨ、ホルムアミドおよび尿素からなる群から選択される、（１０４）に記載の構造。
（１０６）  前記溶液が極性溶媒を含む、（９９）に記載の構造。
（１０７）  異なる湿潤特性を持つ前記領域が複数の交互の線状に並ぶ、（１００）に記載の構造。
（１０８）  前記線は、第１の湿潤特性を持つ第１のタイプの線および第２の湿潤特性を持つ第２のタイプの線を含む、（１０７）に記載の構造。
（１０９）  前記第１のタイプの線が約１０ｎｍないし約１０００ｎｍの幅を持つ、（１０８）に記載の構造。
（１１０）  前記第２のタイプの線が約１０ｎｍないし約１００００ｎｍの幅を持つ、（１０８）に記載の構造。
（１１１）  前記第１のタイプの線が、そこに付着された溶液を保持する傾向がある、（１０８）に記載の構造。
（１１２）  前記第２のタイプの線が、前記ＤＮＡ分子の少なくとも一部分をその上に保持する傾向がある、（１０８）に記載の構造。
（１１３）  前記基板内に少なくとも１つの溝を含む、（９８）に記載の構造。
（１１４）  前記溝が約１０ｎｍないし約５００ｎｍの深さを持つ、（１１３）に記載の構造。
（１１５）  前記溝のすべてが実質的に同一の深さを持つ、（１１３）に記載の構造。
（１１６）  前記溝が約１０ｎｍないし約１００００ｎｍの幅を持つ、（１１３）に記載の構造。
（１１７）  前記溝のすべてが実質的に同一の幅を持つ、（１１３）に記載の構造。
（１１８）  前記溝が相互に約１０ｎｍないし約１０００ｎｍの距離だけ分離されて、複数設けられる、（１１３）に記載の構造。
（１１９）  前記溝が約１０ｎｍないし約１００００ｎｍの最小幅を持つ開口を有する、（１１３）に記載の構造。
（１２０）  前記溝内に付着される溶液をさらに含む、（１１３）に記載の構造。
（１２１）  前記溝が前記溶液と前記基板上に配置されたＤＮＡ分子との間に接触が得られ、その結果前記ＤＮＡ分子の変性が生じるのに充分な量の前記溶液を収容するのに充分な深さおよび幅を持ち、かつ前記溝が前記ＤＮＡ分子を保持するのに充分な幅を持つランドによって分離されるように前記溝を設ける、（１１３）に記載の構造。
（１２２）  前記溝内の表面が親水性であり、かつ前記溝間の表面が低親水性である、（１１３）に記載の構造。
（１２３）  すべての溝が平行である、（１１８）に記載の構造。
（１２４）  前記溝内の表面上に配置された金属または金属化合物をさらに含む、（１１３）に記載の構造。
（１２５）  前記溝が前記基板の一部分によって互いに分離される、（１１３）に記載の構造。
（１２６）  前記溝の開口にオーバハングする誘電体の部分をさらに含む、（１２５）に記載の構造。
（１２７）  前記溝の開口にオーバハングする誘電体がＳｉＯ2またはＳｉ3Ｎ4である、（１２６）に記載の構造。
（１２８）  前記溝が基板全体に完全に延びる、（１１３）に記載の構造。
（１２９）  基板がその中に配置される溶液槽と、前記溶液槽内に含まれる溶液とをさらに含む、（１２５）に記載の構造。
（１３０）  前記ＤＮＡ分子の前記変性部分が約４０個ないし約４０，０００個の塩基対を含む、（８０）に記載の構造。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明に係る基板製造方法の様々な段階における、本発明の一実施形態に従って利用することができる基板の一実施形態の断面図である。
【図２】本発明に係る基板製造方法の様々な段階における、本発明の一実施形態に従って利用することができる基板の別の実施形態の断面図である。
【図３】本発明に係る基板製造方法の様々な段階における、本発明の一実施形態に従って利用することができる基板の追加実施形態の断面図である。
【図４】本発明に係る基板製造方法の様々な段階における、本発明の一実施形態に従って利用することができる基板のさらに別の実施形態の断面図である。
【図５】（ａ）本発明に係る方法および構造で利用することができるＤＮＡ分子の一実施形態の模式図である。  （ｂ）１つの変性部分を含む（ａ）に示したＤＮＡ分子の実施形態の模式図である。  （ｃ）本発明に係る化学標識の一実施形態を含む（ａ）および（ｂ）に示したＤＮＡ分子の実施形態の変性部分を示す模式図である。  （ｄ）本発明に係る化学標識の別の実施形態を含む（ａ）および（ｂ）に示したＤＮＡ分子の実施形態の変性部分を示す模式図である。
【図６】図４（ｅ）に示すような基板の実施形態およびこの基板にクランプした流体槽の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１  ＤＮＡ分子
３  変性領域
５  挿入化合物
７  付着部分
９  検出部分
１３  付着部分
１５  付着部分
１７  検出部分
１９  基板
２０  基板表面
【図１】
2005040139.tif 000011
【図２】
2005040139.tif 000012
【図３】
2005040139.tif 000013
【図４】
2005040139.tif 000014
【図５】
2005040139.tif 000015
【図６】
2005040139.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成16年8月3日(2004.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物分子中に２進数値を記録する方法であって、
周期的に間隔をあけられた領域がＤＮＡと接触しているところの１つ又はそれ以上の位置でＤＮＡ中に書き込み可能なセグメントを定義することが可能な前記周期的に間隔をあけられた領域のアレイをその中に有する基体を用意するステップと、
前記基体上に少なくとも１つの二本鎖ＤＮＡ分子を与え、それによって前記周期的に間隔をあけられた領域がＤＮＡと接触しているところの１つ又はそれ以上の位置で前記ＤＮＡ中に前記書き込み可能な複数のセグメントを定義するステップと、
前記書き込み可能なセグメントの前記少なくとも１つを変性することによって前記書き込み可能なセグメントに２進数値を書き込むステップと、
前記少なくとも１つの書き込み可能なセグメント中の少なくとも１つのヌクレオチドに、少なくとも１つの挿入化合物を付着させるステップと
を含み、前記２進数値で記録された情報は、前記挿入化合物の存在又は非存在によって定義される、前記方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの挿入化合物は、少なくとも１つの水素結合によって前記少なくとも１つのヌクレオチドに付着される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基体上に異なる湿潤特性の第１及び第２の複数の領域を用意するステップをさらに含み、前記第２の領域に比べて、前記第１の領域は、ＤＮＡ変性溶液を維持することが可能である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記基体上にＤＮＡ変性溶液を置くステップと、
前記前記書き込み可能なセグメントの少なくとも１つを変性するステップと
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記溶液は、前記基体全体に置かれる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記溶液が水溶液である、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記溶液が高い誘電率を持つ、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記溶液が少なくとも１種の塩を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記溶液が極性溶媒を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
異なる湿潤特性を持つ前記領域を複数の交互の線として設ける、請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
前記線は、第１の湿潤特性を持つ第１のタイプの線および第２の湿潤特性を持つ第２のタイプの線として設けられる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記線が、前記第１のタイプの前記線の全てが第１の幅を有し、及び前記第２のタイプの前記線の全てが第２の幅を有する、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のタイプの線が約１０ｎｍないし約１０００ｎｍの幅を持つ、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２のタイプの線が約１０ｎｍないし約１００００ｎｍの幅を持つ、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
１つのタイプの線の全てが、他のタイプの線の全てよりも小さい幅を持つ、請求項１１記載の方法。
【請求項１６】
１つのタイプの線が、そこに置かれた溶液を保持する傾向を持つように設けられる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記溶液が水溶液である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記溶液が極性溶媒を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記溶液が高い誘電率を持つ、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記溶液が少なくとも１種の塩を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記線が、１つのタイプの線が前記基体上に置かれたＤＮＡ分子の少なくとも一部分を保持する傾向を持つように設けられる、請求項１１記載の方法。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの挿入化合物が、付着部分と検出部分とを含む、請求項１記載の方法。
【請求項２３】
前記検出部分が蛍光染料を含む、請求項１記載の方法。
【請求項２４】
前記溶液が少なくとも１つの前記領域に置かれる、請求項３記載の方法。
【請求項２５】
二本鎖ＤＮＡによる分子バーコードを作成する方法であって、
周期的に間隔をあけられた領域がＤＮＡと接触しているところの１つ又はそれ以上の位置でＤＮＡ中に書き込み可能なセグメントを定義することが可能な前記周期的に間隔をあけられた領域のアレイをその中に有する基体を用意するステップと、
前記基体上に少なくとも１つの二本鎖ＤＮＡ分子を与え、それによって前記周期的に間隔をあけられた領域がＤＮＡと接触しているところの１つ又はそれ以上の位置で前記ＤＮＡ中に前記書き込み可能な複数のセグメントを定義するステップと、
前記書き込み可能なセグメントの前記少なくとも１つを変性することによって前記書き込み可能なセグメントに２進数値を書き込むステップと、
前記少なくとも１つの書き込み可能なセグメント中の少なくとも１つのヌクレオチドに、少なくとも１つの挿入化合物を付着させるステップと
を含み、前記２進数値で記録された情報は、前記挿入化合物の存在又は非存在によって定義される、前記方法。
【請求項２６】
生物分子中に２進数値を記録する方法であって、
周期的に間隔をあけられた領域がＤＮＡと接触しているところの１つ又はそれ以上の位置でＤＮＡ中に書き込み可能なセグメントを定義することが可能な前記周期的に間隔をあけられた領域のアレイをその中に有する基体を用意するステップと、
前記基体上に少なくとも１つの二本鎖ＤＮＡ分子を与え、それによって前記周期的に間隔をあけられた領域がＤＮＡと接触しているところの１つ又はそれ以上の位置で前記ＤＮＡ中に前記書き込み可能な複数のセグメントを定義するステップと、
前記書き込み可能なセグメントの前記少なくとも１つを変性するステップと、
前記少なくとも１つの書き込み可能なセグメント中の少なくとも１つのヌクレオチドに、少なくとも１つの挿入化合物を付着させるステップと、
前記挿入化合物がＤＮＡ分子の変性された部分に付着された前記書き込み可能なセグメントに２進数値の一方を書き込むステップと、
前記挿入化合物がＤＮＡ分子の変性された部分に付着されていない前記書き込み可能なセグメントに２進数値の他方を書き込むステップと、
を含む、前記方法。
【請求項２７】
二本鎖ＤＮＡによる分子バーコードを作成する方法であって、
周期的に間隔をあけられた領域がＤＮＡと接触しているところの１つ又はそれ以上の位置でＤＮＡ中に書き込み可能なセグメントを定義することが可能な前記周期的に間隔をあけられた領域のアレイをその中に有する基体を用意するステップと、
前記基体上に少なくとも１つの二本鎖ＤＮＡ分子を与え、それによって前記周期的に間隔をあけられた領域がＤＮＡと接触しているところの１つ又はそれ以上の位置で前記ＤＮＡ中に前記書き込み可能な複数のセグメントを定義するステップと、
前記書き込み可能なセグメントの前記少なくとも１つを変性するステップと、
前記少なくとも１つの書き込み可能なセグメント中の少なくとも１つのヌクレオチドに、少なくとも１つの挿入化合物を付着させるステップと、
前記挿入化合物がＤＮＡ分子の変性された部分に付着された前記書き込み可能なセグメントに２進数値の一方を書き込むステップと、
前記挿入化合物がＤＮＡ分子の変性された部分に付着されていない前記書き込み可能なセグメントに２進数値の他方を書き込むステップと、
を含む、前記方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
ＤＮＡ分子の一部分を変性した後、化学的部分すなわち挿入化合物を、ＤＮＡ分子の変性部分に付着することができる。この化学的部分は一般的に、この化学的部分が付着される変性部分の再結晶を妨げる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
代替方法として、化学的部分は、カルボン酸などの酸基、またはカルボン酸の塩など酸基の誘導体、あるいはその両方を含むことができる。酸基は塩基のアミノ基と反応し、ＤＮＡが再結晶または再生（renature）するのを阻止することができる。典型的な化合物は、末端に酸基を持つアルカン鎖を含むことができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
別の例によれば、挿入化合物の付着部分は、カルボン酸など少なくとも１つの酸、またはカルボン酸の塩などの酸誘導体を含むことができる。酸または酸誘導体基は塩基のアミド基と反応して、それが再結晶または再生するのを阻止することができる。一例によれば、挿入化合物は１末端に酸を含む。他の付着基には、酸塩化物、イソシアナート、二塩化ホスホン酸が含まれる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
ＤＮＡ分子の一部分を変性する前に、ＤＮＡを基体（基板）上に付着させることによって、ＤＮＡの変性を促進することができる。本発明に従って用意される基体は、ＤＮＡがある領域に隣接して付着されたときにＤＮＡが変性されるような領域を含むことができる。ＤＮＡが隣接して付着されたときにＤＮＡが変性するような基体のそうした領域は、結果的にＤＮＡの変性を引き起こす溶液を保持する性質を含むことができる。例えば、基体のある領域は、溶液をその部分に保持させる特定の湿潤特性を持つことができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
基体における溶液の差別的な保持（differential retention）を促進するために、基体は異なる湿潤特性を持つ領域を設けることができる。異なる湿潤特性を持つこれらの領域は、複数の線状に設けることができる。異なる湿潤特性を持つ領域は、複数の異なる湿潤特性を持つことができる。一般的に、基体は、２つの異なる湿潤特性を持つ領域を含む。２つの異なる湿潤特性を持つ領域を含む基体では、一方の湿潤特性が結果的にその範囲のＤＮＡ分子を変性できる溶液を保持し、他方の領域は溶液を保持する傾向が無いことが好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
一実施形態によれば、基体は２種類の湿潤特性を持つ２種類の線を含む。この実施形態によれば、第１の湿潤特性を有する線は、約１０ｎｍないし約１０００ｎｍの幅を持つ。また、この実施形態によれば、第２の湿潤特性を有する線は約１０ｎｍないし約１００００ｎｍの幅を持つ。さらに、この実施形態によれば、約１０ｎｍないし約１０００ｎｍの幅を持つ第１の湿潤特性を有する線は、基体上に付着されたＤＮＡを変性することができる溶液を保持する傾向がある。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
異なる湿潤特性を持つ領域を基体上に設けるのではなく、基体が変性溶液を保持するための少なくとも１つの溝（channel）を含むことができる。基体は複数の溝をその基体に含むことができる。溝の大きさは、溝に付着されるＤＮＡ分子の変性したい領域の大きさによって異なる。さらに、溝の数は、少なくとも１つの変性部分を含むようにするＤＮＡ分子の長さによって異なる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
別の実施形態によると、少なくとも１つの部分は、溶液を保持するための少なくとも１つの溝を含む。溶液は、ＤＮＡが基体上に置かれたときに、ＤＮＡの少なくとも一部分が変性されるような基体上の少なくとも一部分に溶液が置かれるように、基体上に付着される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
一実施形態によると、基体の各溝は、約１０ｎｍないし約５００ｎｍの深さを持つ。深さは、基体の表面に対して溝の最深部の深さとして測定することができる。基体が複数の溝を含む場合、各溝は実質的に同じ深さをもつことができる。代替方法として、溝は異なる深さを持つこともできる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
基体に設けられる少なくとも１つの溝はまた、約１０ｎｍないし約１００００ｎｍの幅を持つことができる。基体が複数の溝を含む場合、各溝は実質的に同じ幅を持つことができる。代替方法として、溝は異なる幅を持つこともできる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
溝の幅は、溝の開口の幅を指すことができる。溝の開口の幅は、溝が最初に始まる基体の表面から測定するか、またはより広い幅の溝の開口の部分から測定することができる。溝の最小幅は、約１０ｎｍないし約１００００ｎｍとすることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
溝または溝の開口の幅、または溝を含まない実施形態では変性溶液を保持する傾向のある湿潤特性を持つ基体の部分の幅は、溶液と基体の一部分に付着された少なくとも１つのＤＮＡ分子との間に選択された量の接触が行われるのに充分な量の溶液を収容するために、溝の場合は充分な深さと幅を持ち、様々な湿潤特性を持つ表面の場合は充分な幅を持つことができ、そこで溶液は結果的に少なくとも１つのＤＮＡ分子に選択された量の変性が起こるように置かれる。また、溝または領域の幅または深さあるいはその両方は、特定の量のＤＮＡ分子の変性を生じる所望の量の変性溶液を保持するのに充分な大きさにすることができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
溝または変性溶液を保持する傾向のある湿潤特性を持つ基体の領域は、基体の領域によって分離することができる。分離領域は、それらに接触するＤＮＡ分子を保持する傾向を生じる性質を持つことができる。これらの線に沿って、分離領域は、基体上に付着されたＤＮＡ分子の選択された保持度を得るのに充分な幅を持つことができる。変性できる溝上の塩基対の数は、約４０個ないし約４０，０００個の範囲とすることができる。塩基対のこの数は、約１０ｎｍないし約１０，０００ｎｍの幅に対応する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
基体に溝を設けた後、溝を含む基体の少なくとも一部分に溶液を付着することができる。この溶液は、上述の変性溶液を含む。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
溶液は、基体全体に、または基体の一部分にのみ、付着することができる。変性溶液は水溶液とすることができる。溶液は高い誘電率を持つことができる。さらに、溶液は塩を含むことができる。塩の例はＮａＣｌ、ＮａＯＨ、ホルムアミド、および尿素を含む。溶液は極性溶媒を含むことができる。極性溶媒の１つの例は水である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
基体が溶液を保持する傾向のない領域を含む場合、それらは溶液をはじく傾向があるか、または単に溶液を保持しない傾向があるだけかもしれない。これらの基体の一部分が溶液を保持しないか、または溶液をはじく傾向がある場合、これらは、基体のその部分に付着されたＤＮＡ分子の少なくとも一部分を保持する傾向を持つことができる。したがって、溝間の表面は非湿潤表面とみなすことができる。ＤＮＡは一般的に、基体板の溝間の表面と物理的に接触し、少なくともファン・デル・ワールス力によってそれと相互作用する。ＤＮＡを保持する傾向にあるこれらの領域は、弱親水性にのみすることができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
基体に変性溶液を付着した後、基体が溝を含むか、それとも異なる湿潤特性を持つ領域を含むかに関係なく、過剰な溶液を除去することができる。溶液を除去する必要があるか否かは、適量の溶液が溝の所望の部分および／または所望の湿潤特性を持つ領域に実質的に限定されて付着しているかどうかによって決まる。一般的に、基体に付着されたおよび溶液上に置かれたＤＮＡがどこで変性されるかを制御できるように、基体上に溶液が付着される場所を制御することが望ましい。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
基体に変性溶液を付着した後、基体が溝を含むか、それとも異なる湿潤特性を持つ領域を含むかに関係なく、過剰な溶液を除去することができる。溶液を除去する必要があるか否かは、適量の溶液が溝の所望の部分および／または所望の湿潤特性を持つ領域に実質的に限定されて付着しているかどうかによって決まる。一般的に、基体および溶液上に配置されたＤＮＡがどこで変性されるかを制御できるように、基体上に溶液が付着される場所を制御することが望ましい。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
基体の選択された場所に変性溶液を付着した後、ＤＮＡ分子を基体上に付着させることができる。一般的に、このＤＮＡ分子は、変性溶液が付着された複数の領域だけでなく、変性溶液が付着されていない複数の領域にも接触するように基体上に付着される。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
また、複数のＤＮＡ分子を１つの基体上に付着させることもできる。例えば、約２個ないし約１０，０００個のＤＮＡ分子を基体上に付着させることができる。基体上にＤＮＡ分子を付着させるために、まず溶液を含むＤＮＡを基体上に付着する。ＤＮＡ分子の大きさは、ＤＮＡが溝内に完全に落下しないように、溝の幅より大きいことが好ましい。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
次にＨ2Ｏなどの溶媒を蒸発させる。次いで、変性流体を基体の一端から溝に注入する。この変性流体は表面張力によって溝内に運ばれる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
付着後、ＤＮＡ分子は一般的に、ＤＮＡ分子に所望の量の変性が生じるのに充分な時間、基体上に着座または停留させる。例えば、一般的に、溶液を注入した後、ＤＮＡ分子を約１分ないし約６０分間変性させることができる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
ＤＮＡ分子に所望の量の変性を発生させるための充分な時間が経過した後、挿入化合物を基体上、および基体上に付着されたＤＮＡ上に付着することができる。挿入化合物は実質的に上述の通りとすることができる。挿入化合物を変性溶液中に含めることによって、挿入化合物は基体上の変性されたＤＮＡに適用することができる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
変性後に、挿入化合物をＤＮＡ分子の変性された部分に結合させることができる。基体に付着されたＤＮＡ分子の配列および挿入化合物の構造を知ることによって、挿入化合物がＤＮＡ分子に結合する位置を制御することができる。一方、ＤＮＡの配列が不明である場合、挿入化合物を不明の位置に結合させ、以下で説明するように配列を決定させることができる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
挿入化合物が基体上に付着されたＤＮＡ分子と結合するための充分な時間が経過した後、ＤＮＡ分子の付近から過剰な挿入化合物を除去する。過剰な挿入化合物は、ＤＮＡ分子の変性部分に付着しなかった挿入化合物とすることができる。例えば、過剰な挿入化合物は単に洗い流すことができる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
さらに、変性部分を含むＤＮＡ分子の部分は、「書込み可能なセグメント」とみなすことができる。ＤＮＡ分子を基体上に付着させる場合、基体に付着されたＤＮＡ分子の部分は、「書込み可能なセグメント」とみなすことができる。このような分析によれば、挿入化合物がＤＮＡ分子の変性部分に付着される位置に１の値を割り当てることができる。同様に、ＤＮＡの変性部分が挿入化合物を含まない場合、ＤＮＡのその位置に０の値を割り当てることができる。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
一実施形態によると、基体の各溝、またはその領域が変性溶液を保持する傾向を有するように湿潤特性を備えた基体の各領域は、約１００ｎｍの幅を持つ。この実施形態によると、溝または変性溶液を保持する湿潤特性を持つ領域は、約１０００ｎｍの距離だけ分離される。また、溝または特定領域を含む基体の部分は約１０ｍｍの幅を持つ。少なくとも１０ｍｍの長さのＤＮＡの鎖を基体上に付着させた場合、上述の基体のパラメータを前提とすると、約１００００個以上のＤＮＡ鎖の変性部分を「書き込む」ことができる。１００００個の書込み可能なセグメントを持つことは、２10000の識別につながる。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
ＤＮＡの変性はまた、ＤＮＡを変性することが望ましいＤＮＡの位置を加熱することによって実行または促進することができる。ＤＮＡが基体上に付着させる場合、基体に加熱可能な部分を設けることによって加熱を行うことができる。加熱可能な部分は、溝または特定の湿潤特性を持つ領域あるいはその両方の代わりに、またはそれに加えて設けることができる。さらに、加熱可能な部分を必ずしも基体内または基体上あるいはその両方に設ける必要はない。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
一実施形態によると、基体の加熱可能な部分は、基体内または基体上あるいはその両方に配置された金属または金属化合物によって得られる。金属は、ストーブの抵抗発熱体がそこに電流を通すことによって加熱するのと同様に、金属に電流を通すことによって加熱することができる。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
上述の通り、本発明によれば、ＤＮＡを基体上に付着させることができる。一般的に、基体は平滑な上面を有する。基体は複数の溝、または異なる湿潤特性を持つ領域を含むことができる。溝または領域は、線状に設けることができる。線は幅ｌ1を持つことができる。溝または領域の間に、基体の領域または「ランド」を設けることができる。「ランド」は幅ｌ2を持つことができる。したがって、線または領域の間のピッチ（pitch）はｌ1＋ｌ2と記述することができる。基体が溝を含む場合、深さｄをもつことができる。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
本発明による基体は、多くの方法によって製造することができる。図１（ａ）ないし図１（ｄ）は、本発明による方法の一実施形態全体の様々な段階における基体の一実施形態を示す。図１（ａ）ないし図１（ｄ）に示すこの実施形態の方法によると、基体１９を用意する。基体は半導体物質とすることができる。例えば、基体はシリコンとすることができる。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
基体１９の表面２０は、物質で処理してそれを部分的にのみ親水性にすることができる。例えば、接触角は約１０ーないし約４０ーとすることができる。一例によると、表面は弱ＨＦで処理してそれを親水性にすることができる。「弱」ＨＦは、Ｈ2Ｏ約１００部に対しＨＦ約１部の割合を含むことができる。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
基体の表面を親水性にするために、別の処理法を利用することができる。例えば、表面をアルカリ溶液で処理することができる。利用できるアルカリ溶液の例として、ＮＨ4ＯＨやＮａＯＨの溶液がある。
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
基体１９の表面２０を処理して、それを部分的にのみ親水性にした後、新しいフォトレジストの層２１を、部分的に親水性にした基体の表面に付着することができる。この場合、任意のフォトレジスト材料を使用することができる。任意の数のフォトレジストを利用することができるが、一実施形態によれば、フォトレジストは、後のステップにおけるプラズマ処理中にエッチング停止剤として作用することができるように、高いケイ素含有率を持つことが好ましい。しかし、任意の標準フォトレジストを利用することができる。例えば、紫外光ないし深紫外光（λ＝約１９０〜約４１０ｎｍ）によって像を形成することができる任意のフォトレジストを利用することができる。また、電子ビームによって像を形成できるレジストを使用することもできる。１つのそうしたレジストとしてＰＭＭＡがある。
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
フォトレジスト層２１の付着後、フォトレジストは選択的に、それが感応する波長の照射にさらすことができる。一実施形態によると、フォトレジストは基体に形成される溝のパターンに合致するパターンに露光される。言い換えると、フォトレジストを露光して、基体に形成したい線幅および線のピッチに合致する像を形成することができる。露光後、フォトレジストを現像してフォトレジストの一部分を選択的に除去し、結果的に図１（ｂ）に示す構造を得ることができる。図１（ｂ）に示すように、この構造は、フォトレジストが除去された複数の領域２５、およびフォトレジストが残留している複数の領域２３を含む。
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
フォトレジストを露光し現像した後、基体１９をさらに処理して、基体に溝を形成することができる。溝は、様々な方法を利用して形成することができる。例えば、反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）を使用して、フォトレジストの除去によって露出した基体１９の領域２５をエッチングすることができる。言い換えると、残留しているフォトレジストは、基体１９の一部分を除去するためのマスクとして作用する。
【手続補正３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
基体１９のエッチングは、異方性とすることができる。異方性エッチングは結果的に溝を明確に画定する。エッチングはＣｌ2低圧プラズマを利用して実行することができる。他のエッチング処理を利用することもできる。例えば、ＮＦ3および少なくとも１つの炭化水素を含むプラズマを利用することができる。プラズマ中で利用される炭化水素は、１個ないし約２０個の炭素原子を持つ任意の脂肪族または芳香族炭化水素を含むことができる。代替方法として、エッチングは、約−１００≡のＳＦ6プラズマの利用を含むことができる。さらに、エッチングは１０％Ｈ2／ＣＦ4の反応性イオン・エッチングを含むことができる。
【手続補正３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
エッチングは、所望の量の基体１９が除去されて結果的に所望の深さの溝が形成されるまで、実行することができる。深さは、上述の通りとすることができる。選択された深さの溝を形成するために、エッチングをどれだけの時間実行すればよいか、当業者は理解するであろう。
【手続補正４０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
溝２７は、それらがすべて平行になるように基体に設けることができる。代替方法として、溝はすべてが平行でなくてもよい。例えば、基体は相互に垂直な幾つかの溝を含むことができる。
【手続補正４１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
溝の形成後、基体の溝２７の表面を１種または複数の物質にさらし、基体の溝内の表面を親水性にすることができる。基体の溝内の表面は、まだフォトレジストに覆われている基体の表面より親水性が高くなるように処理することができる。例えば、Ｈ2Ｏに対する接触角が約１５ー未満となるように、基体を処理することができる。
【手続補正４２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
一例によれば、溝内の露出した基体を水プラズマにさらして、表面を親水性にすることができる。一般的に、表面に−ＯＨ基を形成する任意のプラズマを利用することができる。
【手続補正４３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
基体の溝内の表面を親水性にした後、残っているフォトレジスト部分２３を基体１９から除去することができる。残っているフィトレジストは、任意の適切な既知の方法を利用して取り除くことができる。その結果得られる構造を図１（ｄ）に示す。この構造は、溝２７およびランド２９を含む。上述の処理で説明したように、ランド２９は弱親水性とすることができ、溝２７は強親水性とすることができる。
【手続補正４４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
図２（ａ）ないし図２（ｄ）は、少なくとも１つのＤＮＡ分子をその上で変性させる基体を形成するための本発明に係る方法の別の実施形態における基体の様々な段階を表す。図２（ａ）ないし図２（ｄ）に示す方法によれば、基体３１を用意する。基体は半導体物質とすることができる。例えば、基体はシリコン・ウェハとすることができる。シリコン・ウェハは、＜１００＞ｎドープ・シリコン・ウェハとすることができる。基体は約２ないし約５ル・ｃｍの抵抗を持つことができる。
【手続補正４５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
次に、基体３１の表面に誘電体の層３３を付着することができる。任意の適切な誘電体を利用することができる。例えば、誘電体層は酸化物または窒化物とすることができる。酸化物および窒化物の例として、Ｓｉ3Ｎ4やＳｉＯ2がある。誘電体以外のその他の物質も利用することができる。例えば、少なくとも１種の金属を利用することができる。しかし、金属はあまり選択的にエッチングされない。
【手続補正４６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
フォトレジスト層を付着した後、図１（ａ）ないし図１（ｄ）に関連して上述した方法と同様に露光し現像することができる。現像の結果としてフォトレジストを選択的に除去した結果、図１（ｂ）に示した構造と同様の、図２（ｂ）に示す構造が得られる。したがって、図２（ｂ）に示す構造は、基体３１、誘電体層３３、および開口３７と基体が残る領域３９とを含むようにパターン化されたフォトレジスト層を含む。
【手続補正４７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
残留フォトレジストの除去後、基体３１をエッチングすることができる。エッチングは基体に溝を形成するために実行される。図２（ｄ）に示す実施形態では、溝のエッチングは、それが誘電体４３をアンダカットするように行われる。しかし、溝は誘電体４３を必ずしもアンダカットする必要はない。
【手続補正４８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
基体３１のエッチングは、任意の既知のエッチング方法に従って実行することができる。例えば、基体３１は等方的にエッチングすることができる。エッチングは、例えばＣＦ4プラズマ、３：１のＳＦ6／Ｏ2ＲＩＥプラズマ、またはＣｌ2／ＣＣｌＦ3（ＣＣｌＦ3＞５０％）プラズマなどのプラズマを用いて実行することができる。
【手続補正４９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
基体３１に溝４５を形成した後、基体の溝内の表面を、それを親水性にする物質にさらす。基体の溝内の表面がさらされる物質は、硫酸または過酸化水素あるいはその両方を含むことができる。これらの物質は表面を強親水性にすることができる。溝の表面を親水性にすることは、溝だけを溶液に浸漬することによって実行することができる。
【手続補正５０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
溝の表面は親水性にすることができるが、基体３１の表面に残っている誘電体４３の表面は親水性が低い。実際には、誘電体の表面は弱親水性にのみすることができる。その結果得られる構造を図２（ｄ）に示す。
【手続補正５１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
図２（ｄ）に示す構造はさらに処理して、溝上に付着されたＤＮＡを加熱するための構造を設けることができる。図３（ａ）ないし図３（ｃ）は、基体上に付着されたＤＮＡ分子の温度を上昇させる手段を基体に設けるための本発明に係る方法の様々な段階における、本発明に係る基体の一実施形態を示す。
【手続補正５２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
金属の除去は、任意の既知の方法に従って実行することができる。本発明の一実施形態によれば、金属は、基体およびその上に付着された金属を液体金属にさらすことによって除去される。液体金属は高い表面エネルギを持ち、したがって溝内に入り込んで溝内の金属を除去する傾向が無い。液体金属は水銀またはガリウムあるいはその両方とすることができる。金属の選択的除去の後、図３（ｃ）に示す構造が得られる。
【手続補正５３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
図３（ｃ）に示す構造は、基体上に付着されたＤＮＡ分子に熱を加えて、付着された金属付近のＤＮＡを変性させるために利用することができる。溝４５内の金属４７に電流を通して、ＤＮＡに金属付近で変性を生じさせることもできる。加熱は、変性溶液を利用することに加えて、またはその代わりに、実行することができる。
【手続補正５４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
基体に溝を設けて溝内に変性溶液を付着するのではなく、本発明は、基体を完全に貫通して形成されたスリットを含む格子を含む基体を含むことができる。格子を含む基体は、変性溶液の貯液槽の上に配置され、基体上にＤＮＡを付着されたことができる。
【手続補正５５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
図４（ａ）ないし図４（ｅ）は、基体に格子を形成するために利用できる方法の一実施形態の様々な段階における基体の実施形態を示す。この方法によれば、多層基体を用意する。この基体は、半導体物質のコア５１を含むことができる。半導体物質はシリコン・ウェハとすることができる。一例によれば、シリコン・ウェハは＜１００＞シリコン・ウェハである。
【手続補正５６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
多層基体はまた、各誘電体層の上に付着された少なくとも１層のフォトレジストをも含むことができる。図４（ａ）に示す構造は、誘電体層５３、５５の上に付着されたフォトレジスト層５７、５９を含む。誘電体の場合と同様に、同一フォトレジストを誘電体上に付着することができる。代替方法として、各フォトレジスト層は異なる組成を含むこともできる。
【手続補正５７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
図４（ａ）は、本発明に係る多層基体の一実施形態を示す。図４（ａ）に示す多層基体を作製した後、フォトレジスト層５７、５９を、それらが感応する波長の放射線に選択的にさらすことができる。一般的に、フォトレジスト層の一方は、現像されたときに、フォトレジストの現像によって除去された部分が、ＤＮＡが付着される格子に形成されたスリットの幅およびピッチに一致するパターンを形成するようなパターンに露光される。さらに、一般的に、もう一方のフォトレジスト層は、下にある誘電体またはコアあるいはその両方にエッチングにより形成される開口であって、格子を上に置いた溶液槽から溶液が流入できる開口に一致する開口を形成するように露光される。
【手続補正５８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
露光後、フォトレジスト層は現像される。図４（ｂ）は、本発明に係わる構造の一実施形態のフォトレジストが現像された状態を示す。フォトレジストの現像により、結果的に開口６１、６５および残留部分６３、６７が形成される。図４（ｂ）に示す実施形態の開口６５は、ＤＮＡが上に付着される格子を形成するスリットを表す。
【手続補正５９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
誘電体残滓の除去の後、フォトレジストの残留部分６３、６７を多層構造から除去することができる。図４（ｃ）は、結果的に得られる構造を示す。図４（ｃ）に示す実施形態から分かるように、誘電体層５３、５５に開口６９、７１が形成される。誘電体層の一部分７３、７５はまた、多層基体のコア５１上に残すこともできる。
【手続補正６０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
コア層５１の片面をエッチングした後、反対側の面をエッチングすることができる。このエッチングは、図１（ａ）ないし図１（ｄ）、および図２（ａ）ないし図２（ｄ）に示した、基体をエッチングして基体に溝を形成する方法に関連して上述したのと同様に、実行することができる。
【手続補正６１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
図４（ｅ）に示すような構造を形成した後、この構造は、変性溶液を充填した液槽に隣接して配置することができる。次いでＤＮＡをこの構造上に付着させることができる。
【手続補正６２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
図６は、図４（ｅ）に示した基体およびこの基体に取り付けられた流体槽を示す。流体槽は任意の適切な物質で形成することができる。例えば、液槽はガラス、セラミック、またはシリコンで形成することができる。
【手続補正６３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
基体および液槽の相互に対する位置ずれを防止するために、液槽は基体に固定することができる。液相を基体に固定するために、任意の適切な手段を利用することができる。例えば、クランプ８４を利用して基体および液槽を相互に固定することができる。基体および液槽を相互に隣接して配置した後、液槽および基体によって画定される空間に変性溶液または流体８６を供給することができる。
【手続補正６４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
【図１】本発明に係る基体製造方法の様々な段階における、本発明の一実施形態に従って利用することができる基体の一実施形態の断面図である。
【図２】本発明に係る基体製造方法の様々な段階における、本発明の一実施形態に従って利用することができる基体の別の実施形態の断面図である。
【図３】本発明に係る基体製造方法の様々な段階における、本発明の一実施形態に従って利用することができる基体の追加実施形態の断面図である。
【図４】本発明に係る基体製造方法の様々な段階における、本発明の一実施形態に従って利用することができる基体のさらに別の実施形態の断面図である。
【図５】（ａ）本発明に係る方法および構造で利用することができるＤＮＡ分子の一実施形態の模式図である。  （ｂ）１つの変性部分を含む（ａ）に示したＤＮＡ分子の実施形態の模式図である。  （ｃ）本発明に係る化学標識の一実施形態を含む（ａ）および（ｂ）に示したＤＮＡ分子の実施形態の変性部分を示す模式図である。  （ｄ）本発明に係る化学標識の別の実施形態を含む（ａ）および（ｂ）に示したＤＮＡ分子の実施形態の変性部分を示す模式図である。
【図６】図４（ｅ）に示すような基体の実施形態およびこの基体にクランプした流体槽の実施形態を示す断面図である。
【手続補正６５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１３】
１  ＤＮＡ分子
３  変性領域
５  挿入化合物
７  付着部分
９  検出部分
１３  付着部分
１５  付着部分
１７  検出部分
１９  基体
２０  基体表面
【手続補正書】
【提出日】平成16年9月7日(2004.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正１９
【補正方法】削除
【補正の内容】