(57)【要約】センサは、表面応力の変化に応じて撓むメンブレンを有しうるもので、このメンブレン上の層が、１つ以上のプローブ分子を当該メンブレンに結合している。この１つ以上のプローブ分子にターゲット分子が反応すると、このメンブレンが撓むようになっている。
2006507511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面応力の変化に応じて撓むメンブレンと、
このメンブレン上にあり、１つ以上のプローブ分子を当該メンブレンに結合させるための層と
を有するセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサにおいて、
当該センサが、更に、前記メンブレンに結合した１つ以上のプローブ分子を有するセンサ。
【請求項３】
請求項１に記載のセンサにおいて、
前記メンブレンが、基板の領域に固定される第１部分と、基板の前記領域と異なる領域に固定される第２部分とを有するセンサ。
【請求項４】
請求項１に記載のセンサにおいて、
前記メンブレンがポリマを含んでいるセンサ。
【請求項５】
請求項４に記載のセンサにおいて、
前記ポリマが、ポリイミド及びパリレンからなる群から選択したものであるセンサ。
【請求項６】
請求項１に記載のセンサにおいて、
前記メンブレンの殆ど全ての周囲領域が、１つ以上の構造体に固定されるようになっているセンサ。
【請求項７】
請求項１に記載のセンサにおいて、
前記層が、金及び二酸化シリコンからなる群から選択した材料を含んでいるセンサ。
【請求項８】
請求項１に記載のセンサにおいて、
前記メンブレンの一方の側の部分が、前記層により被覆されているセンサ。
【請求項９】
請求項８に記載のセンサにおいて、
前記部分が、約５％〜約９０％であるセンサ。
【請求項１０】
請求項８に記載のセンサにおいて、
前記部分が、約１０％〜約７０％であるセンサ。
【請求項１１】
基板と、
この基板に結合され、この基板中のウェルを橋絡しているメンブレンと、
このメンブレン上にあり、１つ以上のプローブ分子を当該メンブレンに結合する層と、
前記基板に結合され、この基板中の他のウェルを橋絡している他のメンブレンと、
この他のメンブレン上にあり、１つ以上のプローブ分子を当該他のメンブレンに結合する層と、
前記ウェル及び前記他のウェルを包囲するカバーと、
前記メンブレンに流体を供給するチャネルと、
前記他のメンブレンに流体を供給する他のチャネルと
を有する装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置において、
前記チャネルが、前記基板中に形成されている装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の装置において、
前記チャネルが、前記カバー中に形成されている装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の装置において、
前記カバーが、前記メンブレンの撓み検出する光を透過するようになっている装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載の装置において、
前記メンブレンが、ポリマを含んでいる装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の装置において、
前記ポリマが、パリレン及びポリイミドからなる群から選択したものである装置。
【請求項１７】
請求項１１に記載の装置において、
前記メンブレン上の層が、金及び二酸化シリコンからなる群から選択した材料を含んでいる装置。
【請求項１８】
請求項１１に記載の装置において、
当該装置が更に、前記メンブレンに結合された１つ以上のプローブ分子を有する装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の装置において、
当該装置が、更に、前記他のメンブレンに結合された１つ以上の異なるプローブ分子を有する装置。
【請求項２０】
検出すべき１つ以上のターゲット分子を含む流体を、メンブレンに近接する領域に導入し、その後、前記１つ以上のターゲット分子の少なくともある量が、前記メンブレン上の層に結合した１つ以上のプローブ分子と相互に反応することにより、当該メンブレンを撓ませる処理と、
このメンブレンの前記撓みを測定する処理と
を有する方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法において、
当該方法が、更に、
検出すべき１つ以上の異なるターゲット分子を含む他の流体を、異なるメンブレンに近接する他の領域に導入し、その後、前記１つ以上の異なるターゲット分子の少なくともある量が、前記異なるメンブレン上の層に結合した１つ以上の異なるプローブ分子と相互に反応することにより、前記異なるメンブレンを撓ませる処理と、
この異なるメンブレンの撓みを測定する処理と
を有する方法。
【請求項２２】
請求項２０に記載の方法において、
メンブレンの撓みを測定する処理が、電気的検出法を用いる処理を有する方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法において、
前記電気的検出法が、圧電検出法及びピエゾ抵抗検出法からなる群から選択したものである方法。
【請求項２４】
請求項２０に記載の方法において、
メンブレンの撓みを測定する処理が、メンブレンに光を反射させる処理を有する方法。
【請求項２５】
請求項２4に記載の方法において、
メンブレンの撓みを測定する処理が、更に基準面に光を反射させる処理を有する方法。
【請求項２６】
請求項２０に記載の方法において、
メンブレンの撓みを測定する処理がファブリペロー干渉計を用いる処理を有する方法。
【請求項２７】
請求項２０に記載の方法において、
メンブレンの撓みを測定する処理が、マイケルソン干渉計を用いる処理を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に関する相互参照
本出願は、2002年11月15日に出願した発明の名称を“MULTIPLEXED BIOMOLECULAR ANALYSIS”とする米国仮特許出願第60/426,851号及び2003年4月21日に出願した発明の名称を“COMPOSITE SENSOR MEMBRANE"とする米国特許出願第10/420,661号に基づく優先権を主張するものである。これらは参考のため本明細書中に組み入れてある。
【０００２】
米国政府の支援による研究
本発明は、米国政府の支援により、米国保健研究所／米国癌研究所により認められた認可（契約）No.R21 CA86132-01 及び米国エネルギー省により認められた契約No.DE-FG03-98ER14870の下で行われたものである。米国政府は、本発明に関し所定の権利を有する。
【０００３】
技術分野
本発明の開示は、物理的、化学的及び生物学的センサのようなセンサに関するものである。
【０００４】
背景技術
マイクロ−エレクトロメカニカル（ＭＥＭＳ）センサでは、マイクロカンチレバーを用いて物理的、化学的及び生物学的相互反応を検出することができる。マイクロカンチレバーは、一方の端部を固定し且つ他方の端部を遊端とした構造体である。ＭＥＭＳ用に製造されるマイクロカンチレバーは、シリコンを主成分とする材料を用いて製造することができる。
【０００５】
例えば、マイクロカンチレバーセンサを用いて以下のように生体分子の相互反応を検出することができる。特定の生体分子（ターゲット分子と称する）を同定するためには、マイクロカンチレバーの表面を特定のプローブ分子で機能化させることができ、ここでプローブ分子は、ターゲット分子と反応するようになる。例えば、特定のＤＮＡ材料を検出するために、短い一本鎖ＤＮＡ（ｓｓＤＮＡ）配列を、相補ｓｓＤＮＡに対するプローブ分子として用いることができる。同様に、特定の抗原を検出するために、適切な抗体をプローブ分子として用いることができる。
【０００６】
図１Ａ及び１Ｂは、マイクロカンチレバーを用いた生物学的な検出操作を示すものである。図１Ａを参照するに、カンチレバー１００は、第１端部１１０において基板１９０に固定されており、第２端部１２０において自由に動くようになっている。このカンチレバー１００の領域１３０は、ターゲット分子を検出するための１つ以上のプローブ分子１４０を有する。図１Ａは、撓みのない状態のカンチレバーを示す。
【０００７】
図１Ｂを参照するに、ターゲット分子１５０は、１つ以上のプローブ分子１４０と相互に反応して、カンチレバー１００の表面応力を変化させ、カンチレバー１００を湾曲させうる。カンチレバー１００の湾曲量は、一般に、プローブ分子１４０と相互に反応するターゲット分子１５０の数に応じたものとなる。従って、この湾曲量により、ターゲット分子１５０の濃度を測定することができる。このカンチレバーの湾曲は、例えば光学的技術又はピエゾ抵抗技術を用いて検出することができる。
【０００８】
本発明の概要
一般的に、ある観点において、センサは、表面応力の変化に応じて撓みうるメンブレンを有しうる。このメンブレン上に層を設けて１つ以上のプローブ分子を当該メンブレンに結合させることができる。このメンブレンは、ターゲット分子が１つ以上のプローブ分子と反応すると撓みうる。このメンブレンは、第１部分及びこれと異なる第２部分で基板に対して固定させることができ、基板中のウェルを橋絡するようにしうる。
【０００９】
このメンブレンは、ポリマのような可撓性材料を含みうるものである。ポリイミドやパリレン又はその他のポリマーを使用することができる。前述した層は、プローブ分子をメンブレンに結合させるための材料を含みうる。例えば、この層には金を含ませることができる。この層は、メンブレンの一方の側の部分を被覆するようにしうる。この部分は、約５％〜約９０％又は約１０％〜約７０％の範囲とすることができる。 
【００１０】
装置は、基板と、この基板に結合した１つ以上のメンブレンとを有しうる。例えば、この装置は、ウェルを橋絡するメンブレンを有するものとすることができ、この部分において当該メンブレンに、プローブ分子をこのメンブレンに結合させる層を設けることができる。このシステムは、他のウェルを橋絡する他のメンブレンをも有しうるもので、この部分において当該他のメンブレンに、プローブ分子をこの他のメンブレンに結合させる層を設ける。この装置は、前述したウェル及び他のウェルを包囲するカバーを有するものとしうる。この装置は、流体をメンブレンに供給するチャネルを有するものとしうる。
【００１１】
一般的に、他の観点において、検出方法は、メンブレンに近い領域に流体を導入する処理を有するものとしうる。この流体には、１つ以上の検出すべき分子が含まれるようにする。ターゲット分子の少なくとも一部は、プローブ分子と相互に反応してメンブレンを撓ませうる。この方法は、メンブレンの撓みを測定する処理を有するものとしる。撓みは、光学的検出法及び電気的検出法の双方又は一方を用いて測定することができる。
【００１２】
以下の詳細な説明及び添付の図面において１つ以上の実施例を詳細に説明する。本発明のその他の特徴及び利点は、詳細な説明及び図面並びに特許請求の範囲から明らかなものとなるであろう。
各種図面において同じ参照符号は、同様の素子を示している。
【００１３】
詳細な説明
以下の説明は、物理的、化学的若しくは生物学的又はこれらの任意の組み合わせのセンサとして、マイクロカンチレバーではなく、メンブレン構造体を用いるシステム及び技術を開示するものである。
【００１４】
メンブレンは、一般にマイクロカンチレバーを製造するのに用いられるシリコンを主成分とする材料より弾性率の低い材料を用いて製造することができる。例えば、数種の金属、セラミック、ポリマー又はその他の材料を使用することができる。これら材料の弾性率は、マイクロカンチレバーを製造するのに通常用いられる材料の弾性率より、明らかに低いものとしうる。例えば、パリレンの弾性率は、約３．２ＧＰａであるのに対して、窒化シリコン（一般的なカンチレバーの材料）の弾性率は、約１１０ＧＰａであり、その大きさはほぼ２桁違っている。
【００１５】
メンブレンの材料は、センサの予定される動作環境に適合するように選択することもできる。例えば、生物学的適合性のあるメンブレン材料（例えばパリレン）を用いて、生物学的検出を行うことができ、また、化学的又は物理的検出のために好適な適合性のある材料を選択することもできる。
【００１６】
図２Ａ及び２Ｂを参照するに、センサ２００は、メンブレン２１０を有する。このメンブレン２１０は、基板２３０に固定されており、表面応力の変化を反映して、その変化に起因するメンブレン２１０の撓みを生ぜしめることができる。
【００１７】
例えば、メンブレン２１０は、図２Ａ及び２Ｂに示すように方形にすることができる。図２Ａを参照するに、メンブレン２１０は、第１側部２３２、第２側部２３４、第３側部２３６及び第４側部２３８において基板２３０に固定することができる。図２Ｂを参照するに、メンブレン２１０は、第１側部２３２及び第２側部２３４においてのみ基板２３０に固定することもできる。
【００１８】
メンブレン２１０には、物理的、化学的又は生物学的に変性させた領域２４０を設けることができる。例えば、この領域２４０は、１つ以上のターゲット分子を検出するための１つ以上のプローブ分子により機能化させることができる。この領域２４０には、金層、二酸化シリコン層又はその他の層のような中間層を設けてメンブレンにプローブ分子を結合させることができる。適切な中間層を用いることにより、プローブ分子を、例えば中間のチオール又はシステアミン基を介してメンブレン表面に結合させることができる。ある実施例では、中間層を不要なものとしうる。
【００１９】
メンブレン２１０は、領域２４０を化学反応に応じた表面応力の変化を受けるように構成した場合には化学的センサとして作用しうる。例えば、この領域２４０は、薄肉の酸化物又はポリマー被膜を有することができる。或いは又、メンブレン２１０が、金又はパラジウムのような金属を有するようにして、例えば水素又は水銀を含む材料を検出しうるようにする。
【００２０】
メンブレン２１０の一方の側における表面応力の正味の変化は、そのメンブレンの面外撓みにより得られる。得られた可撓性メンブレンの撓み又は回転は、光学的技術、圧電技術、ピエゾ抵抗技術又はその他の技術を用いて測定することができる。光学的技術としては、干渉法又は光ビーム偏向があげられる。
【００２１】
図３を参照するに、光ビーム偏向を用いてメンブレン撓みを検出することができる。光は、レーザ３７０により供給され、メンブレン３１０の表面３１５に反射される。反射された光は、電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器又は光センサアレイ検出器（例えばＣＭＯＳアレイ検出器）のような検出器３８０を用いて検出する。
【００２２】
メンブレン３１０が撓んでいない場合には、反射された光は検出器３８０の領域Ａにおいて受光される。メンブレン３１０が撓んでいる場合には、反射された光は検出器３８０の領域Ｂにおいて受光される。これらの領域Ａ及びＢの相対的な位置によりメンブレンの撓みを測定する。
【００２３】
図４Ａ及び４Ｂを参照するに、メンブレンの撓みを検出するのに干渉法を用いることもできる。基準面４５０が、レーザ４７０からの光を反射し、反射された光は検出器４８０において受光される。メンブレン４１０のセンサ面４１５もレーザ４７０からの光を反射し、この反射された光も検出器４８０において受光される。メンブレンが撓んでいない場合には第１の干渉パターンが発生する。メンブレン４１０が撓むとこの干渉パターンが移動する。この干渉パターンの変化を利用して、メンブレン４１０の撓みの大きさを判定することができる。
【００２４】
図４Ａには、ファブリペロー干渉計が示されている。ガラスプレート４５５の基準面４５０が、レーザ４７０からの光を検出器４８０に向けて反射する。センサ面４１５もレーザ４７０からの光を検出器４８０に向けて反射するため、干渉パターンが発生する。この干渉パターンを用いて、メンブレン４１０がその平衡位置から撓んだ高さｈを決定することができる。
【００２５】
図４Ｂには、マイケルソン干渉計が示されている。基準面４５０は、ビームスプリッタ４７５を介してレーザ４７０からの光を受け、その光を検出器４８０に向けて反射する。メンブレン４１０の基準面４１５もビームスプリッタ４７５を介して光を受け、これを検出器４８０に向けて反射する。干渉パターンが発生し、これを用いてメンブレン４１０がその平衡位置から撓んだ高さｈを決定することができる。
【００２６】
感度を向上させるためには、センサ素子が大きく撓む／回転するようにするのが望ましい。シリコン材料では、弾性率が高いため最適な撓みよりも小さくなるおそれがある。パリレン、ポリイミドなどのポリマーを用いるのがより良い選択となりうる。
【００２７】
図５を参照するに、メンブレン５１０（例えばパリレンメンブレン）は、第１端部５１２及び第２端部５１４において基板５００に固定されている。基板５００内のウェル５２０によりメンブレン５１０が撓みうるようになっている。流体が１つ以上のターゲット分子を含んでいるか否かを判定するために、このメンブレンは流体に向けて露出させる。その後、メンブレン５１０の表面上のプローブ分子に結合したターゲット分子によりこのメンブレン５１０が撓む。
【００２８】
メンブレン５１０の表面領域上に層５３０を設ける。例えば、この層５３０は、メンブレン５１０の表面にプローブ分子を取付けるためにチオールの化学的性質に適合性のある金層にすることができる。他の層材料も使用することができる。例えば、層５３０は二酸化シリコン層とすることができる。
【００２９】
図６Ａ〜６Ｅは、中間層を具えたメンブレンを有するセンサであって、この中間層によりメンブレンに１以上のプローブ分子を結合する当該センサを製造するのに使用することができる処理工程を示す。図６Ａ〜６Ｅのそれぞれに、断面図（断面として切断する場合のラインをＡ−Ａとして示す）及び頂面図を示す。
【００３０】
図６Ａを参照するに、シリコン基板のような基板６００を準備する。図６Ｂを参照するに、この基板６００上に、パリレンのようなメンブレン材料の層６１０を形成する。例えば、パリレンの層は、常温化学気相堆積（ＣＶＤ）技術を用いて基板６００上に形成することができる。
【００３１】
図６Ｃを参照するに、層６１０をパターン化して、基板領域６０５により画定されたメンブレン構造体６１５を規定する。例えば、ホトリソグラフ処理を用いて層６１０上にホトレジスト層をパターン化することができ、その後酸素プラズマエッチング処理を用いてそのパターンを層６１０に転写することができる。図６Ｄを参照するに、このメンブレン構造体６１５上に（例えば金の）材料層６２０を形成する。
【００３２】
図６Ｅを参照するに、基板の領域６０５から基板材料をエッチング除去して、メンブレン構造体６１５の下方に空所を形成する。例えば、基板６００がシリコンを含み、且つ層６１０がパリレンを含む場合には、この空所を形成するのに、パリレンに対してシリコンに選択的な異方性エッチング処理を利用することができる。例えば、ドライプラズマエッチング処理又はウェットエッチング処理を用いることができる。メンブレン構造体６１５は、残りの層６１０から分離されているものではなく、空所を橋絡し且つウェル近傍において基板に固定されている層の部分を意味するものであることに注意されたい。
【００３３】
図７Ａ及び７Ｂを参照するに、複数のセンサを具える生物学的検出処理用の装置を示す。図７Ｂを参照するに、図６Ａ〜６Ｅを参照して説明したように基板７００内には、第１センサ７１０Ａ及び第２センサ７１０Ｂを形成することができる。この基板７００には、ガラス又は他の材料から製造しうるカバー７３０を結合し、領域７６０Ａ及び７６０Ｂを形成する。これらの第１センサ７１０Ａ及び第２センサ７１０Ｂは、これらの領域７６０Ａ及び７６０Ｂにおいて撓みうるようになっている。
【００３４】
例えば基板７００又はカバー７３０中に形成することができるチャネル（図示せず）を用いて、センサ７１０Ａ及び第２センサ７１０Ｂ近傍の領域に流体を供給し、又は当該領域から流体を取り除き、或いはこれらの双方を行うことができる。流体をセンサ７１０Ａ及び第２センサ７１０Ｂに供給して機能化させることができる。即ち、ターゲット分子を検出するためのプローブ分子を供給することができる。これら第１センサ７１０Ａ及び第２センサ７１０Ｂは、互い異なるターゲット分子を検出するように機能化させることもできるし、同じターゲット分子を検出するように機能化させることもできる。或いは又、これら第１センサ７１０Ａ及び第２センサ７１０Ｂの少なくとも一方を、同相分除去のために用いることができ、機能化させないことができる。
【００３５】
同相分除去に関しては、基準センサの撓みを観察することができる。基準センサの撓みは、例えば温度ドリフトにより時間とともに変化しうる。この基準センサ近傍の他のセンサにおいても同じ温度ドリフトが発生するおそれがあり、測定値にノイズが入るおそれがあるため、他のセンサからノイズを除去するのに基準センサの撓みの変化を利用することができる。
【００３６】
センサ７１０Ａ及び第２センサ７１０Ｂの双方又はいずれか一方に流体を供給し、この流体（即ちガス又は液体）が１つ以上のターゲット分子を有するか否かを判定することができる。これら第１センサ７１０Ａ及び第２センサ７１０Ｂには、同じ流体を供給することもできるし、又は異なる流体を供給することもできる。
【００３７】
以下の表１は、以降の解析に用いたパラメータのリストを記載したものである。
【００３８】
【表１】
2006507511.tif 000003
【００３９】
以下の計算は、金層を有するパリレンメンブレンのような複合メンブレンを用いることで得られる利点を説明するものである。まず、表面応力の変化により得られるメンブレンの金被覆部分の湾曲の変化を評価する。計算を容易にするために、図８Ａ及び８Ｂに示すように、メンブレンの金被覆部分のモデルとして、金から形成した等価なメンブレンを用いた。
【００４０】
図８Ｂを参照するに、以下の数式１を用いて
2006507511.tif 000004
の位置を位置を決定することができる。この中立軸に対する複合メンブレンの最頂部（ｙ+）及び最低部（ｙ-）ファイバのｙ座標は、数式２及び数式３により与えられる。頂部ファイバにおける歪みは、数式４により与えられ、単位長さ当りの表面エネルギは、数式５により与えられる。
【数１】
2006507511.tif 000005
【数２】
2006507511.tif 000006
【数３】
2006507511.tif 000007
【数４】
2006507511.tif 000008
【数５】
2006507511.tif 000009
【００４１】
湾曲によるメンブレンの単位長さ当りの弾性歪みエネルギは、数式６により与えられる。ｙの関数としてのメンブレンの幅は、数式７Ａ及び数式７Ｂにより与えられる。曲率Ｋは、数式８において与えられる系の全エネルギを最小にすることにより、数式９に示されるようにして得られる。
【数６】
2006507511.tif 000010
【数７Ａ】
2006507511.tif 000011
【数７Ｂ】
2006507511.tif 000012
【数８】
2006507511.tif 000013
【数９】
2006507511.tif 000014
【００４２】
メンブレンの中央の縦撓みは、エネルギの最小化及び重合せ法を用いて求められる。図９Ａ〜９Ｄを参照するに、メンブレン９１０は、その両端で基板９００に固定されている。このメンブレン９１０は、その中央を通る軸線９４０を中心に対称に形成された金層９２０を有する。
【００４３】
図９Ｂを参照するに、正味の縦変形を測定するために、表面応力の変化による縦変形を決定する。この場合、端部に対するメンブレンの中央の変形は、以下の数式１０により与えられ、遊端における角度は以下の数式１１により与えられる。
【数１０】
2006507511.tif 000015
【数１１】
2006507511.tif 000016
【００４４】
図９Ｃを参照するに、メンブレン端部における境界部分が固定状態にあるため、その端部における変形及び傾斜はゼロになる。従って、端部においては傾斜をゼロにする（測定すべき）モーメントＭが存在する。負荷のみであるモーメントＭによるメンブレンの中央の変形は、数式１２により与えられ、それに対応する遊端における角度は、数式１３により与えられる。
【数１２】
2006507511.tif 000017
【数１３】
2006507511.tif 000018
【００４５】
図９Ｄを参照するに、メンブレン端部に対するメンブレンの中央の変形は、以下の数式１４に示されるように数式１０及び数式１２の解の重合せにより得られる。
【数１４】
2006507511.tif 000019
【００４６】
数式１５に示すように正味の角度はゼロに制約される。この関係を用いて、数式１６に示すようにしてモーメントＭを計算することができる。
【数１５】
2006507511.tif 000020
【数１６】
2006507511.tif 000021
【００４７】
代表的な複合メンブレンの材料特性及び寸法を以下の表２に示す。メンブレンの中央の変形は、メンブレンの長さ及び金被覆部分の長さの関数となる。
【００４８】
【表２】
2006507511.tif 000022
【００４９】
図１０は、表２のパラメータを有するメンブレンの面外撓みを、メンブレンの長さ及び金被覆部分の割合の関数として示すグラフである。メンブレンの長さが長い場合より短い場合の方が、最大撓みが得られる金被覆部分の割合は小さくなる。メンブレンの長さが約６００μｍで且つ金被覆部分の割合が６５％である場合に、撓みは２０ｎｍになり、約１ｍＪ／ｍ2 の表面応力の変化があったものと考えられる。この撓みは上述した光学検出技術を用いて測定することができる。
【００５０】
複数の実施例を説明してきたが、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく種々の変形をなし得ることを理解されたい。例えば、メンブレンには種々の材料を使用することができる。メンブレンの上には種々の材料の層を設けることができる。更に、プローブ分子を設けるのに種々の方法を利用することもできる。
【００５１】
方形のメンブレンについて説明してきたが、他の形状のものも使用することができる。例えば円形のメンブレンを使用することができる。メンブレンの形状は一定のものとする必要なく、また対称にする必要もない。即ち、表面応力の変化に応じて撓むメンブレン形状を用いることができる。メンブレン上の層の配置を対称にする必要はない。更に、メンブレンを、図示したのと異なり１つ以上の支持構造体（例えば基板）に取付けることができる。従って、他の例も本発明の特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１Ａ及び１Ｂは、それぞれ撓んでいない及び撓んだ位置におけるカンチレバーを示す線図である。
【図２】図２Ａ及び２Ｂは、利用しうるメンブレンの異なる実施例を示す線図である。
【図３】図３は、光学ビーム偏向を用いたメンブレンの撓みの測定方法を示す線図である。
【図４Ａ】図４Ａは、ファブリペロー干渉計を示す線図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、マイケルソン干渉計を示す線図である。
【図５】図５は、基板中のウェルを橋絡するメンブレンを示す線図である。
【図６Ａ】図６Ａは、図５に示すようなメンブレン構造体の製造方法を示す線図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図５に示すようなメンブレン構造体の製造方法を示す線図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図５に示すようなメンブレン構造体の製造方法を示す線図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、図５に示すようなメンブレン構造体の製造方法を示す線図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、図５に示すようなメンブレン構造体の製造方法を示す線図である。
【図７】図７Ａ及び７Ｂは、それぞれ複数のセンサを有する装置の頂面図及び側面図である。
【図８】図８Ａ及び８Ｂは、それぞれ金層を具えるメンブレン及び等価な金のメンブレンの断面図である。
【図９】図９Ａ〜９Ｄは、メンブレンの撓みを示す線図である。
【図１０】図１０は、メンブレンの面外撓みを、メンブレンの長さ及び金層の被覆割合の関数として示す線図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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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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【国際調査報告】
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