【手続補正書】
【提出日】令和2年3月16日(2020.3.16)
【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】
ナノポアデバイスを備える測定システムであって、前記ナノポアデバイスが、
絶縁基板であって、前記絶縁基板の一表面に形成された１つまたは複数の流体チャネルを備える、前記絶縁基板；
中心孔及び複数の外側孔を備えるカバー；ならびに
前記絶縁基板と前記カバーとの間に位置付けられた膜層であって、前記膜層の第１の表面が前記絶縁基板の前記表面に接合されている、前記膜層
を備え、前記膜層が、
１つまたは複数のナノポアであって、各々が前記絶縁基板の前記流体チャネルのうちの１つを前記カバーの前記中心孔に流体接続する、前記１つまたは複数のナノポア；及び
複数の孔であって、前記膜層の各々の孔が、前記カバーの前記複数の外側孔のうちの１つと位置合わせされている、前記複数の孔
を備える、前記測定システム。
【請求項２】
前記システムがフローセルハウジングをさらに備え、前記フローセルハウジングが、前記フローセルハウジングに対する前記ナノポアデバイスの位置を固定するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記フローセルハウジングが、
複数のシール可能なポートであって、各々のシール可能なポートが、前記カバーの前記中心孔または前記複数の外側孔のうちの１つと位置合わせされるように構成されている、前記複数のシール可能なポート；
少なくとも１つの電極であって、前記少なくとも１つの電極のうちの１つが、前記ナノポアデバイスにおける前記１つまたは複数の流体チャネルのうちの１つのリザーバ内に存在する、前記少なくとも１つの電極；及び
前記少なくとも１つの電極のうちの１つが通過するスロット
を備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの電極のうちの前記１つが、前記フローセルハウジングの外部表面で終端する導電性トレースと接触している、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの電極のうちの前記１つが塩化銀電極であり、前記導電性トレースが金金属である、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記フローセルハウジングが、光学イメージングデバイスを受け入れるように構成された開口部をさらに備える、請求項３〜５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記フローセルハウジングが、外部から加えられた圧力を受け入れて前記ナノポアデバイスの前記１つまたは複数の流体チャネルのうちの少なくとも１つの端部へと導くように構成された入口をさらに備える、請求項３〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記フローセルハウジングの前記複数のシール可能なポートのうちの１つ、前記入口、及び前記スロットが、前記フローセルハウジングの共通のキャビティに通じており、前記共通のキャビティが、前記ナノポアデバイスの前記１つまたは複数の流体チャネルのうちの１つと流体接続している、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記絶縁基板の前記１つまたは複数の流体チャネルが、ポストのアレイを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記膜層が、
第１の厚さを有する第１の部分；及び
前記第１の厚さ未満である第２の厚さを有する第２の部分であって、前記１つまたは複数の流体チャネルの一部の上に位置している、前記第２の部分
を備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記膜層の前記第１の部分が１００〜３００ｎｍの厚さを有し、かつ前記膜層の前記第２の部分が１０〜５０ｎｍの厚さを有する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記１つまたは複数のナノポアの各々が、前記膜層の前記第２の部分において生成されている、請求項１０または１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記１つまたは複数のナノポアの各々の直径が５〜５０ｎｍである、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記絶縁基板の前記１つまたは複数の流体チャネルの各々が、前記流体チャネルの一端部にリザーバを含み、各リザーバが、前記カバー上の前記複数の外側孔のうちの１つの孔と位置合わせされている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
各リザーバが、１００μｍ〜１ｍｍの直径を有する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記絶縁基板の前記表面における前記１つまたは複数の流体チャネルの各々の深さが、０．１〜１０μｍである、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１７】
前記１つまたは複数の流体チャネルが第１の流体チャネルおよび第２の流体チャネルを含み、前記１つまたは複数のナノポアのうちの第１のナノポアが、前記第１の流体チャネルを前記カバーの前記中心孔に流体接続し、前記１つまたは複数のナノポアのうちの第２のナノポアが、前記第２の流体チャネルを前記カバーの前記中心孔に流体接続する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１８】
前記１つまたは複数の流体チャネルが第１の流体チャネルおよび第２の流体チャネルを含み、前記第１の流体チャネルの一部分及び前記第２の流体チャネルの一部分が、互いに平行である、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１の流体チャネル及び第２の流体チャネルが、前記第１の流体チャネルの前記部分及び前記第２の流体チャネルの前記部分に沿って互いに最も接近している、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記１つまたは複数の流体チャネルが第１の流体チャネルおよび第２の流体チャネルを含み、前記第１の流体チャネル及び第２の流体チャネルが、各々、屈曲点を形成している、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２１】
前記ナノポアデバイスの前記第１の流体チャネル及び前記第２の流体チャネルが、前記第１の流体チャネルの前記屈曲点及び前記第２の流体チャネルの前記屈曲点において、互いに最も接近した距離にある、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記第１の流体チャネルの前記屈曲点が前記第１の流体チャネルの中間点に位置しており、前記第２の流体チャネルの前記屈曲点が前記第２の流体チャネルの中間点に位置している、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記絶縁基板及び前記カバーが、各々、溶融シリカ、サファイア、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、石英、パイレックス、およびポリジメチルシロキサンのうちの１つから選択される絶縁体で構成されている、請求項１〜２２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２４】
前記膜層が、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）またはシリカ（ＳｉＯ２）のうちの１つである、請求項１〜２３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２５】
前記ナノポアデバイスが第２の膜層をさらに備え、
前記第２の膜層の第１の表面が前記膜層の第２の表面に接合されており、かつ前記第２の膜層の第２の表面が前記カバーに接合されており、前記第２の膜層が、
前記第２の膜層の前記第１の表面上の流体チャネル；及び
前記第２の膜層の前記流体チャネル内に位置するナノポアであって、前記第２の膜層の前記ナノポアが、前記膜層の前記１つまたは複数のナノポアのうちの１つと位置合わせされている、前記ナノポア
を備える、請求項１〜２４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２６】
前記第２の膜層の前記流体チャネルが、前記絶縁基板の前記１つまたは複数の流体チャネルのうちの１つと直交している、請求項２５に記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本明細書に記載の方法は、ウェハスケールでナノポアデバイスを作成することができる。絶縁材料基板の間にナノポアを含む膜を挟む、ウェハスケールの製造技術が使用される。絶縁層にチャネルが作成され、各ナノポアの流体的及び電気的アクセスが可能になる。絶縁層におけるマイクロローディングチャネル設計を変更することによって、デバイスは、単一ポアまたはマルチポアアレイの実施態様とすることができる。デバイスは、２つのポアの制御を可能にする、１つまたは複数の膜を備えたデュアルポアデバイスであってもよい。ナノポアデバイスは、光学的及び電気的検知を同時に可能にし、各ナノポアは電気的に別々にアドレス可能である。チャネルは、絶縁基板に組み込まれ、電気ノイズを低減する。全体として、ナノポアデバイスは、最適なノイズ性能を持つ直接使用可能なユニットを製造する単一のプロセスとして、絶縁層における両方のチャネルと、１つまたは複数のナノポアを含む膜との両方の製作を組み合わせる。
[本発明1001]
ナノポアデバイスを備える測定システムであって、前記ナノポアデバイスが、
絶縁基板であって、前記絶縁基板の一表面に形成された1つまたは複数の流体チャネルを備える、前記絶縁基板；
中心孔及び複数の外側孔を備えるカバー；ならびに
前記絶縁基板と前記カバーとの間に位置付けられた膜層であって、前記膜層の第1の表面が前記基板の前記表面に接合されている、前記膜層
を備え、前記膜層が、
1つまたは複数のナノポアであって、各々が前記絶縁基板の前記流体チャネルのうちの1つを前記カバーの前記中心孔に流体接続する、前記1つまたは複数のナノポア；及び
複数の孔であって、前記膜層の各々の孔が、前記カバーの前記複数の外側孔のうちの1つと実質的に位置合わせされている、前記複数の孔
を備える、前記測定システム。
[本発明1002]
前記システムがフローセルハウジングをさらに備え、前記フローセルハウジングが、前記フローセルハウジングに対する前記ナノポアデバイスの位置を固定するように構成されている、本発明1001のシステム。
[本発明1003]
前記フローセルハウジングが、
複数のシール可能なポートであって、各々のシール可能なポートが、前記カバーの前記中心孔または前記複数の外側孔のうちの1つと実質的に位置合わせされるように構成されている、前記複数のシール可能なポート；
少なくとも1つの電極であって、前記少なくとも1つの電極のうちの1つが、前記ナノポアデバイスにおける前記1つまたは複数の流体チャネルのうちの1つのリザーバ内に存在する、前記少なくとも1つの電極；及び
前記少なくとも1つの電極のうちの1つが通過するスロット
を備える、本発明1002のシステム。
[本発明1004]
前記少なくとも1つの電極のうちの前記1つが、前記フローセルハウジングの外部表面で終端する導電性トレースと接触している、本発明1003のシステム。
[本発明1005]
前記少なくとも1つの電極のうちの前記1つが塩化銀電極であり、前記導電性トレースが金金属である、本発明1004のシステム。
[本発明1006]
前記フローセルハウジングが、光学イメージングデバイスを受け入れるように構成された開口部をさらに備える、本発明1003のシステム。
[本発明1007]
前記フローセルハウジングが、外部から加えられた圧力を受け入れて前記ナノポアデバイスの前記1つまたは複数の流体チャネルのうちの少なくとも1つの端部へと導くように構成された入口をさらに備える、本発明1003のシステム。
[本発明1008]
前記フローセルハウジングの前記複数のシール可能なポートのうちの1つ、前記入口、及び前記スロットが、前記フローセルハウジングの共通のキャビティに通じており、前記共通のキャビティが、前記ナノポアデバイスの流体チャネルと流体接続している、本発明1007のシステム。
[本発明1009]
前記基板の前記1つまたは複数の流体チャネルが、ポストのアレイを含む、本発明1001のシステム。
[本発明1010]
前記膜層が、
第1の厚さを有する第1の部分；及び
前記第1の厚さ未満である第2の厚さを有する第2の部分であって、前記1つまたは複数の流体チャネルの一部の上に位置している、前記第2の部分
を備える、本発明1001のシステム。
[本発明1011]
前記膜層の前記第1の部分が100〜300ｎｍの厚さを有し、かつ前記膜層の前記第2の部分が10〜50ｎｍの厚さを有する、本発明1010のシステム。
[本発明1012]
1つまたは複数のナノポアの各々が、前記膜層の前記第2の部分において生成されている、本発明1010のシステム。
[本発明1013]
前記1つまたは複数のナノポアの各々の直径が5〜50ｎｍである、本発明1001のシステム。
[本発明1014]
前記基板の前記1つまたは複数の流体チャネルの各々が、前記流体チャネルの一端部にリザーバを含み、各リザーバが、前記カバー上の前記複数の外側孔のうちの1つの孔と実質的に位置合わせされている、本発明1001のシステム。
[本発明1015]
各リザーバが、100μｍ〜1ｍｍの直径を有する、本発明1014のシステム。
[本発明1016]
前記基板の前記表面上の前記1つまたは複数の流体チャネルの各々の深さが、0．1〜10μｍである、本発明1001のシステム。
[本発明1017]
前記1つまたは複数のナノポアのうちの第1のナノポアが、前記基板の第1の流体チャネルを前記カバーの前記中心孔に流体接続し、前記1つまたは複数のナノポアのうちの第2のナノポアが、前記基板の第2の流体チャネルを前記カバーの前記中心孔に流体接続する、本発明1001のシステム。
[本発明1018]
第1の流体チャネルの一部分及び第2の流体チャネルの一部分が、互いに平行である、本発明1001のシステム。
[本発明1019]
前記第1の流体チャネル及び第2の流体チャネルが、前記第1の流体チャネルの前記部分及び前記第2の流体チャネルの前記部分に沿って互いに最も接近している、本発明1018のシステム。
[本発明1020]
前記第1の流体チャネル及び第2の流体チャネルが、各々、屈曲点を形成している、本発明1001のシステム。
[本発明1021]
前記ナノポアデバイスの第1の流体チャネル及び第2の流体チャネルが、前記第1の流体チャネルの前記屈曲点及び前記第2の流体チャネルの前記屈曲点において、互いに最も接近した距離にある、本発明1020のシステム。
[本発明1022]
前記第1の流体チャネルの前記屈曲点が前記第1の流体チャネルの中間点に位置しており、前記第2の流体チャネルの前記屈曲点が前記第2の流体チャネルの中間点に位置している、本発明1021のシステム。
[本発明1023]
前記絶縁基板及び前記カバーが、各々、溶融シリカ、サファイア、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、石英、パイレックス、またはポリジメチルシロキサンのうちの1つから選択される絶縁体で構成されている、本発明1001のシステム。
[本発明1024]
前記膜層が、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）またはシリカ（ＳｉＯ2）のうちの1つである、本発明1001のシステム。
[本発明1025]
前記ナノポアデバイスが第2の膜層をさらに備え、
前記第2の膜層の第1の表面が前記膜層の第2の表面に接合されており、かつ前記第2の膜層の第2の表面が前記カバーに接合されており、前記第2の膜層が、
前記第2の膜層の前記第1の表面上の流体チャネル；及び
前記第2の膜の前記流体チャネル内に位置するナノポアであって、前記第2の膜の前記ナノポアが、前記膜層の前記1つまたは複数のナノポアのうちの1つと実質的に位置合わせされている、前記ナノポア
を備える、本発明1001のシステム。
[本発明1026]
前記第2の膜層の前記流体チャネルが、前記絶縁基板の前記1つまたは複数の流体チャネルのうちの1つと直交している、本発明1025のシステム。
[本発明1027]
ナノポアデバイスを製作する方法であって、
第1の基板の一表面の上に少なくとも1つの流体チャネルを形成すること；
膜層及び第2の基板を備える膜アセンブリを作製すること；
前記形成された少なくとも1つの流体チャネルを含む前記第1の基板の前記表面に前記膜層の第1の表面を接合すること；
前記膜アセンブリから前記第2の基板を除去すること；
前記接合された膜層において1つまたは複数のナノポアを生成することであって、各ナノポアが、前記少なくとも1つの流体チャネルの各々の上に位置する、前記生成すること；ならびに
少なくとも1つの孔を備えるカバーを接合することであって、前記少なくとも1つの孔のうちの1つが、前記生成されたナノポアのうちの1つと流体接続する、前記接合すること
を含む、前記方法。
[本発明1028]
前記1つまたは複数のナノポアが、機械的穿孔、電子ビーム穿孔、またはイオンビームエッチングのうちの1つによって前記膜層において生成される、本発明1027の方法。
[本発明1029]
前記膜層が、低圧化学蒸着またはプラズマ強化化学蒸着のうちの1つを使用して前記第2の基板上に付着される、本発明1027の方法。
[本発明1030]
前記膜アセンブリが、前記膜層と前記第2の基板との間に位置する犠牲層をさらに備える、本発明1027の方法。
[本発明1031]
前記犠牲層が、シリカまたはニッケルのうちの1つから構成されている、本発明1030の方法。
[本発明1032]
前記膜アセンブリから前記第2の基板を除去することが、前記膜層から前記犠牲層を除去することを含む、本発明1030の方法。
[本発明1033]
前記膜層の前記第1の表面が、直接接合、プラズマ活性化接合、陽極接合、共晶接合、ガラスフリット接合、接着接合、熱圧着接合、反応性接合、または液相拡散接合のうちの1つを使用して前記第1の基板の前記表面に接合される、本発明1027の方法。
[本発明1034]
前記膜アセンブリから前記第2の基板を除去することが、前記膜アセンブリを水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、フッ化水素、または塩化鉄（ＩＩＩ）のうちの1つに曝露することを含む、本発明1027の方法。
[本発明1035]
前記方法が、前記1つまたは複数のナノポアを生成する前に、前記接合された膜層の一部分を薄くすることをさらに含み、前記薄くされた部分が、前記第1の基板の前記表面上の前記流体チャネルの上に位置し、
前記1つまたは複数のナノポアが、前記接合された膜層の前記薄くされた部分において生成される、本発明1027の方法。
[本発明1036]
前記膜層の前記薄くされた部分が、10〜50ｎｍの厚さを有する、本発明1035の方法。
[本発明1037]
前記第1の基板の前記表面上に前記流体チャネルを形成する前に、前記第1の基板の前記表面を絶縁材料でコーティングすることをさらに含む、本発明1027の方法。
[本発明1038]
前記カバーが、前記第1の膜層の第2の表面に接合される、本発明1027の方法。
[本発明1039]
前記方法が、
前記接合された膜層の第2の表面に第2の膜層の第1の表面を接合すること；及び
前記第2の膜層において1つまたは複数のナノポアを生成することであって、前記第2の膜層における前記1つまたは複数のナノポアの各々が、前記膜層における前記生成されたナノポアのうちの1つと実質的に位置合わせされる、前記生成すること
をさらに含み、
前記カバーが、前記第2の膜層の前記第2の表面に接合される、本発明1027の方法。
[本発明1040]
前記接合された膜層の前記第2の表面に前記第2の膜層の前記第1の表面を接合する前に、
前記第2の膜層の前記第1の表面に形成される膜チャネルを生成し；かつ
前記第2の膜層の前記第1の表面において、前記生成された膜チャネルの両端に位置する孔を生成する、
本発明1039の方法。
[本発明1041]
前記第2の膜層の前記膜チャネルが、前記接合された膜層の第2の表面に第2の膜層の第1の表面を接合させた後に、前記第1の基板の前記表面上の前記流体チャネルと直交している、本発明1040の方法。
[本発明1042]
前記カバーが、合計5つの孔を含む、本発明1027の方法。
[本発明1043]
前記膜層が、合計2つのナノポアを含む、本発明1027の方法。