JP2010265366A - バイオチップ製造用樹脂組成物及びバイオチップの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
基板上で高分子を合成する方法として、光に対して不安定な保護基を有するヌクレオチドモノマー等を配列し、マスクを介した露光により特定部分からこの保護基を解離させた後に、他のヌクレオチドモノマーを結合させる操作を繰り返す方法が特許文献1〜2に開示されている。
一方、半導体製造分野において、フォトリソグラフ法を用いた微細パターン形成に際して利用される光酸発生剤やこれが含まれたレジストを高分子の合成に利用しようとする技術が特許文献3〜5に開示されている。
従って、本発明の課題は、露光により発生した酸の拡散制御性に優れた樹脂組成物層を形成でき、露光量が少ない場合にも、基板上に多種類の高分子を高密度かつ正確に形成できるバイオチップ製造用樹脂組成物及びこれを用いたバイオチップの製造方法を提供することにある。
(A)含窒素基を有する重合体と、
(B)増感剤と、
(C)感放射線性酸発生剤と、
(D)下記一般式(1)で表される化合物と、
(E)溶媒とを含有するバイオチップ製造用樹脂組成物を提供するものである。
(b)前記第1分子の層上に上記の樹脂組成物の層をコーティングする段階、
(c)前記樹脂組成物の層を露光させ、熱処理して、露光された部分に対応する前記第1分子から酸に不安定な保護基を除去する段階、
(d)前記露光部分及び未露光部分から樹脂組成物層を洗浄、除去する段階、及び
(f)露出された前記第1分子に第2分子を結合させる段階
を含む、バイオチップの製造方法を提供するものである。
本発明のバイオチップ製造用樹脂組成物は、酸に対して不安定な保護基を有する第1分子を配列し、マスクを介した露光により特定部分からこの保護基を解離させた後に他の第2分子を結合させる操作を繰り返すことにより基板上に高分子を合成するバイオチップの製造に特に有用である。
本発明のバイオチップの製造方法によれば、露光により発生した酸の不必要な拡散を抑えて優れた制御性を発揮できる前記樹脂組成物を用いるために、プローブをより正確且つ精密に形成したバイオチップを得ることができる。加えて、プローブの集積率を従来に比べてより向上させたバイオチップを得ることができる。
基板の少なくとも表面がシリコン、二酸化ケイ素、ガラス、ポリプロピレン又はアクリルアミドからなる場合は、プローブをより正確且つ精密に形成したバイオチップを得ることができる。
本発明のバイオチップ製造用樹脂組成物は、前記(A)成分と、(B)成分と、(C)成分と、(D)成分と、(E)成分とを含有する。
前記「重合体(A)」は、含窒素基を有する。後述する感放射線性酸発生剤(C)を含むと共に、重合体(A)が含窒素基を有することで、酸転写樹脂組成物から得られる層(以下、「酸転写樹脂層」ともいう、尚、この層は酸発生剤含有層ともいえる)内で発生された酸の不要な拡散を防止することができる。このため、酸転写樹脂層内及び層下への意図しない酸拡散及び酸転写を防止して、得られるパターンの解像度を向上させることができる。このパターンとは、例えば、バイオチップにおける各プローブの形成領域のパターンである。従って、これらの解像度が向上されることで、プローブを正確且つ精密に形成でき、更には、基板上に形成するプローブの集積率を向上させることができるために、バイオチップの更なる小型化及び限られた面積での更なる高機能化を行うことができる。
この構造単位(3)は、下記式(4)で示される単量体(Am1)由来の構造単位である。
すなわち、前記式(4)においてR6及びR7が炭素数1〜10の直鎖状又は分枝状の炭化水素基となる単量体(Am1)としては、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
これらの(メタ)アクリレート化合物のなかでは、メチルメタクリレートが特に好ましい。
また、重合体(A)のMwとGPCで測定したポリスチレン換算数分子量(以下、「Mn」という。)との比(Mw/Mn)についても特に限定はなく、適宜選定することができるが、通常、1〜10、好ましくは1〜8、更に好ましくは1〜5である。
前記増感剤としては、光重合性組成物の増感剤として用いられるものであれば特に制限されないが、例えばアントラセン化合物、チオキサントン化合物が好ましい。
これらのアントラセン−9,10−ジエーテル化合物のうち、更に好ましくは、9,10−ジメトキシアントラセン、9,10−ジエトキシアントラセン、9,10−ジ(n−プロポキシ)アントラセン、9,10−ジ(n−ブトキシ)アントラセン又は9,10−ビス(2−エチルヘキシル)アントラセンが挙げられる。
また、カテコールの誘導体としては、3−メチル−カテコール、4−メチル−カテコール、3−エチル−カテコール等が挙げられる。
また、アルコキシフェノールの例としては、4−メトキシフェノール(メトキノン)、4−エトキシフェノール、4−ブトキシフェノール、4−(2−フェノキシエトキシ)フェノール、2−メトキシフェノール(グアヤコール)、2−エトキシフェノール(グエトール)等が挙げられるほか、使用可能な類似化合物としてアルブチン等が挙げられる。
更に、ジアルコキシベンゼンの例としては、1,2−ジメトキシベンゼン(ベラトール)、1,4−ジメトキシベンゼン、1,4−ジエトキシベンゼン等が挙げられる。
前記「感放射性酸発生剤」(以下、単に「酸発生剤(C)」ともいう)は、露光により酸を発生する成分である。この酸発生剤(C)から酸を発生させる際に用いる放射線の種類は特に限定されず、紫外線、遠紫外線(KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー等を含む)、X線、電子線、γ線、分子線、イオンビーム等から適切に選択される。
前記ジアゾケトン化合物としては、1,3−ジケト−2−ジアゾ化合物、ジアゾベンゾキノン化合物、ジアゾナフトキノン化合物などが挙げられる。
前記スルホン化物としては、β−ケトスルホン、β−スルホニルスルホンや、これらの化合物のα−ジアゾ化合物などが挙げられる。
前記スルホン酸化合物としては、アルキルスルホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホネートなどが挙げられる。
前記ジアゾメタン化合物としては、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、メチルスルホニル−p−トルエンスルホニルジアゾメタン、シクロヘキシルスルホニル−1,1−ジメチルエチルスルホニルジアゾメタン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられる。
この化合物(D)は、増感助剤である。成分(B)の増感剤と併用することにより特に優れた光増感効果を奏するとともに、優れた酸拡散抑制効果を奏する。
本発明の樹脂組成物は、溶剤を含有させることにより、樹脂組成物全体の状態を自在に制御することができ、特に任意の粘度を有する液状の樹脂組成物とすることができる。そのような有機溶媒としては、
アセトン、メチルエチルケトン、メチルi−ブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロペンタノン、2,6−ジメチルヘキサノン等のケトン系有機溶媒;
酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソアミル、ガンマブチロラクトン等のエステル系溶媒;
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のグリコールモノエーテルモノエステル類;
プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ブチルメチルエーテル、ブチルエチルエーテル、ブチルプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジイソブチルエーテル、tert−ブチル−メチルエーテル、tert−ブチルエチルエーテル、tert−ブチルプロピルエーテル、ジ−tert−ブチルエーテル、ジペンチルエーテル、ジイソアミルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、シクロヘキシルメチルエーテル、シクロペンチルエチルエーテル、シクロヘキシルエチルエーテル、シクロペンチルプロピルエーテル、シクロペンチル−2−プロピルエーテル、シクロヘキシルプロピルエーテル、シクロヘキシル−2−プロピルエーテル、シクロペンチルブチルエーテル、シクロペンチル−tert−ブチルエーテル、シクロヘキシルブチルエーテル、シクロヘキシル−tert−ブチルエーテル等のアルキルエーテル類;
デカン、ドデカン、ウンデカン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素類等が挙げられる。
更に、溶剤を含む場合の本樹脂組成物全体の粘度は特に限定されず、酸転写樹脂層を形成する各種方法に適宜の粘度とすればよいが、例えば、温度25℃おける粘度を1〜100mPa・sとすることができる。この粘度は2〜80mPa・sが好ましく、3〜50mPa・sがより好ましい。
界面活性剤(F)を用いる場合、その量は特に限定されないが、通常、前記重合体(A)100質量部に対して0.01〜0.5質量部であり、好ましくは0.02〜0.1質量部である。
更に、その他、本発明の樹脂組成物には、酸増殖剤、架橋剤、ハレーション防止剤、保存安定化剤、着色剤、可塑剤、消泡剤等を適宜配合することができる。
本発明のバイオチップの製造方法は、
(a)酸に不安定な保護基を有する第1分子からなる第1分子層を基板上に直接的又は間接的に結合させる第1分子層形成工程、
(b)前記第1分子層上に本発明の樹脂組成物をコーティングして樹脂組成物層を形成する樹脂組成物層形成工程、
(c)前記樹脂組成物層を露光及び熱処理して、露光された部分に対応する前記第1分子層を構成する前記第1分子から前記保護基を除去する保護基除去工程、
(d)前記樹脂組成物層を除去する樹脂組成物層除去工程、及び、
(f)前記保護基が除去された第1分子に第2分子を結合させる第2分子結合工程、を含む。
この第1分子としては、例えば、(1)基板表面と第2分子とを直接結合させるためのカップリング分子(保護基とシリル基とを有する化合物など)、(2)カップリング剤の末端に保護基を導入するための保護基導入分子{シリル基とアミノ基とを有するカップリング剤によって表面処理された基板表面のアミノ基と第2分子とを結合させるための分子(アミノ基にペプチド結合できる基と保護基とを有する化合物)など}、(3)基板と第2分子との間を離間させるためのスペーサ分子{シリル基とアミノ基とを有するカップリング剤によって表面処理された基板表面のアミノ基と第2分子とを離間させて結合させるための分子(アミノ基にペプチド結合できる基とアルキル鎖と保護基とを有する化合物)など}等が挙げられる。
前記のうち(2)の保護基導入分子としては、保護基として有するオメガ−アミノカプロン酸系化合物のようなアミノアルキルカルボン酸等が挙げられる。このような化合物としては、6−N−t−ブトキシカルボニルアミノカプロン酸、4−N−t−ブトキシカルボニルアミノブタン酸、5−N−t−ブトキシカルボニルアミノペンタン酸、7−N−t−ブトキシカルボニルアミノヘプタン酸等のt−ブトキシカルボニル基を保護基として有するカルボン酸誘導体類等が挙げられる。
また、前記(2)の保護基導入分子を用いる際に基板と第1分子(保護基導入分子)とを接続するカップンリグ剤としては、アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノ基及びケイ素含有基を有するカップリング剤や、ヒドロキシル基とケイ素含有基とを有するカップリング剤が挙げられる。
更に、この酸転写樹脂組成物を塗布した後、必要に応じて、プレベーク(PB)することによって塗膜中の溶剤を揮発させることで酸転写樹脂層を形成してもよい。このプレベークの加熱条件は、酸転写樹脂組成物の配合組成によって適宜選択されるが、加熱温度は、通常、30〜150℃程度、好ましくは50〜130℃である。更に、加熱時間は、通常、30〜300秒間、好ましくは60〜180秒間である。
また、酸転写樹脂層の厚みは特に限定されないが、通常、1〜10000nmとすることが好ましく、5〜800nmとすることがより好ましく、10〜500nmとすることが更に好ましい。
露光に使用される放射線の種類は特に限定されず、酸転写樹脂層30に含まれる酸発生剤(B)の種類に応じて、紫外線、遠紫外線(KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー等を含む)、X線、電子線、γ線、分子線、イオンビーム等から適切に選択される。更に、露光量等も酸転写樹脂層30に含まれる酸発生剤(B)の種類に応じて適宜選択される。
この酸を転写する方法は特に限定されないが、具体的には、(1)加熱により転写する方法、(2)常温において放置することによって転写する方法、(3)浸透圧を利用して転写する方法などが挙げられる。これらの方法は1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよいが、これらの中でも(1)加熱により転写する方法が転写効率に優れるため好ましい。
加熱により転写を行う場合の加熱条件は、特に限定されないが、加熱温度は、50〜200℃が好ましく、70〜150℃が更に好ましい。更に、加熱時間は、30〜300秒間が好ましく、60〜180秒間が更に好ましい。
また、加熱により転写を行う場合は、上記加熱条件により1回の加熱で完了してもよいが、結果的に上記加熱条件と同様の結果となるように、2回以上の加熱を行うこともできる。
更に、前記(3)浸透圧を利用して転写する方法とは、酸の濃度差を利用することによって、酸転写樹脂層30と第1分子層20との間に酸成分の浸透圧差を生じさせることで、自然拡散よりも高い拡散速度で酸転写樹脂層30内の酸を第1分子層20へと拡散させる転写する方法である。
酸転写樹脂層30の除去はどのような方法で行ってもよいが、通常、酸転写樹脂層30を有機溶剤により溶解させて行う。この有機溶剤は、酸転写樹脂層30を溶解させるものの、酸が転写された第1分子層20を溶解させないものである。
このうちヌクレオチドとしては、アデノシンホスフェート、グアノシンホスフェート、シチジンホスフェート、ウリジンホスフェート等が挙げられる。
また、デオキシヌクレオチドとしては、デオキシアデノシンホスフェート、デオキシグアノシンホスフェート、デオキシチジンホスフェート及びデオキシチミジンホスフェート等が挙げられる。
更に、合成ヌクレオチド類似体としては、2’−4’架橋ヌクレオチド類似体、3’−4’架橋ヌクレオチド類似体、5’−アミノ−3’,5’架橋ヌクレオチド類似体等の架橋型ヌクレオチド類似体等が挙げられる。
前記(3)単糖類としては、グルコース、ガラクトース、マンノース、フコース、キシロース、N−アセチルグルコサミン、N−アセチルガラクトサミン等が挙げられる。
前記(4)の結合体としては、ヌクレオチド同士の結合体であるオリゴヌクレオチド、アミノ酸同士の結合体であるペプチド及び蛋白質等が挙げられる。
尚、第2分子に関する説明は、前記第3分子、前記第4分子及び前記第5分子にそのまま適用できる。また、第1分子、第2分子、第3分子、第4分子及び第5分子等は各々同じであってもよく異なっていてもよい。
(1)重合体(A)の合成
〔合成例1〕<重合体A1の合成>
本合成例1は、前記式(3)で表される構造単位を導入するための単量体(Am1)として下記式(11)で表されるN,N−ジメチルアクリルアミドを用い、前記式(5)で表される構造単位を導入するための単量体(Am2)としてメチルメタクリレートを用いた例である。
得られた重合体A1の収率は90%であり、Mwは11,000であり、Mw/Mnは2.3であった。重合体A1は前記式(3)に示す構造単位及び前記式(5)に示す構造単位の両方を有するモル(5:95)重合体である。
本合成例2は、前記合成例1におけるN,N−ジメチルアクリルアミド(単量体Am1、株式会社興人製)を10g(Am1とAm2との合計を100モル%とした場合に10モル%)、メチルメタクリレート(単量体Am2、三菱マテリアル株式会社製)90g(Am1とAm2との合計を100モル%とした場合に90モル%)、として前記合成例1と同様にして重合体A2を得た。
得られた重合体A2のMwは10,000であった。重合体A2は前記式(3)に示す構造単位及び前記式(5)に示す構造単位の両方を有する重合体である。
本合成例3は、前記合成例1におけるN,N−ジメチルアクリルアミド(単量体Am1、株式会社興人製)を20g(Am1とAm2との合計を100モル%とした場合に20モル%)、メチルメタクリレート(単量体Am2、三菱マテリアル株式会社製)80g(Am1とAm2との合計を100モル%とした場合に80モル%)、として前記合成例1と同様にして重合体A3を得た。
得られた重合体A3のMwは9,000であった。重合体A3は前記式(3)に示す構造単位及び前記式(5)に示す構造単位の両方を有する重合体である。
前記重合体A(A1〜A3)と下記成分を下記表2に示す配合となるように、重合体A(100質量部)、増感剤(B)(10質量部)、酸発生剤(C)(20質量部)、成分(D)(5〜10質量部)、溶媒(E)(固形分濃度が10.0%となる量)、界面活性剤(F)(0.05質量部)を混合し、攪拌して均一な溶液(表2に示す各固形分濃度)とした。この溶液を孔径0.5μmのカプセルフィルターでろ過して12種類の各樹脂組成物(実施例1〜9及び比較例1〜3)を得た。
B1:2−イソプロピルチオキサントン
B2:9,10−ジ(n−プロポキシ)アントラセン
B3:9,10−ジ(n−ブトキシ)アントラセン
C1:[下記式(12)];みどり化学株式会社製、品名「NAI−106」
D2:1,4−ジエトキシナフタレン
E1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
E2:γ−ブチルラクトン
界面活性剤:JSR株式会社製の商品名ダイナフローを用いた。
前記[1]で得られた各樹脂組成物の特性を評価するために各々の樹脂組成物を用いて第1分子層が有する保護基を選択的に除去した後、蛍光標識を行い、各スポットの形状評価を行った。
ガラス基板を洗浄溶液(95%のエタノール水溶液1L、水12mL、水酸化ナトリウム120g)に12時間浸漬した後、数回水洗して空気中で乾燥させた。次いで、このガラス基板にアミノ基を固定するための表面処理を施した。即ち、ガラス基板を0.1体積%のアミノプロピルトリエトキシシランのエタノール溶液に浸漬し、常温で5分間撹拌した。その後、エタノールで3回洗浄し、真空オーブンを用いて120℃で20分間乾燥し、更に、アルゴンガス雰囲気中で12時間放置した後、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、単に「DMF」という)に浸漬し、更に、ジクロロメタンで洗浄して前記表面処理を行った。
前記[1]で得られた各樹脂組成物(実施例1〜9及び比較例1〜3)を、前記[2](1)で得られた第1分子層が形成されたガラス基板上にスピンコーターを用いてコーティングした後、ホットプレート上にて110℃で1分間加熱して、厚さ150nmの各樹脂組成物層を形成した。
パターンマスク(50μm×50μmのスクエアーパターン)を介して、前記(2)までに得られたガラス基板の樹脂組成物層の表面に、超高圧水銀灯(OSRAM社製、形式「HBO」、出力1,000W)を用いて100〜1000mJ/cm2の紫外光を照射し、樹脂組成物層内で酸を発生させた。尚、露光量は、照度計〔株式会社オーク製作所製、形式「UV−M10」(照度計)に、形式「プローブUV−35」(受光器)をつないだ装置〕により確認した。
次いで、前記露光後のガラス基板を、再度、ホットプレート上にて110℃で1分間加熱して、樹脂組成物層内に発生された酸を第1分子層へ転写した。
前記(3)までに得られたガラス基板をアセトニトリルに30秒間浸漬して、前記樹脂組成物層を除去した。
前記(3)の工程で第1分子から保護基が解離されて形成されると共に、前記(4)の工程でガラス基板表面に露出されアミノ基(遊離アミノ基)に、1mMのフロレシンイソチオシアネート(Aldrich社製、本実施例における第2分子)を含むDMF溶液中において、常温で1時間反応させて蛍光標識を形成した。その後、エタノール、水及びエタノールの順に洗浄した後、乾燥させて暗室に保管した。
前記(5)までに得られたガラス基板を、顕微レーザーラマン分光装置(Renishaw社製)を用いて観察すると共に、各スポットの形状を下記基準に基づいて評価し、下記表3に示した。
「○」;イソチオシアネート基の吸収が50μm×50μmのスクエア内全面に均一に観察され、スクエア外にはイソチオシアネート基の吸収は観察された場合。
「△」;イソチオシアネート基の吸収が50μm×50μmのスクエア内の一部に観察され、スクエア外にはイソチオシアネート基の吸収は観察された場合。
「×」;イソチオシアネート基の吸収が50μm×50μmのスクエア内にも、スクエア外にも観察された場合。
[1]感度評価用第1樹脂膜形成用組成物の調製
酸解離性基含有樹脂を形成する単量体として、酸解離性基を有する単量体にビス−(4−メトキシフェニル)−ベンジルアクリレート、フェノール性水酸基を有する単量体にp−イソプロペニルフェノール、その他の単量体にp−ヒドロキシフェニルメタクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレート及びフェノキシポリエチレングリコールアクリレートを用いた。
そして、各単量体のビス−(4−メトキシフェニル)−ベンジルアクリレート20g、p−イソプロペニルフェノール30g、p−ヒドロキシフェニルメタクリルアミド20g、ヒドロキシエチルアクリレート20g、及びフェノキシポリエチレングリコールアクリレート10g、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート1gと、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)120gと、を混合して攪拌し、均一な溶液に調製した。その後、得られた溶液を30分間窒素ガスによりバブリングした。次いで、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)4g添加し、窒素ガスによるバブリングを継続しながら、反応温度を70℃に維持して3時間重合を行った。次いで、更にAIBN1gを添加して3時間反応した後、100℃で1時間反応させて、重合を終了した。その後、得られた反応溶液と多量のヘキサンと混合し、反応溶液内の生成物を凝固させた。次いで、凝固された生成物をテトラヒドロフランに再溶解した後、再度ヘキサンにより凝固させる操作を数回繰り返して未反応モノマーを除去し、減圧下50℃で乾燥して酸解離性基含有樹脂を得た。
得られた酸解離性基含有樹脂の収率は95%であり、Mwは10,0000であり、Mw/Mnは9.0であった。
その後、得られた酸解離性基含有樹脂(100質量部)、界面活性剤としてNBX−15〔ネオス社製〕(0.05質量部)、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(2000質量部)を混合し、攪拌により均一な溶液とした後、この溶液を孔径0.5μmのカプセルフィルターでろ過して第1樹脂膜形成用組成物を得た。
尚、上記合成における測定及び評価は下記の要領で行った。更に、後述する各合成においても同様である。
東ソー(株)製GPCカラム(G2000HXL2本、G3000HXL1本、4000HXL1本)を用い、流量1.0ミリリットル/分、溶出溶媒テトラヒドロフラン、カラム温度40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定した。また、分散度Mw/Mnは測定結果より算出した。
(1)第1樹脂膜形成工程
シリコン基板の表面にスピンコーターを用いて、前記[1]で得られた感度評価用第1樹脂膜形成用組成物を塗布した。その後、ホットプレート上で110℃で1分間加熱して、厚さ200nmの第1樹脂膜を形成した。
(2)酸転写膜形成工程(I)
前記(1)で得られた第1樹脂膜の表面にスピンコーターを用いて、各樹脂組成物(実施例及び比較例)を塗布した。その後、ホットプレート上で110℃で1分間加熱して、厚さ150nmの酸転写膜を形成した。
(3)露光工程(II)
パターンマスクを介して、前記(2)で得られた酸転写膜の表面に、超高圧水銀灯(OSRAM社製、形式「HBO」、出力1,000W)を用いて100〜1000mJ/cm2の紫外光を照射した。露光量は、照度計〔株式会社オーク製作所製、形式「UV−M10」(照度計)に、形式「プローブUV−35」(受光器)をつないだ装置〕により確認した。
(4)酸転写工程(III)
前記(3)までに得られた積層体をホットプレート上にて、110℃で1分間加熱処理を行った。
(5)酸転写膜除去工程(IV)
前記(4)までに得られた積層体をアセトニトリルに30秒間浸漬して、酸転写樹脂膜のみを除去した。
(6)現像工程(V)
前記(5)までに得られた積層体を、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に室温で1分間浸漬して現像を行った。その後、流水洗浄し、窒素ブローを行ってパターンを得た。
尚、以下、このパターンが形成された基板を「パターニング基板」という。
(7)感度評価
前記パターニング基板を光学顕微鏡で観察し、感度評価を行った。ここで、感度とはライン/スペース=50/50μmのパターンが残渣なく解像する最小露光量を指し、その露光量を「最適露光量」とした。
20;第1分子層、21;保護基が解離された部位、P;保護基、
30;樹脂組成物層(酸転写樹脂層)、31;酸発生部位、
41;第2分子の残基からなる部位、42;第3分子(他の第2分子)の残基からなる部位、
50;マスク、
PR1;第1分子層形成工程、PR2;樹脂組成物層(酸転写樹脂層)形成工程、PR3;露光工程(保護基除去工程の一部)、PR4;酸転写工程(保護基除去工程の一部)、PR5;樹脂組成物層(酸転写樹脂層)除去工程、PR6;第2分子結合工程、
PR7;樹脂組成物層(酸転写樹脂層)形成工程、PR8;露光工程、PR9;酸転写工程、PR10;樹脂組成物層(酸転写樹脂層)除去工程、PR11;第3分子結合工程。
Claims (10)
- (A)含窒素基を有する重合体と、
(B)増感剤と、
(C)感放射線性酸発生剤と、
(D)下記一般式(1)で表される化合物と、
(E)溶媒と
を含有するバイオチップ製造用樹脂組成物。
- 前記重合体(A)が、側鎖に含窒素基を有する重合体である請求項1に記載のバイオチップ製造用樹脂組成物。
- (C)成分の含有量が、(A)成分100質量部に対して10〜200質量部である請求項1又は2に記載のバイオチップ製造用樹脂組成物。
- (a)酸に不安定な保護基を有する第1分子を固体基板上に結合させる段階、
(b)前記第1分子上に請求項1〜6のいずれか1項記載の樹脂組成物の層をコーティングする段階、
(c)前記樹脂組成物の層を露光させ、熱処理して、露光された部分に対応する前記第1分子から酸に不安定な保護基を除去する段階、
(d)前記露光部分及び未露光部分から樹脂組成物層を洗浄、除去する段階、及び
(f)露出された前記第1分子に第2分子を結合させる段階
を含む、バイオチップの製造方法。 - 前記固体基板の少なくとも表面は、シリコン、二酸化ケイ素、ガラス、表面改質ガラス、ポリプロピレン又は活性化されたアクリルアミドからなるものである請求項7に記載のバイオチップの製造方法。
- 前記第2分子が、核酸又はアミノ酸である請求項7又は8記載のバイオチップの製造方法。
- 請求項7〜9のいずれか1項記載のバイオチップの製造方法により形成されるバイオチップ。
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