TW202208064A - 流體槽 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種流體槽之實例，該流體槽包括基板及該基板上之固化圖案化樹脂。該固化圖案化樹脂具有由間隙區域分隔開之奈米凹陷。各奈米凹陷之最大開口尺寸在約10 nm至約1000 nm範圍內。該固化圖案化樹脂亦包括互穿聚合物網路。該固化圖案化樹脂之該互穿聚合物網路包括環氧類聚合物及(甲基)丙烯醯基類聚合物。

Description

流體槽

相關申請案之交叉引用

本申請案主張於2020年4月24日申請的美國臨時申請案第63/015,259號之權益，該申請案之內容以全文引用之方式併入本文中。

奈米壓印技術使得能夠經濟且有效地生產奈米結構。奈米壓印微影採用了藉由具有奈米結構之印模使光阻材料直接機械形變。在印模處於適當位置時固化光阻材料，以鎖定光阻材料中奈米結構之形狀。

在第一態樣中，流體槽包含基板；及基板上之固化圖案化樹脂，固化圖案化樹脂包括由間隙區域分隔開之奈米凹陷，奈米凹陷各自具有在約10 nm至約1000 nm範圍內之最大開口尺寸，且固化圖案化樹脂包括包含環氧類聚合物及(甲基)丙烯醯基類聚合物之互穿聚合物網路。

第一態樣之一實例進一步包含定位於基板上之光柵層；及定位於光柵層上之平面波導層。在一個實例中，互穿聚合物網路之折射率在約1.35至約1.52範圍內；且平面波導層之折射率在約1.6至約2.5範圍內。

第一態樣之一實例進一步包含定位於奈米凹陷中之各者中的水凝膠；及連接至水凝膠之擴增引子。

在第一態樣之一實例中，固化圖案化樹脂之厚度在約225 nm至約600 nm範圍內。

在第一態樣之一實例中，其中環氧類聚合物與(甲基)丙烯醯基類聚合物之重量比在25:75至約75:25範圍內。

應理解，本文所揭示之流體槽之任何特徵可以任何期望的方式及/或組態組合在一起以達成如本發明中所描述之益處，包括例如具有具一或多種經調節特性之壓印層。

在第二態樣中，一種方法包含將樹脂混合物施加於基板上，樹脂混合物包括以預定重量比存在於樹脂混合物中之兩種可獨立交聯單體，兩種可獨立交聯單體中之第一者為可陽離子聚合單體且兩種可獨立交聯單體中之第二者為可自由基聚合單體；用具有複數個奈米特徵之工作印模壓印樹脂混合物；及在工作印模處於適當位置時固化樹脂混合物，從而形成壓印有流體槽奈米凹陷之互穿聚合物網路。

在第二態樣之一實例中，可陽離子聚合單體為多官能環氧單體，且其中可自由基聚合單體為多官能(甲基)丙烯醯基單體。在一個實例中，多官能環氧單體選自由以下組成之群： i）2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-肆(丙基縮水甘油醚)環四矽氧烷：

； ii）肆(環氧環己基乙基)四甲基環四矽氧烷：

； iii）聚(二甲基矽氧烷)，二縮水甘油醚封端：

， 其中4 ＜ n ＜ 8； iv）聚(丙二醇)二縮水甘油醚：

， 其中5 ＜ n ＜ 10； v）3,4-環氧環己烷甲酸3,4-環氧環己基甲酯：

； vi）雙酚A二縮水甘油醚，溴化：

； vii）聚(雙酚A-共-表氯醇)，縮水甘油基封端：

， 其中0 ＜ n ＜ 2； viii）雙酚A丙氧基化二縮水甘油醚：

； ix）單苯基官能參(環氧封端之聚二甲基矽氧烷)：

； x）三羥甲基丙烷三縮水甘油醚：

； xi）2,2'-(2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷-1,6-二基)雙(環氧乙烷)：

； xii）1,3-雙(3-縮水甘油氧基丙基)四甲基二矽氧烷：

； xiii）1,3雙[2(3,4環氧環己-1-基)乙基]四甲基二矽氧烷：

； xiv）縮水甘油基聚八面體倍半矽氧烷：

； xv）環氧環己基聚八面體倍半矽氧烷：

； xvi）參(4-羥苯基)甲烷三縮水甘油醚

； xvii）4,4'-亞甲基雙(N,N-二縮水甘油基苯胺)

；及 xviii）i)至xvii）之任何組合。在另一實例中，多官能(甲基)丙烯醯基單體選自由以下組成之群： i）2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1,6-己二醇二丙烯酸酯：

； ii）新戊四醇四丙烯酸酯：

； iii）新戊四醇三丙烯酸酯：

； iv）甘油1,3-二甘油醇酸二丙烯酸酯：

； v）聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯：

， 其中8 ＜ n ＜ 10； vi）二甲基丙烯酸甘油酯，異構體混合物：

； vii）甲基丙烯酸3-(丙烯醯基氧基)-2-羥丙酯：

； viii）乙二醇二甲基丙烯酸酯：

； ix）雙(2-甲基丙烯醯基)氧基乙基二硫化物：

； x）三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯：

； xi）雙酚A甘油(1甘油/苯酚)二丙烯酸酯：

； xii）雙酚A二甲基丙烯酸酯：

； xiii）甲基丙烯醯氧基丙基封端之聚二甲基矽氧烷：

， 其中n經選擇以使單體具有約420 g/mol、950 g/mol、4,000 g/mol、10,000 g/mol或25,000 g/mol之分子量； xiv）溴降莰烷內酯甲酸三丙烯酸鋯：

， 其中m在0至4範圍內，n在0至4範圍內，且m + n = 4； xv）丙烯酸鋯：

； xvi）丙烯酸羧乙酯鉿：

； xvii）丙烯醯聚八面體倍半矽氧烷：

； xviii）甲基丙烯醯基聚八面體倍半矽氧烷：

； xix）2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-肆(3-丙烯醯基氧基丙基)環四矽氧烷：

；及 xx）i)至xix）之任何組合。

在第二態樣之一個實例中，多官能環氧單體為聚(丙二醇)二縮水甘油醚：

， 多官能(甲基)丙烯醯基單體為2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1,6-己二醇二丙烯酸酯：

；且預定重量比為約50:50。

在第二態樣之一個實例中，多官能環氧單體為聚(丙二醇)二縮水甘油醚：

， 多官能(甲基)丙烯醯基單體為甘油1,3-二甘油醇酸二丙烯酸酯：

；且 預定重量比在約25:75至約75:25範圍內。

應理解，此方法之任何特徵可以任何期望的方式組合在一起。此外，應理解，方法及/或流體槽之特徵之任何組合可一起使用，及/或與本文所揭示之實例中之任一者組合以達成如本發明中所描述之益處，包括例如調節壓印層之一或多種特性。

在一第三態樣中，一種方法包含將可陽離子聚合單體與可自由基聚合單體混合以形成樹脂混合物，其中樹脂混合物為待併入至流體槽中之互穿聚合物網路的前驅物；使用至少一種待賦予樹脂混合物或互穿聚合物網路之特性來調整可陽離子聚合單體與可自由基聚合單體之重量比，該特性選自由以下組成之群：互穿聚合物網路之折射率、互穿聚合物網路之吸收率、互穿聚合物網路之硬度、互穿聚合物網路之厚度、互穿聚合物網路之親水/疏水平衡、樹脂混合物之黏度、樹脂混合物與工作印模之表面化學相容性、互穿聚合物網路之表面化學相容性、互穿聚合物網路之收縮率及其組合；及圖案化樹脂混合物以形成互穿聚合物網路。

在第三態樣之一實例中，可陽離子聚合單體為環氧矽氧烷單體，且其中可自由基聚合單體為(甲基)丙烯醯基單體。

在第三態樣之一實例中，所要特性為樹脂混合物與工作印模之表面化學相容性；該方法進一步包含選擇工作印模之材料；且將可陽離子聚合單體與可自由基聚合單體之重量比調整為在約25:75至約75:25範圍內。

在第三態樣之一實例中，圖案化涉及奈米壓印微影。

應理解，此方法之任何特徵可以任何期望的方式組合在一起。此外，應理解，方法及/或其他方法及/或流體槽之特徵之任何組合可一起使用，及/或與本文所揭示之實例中之任一者組合以達成如本發明中所描述之益處，包括例如調節壓印層之一或多種特性。

已使用圖案化技術來在流體槽表面中產生個別凹陷。凹陷可例如用捕獲引子官能化。在官能化凹陷中之各者內，可由各別基因寡核苷酸片段產生擴增子之單株群體（局部化且獨立叢集）。當凹陷具有小尺寸及低節距（例如一個凹陷之中心至相鄰或最鄰近凹陷之中心的間距，或一個凹陷之邊緣至相鄰或最鄰近凹陷之邊緣的間距）時，可獲得較高叢集密度。較高叢集密度意謂可自給定單位面積讀取較多鹼基，此增加圖案化流體槽之基因產量。

奈米壓印微影（nanoimprint lithography；NIL）為與例如使用光子或電子之圖案化技術相比，能夠實現高精度及較低成本之高通量圖案化技術的一個實例。NIL利用工作印模以產生特徵可固化樹脂混合物。

一些樹脂混合物可容易壓印，但不具有適用於流體槽之特性。舉例而言，一些固化樹脂具有當暴露於定序化學品時不合期望地反應的組成物。其他樹脂混合物難以壓印。舉例而言，意欲在固化時黏著之樹脂可能不容易自工作印模脫模。當特徵大小及/或特徵之間的間距變得較小（例如在大小及/或間距小於500 nm）時，一些樹脂亦可變得較難以壓印。作為一個實例，一些樹脂可複製大特徵，例如大於1 µm，但隨著特徵大小減小可產生堵塞及/或封蓋特徵之缺陷。

本文所揭示之樹脂混合物之實例固化以形成互穿聚合物網路。可修改樹脂混合物之調配物，使得樹脂混合物之一或多種特性經調節用於特定應用（包括例如壓印），及/或所得互穿聚合物網路之一或多種特性經調節用於特定應用（例如流體槽定序）。作為一實例，可調節樹脂調配物之黏度以易於加工性及/或回流（藉由施加合理的壓力（例如利用輥重量）用樹脂調配物填充所有工作印模特徵所花費的時間）。作為另一實例，可調節樹脂調配物之潤濕性以增強調配物與特定工作印模材料及/或與特定基板材料的相容性。作為另外其他實例，可調節所得互穿聚合物網路之親水/疏水平衡、厚度、折射率、表面特性（例如黏性、耐化學性等）、收縮率及/或硬度以用於特定應用。作為一個特定實例，可調整樹脂混合物調配物以產生具有適合於與流體槽中之平面波導一起使用之折射率的互穿聚合物網路。作為另一特定實例，可調整樹脂混合物調配物以產生具有在固化之後乾淨地自工作印模脫模之表面特性的互穿聚合物網路。可藉由選擇待包括於樹脂混合物中之特定起始劑來調節其他特性，諸如互穿聚合物網路之自體螢光。以最終樹脂及/或所得互穿聚合物網路之具體特性為目標可決定樹脂混合物之組分，及樹脂混合物各組分之量。

對於本文所揭示之流體槽應用，所得互穿聚合物網路亦能夠進行聚合物連接及引入用於定序之所要表面化學的其他表面改質方法。

定義

除非另外規定，否則本文所用之術語應理解為取其在相關技術領域中之普通含義。本文所用之若干術語及其含義闡述於下文中。

如本文所用，除非上下文明確另外指示，否則單數形式「一（a/an）」及「該（the）」係指單數以及複數兩者。

如本文所用，術語「包含（comprising）」與「包括（including）」、「含有（containing）」或「由……界定特徵（characterized by）」同義，且為包括性或開放性的且不排除未敍述之額外要素或方法步驟。

貫穿包括申請專利範圍之本發明所使用之術語「實質上（substantially）」及「約（about）」用以描述及解釋諸如歸因於處理中之變化的小波動。舉例而言，此等術語可指小於或等於所陳述值±10%，諸如小於或等於所陳述值±5%，諸如小於或等於所陳述值±2%，諸如小於或等於所陳述值±1%，諸如小於或等於所陳述值±0.5%，諸如小於或等於所陳述值±0.2%，諸如小於或等於所陳述值±0.1%，諸如小於或等於所陳述值±0.05%。

「丙烯醯基（acryloyl）」為具有結構H₂ C=CH-C(=O)-O-R之烯酮，其中R可為烷基鏈、苯基鏈（例如雙酚）、氟化碳鏈、醇、二醇鏈、矽氧烷鏈（二甲基矽氧烷、環矽氧烷等）。丙烯醯基可為單或多官能分子或金屬錯合物（例如鋯或鉿錯合物）之一部分。丙烯醯基亦可為甲基丙烯醯基，其中甲基代替C=C鍵處之單個氫原子。當使用術語「(甲基)丙烯醯基（(meth)acryloyl）」時，意謂該基團可為丙烯醯基抑或甲基丙烯醯基。(甲基)丙烯醯基類聚合物為(甲基)丙烯醯基單體單元之均聚物或共聚物。

「可陽離子聚合單體（cationically polymerizable monomer）」為聚合及/或交聯由陽離子起始之單體。

如本文所用，術語「沈積（depositing）」係指任何適合之施加技術，其可為手動或自動化的，且在一些情況下引起表面特性改變。一般而言，可使用氣相沈積技術、塗佈技術、接枝技術或其類似者進行沈積。一些特定實例包括化學氣相沈積（chemical vapor deposition；CVD）、噴塗（例如超音波噴塗）、旋塗、浸塗（dunk/dip coating）、刮刀塗佈、覆液施配（puddle dispensing）、流通塗佈、氣溶膠列印、網版列印、微接觸列印、噴墨列印或其類似技術。

如本文所用，術語「凹陷（depression）」及「奈米凹陷（nano-depression）」係指互穿聚合物網路之圖案化樹脂中的離散凹入特徵。奈米凹陷為在奈米壓印製程期間自工作印模轉移之壓印特徵，且因此為工作印模奈米特徵之複製陰模。各奈米凹陷具有在約10 nm至約1000 nm範圍內之最大開口尺寸（例如直徑或長度，視形狀而定）。在一些實例中，最大開口尺寸為在約25 nm至約750 nm，例如約50 nm至約500 nm、約40 nm至約400 nm等範圍內的直徑或長度。最大開口至少部分由樹脂之間隙區域包圍。凹陷在表面中其開口處可具有多種形狀中之任一者，包括例如圓形、橢圓形、正方形、多邊形、星形（具有任何數目的頂點）等。與表面正交截取之凹陷的橫截面可為曲線、正方形、多邊形、雙曲線、錐形、角形等。

當參考條項之集合使用時，術語「各（each）」意欲鑑別該集合中之單獨條項，但未必指代該集合中之每一條項。若明確揭示內容或上下文另外清楚地規定，則可存在例外狀況。

如本文所用，術語「環氧（epoxy）」（亦稱為縮水甘油基或環氧乙烷基）係指

或

。環氧類聚合物為環氧單體單元之均聚物或共聚物。

如本文所用，「特徵（feature）」係指圖案中的點或區域，其可根據相對位置區別於其他點或區域。示例特徵包括圖案化樹脂中之凹陷、工作印模之突出等。術語「奈米特徵（nano-feature）」具體用於描述待轉移至樹脂混合物之工作印模特徵。奈米特徵為圖案之一部分，且在壓印期間，圖案之複製陰模在壓印材料中產生。舉例而言，奈米特徵可為在壓印期間產生奈米凹陷之奈米突起（protrusion）。各奈米突起具有與待壓印之奈米凹陷之最大開口尺寸一致，且在一些實例中在約10 nm至約1000 nm範圍內的最大尺寸。

如本文所用，術語「流體槽（flow cell）」欲意謂具有可進行反應之腔室（例如流動通道）、用於將試劑遞送至腔室中之入口及用於自腔室移除試劑之出口的容器。在一些實例中，腔室使得能夠偵測腔室中發生之反應。舉例而言，腔室/流動通道可包括一或多個透明表面，允許在奈米凹陷處光學偵測陣列、光學標記分子或其類似物。

「可自由基聚合單體（free radical polymerizable monomer）」為聚合及/或交聯由自由基起始之單體。

如本文所用，術語「可獨立交聯單體（independently cross-linkable monomer）」係指分別反應且交聯而不彼此交聯的兩種或更多種不同單體。兩種或更多種不同單體可彼此混溶，使得各別聚合及交聯反應在相同相中發生。此確保分別交聯之聚合物變為纏結且鎖定於互穿網路中。相比之下，不可混溶單體系統將導致相分離，且聚合及交聯反應將在分離相中發生。此將導致交聯聚合物在兩個相中物理分離。

在本文所揭示之實例中，可獨立交聯單體可同時或依序（但在相同相中）聚合及交聯。

如本文所用，術語「間隙區域（interstitial region）」係指（例如基板、圖案化樹脂等之）表面上分隔凹陷之區域。舉例而言，間隙區域可將陣列之一個特徵與陣列或圖案之另一特徵分隔開。彼此分隔開之兩個特徵可為離散的，亦即彼此不物理接觸。在另一實例中，間隙區域可將特徵之第一部分與特徵之第二部分隔開。在許多實例中，間隙區域為連續的，而特徵為離散的，例如如同原本連續的表面中所界定之複數個奈米凹陷之情況一般。由間隙區域提供之分隔可為部分分隔開或完全分隔開。間隙區域可具有不同於表面上界定之特徵之表面材料的表面材料。舉例而言，流體槽陣列之特徵可具有一定量或濃度之聚合物塗層及引子，該量或濃度超過間隙區域中存在之量或濃度。在一些實例中，聚合物塗層及引子可不存在於間隙區域。

「互穿聚合物網路（interpenetrating polymer network）」係指兩個或更多個個別聚合物網路，其至少部分交纏但彼此不交聯。兩個或更多個個別聚合物網路經由其聚合物鏈之物理纏繞及纏結機械連接，且因此且除非個別網路中之一或兩者中的化學鍵斷裂，否則無法分離。個別聚合物網路中之各者為交聯的；然而，兩個或更多個個別聚合物網路彼此不共價鍵結（例如不交聯）。互穿聚合物網路由可獨立交聯單體產生。將可獨立交聯單體混合，且接著隨後同時或依序但在相同相中聚合及交聯，使得此等單體變為物理纏繞，以產生此聚合物網路。互穿聚合物網路可與聚合物摻合物區分，聚合物摻合物藉由將兩種（或更多種）聚合物物理混合在一起而形成。聚合物摻合物中之聚合物不纏繞，因為聚合在將兩種聚合物混合在一起之前發生。

如本文所用，術語「節距（pitch）」係指特徵之間距。在一個實例中，節距係指一個特徵之中心至相鄰或最鄰近特徵之中心的間距。此節距可稱為中心間距（center-to-center spacing）。在另一實例中，節距係指一個特徵之邊緣至相鄰或最鄰近特徵之邊緣的間距。此節距可稱為邊緣間距（edge-to-edge spacing）。

如本文所用，術語「引子（primer）」定義為單股核酸序列（例如單股DNA）。一些引子可稱為擴增引子，充當模板擴增及叢集產生之起點。其他引子可稱為定序引子，充當DNA合成之起點。引子之5'端可經修飾以允許與聚合物塗層之官能基發生偶合反應。引子長度可為任何數目之鹼基長且可包括多種非天然核苷酸。在一實例中，定序引子為短股，在10至60個鹼基或20至40個鹼基範圍內。

樹脂混合物及互穿聚合物網路

如圖1中示意性地展示，互穿聚合物網路10之實例包括兩個或更多個個別但纏繞的聚合物網路12及14。聚合物網路12、14及因此互穿聚合物網路10可在至少兩種不同類型之單體的樹脂混合物固化時形成。在本文所揭示之實例中，一種類型之單體的固化機制與另一種類型之單體的固化機制正交，且因此可將此等組分混合而不會有害地影響固化效率。正交固化機制不同且彼此不干擾。

聚合物網路中之一者12可經由可陽離子聚合單體的陽離子聚合產生。含環氧化物單體為可陽離子聚合單體之實例。在本文所揭示之實例中，含環氧化物單體為選自由以下組成之群的多官能環氧單體： i）2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-肆(丙基縮水甘油醚)環四矽氧烷：

； ii）肆(環氧環己基乙基)四甲基環四矽氧烷：

； iii）聚(二甲基矽氧烷)，二縮水甘油醚封端：

， 其中4 ＜ n ＜ 8； iv）聚(丙二醇)二縮水甘油醚：

， 其中5 ＜ n ＜ 10； v）3,4-環氧環己烷甲酸3,4-環氧環己基甲酯：

， （其可用於獲得增加的硬度）； vi）雙酚A二縮水甘油醚，溴化：

， （其可用於獲得較高折射率）； vii）聚(雙酚A-共-表氯醇)，縮水甘油基封端

， 其中0 ＜ n ＜ 2； viii）雙酚A丙氧基化二縮水甘油醚：

； ix）單苯基官能參(環氧封端之聚二甲基矽氧烷)：

； x）三羥甲基丙烷三縮水甘油醚：

； xi）2,2'-(2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷-1,6-二基)雙(環氧乙烷)：

， （其可用於獲得較低折射率）； xii）1,3-雙(3-縮水甘油氧基丙基)四甲基二矽氧烷：

； xiii）1,3雙[2(3,4環氧環己-1-基)乙基]四甲基二矽氧烷：

； xiv）縮水甘油基聚八面體倍半矽氧烷：

； xv）環氧環己基聚八面體倍半矽氧烷：

； xvi）參(4-羥苯基)甲烷三縮水甘油醚

； xvii）4,4'-亞甲基雙(N,N-二縮水甘油基苯胺)

；及 xviii）i)至xvii）之任何組合。

儘管已提供若干實例，但應理解，此等實例為非限制性的，且可使用能夠交聯的任何其他含環氧化物單體。舉例而言，可使用經環氧基官能化之多面體寡聚倍半矽氧烷（polyhedral oligomeric silsesquioxane；POSS）核。如本文所用，術語「多面體寡聚倍半矽氧烷」（POSS）係指一種化學組成物，其為二氧化矽（SiO₂ ）與聚矽氧（R₂ SiO）之間的雜合（hybrid）中間物（RSiO_1.5 ）。POSS之實例可為Kehagias等人, Microelectronic Engineering 86 (2009), 第776-778頁中所描述之POSS，該參考文獻以全文引用之方式併入本文中。組成物為具有化學式[RSiO_3/2 ]_n 之有機矽化合物，其中R基團可相同或不同。

在另外其他實例中，可使用單官能環氧單體以及多官能環氧單體作為共聚單體以幫助調節整體樹脂特性。

此類單官能環氧單體之實例包括以下分子： i）縮水甘油基2,2,3,3-四氟丙基醚（有助於降低樹脂折射率）：

； ii）縮水甘油基2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基醚（有助於降低樹脂折射率）：

； iii）(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-十七氟壬基)環氧乙烷（有助於降低樹脂折射率）：

；或 iv）i)至iii）之任何組合。

儘管已提供若干實例，但應理解，此等實例為非限制性的，且可使用任何其他單官能環氧單體。

聚合物網路中之另一者14經由可自由基聚合單體之自由基聚合產生。自由基聚合動力學一般比例如陽離子起始之環氧開環聚合快得多。含(甲基)丙烯醯基單體為可自由基聚合單體之實例。在本文所揭示之實例中，含(甲基)丙烯醯基單體為選自由以下組成之群的多官能(甲基)丙烯醯基單體： i）2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1,6-己二醇二丙烯酸酯：

； ii）新戊四醇四丙烯酸酯：

； iii）新戊四醇三丙烯酸酯：

； iv）甘油1,3-二甘油醇酸二丙烯酸酯：

； v）聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯：

， 其中8 ＜ n ＜ 10； vi）二甲基丙烯酸甘油酯，異構體混合物：

； vii）甲基丙烯酸3-(丙烯醯基氧基)-2-羥丙酯：

； viii）乙二醇二甲基丙烯酸酯；

； ix）雙(2-甲基丙烯醯基)氧基乙基二硫化物

； x）三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯

； xi）雙酚A甘油(1甘油/苯酚)二丙烯酸酯

； xii）雙酚A二甲基丙烯酸酯：

xiii）甲基丙烯醯氧基丙基封端之聚二甲基矽氧烷：

， 其中n經選擇以使單體具有約420 g/mol、950 g/mol、4,000 g/mol、10,000 g/mol或25,000 g/mol之分子量；及 xiv）溴降莰烷內酯甲酸三丙烯酸鋯：

； 其中m在0至4範圍內，n在0至4範圍內，且m + n = 4； xv）丙烯酸鋯：

； xvi）丙烯酸羧乙酯鉿：

； xvii）丙烯醯聚八面體倍半矽氧烷：

； xviii）甲基丙烯醯基聚八面體倍半矽氧烷：

； xix）2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-肆(3-丙烯醯基氧基丙基)環四矽氧烷：

；及 xx）i)至xix）之任何組合。

儘管已提供若干實例，但應理解，此等實例為非限制性的，且可使用能夠交聯的任何其他含(甲基)丙烯醯基單體。

在另外其他實例中，可使用單官能(甲基)丙烯醯基單體以及多官能(甲基)丙烯醯基單體作為共聚單體以幫助調節整體樹脂特性。此類單官能(甲基)丙烯醯基單體之實例包括以下分子： i）丙烯酸五溴苄酯：

； ii）丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-十二氟庚酯：

； iii）甲基丙烯酸2-[(1',1',1'-三氟-2'-(三氟甲基)-2'-羥基)丙基]-3-降莰酯：

； iv）甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯：

； v）甲基丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯：

； vi）3-(丙烯醯胺基)苯基酉朋酸（phenylboronic acid）

； vii）甲基丙烯酸六氟-異丙酯：

； viii）丙烯酸五氟苯酯：

； ix）甲基丙烯酸五氟苯酯：

； x）丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟異丙酯：

； xi）甲基丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟異丙酯：

； xii）聚(二甲基矽氧烷)，單甲基丙烯酸酯封端：

； 其中n經選擇而以250 g/mol與50,000 g/mol之間的任何分子量為目標； xiii）丙烯酸三級丁酯：

； xiv）甲基丙烯酸三級丁酯：

； xv）丙烯酸2-羧乙酯寡聚物：

其中n在0至3範圍內；及 xvi）i）至xv）之任何組合。

在一個實例中，可陽離子聚合單體為多官能環氧單體，且可自由基聚合單體為多官能(甲基)丙烯醯基單體。多官能單體包括較多用於聚合及交聯之引用。在另一更特定實例中，可陽離子聚合單體為環氧矽氧烷單體，且可自由基聚合單體為(甲基)丙烯醯基單體。

所論述之固化機制（陽離子及自由基）中之各者可藉由暴露於紫外（ultraviolet；UV）光來起始。在一些實例中，可使用替代UV觸發固化機制，例如可使用硫醇-烯化學代替本文所揭示之自由基起始單體，因為此類型之化學亦涉及自由基聚合。參與硫醇-烯化學之一些示例乙烯基類分子包括： i）乙烯基封端之聚二甲基矽氧烷：

， 其中n經選擇以使單體具有約800 g/mol、9,400 g/mol、28,000 g/mol、49,500 g/mol、117,000 g/mol或155,000 g/mol之分子量； ii）雙(二乙烯基)封端之聚二甲基矽氧烷：

； iii）新戊四醇肆(3-巰基丙酸酯)：

； iv）2,2'-硫基二乙硫醇：

； v）1,5-戊二硫醇：

； vi）八乙烯基聚八面體倍半矽氧烷：

；及 vii）i)至vi）之任何組合。

現參考圖2，在圖式元件符號100處描繪方法之實例。如所展示，方法100包括將可陽離子聚合單體（此可自身為多官能單體，或至少一種多官能單體及一或多種單或多官能單體之混合物）與可自由基聚合單體（此可自身為多官能單體，或至少一種多官能單體及一或多種單或多官能單體之混合物）混合以形成樹脂混合物，其中樹脂混合物為待併入至流體槽中之互穿聚合物網路的前驅物（圖式元件符號102）；使用至少一種待賦予樹脂混合物或互穿聚合物網路之特性來調整可陽離子聚合單體與可自由基聚合單體之重量比，該特性選自由以下組成之群：互穿聚合物網路之折射率、互穿聚合物網路之吸收率、互穿聚合物網路之硬度、互穿聚合物網路之厚度、互穿聚合物網路之親水/疏水平衡、樹脂混合物之黏度、樹脂混合物與工作印模之表面化學相容性、互穿聚合物網路之表面化學相容性、互穿聚合物網路之收縮率及其組合（圖式元件符號104）；及圖案化樹脂混合物以形成互穿聚合物網路（圖式元件符號106）。

可使用本文所揭示之可陽離子聚合單體及可自由基聚合單體之任何實例。

一般而言，可陽離子聚合單體與可自由基聚合單體樹脂混合物之重量比在約10:90（1:9）至約90:10（9:1）範圍內。在本文所揭示之實例中，可調整此等單體之重量比以便獲得樹脂混合物之預定特性及/或獲得預定所得互穿聚合物網路10。樹脂混合物之預定特性可為黏度及/或與工作印模及/或基板（例如流體槽之基板）的潤濕性。所得互穿聚合物網路10之預定特性可為親水/疏水平衡、厚度、折射率、吸收率、表面特性（例如黏性、耐化學性等）、收縮率及/或硬度。亦可藉由選擇用於樹脂混合物之特定起始劑來調整或消除互穿聚合物網路10之自體螢光。

重量比對特定特性之影響將部分視所用單體及單體之各別特性而定。

圖5A及圖5B（均在實施例章節中詳細論述）示出以下之重量比對樹脂混合物及所得互穿聚合物網路10兩者之折射率的影響（圖5A）及對樹脂混合物之層的厚度及所得互穿聚合物網路10之厚度的影響（圖5B）：混合環氧類單體：

及

， 與一種丙烯醯基類單體：

。 利用此特定單體組合，當可陽離子聚合單體（環氧）與可自由基聚合單體（丙烯醯基）之比在約10:90（1:9）至約50:50（1:1）範圍內時，樹脂混合物及所得互穿聚合物網路10之折射率可維持在理想低水準。利用此特定單體組合，樹脂混合物及所得互穿聚合物網路10之厚度大體上隨著環氧含量降低而減小。

為達成互穿聚合物網路10之期望表面特性（例如黏性、耐化學性等），所選單體中之各者可具有此等相同或相似特性，使得特性賦予至網路10。在此實例中，重量比可在10:90（1:9）至約90:10（9:1）內。

對於收縮率而言，(甲基)丙烯醯類單體確實比環氧類材料縮減更顯著。因此，為限制最終互穿聚合物網路10之收縮率，可使用較高量之環氧材料。

對於硬度而言，一些環氧類單體比一些(甲基)丙烯醯類單體硬。因此，重量比將視個別單體之硬度及最終互穿聚合物網路10之所要硬度而定。

亦可以多種特性為目標，其可影響重量比。舉例而言，可能期望以互穿聚合物網路10之低折射率及與工作印模之良好潤濕性為目標。針對低折射率，可選擇氟化單體，但此可有害地影響樹脂混合物與工作印模之潤濕性。在此實例中，可選擇第二單體及其量以恢復一些相容性。第二單體可以至少33 wt%之量存在。

亦可調整可陽離子聚合單體與可自由基聚合單體之重量比以使樹脂混合物可壓印。可壓印樹脂為可符合所施加之工作印模之特徵的樹脂；其在固化時可鎖定所施加之工作印模之特徵的組態；且其可在固化之後乾淨地脫模工作印模。因此，方法100之圖式元件符號104可包括調整可陽離子聚合單體與可自由基聚合單體之重量比，以使樹脂混合物可由工作印模壓印。為使樹脂混合物可由工作印模壓印，在調整單體之重量比時可考慮工作印模之材料。舉例而言，工作印模之材料可影響樹脂混合物對工作印模之潤濕性，以及所得互穿聚合物網路10之脫模性。

因此，可選擇單體及相關重量比以與工作印模相容，或可選擇工作印模以與單體及相關重量比相容。在後一實例中，可調整重量比以達成一或多種目標特性，且接著可選擇工作印模化學以適當地壓印樹脂混合物。此外，亦可藉由其他因素改良可壓印性，諸如增加UV暴露（對於樹脂而言，更大程度固化）及/或將調平劑添加至樹脂混合物中。

在以下實例中，工作印模材料為矽類材料，諸如聚合丙烯酸矽或甲基丙烯酸矽。在可由此等工作印模壓印之樹脂混合物的一個實例中，多官能環氧單體為聚(丙二醇)二縮水甘油醚，多官能丙烯醯基單體為2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1,6-己二醇二丙烯酸酯，且預定重量比為約50:50（1:1）。在可由此等工作印模壓印之樹脂混合物的另一實例中，多官能環氧單體為聚(丙二醇)二縮水甘油醚，多官能丙烯醯基單體為甘油1,3-二甘油醇酸二丙烯酸酯；且預定重量比在約25:75（1:3）至約75:25（3:1）範圍內。

對於一些(甲基)丙烯醯基單體，最大重量比為1:1，且因此其他實例包括較多環氧單體及較少(甲基)丙烯醯基單體。此可歸因於環氧單體能夠比(甲基)丙烯醯基單體更好地潤濕工作印模材料。

除可陽離子聚合單體及可自由基聚合單體（其以所要重量比存在）之外，本文所揭示之樹脂混合物的實例亦可包括陽離子光起始劑及自由基光起始劑。各別光起始劑可相對於其起始的單體，以約0.25 wt%至約10 wt%範圍內之量使用。在其他實例中，各光起始劑相對於其起始的單體相對於其起始的單體，以約0.5 wt%至約9.5 wt%，例如約1 wt%至約5 wt%範圍內之量存在於混合物中。

陽離子光起始劑可用於起始可陽離子聚合單體之固化。陽離子光起始劑可為包括光酸產生劑（其為陽離子化合物）及敏化劑（其幫助陽離子化合物形成）之系統。此兩種化合物可以1:1重量比，或以某一其他適合重量比使用。此兩種化合物中之各者亦可以本文針對光引發劑提供之量存在。適合陽離子化合物（光酸產生劑）包括多種已知適用材料中之任一者，諸如鎓鹽、某些有機金屬錯合物及其類似物，及其混合物。適合陽離子光起始劑之一些特定實例包括N -羥基萘二甲醯亞胺三氟甲磺酸酯；三芳基鋶六氟磷酸鹽，混合；三芳基鋶六氟銻酸鹽，混合；1-萘基二苯基鋶三氟甲磺酸鹽；4-苯基硫代苯基)二苯基鋶三氟甲磺酸鹽；雙(4-甲基苯基)錪六氟磷酸鹽；雙(4-三級丁基苯基)錪六氟磷酸鹽；(2-甲基苯基)(2,4,6-三甲基苯基)錪三氟甲磺酸鹽；雙(2,4,6-三甲基苯基)錪三氟甲磺酸鹽；雙-(4-十二烷基苯基)錪六氟銻酸鹽；及其組合。

自由基光起始劑可用於起始可自由基聚合單體之固化。適合自由基光起始劑包括安息香醚（例如安息香甲基醚及安息香異丙基醚）、經取代之安息香醚（例如大茴香偶姻甲基醚（anisoin methyl ether））、經取代之苯乙酮（例如2,2-二乙氧基苯乙酮及2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮）經取代之α-酮醇（例如2-甲基-2-羥基苯丙酮）、芳族氧化膦（例如二苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦；二苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦與2-羥基-2-甲基苯丙酮之摻合物；苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦；及(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基亞膦酸乙酯)，芳族磺醯氯（例如2-萘-磺醯氯），光敏性肟（例如1-苯基-1,2-丙二酮-2(O-乙氧羰基)肟）及其類似物，及其混合物。

樹脂混合物亦可包括溶劑，使得樹脂混合物可沈積於基板上以進行壓印及固化。可將樹脂混合物稀釋於溶劑中以達成待使用之沈積技術所要的黏度及/或達成目標的且至少實質上均勻的樹脂層厚度。適合溶劑之實例包括例如丙二醇單甲醚乙酸酯（propylene glycol monomethyl ether acetate；PGMEA）、甲苯、二甲亞碸（dimethyl sulfoxide；DMSO）、四氫呋喃（tetrahydrofuran；THF）等。在一實例中，溶劑中單體之總濃度在約15重量%（wt%）至約56 wt%範圍內（其中單體以所要重量比存在），且溶劑中光引發劑之總濃度在約1 wt%至約10 wt%範圍內，但咸信視所選溶劑中單體及光引發劑之各別溶解性而定，上限可更高。

現參考圖3A至圖3C，描繪用於製造圖案化互穿聚合物網路10之方法的實例。該方法包括將樹脂混合物施加於基板上，樹脂混合物包括以預定重量比存在於樹脂混合物16中之兩種可獨立交聯單體，兩種可獨立交聯單體中之第一者為可陽離子聚合單體且兩種可獨立交聯單體中之第二者為可自由基聚合單體；用具有複數個奈米特徵22之工作印模20壓印樹脂混合物16；及在工作印模20處於適當位置時固化樹脂混合物16，從而形成壓印有流體槽奈米凹陷之互穿聚合物網路（10）。

圖3A描繪樹脂混合物16在基板18上之施加。可使用本文所描述之樹脂混合物16的任何實例。所用基板18可視待形成之流體槽的類型而定。

在一些實例中，基板可為環氧矽氧烷、玻璃及改質或官能化玻璃、塑膠（包括丙烯酸聚合物、聚苯乙烯及苯乙烯與其他材料之共聚物、聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚胺基甲酸酯、聚四氟乙烯（諸如來自Chemours之TEFLON®）、環狀烯烴/環烯烴聚合物（cyclo-olefin polymer；COP）（諸如來自Zeon之ZEONOR®）、聚醯亞胺等）、耐綸、陶瓷/陶瓷氧化物、二氧化矽、熔融二氧化矽或基二氧化矽之材料、矽酸鋁、矽及改質矽（例如硼摻雜之p+矽）、氮化矽（Si₃ N₄ ）、氧化矽（SiO₂ ）、五氧化二鉭（Ta₂ O₅ ）或其他氧化鉭（TaO_x ）、氧化鉿（HaO₂ ）、碳、金屬、無機玻璃或其類似物。

基板亦可為多層結構。多層結構之一些實例包括在表面具有氧化鉭或另一金屬氧化物塗層之玻璃或矽。多層結構之其他實例包括上面具有圖案化樹脂之底層支撐物（例如玻璃或矽）。多層基板之另外其他實例可包括絕緣層上矽（silicon-on-insulator；SOI）基板。多層基板之另一實例包括平面波導。作為一個實例，玻璃基底可支撐光柵層（雷射耦合光柵）及平面波導層。

期望光柵層具有在約1.35至約1.55範圍內之折射率，且可使用具有適合折射率之樹脂來產生光柵層。在一個實例中，樹脂中可包括氟化單體以達成在約1.35至約1.4範圍內之折射率。在另一實例中，樹脂中可包括略微氟化單體或矽氧烷類單體以達成在約1.4至約1.45範圍內之折射率。在又另一實例中，可降低樹脂中矽氧烷類單體之含量以達成在約1.45至約1.5範圍內之折射率。

期望平面波導層之折射率大於圖案化互穿聚合物網路10之折射率。在一些實例中，期望平面波導具有在約1.6至約2.6範圍內之折射率，且可使用具有適合折射率之樹脂來產生平面波導層。折射率在約1.6至約1.65範圍內之高度透明聚合物可用於平面波導，且可使用奈米壓印微影沈積。折射率在約1.65至約1.8範圍內、具有高極化度及/或溴化物含量之高度透明單體可用於平面波導，且可使用奈米壓印微影沈積。折射率大於1.8之高度透明金屬氧化物可用於平面波導，且可使用濺鍍沈積。作為示例金屬氧化物，可使用以下：折射率為約2.00之一氧化鋅（ZnO）；折射率為約2.3之五氧化鉭（TaO₅ ）；折射率為約2.14之二氧化鋯（ZrO₂ ）；或折射率為約2.64之二氧化鈦（TiO₂ ）。

在本文所揭示之實例中之任一者中，基板可具有在約2 mm至約300 mm範圍內之直徑，或最大尺寸高達10呎（約3公尺）之矩形薄片或板件。在一實例中，基板為直徑在約200 mm至約300 mm範圍內之晶圓。在另一實例中，基板為寬度在約0.1 mm至約10 mm範圍內之晶粒。儘管已提供示例尺寸，但應理解，可使用具有任何適合尺寸之基板。另舉例而言，可使用呈矩形支撐物之板件，其具有比300 mm圓形晶圓更大的表面積。

可使用本文所描述之沈積技術中之任一者來進行樹脂混合物16向基板18上之施加。在樹脂混合物16沈積之後，可將其軟烘烤以移除過量溶劑。

圖3B描繪用具有複數個奈米特徵22之工作印模20壓印樹脂混合物16。工作印模20之奈米特徵22的圖案為所要特徵（例如待形成於固化圖案化樹脂28中之奈米凹陷24（參見圖3C））的複製陰模。奈米特徵22之大小與形狀將視奈米凹陷24之所要大小與形狀而定。

將工作印模20壓入樹脂混合物16以在樹脂混合物上/中產生壓印。如圖3B中所描繪，工作印模20在固化期間保持在適當位置。

可藉由使用例如金屬鹵化物光源、汞汽光源、發射UV之LED光源等暴露於光化輻射，諸如紫外（UV）輻射進行固化。歸因於存在各別光起始劑，固化促進陽離子及自由基形成，且此等陽離子及自由基分別用於固化樹脂混合物16之環氧及(甲基)丙烯醯基部分。因此，固化促進樹脂混合物16中單體之獨立聚合及/或交聯。

固化可包括單一UV暴露階段，或可包括多個階段，包括軟烘烤（例如以驅除溶劑）且接著UV暴露。當包括軟烘烤時，軟烘烤可在約50℃至約150℃範圍內之低溫下進行大於0秒至約3分鐘，且可在將工作印模20置放於樹脂混合物16中之前進行。在一實例中，軟烘烤時間在約30秒至約2.5分鐘範圍內。

一些多階段固化製程亦可包括硬烘烤。然而，本文所揭示之樹脂混合物16的固化機制如此快，使得樹脂混合物16可在無硬烘烤之情況下達到最大固化。若進行硬烘烤，則工作印模20在硬烘烤之前脫模/分離，例如使得工作印模20不接合至固化圖案化樹脂28。若進行硬烘烤，則在約60℃至約300℃範圍內之溫度下，硬烘烤之持續期間可持續約5秒至約10分鐘。可進行硬烘烤例如以移除殘餘溶劑，進一步聚合一些樹脂混合物16材料（且因此增強固化程度且達到可接受之層硬度）及/或輔助鎖定壓印形貌。可用於軟烘烤及/或硬烘烤之裝置的實例包括加熱板、烘箱等。

在固化之後，將工作印模20脫模，如圖3C中所展示。固化形成固化圖案化樹脂28。固化圖案化樹脂28之化學組成為互穿聚合物網路10。互穿聚合物網路10之化學組成將視樹脂混合物16之組成而定。在一個實例中，互穿聚合物網路10之固化圖案化樹脂28可具有在25:75至約75:25範圍內之環氧類聚合物與(甲基)丙烯醯基類聚合物的重量比。在一個實例中，固化圖案樹脂之厚度的最厚部分在約225 nm至約600 nm範圍內。

如圖3C中所展示，固化圖案化樹脂28包括界定於其中之奈米凹陷24及將相鄰奈米凹陷24分隔開之間隙區域26。

奈米凹陷24為工作印模奈米特徵22之複製陰模。本文所揭示之樹脂混合物的實例可經調配以用工作印模成功壓印，該工作印模具有將產生本文所揭示之奈米凹陷24的奈米特徵22。

可設想奈米凹陷24之多種不同佈局，包括規則、重複及不規則圖案。在一實例中，奈米凹陷24安置於六角柵格中以便緊密堆積及改良密度。其他佈局可包括例如直線（亦即矩形）佈局（例如線或溝槽）、三角佈局等。在一些實例中，佈局或圖案可為成列及成行之奈米凹陷24的x-y格式。在一些其他實例中，佈局或圖案可為奈米凹陷24及/或間隙區域26之重複排列。在另外其他實例中，佈局或圖案可為奈米凹陷24及/或間隙區域26之隨機排列。

佈局或圖案可根據所界定區域中奈米凹陷24之密度（亦即奈米凹陷24之數目）來界定特徵。舉例而言，奈米凹陷24可以大致200萬個/平方毫米之密度存在。密度可調節為不同密度，包括例如以下密度：約100個/平方毫米、約1,000個/平方毫米、約10萬個/平方毫米、約100萬個/平方毫米、約200萬個/平方毫米、約500萬個/平方毫米、約1000萬個/平方毫米、約5000萬個/平方毫米或更大或更小。應進一步理解，固化圖案化樹脂28中之奈米凹陷24之密度可在選自以上範圍的下限值中之一者與上限值中之一者之間。作為實例，高密度陣列可特徵界定為奈米凹陷24分隔開小於約100 nm，中等密度陣列可特徵界定為奈米凹陷24分隔開約400 nm至約1 μm，且低密度陣列可特徵界定為奈米凹陷24分隔開大於約1 μm。儘管已提供示例密度，但應理解可使用具有任何適合密度之基板。

奈米凹陷24之佈局或圖案亦可或替代地根據平均節距界定特徵。圖案可為規則的，以使得關於平均節距之變化係數小，或圖案可為不規則的，在此情況下，變化係數可相對大。在任一情況下，平均節距可為例如約50 nm、約0.1 μm、約0.5 μm、約1 μm、約5 μm、約10 μm、約100 μm或更長或更短。奈米凹陷24之特定圖案的平均節距可在選自以上範圍的下限值中之一者與上限值中之一者之間。在一實例中，奈米凹陷24之節距（中心間距）為約1.5 μm。儘管已提供示例平均節距值，但應理解可使用其他平均節距值。

各奈米凹陷24之大小可由其容積、孔開口面積、深度及/或直徑界定特徵。

各奈米凹陷24可具有能夠限制至少一些引入至流體槽（圖4A中之圖式元件符號30）中之流體的任何容積。最小或最大容積可經選擇，例如以適應流體槽30之下游使用所預期的通量（例如多路傳輸量（multiplexity））、解析度、核苷酸或分析物反應性。舉例而言，容積可為約1×10⁻³ μm³ 、至少約1×10⁻² μm³ 、至少約0.1 μm³ 、至少約1 μm³ 、至少約10 μm³ 、至少約100 μm³ 或更大或更小。

可基於如上文關於容積所闡述之類似準則選擇各奈米凹陷開口所佔據之面積。舉例而言，各奈米凹陷開口之面積可為至少約1×10^-3 μm² 、至少約1×10^-2 μm² 、至少約0.1 μm² 、至少約1 μm² 、至少約10 μm² 、至少約100 μm² 或更大。替代地或另外，面積可為至多約1×10³ μm² 、至多約100 μm² 、至多約10 μm² 、至多約1 μm² 、至多約0.1 μm² 、至多約1×10^-2 μm² 或更小。由各凹陷開口所佔據之面積可大於、小於上文指定之值或介於該等值之間。

各奈米凹陷24之深度可足夠大以容納聚合水凝膠（下文參考圖4B所描述）。在一實例中，深度可為至少約0.1 μm、至少約0.5 μm、至少約1 μm、至少約10 μm、至少約100 μm或更大。替代地或另外，深度可為至多約1×10³ μm、至多約100 μm、至多約10 μm或更小。在一些實例中，深度為約0.4 μm。各凹陷24之深度可大於、小於以上指定之值，或介於該等值之間。

在一些情況下，各奈米凹陷24之直徑或長度及寬度可在約10 nm至約1000 nm範圍內。作為實例，奈米凹陷24中之各者的直徑或長度及寬度可為約50 nm、約0.1 μm、約0.5 μm或約1 μm。一些樹脂可壓印有較大凹陷，例如其具有約10 μm、約100 μm或更大之直徑或長度及寬度。在奈米凹陷24之一些實例中，直徑或長度及寬度為約0.4 μm。

流體槽

如所提及，上面具有圖案化固化樹脂28之基板18可併入至流體槽30中。圖4A中展示示例流體槽30。如將參考圖4B所論述，流體槽30A之一些實例包括兩個對置的定序表面32、34。在其他實例中，流體槽30B包括由基板18支撐之一個定序表面32及附接至基板18之對置蓋36。

流體槽30包括流動通道38。雖然圖4A展示若干流動通道38，但應理解，流體槽30中可包括任何數目的流動通道38（例如單個通道、四個通道等）。在本文所揭示之一些實例中（圖4B），各流動通道38為界定於兩個對置的定序表面32、34之間的區域。在本文所揭示之其他實例中（圖4C），各流動通道38為界定於一個定序表面（例如32）與對置蓋36之間的區域。流體可引入至流動通道38中且自其中移除。在流體槽30中，各流動通道38可與每一其他流動通道38分離，使得引入至任何特定流動通道38中之流體不流入任何相鄰流動通道38中。

在一實例中，流動通道38具有矩形組態。流動通道38之長度及寬度可分別小於基板18之長度及寬度，使得固化圖案化樹脂28（在基板18上）圍繞流動通道38之一部分（例如表面40）可用於附接至另一基板18或蓋36。在一些情況下，各流動通道38之寬度可為約1 mm、約2.5 mm、約5 mm、約7 mm、約10 mm或更大或更小。各流動通道38之寬度及/或長度可大於、小於以上指定之值，或介於該等值之間。在另一實例中，流動通道38為正方形（例如10 mm×10 mm）。

舉例而言，當使用微接觸、氣溶膠或噴墨列印來沈積界定流動通道壁之分隔（separate）材料時，各流動通道38之深度可小至數個單層厚。對於其他實例，各流動通道38之深度可為約1 μm、約10 μm、約50 μm、約100 μm或更大。在一實例中，深度可在約10 μm至約100 μm範圍內。在另一實例中，深度為約5 μm或更小。應理解，各流動通道38之深度大於、小於以上指定之值，或介於該等值之間。例如，當使用圖案化定序表面32、34時，流動通道38之深度亦可沿流體槽30之長度及寬度改變。

圖4B示出包括圖案化對置定序表面32、34之流體槽30A的橫截面圖。在一實例中，此等表面32、34中之各者可在基板18、18'上之固化圖案化樹脂28、28'的奈米凹陷24、24'中製備。基板18、18'可彼此附接（例如經由表面40、40'）以形成流體槽30A之實例。可使用任何適合之接合材料42，諸如黏著劑、有助於接合之輻射吸收材料等來將表面40、40'接合在一起。

定序表面32、34包括聚合水凝膠44、44'及連接至聚合水凝膠44、44'之擴增引子46、46'。

聚合水凝膠44、44'之實例包括丙烯醯胺共聚物，諸如聚(N-(5-疊氮基乙醯胺基戊基)丙烯醯胺-共-丙烯醯胺PAZAM。PAZAM及一些其他形式之丙烯醯胺共聚物由以下結構（I）表示：

其中： R^A 選自由以下組成之群：疊氮基、視情況經取代之胺基、視情況經取代之烯基、視情況經取代之炔、鹵素、視情況經取代之腙、視情況經取代之肼、羧基、羥基、視情況經取代之四唑、視情況經取代之四

、氧化腈、硝酮、硫酸酯及硫醇； R^B 為H或視情況經取代之烷基； R^C 、R^D 及R^E 各自獨立地選自由H及視情況經取代之烷基組成之群； -(CH₂ )_p -中之各者可視情況經取代； p為1至50範圍內之整數； n為1至50,000範圍內之整數；且 m為1至100,000範圍內之整數。

所屬技術領域中具有通常知識者將認識到，結構（I）中重複的「n」及「m」個特徵之佈置為代表性的，且單體子單元可以任何次序存在於聚合物結構中（例如無規、嵌段、圖案化或其組合）。

PAZAM及其他形式之丙烯醯胺共聚物的分子量可在約5 kDa至約1500 kDa或約10 kDa至約1000 kDa範圍內，或在特定實例中可為約312 kDa。

在一些實例中，PAZAM及其他形式之丙烯醯胺共聚物為線性聚合物。在一些其他實例中，PAZAM及其他形式之丙烯醯胺共聚物為輕度交聯之聚合物。

在其他實例中，聚合水凝膠44、44'可為結構（I）之變體。在一個實例中，丙烯醯胺單元可經N,N-二甲基丙烯醯胺（

）置換。在此實例中，結構（I）中之丙烯醯胺單元可經

置換，其中R^D 、R^E 及R^F 各自為H或C1-C6烷基，且R^G 及R^H 各自為C1-C6烷基（而非如在丙烯醯胺之情況下為H）。在此實例中，q可為1至100,000範圍內之整數。在另一實例中，除丙烯醯胺單元以外可使用N,N-二甲基丙烯醯胺。在此實例中，除重複的「n」及「m」個特徵以外，結構（I）可包括

，其中R^D 、R^E 及R^F 各自為H或C1-C6烷基，且R^G 及R^H 各自為C1-C6烷基。在此實例中，q可為1至100,000範圍內之整數。

作為又另一實例，聚合水凝膠44、44'可包括結構（III）及（IV）中之各者的重複單元：

及

其中R^1a 、R^2a 、R^1b 及R^2b 中之各者獨立地選自氫、視情況經取代之烷基或視情況經取代之苯基；R^3a 及R^3b 中之各者獨立地選自氫、視情況經取代之烷基、視情況經取代之苯基或視情況經取代之C7-C14芳烷基；且各L¹ 及L² 獨立地選自視情況經取代之伸烷基連接子或視情況經取代之伸雜烷基連接子。

應理解，可使用其他分子來形成聚合水凝膠44、44'，只要該等分子經官能化以將寡核苷酸引子46、46'接枝於其上即可。適合聚合物層之其他實例包括具有膠態結構之分子，諸如瓊脂糖；或具有聚合物網狀結構之分子，諸如明膠；或具有交聯聚合物結構之分子，諸如聚丙烯醯胺聚合物及共聚物、無矽烷丙烯醯胺（silane free acrylamide；SFA）或SFA之疊氮化形式。適合聚丙烯醯胺聚合物之實例可由丙烯醯胺及丙烯酸或含有乙烯基之丙烯酸合成，或由形成[2+2]光環加成反應之單體合成。適合聚合水凝膠44、44'之另外其他實例包括丙烯醯胺與丙烯酸酯之混合共聚物。本文所揭示之實例中可使用多種含有丙烯酸單體（例如丙烯醯胺、丙烯酸酯等）之聚合物架構，諸如分支鏈聚合物，包括星形聚合物、星形或星形嵌段共聚物、樹枝狀聚合物及其類似物。舉例而言，單體（例如丙烯醯胺等）可以無規或嵌段形式併入至星形聚合物之支鏈（臂）中。

為將聚合水凝膠44、44'引入至奈米凹陷24、24'中，可產生聚合水凝膠44、44'之混合物且接著將其施加至固化圖案化樹脂28、28'。在一個實例中，聚合水凝膠44、44'可存在於混合物（例如與水或與乙醇及水）中。接著可使用旋塗，或浸漬或浸塗，或在正或負壓下之材料流動或另一適合之技術將混合物施加至各別固化圖案化樹脂28、28'（包括在奈米凹陷24、24'中）。此等類型之技術將聚合水凝膠44、44'全面覆蓋地（blanketly）沈積在固化圖案化樹脂28、28'上（例如在奈米凹陷24、24'中，及間隙區域26、26'及與其相鄰之表面40、40'上）。可使用其他選擇性沈積技術（例如涉及遮罩、受控列印技術等）來將聚合水凝膠44、44'特異性沈積在奈米凹陷24、24'中，而不沈積在間隙區域26、26'及表面40、40'上。

在一些實例中，可活化固化圖案化樹脂表面（包括奈米凹陷24、24'），且接著可向其施加混合物（包括聚合水凝膠44、44'）。在一個實例中，可使用氣相沈積、旋塗或其他沈積法將矽烷或矽烷衍生物（例如降莰烯矽烷）沈積於固化圖案化樹脂表面上。在另一實例中，可將固化圖案化樹脂表面暴露於電漿灰化以產生可黏著於聚合水凝膠44、44'之表面活化劑（例如，-OH基團）。

視聚合水凝膠44、44'之化學性質而定，施加的混合物可暴露於固化製程。在一實例中，固化可在室溫（例如約25℃）至約95℃範圍內之溫度下進行約1毫秒至約若干天範圍內之時間。

接著可進行拋光以便自奈米凹陷24、24'之周界處之間隙區域26、26'移除聚合水凝膠44、44'，同時使奈米凹陷24、24'中之表面上的聚合水凝膠44、44'至少實質上完整。

定序表面32、34亦包括連接至聚合水凝膠44、44'之擴增引子46、46'。

可進行接枝製程以將擴增引子46、46'接枝於奈米凹陷24、24'中之聚合水凝膠44、44'。在一實例中，可藉由在引子46、46'之5'末端處或附近單點共價連接將擴增引子46、46'固定至聚合水凝膠44、44'。此連接使得i）引子46、46'之轉接子特異性部分自由黏合其同源定序就緒核酸片段及ii）3'羥基自由用於引子延伸。出於此目的，可使用任何適合的共價連接。可使用之封端之引子的實例包括炔封端之引子（例如其可連接至聚合水凝膠44、44'之疊氮表面部分），或疊氮封端之引子（例如其可連接至聚合水凝膠44、44'之炔表面部分）。

適合引子46、46'之特定實例包括由Illumina公司出售之商業流體槽表面上所用之P5及P7引子，其用於在HiSeq™、HiSeqX™、MiSeq™、MiNISeq™、NextSeq™、NovaSeq™、Genome Analyzer™、ISEQ™及其他儀器平台上定序。P5及P7引子均可接枝於聚合水凝膠44、44'中之各者。

在一實例中，接枝可涉及流通沈積（例如使用暫時接合之蓋）、浸塗、噴塗、覆液施配或藉由將引子46、46'連接至聚合水凝膠44、44'之另一適合的方法。此等示例技術中之各者可利用引子溶液或混合物，其可包括引子46、46'、水、緩衝液及催化劑。在接枝方法中之任一者的情況下，引子46、46'與奈米凹陷24、24'中之聚合水凝膠44、44'的反應基反應，且對周圍固化圖案化樹脂28、28'不具有親和力。因此，引子46、46'選擇性接枝於聚合水凝膠44、44'。

如圖4B中所展示，基板18、18'經由固化圖案化樹脂28、28'彼此附接，使得定序表面32、34面向彼此，其中流動通道38界定於其間。

固化圖案化樹脂28、28'可在間隙區域26、26'中之一些或全部（諸如周界表面40、40'）處彼此接合。形成之接合可為化學鍵，或機械接合（例如使用緊固件等）。

可使用任何適合之技術將表面40、40'接合在一起，該技術諸如雷射接合、擴散接合、陽極接合、共晶接合、電漿活化接合、玻璃粉接合或所屬技術領域中已知的其他方法。在一實例中，間隔層（例如材料42）可用於接合表面40、40'。間隔層可為將表面40、40'中之至少某一部分密封在一起的任何材料42。在一些實例中，間隔層可為有助於接合之輻射吸收材料。

在圖4C中所展示之實例中，流體槽30B包括定位於基板18與固化圖案化樹脂28之間的平面波導堆疊48。在其他實例中，平面波導堆疊48可類似於圖4B中所展示之實例，且因此可包括兩個對置的平面波導堆疊48，其中哪一者與各別定序表面32、34相關。平面波導堆疊48可包括定位於基板18上之光柵層50；及定位於光柵層50上之平面波導層52。可使用本文所揭示之光柵層50及平面波導層52的任何實例。在一個實例中，固化圖案化樹脂28之互穿聚合物網路的折射率在約1.34至約1.50範圍內；且平面波導層52之折射率在約1.6至約2.5範圍內。此等折射率受良好控制，以便i）得到在平面波導層與光柵層50之邊界處經由全內反射而通過平面波導層52的光傳播；ii）調節消散波進入圖案化樹脂28中之穿透深度（且具體而言到達奈米凹陷24之底部）；及iii）在光射中光柵層50之後將光有效導引至平面波導層52中。亦期望防止固化圖案化樹脂28成為輸出耦合器。此可藉由使成像緩衝劑（例如引入至奈米凹陷24、24'中）之折射率與固化圖案化樹脂28之折射率匹配來達成。

定序表面32（包括聚合水凝膠44及擴增引子46）形成於固化圖案化樹脂28之奈米凹陷24中。

在此實例中，蓋36接合至固化圖案化樹脂28之周界表面40，如參考圖4B所描述。

定序方法

流體槽30、30A、30B之實例可用於整體（ensemble）定序技術，諸如合成式定序（sequencing by synthesis；SBS）。在整體定序中，可使用擴增引子46、46'在流體槽30、30A、30B上形成待定序之模板多核苷酸鏈（圖中未示）。在模板多核苷酸鏈形成開始時，可由任何核酸樣品（例如DNA樣品或RNA樣品）製備庫模板。可將核酸樣品片段化成單股、類似大小（例如＜1000 bp）的DNA或RNA片段。在製備期間，可將轉接子添加至此等片段之末端。經由減少之循環擴增，可將不同模體引入於轉接子中，諸如定序結合位點、索引，及與奈米凹陷24、24'中之引子46、46'互補的區。最終庫模板包括DNA或RNA片段及在兩個末端處之轉接子。在一些實例中，來自單一核酸樣品之片段具有向其中添加之相同轉接子。

複數個庫模板可引入至流體槽30、30A、30B中。使多個庫模板例如與固定於奈米凹陷24、24'中之兩種類型之引子46、46'中之一者雜合（hybridized）。

接著可進行叢集產生。在叢集產生之一個實例中，使用高保真DNA聚合酶藉由3'延伸自雜合引子複製庫模板。原始庫模板經變性，使複本固定於奈米凹陷24、24'中。等溫橋式擴增或某一其他形式之擴增可用於擴增經固定之複本。舉例而言，經複製之模板循環以與相鄰的互補引子46、46'雜合，且聚合酶複製經複製之模板以形成雙股橋，雙股橋變性以形成兩個單股之股。此兩股循環且與相鄰的互補引子46、46'雜合並再次延伸以形成兩個新的雙股環。藉由等溫變性及擴增之循環在各模板複本上重複該過程以產生密集的純系叢集。使雙股橋之各叢集變性。在一實例中，藉由特異性鹼基裂解移除反向股，留下正向模板多核苷酸股。叢集化引起在各奈米凹陷24、24'中形成若干模板多核苷酸鏈。此叢集化之實例為橋式擴增，且為可進行之擴增的一個實例。應理解，可使用其他擴增技術，諸如排除擴增（exclusion amplification，Examp）工作流（Illumina公司）。

可引入與模板多核苷酸鏈上之互補序列雜合的定序引子。此定序引子使得模板多核苷酸鏈準備好進行定序。

為起始定序，可將併入混合物添加至流體槽30、30A、30B中。在一個實例中，併入混合物包括液體載劑、聚合酶及3' OH阻斷之核苷酸。當將併入混合物引入至流體槽30、30A、30B中時，流體進入流動通道38及奈米凹陷24、24'（其中存在模板多核苷酸鏈）。

將3' OH阻斷之核苷酸以模板依賴性方式添加至定序引子中（從而延伸定序引子），使得偵測添加至定序引子中之核苷酸的順序及類型可用於確定模板之序列。更特定言之，核苷酸中之一者藉由各別聚合酶併入至延伸定序引子且與模板多核苷酸鏈互補之新生股中。換言之，在橫越流體槽30、30A、30B的模板多核苷酸鏈中之至少一些中，各別聚合酶藉由併入混合物中之核苷酸中之一者延伸雜合定序引子。

在此示例方法中，在將核苷酸鹼基併入至新生股中之後，包括任何未併入之3' OH阻斷之核苷酸的併入混合物可自流體槽30、30A、30B移除。此可使用洗滌溶液（例如緩衝液）實現。

3' OH阻斷之核苷酸包括可逆終止特性（例如3' OH阻斷基團），一旦核苷酸已添加至定序引子中，則該特性會進一步終止引子延伸。在不發生進一步併入之情況下，可經由成像事件偵測到最近併入之核苷酸。在成像事件期間，照明系統（圖中未示）可將激發光提供至流動通道38及奈米凹陷24、24'。若使用流體槽30B，則可使用基於波導之照明。

接著可將裂解混合物引入至流體槽30、30A、30B中。在本文所揭示之實例中，裂解混合物能夠i）自併入之核苷酸移除3' OH阻斷基團，及ii）自併入之核苷酸裂解任何可偵測標記。移除3' OH阻斷基團使得能夠進行後續定序循環。

裂解混合物中3' OH阻斷基團及適合之解阻斷試劑/組分的實例可包括：酯部分，其可藉由鹼水解而移除；烯丙基部分，其可用Nal、氯三甲基矽烷及Na₂ S₂ O₃ 或用丙酮/水中之Hg(II)來移除；疊氮基甲基，其可用膦來裂解，諸如參(2-羧乙基)膦（tris(2-carboxyethyl)phosphine；TCEP）或三(羥丙基)膦（tri(hydroxypropyl)phosphine；THP）；縮醛，諸如可用酸性條件裂解的三級丁氧基-乙氧基；MOM（-CH₂ OCH₃ ）部分，其可用LiBF₄ 及CH₃ CN/H₂ O裂解；2,4-二硝基苯次磺醯基，其可用諸如硫酚及硫代硫酸鹽之親核試劑裂解；四氫呋喃基醚，其可用Ag(I)或Hg(II)裂解；及3'磷酸，其可藉由磷酸酶（例如多核苷酸激酶）裂解。

洗滌可在各種流體遞送步驟之間進行。接著可重複SBS循環n次以使定序引子延伸n個核苷酸，從而偵測長度為n之序列。在一些實例中，可使用成對末端定序，其中對正向股進行定序並將其移除，且接著構築反向股並對其進行定序。

儘管已詳細描述SBS，但應理解，本文所描述之流體槽30、30A、30B可與其他定序方案一起用於基因分型或用於其他化學及/或生物學應用中。在一些情況下，可選擇流體槽之引子以使得能夠進行同時成對末端定序，其中正向股及反向股均存在於聚合水凝膠44、44'上，從而允許各讀段之同時鹼基識別。依序及同時成對末端定序有助於偵測基因體重排及重複序列元件，以及基因融合物及新穎轉錄本。在另一實例中，本文所揭示之流體槽30、30A、30B可用於流體槽上庫（on-flow cell library）產生。

為進一步說明本發明，本文給出實施例。應理解，此等實施例係出於說明目的而提供且不欲理解為限制本發明的範圍。 非限制性實施例

實施例 1

製備2種對照樹脂（6及7）。藉由將對照樹脂6及7以適當比率合併來製備5種不同樹脂混合物（1-5）。在對照樹脂7中，且因此在樹脂混合物1-5中之各者中，環氧類單體系統包括以下之1:3混合物：

（25 wt%），及

（75 wt%）。 在對照樹脂6中，且因此在此等樹脂混合物中之各者中，丙烯醯基類單體系統包括：

。

混合物及對照之單體含量展示於表1中。表 1

樹脂 ID	可陽離子聚合單體 ： 環氧單體之 1:3 混合物 （總單體之 wt% ）	可自由基聚合單體 ： 丙烯醯基單體 （總單體之 wt% ）
樹脂混合物1	10	90
樹脂混合物2	25	75
樹脂混合物3	50	50
樹脂混合物4	75	25
樹脂混合物5	90	10
對照樹脂6	0	100
對照樹脂7	100	0

對照樹脂6包括4 wt% 2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮（相對於單體）作為自由基光起始劑，且對照樹脂7包括4 wt%雙(4-甲基苯基)錪六氟磷酸鹽（相對於單體）作為陽離子光起始劑及4 wt%異丙基-9H-硫𠮿

-9-酮（相對於單體）作為敏化劑。將對照樹脂在丙二醇單甲醚乙酸酯中稀釋至8%之固體濃度。接著以適當比率混合對照樹脂以獲得樹脂混合物1-5中之各者。將各混合物及對照樹脂旋塗於矽晶圓上。在固化之前量測各混合物及對照樹脂之折射率及厚度。

使用UV暴露固化各混合物及對照樹脂。在固化之後量測各固化樹脂之折射率及厚度。

折射率結果展示於圖5A中，且厚度結果展示於圖5B中。圖5A中之結果表明改變混合物中之單體比率引起樹脂層折射率降低，在1.51（100%環氧-對照樹脂7）與1.49（100%丙烯醯基-對照樹脂6）之間。圖5B中之結果表明降低混合物中之環氧單體比率產生較薄樹脂層。

實施例 2

以與實施例1類似之方式製備若干不同樹脂混合物。混合物之單體含量展示於表2中。

表2中使用以下字首語： 2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-肆(丙基縮水甘油醚)環四矽氧烷（2,4,6,8-tetramethyl-2,4,6,8-tetrakis(propyl glycidyl ether)cyclotetrasiloxane）：G-D4 肆(環氧環己基乙基)四甲基環四矽氧烷（Tetrakis(epoxycyclohexyl ethyl)tetramethyl cyclotetrasiloxane）：EC-D4 聚(二甲基矽氧烷)，二縮水甘油醚封端（Poly(dimethylsiloxane), diglycidyl ether terminated）：G-PDMS 聚(丙二醇)二縮水甘油醚（Poly(propylene glycol) diglycidyl ether）：PPGGE 2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1,6-己二醇二丙烯酸酯（2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-1,6-hexanediol diacrylate）：BFA 新戊四醇四丙烯酸酯（Pentaerythritol tetraacrylate）：PETA 甘油1,3-二甘油醇酸二丙烯酸酯（Glycerol 1,3-diglycerolate diacrylate）：GDA表 2

樹脂 ID	可陽離子聚合單體 ： 環氧 （總單體之 wt% ）	可自由基聚合單體 ： 丙烯醯基 （總單體之 wt% ）
	G-D4	EC-D4	G-PDMS	PPGGE	BFA	PETA	GDA
RM 8*	---	---	---	50	50	---	---
RM 9	---	---	---	25	75	---	---
RM 10	---	10	---	---	90	---	---
RM 11	---	25	---	---	75	---	---
RM 12	---	50	---	---	50	---	---
RM 13	---	75	---	---	25	---	---
RM 14	12.5	12.5	---	---	75	---	---
RM 15	25	25	---	---	50	---	---
RM 16	37.5	37.5	---	---	25	---	---
RM 17	12.5	12.5	---	---	---	---	75
RM 18	25	25	---	---	---	---	50
RM 19	37.5	37.5	---	---	---	---	25
RM 20	---	---	50	---	---	---	50
RM 21	---	---	25	---	---	75	---
RM 22	---	---	50	---	---	50	---
RM 23	---	---	75	---	---	25	---
RM 24	---	---	---	25	---	---	75
RM 25	---	---	---	50	---	---	50
RM 26	---	---	---	75	---	---	25
RM 27	---	---	---	25	---	75	---
RM 28	---	---	---	50	---	50	---
RM 29	---	---	---	75	---	25	---

*添加調平劑

將各樹脂混合物過濾且旋塗於矽晶圓上。藉由將矽-丙烯酸酯工作印模（silicon-acrylate working stamp；Si-WS）抑或氟化工作印模（fluorinated working stamp；F-WS）壓入經塗佈之樹脂混合物中來測試壓印，且進行固化。

測試樹脂混合物及固化樹脂之可塗佈性（基板之均勻潤濕）、與工作印模之潤濕（有效填充WS特徵）、有效固化、利用工作印模之可壓印性（易於WS脫模及繞射圖案之視覺品質）、（固化樹脂之）折射率及/或（固化樹脂之）厚度。可塗佈性意謂樹脂混合物在基板上形成實質上均勻膜。可壓印性意謂工作印模之特徵成功地轉移至固化樹脂而無黏附、特徵尺寸損失等。樹脂、工作印模之類型及結果展示於表3中。若提供兩種工作印模類型及單個結果，則此指示兩種工作印模之結果相同。若提供兩種工作印模及兩個結果，則此指示各別工作印模之結果。舉例而言，若工作印模類型為Si-WS及F-WS且壓印結果為是及否（yes & no），則Si-WS成功壓印且F-WS未成功壓印。表 3

樹脂 ID	工作印模	可塗佈	WS 潤濕	固化	壓印	532 nm 下之 RI	厚度 （ nm ）
RM 8	Si-WS	+	是	是	是	1.49611	461±2
RM 9	Si-WS	+	是	是	否	1.49292	542±3
RM 10	Si-WS	+/-	是	否	否	1.56536	263±2
RM 11	Si-WS	+/-	是	是	否	1.54753	354±3
RM 12	Si-WS	+/-	是	是	否	1.48276	495±2
RM 13	Si-WS	+/-	是	否	否	1.51161	228±4
RM 14	Si-WS	+/-	是	是	否	1.61368	227±2
RM 15	Si-WS	+/-	是	是	否	1.48718	333±2
RM 16	Si-WS	+/-	是	是	否	1.48141	452±2
RM 17	Si-WS及F-WS	+	是	是	否	1.51031	553±1
RM 18	Si-WS及F-WS	+	是	是	否	1.51253	557±1
RM 19	Si-WS及F-WS	+	是	是	否	1.51734	582±1
RM 20	Si-WS及F-WS	+/-	是	是	否	1.47746	507±2
RM 21	Si-WS及F-WS	+	是	是	否	1.46611	496±2
RM 22	Si-WS及F-WS	+	是	是	否	1.52955	401±2
RM 23	Si-WS及F-WS	+	是	是	否	1.52738	410±2
RM 24	Si-WS及F-WS	+	是	是	是及否	1.50841	650±1
RM 25	Si-WS及F-WS	+	是	是	是及否	1.50056	520±1
RM 26	Si-WS及F-WS	+	是	是	是及否	1.48861	494±1
RM 27	Si-WS及F-WS	+	是	是	否	1.50834	512±1
RM 28	Si-WS及F-WS	+	是	是	否	1.50356	470±1
RM 29	Si-WS及F-WS	+	是	是	否	1.50318	453±1

在樹脂混合物8及9（不同比率之PPGGE及BFA）之情況下，塗佈均勻（+）膜且UV固化有效。對於樹脂混合物8，工作印模潤濕有效且獲得可壓印性。對於樹脂混合物9，可添加調平劑以達成可壓印性。

在樹脂混合物10至13（不同比率之EC-D4及BFA）之情況下，塗佈中等均勻（+/-）膜。固化並不總是有效的，例如當丙烯醯基單體過高（90%）或環氧單體過高（75%）時。對於此組合，EC-D4:BFA之比應在約50:50至約25:75範圍內。此外，在樹脂混合物10至13之情況下，達成有效工作印模潤濕，但由於工作印模脫模不理想，因此圖案無法成功地自印模轉移至樹脂上。EC-D4為極黏稠化合物，且因此減少此量可能係所期望的（如樹脂混合物11及12中所展示）。此外，可添加調平劑以改良工作印模脫模。

在樹脂混合物14至16（不同比率之EC-D4/G-D4混合物及BFA）之情況下，塗佈中等（+/-）均勻膜。所有此等實施例之固化均係有效的。此外，在樹脂混合物14至16之情況下，達成有效工作印模潤濕，但由於工作印模脫模不理想，因此圖案無法成功地自印模轉移至樹脂上。膜厚度隨G-D4含量增加而增加。此外，可添加調平劑以改良工作印模脫模。

在樹脂混合物17至19（不同比率之G-D4及GDA）之情況下，塗佈均勻（+）膜。對於所有此等實施例，固化有效。此外，在樹脂混合物17至19之情況下，達成有效工作印模潤濕，但由於工作印模脫模不理想，因此圖案無法成功地自印模轉移至樹脂上。可添加調平劑以改良工作印模脫模。

在樹脂混合物20（G-PDMS及GDA）之情況下，塗佈中等（+/-）均勻膜，且固化有效。此外，在樹脂混合物20之情況下，達成有效工作印模潤濕，但圖案無法成功地自印模轉移至樹脂上。PDMS材料柔軟，且或許增加GDA量可改良可壓印性。此外，可添加調平劑以改良工作印模脫模。

在樹脂混合物21至23（不同比率之G-PDMS及PETA）之情況下，塗佈均勻（+）膜。固化有效。此外，在樹脂混合物21至23之情況下，達成有效工作印模潤濕，但圖案無法成功地自印模轉移至樹脂上。PDMS材料柔軟，且或許增加PETA量可改良可壓印性。此外，可添加調平劑以改良工作印模脫模。

在樹脂混合物24至26（不同比率之PPGGE及GDA）之情況下，塗佈均勻（+）膜。UV固化有效。對於樹脂混合物24至26，工作印模潤濕有效，且當使用Si-WS時獲得可壓印性。然而，在F-WS之情況下無法達成壓印轉移。在此等實施例中亦可觀測到對黏度之影響，因為隨著環氧（PPGGE）量增加，固化樹脂厚度亦增加。在此等樹脂混合物中亦可觀測到丙烯醯基單體（GDA，RI = 1.446及PPGGE，RI = 1.457）對折射率之影響。

在樹脂混合物27至29（不同比率之PPGGE及PETA）之情況下，塗佈均勻（+）膜。UV固化有效。對於樹脂混合物27至29，工作印模潤濕有效，但由於工作印模脫模不理想，因此未獲得可壓印性。對於此等示例混合物，可添加調平劑以改良工作印模脫模。在此等實施例中亦可觀測到對黏度之影響，因為隨著丙烯醯基（PETA）量增加，固化樹脂厚度亦增加。

此實施例之結果說明可如何改變樹脂混合物中之不同單體及單體之不同量，以便調節樹脂混合物及/或所得互穿網路之一或多種特性。另外，樹脂混合物24至26之結果表明可如何選擇單體及單體之重量比以產生可使用特定工作印模壓印之樹脂混合物。

其他注意事項

應瞭解，前述概念及下文更詳細地論述之額外概念的所有組合（限制條件為此等概念並不彼此不相容）考慮作為本文中所揭示之發明主題的部分。詳言之，在本發明結尾處出現之所主張主題的所有組合考慮作為本文所揭示本發明主題的部分。亦應瞭解，本文中明確採用的亦可出現在以引用方式併入之任何揭示內容中之術語應符合與本文所揭示之特定概念最一致的含義。

本說明書通篇提及「一個實例（one example）」、「另一實例（another example）」、「一實例（an example）」等時意謂結合該實例描述之特定要素（例如特徵、結構及/或特性）包括於本文所描述之至少一個實例中，且可或可不存在於其他實例中。另外，應理解，除非上下文另外明確規定，否則關於任何實例所描述之要素可在各種實例中以任何適合方式組合。

應理解，本文所提供之範圍包括所陳述範圍及在所陳述範圍內的任何值或子範圍，如同明確地列舉所陳述範圍內的值或子範圍一般。舉例而言，約225 nm至約600 nm之範圍應解釋為不僅包括明確列舉之約225 nm至約600 nm之限值，且亦包括諸如約358 nm、約375.5 nm等之個別值，及諸如約355 nm至約395 nm、約350 nm至約575 nm等之子範圍。另外，當「約」及/或「實質上」用以描述值時，其意謂涵蓋所陳述值的較小變化（至多+/-10%）。

儘管已詳細地描述若干實例，但應理解，可修改所揭示之實例。因此，先前描述應視為非限制性的。

參考以下實施方式及圖式，本發明之實例之特徵將變得顯而易見，在圖式中，類似的圖式元件符號對應於類似但或許不相同的組件。出於簡潔起見，具有先前所描述功能之圖式元件符號或特徵可以或可不結合出現該等圖式元件符號或特徵之其他附圖來描述。

[圖1]為互穿聚合物網路之實例的示意圖；

[圖2]為描繪用於製造互穿聚合物網路之實例之示例方法的流程圖；

[圖3A至3C]為用於製造固化圖案化樹脂之方法之實例的示意圖；

[圖4A]為流體槽之實例的俯視圖；

[圖4B]為第一示例流體槽中之流動通道及圖案化定序表面之實例沿圖4A之4B-4B線截取的放大橫截面圖；

[圖4C]為第二示例流體槽中之流動通道及圖案化定序表面之實例沿圖4A之4C-4C線截取的放大橫截面圖；

[圖5A]為描繪樹脂混合物及固化樹脂之折射率相對於樹脂混合物中之環氧單體含量的圖；及

[圖5B]為描繪所沈積之樹脂混合物及固化樹脂之厚度相對於樹脂混合物中之環氧單體含量的圖。

18:基板

30:流體槽

38:流動通道

Claims (16)

1. 一種流體槽，其包含： 基板；及 該基板上之固化圖案化樹脂，該固化圖案化樹脂包括由間隙區域分隔開之奈米凹陷，該等奈米凹陷各自具有在約10 nm至約1000 nm範圍內之最大開口尺寸，且該固化圖案化樹脂包括包含環氧類聚合物及(甲基)丙烯醯基類聚合物之互穿聚合物網路。
2. 如請求項1之流體槽，其進一步包含： 定位於該基板上之光柵層；及 定位於該光柵層上之平面波導層。
3. 如請求項2之流體槽，其中： 該互穿聚合物網路之折射率在約1.35至約1.52範圍內；且 該平面波導層之折射率在約1.6至約2.5範圍內。
4. 如請求項1之流體槽，其進一步包含： 定位於該等奈米凹陷中之各者中的水凝膠；及 連接至該水凝膠之擴增引子。
5. 如請求項1之流體槽，其中該固化圖案化樹脂之厚度在約225 nm至約600 nm範圍內。
6. 如請求項1之流體槽，其中該環氧類聚合物與該(甲基)丙烯醯基類聚合物之重量比在25:75至約75:25範圍內。
7. 一種方法，其包含： 將樹脂混合物施加於基板上，該樹脂混合物包括以預定重量比存在於該樹脂混合物中之兩種可獨立交聯單體，該兩種可獨立交聯單體中之第一者為可陽離子聚合單體且該兩種可獨立交聯單體中之第二者為可自由基聚合單體； 用具有複數個奈米特徵之工作印模壓印該樹脂混合物；及 在該工作印模處於適當位置時固化該樹脂混合物，從而形成壓印有流體槽奈米凹陷之互穿聚合物網路。
8. 如請求項7之方法，其中該可陽離子聚合單體為多官能環氧單體，且其中該可自由基聚合單體為多官能(甲基)丙烯醯基單體。
9. 如請求項8之方法，其中該多官能環氧單體選自由以下組成之群： i）2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-肆(丙基縮水甘油醚)環四矽氧烷：

   

   ； ii）肆(環氧環己基乙基)四甲基環四矽氧烷：

   

   ； iii）聚(二甲基矽氧烷)，二縮水甘油醚封端：

   

   ， 其中4 ＜ n ＜ 8； iv）聚(丙二醇)二縮水甘油醚：

   

   ， 其中5 ＜ n ＜ 10； v）3,4-環氧環己烷甲酸3,4-環氧環己基甲酯：

   

   ； vi）雙酚A二縮水甘油醚，溴化：

   

   ； vii）聚(雙酚A-共-表氯醇)，縮水甘油基封端：

   

   ， 其中0 ＜ n ＜ 2； viii）雙酚A丙氧基化二縮水甘油醚：

   

   ； ix）單苯基官能參(環氧封端之聚二甲基矽氧烷)：

   

   ； x）三羥甲基丙烷三縮水甘油醚：

   

   ； xi）2,2'-(2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷-1,6-二基)雙(環氧乙烷)：

   

   ； xii）1,3-雙(3-縮水甘油氧基丙基)四甲基二矽氧烷：

   

   ； xiii）1,3雙[2(3,4環氧環己-1-基)乙基]四甲基二矽氧烷：

   

   ； xiv）縮水甘油基聚八面體倍半矽氧烷：

   

   ；及 xv）環氧環己基聚八面體倍半矽氧烷：

   

   ； xvi）參(4-羥苯基)甲烷三縮水甘油醚：

   

   ； xvii）4,4'-亞甲基雙(N,N-二縮水甘油基苯胺)：

   

   ；及 xviii）i)至xvii）之任何組合。
10. 如請求項8之方法，其中該多官能(甲基)丙烯醯基單體選自由以下組成之群： i）2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1,6-己二醇二丙烯酸酯：

    

    ； ii）新戊四醇四丙烯酸酯：

    

    ； iii）新戊四醇三丙烯酸酯：

    

    ； iv）甘油1,3-二甘油醇酸二丙烯酸酯：

    

    ； v）聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯：

    

    ， 其中8 ＜ n ＜ 10； vi）二甲基丙烯酸甘油酯，異構體混合物：

    

    ； vii）甲基丙烯酸3-(丙烯醯基氧基)-2-羥丙酯：

    

    ； viii）乙二醇二甲基丙烯酸酯：

    

    ； ix）雙(2-甲基丙烯醯基)氧基乙基二硫化物：

    

    ； x）三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯：

    

    ； xi）雙酚A甘油(1甘油/苯酚)二丙烯酸酯：

    

    ； xii）雙酚A二甲基丙烯酸酯：

    

    ； xiii）甲基丙烯醯氧基丙基封端之聚二甲基矽氧烷：

    

    ， 其中n經選擇以使該單體具有約420 g/mol、950 g/mol、4,000 g/mol、10,000 g/mol或25,000 g/mol之分子量； xiv）溴降莰烷內酯甲酸三丙烯酸鋯：

    

    ， 其中m在0至4範圍內，n在0至4範圍內，且m + n = 4； xv）丙烯酸鋯：

    

    ； xvi）丙烯酸羧乙酯鉿：

    

    ； xvii）丙烯醯聚八面體倍半矽氧烷：

    

    ； xviii）甲基丙烯醯基聚八面體倍半矽氧烷：

    

    ； xix）2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-肆(3-丙烯醯基氧基丙基)環四矽氧烷：

    

    ；及 xx）i)至xix）之任何組合。
11. 如請求項8之方法，其中： 該多官能環氧單體為聚(丙二醇)二縮水甘油醚：

    

    ， 該多官能(甲基)丙烯醯基單體為2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1,6-己二醇二丙烯酸酯：

    

    ；且 該預定重量比為約50:50。
12. 如請求項8之方法，其中： 該多官能環氧單體為聚(丙二醇)二縮水甘油醚：

    

    ， 該多官能(甲基)丙烯醯基單體為甘油1,3-二甘油醇酸二丙烯酸酯：

    

    ；且 該預定重量比在約25:75至約75:25範圍內。
13. 一種方法，其包含： 將可陽離子聚合單體與可自由基聚合單體混合以形成樹脂混合物，其中該樹脂混合物為待併入至流體槽中之互穿聚合物網路的前驅物； 使用至少一種待賦予該樹脂混合物或該互穿聚合物網路之特性來調整該可陽離子聚合單體與該可自由基聚合單體之重量比，該特性選自由以下組成之群：該互穿聚合物網路之折射率、該互穿聚合物網路之吸收率、該互穿聚合物網路之硬度、該互穿聚合物網路之厚度、該互穿聚合物網路之親水/疏水平衡、該樹脂混合物之黏度、該樹脂混合物與工作印模之表面化學相容性、該互穿聚合物網路之表面化學相容性、該互穿聚合物網路之收縮率及其組合；及 圖案化該樹脂混合物以形成該互穿聚合物網路。
14. 如請求項13之方法，其中該可陽離子聚合單體為環氧矽氧烷單體，且其中該可自由基聚合單體為(甲基)丙烯醯基單體。
15. 如請求項13之方法，其中： 所要特性為該樹脂混合物與該工作印模之該表面化學相容性； 該方法進一步包含選擇該工作印模之材料；且 將該可陽離子聚合單體與該可自由基聚合單體之該重量比調整為在約25:75至約75:25範圍內。
16. 如請求項13之方法，其中該圖案化涉及奈米壓印微影。

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