マイクロアレイ用マスクセット、これの製造方法、およびマスクセットを利用したマイクロアレイの製造方法
【課題】投光領域の面積が制御されたマスクセットが提供される。
【解決手段】マスクセットはマイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクであって、前記各マスクは投光領域および遮光領域を含むものの、前記投光領域の面積は、前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対し、５％以上である複数のマスクを含む。
【解決手段】マスクセットはマイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクであって、前記各マスクは投光領域および遮光領域を含むものの、前記投光領域の面積は、前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対し、５％以上である複数のマスクを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマスクセットに関するものであって、より詳細にはマイクロアレイのプローブをインサイツ合成するためのマスクセット、マスクセットの製造方法、およびマスクセットを利用したマイクロアレイの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゲノムプロジェクトが発展し、多様な有機体のゲノムヌクレオチド配列が明らかになることによってマイクロアレイに対する関心が増加している。マイクロアレイは、遺伝子発現分析（ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ）、遺伝子型分析（ｇｅｎｏｔｙｐｉｎｇ）、ＳＮＰのような突然変異（ｍｕｔａｔｉｏｎ）および多形（ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ）の検出、タンパク質およびペプチド分析、潜在的な薬のスクリーニング、新薬開発と製造などに広く使用される。
【０００３】
マイクロアレイは、基板上に固定された多数のプローブを含む。プローブはスポッティング（ｓｐｏｔｔｉｎｇ）によって直接固定されたり、フォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）を利用してインサイツ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）合成されて固定されたりする。フォトリソグラフィを利用したインサイツ合成方法は大量生産が容易であるため、最近になって特に注目されている。
【０００４】
プローブのインサイツ合成のためには多数のマスクが利用される。各マスクは、投光領域と遮光領域を含んでいる。各マスクは多数、例えば４個のプローブ用モノマーのうち何れか一つが割当てられる。プローブ用モノマーが４個の場合、プローブの一モノマー層を完成するためには最大４個の個別マスクが要求される。したがって、もしプローブが２５個のモノマー層で形成される場合、最大１００個の個別マスクが要求される。
【０００５】
マスクの投光領域は、モノマーが合成されるプローブセルと対応する。したがって、マスクのパターンはプローブセル別合成ターゲットプローブの配列によって変わる。すなわち、マスク全体は例えば平均的に２５％の投光領域を有しているが、個別のマスク単位ではプローブセルのプローブ配列によって平均よりはるかに小さい投光領域を有する場合が発生する。極端にいくつかのマスクは１％以下の投光領域を有することもできる。しかし、いくつかのマスクの投光領域が過度に小さくなれば、マスク製造時に正確なパターニングが難しくなる。例をあげれば、投光領域が不完全オープンされたり非オープン（ｎｏｔ ｏｐｅｎ）されたりし、望むサイズおよび／または形状の投光領域を確保できない現象が発生するようになる。このような現象はマイクロアレイが集積化されるほどさらに深刻化される。
【特許文献１】米国公開特許２００６−０９４０４０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする技術的課題は、投光領域の面積が制御されたマスクセットを提供しようとするものにある。
【０００７】
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、マスクレイアウトの投光領域の面積を制御するマスクレイアウト決定システムを提供しようとするものにある。
【０００８】
本発明が解決しようとするその他の技術的課題は、マスクレイアウトの投光領域の面積を制御するマスクレイアウト決定方法を提供しようとするものにある。
【０００９】
本発明が解決しようとする別の技術的課題は、投光領域の面積が制御されるマスクレイアウトを利用したマスクセットの製造方法を提供しようとするものにある。
【００１０】
本発明が解決しようとするその他の技術的課題は、前記したマスクセットを利用したマイクロアレイの製造方法を提供しようとするものにある。
【００１１】
本発明の技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていないまた他の技術的課題は次の記載から当業者に明確に理解できるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記技術的課題を達成するための本発明の一実施形態によるマスクセットは、マイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクであって、前記各マスクは投光領域および遮光領域を含むものの、前記投光領域の面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して５％以上である複数のマスクを含む。
【００１３】
前記他の技術的課題を達成するための本発明の一実施形態によるマスクレイアウト決定システムは、マイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクレイアウトに投光領域および遮光領域を付与するパターン決定部、前記複数のマスクレイアウトのうち何れか一つを選択する選択部、前記選択されたマスクレイアウトの投光領域の面積を最小投光面積と比較する比較部、および前記選択されたマスクレイアウトの投光領域の面積が前記最小投光面積より小さい場合に前記選択されたマスクレイアウトの遮光領域を前記非選択のマスクレイアウトの投光領域と交換するパターン変更部を含む。
【００１４】
前記また他の技術的課題を達成するための本発明の一実施形態によるマスクレイアウト決定方法は、マイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクレイアウトに投光領域および遮光領域を付与し、前記各マスクレイアウトの前記投光領域の面積が最小投光面積以上となるように前記各マスクレイアウトの前記遮光領域を前記他のマスクレイアウトの前記投光領域と交換することを含む。
【００１５】
前記また他の技術的課題を達成するための本発明の一実施形態によるマスクセットの製造方法は、マイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクレイアウトに投光領域および遮光領域を付与し、前記各マスクレイアウトの前記投光領域の面積が最小投光面積以上となるように前記各マスクレイアウトの前記遮光領域を前記他のマスクレイアウトの前記投光領域と交換し、前記遮光領域が前記投光領域で交換された前記各マスクレイアウトを含む複数のマスクレイアウトを利用して複数のマスクを製造することを含む。
【００１６】
前記また他の技術的課題を達成するための本発明の一実施形態によるマイクロアレイの製造方法は、複数のアレイされたプローブセルを含み、表面が光分解性保護基によって保護されている基板を提供し、複数のマスクとして、前記各マスクは投光領域および遮光領域を含むものの、前記投光領域の面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して５％以上である複数のマスクを含むマスクセットを利用して前記マイクロアレイのプローブをインサイツ合成することを含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の実施形態によるマスクレイアウトの決定方法によれば、合成対象プローブの配列を変更せずに、複数個のマスクレイアウトの投光領域がすべて最小投光面積より同じであったり大きい面積を有したりするように制御できるため、それによって製造されるマスクセットのパターン信頼度が改良され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるであろう。しかし、本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現されるものであり、単に本実施形態は本発明の開示が完全なようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範囲によってのみ定義される。
【００１９】
空間的に相対的な用語の「下（ｂｅｌｏｗ）「、「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下部（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「上部（ｕｐｐｅｒ）」などは、図面に示されているように、一つの素子または構成要素と異なる素子または構成要素との相関関係を容易に記述するために使用され得る。空間的に相対的な用語は、図面に示されている方向に加えて使用時または動作時に素子の互いに異なる方向を含む用語として理解されなければならない。明細書全体において、同一参照符号は同一構成要素を指称する。
【００２０】
以下、添付図面を参考して本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図１は本発明のいくつかの実施形態によって製造されたマイクロアレイの斜視図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切断した断面図である。
【００２２】
図１および図２を参照すると、本発明のいくつかの実施形態によって製造されたマイクロアレイ１００は、基板１１０および多数のプローブ１４０を含む。多数のプローブ１４０は、基板上にカップリングしている。さらに、マイクロアレイ１００は、プローブ１４０と基板１１０の間に前記プローブ１４０および基板１１０のカップリングを媒介する固定層（ｆｉｘｉｎｇ ｌａｙｅｒ）１２０および／またはリンカー１３０を含み得る。
【００２３】
基板１１０は、例えば、可撓性（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）または剛性（ｒｉｇｉｄ）基板であり得る。適用される可撓性基板の例としては、ナイロン、ニトロセルロースなどのメンブレインまたはプラスチックフィルムなどを挙げることができる。剛性基板としては、シリコン基板、ソーダ石灰ガラスから成る透明ガラス基板などが例示され得る。シリコン基板または透明ガラス基板の場合には、混成化過程の間は非特異的結合がほとんど起きない。また、シリコン基板または透明ガラス基板は、半導体素子の製造工程またはＬＣＤパネルの製造工程などですでに安定的に確立されて適用されている多様な薄膜の製造工程および写真エッチング工程などがそのまま適用できる長所がある。
【００２４】
プローブ１４０は、例えば、オリゴマープローブであり得る。ここで、オリゴマーとは、共有結合した２つ以上のモノマー（ｍｏｎｏｍｅｒ）から成るポリマー（ｐｏｌｙｍｅｒ）であって、分子量が概略１０００以下であり得る。オリゴマーは、例えば、約２ないし５００個のモノマーを含み得る。さらに具体的な例として、オリゴマーは、約５ないし３０個のモノマーを含み得る。しかし、本発明で言及するオリゴマーは、前記例示した数値に制限されず、当業界でオリゴマーと指称され得るすべてのものを含む。
【００２５】
オリゴマープローブのモノマーは、例えば、ヌクレオシド、ヌクレオチド、アミノ酸、またはペプチドであり得る。
【００２６】
前記ヌクレオシドおよびヌクレオチドは、公知のプリンおよびピリジン塩基を含むだけではなく、メチル化されたプリンまたはピリジン、アシル化されたプリンまたはピリジンなどを含み得る。前記塩基としては、アデニン（Ａ）、グアニン（Ｇ）、チミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）や、ウラシル（Ｕ）などが例示される。また、ヌクレオシドおよびヌクレオチドは、従来のリボースおよびデオキシリボース糖を含むだけではなく、一つ以上のヒドロキシル基がハロゲン原子または脂肪族に置換されたりエーテル、アミンなどの官能基が結合した変形されたりする糖を含み得る。
【００２７】
前記アミノ酸は、自然に発見されるアミノ酸のＬ−、Ｄ−、および非キラル（ｎｏｎｃｈｉｒａｌ）型アミノ酸だけではなく、変形アミノ酸（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ）、またはアミノ酸類似体（ａｎａｌｏｇ）などであり得る。
【００２８】
前記ペプチドは、アミノ酸のカルボキシル基と異なるアミノ酸のアミノ基の間のアミド結合によって生成した化合物を示す。
【００２９】
したがって、前記プローブ（オリゴマープローブ）１４０は、２つ以上のヌクレオシド、ヌクレオチド、アミノ酸、ペプチドなどで形成され得る。
【００３０】
各プローブ１４０は、プローブ用モノマーのインサイツ合成によって形成され得る。プローブ用モノマーのインサイツ合成は、複数のマスクを含むマスクセットを利用してなされ得る。前記マスクおよびマスクセットに対する詳細な説明は後述する。
【００３１】
固定層１２０は、基板１１０とプローブ１４０の間でこれらの間のカップリングを媒介する。固定層１２０は、混成化分析条件、例えばｐＨ６−９のリン酸（ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）またはＴＲＩＳバッファと接触時に加水分解せず実質的に安定した物質で形成され得る。例をあげれば、ＰＥ−ＴＥＯＳ膜、ＨＤＰ酸化膜またはＰ−ＳｉＨ４酸化膜、熱酸化膜などのシリコン酸化膜、ハフニウムシリケート、ジルコニウムシリケートなどのシリケート、シリコン酸窒化膜、ハフニウム酸窒化膜、ジルコニウム酸窒化膜などの金属酸窒化膜、チタニウム酸化膜、タンタル酸化膜、アルミニウム酸化膜、ハフニウム酸化膜、ジルコニウム酸化膜、ＩＴＯなどの金属酸化膜、ポリイミド、ポリアミン、金、銀、銅、パラジウムなどの金属、またはポリスチレン、ポリアクリル酸、ポリビニールなどのポリマーで形成され得る。
【００３２】
固定層１２０とプローブ１４０の間には、選択的にリンカー１３０が介在することができる。リンカー１３０は、これらの間のカップリングを媒介する。したがって、リンカー１３０は、固定層１２０とカップリングし得る官能基およびプローブ１４０とカップリングされ得る官能基を同時に含む物質で形成され得る。さらに、リンカー１３０は、混成化のための空間的マージンを提供する機能を有することができる。これのためにリンカー１３０の長さは、例えば、６ないし５０アトム（ａｔｏｍｓ）であり得るが、これに制限されるものではない。
【００３３】
基板（プローブセルアクティブ）１１０がシリコン酸化膜、シリケートまたはシリコン酸窒化膜からなる場合、リンカー１３０のカップリング基は基板１１０表面のＳｉ（ＯＨ）基と反応して、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を生成し得るシリコン基を含むことができる。例えば−Ｓｉ（ＯＭｅ）３、−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２、−ＳｉＭｅＣｌ２、−ＳｉＭｅ（ＯＥｔ）２、−ＳｉＣｌ３、−Ｓｉ（ＯＥｔ）３であり得る。作用基を含み、シロキサン結合を生成し得るシリコン基を含む。
【００３４】
物質としては、Ｎ−（３−（トリエトキシシリル）−プロピル）−４−ヒドロキシブチルアミド、Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）アミノプロピル−トリエトキシシラン、アセトキシプロピルートリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、国際公開特許ＷＯ ００／２１９６７号に開示されたシリコン化合物などが挙げられ、前記公開特許の内容は本明細書に十分に開示されたように援用されて統合される。
【００３５】
前記のような構成のマイクロアレイ１００は、多数のプローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）を含む。プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）は、プローブ１４０がカップリングしている区画を意味する。したがって、プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）は、プローブ１４０およびプローブ１４０がカップリングする対象を含むものとして理解され得る。プローブ１４０がカップリングする対象は、前述した通り基板１１０、固定層１２０、および／またはリンカー１３０である。したがって、プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）と称される場合、これらのうち少なくとも一つを含むものとして理解され得る。
【００３６】
各プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）は、固定層１２０などにカップリングしたプローブ１４０の配列（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）および／または固定層１２０の物理的なパターンによって区別される。
【００３７】
さらに具体的に説明すれば、例えば、同一プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）に含まれているプローブ１４０は、実質的にすべて同一のプローブ１４０配列を有する。反面、互いに異なるプローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）間のプローブ１４０は、互いに異なるプローブ１４０配列を有する。例示的に示される図２を参照して説明すると、ＰＲＯＢＥ ５と称されるものは、すべて同一のプローブ１４０配列を有する。ＰＲＯＢＥ ６、ＰＲＯＢＥ ７、およびＰＲＯＢＥ ８と称されるものも同じである。しかし、ＰＲＯＢＥ ５、ＰＲＯＢＥ ６、ＰＲＯＢＥ ７、およびＰＲＯＢＥ ８の相互関係においては、これら相互の間にプローブ１４０配列がすべて異なる。すなわち、該当プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）に含まれるプローブ１４０の配列により、図２の左側からＰＲＯＢＥ ５を含む第５プローブセル（Ｐ５）、ＰＲＯＢＥ ６を含む第６プローブセル（Ｐ６）、ＰＲＯＢＥ ７を含む第７プローブセル（Ｐ７）、およびＰＲＯＢＥ ８を含む第８プローブセル（Ｐ８）と各々区分され得る。同じように図１に示されている第１ないし第４プローブセル（Ｐ１−Ｐ４）、および第９ないし第１２プローブセル（Ｐ９−Ｐ１２）の場合にも、同一の議論が適用され得る。
【００３８】
各プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）を区別する他の基準は、物理的なパターンである。すなわち、互いに異なるプローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）は、物理的にパターニングされ得、これらの間にアイソレイション（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）領域（未図示）が介在し得る。
【００３９】
多数のプローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）は、図１に示される通り、行方向および列方向にアレイされたパターンで配列され得る。各プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）のサイズおよび形状は、実質的に同一であり得る。
【００４０】
以下、前述したマイクロアレイ１００のプローブ１４０インサイツ合成に利用されるマスクに対して説明する。図３は本発明の一実施形態によるマスクの平面図である。図４は図３のＩＶ−ＩＶ’線に沿って切断した断面図である。
【００４１】
本発明の一実施形態によるマスク２０１は、図３に示される通り、マイクロアレイの各プローブセルに対応する多数の区画に区分され得、各区画は投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）のうち何れか一つによって占有される。マスク２０１の投光領域（ＴＲ）および遮光領域（ＢＲ）の数は、これら領域の隣接の可否を問わず、対応するプローブセルの数と同数であるとして計算される。したがって、図３の場合、投光領域（ＴＲ）は２個であり、遮光領域（ＢＲ）は１０個で計算される。
【００４２】
図４を参照して本発明の一実施形態によるマスクの断面構造を説明すると、マスク２０１は透明なガラスなどで形成されたベース２２０、ベース２２０上に部分的に形成され、クロムなどの不透明物質から成る遮光パターン層２３０、および遮光パターン層２３０上に形成され、クロム酸化物などで成された反射防止パターン層２４０を含む。
【００４３】
前述したマスク２０１の投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）は、遮光パターン層２３０の形成の可否によって決定される。すなわち、遮光パターン層２３０が形成されている領域は遮光領域（ＢＲ）を形成し、遮光パターン層２３０が形成されていない領域は透明なベース２２０が露出して投光領域（ＴＲ）を形成するようになる。
【００４４】
このようなマスクの製造方法を説明するために、図５Ａないし図５Ｃが参照される。図５Ａないし図５Ｃは、図４のマスクの製造方法を説明するための断面図である。
【００４５】
先に図５Ａを参照すると、ベース２２０上に遮光層（２３０ａ）、反射防止層（２４０ａ）、フォトレジスト膜（２５０ａ）が順次形成されている積層体を準備する。続いて、フォトレジスト膜（２５０ａ）を選択的に露光４００する。前記選択的露光領域は、あらかじめ準備されたマスクレイアウトに基づいて行われ得る。
【００４６】
図５Ｂを参照すると、選択的に露光されたフォトレジスト膜（２５０ａ）領域を現像工程によって除去することによって、反射防止層（２４０ａ）を露出するフォトレジストパターン２５０を形成する。
【００４７】
図５Ｃを参照すると、露出した反射防止層（２４０ａ）およびその下部の遮光層（２３０ａ）をエッチングして、反射防止膜パターン層２４０および遮光パターン層２３０を形成し、その下部の基板２２０を露出させる。前記エッチングは、例えば、異方性エッチングであり得る。
【００４８】
続いて、フォトレジストパターン２５０を除去すると、図４に示されるようにマスク２０１が完成し得る。完成したマスク２０１で反射防止層（２４０ａ）およびその下部の遮光層（２３０ａ）が除去された領域は、投光領域（ＴＲ）となることは自明である。
【００４９】
前述した製造段階で、前記フォトレジスト膜２５０の選択的露光４００は、例えば、電子ビームを利用して成される。しかし、このような露光４００段階において選択的に露光される領域の総面積がマスク２０１全面積に比べて過度に小さくなると、正確なパターニングが難しい。例えば、同一なドース量を有する電子ビームで多様なマスクを製造する場合、あまりにも過度に小さい露光面積は露光対象領域が望む露光量に露光されることを妨害する。また、現像段階においてもあまりにも過度に小さい露光面積は精密な現像を妨害する原因となる。このような要因によってマスクパターン（ＴＲ、ＢＲ）の信頼度が減少する。したがって、製造されるマスクパターン（ＴＲ、ＢＲ）は、投光領域（ＴＲ）が適正水準の面積、例えば最小投光面積以上の面積を有する必要がある。
【００５０】
最小の投光面積は、一つの投光領域（ＴＲ）のサイズに応じて変わることもある。一つの投光領域（ＴＲ）のサイズは、対応する一つのプローブセルの面積に比例する。例えば、一つのプローブセルの一辺が１０μｍ以上の正方形で形成された場合などのように一つのプローブセルの面積が１００μｍ２以上である場合、マスク２０１の投光領域（ＴＲ）の面積（投光領域が複数である場合、各投光領域の面積の合計）は、マスク２０１の投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）の総面積（すべての投光領域および遮光領域の面積の合計）に対し、約５％以上であり得る。しかし、一つのプローブセルの面積がそれより小さい場合、最小投光面積は前述した数値より増加する。
【００５１】
同一（の）プローブセルとは、最小投光面積を満たすように、マスクレイアウト間の投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）交換するときに、投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）に対応するプローブセルが同じであることを意味する。したがって、達成すべきプローブセルと得られるプローブセルとは同じである。
【００５２】
例えば、一つのプローブセルの面積が１ないし１００μｍ２である場合にはマスク２０１の投光領域（ＴＲ）の面積は、マスク２０１の投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）の総面積に対し、約７．５％以上であり得る。そして、一つのプローブセルの面積が０．０１ないし１μｍ２である場合にはマスク２０１の投光領域（ＴＲ）の面積は、マスク２０１の投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）の総面積に対し、約１０％以上であり得る。
【００５３】
図３においてマスク２０１の投光領域（ＴＲ）は、総１２個の区画のうち２個を占有する。各投光領域（ＴＲ）および各遮光領域（ＢＲ）の面積が同一であると仮定すると、図３のマスク２０１の投光領域（ＴＲ）の面積は、投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）の総面積の約１６．７％で、１０％を越える。したがって、図３のマスク２０１は、一つのプローブセルの面積が０．０１μｍ２以上である場合にすべて適用され得る。
【００５４】
図６は本発明の他の実施形態によるマスクの平面図である。本発明の他の実施形態によるマスク２０２は、図３のマスク２０１とは異なり、図６に示されるとおり、総１２個の区画のうち投光領域（ＴＲ）が占める区画は１個である。したがって、図６のマスク２０２の投光領域（ＴＲ）の面積は、投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）の総面積の約８．３％である。したがって、図６のマスク２０２の場合には一つのプローブセルの面積が０．０１ないし１μｍ２であるマイクロアレイのプローブ製造に適用することが不可能ではないが、より信頼度のあるマイクロアレイのプローブをインサイツ合成のために、一つのプローブセルの面積が１μｍ２以上であるマイクロアレイのプローブ製造に使用されることが推薦される。もし、合成対象となるプローブセルの面積が０．０１ないし１μｍ２の範囲にあり、これを変更しにくい場合、図６のマスク２０２は、マスク製造以前のマスクレイアウト段階で後述される本発明の実施形態によるマスクレイアウトの決定方法を利用することによって、その設計パターンが変更され得、その変更されたパターンで製造され提供され得る。
【００５５】
図７は本発明の実施形態によるマスクセットの斜視図である。本発明の実施形態によるマスクセット２１０は、前述した本発明の実施形態によるマスクを複数個含むことによって形成される。例示的な図面である図７において、マスクセット２０１は１２個のマスク（Ｍ１−Ｍ１２）を含んでいる。一つのマスク（Ｍ１−Ｍ１２）は、１回のマイクロアレイのプローブを合成するために少なくとも１回のリソグラフィー工程に用いられる。したがって、図７のマスクセット２１０は、マイクロアレイのプローブを合成するために少なくとも１２回のリソグラフィー工程が用いられることを暗示する。
【００５６】
各リソグラフィー工程は、一つのプローブモノマーを反応させるためである。したがって、各マスク（Ｍ１−Ｍ１２）は、対象となる多数のプローブモノマーのうち何れか一つが割当てられる。例えば、対象となるモノマーがアデニン（Ａ）、グアニン（Ｇ）、チミン（Ｔ）、およびシトシン（Ｃ）から選択された何れか一つを塩基として有するヌクレオチドホスホラミダイトモノマーの場合、各マスク（Ｍ１−Ｍ１２）は、これらモノマーのうち何れか一つが割当てられる。
【００５７】
マスクセット２１０を構成する各マスク（Ｍ１−Ｍ１２）は、すべて前述した本発明の実施形態によるマスクの条件を満足する。したがって、マスクセット２１０は一つのプローブセルの面積が１００μｍ２である場合、マイクロアレイのプローブ合成に適用される場合に、投光領域（ＴＲ）および遮光領域（ＢＲ）の面積の合計に対する投光領域（ＴＲ）の面積は、すべてのマスク（Ｍ１−Ｍ１２）において約５％以上であり得る。同じように、一つのプローブセルの面積が１ないし１００μｍ２である場合、投光領域（ＴＲ）の面積はすべてのマスク（Ｍ１−Ｍ１２）において約７．５％以上であり、一つのプローブセルの面積が０．０１ないし１μｍ２である場合、投光領域（ＴＲ）の面積はすべてのマスク（Ｍ１−Ｍ１２）で約１０％以上であり得る。
【００５８】
以下、前述したようなマスクセットを製造する方法を説明する。以下の実施形態では説明の便宜上プローブが合成されるマイクロアレイのプローブセルの面積が０．０１ないし１μｍ２である場合を例示し、それに従って製造される各マスクは、投光領域の面積がすべてのマスクにおいて、投光領域および遮光領域の面積の合計に対し、約１０％以上の値を有することを目標とすると仮定する。
【００５９】
図８は本発明の一実施形態によるマスクセットを製造する方法を説明するための順序図である。
【００６０】
図８を参照すると、先に、複数のマスクレイアウトを決定する（Ｓ１１）。ここで、マスクレイアウトとは、マスクを製造するためにマスクパターンが描かれている配置図だけではなく、マスク製造のためのマスクパターンデータを含む。すなわち、マスクレイアウトは図面として提供され得、データシートでも提供され得る。また、マスクレイアウトは、コンピュータに単にそのデータが保存される方式で提供され得る。
【００６１】
前記仮定した通り、本実施形態によって製造されるすべてのマスクは、投光領域（ＴＲ）の面積が、投光領域（ＴＲ）および遮光領域（ＢＲ）の面積の合計に対し、約１０％以上の値を有することを目標とするため、複数のマスクレイアウトもこれに対応するように決定する。
【００６２】
続いて、決定された複数のマスクレイアウトによって複数のマスクを製造する（Ｓ１２）。マスクレイアウトによるマスクの製造は、図５Ａないし図５Ｃを参照して説明したマスクの製造方法と実質的に同一な方法でなされ得る。
【００６３】
前述した複数のマスクレイアウトを決定する段階を以下でより詳細に説明する。
【００６４】
複数のマスクレイアウトの決定は、マスクレイアウト決定システムを利用してなされ得る。図９は本発明の一実施形態によるマスクレイアウト決定システムのブロック図である。図９を参照すると、本発明の一実施形態によるマスクレイアウト決定システム３００は、パターン決定部３１０、選択部３２０、比較部３３０、およびパターン変更部３４０を含む。
【００６５】
パターン決定部３１０は、マイクロアレイのプローブ配列データの入力を受け、入力されたプローブ配列データを利用してマイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクレイアウトを生成し、各マスクレイアウトに投光領域（ＴＲ）および遮光領域（ＢＲ）を付与する。
【００６６】
選択部３２０は、パターン決定部３１０から投光領域（ＴＲ）および遮光領域（ＢＲ）が付与された各マスクレイアウトのデータの入力を受け、このうち何れか一つのマスクレイアウトを選択する。
【００６７】
比較部３３０は、選択部３２０で選択されたマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）面積と最小投光面積を比較する。選択されたマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）面積が最小投光面積以上である場合、比較部はその結果を選択部３２０に伝達し、選択部３２０では再び他のマスクレイアウトを選択する。選択されたマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）面積が最小投光面積より小さい場合、その結果をパターン変更部３４０に伝達する。
【００６８】
パターン変更部３４０は、投光領域（ＴＲ）面積が最小投光面積より小さい、選択されたマスクレイアウトの遮光領域（ＢＲ）を非選択のその他のマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）と交換し、投光領域（ＴＲ）の数を増加させ、これを比較部３３０に再び伝達する。比較部３３０は、投光領域（ＴＲ）の数が増加した、前記選択されたマスクレイアウトでの投光領域（ＴＲ）面積と最小投光領域（ＴＲ）の面積を比較する。
【００６９】
選択的に、マスクレイアウト決定システム３００は、検査部３５０をさらに含み得る。検査部３５０は、比較部３３０ですべてのマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）面積が最小投光領域（ＴＲ）の面積より大きいと判断された場合、マスクレイアウトを利用してプローブ合成をシミュレーションし、シミュレーション合成されたプローブの配列がパターン決定部３１０に最初に提供されていたプローブ配列データ（望むプローブ配列）と同一であるのかを検査する。
【００７０】
図１０は本発明の一実施形態によるマスクレイアウト決定方法を説明するための順序図である。図１０を参照して、本発明の一実施形態によるマスクレイアウトの決定方法を説明すると、先に、複数のマスクレイアウトに投光領域（ＴＲ）および遮光領域（ＢＲ）を付与する（Ｓ２１）。具体的には、複数のマスクレイアウトに各々合成対象となるモノマーのうち何れか一つを割当てて、これらの順序を決定する。次に、各マスクレイアウトを多数のプローブセルと各々対応する多数の区画で分割する。続いて、各区画に投光領域（ＴＲ）および遮光領域（ＢＲ）を付与する。
【００７１】
続いて、各プローブセルに望むプローブ配列が合成されるのか判断する（Ｓ２２）。もし、望むプローブ配列が合成されない場合、再び前記複数のマスクレイアウトに投光領域（ＴＲ）および遮光領域（ＢＲ）を付与することを繰り返す。
【００７２】
前記（Ｓ２１）段階および（Ｓ２２）段階の繰り返しによって望むプローブ配列が合成される場合、各マスクレイアウトの投光領域の面積が最小投光面積以上であるか判断する（Ｓ２３）。もし選択された何れか一つのマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）面積が最小投光面積より小さければ、マスクレイアウトの遮光領域（ＢＲ）を他のマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）と交換する（Ｓ２４）。この時、相互交換される遮光領域（ＢＲ）および投光領域（ＴＲ）は、同一のプローブセルに対応することが好ましい。そして、選択されたマスクレイアウトには、交換される投光領域（ＴＲ）を含んでいる他のマスクレイアウトと同一のモノマーが割当てられることが好ましい。
【００７３】
さらに、遮光領域（ＢＲ）と投光領域（ＴＲ）の交換にもかかわらず、前記対応するプローブセルには、同一のプローブ配列が合成されることが好ましい。プローブモノマーは、プローブセルに対応するマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）と対応されるときに合成される。この時、合成されるモノマーは、前記プローブセルに対応する投光領域（ＴＲ）が割当てられたモノマー（投光領域を含むマスクレイアウトが割当てられたモノマー）であろう。その結果、プローブセルに合成されるプローブ配列は、プローブセルと対応する投光領域（ＴＲ）に割当てられた合成対象モノマーの順序と同一となる。したがって、交換前後によるプローブセルに対応する投光領域（ＴＲ）に割当てられた合成対象モノマーの順序を比較すると、交換前後にもかかわらず、同一のプローブ配列が合成されるのか確認することができる。
【００７４】
マスクレイアウト間の遮光領域（ＢＲ）と投光領域（ＴＲ）を交換すると、再び選択されたマスクレイアウトの投光領域の面積が最小投光面積以上であるのかを判断する（Ｓ２３）。もし、小さければ遮光領域（ＢＲ）と投光領域（ＴＲ）をまた交換する（Ｓ２４）。前記Ｓ２３およびＳ２４段階は、すべてのマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）の面積が最小投光面積以上となるときまで繰り返す。その結果、すべてのマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）の面積は、最小オープン面積より大きくなる。
【００７５】
以後、選択的に交換された複数のマスクレイアウトを利用して望むプローブ配列が合成されるのか検査する（Ｓ２５）。前記検査は、パターンが変更されたマスクレイアウトの信頼度を向上させるためである。すなわち、複数のマスクレイアウトのうち何れか一つのパターンだけが誤っても、これらを利用して、プローブを合成すると誤ったプローブ配列が合成され得、これはマイクロアレイ全体の不良につながる。したがって、最終的にプローブ合成シミュレーション検査を遂行することが好ましい。
【００７６】
図１１ないし図１４は本発明の一実施形態によるマスクレイアウトのパターン変更段階を示す斜視図である。図１１ないし図１４を参照し、前述したＳ２３およびＳ２４段階をさらに具体的に説明する。
【００７７】
本実施形態の前提として、次の事項を仮定する。すなわち、プローブが合成されるマイクロアレイは１２個のプローブセルを含む。各プローブセルの面積は０．０１ないし１μｍ２の範囲にあり、各マスクの最小オープン面積は、投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）の面積の合計に対し、１０％である。各プローブセルに合成されるモノマーの配列は、表１のとおりである。
【００７８】
【表１】
【００７９】
（ただし、表１においてＰ１ないしＰ１２は、第１プローブセルないし第１２プローブセルを表す。また、Ａ、Ｃ、Ｇ、Ｔは、各々合成対象になるモノマーを表す。）
先に、図１０で説明したとおり、前記与えられたプローブ配列を合成するための複数のマスクレイアウトのパターンおよび配列を決定する。具体的な説明のために表２および図１１を参照する。
【００８０】
【表２】
【００８１】
表１および図１１に示すとおり、複数のマスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）を準備し、これらを順に配列して、それぞれのマスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）にＡ、Ｃ、Ｇ、Ｔの合成対象モノマーを順に交代で割当てる。また、各マスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）を、第１ないし第１２プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）に対応する区画で区分する。続いて、各プローブセルのプローブ配列順序に合うように各マスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）別に各プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）に対応する区画に合成対象モノマーをチェックした後、チェックされた区画に投光領域（ＴＲ）を付与する。各マスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）の投光領域（ＴＲ）以外の区画には、すべて遮光領域（ＢＲ）を付与する。続いて、投光領域（ＴＲ）が付与されていないマスクレイアウトを除去することによって、最終マスクレイアウトの数を決定する。この時、最終マスクレイアウトの数は適用可能な最小の数字に決定されるのが好ましい。
【００８２】
続いて、マスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）のパターン変更のために、投光領域（ＴＲ）の面積が最小投光面積より小さいマスクレイアウトを選択する。表１で投光領域（ＴＲ）の面積が最小投光面積の１０％より小さいマスクレイアウトは投光領域（ＴＲ）が一つのみである１０番目、１１番目、１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１０、ＭＬ１１、ＭＬ１２）であり、このうち一つのマスクレイアウトを選択する。例をあげれば、前記マスクレイアウトのうち最後マスクレイアウトである１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）を選択する。
【００８３】
続いて、選択された１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）の遮光領域（ＢＲ）を、他のマスクレイアウトの１番目ないし１１番目マスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１１）の投光領域（ＴＲ）と交換する。プローブ合成配列を維持するために遮光領域（ＢＲ）と投光領域（ＴＲ）の交換は同数交換であり、同一のプローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）に対応する遮光領域（ＢＲ）および投光領域（ＴＲ）間の交換することが好ましい。表２の場合において、前記条件を満足する一例は、記入されたＡ、Ｇ、Ｃ、Ｔのうち何れか一つを行方向の記入されていない欄に移動することである。
【００８４】
また、交換対象となるマスクレイアウトは、１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）に割当てられた合成対象モノマー（Ｔ）と同一なモノマーが割当てられたマスクレイアウトであり得る。すなわち、Ｔが割当てられた４番目マスクレイアウト（ＭＬ４）および８番目マスクレイアウト（ＭＬ８）が交換対象候補となる。これらのうちプローブ配列を変えず交換できる投光領域（ＴＲ）は、各プローブセルに対応する投光領域（ＴＲ）であって最後に位置する投光領域（ＴＲ）の８番目マスクレイアウト（ＭＬ８）の第４、第５、および第１２プローブセル（Ｐ４、Ｐ５、Ｐ１２）に対応する投光領域（ＴＲ）である。この中でまず一つを１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）の遮光領域（ＢＲ）と交換する。表３には８番目マスクレイアウト（ＭＬ８）の第４プローブセル（Ｐ４）に対応する投光領域（ＴＲ）を、前記選択された１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）の第４プローブセル（Ｐ４）に対応する遮光領域（ＢＲ）と交換した例が示されている。前記交換例は、また図１２にも示されている。
【００８５】
【表３】
【００８６】
続いて、選択されたマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）の面積が最小投光面積以上であるのか判断する。もし、投光領域（ＴＲ）の交換にもかかわらず、相変らず最小投光面積より小さい場合には、また８番目マスクレイアウト（ＭＬ８）の第５および第１２プローブセル（Ｐ５、Ｐ１２）に対応する投光領域（ＴＲ）のうち何れか一つを１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）の同一のプローブセル（Ｐ５、Ｐ１２）に対応する遮光領域（ＢＲ）と交換する。しかし、表３および図１２の場合には、１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）の投光領域（ＴＲ）が２個に増えることによってすでに最小投光面積より大きくなっている。このように投光領域（ＴＲ）の面積が最小投光面積より大きくなれば、選択されたマスクレイアウトに対するパターン変更を中止して次のマスクレイアウトを選択する。例えば、１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）の直前マスクレイアウトの１１番目マスクレイアウト（ＭＬ１１）を選択する。
【００８７】
表３および図１２を参照して、前述した１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）のパターン変更と同一な方法を利用して、選択された１１番目マスクレイアウト（ＭＬ１１）の遮光領域（ＢＲ）を他のマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）と交換する。この時、前記他のマスクレイアウトの候補ですでにパターン変更が完了した１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）は、除外することが好ましい。したがって、交換可能なマスクレイアウトは、１番目ないし１０番目マスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１０）である。これらの中で交換対象となるマスクレイアウトは１１番目マスクレイアウト（ＭＬ１１）に割当てられた合成対象モノマー（Ｇ）と同一なモノマーが割当てられたマスクレイアウトであるため、Ｇが割当てられた３番目マスクレイアウト（ＭＬ３）および７番目マスクレイアウト（ＭＬ７）が交換対象候補となる。さらに、プローブ配列を変えず交換できる投光領域（ＴＲ）は、各プローブセルに対応する投光領域（ＴＲ）であって最後に位置する投光領域（ＴＲ）の７番目マスクレイアウト（ＭＬ７）の第９および第１１プローブセル（Ｐ９、Ｐ１１）に対応する投光領域（ＴＲ）である。例えばこれらのうち、７番目マスクレイアウト（ＭＬ７）の第９プローブセル（Ｐ９）に対応する投光領域（ＴＲ）を、１１番目マスクレイアウト（ＭＬ１１）の第９プローブセル（Ｐ９）に対応する遮光領域（ＢＲ）と交換する。その結果を表４および図１３に示めす。
【００８８】
【表４】
【００８９】
表４および図１３を参照すると、前記投光領域（ＴＲ）および遮光領域（ＢＲ）の交換によって、１１番目マスクレイアウト（ＭＬ１１）の投光領域（ＴＲ）は２個に増加し、最小投光面積より大きくなっている。したがって、次のマスクレイアウトを選択する。残ったマスクレイアウトは、１０番目マスクレイアウト（ＭＬ１０）である。１０番目マスクレイアウト（ＭＬ１０）に対しても前記と同様な方法を用いれば、６番目マスクレイアウト（ＭＬ６）の第３プローブセル（Ｐ３）に対応する投光領域（ＴＲ）が交換対象となり、これを１０番目マスクレイアウト（ＭＬ１０）の第３プローブセル（Ｐ３）に対応する遮光領域（ＢＲ）と交換すると、表５および図１４に示すようなマスクレイアウトが決定される。
【００９０】
【表５】
【００９１】
表５および図１４を参照すると、前記パターン変更の結果によってすべてのマスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）の投光領域（ＴＲ）の面積が最小投光面積より大きくなっている。したがって、さらにこれ以上のパターン変更を停止し、複数のマスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）のパターンを決定する。
【００９２】
前記のように決定された複数のマスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）はすべて投光領域（ＴＲ）の面積が最小投光面積以上である条件を満足するため、このように決定された複数のマスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）を利用し、複数のマスクを製造すると、同一のドース量の電子ビームの露光を利用しても形成されるマスクパターンの信頼度が改良される。
【００９３】
引続き、前述したような複数のマスクを含むマスクセットを利用し、マイクロアレイを製造する方法について説明する。図１５ないし図２１は本発明の一実施形態によるマイクロアレイの製造方法を説明するための斜視図である。図１５ないし図２１の実施形態に使用されるマスクセットは、表５および図１４によって決定されたマスクレイアウトを利用して製造されたマスクセットであって図７に示されるマスクセットであると仮定する。
【００９４】
先に、図１５を参照すると、複数のアレイされたプローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）を含み、表面が光分解性保護基１５０によって保護されている基板１１０を提供する。図１５で光分解性保護基１５０は、基板１１０にカップリングしているリンカー１３０に結びつくことによって、基板１１０の表面を保護している。図１５では、図面の明確性のために、固定層は省略されている。
【００９５】
図１６を参照すると、マスクセット２１０の１番目マスク（Ｍ１）を利用して基板１１０上のプローブセルを露光する。その結果、１番目マスクの投光領域（ＴＲ）に対応する第１、第２、第３、第６、および第１０プローブセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ６、Ｐ１０）が露光４０１される。
【００９６】
図１７を参照すると、前記露光の結果、第１、第２、第３、第６、および第１０プローブセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ６、Ｐ１０）ではリンカー１３０に結合した光分解性保護基が分解して、リンカーの官能基が露出する。
【００９７】
図１８を参照すると、図１７の結果物に光分解性保護基１５０が結合しているＡモノマー１４１を提供する。光分解性保護基１５０が結合しているＡモノマー１４１は、官能基が露出している第１、第２、第３、第６、および第１０プローブセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ６、Ｐ１０）でリンカー１３０と結合する。その以外のプローブセル（Ｐ４、Ｐ５、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１１、Ｐ１２）は、光分解性保護基１５０によって保護されているため、光分解性保護基１５０が結合しているＡモノマー１４１は結合しない。その結果、第１、第２、第３、第６、および第１０プローブセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ６、Ｐ１０）にＡモノマー（１４１０）が反応するが、これらは光分解性保護基１５０と結合しているため、合成された基板１１０の表面は、図１５のように、再び光分解性保護基１５０によって保護されている。
【００９８】
図１９を参照すると、マスクセット２１０の２番目マスク（Ｍ２）を利用して図１８の基板１１０上のプローブセルを露光する。その結果、２番目マスク（Ｍ２）の投光領域（ＴＲ）に対応する第２、第７、第１０、および第１１プローブセル（Ｐ２、Ｐ７、Ｐ１０、Ｐ１１）が露光４０１される。
【００９９】
図２０を参照すると、前記露光の結果、第２、第７、第１０、および第１１プローブセル（Ｐ２、Ｐ７、Ｐ１０、Ｐ１１）でリンカー１３０またはＡモノマー１４１に結合した光分解性保護基１５０が分解してリンカー１３０またはＡモノマー１４１の官能基が露出する。
【０１００】
図２１を参照すると、図２０の結果物に光分解性保護基１５０が結合しているＣモノマー１４２を提供する。光分解性保護基１５０が結合しているＣモノマー１４２は、官能基が露出している第２、第７、第１０、および第１１プローブセル（Ｐ２、Ｐ７、Ｐ１０、Ｐ１１）でリンカー１３０またはＡモノマー１４１と結合する。その以外のプローブセル（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１２）は、光分解性保護基１５０によって保護されているため、光分解性保護基１５０が結合しているＣモノマー１４２は結合しない。その結果、第２、第７、第１０、および第１１プローブセル（Ｐ２、Ｐ７、Ｐ１０、Ｐ１１）にＣモノマー１４２が結合するが、これらは光分解性保護基１５０と結合しているため、合成された基板１１０の表面は、図１５のように、また光分解性保護基１５０によって保護される。
【０１０１】
続いて、３番目マスク（Ｍ３）から１２番目マスク（Ｍ１２）に至るまで前記した方法と同様な方法でインサイツ合成を継続して行うと、各プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）別に表５に示すプローブ配列を有するマイクロアレイを製造することができる。
【０１０２】
以上添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で実施され得ることを理解できるであろう。したがって以上で記述した実施形態をすべての面で例示的なものであり、限定的ではないことと理解しなければならない。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明のマスクセットはマイクロアレイのプローブの合成に利用される。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明のいくつかの実施形態によって製造されたマイクロアレイの斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切断した断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるマスクの平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ’線に沿って切断した断面図である。
【図５Ａ】図４のマスクを製造する方法を説明するための断面図である。
【図５Ｂ】図４のマスクを製造する方法を説明するための断面図である。
【図５Ｃ】図４のマスクを製造する方法を説明するための断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態によるマスクの平面図である。
【図７】本発明の実施形態によるマスクセットの斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態によるマスクセットを製造する方法を説明するための順序図である。
【図９】本発明の一実施形態によるマスクレイアウト決定システムのブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるマスクレイアウト決定方法を説明するための順序図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるマスクレイアウトのパターン変更段階を示す斜視図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるマスクレイアウトのパターン変更段階を示す斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態によるマスクレイアウトのパターン変更段階を示す斜視図である。
【図１４】本発明の一実施形態によるマスクレイアウトのパターン変更段階を示す斜視図である。
【図１５】本発明の一実施形態によるマイクロアレイの製造方法を説明するための斜視図である。
【図１６】本発明の一実施形態によるマイクロアレイの製造方法を説明するための斜視図である。
【図１７】本発明の一実施形態によるマイクロアレイの製造方法を説明するための斜視図である。
【図１８】本発明の一実施形態によるマイクロアレイの製造方法を説明するための斜視図である。
【図１９】本発明の一実施形態によるマイクロアレイの製造方法を説明するための斜視図である。
【図２０】本発明の一実施形態によるマイクロアレイの製造方法を説明するための斜視図である。
【図２１】本発明の一実施形態によるマイクロアレイの製造方法を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１００ マイクロアレイ、
１１０ 基板、
１２０ 固定層、
１３０ リンカー、
１４０ プローブ、
１５０ 光分解性保護基、
２０１、２０２ マスク、
２１０ マスクセット。
【技術分野】
【０００１】
本発明はマスクセットに関するものであって、より詳細にはマイクロアレイのプローブをインサイツ合成するためのマスクセット、マスクセットの製造方法、およびマスクセットを利用したマイクロアレイの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゲノムプロジェクトが発展し、多様な有機体のゲノムヌクレオチド配列が明らかになることによってマイクロアレイに対する関心が増加している。マイクロアレイは、遺伝子発現分析（ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ）、遺伝子型分析（ｇｅｎｏｔｙｐｉｎｇ）、ＳＮＰのような突然変異（ｍｕｔａｔｉｏｎ）および多形（ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ）の検出、タンパク質およびペプチド分析、潜在的な薬のスクリーニング、新薬開発と製造などに広く使用される。
【０００３】
マイクロアレイは、基板上に固定された多数のプローブを含む。プローブはスポッティング（ｓｐｏｔｔｉｎｇ）によって直接固定されたり、フォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）を利用してインサイツ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）合成されて固定されたりする。フォトリソグラフィを利用したインサイツ合成方法は大量生産が容易であるため、最近になって特に注目されている。
【０００４】
プローブのインサイツ合成のためには多数のマスクが利用される。各マスクは、投光領域と遮光領域を含んでいる。各マスクは多数、例えば４個のプローブ用モノマーのうち何れか一つが割当てられる。プローブ用モノマーが４個の場合、プローブの一モノマー層を完成するためには最大４個の個別マスクが要求される。したがって、もしプローブが２５個のモノマー層で形成される場合、最大１００個の個別マスクが要求される。
【０００５】
マスクの投光領域は、モノマーが合成されるプローブセルと対応する。したがって、マスクのパターンはプローブセル別合成ターゲットプローブの配列によって変わる。すなわち、マスク全体は例えば平均的に２５％の投光領域を有しているが、個別のマスク単位ではプローブセルのプローブ配列によって平均よりはるかに小さい投光領域を有する場合が発生する。極端にいくつかのマスクは１％以下の投光領域を有することもできる。しかし、いくつかのマスクの投光領域が過度に小さくなれば、マスク製造時に正確なパターニングが難しくなる。例をあげれば、投光領域が不完全オープンされたり非オープン（ｎｏｔ ｏｐｅｎ）されたりし、望むサイズおよび／または形状の投光領域を確保できない現象が発生するようになる。このような現象はマイクロアレイが集積化されるほどさらに深刻化される。
【特許文献１】米国公開特許２００６−０９４０４０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする技術的課題は、投光領域の面積が制御されたマスクセットを提供しようとするものにある。
【０００７】
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、マスクレイアウトの投光領域の面積を制御するマスクレイアウト決定システムを提供しようとするものにある。
【０００８】
本発明が解決しようとするその他の技術的課題は、マスクレイアウトの投光領域の面積を制御するマスクレイアウト決定方法を提供しようとするものにある。
【０００９】
本発明が解決しようとする別の技術的課題は、投光領域の面積が制御されるマスクレイアウトを利用したマスクセットの製造方法を提供しようとするものにある。
【００１０】
本発明が解決しようとするその他の技術的課題は、前記したマスクセットを利用したマイクロアレイの製造方法を提供しようとするものにある。
【００１１】
本発明の技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていないまた他の技術的課題は次の記載から当業者に明確に理解できるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記技術的課題を達成するための本発明の一実施形態によるマスクセットは、マイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクであって、前記各マスクは投光領域および遮光領域を含むものの、前記投光領域の面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して５％以上である複数のマスクを含む。
【００１３】
前記他の技術的課題を達成するための本発明の一実施形態によるマスクレイアウト決定システムは、マイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクレイアウトに投光領域および遮光領域を付与するパターン決定部、前記複数のマスクレイアウトのうち何れか一つを選択する選択部、前記選択されたマスクレイアウトの投光領域の面積を最小投光面積と比較する比較部、および前記選択されたマスクレイアウトの投光領域の面積が前記最小投光面積より小さい場合に前記選択されたマスクレイアウトの遮光領域を前記非選択のマスクレイアウトの投光領域と交換するパターン変更部を含む。
【００１４】
前記また他の技術的課題を達成するための本発明の一実施形態によるマスクレイアウト決定方法は、マイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクレイアウトに投光領域および遮光領域を付与し、前記各マスクレイアウトの前記投光領域の面積が最小投光面積以上となるように前記各マスクレイアウトの前記遮光領域を前記他のマスクレイアウトの前記投光領域と交換することを含む。
【００１５】
前記また他の技術的課題を達成するための本発明の一実施形態によるマスクセットの製造方法は、マイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクレイアウトに投光領域および遮光領域を付与し、前記各マスクレイアウトの前記投光領域の面積が最小投光面積以上となるように前記各マスクレイアウトの前記遮光領域を前記他のマスクレイアウトの前記投光領域と交換し、前記遮光領域が前記投光領域で交換された前記各マスクレイアウトを含む複数のマスクレイアウトを利用して複数のマスクを製造することを含む。
【００１６】
前記また他の技術的課題を達成するための本発明の一実施形態によるマイクロアレイの製造方法は、複数のアレイされたプローブセルを含み、表面が光分解性保護基によって保護されている基板を提供し、複数のマスクとして、前記各マスクは投光領域および遮光領域を含むものの、前記投光領域の面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して５％以上である複数のマスクを含むマスクセットを利用して前記マイクロアレイのプローブをインサイツ合成することを含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の実施形態によるマスクレイアウトの決定方法によれば、合成対象プローブの配列を変更せずに、複数個のマスクレイアウトの投光領域がすべて最小投光面積より同じであったり大きい面積を有したりするように制御できるため、それによって製造されるマスクセットのパターン信頼度が改良され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるであろう。しかし、本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現されるものであり、単に本実施形態は本発明の開示が完全なようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範囲によってのみ定義される。
【００１９】
空間的に相対的な用語の「下（ｂｅｌｏｗ）「、「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下部（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「上部（ｕｐｐｅｒ）」などは、図面に示されているように、一つの素子または構成要素と異なる素子または構成要素との相関関係を容易に記述するために使用され得る。空間的に相対的な用語は、図面に示されている方向に加えて使用時または動作時に素子の互いに異なる方向を含む用語として理解されなければならない。明細書全体において、同一参照符号は同一構成要素を指称する。
【００２０】
以下、添付図面を参考して本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図１は本発明のいくつかの実施形態によって製造されたマイクロアレイの斜視図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切断した断面図である。
【００２２】
図１および図２を参照すると、本発明のいくつかの実施形態によって製造されたマイクロアレイ１００は、基板１１０および多数のプローブ１４０を含む。多数のプローブ１４０は、基板上にカップリングしている。さらに、マイクロアレイ１００は、プローブ１４０と基板１１０の間に前記プローブ１４０および基板１１０のカップリングを媒介する固定層（ｆｉｘｉｎｇ ｌａｙｅｒ）１２０および／またはリンカー１３０を含み得る。
【００２３】
基板１１０は、例えば、可撓性（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）または剛性（ｒｉｇｉｄ）基板であり得る。適用される可撓性基板の例としては、ナイロン、ニトロセルロースなどのメンブレインまたはプラスチックフィルムなどを挙げることができる。剛性基板としては、シリコン基板、ソーダ石灰ガラスから成る透明ガラス基板などが例示され得る。シリコン基板または透明ガラス基板の場合には、混成化過程の間は非特異的結合がほとんど起きない。また、シリコン基板または透明ガラス基板は、半導体素子の製造工程またはＬＣＤパネルの製造工程などですでに安定的に確立されて適用されている多様な薄膜の製造工程および写真エッチング工程などがそのまま適用できる長所がある。
【００２４】
プローブ１４０は、例えば、オリゴマープローブであり得る。ここで、オリゴマーとは、共有結合した２つ以上のモノマー（ｍｏｎｏｍｅｒ）から成るポリマー（ｐｏｌｙｍｅｒ）であって、分子量が概略１０００以下であり得る。オリゴマーは、例えば、約２ないし５００個のモノマーを含み得る。さらに具体的な例として、オリゴマーは、約５ないし３０個のモノマーを含み得る。しかし、本発明で言及するオリゴマーは、前記例示した数値に制限されず、当業界でオリゴマーと指称され得るすべてのものを含む。
【００２５】
オリゴマープローブのモノマーは、例えば、ヌクレオシド、ヌクレオチド、アミノ酸、またはペプチドであり得る。
【００２６】
前記ヌクレオシドおよびヌクレオチドは、公知のプリンおよびピリジン塩基を含むだけではなく、メチル化されたプリンまたはピリジン、アシル化されたプリンまたはピリジンなどを含み得る。前記塩基としては、アデニン（Ａ）、グアニン（Ｇ）、チミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）や、ウラシル（Ｕ）などが例示される。また、ヌクレオシドおよびヌクレオチドは、従来のリボースおよびデオキシリボース糖を含むだけではなく、一つ以上のヒドロキシル基がハロゲン原子または脂肪族に置換されたりエーテル、アミンなどの官能基が結合した変形されたりする糖を含み得る。
【００２７】
前記アミノ酸は、自然に発見されるアミノ酸のＬ−、Ｄ−、および非キラル（ｎｏｎｃｈｉｒａｌ）型アミノ酸だけではなく、変形アミノ酸（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ）、またはアミノ酸類似体（ａｎａｌｏｇ）などであり得る。
【００２８】
前記ペプチドは、アミノ酸のカルボキシル基と異なるアミノ酸のアミノ基の間のアミド結合によって生成した化合物を示す。
【００２９】
したがって、前記プローブ（オリゴマープローブ）１４０は、２つ以上のヌクレオシド、ヌクレオチド、アミノ酸、ペプチドなどで形成され得る。
【００３０】
各プローブ１４０は、プローブ用モノマーのインサイツ合成によって形成され得る。プローブ用モノマーのインサイツ合成は、複数のマスクを含むマスクセットを利用してなされ得る。前記マスクおよびマスクセットに対する詳細な説明は後述する。
【００３１】
固定層１２０は、基板１１０とプローブ１４０の間でこれらの間のカップリングを媒介する。固定層１２０は、混成化分析条件、例えばｐＨ６−９のリン酸（ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）またはＴＲＩＳバッファと接触時に加水分解せず実質的に安定した物質で形成され得る。例をあげれば、ＰＥ−ＴＥＯＳ膜、ＨＤＰ酸化膜またはＰ−ＳｉＨ４酸化膜、熱酸化膜などのシリコン酸化膜、ハフニウムシリケート、ジルコニウムシリケートなどのシリケート、シリコン酸窒化膜、ハフニウム酸窒化膜、ジルコニウム酸窒化膜などの金属酸窒化膜、チタニウム酸化膜、タンタル酸化膜、アルミニウム酸化膜、ハフニウム酸化膜、ジルコニウム酸化膜、ＩＴＯなどの金属酸化膜、ポリイミド、ポリアミン、金、銀、銅、パラジウムなどの金属、またはポリスチレン、ポリアクリル酸、ポリビニールなどのポリマーで形成され得る。
【００３２】
固定層１２０とプローブ１４０の間には、選択的にリンカー１３０が介在することができる。リンカー１３０は、これらの間のカップリングを媒介する。したがって、リンカー１３０は、固定層１２０とカップリングし得る官能基およびプローブ１４０とカップリングされ得る官能基を同時に含む物質で形成され得る。さらに、リンカー１３０は、混成化のための空間的マージンを提供する機能を有することができる。これのためにリンカー１３０の長さは、例えば、６ないし５０アトム（ａｔｏｍｓ）であり得るが、これに制限されるものではない。
【００３３】
基板（プローブセルアクティブ）１１０がシリコン酸化膜、シリケートまたはシリコン酸窒化膜からなる場合、リンカー１３０のカップリング基は基板１１０表面のＳｉ（ＯＨ）基と反応して、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を生成し得るシリコン基を含むことができる。例えば−Ｓｉ（ＯＭｅ）３、−ＳｉＭｅ（ＯＭｅ）２、−ＳｉＭｅＣｌ２、−ＳｉＭｅ（ＯＥｔ）２、−ＳｉＣｌ３、−Ｓｉ（ＯＥｔ）３であり得る。作用基を含み、シロキサン結合を生成し得るシリコン基を含む。
【００３４】
物質としては、Ｎ−（３−（トリエトキシシリル）−プロピル）−４−ヒドロキシブチルアミド、Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）アミノプロピル−トリエトキシシラン、アセトキシプロピルートリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、国際公開特許ＷＯ ００／２１９６７号に開示されたシリコン化合物などが挙げられ、前記公開特許の内容は本明細書に十分に開示されたように援用されて統合される。
【００３５】
前記のような構成のマイクロアレイ１００は、多数のプローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）を含む。プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）は、プローブ１４０がカップリングしている区画を意味する。したがって、プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）は、プローブ１４０およびプローブ１４０がカップリングする対象を含むものとして理解され得る。プローブ１４０がカップリングする対象は、前述した通り基板１１０、固定層１２０、および／またはリンカー１３０である。したがって、プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）と称される場合、これらのうち少なくとも一つを含むものとして理解され得る。
【００３６】
各プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）は、固定層１２０などにカップリングしたプローブ１４０の配列（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）および／または固定層１２０の物理的なパターンによって区別される。
【００３７】
さらに具体的に説明すれば、例えば、同一プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）に含まれているプローブ１４０は、実質的にすべて同一のプローブ１４０配列を有する。反面、互いに異なるプローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）間のプローブ１４０は、互いに異なるプローブ１４０配列を有する。例示的に示される図２を参照して説明すると、ＰＲＯＢＥ ５と称されるものは、すべて同一のプローブ１４０配列を有する。ＰＲＯＢＥ ６、ＰＲＯＢＥ ７、およびＰＲＯＢＥ ８と称されるものも同じである。しかし、ＰＲＯＢＥ ５、ＰＲＯＢＥ ６、ＰＲＯＢＥ ７、およびＰＲＯＢＥ ８の相互関係においては、これら相互の間にプローブ１４０配列がすべて異なる。すなわち、該当プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）に含まれるプローブ１４０の配列により、図２の左側からＰＲＯＢＥ ５を含む第５プローブセル（Ｐ５）、ＰＲＯＢＥ ６を含む第６プローブセル（Ｐ６）、ＰＲＯＢＥ ７を含む第７プローブセル（Ｐ７）、およびＰＲＯＢＥ ８を含む第８プローブセル（Ｐ８）と各々区分され得る。同じように図１に示されている第１ないし第４プローブセル（Ｐ１−Ｐ４）、および第９ないし第１２プローブセル（Ｐ９−Ｐ１２）の場合にも、同一の議論が適用され得る。
【００３８】
各プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）を区別する他の基準は、物理的なパターンである。すなわち、互いに異なるプローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）は、物理的にパターニングされ得、これらの間にアイソレイション（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）領域（未図示）が介在し得る。
【００３９】
多数のプローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）は、図１に示される通り、行方向および列方向にアレイされたパターンで配列され得る。各プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）のサイズおよび形状は、実質的に同一であり得る。
【００４０】
以下、前述したマイクロアレイ１００のプローブ１４０インサイツ合成に利用されるマスクに対して説明する。図３は本発明の一実施形態によるマスクの平面図である。図４は図３のＩＶ−ＩＶ’線に沿って切断した断面図である。
【００４１】
本発明の一実施形態によるマスク２０１は、図３に示される通り、マイクロアレイの各プローブセルに対応する多数の区画に区分され得、各区画は投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）のうち何れか一つによって占有される。マスク２０１の投光領域（ＴＲ）および遮光領域（ＢＲ）の数は、これら領域の隣接の可否を問わず、対応するプローブセルの数と同数であるとして計算される。したがって、図３の場合、投光領域（ＴＲ）は２個であり、遮光領域（ＢＲ）は１０個で計算される。
【００４２】
図４を参照して本発明の一実施形態によるマスクの断面構造を説明すると、マスク２０１は透明なガラスなどで形成されたベース２２０、ベース２２０上に部分的に形成され、クロムなどの不透明物質から成る遮光パターン層２３０、および遮光パターン層２３０上に形成され、クロム酸化物などで成された反射防止パターン層２４０を含む。
【００４３】
前述したマスク２０１の投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）は、遮光パターン層２３０の形成の可否によって決定される。すなわち、遮光パターン層２３０が形成されている領域は遮光領域（ＢＲ）を形成し、遮光パターン層２３０が形成されていない領域は透明なベース２２０が露出して投光領域（ＴＲ）を形成するようになる。
【００４４】
このようなマスクの製造方法を説明するために、図５Ａないし図５Ｃが参照される。図５Ａないし図５Ｃは、図４のマスクの製造方法を説明するための断面図である。
【００４５】
先に図５Ａを参照すると、ベース２２０上に遮光層（２３０ａ）、反射防止層（２４０ａ）、フォトレジスト膜（２５０ａ）が順次形成されている積層体を準備する。続いて、フォトレジスト膜（２５０ａ）を選択的に露光４００する。前記選択的露光領域は、あらかじめ準備されたマスクレイアウトに基づいて行われ得る。
【００４６】
図５Ｂを参照すると、選択的に露光されたフォトレジスト膜（２５０ａ）領域を現像工程によって除去することによって、反射防止層（２４０ａ）を露出するフォトレジストパターン２５０を形成する。
【００４７】
図５Ｃを参照すると、露出した反射防止層（２４０ａ）およびその下部の遮光層（２３０ａ）をエッチングして、反射防止膜パターン層２４０および遮光パターン層２３０を形成し、その下部の基板２２０を露出させる。前記エッチングは、例えば、異方性エッチングであり得る。
【００４８】
続いて、フォトレジストパターン２５０を除去すると、図４に示されるようにマスク２０１が完成し得る。完成したマスク２０１で反射防止層（２４０ａ）およびその下部の遮光層（２３０ａ）が除去された領域は、投光領域（ＴＲ）となることは自明である。
【００４９】
前述した製造段階で、前記フォトレジスト膜２５０の選択的露光４００は、例えば、電子ビームを利用して成される。しかし、このような露光４００段階において選択的に露光される領域の総面積がマスク２０１全面積に比べて過度に小さくなると、正確なパターニングが難しい。例えば、同一なドース量を有する電子ビームで多様なマスクを製造する場合、あまりにも過度に小さい露光面積は露光対象領域が望む露光量に露光されることを妨害する。また、現像段階においてもあまりにも過度に小さい露光面積は精密な現像を妨害する原因となる。このような要因によってマスクパターン（ＴＲ、ＢＲ）の信頼度が減少する。したがって、製造されるマスクパターン（ＴＲ、ＢＲ）は、投光領域（ＴＲ）が適正水準の面積、例えば最小投光面積以上の面積を有する必要がある。
【００５０】
最小の投光面積は、一つの投光領域（ＴＲ）のサイズに応じて変わることもある。一つの投光領域（ＴＲ）のサイズは、対応する一つのプローブセルの面積に比例する。例えば、一つのプローブセルの一辺が１０μｍ以上の正方形で形成された場合などのように一つのプローブセルの面積が１００μｍ２以上である場合、マスク２０１の投光領域（ＴＲ）の面積（投光領域が複数である場合、各投光領域の面積の合計）は、マスク２０１の投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）の総面積（すべての投光領域および遮光領域の面積の合計）に対し、約５％以上であり得る。しかし、一つのプローブセルの面積がそれより小さい場合、最小投光面積は前述した数値より増加する。
【００５１】
同一（の）プローブセルとは、最小投光面積を満たすように、マスクレイアウト間の投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）交換するときに、投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）に対応するプローブセルが同じであることを意味する。したがって、達成すべきプローブセルと得られるプローブセルとは同じである。
【００５２】
例えば、一つのプローブセルの面積が１ないし１００μｍ２である場合にはマスク２０１の投光領域（ＴＲ）の面積は、マスク２０１の投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）の総面積に対し、約７．５％以上であり得る。そして、一つのプローブセルの面積が０．０１ないし１μｍ２である場合にはマスク２０１の投光領域（ＴＲ）の面積は、マスク２０１の投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）の総面積に対し、約１０％以上であり得る。
【００５３】
図３においてマスク２０１の投光領域（ＴＲ）は、総１２個の区画のうち２個を占有する。各投光領域（ＴＲ）および各遮光領域（ＢＲ）の面積が同一であると仮定すると、図３のマスク２０１の投光領域（ＴＲ）の面積は、投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）の総面積の約１６．７％で、１０％を越える。したがって、図３のマスク２０１は、一つのプローブセルの面積が０．０１μｍ２以上である場合にすべて適用され得る。
【００５４】
図６は本発明の他の実施形態によるマスクの平面図である。本発明の他の実施形態によるマスク２０２は、図３のマスク２０１とは異なり、図６に示されるとおり、総１２個の区画のうち投光領域（ＴＲ）が占める区画は１個である。したがって、図６のマスク２０２の投光領域（ＴＲ）の面積は、投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）の総面積の約８．３％である。したがって、図６のマスク２０２の場合には一つのプローブセルの面積が０．０１ないし１μｍ２であるマイクロアレイのプローブ製造に適用することが不可能ではないが、より信頼度のあるマイクロアレイのプローブをインサイツ合成のために、一つのプローブセルの面積が１μｍ２以上であるマイクロアレイのプローブ製造に使用されることが推薦される。もし、合成対象となるプローブセルの面積が０．０１ないし１μｍ２の範囲にあり、これを変更しにくい場合、図６のマスク２０２は、マスク製造以前のマスクレイアウト段階で後述される本発明の実施形態によるマスクレイアウトの決定方法を利用することによって、その設計パターンが変更され得、その変更されたパターンで製造され提供され得る。
【００５５】
図７は本発明の実施形態によるマスクセットの斜視図である。本発明の実施形態によるマスクセット２１０は、前述した本発明の実施形態によるマスクを複数個含むことによって形成される。例示的な図面である図７において、マスクセット２０１は１２個のマスク（Ｍ１−Ｍ１２）を含んでいる。一つのマスク（Ｍ１−Ｍ１２）は、１回のマイクロアレイのプローブを合成するために少なくとも１回のリソグラフィー工程に用いられる。したがって、図７のマスクセット２１０は、マイクロアレイのプローブを合成するために少なくとも１２回のリソグラフィー工程が用いられることを暗示する。
【００５６】
各リソグラフィー工程は、一つのプローブモノマーを反応させるためである。したがって、各マスク（Ｍ１−Ｍ１２）は、対象となる多数のプローブモノマーのうち何れか一つが割当てられる。例えば、対象となるモノマーがアデニン（Ａ）、グアニン（Ｇ）、チミン（Ｔ）、およびシトシン（Ｃ）から選択された何れか一つを塩基として有するヌクレオチドホスホラミダイトモノマーの場合、各マスク（Ｍ１−Ｍ１２）は、これらモノマーのうち何れか一つが割当てられる。
【００５７】
マスクセット２１０を構成する各マスク（Ｍ１−Ｍ１２）は、すべて前述した本発明の実施形態によるマスクの条件を満足する。したがって、マスクセット２１０は一つのプローブセルの面積が１００μｍ２である場合、マイクロアレイのプローブ合成に適用される場合に、投光領域（ＴＲ）および遮光領域（ＢＲ）の面積の合計に対する投光領域（ＴＲ）の面積は、すべてのマスク（Ｍ１−Ｍ１２）において約５％以上であり得る。同じように、一つのプローブセルの面積が１ないし１００μｍ２である場合、投光領域（ＴＲ）の面積はすべてのマスク（Ｍ１−Ｍ１２）において約７．５％以上であり、一つのプローブセルの面積が０．０１ないし１μｍ２である場合、投光領域（ＴＲ）の面積はすべてのマスク（Ｍ１−Ｍ１２）で約１０％以上であり得る。
【００５８】
以下、前述したようなマスクセットを製造する方法を説明する。以下の実施形態では説明の便宜上プローブが合成されるマイクロアレイのプローブセルの面積が０．０１ないし１μｍ２である場合を例示し、それに従って製造される各マスクは、投光領域の面積がすべてのマスクにおいて、投光領域および遮光領域の面積の合計に対し、約１０％以上の値を有することを目標とすると仮定する。
【００５９】
図８は本発明の一実施形態によるマスクセットを製造する方法を説明するための順序図である。
【００６０】
図８を参照すると、先に、複数のマスクレイアウトを決定する（Ｓ１１）。ここで、マスクレイアウトとは、マスクを製造するためにマスクパターンが描かれている配置図だけではなく、マスク製造のためのマスクパターンデータを含む。すなわち、マスクレイアウトは図面として提供され得、データシートでも提供され得る。また、マスクレイアウトは、コンピュータに単にそのデータが保存される方式で提供され得る。
【００６１】
前記仮定した通り、本実施形態によって製造されるすべてのマスクは、投光領域（ＴＲ）の面積が、投光領域（ＴＲ）および遮光領域（ＢＲ）の面積の合計に対し、約１０％以上の値を有することを目標とするため、複数のマスクレイアウトもこれに対応するように決定する。
【００６２】
続いて、決定された複数のマスクレイアウトによって複数のマスクを製造する（Ｓ１２）。マスクレイアウトによるマスクの製造は、図５Ａないし図５Ｃを参照して説明したマスクの製造方法と実質的に同一な方法でなされ得る。
【００６３】
前述した複数のマスクレイアウトを決定する段階を以下でより詳細に説明する。
【００６４】
複数のマスクレイアウトの決定は、マスクレイアウト決定システムを利用してなされ得る。図９は本発明の一実施形態によるマスクレイアウト決定システムのブロック図である。図９を参照すると、本発明の一実施形態によるマスクレイアウト決定システム３００は、パターン決定部３１０、選択部３２０、比較部３３０、およびパターン変更部３４０を含む。
【００６５】
パターン決定部３１０は、マイクロアレイのプローブ配列データの入力を受け、入力されたプローブ配列データを利用してマイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクレイアウトを生成し、各マスクレイアウトに投光領域（ＴＲ）および遮光領域（ＢＲ）を付与する。
【００６６】
選択部３２０は、パターン決定部３１０から投光領域（ＴＲ）および遮光領域（ＢＲ）が付与された各マスクレイアウトのデータの入力を受け、このうち何れか一つのマスクレイアウトを選択する。
【００６７】
比較部３３０は、選択部３２０で選択されたマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）面積と最小投光面積を比較する。選択されたマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）面積が最小投光面積以上である場合、比較部はその結果を選択部３２０に伝達し、選択部３２０では再び他のマスクレイアウトを選択する。選択されたマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）面積が最小投光面積より小さい場合、その結果をパターン変更部３４０に伝達する。
【００６８】
パターン変更部３４０は、投光領域（ＴＲ）面積が最小投光面積より小さい、選択されたマスクレイアウトの遮光領域（ＢＲ）を非選択のその他のマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）と交換し、投光領域（ＴＲ）の数を増加させ、これを比較部３３０に再び伝達する。比較部３３０は、投光領域（ＴＲ）の数が増加した、前記選択されたマスクレイアウトでの投光領域（ＴＲ）面積と最小投光領域（ＴＲ）の面積を比較する。
【００６９】
選択的に、マスクレイアウト決定システム３００は、検査部３５０をさらに含み得る。検査部３５０は、比較部３３０ですべてのマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）面積が最小投光領域（ＴＲ）の面積より大きいと判断された場合、マスクレイアウトを利用してプローブ合成をシミュレーションし、シミュレーション合成されたプローブの配列がパターン決定部３１０に最初に提供されていたプローブ配列データ（望むプローブ配列）と同一であるのかを検査する。
【００７０】
図１０は本発明の一実施形態によるマスクレイアウト決定方法を説明するための順序図である。図１０を参照して、本発明の一実施形態によるマスクレイアウトの決定方法を説明すると、先に、複数のマスクレイアウトに投光領域（ＴＲ）および遮光領域（ＢＲ）を付与する（Ｓ２１）。具体的には、複数のマスクレイアウトに各々合成対象となるモノマーのうち何れか一つを割当てて、これらの順序を決定する。次に、各マスクレイアウトを多数のプローブセルと各々対応する多数の区画で分割する。続いて、各区画に投光領域（ＴＲ）および遮光領域（ＢＲ）を付与する。
【００７１】
続いて、各プローブセルに望むプローブ配列が合成されるのか判断する（Ｓ２２）。もし、望むプローブ配列が合成されない場合、再び前記複数のマスクレイアウトに投光領域（ＴＲ）および遮光領域（ＢＲ）を付与することを繰り返す。
【００７２】
前記（Ｓ２１）段階および（Ｓ２２）段階の繰り返しによって望むプローブ配列が合成される場合、各マスクレイアウトの投光領域の面積が最小投光面積以上であるか判断する（Ｓ２３）。もし選択された何れか一つのマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）面積が最小投光面積より小さければ、マスクレイアウトの遮光領域（ＢＲ）を他のマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）と交換する（Ｓ２４）。この時、相互交換される遮光領域（ＢＲ）および投光領域（ＴＲ）は、同一のプローブセルに対応することが好ましい。そして、選択されたマスクレイアウトには、交換される投光領域（ＴＲ）を含んでいる他のマスクレイアウトと同一のモノマーが割当てられることが好ましい。
【００７３】
さらに、遮光領域（ＢＲ）と投光領域（ＴＲ）の交換にもかかわらず、前記対応するプローブセルには、同一のプローブ配列が合成されることが好ましい。プローブモノマーは、プローブセルに対応するマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）と対応されるときに合成される。この時、合成されるモノマーは、前記プローブセルに対応する投光領域（ＴＲ）が割当てられたモノマー（投光領域を含むマスクレイアウトが割当てられたモノマー）であろう。その結果、プローブセルに合成されるプローブ配列は、プローブセルと対応する投光領域（ＴＲ）に割当てられた合成対象モノマーの順序と同一となる。したがって、交換前後によるプローブセルに対応する投光領域（ＴＲ）に割当てられた合成対象モノマーの順序を比較すると、交換前後にもかかわらず、同一のプローブ配列が合成されるのか確認することができる。
【００７４】
マスクレイアウト間の遮光領域（ＢＲ）と投光領域（ＴＲ）を交換すると、再び選択されたマスクレイアウトの投光領域の面積が最小投光面積以上であるのかを判断する（Ｓ２３）。もし、小さければ遮光領域（ＢＲ）と投光領域（ＴＲ）をまた交換する（Ｓ２４）。前記Ｓ２３およびＳ２４段階は、すべてのマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）の面積が最小投光面積以上となるときまで繰り返す。その結果、すべてのマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）の面積は、最小オープン面積より大きくなる。
【００７５】
以後、選択的に交換された複数のマスクレイアウトを利用して望むプローブ配列が合成されるのか検査する（Ｓ２５）。前記検査は、パターンが変更されたマスクレイアウトの信頼度を向上させるためである。すなわち、複数のマスクレイアウトのうち何れか一つのパターンだけが誤っても、これらを利用して、プローブを合成すると誤ったプローブ配列が合成され得、これはマイクロアレイ全体の不良につながる。したがって、最終的にプローブ合成シミュレーション検査を遂行することが好ましい。
【００７６】
図１１ないし図１４は本発明の一実施形態によるマスクレイアウトのパターン変更段階を示す斜視図である。図１１ないし図１４を参照し、前述したＳ２３およびＳ２４段階をさらに具体的に説明する。
【００７７】
本実施形態の前提として、次の事項を仮定する。すなわち、プローブが合成されるマイクロアレイは１２個のプローブセルを含む。各プローブセルの面積は０．０１ないし１μｍ２の範囲にあり、各マスクの最小オープン面積は、投光領域（ＴＲ）と遮光領域（ＢＲ）の面積の合計に対し、１０％である。各プローブセルに合成されるモノマーの配列は、表１のとおりである。
【００７８】
【表１】
【００７９】
（ただし、表１においてＰ１ないしＰ１２は、第１プローブセルないし第１２プローブセルを表す。また、Ａ、Ｃ、Ｇ、Ｔは、各々合成対象になるモノマーを表す。）
先に、図１０で説明したとおり、前記与えられたプローブ配列を合成するための複数のマスクレイアウトのパターンおよび配列を決定する。具体的な説明のために表２および図１１を参照する。
【００８０】
【表２】
【００８１】
表１および図１１に示すとおり、複数のマスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）を準備し、これらを順に配列して、それぞれのマスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）にＡ、Ｃ、Ｇ、Ｔの合成対象モノマーを順に交代で割当てる。また、各マスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）を、第１ないし第１２プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）に対応する区画で区分する。続いて、各プローブセルのプローブ配列順序に合うように各マスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）別に各プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）に対応する区画に合成対象モノマーをチェックした後、チェックされた区画に投光領域（ＴＲ）を付与する。各マスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）の投光領域（ＴＲ）以外の区画には、すべて遮光領域（ＢＲ）を付与する。続いて、投光領域（ＴＲ）が付与されていないマスクレイアウトを除去することによって、最終マスクレイアウトの数を決定する。この時、最終マスクレイアウトの数は適用可能な最小の数字に決定されるのが好ましい。
【００８２】
続いて、マスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）のパターン変更のために、投光領域（ＴＲ）の面積が最小投光面積より小さいマスクレイアウトを選択する。表１で投光領域（ＴＲ）の面積が最小投光面積の１０％より小さいマスクレイアウトは投光領域（ＴＲ）が一つのみである１０番目、１１番目、１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１０、ＭＬ１１、ＭＬ１２）であり、このうち一つのマスクレイアウトを選択する。例をあげれば、前記マスクレイアウトのうち最後マスクレイアウトである１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）を選択する。
【００８３】
続いて、選択された１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）の遮光領域（ＢＲ）を、他のマスクレイアウトの１番目ないし１１番目マスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１１）の投光領域（ＴＲ）と交換する。プローブ合成配列を維持するために遮光領域（ＢＲ）と投光領域（ＴＲ）の交換は同数交換であり、同一のプローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）に対応する遮光領域（ＢＲ）および投光領域（ＴＲ）間の交換することが好ましい。表２の場合において、前記条件を満足する一例は、記入されたＡ、Ｇ、Ｃ、Ｔのうち何れか一つを行方向の記入されていない欄に移動することである。
【００８４】
また、交換対象となるマスクレイアウトは、１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）に割当てられた合成対象モノマー（Ｔ）と同一なモノマーが割当てられたマスクレイアウトであり得る。すなわち、Ｔが割当てられた４番目マスクレイアウト（ＭＬ４）および８番目マスクレイアウト（ＭＬ８）が交換対象候補となる。これらのうちプローブ配列を変えず交換できる投光領域（ＴＲ）は、各プローブセルに対応する投光領域（ＴＲ）であって最後に位置する投光領域（ＴＲ）の８番目マスクレイアウト（ＭＬ８）の第４、第５、および第１２プローブセル（Ｐ４、Ｐ５、Ｐ１２）に対応する投光領域（ＴＲ）である。この中でまず一つを１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）の遮光領域（ＢＲ）と交換する。表３には８番目マスクレイアウト（ＭＬ８）の第４プローブセル（Ｐ４）に対応する投光領域（ＴＲ）を、前記選択された１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）の第４プローブセル（Ｐ４）に対応する遮光領域（ＢＲ）と交換した例が示されている。前記交換例は、また図１２にも示されている。
【００８５】
【表３】
【００８６】
続いて、選択されたマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）の面積が最小投光面積以上であるのか判断する。もし、投光領域（ＴＲ）の交換にもかかわらず、相変らず最小投光面積より小さい場合には、また８番目マスクレイアウト（ＭＬ８）の第５および第１２プローブセル（Ｐ５、Ｐ１２）に対応する投光領域（ＴＲ）のうち何れか一つを１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）の同一のプローブセル（Ｐ５、Ｐ１２）に対応する遮光領域（ＢＲ）と交換する。しかし、表３および図１２の場合には、１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）の投光領域（ＴＲ）が２個に増えることによってすでに最小投光面積より大きくなっている。このように投光領域（ＴＲ）の面積が最小投光面積より大きくなれば、選択されたマスクレイアウトに対するパターン変更を中止して次のマスクレイアウトを選択する。例えば、１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）の直前マスクレイアウトの１１番目マスクレイアウト（ＭＬ１１）を選択する。
【００８７】
表３および図１２を参照して、前述した１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）のパターン変更と同一な方法を利用して、選択された１１番目マスクレイアウト（ＭＬ１１）の遮光領域（ＢＲ）を他のマスクレイアウトの投光領域（ＴＲ）と交換する。この時、前記他のマスクレイアウトの候補ですでにパターン変更が完了した１２番目マスクレイアウト（ＭＬ１２）は、除外することが好ましい。したがって、交換可能なマスクレイアウトは、１番目ないし１０番目マスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１０）である。これらの中で交換対象となるマスクレイアウトは１１番目マスクレイアウト（ＭＬ１１）に割当てられた合成対象モノマー（Ｇ）と同一なモノマーが割当てられたマスクレイアウトであるため、Ｇが割当てられた３番目マスクレイアウト（ＭＬ３）および７番目マスクレイアウト（ＭＬ７）が交換対象候補となる。さらに、プローブ配列を変えず交換できる投光領域（ＴＲ）は、各プローブセルに対応する投光領域（ＴＲ）であって最後に位置する投光領域（ＴＲ）の７番目マスクレイアウト（ＭＬ７）の第９および第１１プローブセル（Ｐ９、Ｐ１１）に対応する投光領域（ＴＲ）である。例えばこれらのうち、７番目マスクレイアウト（ＭＬ７）の第９プローブセル（Ｐ９）に対応する投光領域（ＴＲ）を、１１番目マスクレイアウト（ＭＬ１１）の第９プローブセル（Ｐ９）に対応する遮光領域（ＢＲ）と交換する。その結果を表４および図１３に示めす。
【００８８】
【表４】
【００８９】
表４および図１３を参照すると、前記投光領域（ＴＲ）および遮光領域（ＢＲ）の交換によって、１１番目マスクレイアウト（ＭＬ１１）の投光領域（ＴＲ）は２個に増加し、最小投光面積より大きくなっている。したがって、次のマスクレイアウトを選択する。残ったマスクレイアウトは、１０番目マスクレイアウト（ＭＬ１０）である。１０番目マスクレイアウト（ＭＬ１０）に対しても前記と同様な方法を用いれば、６番目マスクレイアウト（ＭＬ６）の第３プローブセル（Ｐ３）に対応する投光領域（ＴＲ）が交換対象となり、これを１０番目マスクレイアウト（ＭＬ１０）の第３プローブセル（Ｐ３）に対応する遮光領域（ＢＲ）と交換すると、表５および図１４に示すようなマスクレイアウトが決定される。
【００９０】
【表５】
【００９１】
表５および図１４を参照すると、前記パターン変更の結果によってすべてのマスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）の投光領域（ＴＲ）の面積が最小投光面積より大きくなっている。したがって、さらにこれ以上のパターン変更を停止し、複数のマスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）のパターンを決定する。
【００９２】
前記のように決定された複数のマスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）はすべて投光領域（ＴＲ）の面積が最小投光面積以上である条件を満足するため、このように決定された複数のマスクレイアウト（ＭＬ１−ＭＬ１２）を利用し、複数のマスクを製造すると、同一のドース量の電子ビームの露光を利用しても形成されるマスクパターンの信頼度が改良される。
【００９３】
引続き、前述したような複数のマスクを含むマスクセットを利用し、マイクロアレイを製造する方法について説明する。図１５ないし図２１は本発明の一実施形態によるマイクロアレイの製造方法を説明するための斜視図である。図１５ないし図２１の実施形態に使用されるマスクセットは、表５および図１４によって決定されたマスクレイアウトを利用して製造されたマスクセットであって図７に示されるマスクセットであると仮定する。
【００９４】
先に、図１５を参照すると、複数のアレイされたプローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）を含み、表面が光分解性保護基１５０によって保護されている基板１１０を提供する。図１５で光分解性保護基１５０は、基板１１０にカップリングしているリンカー１３０に結びつくことによって、基板１１０の表面を保護している。図１５では、図面の明確性のために、固定層は省略されている。
【００９５】
図１６を参照すると、マスクセット２１０の１番目マスク（Ｍ１）を利用して基板１１０上のプローブセルを露光する。その結果、１番目マスクの投光領域（ＴＲ）に対応する第１、第２、第３、第６、および第１０プローブセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ６、Ｐ１０）が露光４０１される。
【００９６】
図１７を参照すると、前記露光の結果、第１、第２、第３、第６、および第１０プローブセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ６、Ｐ１０）ではリンカー１３０に結合した光分解性保護基が分解して、リンカーの官能基が露出する。
【００９７】
図１８を参照すると、図１７の結果物に光分解性保護基１５０が結合しているＡモノマー１４１を提供する。光分解性保護基１５０が結合しているＡモノマー１４１は、官能基が露出している第１、第２、第３、第６、および第１０プローブセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ６、Ｐ１０）でリンカー１３０と結合する。その以外のプローブセル（Ｐ４、Ｐ５、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１１、Ｐ１２）は、光分解性保護基１５０によって保護されているため、光分解性保護基１５０が結合しているＡモノマー１４１は結合しない。その結果、第１、第２、第３、第６、および第１０プローブセル（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ６、Ｐ１０）にＡモノマー（１４１０）が反応するが、これらは光分解性保護基１５０と結合しているため、合成された基板１１０の表面は、図１５のように、再び光分解性保護基１５０によって保護されている。
【００９８】
図１９を参照すると、マスクセット２１０の２番目マスク（Ｍ２）を利用して図１８の基板１１０上のプローブセルを露光する。その結果、２番目マスク（Ｍ２）の投光領域（ＴＲ）に対応する第２、第７、第１０、および第１１プローブセル（Ｐ２、Ｐ７、Ｐ１０、Ｐ１１）が露光４０１される。
【００９９】
図２０を参照すると、前記露光の結果、第２、第７、第１０、および第１１プローブセル（Ｐ２、Ｐ７、Ｐ１０、Ｐ１１）でリンカー１３０またはＡモノマー１４１に結合した光分解性保護基１５０が分解してリンカー１３０またはＡモノマー１４１の官能基が露出する。
【０１００】
図２１を参照すると、図２０の結果物に光分解性保護基１５０が結合しているＣモノマー１４２を提供する。光分解性保護基１５０が結合しているＣモノマー１４２は、官能基が露出している第２、第７、第１０、および第１１プローブセル（Ｐ２、Ｐ７、Ｐ１０、Ｐ１１）でリンカー１３０またはＡモノマー１４１と結合する。その以外のプローブセル（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１２）は、光分解性保護基１５０によって保護されているため、光分解性保護基１５０が結合しているＣモノマー１４２は結合しない。その結果、第２、第７、第１０、および第１１プローブセル（Ｐ２、Ｐ７、Ｐ１０、Ｐ１１）にＣモノマー１４２が結合するが、これらは光分解性保護基１５０と結合しているため、合成された基板１１０の表面は、図１５のように、また光分解性保護基１５０によって保護される。
【０１０１】
続いて、３番目マスク（Ｍ３）から１２番目マスク（Ｍ１２）に至るまで前記した方法と同様な方法でインサイツ合成を継続して行うと、各プローブセル（Ｐ１−Ｐ１２）別に表５に示すプローブ配列を有するマイクロアレイを製造することができる。
【０１０２】
以上添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で実施され得ることを理解できるであろう。したがって以上で記述した実施形態をすべての面で例示的なものであり、限定的ではないことと理解しなければならない。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明のマスクセットはマイクロアレイのプローブの合成に利用される。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明のいくつかの実施形態によって製造されたマイクロアレイの斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切断した断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるマスクの平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ’線に沿って切断した断面図である。
【図５Ａ】図４のマスクを製造する方法を説明するための断面図である。
【図５Ｂ】図４のマスクを製造する方法を説明するための断面図である。
【図５Ｃ】図４のマスクを製造する方法を説明するための断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態によるマスクの平面図である。
【図７】本発明の実施形態によるマスクセットの斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態によるマスクセットを製造する方法を説明するための順序図である。
【図９】本発明の一実施形態によるマスクレイアウト決定システムのブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるマスクレイアウト決定方法を説明するための順序図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるマスクレイアウトのパターン変更段階を示す斜視図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるマスクレイアウトのパターン変更段階を示す斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態によるマスクレイアウトのパターン変更段階を示す斜視図である。
【図１４】本発明の一実施形態によるマスクレイアウトのパターン変更段階を示す斜視図である。
【図１５】本発明の一実施形態によるマイクロアレイの製造方法を説明するための斜視図である。
【図１６】本発明の一実施形態によるマイクロアレイの製造方法を説明するための斜視図である。
【図１７】本発明の一実施形態によるマイクロアレイの製造方法を説明するための斜視図である。
【図１８】本発明の一実施形態によるマイクロアレイの製造方法を説明するための斜視図である。
【図１９】本発明の一実施形態によるマイクロアレイの製造方法を説明するための斜視図である。
【図２０】本発明の一実施形態によるマイクロアレイの製造方法を説明するための斜視図である。
【図２１】本発明の一実施形態によるマイクロアレイの製造方法を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１００ マイクロアレイ、
１１０ 基板、
１２０ 固定層、
１３０ リンカー、
１４０ プローブ、
１５０ 光分解性保護基、
２０１、２０２ マスク、
２１０ マスクセット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクであって、
前記各マスクは投光領域および遮光領域を含むものの、前記投光領域の面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して５％以上である複数のマスクを含むマスクセット。
【請求項２】
前記投光領域および遮光領域は各々前記マイクロアレイのプローブセルに対応する、請求項１に記載のマスクセット。
【請求項３】
前記プローブセルの面積は１００μｍ２以上である、請求項２に記載のマスクセット。
【請求項４】
前記投光領域の面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して７．５％以上である、請求項２に記載のマスクセット。
【請求項５】
前記プローブセルの面積は１ないし１００μｍ２の範囲にある、請求項４に記載のマスクセット。
【請求項６】
前記投光領域の面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して１０％以上である、請求項２に記載のマスクセット。
【請求項７】
前記プローブセルの面積は０．０１ないし１μｍ２の範囲にある、請求項６に記載のマスクセット。
【請求項８】
マイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクレイアウトに投光領域および遮光領域を付与するパターン決定部と、
前記複数のマスクレイアウトのうち何れか一つを選択する選択部と、
前記選択されたマスクレイアウトの投光領域の面積を最小投光面積と比較する比較部、および
前記選択されたマスクレイアウトの投光領域の面積が前記最小投光面積より小さい場合、前記選択されたマスクレイアウトの遮光領域を前記非選択のマスクレイアウトの投光領域と交換するパターン変更部を含むマスクレイアウト決定システム。
【請求項９】
前記最小投光面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して５％以上である、請求項８に記載のマスクレイアウト決定システム。
【請求項１０】
前記投光領域および遮光領域は各々前記マイクロアレイのプローブセルに対応する、請求項８に記載のマスクレイアウト決定システム。
【請求項１１】
前記選択されたマスクレイアウトの遮光領域と前記非選択のマスクレイアウトの投光領域の交換は、同一のプローブセルに対応する前記遮光領域と投光領域間の交換である、請求項１０に記載のマスクレイアウト決定システム。
【請求項１２】
前記比較部で比較される前記選択されたマスクレイアウトは、前記選択部で選択されて前記パターン変更部によって前記投光領域と前記遮光領域のうち少なくとも一つが交換されたマスクレイアウトを含む、請求項１０に記載のマスクレイアウト決定システム。
【請求項１３】
前記パターン変更部によって前記遮光領域が前記投光領域に交換された前記マスクレイアウトを含む複数のマスクレイアウトを利用して望むターゲットプローブがインサイツ合成されるのかの可否を検査する検査部をさらに含む、請求項１０に記載のマスクレイアウト決定システム。
【請求項１４】
マイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクレイアウトに投光領域および遮光領域を付与し、
前記各マスクレイアウトの前記投光領域の面積が最小投光面積以上となるように前記各マスクレイアウトの前記遮光領域を前記他のマスクレイアウトの前記投光領域と交換することを含むマスクレイアウト決定方法。
【請求項１５】
前記最小投光面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して５％以上である、請求項１４に記載のマスクレイアウト決定方法。
【請求項１６】
前記投光領域および遮光領域は各々前記マイクロアレイのプローブセルに対応する、請求項１４に記載のマスクレイアウト決定方法。
【請求項１７】
前記各マスクレイアウトの前記遮光領域と前記他のマスクレイアウトの前記投光領域の交換は、同一のプローブセルに対応する前記遮光領域と投光領域間の交換である、請求項１６に記載のマスクレイアウト決定方法。
【請求項１８】
前記複数のマスクレイアウトは各々合成対象モノマーのうち何れか一つが割当てられ、
前記各マスクレイアウトの前記遮光領域と前記他のマスクレイアウトの前記投光領域の交換は同一の合成対象モノマーが割当てられた互いに異なるマスクレイアウト間に形成されるものの、前記プローブセルに対応する前記投光領域に割当てられた前記合成対象モノマーの順序は前記交換前後で互いに同一である、請求項１７に記載のマスクレイアウト決定方法。
【請求項１９】
前記遮光領域が前記投光領域に交換された前記各マスクレイアウトを含む複数のマスクレイアウトを利用して望むターゲットプローブがインサイツ合成されるのかの可否を検査することをさらに含む、請求項１６に記載のマスクレイアウト決定方法。
【請求項２０】
マイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクレイアウトに投光領域および遮光領域を付与し、
前記各マスクレイアウトの前記投光領域の面積が最小投光面積以上となるように前記各マスクレイアウトの前記遮光領域を前記他のマスクレイアウトの前記投光領域と交換し、
前記遮光領域が前記投光領域に交換された前記各マスクレイアウトを含む複数のマスクレイアウトを利用して複数のマスクを製造することを含むマスクセットの製造方法。
【請求項２１】
前記最小投光面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して５％以上である、請求項２０に記載のマスクセットの製造方法。
【請求項２２】
前記投光領域および遮光領域は各々前記マイクロアレイのプローブセルに対応する、請求項２０に記載のマスクセットの製造方法。
【請求項２３】
前記各マスクレイアウトの前記遮光領域と前記他のマスクレイアウトの前記投光領域の交換は、同一のプローブセルに対応する前記遮光領域と投光領域間の交換である、請求項２２に記載のマスクセットの製造方法。
【請求項２４】
前記複数のマスクレイアウトは各々合成対象モノマーのうち何れか一つが割当てられ、
前記各マスクレイアウトの前記遮光領域と前記他のマスクレイアウトの前記投光領域の交換は同一の合成対象モノマーが割当てられた互いに異なるマスクレイアウト間に形成されるものの、前記プローブセルに対応する前記投光領域に割当てられた前記合成対象モノマーの順序は前記交換前後で互いに同一である、請求項２３に記載のマスクセットの製造方法。
【請求項２５】
前記遮光領域が前記投光領域に交換された前記各マスクレイアウトを含む複数のマスクレイアウトを利用して望むターゲットプローブがインサイツ合成されるのかの可否を検査することをさらに含む、請求項２２に記載のマスクセットの製造方法。
【請求項２６】
複数のアレイされたプローブセルを含み、表面が光分解性保護基によって保護されている基板を提供し、
複数のマスクとして、前記各マスクは投光領域および遮光領域を含むものの、前記投光領域の面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して５％以上である複数のマスクを含むマスクセットを利用して前記マイクロアレイのプローブをインサイツ合成することを含むマイクロアレイの製造方法。
【請求項２７】
前記投光領域および遮光領域は各々前記マイクロアレイのプローブセルに対応する、請求項２６に記載のマイクロアレイの製造方法。
【請求項２８】
前記プローブセルの面積は１００μｍ２以上である、請求項２７に記載のマイクロアレイの製造方法。
【請求項２９】
前記投光領域の面積は、前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して７．５％以上である、請求項２７に記載のマイクロアレイの製造方法。
【請求項３０】
前記プローブセルの面積は１ないし１００μｍ２の範囲にある、請求項２９に記載のマイクロアレイの製造方法。
【請求項３１】
前記投光領域の面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して１０％以上である、請求項２７に記載のマイクロアレイの製造方法。
【請求項３２】
前記プローブセルの面積は０．０１ないし１μｍ２の範囲にある、請求項３１に記載のマイクロアレイの製造方法。
【請求項１】
マイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクであって、
前記各マスクは投光領域および遮光領域を含むものの、前記投光領域の面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して５％以上である複数のマスクを含むマスクセット。
【請求項２】
前記投光領域および遮光領域は各々前記マイクロアレイのプローブセルに対応する、請求項１に記載のマスクセット。
【請求項３】
前記プローブセルの面積は１００μｍ２以上である、請求項２に記載のマスクセット。
【請求項４】
前記投光領域の面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して７．５％以上である、請求項２に記載のマスクセット。
【請求項５】
前記プローブセルの面積は１ないし１００μｍ２の範囲にある、請求項４に記載のマスクセット。
【請求項６】
前記投光領域の面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して１０％以上である、請求項２に記載のマスクセット。
【請求項７】
前記プローブセルの面積は０．０１ないし１μｍ２の範囲にある、請求項６に記載のマスクセット。
【請求項８】
マイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクレイアウトに投光領域および遮光領域を付与するパターン決定部と、
前記複数のマスクレイアウトのうち何れか一つを選択する選択部と、
前記選択されたマスクレイアウトの投光領域の面積を最小投光面積と比較する比較部、および
前記選択されたマスクレイアウトの投光領域の面積が前記最小投光面積より小さい場合、前記選択されたマスクレイアウトの遮光領域を前記非選択のマスクレイアウトの投光領域と交換するパターン変更部を含むマスクレイアウト決定システム。
【請求項９】
前記最小投光面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して５％以上である、請求項８に記載のマスクレイアウト決定システム。
【請求項１０】
前記投光領域および遮光領域は各々前記マイクロアレイのプローブセルに対応する、請求項８に記載のマスクレイアウト決定システム。
【請求項１１】
前記選択されたマスクレイアウトの遮光領域と前記非選択のマスクレイアウトの投光領域の交換は、同一のプローブセルに対応する前記遮光領域と投光領域間の交換である、請求項１０に記載のマスクレイアウト決定システム。
【請求項１２】
前記比較部で比較される前記選択されたマスクレイアウトは、前記選択部で選択されて前記パターン変更部によって前記投光領域と前記遮光領域のうち少なくとも一つが交換されたマスクレイアウトを含む、請求項１０に記載のマスクレイアウト決定システム。
【請求項１３】
前記パターン変更部によって前記遮光領域が前記投光領域に交換された前記マスクレイアウトを含む複数のマスクレイアウトを利用して望むターゲットプローブがインサイツ合成されるのかの可否を検査する検査部をさらに含む、請求項１０に記載のマスクレイアウト決定システム。
【請求項１４】
マイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクレイアウトに投光領域および遮光領域を付与し、
前記各マスクレイアウトの前記投光領域の面積が最小投光面積以上となるように前記各マスクレイアウトの前記遮光領域を前記他のマスクレイアウトの前記投光領域と交換することを含むマスクレイアウト決定方法。
【請求項１５】
前記最小投光面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して５％以上である、請求項１４に記載のマスクレイアウト決定方法。
【請求項１６】
前記投光領域および遮光領域は各々前記マイクロアレイのプローブセルに対応する、請求項１４に記載のマスクレイアウト決定方法。
【請求項１７】
前記各マスクレイアウトの前記遮光領域と前記他のマスクレイアウトの前記投光領域の交換は、同一のプローブセルに対応する前記遮光領域と投光領域間の交換である、請求項１６に記載のマスクレイアウト決定方法。
【請求項１８】
前記複数のマスクレイアウトは各々合成対象モノマーのうち何れか一つが割当てられ、
前記各マスクレイアウトの前記遮光領域と前記他のマスクレイアウトの前記投光領域の交換は同一の合成対象モノマーが割当てられた互いに異なるマスクレイアウト間に形成されるものの、前記プローブセルに対応する前記投光領域に割当てられた前記合成対象モノマーの順序は前記交換前後で互いに同一である、請求項１７に記載のマスクレイアウト決定方法。
【請求項１９】
前記遮光領域が前記投光領域に交換された前記各マスクレイアウトを含む複数のマスクレイアウトを利用して望むターゲットプローブがインサイツ合成されるのかの可否を検査することをさらに含む、請求項１６に記載のマスクレイアウト決定方法。
【請求項２０】
マイクロアレイのプローブをインサイツ合成する複数のマスクレイアウトに投光領域および遮光領域を付与し、
前記各マスクレイアウトの前記投光領域の面積が最小投光面積以上となるように前記各マスクレイアウトの前記遮光領域を前記他のマスクレイアウトの前記投光領域と交換し、
前記遮光領域が前記投光領域に交換された前記各マスクレイアウトを含む複数のマスクレイアウトを利用して複数のマスクを製造することを含むマスクセットの製造方法。
【請求項２１】
前記最小投光面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して５％以上である、請求項２０に記載のマスクセットの製造方法。
【請求項２２】
前記投光領域および遮光領域は各々前記マイクロアレイのプローブセルに対応する、請求項２０に記載のマスクセットの製造方法。
【請求項２３】
前記各マスクレイアウトの前記遮光領域と前記他のマスクレイアウトの前記投光領域の交換は、同一のプローブセルに対応する前記遮光領域と投光領域間の交換である、請求項２２に記載のマスクセットの製造方法。
【請求項２４】
前記複数のマスクレイアウトは各々合成対象モノマーのうち何れか一つが割当てられ、
前記各マスクレイアウトの前記遮光領域と前記他のマスクレイアウトの前記投光領域の交換は同一の合成対象モノマーが割当てられた互いに異なるマスクレイアウト間に形成されるものの、前記プローブセルに対応する前記投光領域に割当てられた前記合成対象モノマーの順序は前記交換前後で互いに同一である、請求項２３に記載のマスクセットの製造方法。
【請求項２５】
前記遮光領域が前記投光領域に交換された前記各マスクレイアウトを含む複数のマスクレイアウトを利用して望むターゲットプローブがインサイツ合成されるのかの可否を検査することをさらに含む、請求項２２に記載のマスクセットの製造方法。
【請求項２６】
複数のアレイされたプローブセルを含み、表面が光分解性保護基によって保護されている基板を提供し、
複数のマスクとして、前記各マスクは投光領域および遮光領域を含むものの、前記投光領域の面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して５％以上である複数のマスクを含むマスクセットを利用して前記マイクロアレイのプローブをインサイツ合成することを含むマイクロアレイの製造方法。
【請求項２７】
前記投光領域および遮光領域は各々前記マイクロアレイのプローブセルに対応する、請求項２６に記載のマイクロアレイの製造方法。
【請求項２８】
前記プローブセルの面積は１００μｍ２以上である、請求項２７に記載のマイクロアレイの製造方法。
【請求項２９】
前記投光領域の面積は、前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して７．５％以上である、請求項２７に記載のマイクロアレイの製造方法。
【請求項３０】
前記プローブセルの面積は１ないし１００μｍ２の範囲にある、請求項２９に記載のマイクロアレイの製造方法。
【請求項３１】
前記投光領域の面積は前記投光領域と前記遮光領域の総面積に対して１０％以上である、請求項２７に記載のマイクロアレイの製造方法。
【請求項３２】
前記プローブセルの面積は０．０１ないし１μｍ２の範囲にある、請求項３１に記載のマイクロアレイの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００８−１９７１０７（Ｐ２００８−１９７１０７Ａ）
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１７９８（Ｐ２００８−３１７９８）
【出願日】平成２０年２月１３日（２００８．２．１３）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ ４４２−７４２（ＫＲ）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１３日（２００８．２．１３）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ ４４２−７４２（ＫＲ）
【Ｆターム（参考）】
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