WO2015083767A1

WO2015083767A1 - Chip for analyzing biomolecular characteristics and method for producing same

Info

Publication number: WO2015083767A1
Application number: PCT/JP2014/082066
Authority: WO
Inventors: 玲奈赤堀; 至柳; 剛大浦; 板橋　直志; 穴沢　隆
Original assignee: 株式会社日立ハイテクノロジーズ
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2015-06-11
Also published as: JP6153856B2; JP2015108575A

Abstract

This chip for analyzing biomolecular characteristics comprises a substrate having an opening, a first membrane formed atop the substrate, a second membrane formed atop the substrate higher than the first membrane, and a third membrane disposed at the location of the opening and having a pore. The second membrane forms a bank portion that surrounds the periphery of the third membrane, and the pore of the third membrane has a crater structure in which the diameter at the lowest point of the pore is smaller than the largest diameter of the pore.

Description

生体分子特性解析チップ及びその製造方法Biomolecule characterization chip and manufacturing method thereof

　本発明は、生体分子特性解析チップ構造及びその製造方法に関し、特に、測定対象である生体分子と同一またはそれに近いサイズのナノポアを有する生体分子特性解析チップ構造及びそのナノポアを作製する技術に関する。 The present invention relates to a biomolecule characterization chip structure and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a biomolecule characterization chip structure having a nanopore having the same size as or close to that of a biomolecule to be measured and a technique for producing the nanopore.

　次世代ＤＮＡシーケンサとして、伸長反応や蛍光ラベルは行わずに、ＤＮＡの塩基配列を電気的に直接計測する手法が注目を浴びている。直接計測法にはいくつかの手法が提案されているが、その一つに封鎖電流方式がある。薄膜に透過電子顕微鏡などによって数ｎｍのポア（ナノポア）を作製し、その薄膜の両側に電解質溶液を満たした液槽を設ける。それぞれの液槽に電極を設け、これらの電極間に電圧をかけると、ナノポアを通してイオン電流が流れる。イオン電流は一次近似としてナノポアの体積に比例する。ＤＮＡがナノポアを通過する際に、ＤＮＡがナノポアを封鎖し、イオンが通過できる有効体積が減少するため、イオン電流が減少する。この減少量を封鎖電流と呼ぶ。封鎖電流の大きさを元に、ＤＮＡの１本鎖と２本鎖との差異や、塩基の種類を判別する。 As a next-generation DNA sequencer, a method of directly measuring DNA base sequence electrically without performing an extension reaction or a fluorescent label is attracting attention. Several methods have been proposed for the direct measurement method, one of which is a blocking current method. A few nm pore (nanopore) is prepared on the thin film by a transmission electron microscope or the like, and a liquid tank filled with the electrolyte solution is provided on both sides of the thin film. When an electrode is provided in each liquid tank and a voltage is applied between these electrodes, an ionic current flows through the nanopore. The ion current is proportional to the volume of the nanopore as a first order approximation. As DNA passes through the nanopore, the DNA blocks the nanopore, reducing the effective volume through which ions can pass, thus reducing the ionic current. This amount of decrease is called the blocking current. Based on the magnitude of the blocking current, the difference between the single strand and double strand of DNA and the type of base are determined.

　上記方式を採用したセンサが、ＤＮＡシーケンサとして機能するためには、ＤＮＡ分子直径程度に形成されたナノポアおよび一塩基サイズの膜厚を有する薄膜が必要である。封鎖電流方式ではナノポアを通過するイオンを測定対象物が封鎖した量で物性を検出するため、ＤＮＡの塩基識別の場合、塩基種間の違いは、数ｐＡから１０ｐＡ程度の電流差として現れる。そのため、ＳＮ比を高く保つ必要がある。また、封鎖電流として記録される体積変化量から塩基種を識別するため、封鎖量に寄与する分子の領域が一塩基サイズである必要がある。 In order for a sensor employing the above system to function as a DNA sequencer, a nanopore formed to have a diameter of about a DNA molecule and a thin film having a single base film thickness are required. In the blocking current method, the physical properties are detected by the amount of ions that pass through the nanopore blocked by the measurement target. Therefore, in the case of DNA base identification, the difference between base species appears as a current difference of about several pA to 10 pA. Therefore, it is necessary to keep the SN ratio high. In addition, in order to distinguish the base species from the volume change recorded as the blocking current, the region of the molecule that contributes to the blocking amount needs to be a single base size.

　ポア径がＤＮＡサイズであることは、副次的にＤＮＡの運動制御の役割も果たす。ナノポアがＤＮＡ直径程度になると、ＤＮＡとナノポア内壁との相互作用が大きくなるためである。また、ＤＮＡ中の一塩基の情報をセンシングするために、ＤＮＡは高次構造がほぐれた状態、さらには引き伸ばされた状態となる必要があり、ＤＮＡ直径サイズに形成されたナノポアはそれらを実現する。 The fact that the pore diameter is DNA size also plays a role in controlling DNA movement. This is because when the nanopore is about the diameter of DNA, the interaction between the DNA and the inner wall of the nanopore increases. In addition, in order to sense single-base information in DNA, DNA needs to be in a state in which higher-order structure is loosened and further stretched, and nanopores formed in the DNA diameter size realize them. .

　現在主流となっている一塩基分解能を達成するナノポア形成法の一つは、Ｇｒａｐｈｅｎｅ膜を作製し、大きめに形成されたポアの上部に貼り付け、ＴＥＭによりポアを形成する手法である（非特許文献１）。一方で、用途は異なるが、Ｇｒａｐｈｅｎｅやその他材料の選択成長性を用いたポア状欠陥の形成法が提案されている。下地材料に対して膜成長するが、ビーズ表面には膜成長しないような選択成長が起きる材料を用いて、下地上にビーズを蒔いた状態で成膜を行う。このときビーズが接触した下地上には膜成長が起きないことから、膜中にビーズ型のポアを形成する手法が提案されている（非特許文献２）。 One nanopore formation method that achieves single-base resolution, which is currently the mainstream, is a method in which a Graphene film is prepared and attached to the top of a large pore, and the pore is formed by TEM (non-patented). Reference 1). On the other hand, a method for forming pore-like defects using selective growth of Graphene and other materials has been proposed, although the applications are different. A film is formed with a bead on the base, using a material that causes selective growth so that the film grows on the base material but does not grow on the bead surface. At this time, since no film growth occurs on the substrate in contact with the beads, a method for forming a bead-type pore in the film has been proposed (Non-patent Document 2).

　しかしながら、非特許文献１の従来技術は、ＴＥＭによるポア形成を行っているという点で量産に向かない作製法であるばかりか、Ｇｒａｐｈｅｎｅが反応性イオンエッチングによるダメージに弱いため、量産プロセスに入れ込むことが困難である。 However, the conventional technique of Non-Patent Document 1 is not only suitable for mass production in that pore formation is performed by TEM, but also because Graphene is vulnerable to damage by reactive ion etching, it is put into a mass production process. Is difficult.

　また、非特許文献２の従来技術は、ビーズにかたどられた部分を密に集積加工したり、ランダムにパターニングしたりすることでストレージやグラフェンのトランジスタを作製することを目的としている。したがって、そもそも、一つのセンサに一つのポアを設ける形態で測定する必要のある直接計測方式のＤＮＡシーケンサに適応できる形にはなっていない。 Further, the prior art of Non-Patent Document 2 aims to fabricate a storage or graphene transistor by densely integrating or randomly patterning a portion shaped by a bead. Therefore, in the first place, it is not in a form that can be applied to a direct-measurement-type DNA sequencer that requires measurement with a sensor provided with one pore.

　本発明の目的は、直接計測方式のＤＮＡシーケンサに適応できる生体分子特性解析チップであって、目的の膜に対して任意のポア数が作成された生体分子特性解析チップ及びその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a biomolecule characteristic analysis chip that can be applied to a direct-measurement-type DNA sequencer, in which an arbitrary number of pores are created for a target film, and a method for manufacturing the same. There is.

　上記課題を解決する為に、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例をあげるならば、開口部を有する基板と、前記基板上に成膜された第一の膜と、前記基板上に前記第一の膜より上側に成膜された第二の膜と、前記開口部の位置に配置され、ポアを有する第三の膜と、を備える生体分子特性解析用チップであって、前記第二の膜は、前記第三の膜の周囲を囲む土手部を形成しており、前記第三の膜の前記ポアは、前記ポアにおける最下の径が前記ポアの最大径よりも小さいようなクレータ構造を有する、生体分子特性解析用チップが提供される。 In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted. The present application includes a plurality of means for solving the above problems. To give an example, the substrate has an opening, a first film formed on the substrate, and the first film on the substrate. A biomolecular property analysis chip comprising: a second film formed above the first film; and a third film disposed at the position of the opening and having a pore, wherein the second film Forms a bank portion surrounding the third membrane, and the pore of the third membrane has a crater structure in which the lowest diameter of the pore is smaller than the largest diameter of the pore. A chip for analyzing biomolecule characteristics is provided.

　また、他の例によれば、基板に少なくとも第一の膜及び第二の膜を成膜し、その後、前記第二の膜に周囲が囲まれた凹部を形成し、前記第一の膜の一部を露出させる第一の工程と、障害物を含む溶液を前記基板に浸すまたは吹きつけることにより、前記凹部に前記障害物を配置する第二の工程と、前記障害物が配置された前記凹部内に第三の膜を成膜する第三の工程と、前記障害物を取り除く第四の工程と、前記基板の裏面をエッチングし、前記凹部の位置に対応する前記第一の膜の部分を露出させる第五の工程と、前記第三の膜の直下にある前記第一の膜をエッチングすることにより、前記第三の膜において前記障害物と前記第一の膜の接点の位置にポアが形成される第六の工程と、を含む生体分子特性解析用チップの製造方法が提供される。 According to another example, at least a first film and a second film are formed on a substrate, and thereafter, a recess surrounded by the second film is formed. A first step of exposing a portion; a second step of placing the obstacle in the recess by immersing or spraying a solution containing the obstacle on the substrate; and the obstacle disposed on the substrate. A third step of forming a third film in the recess; a fourth step of removing the obstacle; and etching the back surface of the substrate to correspond to the position of the first film. And etching the first film directly under the third film to position the pores at the contact point between the obstacle and the first film. And a method for manufacturing a biomolecule characterization chip, comprising: That.

　本発明によれば、目的の膜に対して任意のポア数が作成された生体分子特性解析チップ構造を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a biomolecule characteristic analysis chip structure in which an arbitrary number of pores is created for a target film.

　本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。 Further features related to the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings. Further, problems, configurations and effects other than those described above will be clarified by the description of the following examples.

生体ポリマ特性解析装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of a biological polymer characteristic analyzer. 生体ポリマ特性解析チップの拡大図の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the enlarged view of a biopolymer characteristic analysis chip | tip. 生体ポリマ特性解析チップの拡大図の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the enlarged view of a biopolymer characteristic analysis chip | tip. 生体ポリマ特性解析チップによって取得される配列読取例である。It is an example of the sequence reading acquired by the biopolymer characteristic analysis chip. ナノポア薄膜の形成プロセスの一例である。It is an example of the formation process of a nanopore thin film. ナノポア薄膜の形成プロセスの一例である。It is an example of the formation process of a nanopore thin film. ナノポア薄膜の形成プロセスの一例である。It is an example of the formation process of a nanopore thin film. ナノポア薄膜の形成プロセスの別の例である。It is another example of the formation process of a nanopore thin film. ナノポア薄膜の形成プロセスの別の例である。It is another example of the formation process of a nanopore thin film. ナノポア薄膜の形成プロセスの別の例である。It is another example of the formation process of a nanopore thin film. ポア径とビーズ径の相関を示す図であり、ナノポア薄膜と球体の断面図である。It is a figure which shows the correlation of a pore diameter and bead diameter, and is sectional drawing of a nanopore thin film and a sphere. 図６Ａの上面図である。FIG. 6B is a top view of FIG. 6A. ポア径とビーズ径の相関を示す図であり、球体を取り除いたナノポア薄膜の断面図である。It is a figure which shows the correlation of a pore diameter and bead diameter, and is sectional drawing of the nanopore thin film which removed the spherical body. 図６Ｃの上面図である。FIG. 6C is a top view of FIG. 6C. 本発明における生体ポリマ特性解析チップの全体像を示す図である。It is a figure which shows the whole image of the biopolymer characteristic analysis chip | tip in this invention. 第１実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 1st Example. 第１実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 1st Example. 第１実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 1st Example. 第１実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 1st Example. 第１実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 1st Example. 第１実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 1st Example. 第２実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 2nd Example. 第２実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 2nd Example. 第２実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 2nd Example. 第２実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 2nd Example. 第２実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 2nd Example. 第２実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 2nd Example. 第２実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 2nd Example. 第２実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 2nd Example. 第２実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 2nd Example. 第３実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 3rd Example. 第３実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 3rd Example. 第３実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 3rd Example. 第３実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 3rd Example. 第３実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 3rd Example. 第３実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 3rd Example. 第３実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 3rd Example. 第３実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 3rd Example. 第４実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 4th Example. 第４実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 4th Example. 第４実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 4th Example. 第４実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 4th Example. 第４実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 4th Example. 第４実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 4th Example. 第４実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 4th Example. 第４実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 4th Example. 第４実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。It is a flow which creates the nanopore structure in 4th Example.

　以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings show specific embodiments in accordance with the principle of the present invention, but these are for the understanding of the present invention, and are never used to interpret the present invention in a limited manner. is not.

　各実施例で述べる「ナノポア」とは、薄膜に設けたナノサイズの孔であり、薄膜の表裏を貫通する。薄膜は主に無機材料から形成される。薄膜材料の例としては、ＳｉＮ、ＳｉＯ_２、Ｇｒａｐｈｅｎｅ、Ｇｒａｐｈｉｔｅ、Ｓｉなどが挙げられる。薄膜材料は、他に、有機物質、高分子材料などを含むこともできる。ナノポアを有する薄膜（ナノポア薄膜）は、上下に支持膜を持たずに、宙に浮いた構造となっている（ｆｒｅｅ－ｓｔａｎｄｉｎｇ　ｍｅｍｂｒａｎｅ）。 The “nanopore” described in each example is a nano-sized hole provided in the thin film and penetrates the front and back of the thin film. The thin film is mainly formed from an inorganic material. Examples of the thin film material include SiN, SiO ₂ , Graphene, Graphite, and Si. In addition, the thin film material may include an organic substance, a polymer material, and the like. A thin film having nanopores (nanopore thin film) does not have a support film above and below, and has a structure floating in the air (free-standing membrane).

　はじめに、本発明のナノポア作製プロセスを用いて作製するナノポアデバイスを用いた生体ポリマ特性解析装置を説明する。図１は、生体ポリマ特性解析装置の構成の一例を示す図であり、生体ポリマ特性解析チップによる塩基配列読取機構を示す。 First, a biopolymer characteristic analysis apparatus using a nanopore device produced using the nanopore production process of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a biological polymer characteristic analysis device, and shows a base sequence reading mechanism using a biological polymer characteristic analysis chip.

　図１に示すように、生体ポリマ特性解析装置（例えば、ＤＮＡ解析装置）１００は、仕切り体１０１により分けられた二つの槽１０７Ａ、１０７Ｂを備える。仕切り体１０１には、ナノポアを有する生体ポリマ特性解析チップ（以下、ナノポアデバイスの呼ぶ）２００が設置されている。二つの槽１０７Ａ、１０７Ｂには、電解質溶液１０２が満たされている。二つの槽１０７Ａ、１０７Ｂは、Ａｇ／ＡｇＣｌ電極１０３及び電源１０４で電気的に接続されている。 As shown in FIG. 1, a biological polymer characteristic analyzer (for example, DNA analyzer) 100 includes two

tanks

107A and 107B separated by a partition body 101. The partition body 101 is provided with a biopolymer characteristic analysis chip (hereinafter referred to as a nanopore device) 200 having nanopores. The two

tanks

107A and 107B are filled with the electrolyte solution 102. The two

tanks

107A and 107B are electrically connected by an Ag / AgCl electrode 103 and a power source 104.

　ＤＮＡ溶液を注入口１０５から注入すると、液中のＤＮＡ１０６は、ナノポアデバイス２００のナノポアを通して、一方の槽１０７Ａから反対側の槽１０７Ｂに泳動する。塩基配列は、ＤＮＡ１０６がナノポアデバイス２００のナノポアを通過する際に変化する電流値から読み取られる。電流値は、アンプ１０８で増幅されて、ＡＤＣ（図示せず）を介してＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）１０９に記録される。 When the DNA solution is injected from the injection port 105, the DNA 106 in the solution migrates from one tank 107A to the opposite tank 107B through the nanopore of the nanopore device 200. The base sequence is read from the current value that changes when the DNA 106 passes through the nanopore of the nanopore device 200. The current value is amplified by the amplifier 108 and recorded in a PC (Personal Computer) 109 via an ADC (not shown).

　図２Ａ及び図２Ｂは、ナノポアデバイス２００の拡大図を示す。ナノポアデバイス２００は、ナノポア２０１と、ナノポアが形成された薄膜（ナノポア薄膜）２０２と、ナノポア薄膜の上側に形成された第二の膜（土手部）２０３と、ナノポア薄膜２０２を支持する基板２０４とを備える。ナノポアデバイス２００の上下の槽１０７Ａ、１０７Ｂに電解質溶液１０２（図１参照）を満たし、ナノポアデバイス２００を介して上下に電圧を印加すると、電解質溶液１０２中のイオン由来の、ナノポア２０１のポア径に応じた電流が検出される。 2A and 2B are enlarged views of the nanopore device 200. FIG. The nanopore device 200 includes a nanopore 201, a thin film (nanopore thin film) 202 on which nanopores are formed, a second film (bank portion) 203 formed above the nanopore thin film, and a substrate 204 that supports the nanopore thin film 202. Is provided. When the upper and

lower tanks

107A and 107B of the nanopore device 200 are filled with the electrolyte solution 102 (see FIG. 1) and a voltage is applied vertically through the nanopore device 200, the pore diameter of the nanopore 201 derived from ions in the electrolyte solution 102 is obtained. A corresponding current is detected.

　図２Ａは、ＤＮＡ１０６がナノポア２０１を通過する例を示す。ＤＮＡ１０６がナノポア２０１を通過すると、イオンの流れが妨げられるため、電流値は、ナノポア２０１中のＤＮＡ１０６の体積分だけ減少する。図２Ｂは、ナノポア２０１の構造を示す概略図である。ナノポア２０１は、以下で説明する球体（ビーズ）を用いて形成される。ナノポア２０１の形状は、ビーズ軌跡２０５で示されるようなクレータ構造を取る。 FIG. 2A shows an example where the DNA 106 passes through the nanopore 201. When the DNA 106 passes through the nanopore 201, the flow of ions is hindered, so that the current value decreases by the volume of the DNA 106 in the nanopore 201. FIG. 2B is a schematic diagram showing the structure of the nanopore 201. The nanopore 201 is formed using a sphere (bead) described below. The shape of the nanopore 201 takes a crater structure as indicated by a bead locus 205.

　ＤＮＡ解析装置１００では、塩基種毎の電流値の変化量の違いから塩基識別を行う。図３は、電極１０３で電圧を印加することにより読み取られる塩基種ごとの電流変化の例である。配列読取例３００に示されるように、４種類の塩基ごとに異なる電流値が検出される。 In the DNA analysis apparatus 100, base identification is performed from the difference in the amount of change in the current value for each base type. FIG. 3 is an example of a current change for each base species read by applying a voltage at the electrode 103. As shown in the sequence reading example 300, different current values are detected for each of the four types of bases.

　次に、本実施例におけるナノポアの構造について説明する。図４Ａ～図４Ｃは、ナノポア薄膜の形成プロセスの一例である。本実施例におけるナノポアは、障害物によって成膜を妨げられることによって作製される。図４Ａ～図４Ｃは、ポアが形成される際の、薄膜周辺のプロセスを抜き出して示している。 Next, the structure of the nanopore in this example will be described. 4A to 4C show an example of a nanopore thin film formation process. The nanopore in this example is manufactured by preventing film formation by an obstacle. 4A to 4C show extracted processes around the thin film when the pore is formed.

　障害物は、例えば、球体（ビーズ）である。なお、障害物は、他の形状でもよい。ナノポアが球体で作製された場合は、図２Ｂで示したように、ナノポア薄膜２０２中に形成されたナノポア２０１は、ビーズ軌跡２０５で示されるようなクレータ構造となる。ここで、ナノポア薄膜２０２は、２層以上の原子層で成膜されている。この場合、クレータ構造とは、ポアにおける最下の径がポアの最大径よりも小さい構造を意味する。 The obstacle is, for example, a sphere (bead). The obstacle may have another shape. When the nanopore is made of a sphere, as shown in FIG. 2B, the nanopore 201 formed in the nanopore thin film 202 has a crater structure as indicated by a bead locus 205. Here, the nanopore thin film 202 is formed of two or more atomic layers. In this case, the crater structure means a structure in which the lowest diameter in the pore is smaller than the largest diameter of the pore.

　図４Ａ～図４Ｃは、ナノポア薄膜２０２の膜厚がビーズ半径以下である場合のプロセスを示す。まず、第一の膜４０２上に球体（ビーズ）４０１が配置される（図４Ａ）。次に、第一の膜４０２上に薄膜２０２が製膜される。このとき、薄膜２０２の膜厚は、ビーズ半径以下である（図４Ｂ）。その後、リストオフによって球体４０１を取り除く（図４Ｃ）。なお、図４Ｂにおける４０３は、球体４０１の直径ｄを示す。また、図４Ｃにおける４０４は、球体４０１によって形成された最大ポア径ｒ２であり、４０５は、球体４０１によって形成された最小ポア径ｒ１であり、４０６は、薄膜２０２の膜厚ｔを示す。このように、ナノポアは、ポアにおける最下の径ｒ１が、最大ポア径ｒ２よりも小さい構造となる。 4A to 4C show a process in the case where the film thickness of the nanopore thin film 202 is equal to or less than the bead radius. First, a sphere (bead) 401 is disposed on the first film 402 (FIG. 4A). Next, the thin film 202 is formed on the first film 402. At this time, the film thickness of the thin film 202 is equal to or less than the bead radius (FIG. 4B). Thereafter, the sphere 401 is removed by list-off (FIG. 4C). 4B indicates the diameter d of the sphere 401. 4C, 404 is the maximum pore diameter r2 formed by the

sphere

401, 405 is the minimum pore diameter r1 formed by the

sphere

401, and 406 indicates the film thickness t of the thin film 202. Thus, the nanopore has a structure in which the lowest diameter r1 in the pore is smaller than the maximum pore diameter r2.

　図５Ａ～図５Ｃは、ナノポア薄膜の膜厚がビーズ半径以上であり、かつビーズ直径以下である場合のプロセスを示す。まず、第一の膜４０２上に球体４０１が配置される（図５Ａ）。次に、第一の膜４０２上に薄膜２０２が製膜される。このとき、薄膜２０２の膜厚は、ビーズ半径以上であり、かつビーズ直径以下である（図５Ｂ）。その後、リストオフによって球体４０１を取り除く（図５Ｃ）。 FIG. 5A to FIG. 5C show the process when the thickness of the nanopore thin film is not less than the bead radius and not more than the bead diameter. First, the sphere 401 is disposed on the first film 402 (FIG. 5A). Next, the thin film 202 is formed on the first film 402. At this time, the film thickness of the thin film 202 is not less than the bead radius and not more than the bead diameter (FIG. 5B). Thereafter, the sphere 401 is removed by list-off (FIG. 5C).

　以上の構成において、ポア形成に利用するビーズ径と、作製されるナノポア径には相関がある。図６Ａ～６Ｄは、ポア径とビーズ径の相関を示す図である。なお、図６Ａ～図６Ｄにおいて、薄膜はグラフェンを用いて作製された構造である。 In the above configuration, there is a correlation between the bead diameter used for pore formation and the nanopore diameter to be produced. 6A to 6D are diagrams showing the correlation between the pore diameter and the bead diameter. Note that in FIGS. 6A to 6D, the thin film has a structure manufactured using graphene.

　図６Ａの５００は、ビーズを配置した状態で成膜した直後の薄膜の断面図である。図６Ｂの５０１は、５００の上面図である。また、図６Ｃの５０２は、成膜に使用したビーズを取り去った後の薄膜の断面図である。図６Ｄの５０３は、５０２の上面図である。 6A of FIG. 6A is a cross-sectional view of a thin film immediately after film formation with beads arranged. Reference numeral 501 in FIG. 6B is a top view of 500. Moreover, 502 of FIG. 6C is sectional drawing of the thin film after removing the bead used for film-forming. Reference numeral 503 in FIG. 6D is a top view of 502.

　図６Ａ及び図６Ｂにおいて、５０５はナノポアが形成される薄膜（すなわち、図４の薄膜２０２に対応する）であり、５０６は第一の膜である。また、５０４は、薄膜５０５の成膜前に配置されるビーズである。図６Ａ～図６Ｄに示すように、本実施例で作成されるナノポアは、障害物（ビーズ５０４）が存在する部位にのみ薄膜形成がなされず、ビーズ５０４をかたどった状態で膜形成される。そのため、目的のポア径ｒと、ビーズ５０４の径ｄと、下地（第一の膜５０６）と成膜材（薄膜５０５）との間の原子間距離αには相関があり、以下の式で記述できる。

6A and 6B, reference numeral 505 denotes a thin film on which nanopores are formed (that is, corresponding to the thin film 202 in FIG. 4), and reference numeral 506 denotes a first film. Reference numeral 504 denotes beads arranged before the thin film 505 is formed. As shown in FIGS. 6A to 6D, the nanopores produced in this example are not formed into a thin film only at a site where an obstacle (bead 504) is present, but are formed in a state of following the bead 504. Therefore, there is a correlation between the target pore diameter r, the diameter d of the beads 504, and the interatomic distance α between the base (first film 506) and the film forming material (thin film 505). Can be described.

　ここで、Ｃｕ上に形成されたグラフェンの場合、Ｃｕ－炭素間の結合距離が、０．３ｎｍであるので、１．４ｎｍのポアを形成したい場合、１．９８ｎｍのビーズを用いれば良いということが分かる。球体の障害物のサイズが０．３ｎｍ以下でＣｕとの接触が揺らぐ場合を含めて、ナノポアは、１．４～１．４１ｎｍのサイズで形成される。 Here, in the case of graphene formed on Cu, since the bond distance between Cu and carbon is 0.3 nm, it is only necessary to use 1.98 nm beads when forming a pore of 1.4 nm. I understand. The nanopore is formed with a size of 1.4 to 1.41 nm including the case where the size of the spherical obstacle is 0.3 nm or less and the contact with Cu fluctuates.

　求めるポア径が１．４～２ｎｍの場合、ビーズ径は約２ｎｍ～４ｎｍである。求めるポア径が２ｎｍ～５ｎｍの場合、ビーズ径は約４ｎｍ～２５ｎｍである。求めるポア径が５～１０ｎｍの場合、ビーズ径は約２５～１００ｎｍである。 When the desired pore diameter is 1.4 to 2 nm, the bead diameter is about 2 to 4 nm. When the desired pore diameter is 2 nm to 5 nm, the bead diameter is about 4 nm to 25 nm. When the required pore diameter is 5 to 10 nm, the bead diameter is about 25 to 100 nm.

　図７は、以上の成膜手法及びポア径の作成方法によって形成されるポアを有するナノポアデバイスの全体像を示す。生体分子特性解析用のナノポアデバイス２００には、上述したクレータ構造を有するポアまたは逆円錐型をしたポアが形成されている。ナノポアデバイス２００は、基板２０４と、第一の膜４０２と、第二の膜２０３と、ナノポア２０１を有するナノポア薄膜（第三の膜）２０２とから構成される。 FIG. 7 shows an overall image of a nanopore device having pores formed by the above film forming method and pore diameter creation method. In the nanopore device 200 for biomolecule characteristic analysis, a pore having the crater structure described above or an inverted conical pore is formed. The nanopore device 200 includes a substrate 204, a first film 402, a second film 203, and a nanopore thin film (third film) 202 having nanopores 201.

　基板２０４には開口部２０９が形成されており、基板２０４上に第一の膜４０２と第二の膜２０３とが積層されている。ナノポア薄膜２０２は、基板２０４の開口部２０９の位置で上下に何もない状態で配置されている。ナノポア薄膜２０２は、この例では、第一の膜４０２によって支持されている。別の例として後述するように、第一の膜と第二の膜の間にナノポア薄膜と同じ材料の膜を配置し、この膜とナノポア薄膜とを接続するようにしてもよい。第二の膜２０３は、ナノポア薄膜２０２の周囲を囲む土手部を形成しており、第二の膜２０３の上面は、ナノポア薄膜２０２の上面よりも高い位置にある。生体分子特性解析を行う際には、ナノポア薄膜２０２の上下が電解質溶液で満たされ、その状態で電圧を印加し、生体分子がナノポア２０１を通過する際に起こる電流変化から特性を解析する。 An opening 209 is formed in the substrate 204, and the first film 402 and the second film 203 are stacked on the substrate 204. The nanopore thin film 202 is disposed in a state where there is nothing up and down at the position of the opening 209 of the substrate 204. The nanopore thin film 202 is supported by the first film 402 in this example. As will be described later as another example, a film made of the same material as the nanopore thin film may be disposed between the first film and the second film, and the film and the nanopore thin film may be connected. The second film 203 forms a bank part surrounding the nanopore thin film 202, and the upper surface of the second film 203 is higher than the upper surface of the nanopore thin film 202. When performing biomolecule characteristic analysis, the upper and lower surfaces of the nanopore thin film 202 are filled with the electrolyte solution, and a voltage is applied in this state, and the characteristics are analyzed from a current change that occurs when the biomolecule passes through the nanopore 201.

　本発明の実施例の一つに、第二の膜２０３に形成する構造のサイズにより球体が配置される個数を制御し、ナノポア薄膜２０２中に形成されるナノポア２０１の個数を制御することがある。図７に示すように、第二の膜２０３に形成した凹部のサイズＤを６０１で示す。このとき、ポア径ｒは、土手部に囲まれた凹部の幅Ｄ（６０１）に対して、以下の関係が成り立つ。

One embodiment of the present invention is to control the number of nanopores 201 formed in the nanopore thin film 202 by controlling the number of spheres arranged according to the size of the structure formed in the second film 203. . As shown in FIG. 7, the size D of the recess formed in the second film 203 is indicated by 601. At this time, the pore diameter r has the following relationship with the width D (601) of the recess surrounded by the bank portion.

　ここで、αは、ナノポア薄膜と、その薄膜を形成する際に用いた下地との間の原子間距離である。ナノポア薄膜に対してナノポアの数を一つにしたい場合、かつ土手部で囲まれた凹部の平面視の形状が正方形である場合、土手部に囲まれた凹部の幅Ｄ_１（図７のＤに対応する）は、高さに寄らず球体の径ｄに対して、１．２ｄ以下に形成するのがよい（Ｄ_１≦１．２ｄ）。また、ナノポア薄膜に対してナノポアの数を一つにしたい場合、かつ、土手部に囲まれた凹部の構造が正方形以外の形状である場合は、例えば、土手部で囲まれた凹部の形状の平面視における最大幅Ｄ_２（円の場合は直径）は、球体の径ｄに対して、２ｄより小さくするのがよい（Ｄ_２＜２ｄ）。 Here, α is the interatomic distance between the nanopore thin film and the base used to form the thin film. When the number of nanopores is desired to be one with respect to the nanopore thin film and the shape of the recess surrounded by the bank is a square, the width D _{1 of} the recess surrounded by the bank (D in FIG. 7). (Corresponding to 2) is preferably formed to be 1.2 d or less with respect to the diameter d of the sphere regardless of the height (D ₁ ≦ 1.2 d). In addition, when the number of nanopores is desired to be one for the nanopore thin film, and the structure of the recess surrounded by the bank is a shape other than a square, for example, the shape of the recess surrounded by the bank is The maximum width D ₂ (diameter in the case of a circle) in plan view is preferably smaller than 2d with respect to the diameter d of the sphere (D ₂ <2d).

　また、ナノポア２０１のサイズは、測定対象の分子の実効径にあわせる。例えば、一本鎖ＤＮＡの場合は、ナノポア２０１のサイズは、１．４ｎｍにするとよい。ナノポア薄膜２０２は、ナノポア２０１を形成する際に塗布されたものであり、ナノポア２０１を作製する時に用いられたビーズ４０１の径以下の膜厚で形成される必要がある。 Also, the size of the nanopore 201 is adjusted to the effective diameter of the molecule to be measured. For example, in the case of single-stranded DNA, the size of the nanopore 201 may be 1.4 nm. The nanopore thin film 202 is applied when the nanopore 201 is formed, and needs to be formed with a film thickness equal to or less than the diameter of the beads 401 used when the nanopore 201 is produced.

　そのため、ポア径ｒは、土手部に囲まれた凹部の幅Ｄ、土手部の高さＬ（例えば、第一の膜４０２の上面から第二の膜２０３の上面までの高さ）、ナノポア薄膜２０２とその薄膜を形成する際に用いた下地材料（第一の膜４０２）との間の原子間距離αに対して、Ｌ／Ｄ＝α／ｒの関係が成り立つ。但し、図７中のＤは前述の通り、ポア径に応じて規定される。第一の膜４０２は均一な薄膜を形成するための下地材料であり、ナノポア薄膜２０２に応じて材料が規定される。 Therefore, the pore diameter r is the width D of the recess surrounded by the bank, the height L of the bank (for example, the height from the upper surface of the first film 402 to the upper surface of the second film 203), the nanopore thin film The relationship of L / D = α / r is established with respect to the interatomic distance α between 202 and the base material (first film 402) used when forming the thin film. However, D in FIG. 7 is defined according to the pore diameter as described above. The first film 402 is a base material for forming a uniform thin film, and the material is defined according to the nanopore thin film 202.

　その他の例として、第二の膜２０３と第一の膜４０２との間にナノポア薄膜２０２と同じ材料の膜が成膜されてもよい。これによってナノポア薄膜２０２の強度が増す。その他の例として、第二の膜２０３とナノポア薄膜２０２が同一材料でもよい。 As another example, a film made of the same material as the nanopore thin film 202 may be formed between the second film 203 and the first film 402. This increases the strength of the nanopore thin film 202. As another example, the second film 203 and the nanopore thin film 202 may be made of the same material.

［第１実施例］
　図８Ａ～図８Ｆを用いて、上記ナノポア構造が作られるプロセスの第１実施例を説明する。まず、第一の膜４０２及び第二の膜２０３を基板２０４上に成膜し、ビーズが一つのみ固定されるサイズで第二の膜２０３をパターニング加工する第一の工程を行う（８１０）。このとき、第二の膜２０３がパターニングされることにより、第二の膜２０３に周囲が囲まれた凹部２０６が形成される。この凹部２０６において第一の膜４０２の一部が露出した状態となる。 [First embodiment]
A first embodiment of a process for producing the nanopore structure will be described with reference to FIGS. 8A to 8F. First, the first film 402 and the second film 203 are formed on the substrate 204, and the first process of patterning the second film 203 with a size in which only one bead is fixed is performed (810). . At this time, the second film 203 is patterned to form a recess 206 surrounded by the second film 203. In this recess 206, a part of the first film 402 is exposed.

　次に、ビーズなどの球体４０１を凹部２０６に配置する第二の工程を行う（８１１）。このとき、次のプロセスで使う膜材料が、下地材料である第一の膜４０２上には成膜されるが、球体４０１には成膜されないように、第一の膜４０２及び球体４０１の構成材料が選定される。次に、凹部２０６に薄膜（第三の膜）２０２を成膜する第三の工程を行う（８１２）。このとき、薄膜２０２は、球体４０１に成膜されないため、球体４０１で阻害された部位の第一の膜４０２上に薄膜２０２が成膜されることがない。 Next, a second step of placing the spherical body 401 such as a bead in the recess 206 is performed (811). At this time, the film material used in the next process is formed on the first film 402 which is a base material, but is not formed on the sphere 401. Material is selected. Next, a third step of forming a thin film (third film) 202 in the recess 206 is performed (812). At this time, since the thin film 202 is not formed on the sphere 401, the thin film 202 is not formed on the first film 402 at a site blocked by the sphere 401.

　次に、球体４０１を取り除く第四の工程を行う（８１３）。このとき、球体４０１上に薄膜２０２が成膜されていないので、リストオフによって球体４０１を取り除くことが可能である。球体４０１のリフトオフ後、凹部２０６の位置に対応する基板２０４の一部（凹部２０６の垂直同一軸上の基板２０４の部分）をエッチングする第五の工程を行う（８１４）。このとき、凹部２０６の位置に対応する第一の膜４０２の部分が露出する。このとき、プロテックなどの樹脂材料２０７にて表面のパターンを保護する。最後に、樹脂材料２０７及び薄膜（第三の膜）２０２の直下にある第一の膜４０２をエッチングする第六の工程を行う（８１５）。これにより、薄膜２０２において球体４０１と第一の膜４０２の接点の位置にポアが形成される。以上により、ナノポアを有する凹部構造が形成された薄膜が出来上がる。以下では、上記第一の工程～第六の工程の詳細を説明する。 Next, a fourth step of removing the sphere 401 is performed (813). At this time, since the thin film 202 is not formed on the sphere 401, the sphere 401 can be removed by wrist-off. After the ball 401 is lifted off, a fifth step of etching a part of the substrate 204 corresponding to the position of the recess 206 (a portion of the substrate 204 on the same vertical axis as the recess 206) is performed (814). At this time, the portion of the first film 402 corresponding to the position of the recess 206 is exposed. At this time, the surface pattern is protected by a resin material 207 such as Protech. Finally, a sixth step of etching the first film 402 immediately below the resin material 207 and the thin film (third film) 202 is performed (815). As a result, a pore is formed at the contact point between the sphere 401 and the first film 402 in the thin film 202. As a result, a thin film having a concave structure having nanopores is completed. The details of the first to sixth steps will be described below.

＜第一の工程（８１０）＞
　第二の膜２０３からなる土手部の形成のプロセスに先んじて、基板２０４上に第一の膜４０２を形成する。この第一の膜４０２は、第三の工程（８１２）における薄膜２０２の下地になる。例えばグラフェンによって薄膜を形成する場合、表面ラフネスの少ない単結晶上にグラフェン成長を実施する。本実施例のプロセスにおいては、予め原子層成膜法や分子気相成長法、エピタキシャル成長法による薄膜の成膜を行うことで表面ラフネスの少ない下地を得ることが出来る。 <First step (810)>
Prior to the process of forming the bank portion made of the second film 203, the first film 402 is formed on the substrate 204. The first film 402 becomes the base of the thin film 202 in the third step (812). For example, when forming a thin film with graphene, graphene growth is performed on a single crystal with low surface roughness. In the process of this embodiment, a substrate with a small surface roughness can be obtained by previously forming a thin film by atomic layer deposition, molecular vapor deposition, or epitaxial growth.

　次に、第一の膜４０２の上に第二の膜２０３を形成し、ドライエッチングにより第二の膜２０３の一部を削り取り、第一の膜４０２を部分的に露出させる工程を行う。第二の膜２０３中に作製する凹部（削り部分）２０６のサイズ及び第二の膜２０３の膜厚は、次の工程において土手部で囲まれた凹部に敷き詰める障害物（ビーズ４０１）のサイズに応じて設計する。なお、第一の工程では、基板２０４の裏面にも成膜を行い、Ｓｉエッチングのハードマスクとなる開口部（図８Ａの２１０）を形成しておく。開口位置は、表面の第二の膜２０３の削り位置と垂直同一軸上である。 Next, the second film 203 is formed on the first film 402, a part of the second film 203 is removed by dry etching, and the first film 402 is partially exposed. The size of the concave portion (shaved portion) 206 produced in the second film 203 and the film thickness of the second film 203 are the same as the size of the obstacle (bead 401) spread in the concave portion surrounded by the bank portion in the next step. Design accordingly. In the first step, a film is also formed on the back surface of the substrate 204 to form an opening (210 in FIG. 8A) that serves as a hard mask for Si etching. The opening position is on the same vertical axis as the cutting position of the second film 203 on the surface.

　ドライエッチングにより第一の膜４０２を露出させる際、第一の膜４０２がダメージを受けて、平坦性が損なわれる可能性がある。これは、第三の膜の膜成長の阻害要因となるため、二つの手法により平坦性を回復させる。一つは、ドライエッチング後に水素アニールを実施する。一般に走査トンネル顕微鏡や原子間力顕微鏡で使用される試料支持基板の表面は平坦である必要がある。そこでサンプル固定前に支持基板に用いられる材料の単結晶を水素アニールすることで平坦面を出すことが行われている。 When exposing the 1st film | membrane 402 by dry etching, the 1st film | membrane 402 may receive a damage and flatness may be impaired. Since this becomes a hindrance to the film growth of the third film, the flatness is restored by two methods. One is to perform hydrogen annealing after dry etching. In general, the surface of a sample support substrate used in a scanning tunneling microscope or an atomic force microscope needs to be flat. Therefore, a flat surface is obtained by hydrogen annealing a single crystal of a material used for the support substrate before fixing the sample.

　その他の手法は、第二の膜２０３の成膜の仕方をリフトオフ型にすることである。予め水素アニールによって第一の膜４０２を平坦にし、樹脂成膜する。次に、開口予定位置のみが残るようにパターニングを行い、第二の膜２０３を成膜する。最後に、樹脂膜溶剤にて樹脂を溶かし出し、目的の開口部が保護された状態で、第二の膜２０３からなる土手部の形成が達成される。この手法を用いたフローは後述する。 Another method is to use a lift-off method for forming the second film 203. The first film 402 is flattened by hydrogen annealing in advance, and a resin film is formed. Next, patterning is performed so that only the planned opening position remains, and a second film 203 is formed. Finally, the resin is melted with a resin film solvent, and formation of the bank portion made of the second film 203 is achieved in a state where the target opening is protected. The flow using this method will be described later.

＜第二の工程（８１１）＞
　次に、目的のポア径に応じたサイズを有する障害物（球体４０１）を第一の工程（８１０）で作製した構造（以降、凹部と呼ぶ）に敷き詰める。障害物は、塗布剤として溶液中に溶かしたものを使用する。塗布剤に含まれている障害物の濃度は、基板（ウエハ）の面積に対する凹部の面積率以上の濃度であることが好ましい。この場合、基板上の複数の凹部に対してより確実に１つの障害物が配置され易くなるためである。この工程では、塗布剤にウエハを浸した後に、傾けつつ引き上げることや、パルス噴射によって塗布剤をウエハ表面に吹きつけることで凹部２０６にビーズ（球体４０１）が固定される。 <Second step (811)>
Next, an obstacle (sphere 401) having a size corresponding to the target pore diameter is spread over the structure (hereinafter referred to as a recess) produced in the first step (810). As the obstacle, a solution dissolved in a solution is used as a coating agent. It is preferable that the density | concentration of the obstruction contained in a coating agent is a density | concentration more than the area ratio of a recessed part with respect to the area of a board | substrate (wafer). In this case, it is because it becomes easy to arrange | position one obstruction more reliably with respect to several recessed part on a board | substrate. In this step, after immersing the wafer in the coating agent, the bead (sphere 401) is fixed to the recess 206 by pulling it up while tilting or spraying the coating agent on the wafer surface by pulse injection.

　封鎖電流は、薄膜２０２に対してポアが一つであることにより、取得されるシグナルが一分子由来であることを保証する。したがって、薄膜２０２内のポア位置がずれていることによるシグナルへの影響はない。そのため、土手部に囲まれた凹部２０６に配置されるビーズは、凹部２０６の底部で固定されれば固定位置は問わない。このとき、ビーズは、凹部２０６の底部と静電相互作用で固定される。 The blocking current ensures that the acquired signal is derived from one molecule by having one pore for the thin film 202. Therefore, there is no influence on the signal due to the displacement of the pore position in the thin film 202. For this reason, the fixing position of the beads arranged in the concave portion 206 surrounded by the bank portion is not limited as long as the beads are fixed at the bottom portion of the concave portion 206. At this time, the beads are fixed to the bottom of the recess 206 by electrostatic interaction.

　ここで土手部内の凹部の底への球体４０１の配置の仕方の他の形態として、球体４０１を磁気性のものにし、かつ基板２０４を磁気性の部材に配置することで、磁気力相互作用によって球体４０１を凹部２０６の底部に引き寄せる手法がある。その他の形態として、凹部２０６の底部、球体４０１の表面に修飾分子を固定することで、水素結合や、共有結合、イオン結合などで固定することも可能となる。 Here, as another form of the arrangement of the sphere 401 on the bottom of the recess in the bank portion, the sphere 401 is made magnetic and the substrate 204 is arranged on a magnetic member, so that the magnetic force interaction causes There is a method of drawing the sphere 401 to the bottom of the recess 206. As another form, by fixing the modifying molecule to the bottom of the recess 206 and the surface of the sphere 401, it is possible to fix the molecule by hydrogen bond, covalent bond, ionic bond, or the like.

＜第三の工程（８１２）＞
　第一の膜４０２に選択的に成膜可能で、かつ障害物（球体４０１）に成膜されない材料によって、凹部２０６に薄膜（第三の膜）２０２を成膜する。その組合せとして第一の膜４０２にＣｕ（１００）単結晶、障害物にＣｕ球、第三の成膜ガスにＣＨ_４とするとよい。一般に、グラフェンの成膜としては、Ｃｕ（１００）面に対する、ＣＨ_４ガスによるＣＶＤ成長が用いられている。グラフェンの成長には、単結晶かつ面方位が限定されている必要がある。障害物の側面と第一の膜４０２は、単結晶であり、かつ結晶方位面が異なるようにする。障害物に面方位の持たないＣｕ球を用いれば、障害物を避けて第一の膜４０２上に第三の膜が成膜される。グラフェン成長がおきる単結晶の材料として、Ｒｕ、Ｉｒなども挙げられる。また、Ａｌ_２Ｏ_３とＳｉＯに対するＣＨ_４によるグラフェンの選択成長も発表されており、第一の膜４０２にＡｌ_２Ｏ_３、障害物にＳｉＯを用いることで同様の効果を得られる。 <Third step (812)>
A thin film (third film) 202 is formed in the recess 206 with a material that can be selectively formed on the first film 402 and that is not formed on the obstacle (sphere 401). As a combination thereof, it is preferable to use Cu (100) single crystal for the first film 402, Cu sphere for the obstacle, and CH _{4 for} the third film forming gas. In general, for the film formation of graphene, CVD growth using CH ₄ gas is used for the Cu (100) surface. For the growth of graphene, it is necessary to have a single crystal and a limited plane orientation. The side surface of the obstacle and the first film 402 are single crystals and have different crystal orientation planes. If a Cu sphere having no plane orientation is used as an obstacle, a third film is formed on the first film 402 while avoiding the obstacle. Examples of a single crystal material on which graphene growth occurs include Ru and Ir. In addition, selective growth of graphene by CH ₄ with respect to Al ₂ O ₃ and SiO has been announced, and similar effects can be obtained by using Al ₂ O ₃ for the first film 402 and SiO for the obstacle.

＜第四の工程（８１３）＞
　次に、障害物（球体４０１）のみをリフトオフすると、障害物の形にかたどられた薄膜（第三の膜）２０２が残る。リフトオフに用いる溶液には、第三の膜を削らずに、障害物を溶かし出すことが可能な溶液を用いる。例えば、第三の膜と障害物に選択性のある溶液を用いる。第二の膜２０３がグラフェン、第一の膜４０２がＣｕである場合、クロムのエッチング溶液を用いるとよい。また、第二の膜２０３が炭素、第一の膜４０２がＳｉＯである場合、フッ酸を用いるとよい。 <Fourth step (813)>
Next, when only the obstacle (sphere 401) is lifted off, a thin film (third film) 202 shaped like an obstacle remains. As the solution used for lift-off, a solution capable of dissolving the obstacle without cutting the third film is used. For example, a solution having selectivity for the third membrane and the obstacle is used. In the case where the second film 203 is graphene and the first film 402 is Cu, a chromium etching solution may be used. In the case where the second film 203 is carbon and the first film 402 is SiO, hydrofluoric acid is preferably used.

＜第五の工程（８１４）＞
　次に、球体４０１をリフトオフした後に、ナノポアが形成された薄膜（第三の膜）２０２をプロテックなどの樹脂材料２０７でカバーし、基板２０４の裏面のＳｉ層をエッチングする。これにより、凹部２０６の位置に対応する第一の膜４０２の部分が露出する。Ｓｉのエッチングには８５℃に熱したＫＯＨや、同じく８５℃下でシリコンのエッチングに腐食作用を有するＴＭＡＨやＮＨ_２ＯＨを含んだエッチング液に長時間浸すことで達成される。このとき、Ｓｉ以外にも表面の材料に対して腐食作用が働くことがあるため、プロテックなどの樹脂材料２０７にて表面のパターンを保護する。 <Fifth step (814)>
Next, after the sphere 401 is lifted off, the thin film (third film) 202 on which nanopores are formed is covered with a resin material 207 such as Protech, and the Si layer on the back surface of the substrate 204 is etched. Thereby, the portion of the first film 402 corresponding to the position of the recess 206 is exposed. The etching of Si is achieved by immersing in an etching solution containing KOH heated to 85 ° C. or TMAH or NH ₂ OH having a corrosive action on etching of silicon at 85 ° C. for a long time. At this time, since the corrosive action may act on the surface material other than Si, the surface pattern is protected by the resin material 207 such as Protech.

＜第六の工程（８１５）＞
　最後に、基板２０４の裏面側から第一の膜４０２をエッチングすることで、ナノポア薄膜２０２を得る。このとき、ナノポア薄膜２０２と第一の膜４０２に選択性のある溶液を用いる。第二の膜２０３がグラフェン、第一の膜４０２がＣｕである場合、第四の工程（８１３）と同じくクロムのエッチャントを用いるとよい。また第二の膜２０３が炭素、第一の膜４０２がＡｌ_２Ｏ_３である場合、フッ酸を用いるとよい。 <Sixth Step (815)>
Finally, the nanopore thin film 202 is obtained by etching the first film 402 from the back side of the substrate 204. At this time, a selective solution is used for the nanopore thin film 202 and the first film 402. When the second film 203 is graphene and the first film 402 is Cu, a chromium etchant may be used as in the fourth step (813). Further, when the second film 203 is carbon and the first film 402 is Al ₂ O ₃ , hydrofluoric acid is preferably used.

［第２実施例］
　図９Ａ～図９Ｉは、第２実施例におけるナノポア構造を作成するフローであり、第二の膜２０３の成膜の仕方をリフトオフ型にした場合のナノポア構造を作成するフローを示す。なお、図９Ａ～図９Ｉにおいて、図８Ａ～図８Ｆと同一の工程には同一の符号を付し、それらの説明を省略する。ここでは、図９Ａ～図９Ｃの工程を説明する。 [Second Embodiment]
FIGS. 9A to 9I are flowcharts for creating a nanopore structure in the second embodiment, and show a flow for creating a nanopore structure when the method of forming the second film 203 is a lift-off type. 9A to 9I, the same steps as those in FIGS. 8A to 8F are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Here, the steps of FIGS. 9A to 9C will be described.

　まず、予め水素アニールによって第一の膜４０２を平坦にする（８０１）。次に、第一の膜４０２上に樹脂（保護膜）２０８を成膜する（８０２）。次に、次の工程で成膜される第二の膜２０３の開口予定位置（凹部を形成する予定の部分）のみが残るように樹脂２０８をパターニングする（８０３）。その後、第二の膜２０３を成膜し、樹脂膜溶剤にて樹脂２０８を溶かし出す。これにより、目的の開口部の位置が樹脂２０８で保護された状態で、第二の膜２０３からなる土手部の形成が達成される。８０１～８０３の工程により、第一の膜４０２の上に第二の膜２０３の土手部が形成され、第一の膜４０２が部分的に露出した構造となる（図９Ｄ）。 First, the first film 402 is flattened in advance by hydrogen annealing (801). Next, a resin (protective film) 208 is formed on the first film 402 (802). Next, the resin 208 is patterned so that only the planned opening position (the portion where the recess is to be formed) of the second film 203 formed in the next step remains (803). Thereafter, a second film 203 is formed, and the resin 208 is melted with a resin film solvent. Thereby, formation of the bank part which consists of the 2nd film | membrane 203 is achieved in the state in which the position of the target opening part was protected by the resin 208. FIG. Through the steps 801 to 803, the bank portion of the second film 203 is formed on the first film 402, and the first film 402 is partially exposed (FIG. 9D).

［第３実施例］
　前述の通り、球体４０１の材料と第一の膜４０２の材料が同一である場合、第四の工程（８１３）及び第六の工程（８１５）で用いる溶剤が同一になるため、図１０Ａ～図１０Ｈに示すような工程によって、ナノポア薄膜を得ることも可能である。なお、材料が異なっていてもエッチング溶液が同一である場合にも適応可能である。 [Third embodiment]
As described above, when the material of the sphere 401 and the material of the first film 402 are the same, the solvents used in the fourth step (813) and the sixth step (815) are the same. It is also possible to obtain a nanopore thin film by a process as shown in 10H. Note that the present invention can also be applied to the case where the etching solution is the same even if the materials are different.

　図１０Ａ～図１０Ｈは、第３実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。なお、図１０Ａ～図１０Ｈにおいて、図８Ａ～図８Ｆ及び図９Ａ～図９Ｉと同一の工程には同一の符号を付し、それらの説明を省略する。図１０Ａ～図１０Ｆの工程は、図９Ａ～図９Ｆと同一工程であるが、その後、球体４０１を取り去らずに、基板２０４の裏面のＳｉ層の裏面エッチングを行う（８２０）。その後、球体４０１及び第一の膜４０２を同時に溶かすことが可能な溶液にてエッチングを行う（８２１）。以上の工程により、ナノポアを有する凹部構造が形成された薄膜が出来上がる。 10A to 10H are flowcharts for creating the nanopore structure in the third embodiment. 10A to 10H, the same steps as those in FIGS. 8A to 8F and FIGS. 9A to 9I are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The steps of FIGS. 10A to 10F are the same as those of FIGS. 9A to 9F, but thereafter, the back surface of the Si layer on the back surface of the substrate 204 is etched without removing the sphere 401 (820). Thereafter, etching is performed with a solution capable of simultaneously dissolving the sphere 401 and the first film 402 (821). Through the above steps, a thin film having a concave structure having nanopores is completed.

［第４実施例］
　図１１Ａ～図１１Ｉは、第４実施例におけるナノポア構造を作成するフローである。なお、図１１Ａ～図１１Ｉにおいて、図９Ａ～図９Ｉと同一の工程には同一の符号を付し、それらの説明を省略する。 [Fourth embodiment]
FIG. 11A to FIG. 11I are flowcharts for creating a nanopore structure in the fourth embodiment. In FIGS. 11A to 11I, the same steps as those in FIGS. 9A to 9I are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

　本実施例では、ナノポア薄膜２０２の安定性を強化するために、第二の膜２０３からなる土手の下部に薄膜２０２と同一の材料を配置する。図１１Ａ～図１１Ｃの工程は、図９Ａ～図９Ｃと同一工程であるが、その後、第一の膜４０２上に、ナノポア薄膜（第三の膜）と同一の材料の膜（第四の膜）２０２を成膜する。その後、薄膜２０２上に、第二の膜２０３を成膜する（８３０）。 In the present embodiment, in order to enhance the stability of the nanopore thin film 202, the same material as that of the thin film 202 is disposed below the bank made of the second film 203. The process of FIGS. 11A to 11C is the same process as FIGS. 9A to 9C, but after that, a film of the same material as the nanopore thin film (third film) (fourth film) is formed on the first film 402. ) 202 is formed. Thereafter, a second film 203 is formed on the thin film 202 (830).

　次に、障害物（球体４０１）を８３０の工程で作製した構造（凹部２０６）に敷き詰める（８３１）。次に、土手部に囲まれた凹部２０６に薄膜（第三の膜）２０２を成膜する（８３２）。その後、第二の膜２０３からなる土手部の下部の薄膜２０２と、凹部に成膜された薄膜（第三の膜）２０２を接続させるためにアニールをし、これらの膜を再配置させる。 Next, the obstacle (sphere 401) is spread over the structure (concave 206) produced in the step 830 (831). Next, a thin film (third film) 202 is formed in the recess 206 surrounded by the bank (832). Thereafter, annealing is performed to connect the thin film 202 below the bank portion made of the second film 203 and the thin film (third film) 202 formed in the concave portion, and these films are rearranged.

　次に、球体４０１をリフトオフする（８３３）。その後、土手内の凹部の垂直同一軸上の基板２０４の一部の裏面をエッチングし、第一の膜４０２の一部を露出させる（８３４）。最後に、第一の膜４０２をエッチングすることにより、ナノポアを有する凹部構造が形成された薄膜が出来上がる（８３５）。 Next, the sphere 401 is lifted off (833). Thereafter, a part of the back surface of the substrate 204 on the same vertical axis of the recess in the bank is etched to expose a part of the first film 402 (834). Finally, the first film 402 is etched to form a thin film having a concave structure having nanopores (835).

　以上のように、上述した実施例において、任意の個数のポアが目的の薄膜中に形成されるように、その薄膜周辺部に、次の工程で用いられるビーズのサイズ及び数に応じたサイズを有する土手部（第二の膜２０３）を形成する。これにより、目的の薄膜に対して、任意のポア数の作成された生体分子特性解析チップを提供することができる。 As described above, in the above-described embodiment, the size corresponding to the size and number of beads used in the next step is formed around the thin film so that an arbitrary number of pores are formed in the target thin film. The bank portion (second film 203) is formed. Thereby, it is possible to provide a biomolecule characteristic analysis chip having an arbitrary number of pores for the target thin film.

　Ｓｉの結晶方位面エッチングを利用した従来のテーパー型のポアの場合、エッチング開始部位の歩留が最小ポア径の形成歩留に転写されてしまうが、上述の実施例では、ビーズ径をそろえて作製することで、歩留が高くかつ均一なポアを形成することが可能となる。 In the case of the conventional taper type pore using Si crystal orientation surface etching, the yield at the etching start site is transferred to the formation yield of the minimum pore diameter. In the above embodiment, the bead diameters are aligned. By manufacturing, it is possible to form a uniform pore with a high yield.

　また、上述の実施例より製造された生体分子特性解析チップによれば、最小ポア径を達成する部位のみが実効的に薄膜となるため、膜強度を保つことが可能となる。更に、薄膜全域が極薄膜とならないため、封鎖電流測定時のノイズを低減することが可能となる。 In addition, according to the biomolecule characteristic analysis chip manufactured from the above-described embodiment, only the portion that achieves the minimum pore diameter effectively becomes a thin film, so that the film strength can be maintained. Furthermore, since the entire thin film does not become a very thin film, it is possible to reduce noise during the measurement of the blocking current.

　なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることがあり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. In addition, a part of the configuration of one embodiment may be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment may be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

１００　　：生体ポリマ特性解析装置（ＤＮＡ解析装置）
１０１　　：仕切り体
１０２　　：電解質溶液
１０３　　：電極
１０４　　：電源
１０５　　：注入口
１０６　　：生体ポリマ（ＤＮＡ）
１０７Ａ、１０７Ｂ　：槽
１０８　　：アンプ
１０９　　：ＰＣ
２００　　：生体ポリマ特性解析チップ（ナノポアデバイス）
２０１　　：ナノポア
２０２　　：薄膜（第三の膜、第四の膜）
２０３　　：第二の膜（土手部）
２０４　　：基板
２０５　　：ビーズ軌跡（鋳型痕跡）
２０６　　：凹部
２０７　　：樹脂材料
２０８　　：樹脂（保護膜）
２０９　　：開口部
２１０　　：開口部
３００　　：特性解析例
４０１　　：球体（ビーズ）
４０２　　：第一の膜
４０３　　：球体の直径
４０４　　：球体によって形成された最大ポア径
４０５　　：球体によって形成された最小ポア径
４０６　　：薄膜の膜厚
５０４　　：球体（ビーズ）
５０５　　：薄膜（ナノポア薄膜）
５０６　　：第一の膜
６０１　　：土手部に囲まれた凹部の幅Ｄ 100: Biological polymer characteristic analyzer (DNA analyzer)
101: Partition body 102: Electrolyte solution 103: Electrode 104: Power source 105: Injection port 106: Biopolymer (DNA)
107A, 107B: Tank 108: Amplifier 109: PC
200: Biopolymer characteristic analysis chip (nanopore device)
201: Nanopore 202: Thin film (third film, fourth film)
203: Second film (bank portion)
204: Substrate 205: Bead trajectory (mold trace)
206: Recess 207: Resin material 208: Resin (protective film)
209: Opening 210: Opening 300: Example of characteristic analysis 401: Sphere (bead)
402: first film 403: sphere diameter 404: maximum pore diameter 405 formed by the sphere: minimum pore diameter 406 formed by the sphere: thin film thickness 504: sphere (bead)
505: Thin film (nanopore thin film)
506: First film 601: Width D of the recess surrounded by the bank

Claims

　開口部を有する基板と、
　前記基板上に成膜された第一の膜と、
　前記基板上に前記第一の膜より上側に成膜された第二の膜と、
　前記開口部の位置に配置され、ポアを有する第三の膜と、
を備え、
　前記第二の膜は、前記第三の膜の周囲を囲む土手部を形成しており、前記第三の膜の前記ポアは、前記ポアにおける最下の径が前記ポアの最大径よりも小さいようなクレータ構造を有することを特徴とする生体分子特性解析用チップ。 A substrate having an opening;
A first film formed on the substrate;
A second film formed on the substrate above the first film;
A third membrane disposed at the position of the opening and having a pore;
With
The second film forms a bank portion surrounding the third film, and the pore of the third film has a lowermost diameter smaller than the maximum diameter of the pore. A biomolecule characteristic analysis chip characterized by having such a crater structure.
　請求項１に記載の生体分子特性解析用チップにおいて、
　前記クレータ構造の底に形成された前記ポアの前記最下の径をｒとし、前記土手部に囲まれた凹部の幅のサイズをＤとし、前記第一の膜と前記第三の膜との間の原子間距離をαとすると、以下の関係

が成り立つことを特徴とする生体分子特性解析用チップ。 The biomolecule characteristic analysis chip according to claim 1,
The lowermost diameter of the pore formed at the bottom of the crater structure is r, the width of the recess surrounded by the bank is D, and the first film and the third film If the interatomic distance is α, the following relationship

A biomolecule characteristic analysis chip characterized by the fact that
　請求項１に記載の生体分子特性解析用チップにおいて、
　前記クレータ構造の底に形成された前記ポアの前記最下の径をｒとし、前記土手部で囲まれた凹部のサイズをＤとし、前記第一の膜と前記第三の膜との間の原子間距離をαとし、前記第一の膜の上面から前記第二の膜の上面までの高さをＬとすると、Ｌ／Ｄ＝α／ｒの関係が成り立つことを特徴とする生体分子特性解析用チップ。 The biomolecule characteristic analysis chip according to claim 1,
The lowest diameter of the pore formed at the bottom of the crater structure is r, the size of the recess surrounded by the bank is D, and the gap between the first film and the third film is Biomolecule characteristics characterized by the relationship L / D = α / r, where α is the interatomic distance and L is the height from the upper surface of the first film to the upper surface of the second film. Analysis chip.
　請求項１に記載の生体分子特性解析用チップにおいて、
　前記第一の膜と前記第二の膜との間に前記第三の膜と同じ材料の第四の膜を更に備え、前記第三の膜と前記第四の膜とが接続されていることを特徴とする生体分子特性解析用チップ。 The biomolecule characteristic analysis chip according to claim 1,
A fourth film made of the same material as the third film is further provided between the first film and the second film, and the third film and the fourth film are connected to each other. Chip for biomolecular property analysis characterized by
　基板に少なくとも第一の膜及び第二の膜を成膜し、その後、前記第二の膜に周囲が囲まれた凹部を形成し、前記第一の膜の一部を露出させる第一の工程と、
　障害物を含む溶液を前記基板に浸すまたは吹きつけることにより、前記凹部に前記障害物を配置する第二の工程と、
　前記障害物が配置された前記凹部内に第三の膜を成膜する第三の工程と、
　前記障害物を取り除く第四の工程と、
　前記基板の裏面をエッチングし、前記凹部の位置に対応する前記第一の膜の部分を露出させる第五の工程と、
　前記第三の膜の直下にある前記第一の膜をエッチングすることにより、前記第三の膜において前記障害物と前記第一の膜の接点の位置にポアが形成される第六の工程と、
を含むことを特徴とする生体分子特性解析用チップの製造方法。 A first step of forming at least a first film and a second film on a substrate, then forming a recess surrounded by the second film, and exposing a portion of the first film; When,
A second step of placing the obstacle in the recess by immersing or spraying a solution containing the obstacle into the substrate;
A third step of forming a third film in the recess in which the obstacle is disposed;
A fourth step of removing the obstacle;
Etching a back surface of the substrate to expose a portion of the first film corresponding to the position of the recess;
A sixth step in which a pore is formed at the contact point between the obstacle and the first film in the third film by etching the first film immediately below the third film; and ,
A method for producing a chip for analyzing biomolecule characteristics, comprising:
　請求項５に記載の生体分子特性解析用チップの製造方法において、
　前記第一の工程は、
　前記基板に前記第一の膜及び前記第二の膜を当該順で成膜する工程と、
　パターニングによって前記第二の膜の一部をエッチングすることにより前記凹部を形成する工程と、
を含むことを特徴とする生体分子特性解析用チップの製造方法。 In the manufacturing method of the biomolecule characteristic analysis chip according to claim 5,
The first step includes
Forming the first film and the second film on the substrate in this order;
Forming the recess by etching a portion of the second film by patterning;
A method for producing a chip for analyzing biomolecule characteristics, comprising:
　請求項５に記載の生体分子特性解析用チップの製造方法において、
　前記第一の工程は、
　前記基板に前記第一の膜及び保護膜を成膜する工程と、
　前記凹部を形成する予定の部分を残して前記保護膜をエッチングする工程と、
　前記第一の膜上に前記第二の膜を成膜する工程と、
　前記保護膜をエッチングすることにより前記凹部を形成する工程と、
を含むことを特徴とする生体分子特性解析用チップの製造方法。 In the manufacturing method of the biomolecule characteristic analysis chip according to claim 5,
The first step includes
Forming the first film and the protective film on the substrate;
Etching the protective film leaving a portion where the recess is to be formed;
Depositing the second film on the first film;
Forming the recess by etching the protective film;
A method for producing a chip for analyzing biomolecule characteristics, comprising:
　請求項５に記載の生体分子特性解析用チップの製造方法において、
　前記第一の工程は、
　前記基板に前記第一の膜及び保護膜を成膜する工程と、
　前記凹部を形成する予定の部分を残して前記保護膜をエッチングする工程と、
　前記第一の膜上に前記第三の膜と同じ材料の第四の膜と前記第二の膜を成膜する工程と、
　前記保護膜をエッチングすることにより前記凹部を形成する工程と、
を含み、
　前記第三の工程は、前記第三の膜と前記第四の膜とを接続させるためにアニールすることを含むことを特徴とする生体分子特性解析用チップの製造方法。 In the manufacturing method of the biomolecule characteristic analysis chip according to claim 5,
The first step includes
Forming the first film and the protective film on the substrate;
Etching the protective film leaving a portion where the recess is to be formed;
Forming a fourth film and the second film of the same material as the third film on the first film;
Forming the recess by etching the protective film;
Including
The method for manufacturing a biomolecule characteristic analysis chip, wherein the third step includes annealing for connecting the third film and the fourth film.
　請求項５に記載の生体分子特性解析用チップの製造方法において、
　前記第五の工程の後に、同一のエッチング溶液を用いてエッチングすることにより、前記第四の工程と前記第六の工程を同時に行うことを特徴とする生体分子特性解析用チップの製造方法。 In the manufacturing method of the biomolecule characteristic analysis chip according to claim 5,
After the fifth step, the fourth step and the sixth step are performed at the same time by etching using the same etching solution.
　請求項５に記載の生体分子特性解析用チップの製造方法において、
　前記第三の工程では、前記第三の膜が、前記障害物には成膜されず、前記第一の膜に選択的成長することを特徴とする生体分子特性解析用チップの製造方法。 In the manufacturing method of the biomolecule characteristic analysis chip according to claim 5,
In the third step, the third film is not formed on the obstacle, but selectively grows on the first film.
　請求項１０に記載の生体分子特性解析用チップの製造方法において、
　前記第一の膜はグラフェン又はＡｌ_２Ｏ_３であり、前記障害物はＳｉＯであることを特徴とする生体分子特性解析用チップの製造方法。 In the manufacturing method of the biomolecule characteristic analysis chip according to claim 10,
The method for manufacturing a chip for analyzing biomolecule characteristics, wherein the first film is graphene or Al ₂ O ₃ and the obstacle is SiO.
　請求項１０に記載の生体分子特性解析用チップの製造方法において、
　前記第一の膜と前記障害物とは同じ材料であり、前記障害物の側面と前記第一の膜は、単結晶であり、かつ結晶方位面が異なることを特徴とする生体分子特性解析用チップの製造方法。 In the manufacturing method of the biomolecule characteristic analysis chip according to claim 10,
The first film and the obstacle are made of the same material, and the side surface of the obstacle and the first film are single crystals and have different crystal orientation planes. Chip manufacturing method.
　請求項５に記載の生体分子特性解析用チップの製造方法において、
　前記障害物は球体であることを特徴とする生体分子特性解析用チップの製造方法。 In the manufacturing method of the biomolecule characteristic analysis chip according to claim 5,
The method for manufacturing a biomolecule characteristic analysis chip, wherein the obstacle is a sphere.
　請求項１３に記載の生体分子特性解析用チップの製造方法において、
　前記球体の直径をｄとし、前記第一の膜と前記第三の膜との間の原子間距離をαとし、ポア径ｒとすると、以下の関係

が成り立つことを特徴とする生体分子特性解析用チップの製造方法。 In the manufacturing method of the biomolecule characteristic analysis chip according to claim 13,
When the diameter of the sphere is d, the interatomic distance between the first film and the third film is α, and the pore diameter r is the following relationship:

The manufacturing method of the chip | tip for biomolecule characteristic analysis characterized by these.
　請求項１３に記載の生体分子特性解析用チップの製造方法において、
　前記第三の膜に形成した前記ポアの数が１つである場合、前記凹部の形状の平面視における最大幅をＤとし、前記球体の直径をｄとすると、Ｄ＜２ｄの関係が成り立つことを特徴とする生体分子特性解析用チップの製造方法。 In the manufacturing method of the biomolecule characteristic analysis chip according to claim 13,
When the number of the pores formed in the third film is one, the relationship of D <2d is established, where D is the maximum width of the shape of the recess in plan view and d is the diameter of the sphere. A method for producing a chip for analyzing biomolecule characteristics, characterized by comprising: