[发明专利]带有聚焦微结构阵列的分析装置

说明书

本发明涉及用于处理和/或检测样本中的一种或多种分析物的装置的 领域。

本发明还涉及描绘诸如晶片步进式光刻机或晶片扫描式光刻机的光学 投影打印机的特征或评估其质量的领域，以及描绘诸如光致抗蚀剂的感光 材料的特征的领域。

本发明还涉及IC制造方法，其中，采用特定晶片和测试掩模来优化芯 片制造过程。

本发明涉及样本中的分析物的处理和检测，尤其涉及溶液中的生物分 子的检测。所述检测通常以这样的方式发生，即，在衬底材料上提供待分 析的流体，其含有针对作为检测对象的分析物的结合物质(binding  substance)。在分析物也是DNA链的情况下，这样的俘获探针可以是对应 的DNA链。之后，结合物质俘获流体内通常设有标签，并且优选为光学荧 光标签的分析物(就两个互补DNA链而言，将这一过程称为杂化)，并使所 述分析物即使在去除了流体之后仍然保留在那里。之后，可以对所述分析 物进行检测。

但是，就光学检测而言，由于样本中的分析物的体积或量非常小，信 噪比变得过低，不足以完成适当的样本分析，因而检测步骤的分辨率会在 一定程度上降低。

因此，本发明的目的在于提供一种分析装置，其允许获得更高的分辨 率。

这一目的是通过本申请的根据权利要求1所述的装置实现的。相应地， 提供了一种包括第一材料和第二材料的装置，其中，将所述第一材料和第 二材料彼此相对地设置，从而使之形成至少一个聚焦微结构，所述聚焦微 结构的焦点位于所述第一材料之外。

这样做，能够通过本发明获得一个或多个下述优点：

-由于具有高数值孔径n.NA＞1，其中，n为折射率，NA为几何孔径，因 而获得了非常高的分辨率。

-由于所述聚焦微结构生成的反射镜是消色差的(无颜色误差的)，因此 不管光波长如何都具有相同的诸如焦距等光学特性，

-在采用硅片作为衬底时，这使得其是在IC制造环境下定制的，

-所述的能够获得的非常高的分辨率(对于193纳米的光波长而言低于 30纳米)使所述装置能够用于研究IC制造工艺，包括步进式光刻机工具评 估，

-在采用玻璃或塑料或聚苯乙烯作为衬底时，所述装置对低成本医疗或 生物应用变得颇具吸引力，

-由于通过所述聚焦微结构实现了光的会聚，因而对于大多数应用而言 均能够提高信噪比，

-但是，在大多数应用中，都能够使所述装置保持相当简单的构造，从 而避免复杂的设计，

-在很多应用当中，都能够以简单的方式使用所述装置的聚焦结构来测 试所述装置的制造(如下文所述)，

-由于能够对来自下半球的散射光进行重定向和会聚，因而具有提高的 会聚效率，

就本发明而言，“焦点”一词包括平行束在受到所述聚焦微结构反射时 会聚的点。

根据本发明的实施例，将所述第一材料和第二材料彼此相对地设置， 从而形成至少一个聚焦微结构，所述聚焦微结构的像点与所述焦点具有从 ≥0到≤宽度×2的距离，其中，“宽度”是指聚焦微结构的宽度。

根据本发明的实施例，将所述第一材料和第二材料彼此相对地设置， 从而形成至少一个聚焦微结构，所述聚焦微结构的像点与所述焦点具有从 ≥0到≤宽度的距离。

就本发明而言，“像点”一词还包括所述聚焦微结构形成图像的点。

就本发明而言，词语“高度”和“宽度”包括下述内容：“高度”是指 反射镜的顶点(pole)与剖面之间的距离，所述剖面实际上是所获得的圆 的弦，宽度是该弦的长度。

根据本发明的优选实施例，所述聚焦微结构具有球形。

根据本发明的优选实施例，所述聚焦微结构具有椭圆形。

这样做，对于大多数应用而言，都能够通过最简单的方式提供用于本 发明的聚焦微结构。

根据优选实施例，所述聚焦微结构的高度∶宽度比≥0.1∶1并且≤1∶1， 优选≥0.2∶1并且≤0.8∶1，最优选≥0.3∶1并且≤0.6∶1。

根据优选实施例，所述聚焦微结构的焦距∶高度比≥1∶1并且≤3∶1，优 选≥1.5∶1并且≤2.5∶1最优选≥1.8∶1并且≤2∶1。

就本发明而言，“焦距”一词包括从所述微结构的焦点到所述第一材料 内的凹坑的底部的距离。