Обработка подложек

005836 Настоящее изобретение относится к обработке подложек с использованием электрохимического способа. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу химической модификации подложек с использованием электрохимического способа. Многие устройства требуют создания на поверхности рисунка из конкретного материала. Полупроводниковые чипы представляют собой хорошо известный пример таких устройств. Более поздним примером таких устройств являются ДНК-чипы, которые содержат упорядоченную матрицу олигонуклеотидов, связанных с твердой поверхностью (G. Ramsay, Nature Biotechnology, 1998, vol. 16, 40-44). Свойства таких устройств зависят от природы и рисунка материалов на данной поверхности. Более того, усовершенствования существующих устройств обуславливаются, с одной стороны, требованиями по миниатюризации, а с другой стороны - потребностью в новых типах поверхностей, которые объединяют в себе химические и физические особенности. Следовательно, существует повышенная потребность в новых способах изготовления устройств, которые требуют создания рисунков на их поверхности. Существует несколько способов обработки конкретных областей на поверхностях. Один из таких способов использует технологию фотолитографии. Конкретные области поверхности покрываются фотолитографической маской, и экспонируемые области модифицируются путем экспонирования в УФсвете. Данный способ широко используется при производстве полупроводников, в котором на поверхности полупроводниковой пластины, покрытой светочувствительным соединением, создаются углубления. Способ фотолитографии был также использован при производстве ДНК-чипов. В данном способе олигонуклеотиды, имеющие фотолабильные защитные группы, связываются с твердой поверхностью. Область поверхности покрывается фотолитографической маской, и экспонируемые области поверхности облучаются УФ-светом. Следовательно, фотолабильные защитные группы удаляются с экспонированной области поверхности (G. Ramsay, Nature Biotechnology, 1998, vol. 16, 40-44). Публикация международной заявки на патент WO 93/22480 описывает способ обработки поверхности с использованием электрохимического способа. В данном способе предусматривается покрывающий поверхность электролит и матрица электродов, располагаемая вблизи данной поверхности. Путем изменения потенциала одного или более электродов в данной матрице поверхность вблизи указанных одного или более электродов может быть модифицирована. Используемый электролит представляет собой раствор триэтиламина и серной кислоты в ацетонитриле. Патент США 6093302 описывает электрохимический способ помещения материала в конкретное место на подложке. Данный материал генерируется на электроде и, как правило, реагирует с веществом вблизи данного электрода. Описывается использование буферного или промывающего раствора. Буферный или промывающий раствор предназначается для улучшения разрешения на подложке, обрабатываемой путем взаимодействия с реагентами, которые удаляются с его помощью из области, находящейся в непосредственной близости от электродов. Однако объемный раствор, содержащий буферное или промывающее вещество, имеет тот недостаток, что он гасит не только те реагенты, которые диффундируют от конкретных электродов, но также и те реагенты, которые предназначены для взаимодействия на подложке вблизи конкретного электрода. Шустер и др. (Schuster et al), Science, 2000, 289, 98-101, описывает другой способ улучшения разрешения в электрохимическом способе обработки поверхности. Для ограничения времени диффузии Шустер использует последовательность сложных импульсов тока. Целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного способа модифицирования подложки с использованием электрохимических средств. В частности, целью настоящего изобретения является создание способа модификации подложки с улучшенным разрешением. В соответствии с этим, настоящее изобретение предусматривает способ управления диффузией первого продукта окисления-восстановления, генерируемого с помощью первого электрода, включающий в себя генерирование второго продукта окисления-восстановления с помощью второго электрода,находящегося вблизи указанного первого электрода, причем первый и второй электроды находятся в контакте с электролитом, и при этом указанный электролит является таким, что первый продукт окисления-восстановления гасится с помощью второго продукта окисления-восстановления. Предпочтительно второй электрод представляет собой противоэлектрод. Предпочтительно первый продукт окисления-восстановления представляет собой активный продукт окисления-восстановления, который может использоваться для модификации подложки вблизи электрода. Следовательно, в другом своем аспекте настоящее изобретение предусматривает способ обработки подложки, включающий в себя обеспечение наличия электролита в контакте с подложкой и одного или более электродов вблизи данной подложки и в контакте с данным электролитом и изменение потенциала по меньшей мере одного электрода таким образом, чтобы генерировать активный продукт окислениявосстановления, который модифицирует подложку вблизи данного по меньшей мере одного электрода,отличающийся тем, что электролит является таким, что активный продукт окисления-восстановления гасится с помощью второго продукта окисления-восстановления. Под термином гашение подразумевается, что второй продукт окисления-восстановления способен реагировать с первым продуктом окисления-восстановления и модифицировать его реакционную-1 005836 способность таким образом, что первый продукт окисления-восстановления не реагирует таким же образом, каким он делал бы это в своей исходной форме. Когда первый продукт окисления-восстановления представляет собой активный продукт окисления-восстановления, реакция между активным продуктом окисления-восстановления и вторым продуктом окисления-восстановления будет предотвращать модификацию подложки активным продуктом окисления-восстановления. Например, в том случае, когда активный продукт окисления-восстановления представляет собой кислоту, второй продукт окислениявосстановления может представлять собой основание. Реакция между кислотой и основанием гасит кислоту и предотвращает модификацию подложки под ее воздействием. В предпочтительном варианте воплощения реакция гашения будет генерировать в электролите одно или большее количество веществ. Под активным продуктом окисления-восстановления подразумевается любой продукт окисления или восстановления, который способен модифицировать подложку. Активный продукт окислениявосстановления может генерироваться непосредственно путем окисления или восстановления некоторого вещества в электролите. Альтернативно, активный продукт окисления-восстановления может генерироваться опосредованно путем окисления или восстановления некоторого вещества в электролите, с последующими одной или несколькими реакциями с другим(и) веществом(ами) в электролите. Как правило, активный продукт окисления-восстановления генерируется на поверхности электрода. Затем активный продукт окисления-восстановления может модифицировать подложку вблизи него. Кислота представляет собой предпочтительный пример активного продукта окисления-восстановления. Кислота может участвовать во множестве типов реакций на подложке, например, в реакциях элиминирования, замещения, перегруппировки и химического травления. Предпочтительно, когда активный продукт окисления-восстановления представляет собой кислоту, данная кислота используется для удаления кислотно-лабильной защитной группы с подложки. Кислотно-лабильные защитные группы хорошо известны специалистам в данной области техники и включают в себя, например, ацетали (например, метоксиметиловый, метилтиометиловый, (2 метоксиэтокси)метиловый, бензоилоксиметиловый, -(триметилсилил)этоксиметиловый, тетрагидропираниловый, бензилиденовый, изопропилиденовый, циклогексилиденовый, циклопентилиденовый),сложные эфиры (например, бензоиловый, бензоилоксикарбониловый, трет-бутоксикарбониловый), простые эфиры (например, тритиловый, диметокситритиловый, трет-бутиловый) и простые силиловые эфиры (например, трет-бутилдиметилсилиловый, триметилсилиловый, триэтилсилиловый). Предпочтительно кислотно-лабильная защитная группа представляет собой простой тритиловый или диметокситритиловый (DMT) эфир, которые представляют собой защитные группы, повсеместно используемые при синтезе олигонуклеотидов. Подобным же образом, активный продукт окисления-восстановления может представлять собой основание. Основания могут вовлекаться во многие типы реакций на подложке. Например, основание может использоваться для удаления основно-лабильной защитной группы. Основно-лабильные защитные группы также хорошо известны специалистам в данной области техники и включают в себя, например, 9-флуоренилметоксикарбонильную (Fmoc) и цианоэтильную группы. Радикалы представляют собой другой пример активного продукта окисления-восстановления. Радикалы могут использоваться для инициации радикальных реакций на подложке. Электрохимические способы генерации радикалов хорошо известны специалистам в данной области техники. Один из повсеместно используемых способов электрохимического генерирования радикала представляет собой окисление карбоксилатных анионов. Галогены представляют собой другой пример активного продукта окисления-восстановления. Галогены могут использоваться, например, в реакциях окисления или в реакциях присоединения на подложке. Галогены могут быть получены электрохимически путем окисления соответствующего галогенидного иона. Эти и другие примеры активных продуктов окисления-восстановления будут очевидны для специалиста в данной области техники. Способ по настоящему изобретению используется для обработки подложки. Используемый здесь термин подложка относится к любому материалу или веществу, который(ое) находится вблизи электрода(ов) и который(ое) может быть модифицирован(о) с помощью активного продукта окислениявосстановления. Подложка может быть отделена от электрода(ов), и в этом случае подложка размещается вблизи электрода(ов), а затем удаляется из положения вблизи электрода(ов) после того, как прошла реакция окисления-восстановления. Альтернативно, подложка(и) может(гут) быть прикреплена(ы) к самому электроду(ам) или прикреплена(ы) к той же самой поверхности, что и электрод(ы). Если это желательно, подложка(и) может(гут) быть отделена(ы) от электрода(ов) или от этой же поверхности после того, как прошла реакция окисления-восстановления. Следовательно, в одном из вариантов воплощения подложка представляет собой поверхность материала, который отделен от электрода(ов) и находится вблизи него(них). Таким образом, подложка может представлять собой поверхность материала из стекла, пластика, твердой волокнистой матрицы, металла,полупроводника или геля. Поверхность данного материала может непосредственно модифицироваться с-2 005836 помощью реакции окисления-восстановления. В дополнение к этому, в данном варианте воплощения поверхность материала может иметь связанные с ней вещества. Например, органические соединения могут связываться с (и необязательно отщепляться от) поверхностью материала с помощью известных способов. Таким образом, вещества, связанные с поверхностью материала, могут модифицироваться с помощью реакции окисления-восстановления. В другом варианте воплощения подложка представляет собой вещество, связанное с той же поверхностью, что и электрод(ы), или вещество, связанное с самим электродом(ами) посредством линкерной группы. Патент США 6093302 описывает последний из этих вариантов компоновки, в котором подложка связана с электродом(ами) посредством линкерных групп. Способ по настоящему изобретению является подобным способу, описанному в публикации WO 93/22480. Однако способ по настоящему изобретению отличается выбором электролита. В публикацииWO 93/2240 используют электролит, который представляет собой триэтиламин и серную кислоту в ацетонитриле. Настоящее изобретение использует электролит, в котором активный продукт окислениявосстановления гасится с помощью по меньшей мере одного иного (дополнительного) продукта окисления-восстановления. Преимуществом данного электролита является то, что является возможным прецизионно (т.е. очень точно) удерживать активный продукт окисления-восстановления в области, непосредственно окружающей электрод, с помощью которого он генерируется. В способе, описанном в публикации WO 93/22480, удерживанием кислоты в конкретной области управляют с помощью изменения электродного потенциала. Однако авторы настоящего изобретения обнаружили, что после продолжительного электролиза кислота не удерживается (т.е. область ее присутствия не является ограниченной) в том случае, когда электролит представляет собой триэтиламин и серную кислоту в ацетонитриле. Плохое удержание кислоты приводит к плохому разрешению на обрабатываемой подложке. Например, протоны, которые диффундируют из области в непосредственной близости от анода, могут реагировать на подложке в зоне между электродами. Адвентициальная реакция диффундировавших таким образом протонов является нежелательной с точки зрения получения подложек с рисунками высокого разрешения. За счет выбора электролита в соответствии с настоящим изобретением связанные с электролитом проблемы известного уровня техники могут быть предотвращены. Важной особенностью настоящего изобретения является то, что электролит выбирается таким образом, чтобы активный продукт окисления-восстановления мог гаситься с помощью по меньшей мере одного иного продукта окисления-восстановления. Специалист в данной области техники должен быть знаком со многими примерами электролитов,которые дают активный продукт окисления-восстановления, который способен гаситься с помощью иного продукта окисления-восстановления. Примером такого электролита является сочетание I- и S4O62-. Окисление йодида на аноде дает йод(активный продукт окисления-восстановления), в то время как восстановление S4O62- на катоде дает ионS2O32-, который может гасить йод, генерируемый на аноде. Протекающие в электролите реакции могут быть представлены следующим образом: Анод: 2I- - 2 е-I2 Катод: S4O62- + 2 е-2S2O32 Йод гасится с помощью реакции: 2S2O32- + I2S4O62- +2I-. Предпочтительно активный продукт окисления-восстановления представляет собой кислоту, а гасящий продукт окисления-восстановления представляет собой анион, предпочтительно органический радикал-анион. Как правило, кислота генерируется на аноде путем окисления спирта, который может представлять собой какой-либо алифатический или ароматический спирт. В таких электролитах гасящий анион, как правило, генерируется на катоде путем восстановления пригодного для этого вещества. Множество веществ может восстанавливаться на катоде с получением аниона, который может гасить образованную на аноде кислоту. Например, растворенный молекулярный кислород может восстанавливаться на катоде, тем самым генерируя O2- и/или O22-. Пример электролита, который дает пригодные для использования продукты окислениявосстановления, представляет собой сочетание кетона и соответствующего спирта. Окисление спирта на аноде дает протон (активный продукт окисления-восстановления), в то время как восстановление кетона на катоде дает радикал-анион, который может гасить генерируемый на аноде протон. Протекающие в электролите реакции могут быть представлены следующим образом: Анод: R1CH(OH)R2R1C(O)R2 + 2 Н+ + 2 еКатод: R1C(O)R2 + е-[R1C(O)R2]где:R1 и R2 независимо выбраны из необязательно замещенного C1-C15 гидрокарбила, в котором вплоть до трех атомов С могут необязательно быть замещены атомами N, О и/или S; или R1 и R2 вместе образуют необязательно замещенный C1-C15 циклогидрокарбилен, в котором вплоть до трех атомов С могут необязательно быть замещены атомами N, О и/или S. Предпочтительно R1 и R2 независимо выбраны из необязательно замещенных C1-8 алкильной, С 3-8 циклоалкильной или фенильной групп.-3 005836 Термин "гидрокарбил" используется здесь для обозначения одновалентных групп, состоящих из углерода и водорода. Таким образом, гидрокарбильные группы включают в себя алкильные, алкенильные и алкинильные группы (как в формах с прямой цепью, так и в формах с разветвленной цепью), циклоалкильные (включая полициклоалкильные), циклоалкенильные и арильные группы, а также сочетания указанных выше групп, такие как алкилциклоалкильные, алкилполициклоалкильные, алкиларильные, алкениларильные, алкиниларильные, циклоалкиларильные и циклоалкениларильные группы. Термин "гидрокарбилен" используется здесь для обозначения двухвалентных групп, состоящих из углерода и водорода. Таким образом, циклогидрокарбиленовые группы включают в себя циклоалкиленовые, циклоалкениленовые и ариленовые группы. Термин "арил" используется здесь для обозначения ароматической группы, такой как фенил, нафтил или антрацил. Альтернативно, когда арильная группа имеет атомы углерода, замещенные на О, N и/или S, термин арил относится к гетероароматической группе, такой как пиридил, пирролил, тиенил,фуранил имидазолил, триазолил, хинолинил, изохинолинил, оксазолил или изоксазолил. Когда здесь упоминаются необязательно замещенные группы, то заместители являются предпочтительно выбранными из C1-C6 алкила, C1-C6 алкокси, тио, C1-C6 алкилтио, карбокси, карбокси(C1-С 6)алкила,формила, C1-C6 алкилкарбонила, C1-С 6 алкилкарбонилалкокси, нитро, тригалогенметила, гидрокси, C1-C6 алкилгидрокси, гидрокси(C1-С 6)алкила, амино, C1-C6 алкиламино, ди(С 1-С 6 алкил)амино, аминокарбокси,C1-C6 алкиламинокарбокси, ди(С 1-С 6 алкил)аминокарбокси, аминокарбокси(C1-C6)алкила, C1-С 6 алкиламинокарбокси (C1-C6)алкила, ди(C1-C6 алкил)аминокарбокси(C1-С 6)алкила, C1-C6 алкилкарбониламино,C5-C8 циклоалкила, С 5-С 8 циклоалкил (C1-C6)алкила, C1-C6 алкилкарбонил(C1-C6 алкил)амино, галогена, C1C6 алкилгалогена, сульфамоила, тетразолила и циано. Используемый здесь термин "гало" или "галоген" относится к йоду, брому, хлору или фтору. Природа R1 и R2 может варьироваться для изменения окислительно-восстановительных характеристик электролита. Например, введение в R1 и R2 заместителей может изменить потенциал, при котором осуществляется окисление или восстановление. Предпочтительные примеры кетон/спиртовых электролитов представляют собой 2 пропанон/изопропанол и бензофенон/бензгидроль, растворенные в пригодном для этого органическом растворителе. Другой пример пригодного для использования электролита представляет собой бензохинон/гидрохинон и его производные. Такие электролиты могут быть сочетанием: где R3, R4, R5 и R6 независимо выбраны из: водорода, галогена, гидроксила, тио, нитро, амино, необязательно замещенного C1-C15 гидрокарбила, в котором вплоть до трех атомов С могут необязательно быть замещены атомами N, О и/или S; илиR3 и R4 и/или R5 и R6 вместе образуют необязательно замещенный C1-C15 циклогидрокарбилен, в котором вплоть до трех атомов С могут необязательно быть замещены атомами N, О и/или S. Предпочтительно R3, R4, R5 и R6 являются независимо выбранными из водорода, необязательно замещенного C1-8 алкила, или R3/R4 и R5/R6 вместе образуют необязательно замещенную C5-C12 ариленовую группу, такую как фенилен. Природа R3, R4, R5 и R6 может варьироваться для изменения окислительно-восстановительных характеристик электролита, например, для изменения точного значения потенциала, при котором осуществляется окисление или восстановление. Предпочтительные примеры электролитов, основанных на производных бензохинона/гидрохинона, представляют собой антрахинон/антрахинол и дурохинон/дурохинол, растворенные в пригодном органическом растворителе. В предпочтительном варианте воплощения электролит содержит смесь бензохинона и гидрохинона в ацетонитриле. Данная смесь обеспечивает активный продукт окисления-восстановления, который представляет собой ион водорода. Ионы водорода (протоны) гасятся бензохиноновым радикал-анионом. Конкретно, гидрохинон окисляется на аноде с получением бензохинона и протонов: Протоны, высвобождаемые при окислении гидрохинона, по большей части локализуются на аноде и могут модифицировать подложку вблизи него. Например, протоны могут снять защиту с подложки,несущей кислотно-лабильную защитную группу. Бензохинон восстанавливается на катоде с получением бензохинонового радикал-аниона: Бензохиноновый радикал-анион в таких растворителях, как ацетонитрил, представляет собой относительно стабильные частицы. Данный радикал-анион гасит любые адвентициальные протоны, которые уходят из области в непосредственной близости от анода, в соответствии со следующей реакцией: Таким образом, разрешение в обрабатываемой области подложки может быть улучшено путем локализации генерируемого на электроде активного продукта окисления-восстановления, например, генерируемого на аноде протона. Электролиты, используемые в настоящем изобретении, могут содержать любой пригодный для этого растворитель, такой как вода, ТГФ (тетрагидрофуран), метанол, этанол, ДМФ (диметилформамид),дихлорметан, простой диэтиловый эфир, ДМСО (диметилсульфоксид) или ацетонитрил. Специалист в данной области техники заметит, что выбор растворителя может повлиять на кинетику или равновесие реакций окисления-восстановления на электродах и/или реакции гашения. Растворитель может воздействовать на реакционную способность частиц в растворе, например, путем образования комплекса, образования водородной связи, диполь-дипольных взаимодействий или делокализации заряда. Предпочтительно растворитель представляет собой апротонный растворитель, который способен стабилизировать радикал-анион. Примерами апротонных растворителей являются дихлорметан, ДМФ, ДМСО, ацетонитрил и ТГФ. Более предпочтительно растворитель представляет собой ацетонитрил. В предпочтительном варианте воплощения электролит дополнительно содержит усилитель проводимости. Усилитель проводимости представляет собой вещество, которое увеличивает проводимость электролита. Является желательным увеличение проводимости электролита таким образом, чтобы электролиз мог осуществляться при более низких напряжениях, чем в отсутствие усилителя проводимости. Любое ионное вещество, которое растворимо в электролите, является пригодным для этой цели. Например, когда электролит содержит органический растворитель, такой как ацетонитрил, пригодный усилитель проводимости может представлять собой соль тетра(С 1-8 алкил) аммония, такую как тетрабутиламмоний гексафторфосфат. Специалист в данной области техники заметит, что соль в электролите может оказывать иные воздействия помимо лишь увеличения проводимости электролита. Соль может оказывать влияние на кинетику или равновесие реакции гашения и/или реакций окисления-восстановления на электродах. Присутствие соли, как известно, влияет на электростатические взаимодействия между заряженными частицами в растворе. Это, в свою очередь, может воздействовать на реакционную способность. Например, когда электролит представляет собой гидрохинон/бензохинон в ацетонитриле, добавление тетрабутиламмоний гексафторфосфата, как обнаружено, модифицирует степень протекания реакции гашения, а также увеличивает проводимость. Способ по настоящему изобретению может осуществляться с использованием устройства, описанного в публикации WO 93/22480. Устройство, описанное в WO 93/22480, содержит матрицу электродов,расположенных на расстоянии друг от друга на изолирующей поверхности. Электроды представляют собой участки осажденной платины, снабженные средствами электрического соединения для изменения их потенциалов. Однако было обнаружено, что способ по настоящему изобретению предпочтительно осуществлять с использованием иридиевых электродов. Следовательно, настоящее изобретение предусматривает матрицу (массив) электродов, подходящую для использования в описываемом здесь способе и содержащую блок имеющего поверхность электрически изолирующего материала и участки осажденного иридия,расположенные на расстоянии друг от друга в виде матрицы на данной поверхности, при этом каждый участок снабжен средствами электрического соединения для изменения его потенциала. Преимуществом использования иридия является то, что он обладает высокой проводимостью и является химически инертным. В дополнение к этому, иридий не страдает от деградации при высоких электрических потенциалах, которые могут применяться при использовании способа по настоящему изобретению. Ранее в качестве электродного материала использовалась платина. Однако было обнаружено,что платина как следует не прилипает к таким материалам, как кремниевые пластины, в особенности при высоких электродных потенциалах. Внутренняя реакция гашения, описанная здесь, делает возможным длительное использование высоких электродных потенциалов без значительных потерь в разрешении на-5 005836 обрабатываемой подложке. Использование высоких электродных потенциалов вызывает необходимость изменений в конструкции электродов. Многие металлы были исследованы на их пригодность для использования в качестве электродов,включая алюминий, серебро и золото. Однако авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили,что иридий представляет собой превосходный выбор материала для электродов. Иридий, как обнаружено, не страдает от деградации во время электролиза и хорошо прилипает к таким материалам, как окисленные кремниевые пластины. Блок из материала, на котором формируется матрица электродов, может быть изготовлен из любого пригодного материала, такого как нерастворимый полимер, керамические оксиды (например, оксид алюминия) или окисленные кремниевые пластины. Предпочтительно материал представляет собой окисленную кремниевую пластину. Матрица иридиевых электродов может быть получена с использованием любого пригодного способа. В предпочтительном варианте воплощения матрицу электродов изготавливают с помощью способа,включающего в себя стадии:(i) обеспечения наличия кремниевой пластины, имеющей на своей поверхности слой диоксида кремния;(ii) осаждения иридия в виде матрицы из расположенных на расстоянии друг от друга участков на поверхности диоксида кремния и(iii) отжига иридия на воздухе при температуре, находящейся в пределах 200-500 С. В ходе типичной процедуры на слой диоксида кремния на кремниевой пластине наносится позитивный органический фоторезист. Фоторезист экспонируется в УФ-свете через пригодную фотолитографическую маску, обнажающую участки диоксида кремния. Металлический иридий осаждается на поверхности такого материала с использованием электронно-лучевой пушки. Затем путем удаления слоя фоторезиста обнажается матрица электродов. Наконец, иридиевые электроды отжигаются на воздухе для улучшения адгезии к поверхности пластины. Как правило, иридий отжигается примерно при 350 С в течение периода времени от 15 мин до 3 ч, предпочтительно примерно 1 ч. Стадия отжига является важной для адгезии иридия к диоксиду кремния. Эффект отжига при температуре примерно 350 С является неожиданным, принимая во внимание тот факт, что иридий имеет температуру плавления 2545 С. Обнаружено, что даже в случае слоя иридия толщиной 50 нм отожженные электроды могут выдерживать соскребывание лезвием стального скальпеля. Более того, иридиевые электроды способны выдерживать агрессивное химическое окружение, высокие потенциалы и высокий ток, который может быть использован в способе по настоящему изобретению. Предпочтительно электроды представляют собой матрицу (ряд) параллельных линий, находящихся друг от друга на расстоянии менее 0,5 мм. Предпочтительно электроды отделены друг от друга расстоянием 0,1-200 мкм, более предпочтительно 1-100 мкм, а еще более предпочтительно 10-60 мкм. Предпочтительно один или большее количество электродов используются в качестве противоэлектрода. Предпочтительно модифицируемая подложка не образует ни электрода, ни противоэлектрода, в противоположность обычным способам для электрохимической обработки подложек. Следовательно,способ по настоящему изобретению может быть подобным способу, описанному в публикации WO 93/22480. Более того, обрабатываемая подложка может представлять собой электрически изолирующую поверхность. В предпочтительном варианте воплощения настоящее изобретение предусматривает способ последовательного осуществления нескольких обработок. Таким образом, электроды в указанной матрице предпочтительно подсоединяются таким образом, что каждая обработка осуществляется путем изменения потенциала выбранного набора из одного или более электродов данной матрицы. Предпочтительно в способе по настоящему изобретению обрабатываемая подложка содержит вещество, связанное с твердой поверхностью. Твердая поверхность может представлять собой поверхность, несущую электроды. Предпочтительно твердая поверхность представляет собой другую поверхность, расположенную вблизи электродов. Активный продукт окисления-восстановления может быть использован для осуществления химической модификации связанного с твердой поверхностью вещества. Специалист в данной области может привести множество активных продуктов окислениявосстановления и соответствующих видов химической модификации. В предпочтительном варианте воплощения обрабатываемая подложка содержит вещество, имеющее кислотно-лабильную защитную группу. В данном предпочтительном варианте воплощения обработка осуществляется путем подсоединения по меньшей мере одного электрода из указанной матрицы в качестве анода при таком потенциале,который генерирует кислоту в электролите. Затем генерируемая таким образом кислота удаляет кислотно-лабильную защитную группу со связанного с поверхностью вещества в области, расположенной вблизи анода. Однако следует понимать, что активный продукт окисления-восстановления может быть вовлечен во множество химических реакций на подложке. Одно из возможных применений заключается в электрохимической технологии микромеханической обработки, описанной Шустером (Schuster et al), Science,2000, 289, 98-101. Описанный Шустером инструмент может быть адаптирован путем использования-6 005836 электролита в соответствии с настоящим изобретением и окружения кончика зонда кольцом противоэлектрода для предотвращения диффузии продукта окисления-восстановления. Таким образом, настоящее изобретение может применяться в существующих технологиях формирования рисунков нанометровых размеров. Кислота, например, может быть использована в применениях, связанных с травлением или созданием наноструктур, которые требуют удаления малого количества материала с поверхности. Альтернативно, кислота может вовлекаться в какую-либо органическую или неорганическую реакцию, которой способствует кислота. Специалист в данной области знает очень большое количество потенциальных реакций, которые могут быть адаптированы для использования вместе с настоящим изобретением. Примеры органических реакций включают в себя раскрывания эпоксидных колец, присоединения к многократным связям, перегруппировки, замещения (например, замещение SN1 третичного спирта), элиминирования, формирования энолов с последующими реакциями энола и простое протонирование солей органических кислот. Подобным же образом, когда активный продукт окисления-восстановления представляет собой галоген, данный галоген может быть вовлечен в мягкие окисления, отбеливание подложки или галогенирование. Активный продукт окисления-восстановления также может представлять собой галогенидный ион, который может использоваться в реакциях замещения. Способ по настоящему изобретению также может использоваться при синтезе библиотек малых органических соединений, связанных с поверхностью (см., например, Schreiber, Science 2000, 287, 19641969). Библиотеки малых органических соединений являются важными в области поиска лекарственных средств. Тот диапазон реакций, к которым может быть применен настоящий способ, означает, что он является идеально приспособленным для синтеза таких библиотек. Предпочтительно способ по настоящему изобретению используется при постадийном химическом синтезе олигомеров, таких как олигонуклеотиды, полисахариды и белки. Более предпочтительно способ по настоящему изобретению используется при синтезе олигонуклеотидов. Способ синтеза набора олигомеров может включать в себя стадии:(a) обеспечения наличия подложки, имеющей связанную с ней матрицу веществ, имеющих защитную группу, электролита в контакте с указанной подложкой и матрицы электродов вблизи указанной подложки и в контакте с данным электролитом;(b) селективного изменения потенциалов одного или более электродов таким образом, чтобы генерировать активный продукт окисления-восстановления, который удаляет защитную группу из выбранных веществ;(с) связывания защищенного мономера с группами со снятой защитой, образованными на стадии(d) повторения стадий (b) и (с) при изменении выбираемого(ых) на стадии (b) одного или более электродов таким образом, чтобы синтезировать набор олигомеров; и отличается тем, что электролит выбирается таким образом, что активный продукт окислениявосстановления гасится с помощью по меньшей мере одного иного продукта окисления-восстановления. Когда описанный выше способ используется при синтезе олигонуклеотидов, активный продукт окисления-восстановления предпочтительно представляет собой протон, а защитная группа предпочтительно представляет собой кислотно-лабильную защитную группу, такую как тритильная или диметокситритильная (DMT) группа, которая защищает гидроксильную группу фуранила. Специалист в данной области заметит, что данный способ является особенно пригодным для использования при комбинаторном синтезе ДНК-чипов, описанном в публикации WO 93/22480. Описанный выше способ может также использоваться при синтезе пептидов. Например, пептиды могут синтезироваться путем последовательного удаления трет-бутилоксикарбонильных (Воc) защитных групп с атомов азота с использованием протонов, генерируемых на аноде. Другие способы синтеза олигомеров будут очевидны специалисту в данной области. Настоящее изобретение теперь будет описываться более подробно со ссылками на следующие далее фигуры, на которых фиг. 1 изображает устройство, пригодное для осуществления способа по настоящему изобретению; фиг. 2 схематически изображает, как может модифицироваться выбранная область подложки; фиг. 3 изображает эффект изменения времени электролиза; фиг. 4 - эффект удаления катода из матрицы электродов. Как показано на фиг. 1, матрица электродов находится на основе в виде окисленной кремниевой пластины (1) с высоким сопротивлением, верхняя поверхность которой имеет осажденный на ней слой иридия. Зазоры (2) формируются в слое иридия на кремниевой пластине с использованием фотолитографии с позитивным резистом, которая приводит к получению матрицы параллельных электродов (3). Ширина каждого электрода и каждого зазора составляет приблизительно 40 мкм. Кремниевая пластина (4) помещается над матрицей электродов. Кремниевая пластина модифицируется с тем, чтобы на ее поверхности присутствовали DMT-защищенные нуклеозиды. На фиг. 2 изображена часть матрицы электродов и подложки. Центральный электрод представляет собой анод, а два других электрода представляют собой катоды. Электролит, содержащий бензохинон и-7 005836 гидрохинон в ацетонитриле, находится в контакте с электродами и с обрабатываемой подложкой. На аноде окисляется гидрохинон, таким образом генерируя бензохинон и протоны. Большая часть протонов удерживается в области подложки, расположенной вблизи анода. Таким образом, удерживаемые протоны удаляют DMT группы с защищенного нуклеотидного остатка, связанного с подложкой. Однако некоторые протоны способны диффундировать в зону между анодом и катодом. На катоде за счет восстановления бензохинона получается бензохиноновый радикал-анион. Бензохиноновый радикал-анион представляет собой относительно стабильные частицы и способен диффундировать в зону между анодом и катодом. Бензохиноновый радикал-анион гасит любые протоны, которые диффундируют в данную зону, тем самым давая гидрохинон и бензохинон, как показано на чертеже. Таким образом предотвращается взаимодействие диффундирующих протонов в той области подложки, которая не находится вблизи анода. Путем предотвращения адвентициальной реакции протонов в областях между электродами разрешение формируемого на подложке рисунка улучшается. Фиг. 2 также изображает последующую обработку подложки после описанного выше детритилирования конкретной области подложки. Свободные гидроксильные группы ацетилируются при стандартных условиях, а оставшиеся DMT группы удаляются. Получаемые свободные гидроксильные группы обрабатывают флуоресцентным красителем (Су 5, фосфорамидитом), что дает возможность получения изображения подложки с помощью конфокальной микроскопии. Таким образом, разрешение начальной стадии детритилирования можно удобно анализировать. Однако легко понять, что с использованием описанной выше методики на выбранной области подложки можно синтезировать олигомер. Как показано на фиг. 3, с использованием конфокальной микроскопии демонстрируется эффект изменения времени электролиза при фиксированном потенциале 1,33 В. На этой фигуре светлые области изображают флуоресценцию в областях на подложке, в которых DMT группы не удалялись во время электролиза. Оставшиеся DMT группы впоследствии замещаются флуоресцентным красителем Су 5. Светлые области, как правило, находятся вблизи катодов. Темные области представляют собой области,в которых DMT группы удаляются во время электролиза. Получаемые свободные гидроксильные группы ацетилируются с помощью не-флуоресцентной ацетильной группы. Темные области, как правило, находятся вблизи анодов. Фиг. 3 демонстрирует, что через 2,0 с DMT группы полностью удаляются из областей вблизи анодов. Более того, через 80 с разрешение сформированного на подложке рисунка не изменяется. Существуют четко определенные полосы, соответствующие областям, находящимся вблизи анодов и катодов. Это демонстрирует, что протоны, генерируемые во время электролиза, строго ограничены и удерживаются в областях, находящихся вблизи анодов, даже после длительного электролиза. Фиг. 4(а) и (b) демонстрируют драматический эффект удаления катода из матрицы электродов. Темные области изображают области, в которых DMT группы удалены. Электродный потенциал фиксируется на 1,33 В. После удаления центрального катода протоны, генерируемые на аноде, получают возможность свободно диффундировать в центральную область. Это четко демонстрирует ограничивающий(удерживающий) эффект присутствия катода, генерирующего частицы, которые способны гасить получаемые на аноде протоны. Способ по настоящему изобретению описывается более подробно в следующих далее примерах. Экспериментальная часть Электродная сборка Обычная фотолитография с позитивным резистом использовалась для получения электродов из металлического иридия (толщиной 50 нм) на окисленных кремниевых пластинах с высоким сопротивлением. Окисленные кремниевые пластины покрывали слоем позитивного фоторезиста и экспонировали в УФ-свете через фотолитографическую маску. Пластину промывали деионизованной водой, сушили при 100 С в течение 20 мин и непроявленный фоторезист удаляли путем реактивного ионного травления. Выбирали фотолитографическую маску, дающую матрицу (ряд) из 96 параллельных электродов с длиной примерно 7500 мкм и шириной 40 мкм. Зазор между соседними электродами составлял примерно 40 мкм. Иридий осаждали на пластину с помощью электронно-лучевого способа. Металлический иридий помещали в тигель в вакуумном испарителе и в вакуумном испарителе на расстоянии приблизительно 20 см от тигля размещали две или три пластины. Пластины покрывали 50 нм иридием путем откачки камеры до 3 х 10-6 торр и нагрева металла с помощью электронно-лучевой пушки, настроенной на 300 мА, при 5 кВ, в течение примерно 3 мин. Затем слой фоторезиста удаляли путем помещения пластины в ультразвуковую ацетоновую баню на 30 мин, таким образом обнажая матрицу электродов. Электроды отжигали при 350 С на воздухе в течение примерно 1 ч с тем, чтобы способствовать адгезии к пластинчатой подложке, и очищали с помощью реактивного ионного травления. После стадии термического отжига и очистки каждый электрод индивидуально подсоединяли с помощью ультразвуковой сварки золотой проволокой к печатной плате, где управляемые цифровым образом интегральные схемы "аналоговых ключей" приводят в действие электроды, выбранные для данной стадии снятия защиты. Ток подавали с помощью множества независимых, контролируемых операцион-8 005836 ным усилителем источников напряжения. Параллельные низкошумящие схемы измерительных усилителей обратной связи непрерывно измеряли ток с точностью до наноампер на каждом из электродов. Компьютер, запрограммированный специально для этой работы, контролировал все напряжения, временной график и переключение электродов, а также собирал данные измерений тока. Твердая несущая сборка Полированные пластины диоксида кремния использовали в качестве несущих подложек для формирования рисунка. Перед электрохимическим формированием рисунка поверхность пластины функционализировали с помощью линкерной молекулы, с которой связывали органические реагенты (Gray,D.E., CaseGreen, S.С., Fell, T.S., Dobson, P.J.Southern, E.M. Ellipsometric and interferometric characterization DNA probes immobilized on combinatorial array. Langmuir 13, 2833-2842 (1997. Пластины помещали в камеру вакуумной печи объемом 19,1 л вместе с ампулой, содержащей 5 мл глицидоксипропилтриметоксисилана. После нагрева печи до 185 С ампулу нагревали до 205 С и камеру откачивали до 25-30 мбар. После испарения приблизительно 2,5 мл силана камере давали возможность охладиться в вакууме(10-3 торр). "Линкерная молекула" присоединялась путем погружения глицидоксипропилтриметоксисилан-дериватизированных пластин в 100% раствор полиэтиленгликоля, содержащий микроколичества серной кислоты. Затем DMT-содержащий фосфорамидит ковалентно связывался со свободным гидроксилом на полиэтиленгликоле с помощью обычных технологий синтеза олигонуклеотидов (Beaucage,S.L.Iyer, R.P. Advances in the Synthesis of Oligonucleotides by the Phosphoramidite Approach. Tetrahedron 48, 2223-2311 (1992. Приготовленную таким образом пластинчатую подложку разрезали на квадраты со стороной 1 см для использования при формировании рисунка структурировании. Пример 1. Матрицу электродов (приготовленную выше) помещали на расстоянии 20 мкм от твердой несущей подложки. Твердую несущую подложку приготавливали так, как описано выше, с тимидин фосфорамидитом, присоединенным к линкерной молекуле полиэтиленгликоля. Тимидин фосфорамидит имел свою 5'- гидроксигруппу, защищенную с помощью DMT группы. Раствор электролита (25 мМ гидрохинона/25 мМ хинона/25 мМ тетрабутиламмоний гексафторфосфата в безводном ацетонитриле) вводили в полость между матрицей электродов и твердой несущей подложкой. Затем на выбранные аноды подавали напряжение 1,33 В по отношению к катодам и данное напряжение поддерживали в течение от 0,2 до 80 с, как показано на фиг. 3. После электролиза кремниевую пластину промывали ацетонитрилом и ацетилировали уксусным ангидридом, используя стандартный способ. На этой стадии ацетилируются только области кремниевой пластины со снятой DMT-защитой, имеющие открытые гидроксильные группы.DMT группы, не удаленные с помощью электрохимической стадии, затем удаляли путем обработки всей подложки раствором дихлоруксусной кислоты в дихлорметане. Открытые таким образом гидроксильные группы связывали с флуоресцентным красителем Су 5, используя стандартный способ фосфорамидатного связывания, так что полученный путем электрохимического генерирования кислоты рисунок становился виден путем наблюдения флуоресценции Су 5 в конфокальном микроскопе. Последовательность этих стадий показана на фиг. 2. Фиг. 3 демонстрирует эффект увеличения времени электролиза при 1,33 В. После достижения максимальной ширины полосы примерно через 2,0 с разрешение на подложке сохранялось даже после электролиза в течение 80,0 с. Пример 2. Пример 1 повторяли в точности так, как описано выше, с тем исключением, что напряжение 1,33 В поддерживали на выбранных анодах в течение 16 с. Исследовали драматический эффект удаления катода, как показано на фиг. 4(а) и (b). При удаленном центральном катоде управление диффундирующими протонами отсутствует. Диффундирующие протоны имеют возможность поступать в центральную область, а не локализуются вокруг анодов. Это доказывается с помощью центральной темной области на фиг. 4(b), которая не содержит флуоресцентных групп. Пример 3. Общий способ, описанный в примере 1, использовали при синтезе 17-мерного олигомера на твердой несущей подложке с помощью 16 электрохимически управляемых стадий снятия DMT защиты. Используемый способ является таким же, как в примере 1, с тем исключением, что матрицу электродов помещали на расстоянии 40 мкм от поверхности подложки. Однородное покрытие из защищенного диметокситритилом (DMT) деоксиаденозинового (dA) остатка связывали с линкерной группой полиэтиленгликоля на твердой несущей подложке, используя стандартный химический механизм фосфорамидитного связывания. После продолжительной промывки ацетонитрилом используемый в примере 1 электролит вводили в полость между матрицей электродов и твердой несущей подложкой. Потенциал в 1,33 В прикладывали к выбранному аноду в течение 9 с для удаления DMT групп, расположенных вблизи него. По обеим сторонам анода были расположены два катода. После дополнительной промывки ацетонитрилом DMT-защищенный нуклеотидный остаток связывали с открытыми гидроксигруппами, используя стандартное фосфорамидитное связывание. Получен-9 005836 ную трехвалентную фосфорную связь окисляли йодом с получением пятивалентной фосфорной связи,после чего кремниевую пластину полностью промывали ацетонитрилом, а затем дихлорметаном. Стандартные стадии связывания и окисления, используемые при синтезе олигонуклеотидов на твердых несущих подложках, хорошо известны в данной области техники. (См., например, АВ 1 Synthesizer Manual,Section 2: "Chemistry for Automated DNA Synthesis"). Процедуру повторяли, изменяя DMT-защищенный нуклеотидный остаток, вводимый на стадии фосфорамидитного связывания. Таким образом, на твердой несущей подложке синтезировали олигонуклеотид. Данная процедура была использована на автоматизированном устройстве, управляемом соответствующим образом запрограммированным компьютером, при синтезе двух 17-мерных олигонуклеотидов: мРНК гемоглобина человека дикого типа "А" и мРНК мутантных серповидных клеток соответствующего типа "S". 17-меры выстраивали на определенной полосе твердой несущей подложки с превосходным выходом. Специалист в данной области легко заметит, что данный способ может использоваться для комбинаторного синтеза ДНК-чипов, как описано в публикации WO 93/22480. Разумеется, следует понимать, что настоящее изобретение было описано здесь только в качестве примера, и что в рамках настоящего изобретения могут быть проделаны различные модификации его деталей. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ обработки подложки, включающий в себя наличие электролита в контакте с подложкой и электродов вблизи указанной подложки и в контакте с указанным электролитом, изменение потенциала по меньшей мере одного первого электрода таким образом, чтобы генерировать активный продукт окисления-восстановления, который модифицирует указанную подложку вблизи первого электрода, генерирование второго продукта окисления-восстановления с помощью второго электрода, находящегося поблизости от первого электрода, отличающийся тем, что электролит является таким, что активный продукт окисления-восстановления гасится с помощью второго продукта окисления-восстановления, и модифицируемая подложка не образует ни первого электрода, ни второго электрода и является отдельной от первого и второго электродов. 2. Способ по п.1, в котором электролит содержит растворитель, и при этом ни активный продукт окисления-восстановления, ни второй продукт окисления-восстановления не образуются из растворителя. 3. Способ по п.1 или 2, в котором электролит содержит органический растворитель. 4. Способ по п.3, в котором растворитель выбирают из тетрагидрофурана (ТГФ), метанола, этанола,диметилформамида (ДМФ), дихлорметана, простого диэтилового эфира, диметилсульфоксида (ДМСО) или ацетонитрила. 5. Способ по любому из пп.1-4, в котором реакция гашения регенерирует электролит. 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором активный продукт окисления-восстановления представляет собой протон. 7. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором второй продукт окисления-восстановления представляет собой органический радикал-анион. 8. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором электролит представляет собой раствор гидрохинона и бензохинона или их производных. 9. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором электролит представляет собой раствор где R3, R4, R5 и R6 независимо выбирают из водорода, галогена, гидроксила, тио, нитро, амино, необязательно замещенного C1-C15 гидрокарбила, в котором вплоть до трех атомов С могут необязательно быть замещены атомами N, О и/или S; илиR3 и R4 и/или R5 и R6 вместе образуют необязательно замещенный C1-C15 циклогидрокарбилен, в котором вплоть до трех атомов С могут необязательно быть замещены атомами N, О и/или S. 10. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором электролит представляет собой раствор гидрохинона и бензохинона в ацетонитриле. 11. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором электролит дополнительно содержит усилитель проводимости. 12. Способ по п.11, в котором усилитель проводимости представляет собой соль тетра(C1-8 алкил)аммония. 13. Способ по п.12, в котором усилитель проводимости представляет собой тетрабутиламмоний гексафторфосфат.- 10005836 14. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором для целей последовательного осуществления нескольких обработок подсоединяют матрицу электродов таким образом, что каждую обработку осуществляют путем изменения потенциала выбранного набора из одного или более электродов указанной матрицы. 15. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором подложка содержит матрицу связанных с поверхностью веществ. 16. Способ по п.15, в котором указанная поверхность представляет собой поверхность окисленной кремниевой пластины. 17. Способ по п.15, в котором обрабатываемые вещества содержат кислотно-лабильную защитную группу. 18. Способ по п.17, в котором каждую обработку осуществляют путем подсоединения по меньшей мере одного электрода из указанной матрицы в качестве анода при некотором потенциале для удаления кислотно-лабильной защитной группы из вещества на указанной поверхности. 19. Способ по любому из пп.14-18, в котором все обработки или каждую из них осуществляют в ходе постадийного химического синтеза олигомера. 20. Способ синтеза набора олигомеров, включающий в себя стадии(a) обеспечения наличия подложки, имеющей связанную с ней матрицу веществ, имеющих защитную группу, электролита в контакте с указанной подложкой и матрицы электродов вблизи указанной подложки и в контакте с указанным электролитом;(b) селективного изменения потенциала одного или более электродов таким образом, чтобы генерировать (i) активный продукт окисления-восстановления, который удаляет защитную группу из выбранных веществ, и (ii) второй продукт окисления-восстановления;(c) связывания защищенного мономера с веществами со снятой защитой, образованными на стадии(d) повторения стадий (b) и (с) при изменении выбираемого(ых) на стадии (b) одного или более электродов таким образом, чтобы синтезировать набор олигомеров; отличающийся тем, что электролит выбирают таким образом, что активный продукт окислениявосстановления гасится с помощью второго продукта окисления-восстановления, причем модифицируемая подложка не образует электрода и является отдельной от указанной матрицы электродов. 21. Способ по п.20, в котором электролит содержит растворитель, и при этом ни активный продукт окисления-восстановления, ни второй продукт окисления-восстановления не образуются из растворителя. 22. Способ по п.20 или 21, в котором электролит содержит органический растворитель. 23. Способ по п.22, в котором растворитель выбирают из тетрагидрофурана (ТГФ), метанола, этанола, диметилформамида (ДМФ), дихлорметана, простого диэтилового эфира, диметилсульфоксида(ДМСО) или ацетонитрила. 24. Способ по любому из пп.20-23, в котором реакция гашения регенерирует электролит. 25. Способ по любому из пп.20-24, в котором указанная матрица веществ связана с поверхностью, и на указанной поверхности синтезируют олигомер. 26. Способ по любому из пп.20-25, в котором олигомеры представляют собой олигонуклеотиды. 27. Способ по любому из пп.20-26, в котором активный продукт окисления-восстановления представляет собой протон, а защитные группы представляют собой кислотно-лабильные защитные группы. 28. Способ по любому из пп.20-27, в котором электролит является таким, как определено в пп.8-12. 29. Матрица электродов, пригодная для использования в способе по любому из предыдущих пунктов и содержащая блок из имеющего поверхность изолирующего материала и участки осажденного иридия, расположенные на расстоянии друг от друга в виде матрицы на указанной поверхности, причем каждый участок снабжен средствами электрического соединения для изменения его потенциала. 30. Матрица по п.29, в которой блок изолирующего материала представляет собой окисленную кремниевую пластину. 31. Матрица по п.29 или 30, в которой участки осажденного иридия находятся в форме расположенных на расстоянии друг от друга параллельных линий. 32. Матрица по любому из пп.29-31, которая изготовлена с помощью способа, включающего в себя стадии(i) обеспечения наличия кремниевой пластины, имеющей слой диоксида кремния на своей поверхности;(ii) осаждения иридия в виде матрицы из расположенных на расстоянии друг от друга участков на поверхности диоксида кремния; и(iii) отжига иридия на воздухе при температуре, находящейся в пределах 200-500 С.