CN112912726A - 纳米孔流动池和制造方法 - Google Patents
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Abstract
本文提供纳米孔流动池和纳米孔流动池的制造方法。在一个实施方式中，一种形成流动池的方法包括在第一基板上形成多层堆叠结构。多层堆叠结构的特征为设置在第一基板上的隔膜层和设置在隔膜层上的材料层，隔膜层具有穿过隔膜层形成的第一开口。方法进一步包括图案化第二基板的表面，以在第二基板中形成第二开口，将第二基板的图案化的表面结合至多层堆叠结构的表面，减薄第一基板，和去除减薄的第一基板和至少部分的材料层，以暴露隔膜层的相对表面。
Description
背景
领域
本文的实施方式涉及与固态纳米孔传感器一起使用的流动池(flow cell)和流动池的制造方法。
相关技术的说明
固态纳米孔传感器已出现作为低成本、高度易动(highly mobile)且快速处理的生物聚合物(例如，DNA或RNA)测序技术。生物聚合物链的固态纳米孔测序包含将生物聚合物链移位穿过具有介于约0.1nm与约100nm之间的直径的纳米尺度尺寸的开口，也就是纳米孔。通常，纳米孔穿过隔膜层设置，隔膜层将两个导电流体储存器分开。待测序的生物聚合物链(例如，特性上带负电的DNA或RNA链)被引入到两个导电流体储存器中的一个导电流体储存器中，并且接着通过在两个导电流体储存器之间提供电位而被吸引穿过纳米孔。随着生物聚合物链行进穿过纳米孔，聚合物链的不同的单体单元(例如DNA或RNA链的蛋白质基)阻塞纳米孔的不同百分比，因此改变流动穿过纳米孔的离子电流。可使用所得到的电流信号模式来确定生物聚合物链中的单体单元的序列，例如在DNA或RNA链中蛋白质的序列。
常常，在单晶硅基板上制作隔膜层和穿过隔膜层设置的纳米孔，单晶硅基板与隔膜层和纳米孔一起形成纳米孔流动池。单晶硅基板通常与在半导体装置的制造中使用的基板相同或类似。使用与在半导体装置的制造中使用的那些基板相同或类似的基板，促进使用商业上可取得的半导体装置制造装备和方法制作纳米孔流动池。
通常，隔膜层沉积到硅基板的前侧表面上，并且使用光刻图案化和蚀刻处理序列穿过隔膜层形成纳米孔，但不穿过硅基板。靠近硅基板设置的隔膜层的表面接着通过将开口蚀刻到硅基板的背侧表面中而暴露。通常，通过将基板的背侧表面穿过设置于基板的背侧表面上的图案化掩模而暴露至例如KOH的湿式或水性硅蚀刻剂，形成在硅基板的背侧表面中的开口。常见的硅基板将需要暴露至硅蚀刻剂达介于9小时与13小时之间，以各向异性地蚀刻穿过硅基板的厚度。此长的蚀刻时间不期望地增加循环时间，并且因此增加形成纳米孔流动池的成本。再者，在常规纳米孔流动池中于高频核苷酸检测期间用于支撑隔膜层的单晶基板中积累的电荷不期望地在电流信号中增加背景噪声。此不期望的背景噪声降低纳米孔传感器或流动池的检测分辨率。
因此，本领域中需要形成用于在固态纳米孔传感器中使用的纳米孔流动池的改良的方法，和由所述方法形成的改良的纳米孔流动池。
概述
本公开内容的实施方式提供可在固态纳米孔传感器中使用的装置，例如纳米孔流动池，和所述装置的制造方法。
在一个实施方式中，一种形成流动池的方法包括：在将多层堆叠结构(stack)传送至例如玻璃基板的第二基板之前，在例如单晶硅基板的第一基板上形成多层堆叠结构。在此，多层堆叠结构的特征为隔膜层，具有穿过隔膜层形成的第一开口，其中隔膜层设置于第一基板上，并且材料层设置于隔膜层上。方法进一步包括图案化第二基板，以在第二基板中形成第二开口，和将第二基板的图案化的表面结合至多层堆叠结构的表面。方法进一步包括减薄第一基板。方法进一步包括去除减薄的第一基板和至少部分的第一材料层与第二材料层，以暴露隔膜层的相对的表面。在一些实施方式中，第二开口穿过第二基板而设置。在其他实施方式中，方法包括将第二基板减薄至第二开口穿过第二基板设置的地方。在此，可在第二基板的图案化的表面结合至多层堆叠结构的表面之前或之后减薄第二基板。
在另一实施方式中，一种形成流动池的方法包括：在第一基板上形成多层堆叠结构，多层堆叠结构包含插置在第一材料层与第二材料层之间的隔膜层，其中隔膜层的特征为穿过隔膜层形成的第一开口。方法进一步包括图案化第二基板的表面，以在第二基板中形成第二开口；将第二基板的图案化的表面结合至多层堆叠结构的第一表面；和从多层堆叠结构去除第一基板，以暴露多层堆叠结构的相对于第一表面的第二表面。方法进一步包括图案化第三基板的表面，以在第三基板中形成第三开口；将第三基板的图案化的表面结合至多层堆叠结构的第二表面；和将第二基板和第三基板减薄至第二开口和第三开口分别穿过第二基板和第三基板设置的地方。方法进一步包括去除第一材料层与第二材料层的至少部分，以暴露隔膜层的相对表面。
在另一实施方式中，一种纳米孔流动池的特征为：玻璃基板，具有穿过玻璃基板形成的开口；和隔膜层，设置于玻璃基板上。隔膜层的特征为穿过隔膜层设置的单个纳米孔。单个纳米孔定位于隔膜层的一部分中，所述隔膜层的所述部分跨过穿过玻璃基板形成的开口。
附图简要说明
为了详细理解本公开内容的上述特征所用方式，可通过参考实施方式而获得以上简要概述的本公开内容的更具体说明，在附图中图示实施方式中的一些。然而，应注意附图仅图示此公开内容的典型实施方式，并且因此不应视为对本公开内容的范围的限制，因为本公开内容可允许其他同等有效的实施方式。
图1是根据一个实施方式的纳米孔传感器的示意性横截面图。
图2为图表，图示随着生物聚合物链被吸引穿过纳米尺度尺寸的开口(例如图1中所述的纳米孔)而穿过纳米尺度尺寸的开口流动的离子电流。
图3是根据一个实施方式的阐述形成纳米孔流动池的方法的流程图。
图4A-图4I图示图3中阐述的方法的各种方面。
图4J是根据图3中阐述的方法的一个实施方式而形成的纳米孔流动池的示意性横截面图。
图4K是根据图3中阐述的方法的另一实施方式而形成的纳米孔流动池的示意性横截面图。
图5是根据另一实施方式的阐述形成纳米孔流动池的方法的流程图。
图6A-图6C图示在图5中阐述的方法的各种方面。
图6D是根据在图5中阐述的方法的一个实施方式而形成的纳米孔流动池的示意性横截面图。
为了促进理解，已尽可能地使用相同的参考数字来代表图中共有的相同元件。考虑一个方面的元件和特征可有益地并入其他方面中而无须进一步记载。
具体说明
本公开内容的实施方式提供可在固态纳米孔传感器中使用的例如纳米孔流动池的装置，和制造所述装置的方法。本文所述的方法大致包括在将图案化多层堆叠结构传送至基质基板(host substrate)之前，于牺牲单晶硅基板上形成图案化多层堆叠结构。图案化多层堆叠结构通常特征为隔膜层，所述隔膜层具有穿过隔膜层设置的纳米尺度开口。基质基板通常以介电玻璃材料形成。因此，形成于基质基板中的纳米孔流动池大体上不含单晶硅材料。有益地，基质基板的玻璃材料消除或显著地降低与包含单晶硅基板的固态纳米孔流动池相关联的背景噪声水平。
图1是根据一个实施方式的可用于测序生物聚合物链的纳米孔传感器100的示意性横截面图。在此，纳米孔传感器100特征为插置在第一储存器102与第二储存器103之间的流动池101。在此，第一储存器102和第二储存器103中的各者导电流体和与电压源106连通的相应的电极104、105。电压源106用于产生从第一储存器102穿过单个纳米尺度尺寸的开口(在此为纳米孔108)至第二储存器103的离子电流。纳米孔108穿过流动池101的介电隔膜层109设置。
在此，离子电流吸引特性上带负电的DNA或RNA生物聚合物链(例如，生物聚合物链107中的一者)从第一储存器102穿过纳米孔108并且至第二储存器103中。随着生物聚合物链107被吸引穿过纳米孔108，生物聚合物链107的单体单元依序阻塞纳米孔108而造成穿过纳米孔108的离子电流的改变。通常，离子电流的改变对应于同时地经过纳米孔108的单体单元的特性，例如大小或电荷。在此，使用例如皮安培计110的离子电流传感器测量离子电流和在离子电流中的改变。
图2为图表200，图示随着例如DNA链或RNA链的生物聚合物链或生物聚合物链的部分经过纳米尺度尺寸的开口(例如图1中所述的纳米孔108)时，穿过所述纳米尺度尺寸的开口的离子电流。在此，图表200示出在没有生物聚合物链阻塞开口并且离子电流自由地流动穿过开口的情况下的基线值201。随着生物聚合物链被吸引至纳米孔中，生物聚合物链的单体单元阻塞纳米孔的一部分，造成离子电流改变成第一值202。随着接续的单体单元阻塞纳米孔，也就是随着生物聚合物链被进一步吸引穿过纳米孔，取决于被生物聚合物链阻塞的纳米孔的横截面面积的百分比，离子电流改变成对应的值203-206。对应于生物聚合物链的单体单元的顺序值202-206可因此用于确定生物聚合物链的单体单元序列，例如，DNA或RNA碱基序列。
图3是根据一个实施方式阐述形成纳米孔流动池的方法300的流程图。图4A-图4I图示图3中阐述的方法300的各种方面。
在动作301处，方法300包括在图4A中所示的第一基板401上形成多层堆叠结构。多层堆叠结构的特征为插置在第一材料层402与第二材料层405之间的隔膜层403。隔膜层403具有穿过隔膜层403形成的第一开口404，例如，单个纳米孔。通常，第一基板401以单晶硅形成，并且具有厚度T(1)。厚度T(1)经选择以促进使用与在半导体装置制造设施中用于处理硅基板相同或类似的装备和方法来处置(handle)和处理第一基板401。在一些实施方式中，第一基板401具有介于约450μm与约800μm之间的厚度T(1)，例如介于约600μm与约800μm之间，例如介于约700μm与约800μm之间。
在此，例如在图4A-图4B中所示，形成多层堆叠结构包括沉积第一材料层402至第一基板401上、在第一材料层402上方沉积隔膜层403、和图案化隔膜层403以穿过隔膜层403形成第一开口404。在一些实施方式中，例如在图4C中所示，形成多层堆叠结构进一步包括在隔膜层403上方沉积第二材料层405。在一些实施方式中，多层堆叠结构不包括第一材料层402。在那些实施方式中，多层堆叠结构包括沉积至第一基板401上的隔膜层403，和沉积至隔膜层403上的第二材料层405。
通常，第一材料层402以介电材料形成，例如氧化硅(SixOy)，例如SiO2。在此，第一材料层402沉积至大于约10nm的厚度T(2)，例如介于约10nm与约500nm之间，介于约10nm与400nm之间，介于约10nm与约300nm之间，例如介于约10nm与约200nm之间。在其他实施方式中，第一材料层402沉积至大于约1μm的厚度T(2)，例如大于约2μm，或大于约3μm，举例而言介于约4μm及约6μm之间。
隔膜层403以介电材料形成，所述介电材料不同于用于形成第一材料层402和第二材料层405的介电材料。举例而言，在一些实施方式中，隔膜层403以氮化硅或氮氧化硅材料形成，例如SixNy或SiOxNy。通常，隔膜层403沉积至约500nm或更小的厚度T(3)，例如约400nm或更小，约300nm或更小，约200nm或更小，约100nm或更小，或约50nm或更小，举例而言，介于约0.1nm与约100nm之间，或介于约1nm与约100nm之间。
将第一开口404形成为延伸穿过隔膜层403，并且具有小于约100nm的直径D，例如小于约50nm，或介于约0.1nm与约100nm之间，举例而言，介于约1nm与约100nm之间，或介于约0.1nm与约50nm之间。在此，使用适合的平版印刷术和材料蚀刻图案化方法中的一者或适合的平版印刷术和材料蚀刻图案化方法的组合形成第一开口404。通常，适合的平版印刷术方法包括纳米压印平版印刷术、定向自组装(directed self-assembly)、光刻、ArF激光浸没平版印刷术、深UV平版印刷术或以上项的组合。
在此，沉积在隔膜层403上方的第二材料层405以介电材料形成，该介电材料可与用于形成第一材料层402的介电材料相同或不同。在一些实施方式中，第二材料层405沉积至介于约10nm之间的厚度T(4)，例如介于约10nm与约500nm之间，介于约10nm与400nm之间，介于约10nm与约300nm之间，举例而言，介于约10nm与约200nm之间。本文中可使用任何适合的沉积方法形成多层堆叠结构的层。举例而言，在一些实施方式中，多层堆叠结构的层使用化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)方法的一者或组合而沉积。
在动作302处，方法300包括图案化第二基板407的表面，以在第二基板407中形成开口，在此在图4D-图4E中示出第二开口409。通常，第二基板407以介电材料形成，具有经选择的厚度T(5)以促进使用与在半导体装置制造设施中用于处理硅基板相同或类似的装备处置和处理第二基板407。举例而言，在一些实施方式中，第二基板407具有介于约450μm与约800μm之间的厚度T(5)，例如介于约600μm与约800μm之间，举例而言，介于约700μm与约800μm之间。在其他实施方式中，第二基板407具有约400μm或更小的厚度，例如约300μm或更小，举例而言，约300μm。
在此，第二基板407例如以非结晶的非晶固体形成，也就是玻璃，例如透明的基于二氧化硅的玻璃材料，举例而言，熔融二氧化硅，也就是非晶石英材料，或硼硅酸盐玻璃材料。在一些实施方式中，第二基板407具有沉积在第二基板407的背侧表面上的不透明材料层408，例如非晶硅层。第二基板407的背侧表面相对于要图案化的表面，在此要图案化的表面是前侧表面，第二开口409形成至所述前侧表面中。当使用时，不透明材料层408通常具有约20nm或更大的厚度T(6)，举例而言，约100nm或更大。根据一些实施方式，不透明材料层408促进通过常规半导体装置制造装备的光学传感器来检测以其他方式光学透明的基板。
在此，第二开口409形成为从第二基板407的表面(在此是图案化的表面)延伸至介于约100μm或更大并且小于第二基板407的厚度T(5)之间的深度H。举例而言，在一些实施方式中，第二开口409的深度H从第二基板407的前侧表面延伸介于约100μm与约600μm之间，或介于约200μm与约400μm之间。在一些其他实施方式中，例如在第二基板407的厚度小于约400μm的实施方式中，第二开口409形成为延伸穿过第二基板的厚度。
在此，第二开口409形成为具有介于约1μm与约20μm之间的宽度W(1)，例如介于约1μm与约15μm之间，介于约5μm与约15μm之间，或介于约5μm与约10μm之间。第二开口409可使用光刻和材料蚀刻图案化方法的任何适合的组合形成。
在动作403处，例如在图4F-图4G中所示，方法300包括将第二基板407的图案化的表面结合至设置于第一基板401上的多层堆叠结构的暴露的表面。通常，使用适合的直接结合方法将第二基板407的图案化的表面与多层堆叠结构的暴露的表面结合在一起。直接结合说明在原子水平接合两个基板表面的方法，例如通过基板之间的化学键，而不使用中间层，例如插置在两个基板表面之间的导电粘附层、焊料等等。在一个实例中，适合的直接结合方法包括等离子体激发基板401、407待结合的表面中的一者或两者，接触待结合的表面，施加压缩结合力至接触的基板以形成复合基板，和使复合基板退火。
本文中将第二基板407的图案化的表面结合至多层堆叠结构的暴露的表面包括将第二开口409、407与第一开口404对准。当第一基板401与第二基板407适当地对准时，在获得的纳米孔流动池中的第一开口404和第二开口409将流体连通，例如，具有穿过隔膜层403形成的第一开口404的隔膜层403的一部分将跨过形成于第二基板407中的第二开口409。
在动作304处，方法300包括减薄第一基板401。减薄第一基板401包括可用于达成所期望的厚度T(7)(示出于图4H中)的研磨、精研(lapping)、化学机械平面化(CMP)、蚀刻或切割(cleave)方法的任何一者或任何组合。在减薄第一基板401包含切割方法的实施方式中，在第一基板401的表面上形成多层堆叠结构之前，第一基板401的表面通常以氢或氦离子的一者或组合注入至约100nm的深度。注入工艺合意地将损伤层(例如，微气泡)引入到第一基板401中，以促进沿着损伤的层切割第一基板401。通常，第一基板401被减薄至小于约100μm的厚度T(7)，例如小于约50μm，小于约10μm，或举例而言小于约1μm。在一些实施方式中，第一基板401被减薄至小于约500nm的厚度T(7)，例如小于约200nm，举例而言，约100nm或更小。
在动作305处，方法300包括使用研磨、精研、CMP或蚀刻方法的任何一者或组合减薄第二基板407，以达成期望的厚度T(8)(示出于图4I中)。在此，减薄第二基板407直到第二开口409穿过第二基板407设置，也就是厚度T(8)与在动作302处形成于图案化的表面中的第二开口409的深度H相同或比所述深度H更小。举例而言，在一些实施方式中，减薄的第二基板407的厚度T(8)小于约700μm，例如小于约600μm，小于约500μm，举例而言，小于约400μm，或介于约100μm与约700μm之间，例如介于约200μm与约500μm之间。在一些实施方式中，在第二基板407的图案化的表面结合至多层堆叠结构的表面之前减薄第二基板407。
在动作306处，方法300包括去除减薄的第一基板401和至少部分的第一材料层402与第二材料层405，以暴露跨过第二开口409的隔膜层403的相对的表面，例如在图4J或图4K中所示的。在一些实施方式中，去除减薄的第一基板401和至少部分的第一材料层402与第二材料层405包括将减薄的第一基板401和至少部分的第一材料层402与第二材料层405暴露至湿式或水性蚀刻剂，例如KOH或KOH与HF的组合。
在一些实施方式中，例如图4J中所示的，从远离第二基板407设置的隔膜层403的表面去除所有或大体上所有的第一材料层402。在其他实施方式中，例如图4K中所示的，在第一材料层402中形成第三开口412，并且穿过第三开口412暴露隔膜层403的表面。可使用光刻和材料蚀刻图案化方法的任何适合的组合来形成第三开口412，材料蚀刻图案化方法例如是等离子体辅助蚀刻或湿式蚀刻(水溶液)工艺。
图4J是根据图3中阐述的方法所形成的流动池410的示意性横截面图，而可用以取代图1中所述的流动池101。在此，流动池410包括第二基板407，具有厚度T(8)；和设置于第二基板407上的第二材料层405，具有厚度T(4)。具有宽度W(1)的第二开口409穿过第二基板407设置，并且进一步穿过第二材料层405。隔膜层403具有厚度T(3)和穿过隔膜层403设置的第一开口404，隔膜层403设置于第二材料层405上并且跨过第二开口409。在此，第一开口404与第二开口409流体连通。
图4K为根据图3中阐述的方法所形成的纳米孔流动池411的示意性横截面图，而可用以取代图1中所述的流动池101。在此，流动池411与图4J中所述的流动池410大体上相同，并且进一步包括设置于隔膜层403上的第一材料层402，第一材料层402具有开口，在此为穿过第一材料层402设置的第三开口412。在此，第一材料层402的厚度T(9)介于约1μm与约5μm之间。在一些实施方式中，第三开口412的宽度与第二开口409的宽度W(1)相同。在其他实施方式中，第三开口412的宽度小于或大于第二开口409的宽度W(1)。在此，第三开口412与第二开口409流体连通，并且第一开口404设置于第三开口412与第二开口409之间。
图5是根据另一实施方式阐述形成流动池的方法的流程图。图6A-图6C图示除了在图4A-图4H中图示的方面之外，图5中阐述的方法的各种方面。
在此，方法500的动作501-502与在图3中阐述、在图4A-图4E中图示并且在上文描述的方法300的动作301-302相同。
方法500的动作503包括将第二基板407的图案化的表面结合至多层堆叠结构的暴露的表面，在此为第一表面，例如在图3中阐述并且在图4F中图示的方法300的动作303中所述的。
在动作504处，方法500包括从多层堆叠结构去除第一基板401以暴露多层堆叠结构的第二表面。在此，多层堆叠结构的第二表面相对于第一表面，并且在从多层堆叠结构去除第一基板401之前靠近第一基板401设置。从多层堆叠结构去除第一基板401可包括在图3中阐述的方法300的动作304中所述的研磨、精研、化学机械平面化(CMP)、蚀刻或切割方法的任何一者或任何组合。
在动作505处，方法500包括图案化第三基板的表面，例如图6A中所示出的第三基板607，以在第三基板中形成开口，在此为第三开口609。在一些实施方式中，第三基板607以与用于形成第二基板407的介电材料相同的介电材料形成，并且具有相同或大体上相同的厚度T(5)。在一些实施方式中，使用方法300的动作302中所述的图案化第二基板407的方法来图案化第三基板607。在一些实施方式中，开口609形成为具有与第二基板407中的第二开口409相同的宽度W(1)和深度H。在一些实施方式中，第三基板607包括沉积于第三基板607的背侧表面上的不透明材料层608。在一些实施方式中，不透明材料层608以与设置于第二基板407上的不透明材料层408相同的材料形成，并且具有与设置于第二基板407上的不透明材料层408相同的厚度T(6)。在其他实施方式中，第三基板607以与第二基板407的介电材料不同的介电材料形成，使用与在方法300的动作302中阐述的方法不同的方法图案化第三基板607，并且/或者开口形成为具有与第二开口409的宽度W(1)和深度H不同的宽度及深度。
在动作506处，方法500包括使用适合的直接结合方法，将第三基板607的图案化的表面结合至多层堆叠结构的第二表面。适合的直接结合方法在图3中阐述的方法300的动作303处说明。本文中将第三基板607的图案化的表面结合至多层堆叠结构的第二表面包括将在第三基板607中形成的第三开口609与在隔膜层403中形成的第一开口404对准，例如图6A-图6B中所示的。
在动作507处，方法500包括将第二基板407和第三基板607减薄至厚度T(8)，其中第二开口409和第三开口609分别穿过第二基板407和第三基板607设置。通常，减薄第二基板407和第三基板607包括研磨、精研、CMP或蚀刻方法的任何一者或任何组合，以达成图6C中所示的期望的厚度T(8)，这分别对第二基板407和第三基板607中的每一者而言可为相同的或不同的。
在动作508处，方法500包括去除第一材料层402与第二材料层405的至少部分，以暴露隔膜层403的相对表面，例如图6D中所示的。在一些实施方式中，去除第一材料层402与第二材料层405的至少部分包含将第一材料层402与第二材料层405的至少部分暴露至蚀刻剂，例如KOH或KOH与HF的组合。
图6D为使用图5中阐述的方法形成的流动池610的示意性横截面图，而可用以取代图1中所述的流动池101。在此，流动池610与图4J中所述的流动池410大体上相同，而进一步包括设置于隔膜层403上的具有厚度T(4)的第一材料层402，和设置于第一材料层402上的第三基板607。在此，第三基板607具有与第二基板407的厚度T(8)相同的厚度。在其他实施方式中，第二基板407与第三基板607的厚度是不同的。第三开口609穿过第三基板607设置，并且进一步穿过第一材料层402。第三开口609的宽度与第二开口409的宽度W(1)相同。在其他实施方式中，第三开口609的宽度小于或大于第二开口409的宽度W(1)。在本文的实施方式中，第三开口609与第一开口404和第二开口409流体连通。
尽管上述内容针对本公开内容的实施方式，但是在不脱离本公开内容的基本范围的情况下，可设计本公开内容的其他和进一步的实施方式，并且本公开内容的范围通过所附的权利要求书来确定。
Claims (15)
1.一种形成流动池的方法，包含以下步骤：
在第一基板上形成多层堆叠结构，所述多层堆叠结构包含设置于所述第一基板上的隔膜层和设置于所述隔膜层上的材料层，所述隔膜层具有穿过所述隔膜层形成的第一开口；
图案化第二基板的表面，以在所述第二基板中形成第二开口；
将所述第二基板的图案化的所述表面结合至所述多层堆叠结构的表面；
减薄所述第一基板；和
去除减薄的所述所述第一基板和至少部分的所述材料层，以暴露所述隔膜层的相对的表面。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一基板以单晶硅形成。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述第二基板以玻璃材料形成。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述隔膜层以介电材料形成。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述第一开口具有约100nm或更小的直径，并且所述隔膜层具有约100nm或更小的厚度。
6.如权利要求5所述的方法，其中将所述第二基板的图案化的所述表面结合至所述多层堆叠结构的所述表面的步骤包括以下步骤：将所述第一开口与所述第二开口对准。
7.一种形成流动池的方法，包含以下步骤：
在第一基板上形成多层堆叠结构，所述多层堆叠结构包含插置在第一材料层与第二材料层之间的隔膜层，所述隔膜层具有穿过所述隔膜层形成的第一开口；
图案化第二基板的表面，以在所述第二基板中形成第二开口；
将所述第二基板的图案化的所述表面结合至所述多层堆叠结构的第一表面；
从所述多层堆叠结构去除所述第一基板，以暴露所述多层堆叠结构的相对于所述第一表面的第二表面；
图案化第三基板的表面，以在所述第三基板中形成第三开口；
将所述第三基板的图案化的所述表面结合至所述多层堆叠结构的所述第二表面；
将所述第二基板和所述第三基板减薄至所述第二开口和所述第三开口分别穿过所述第二基板和所述第三基板设置的地方；和
去除所述第一材料层的至少部分与所述第二材料层的至少部分，以暴露所述隔膜层的相对表面。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述第一基板以单晶硅形成，并且所述第二基板以玻璃材料形成。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述隔膜层以介电材料形成。
10.如权利要求8所述的方法，其中所述第一开口具有约100nm或更小的直径，并且所述隔膜层具有约100nm或更小的厚度。
11.如权利要求10所述的方法，其中将所述第二基板的图案化的所述表面结合至所述多层堆叠结构的所述表面的步骤包括以下步骤：将所述第一开口与所述第二开口对准。
12.一种装置，包含：
玻璃基板，具有穿过所述玻璃基板形成的开口；和
隔膜层，设置于所述玻璃基板上，所述隔膜层具有穿过所述隔膜层设置的单个纳米孔，其中所述单个纳米孔定位于所述隔膜层的一部分中，所述隔膜层的所述部分跨过穿过所述玻璃基板形成的所述开口。
13.如权利要求12所述的装置，其中所述玻璃基板以熔融二氧化硅、硼硅酸盐或以上项的组合而形成。
14.如权利要求13所述的装置，其中所述单个纳米孔具有约100nm或更小的直径。
15.如权利要求14所述的装置，其中所述隔膜层的厚度小于约100nm。
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