JP7250962B2 - デュアルポアセンサの製造方法 - Google Patents

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Description

[0001] 本明細書の実施形態は、固体ナノポアセンサ（solid-state nanopore sensor）と共に使用されるフローセル（flow cell）、及びそれを製造する方法に関する。
[0002] 固体ナノポアセンサは、低コストで可動性が高く、迅速に処理される、生体高分子（DNAやRNAなど）配列決定（sequencing）技術として出現した。生体高分子鎖の固体ナノポア配列決定は、典型的には、各々が約０．１nmと約１００nmの間の直径を有する、１以上のナノスケールサイズの開口（すなわち、ナノポア）を通して、生体高分子鎖を転位させることを含む。単一ポアセンサでは、ナノポアが、２つの導電性流体リザーバを分離する膜層を貫通して配置される。配列決定される生体高分子鎖（例えば、特性的に負に帯電したDNA鎖又はRNA鎖）は、２つの導電性流体リザーバのうちの一方に導入され、次いで、これらのリザーバ間への電位の提供によって、ナノポアを通るように引き込まれる。生体高分子鎖がナノポアを通って移動するにつれて、その種々のモノマー単位（例えば、ＤＮＡ鎖又はＲＮＡ鎖のタンパク質塩基）が、ナノポアの種々の割合を塞ぎ、ひいては、ナノポアを通るイオン電流の流れを変化させる。その結果として生じる電流信号パターンを使用して、生体高分子鎖内のモノマー単位の配列（例えば、DNA鎖又はRNA鎖内のタンパク質の配列）を特定することができる。一般に、単一ポアセンサは、ナノポアを通る生体高分子鎖の転移速度を遅くしながら、結果として生じる電流信号パターンにおける信号対雑音比を最適化するのに十分な電位を２つのリザーバ間に依然として提供するメカニズムを欠いている。
[0003] 有益なことに、デュアルポアセンサは、その２つのナノポア内に生体高分子鎖を共捕捉（co-capturing）することによって、生体高分子鎖の転移速度を制御するための機構を提供する。典型的なデュアルポアセンサは、壁によって分離された２つの流体リザーバと、共通流体チャンバと、共通流体チャンバを流体リザーバの各々から分離する膜とを特徴として備え、その膜層は、それを貫通して配置された２つのナノポアを有する。配列決定される生体高分子鎖は、第１の流体リザーバから共通チャンバへ、及び共通チャンバから第２のナノポアを通って第２の流体リザーバへ移動する。望ましくは、２つのナノポアが、生体高分子鎖の共捕捉を可能にするために、互いに十分に近接して配置される。生体高分子鎖が両方のナノポアによって共捕捉されると、競合する電位が各ナノポアを横断して印加されて、生体高分子鎖の両端が反対の移動方向に引っ張られる「綱引き（tug-of-war）」が生じる。有益なことに、競合する電位間の差は、ナノポアを通る生体高分子鎖の転移速度、したがって、それから生じる１以上の電気信号電流信号パターンの分解能を制御するように調整され得る。
[0004] しばしば、デュアルナノポアセンサは、２つの基板を使用して形成される。典型的には、第１の基板が、ガラスなどのアモルファス非単結晶材料から形成され、これは、壁が間に配置された第１及び第２の流体リザーバを形成するようにパターニングされる。第２の基板は、単結晶シリコンで形成され、膜層を含む多層積層体が、その表面上に形成される。次いで、第２の基板の膜層は、第１の基板のパターニングされた表面に陽極接合され、シリコン基板は、多層積層体から除去され、開口が多層積層体にエッチングされて、共通チャンバが形成される。次いで、ナノポアが、集束イオンビーム（FIB）穿孔プロセスを使用して、壁の両側に配置された膜層のそれぞれの部分を貫通して形成される。
[0005] 残念ながら、上述の製造方法は、一般に、研究開発ラボから公共市場にデュアルポアセンサを移すのに必要な大量生産、品質、再現性、及びコスト要件と両立しない。更に、上述の製造方法は、一般に、２つのナノポア間の最小間隔を約５５０nmに制限し、したがって、それから形成されるデュアルポアセンサの、比較的により短い生体高分子鎖の配列決定に対する能力を制限する。
[0006] したがって、デュアルポアセンサを形成する改良された方法及びそれから形成される改良されたデュアルポアセンサが、当技術分野において必要とされている。
[0007] 本開示の実施形態は、生体高分子配列決定向けに使用され得る固体デュアルポアセンサ、及びその製造方法を提供する。
[0008] 一実施形態では、デュアルポアセンサを形成する方法が、基板の表面内にパターンを設けることを含む。一般に、パターンは、仕切壁によって分離された２つの流体リザーバを特徴として備える。該方法は、犠牲材料の層を２つの流体リザーバの中に堆積させること、膜層を堆積させること、膜層を貫通して２つのナノポアをパターニングすること、犠牲材料を２つの流体リザーバから除去すること、並びに、１以上の流体ポート及び共通チャンバをパターニングすることを更に含む。
[0009] 別の一実施形態では、デュアルポアセンサが、仕切壁によって間隔を空けられた２つの凹み領域を含むパターニングされた表面を有する基板と、パターニングされた表面上に配置された膜層とを特徴として備える。膜層、仕切壁、及び２つの凹み領域の各々の１以上の表面は、集合的に、第１の流体リザーバ及び第2の流体リザーバを画定する。第１のナノポアは、第１の流体リザーバの上に配置された膜層の一部分を貫通して配置され、第２のナノポアは、第２の流体リザーバの上に配置された膜層の一部分を貫通して配置される。ここで、仕切壁の両側の表面は、各々、膜層のそれぞれのリザーバに面する表面と９０度未満の角度を形成するように傾斜している。
[0010] 上述の本開示の特徴を詳細に理解し得るように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明が、実施形態を参照することによって得られ、一部の実施形態は、付随する図面に例示されている。しかし、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示し、したがって、本開示は、他の等しく有効な実施形態を認めることができるので、本開示の範囲を限定すると見なされるべきではないことに留意されたい。
[0011] 本明細書で説明される実施形態の１つ又は組み合わせを使用して形成されたデュアルポアセンサの一部分を概略的に示す拡大断面図である。 [0012] シリコン基板の異方性エッチング表面を概略的に示す。 [0013] １以上の実施形態による、デュアルポアセンサを形成する方法を説明するフロー図である。 [0014] 図２で説明された方法の結果の様々な態様を概略的に示す。 図２で説明された方法の結果の様々な態様を概略的に示す。 図２で説明された方法の結果の様々な態様を概略的に示す。 図２で説明された方法の結果の様々な態様を概略的に示す。 図２で説明された方法の結果の様々な態様を概略的に示す。 図２で説明された方法の結果の様々な態様を概略的に示す。 図２で説明された方法の結果の様々な態様を概略的に示す。 図２で説明された方法の結果の様々な態様を概略的に示す。 図２で説明された方法の結果の様々な態様を概略的に示す。 図２で説明された方法の結果の様々な態様を概略的に示す。 図２で説明された方法の結果の様々な態様を概略的に示す。 [0015] 図２で説明された方法の代替的な一実施形態の結果の一態様を概略的に示す。 [0016] 図２で説明された方法の代替的な一実施形態の結果の様々な態様を概略的に示す。 図２で説明された方法の代替的な一実施形態の結果の様々な態様を概略的に示す。 [0017] 一実施形態による、複数のデュアルポアセンサが上に形成された基板の平面図である。
[0018] 本開示の実施形態は、生体高分子配列決定向けに使用され得る固体デュアルポアセンサ、及びその製造方法を提供する。
[0019] 一般に、本明細書で説明されるデュアルポアセンサは、単結晶シリコン基板又は単結晶シリコン基板表面内に開口を異方性エッチングして、それらの間に配置される仕切壁によって互いから分離される少なくとも２つの流体リザーバを形成することによって形成される。バリア壁の幅は、デュアルポアセンサの２つのナノポアが互いから間隔を空けて配置され得る近さを制限し、したがって、それらの間に共捕捉され得る生体高分子鎖の最小長さを決定する。
[0020] 典型的には、２つの流体リザーバを異方性エッチングすることにより、断面が三角形又は台形状を有する仕切壁が形成され、例えば、図３Ｄで示されている仕切壁３１４の台形状の断面を参照されたい。ここで、仕切壁のベースは、そのフィールド（上部）表面よりも広い。言い換えると、仕切壁の両側の表面は、基板のフィールド表面の平面と９０度未満の角度を形成するように傾斜している。仕切壁の両側のサイドの傾斜面は、望ましいことに、センサの製造中の仕切壁の安定性を増大させる。付加された安定性は、ガラス基板から形成されたセンサと比較したときに、仕切壁のフィールド表面の幅をより狭くすることを可能にし、流体リザーバをより深くすることを可能にする。これは、従来の方法を用いてガラス基板に形成された仕切壁が、その高さの少なくとも一部分に沿って垂直な側面（すなわち、同じ壁厚）を有するからである。したがって、従来の方法を使用して形成された狭い仕切壁は、そのアスペクト比（高さ対幅の比）が増大するにつれて、望ましくないことに座屈し、破壊し、これは、より狭い壁及びより深いリザーバを形成する製造能力を制約する。
[0021] 有益なことに、本明細書で説明される方法によって可能にされる、仕切壁のより狭いフィールド表面は、２つのナノポアのより近い間隔を可能にし、したがって、より短い生体高分子鎖の配列決定を可能にする。更に、本明細書で説明される方法によって可能になるより深いリザーバは、それを通るイオン電流の流れに対してより大きな断面積を提供し、したがって、望ましいことにより少ない抵抗を提供する。
[0022] 本明細書でデュアルポアセンサを形成するために使用され得る適切な基板の例には、N型又はP型ドープされた単結晶シリコンウエハなどの半導体デバイス製造で通常使用されるもの、或いはドープされていない単結晶シリコンで形成された基板、すなわち、真性単結晶シリコンウエハが含まれる。幾つかの実施形態では、基板が、ドープされていない単結晶シリコンのエピタキシャル層がその上に形成された、ドープされた又はドープされていないシリコンウエハである。幾つかの実施形態では、基板が、シリコン、サファイア又は酸化ケイ素などの電気絶縁材料、及びシリコンの層状積層体であり、一般にシリコン・オン・インシュレータ（SOI）基板又はSOIウエハとして知られるものを特徴として備える。使用されるときに、ドープされていないシリコン基板、ドープされていないシリコンエピタキシャル層、及びSOI基板は、ドープされたシリコン基板で形成されたセンサと比較すると、有益なことに、そこから生成されるデュアルポアセンサにおける望ましくない寄生容量を低減させる。
[0023] 図１Ａは、本明細書で説明される実施形態に従って形成される、デュアルポアセンサの一部分を概略的に示している拡大断面図である。このデュアルポアセンサを使用して、生体高分子鎖を配列決定することができる。ここで、デュアルポアセンサ１００は、２つの流体リザーバ１０２ａ、ｂ、及び共通チャンバ１０４を特徴として備える。それらの各々は、使用時に電解流体などの導電性流体が内部に配置される。２つの流体リザーバ１０２ａ、ｂは、それらの間に配置された仕切壁１０５によって互いから流体的に隔離される。ここで、仕切壁１０５は、下層の単結晶シリコン基板１０６又は単結晶基板表面の連続部分で形成されている。それは、酸化表面層１０８及び酸化表面層１０８上に配置された窒化ケイ素層１１０を更に含む。典型的には、下層の単結晶シリコン基板１０６をパターニングすることによって、台形状の断面などの三角形又は台形状の断面の図３で示されている仕切壁３１４が形成される。ここで、表面を酸化して酸化表面層１０８を形成することによって、単結晶シリコン基板からシリコンの少なくとも一部分が消費される。したがって、仕切壁が台形状の断面を有するように形成される実施形態では、単結晶シリコン表面を酸化することによって、図１Ａで示されている下層の単結晶シリコン基板１０６の連続部分の三角形の断面形状がもたらされ得る。幾つかの実施形態では、酸化された表面層１０８が、三角形状の断面を形成するのに十分なほど深くは、単結晶シリコンの表面の中に浸透しない。幾つかの実施形態では、単結晶シリコン表面は熱酸化されないが、何らかの自然酸化物がその上に形成され得る。
[0024] 共通チャンバ１０４は、２つのナノスケール開口（ここでは、第１のナノポア１１４ａ及び第２のナノポア１１４ｂ）がそこを貫通して形成されている膜層１１２によって、２つのリザーバ１０２ａ、ｂから分離されている。第１のナノポア１１４ａは、第１のリザーバ１０２ａを共通チャンバ１０４から分離する膜層１１２の一部分を貫通して配置される。第２のナノポア１１４ｂは、第２のリザーバ１０２ｂを共通チャンバ１０４から分離する膜層１１２の一部分を貫通して配置される。仕切壁は、第１及び第２のリザーバ１０２ａ、ｂを互いから分離する。
[0025] それぞれ流体リザーバ１０２ａ、ｂの各々の中に配置されたソース電極１１６ａ、ｂ、及び、共通チャンバ１０４の中に配置された共通接地電極１１８は、共通チャンバの接地電位と比較して、流体リザーバ１０２ａ、ｂの各々に対する独立した電圧電位V1、V2を印加して、単一の生体高分子鎖１２０の共捕捉を促進する。生体高分子鎖１２０の共捕捉が第１及び第２のナノポア１１４ａ、ｂによって実現されると、第１及び第２のナノポア１１４ａ、ｂを横断して、すなわち、それらの電極１１６ａ、ｂと共通接地電極１１８との間に、それぞれ、競合する電圧を印加することを使用して、生体高分子鎖が第１のリザーバ１０２ａから第２のリザーバ１０２ｂに移動するときに、生体高分子鎖上の綱引きが生じる。イオン電流の流れは、ナノポア１１４ａ、ｂの各々を通して独立して測定され、結果として生じる信号パターンを使用して、生体高分子鎖のモノマー単位の配列を決定することができる。
[0026] 図１Ｂは、異方性エッチングプロセスを使用して、単結晶シリコン基板１２２内に形成された台形の断面形状の開口１２１を概略的に示し、パターニングされたマスク層１２８が、単結晶シリコン基板１２２の表面上に配置されている。異方性エッチングプロセスは、異方性エッチャントに曝露されたときに、その{１００}平面表面１２４と{１１１}平面表面１２６との間のように、基板のシリコン材料に対して本質的に異なるエッチング速度を使用する。{１００}平面表面１２４及び{１１１}平面表面１２６へのシリコン基板１２２の実際の異なるエッチング速度は、水溶液中のエッチャントの濃度、水溶液の温度、及び基板内のドーパントの濃度（もしあれば）に依存する。
[0027] 幾つかの実施形態では、エッチングプロセスが、以下のように制御される。すなわち、{１１１}平面表面１２６と{１００}平面表面１２４とのエッチング速度が、約１：１０と約１：２００との間の比、例えば、約１：１０と約１：１００との間の比、例えば、約１：１０と１：５０との間の比、又は約１：２５と１：７５との間の比を有する。本明細書の適切な異方性湿式エッチャントの例には、水酸化カリウム（KOH）、エチレンジアミン及びピロカテコール（EPD)、水酸化アンモニウム（HN4OH）、ヒドラジン（N2H4）、又は水酸化テトラメチルアンモニウム（TMAH）の水溶液が含まれる。
[0028] 典型的には、単結晶シリコン基板の表面における{１００}平面が、基板の大部分の{１１１}平面と出会い、５４．７４度の角度αを形成することになる。したがって、本明細書で説明される実施形態では、単結晶シリコン基板内の異方性エッチングされた開口を画定する側壁が、基板のフィールド面の表面と約５４．７４度の角度を形成することになる。
[0029] 図２は、一実施形態による、デュアルポアセンサを形成する方法を説明するフロー図である。図３Ａ～図３Ｌは、１以上の実施形態による方法２００の様々な動作を概略的に示している。
[0030] 動作２０１では、方法２００が、基板の表面内にパターンを設けることを含む。ここで、パターンは、表面のフィールドから凹んだ２つの流体リザーバを特徴として備え、ここで、２つの流体リザーバは、基板の凹んでいない又は部分的に凹んだ部分から形成されたバリア壁によって分離される。一実施形態では、基板表面の表面内にパターンを設けることが、基板の表面上にパターニングされたマスク層を形成すること、及び、異方性エッチングプロセスを使用して、エッチングマスクのパターンを下層の基板表面に転写することを含む。図３Ａ及び図３Ｂは、パターニングされたマスク層３０４が上に配置された基板３０２を示している。図３Ａは、基板及び基板の上のマスクの概略平面図である。図３Ｂは、図３Ａの一部分を線Ａ‐Ａで切り取った断面図である。
[0031] ここで、パターニングされたマスク層３０４は、下層の単結晶シリコン基板と比較して、異方性エッチングに選択的な材料で形成される。好適なマスク材料の例には、酸化ケイ素（SixOy）又は窒化ケイ素（SixNy）が含まれる。ここで、マスク層304は、約100nm以下、例えば、約50nm以下、又は約30nm以下の厚さを有する。ここで、マスク層３０４材料は、リソグラフィ及び材料エッチングパターニング方法の任意の適切な組み合わせを使用してパターニングされる。このパターンは、マスク層３０４を貫通して配置される第１の開口３０６ａ及び第２の開口３０６ｂを特徴として備え、これらは互いから間隔を空けられて、それらの間に配置されるマスク壁３０８を画定する。ここで、開口３０６ａ、ｂは、概してマスキング材料によって囲まれ且つマスク壁３０８によって分離された凹状パターンの２つのサイド、及び、それぞれの凹み内に点在するマスキング材料の個々の概して円筒状のアイランド３１０を画定する。
[0032] 図３Ａでは、２つの開口３０６ａ、ｂが、マスク壁３０８によって分岐される略対称な「Ｈ」字形状パターンを形成する。他の実施形態では、パターンが、任意の適切な対称又は非対称な形状、例えば、「X」字形状パターン、「+」形状パターン、「K」字形状パターン、或いは形成されるリザーバが近接して所望の幅を有する仕切壁を形成する任意の他の所望のパターンであってよい。
[0033] 図３Ｂでは、アイランド３１０ａが、線Ａ‐Ａによって二分され、断面で示され、アイランド３１０ｂは、線Ａ‐Ａによって画定される断面の背後にある。基板３０２のフィールド（上部）表面におけるマスク壁３０８の幅Ｘ１、及びその後の異方性エッチングプロセス中に１１１平面から除去される材料の量は、デュアルナノポアセンサの２つのナノポア間の最小間隔を決定する。ここで、幅Ｘ１は、約３００nm未満、例えば、約２５０nm未満、約２００nm未満、又は例えば約１８０nm未満である。マスク層３０４は、開口３０６ａ、ｂの各々の壁によって画定される境界内に分布する、マスク材料の個々のメサ又はアイランド３１０として複数の不連続特徴を更に含む。
[0034] マスクパターンを基板３０２の表面に転写することは、典型的には、マスク層３０４の開口３０６ａ、ｂを通るエッチャントにそのフィールド表面を曝露することによって、その単結晶シリコンを異方性エッチングすることを含む。一実施形態では、基板３０２を異方性エッチングすることが、基板表面を異方性湿式エッチャントに曝露して、基板のフィールド表面から所望の深さＤまで凹んだベース表面を各々が有する、第１及び第２のリザーバ３１２ａ、ｂ（図３Ｃ～図３Ｄで示されている）を形成することを含む。ここで、第１及び第２のリザーバ３１２ａ、ｂの各々は、結果として生じるデュアルナノポアセンサ内にそれぞれの流体接続された空間を形成することになる。基板表面がパターニングされた後で、マスク層３０４は、リン酸の水溶液への暴露などの任意の適切な方法を使用して、そこから除去されてもよい。
[0035] 図３Ｃは、基板３０２のパターニングされた表面の概略平面図であり、マスク層３０４は除去されている。図３Ｄは、線Ｂ‐Ｂに沿って切り取られた図３Ｃの概略断面図である。ここで、基板３０２のパターニングされた表面は、２つの流体リザーバ３１２ａ、ｂを特徴として備える。それらは、仕切壁３１４によって互いから間隔を空けられている。流体リザーバ３１２ａ、ｂは、各々、基板３０２のフィールド表面と直交する方向に測定された最大深さＤ１を有する。典型的には、最大深さＤ１は、０．１μmより大きく、例えば０．５μmより大きく、又は約１μmより大きく、例えば約０．５μmと約２μmとの間である。ここで、パターニングされた表面は、上述の複数のアイランド３１０の位置に対応する複数の支持構造３１６を更に含む。複数の支持構造３１６の各々は、断面において台形状を形成する円錐台形状又はピラミッド形状を有し、支持構造３１６のフィールド表面は、そのベースよりも狭い。ここで、個々の支持構造３１６のフィールド表面における幅Ｗ２は、約０．５μmと約２．５μmとの間などの、約０．１μmと約５μmとの間の範囲内にある。複数の支持構造３１６の個々のものは、リザーバ３１２ａ、ｂに跨り得る形成されるべき膜層の部分を支持するのに適した距離だけ、第１及び第２の開口３０６ａ、ｂの壁から、及び、互いから間隔を空けられている。幾つかの実施形態では、支持構造が、１０μm以下、例えば約７．５μm以下、又は例えば約５μm以下の中心と中心との間の間隔を有する。
[0036] ここで、仕切壁３１４は、台形状の断面を有する。それによって、その両側の表面が、パターニングされた基板３０２のフィールド面の平面と５４．７４度の角度αを形成するように傾斜している。基板３０２のフィールド面における仕切壁３１４の幅Ｗ１は、約２００nm以下、例えば、１８０nm以下、約１６０nm以下、約１４０nm以下、約１２０以下、又は１００nm以下である。幾つかの実施形態では、幅Ｗ１が、約８０nmと約１２０nmとの間などの、約６０nmと約１４０nmとの間の範囲内にある。他の実施形態では、流体リザーバ３１２ａ、ｂを形成する開口が、仕切壁３１４が三角形状の断面を有するまでエッチングされる。
[0037] ここで、方法２００は、単結晶シリコン表面を熱酸化すること又はその上に誘電材料を堆積させることのうちの一方或いは両方によって、基板３０２のパターニングされた表面上に誘電体層を形成することを更に含む。例えば、幾つかの実施形態では、方法２００が、基板の表面を熱酸化して、酸化物層（ここでは、第１の誘電体層３１８（図３Ｅで示されている））を形成することを更に含む。幾つかの実施形態では、シリコン表面を酸化して、約５nmより大きい、例えば、約１０nmより大きい、約２０nmより大きい、又は約３０nmより大きい厚さを有する第１の誘電体層３１８を設ける。幾つかの実施形態では、シリコン表面を酸化して、約２０nmと約８０nmとの間の厚さを有する第１の誘電体層３１８を設ける。典型的には、熱酸化することは、基板３０２を、約８００℃と約１２００℃との間の温度で、炉内で水蒸気又は分子状酸素（O2）に曝露することを含む。熱酸化物は、供給された酸素と共に基板３０２から消費されるシリコンを組み込むので、第１の誘電体層３１８の厚さの約４４％は、元のシリコン表面の下に存在し、第１の誘電体層３１８の厚さの約５６％は、その上に延在することになる。したがって、シリコン表面を熱酸化して第１の誘電体層３１８を形成することによって、結果として生じる熱酸化物の厚さの約１．１２倍を超えて壁の幅が増大することになる。幾つかの実施形態では、シリコン表面が、仕切壁を形成する一部分が三角形の断面形状を有する深さまで熱酸化される。幾つかの実施形態では、シリコン表面が、仕切壁を形成する一部分がその台形の断面形状を維持する深さまで熱酸化される。
[0038] 幾つかの実施形態では、方法２００が、パターニングされた表面上に、第２の誘電体層３２０（図3E）などの誘電材料を堆積させて、２つの流体リザーバ３１２ａ、ｂ及びフィールドの表面をカバーし、したがって、それらを裏打ちすることを含む。ここで、第２の誘電体層３２０は、酸化ケイ素（SixOy）、窒化ケイ素（SixNy）、酸窒化ケイ素（SiOxNy）、又はIII族、IV族、ランタニド系列元素の酸化物、窒化物、若しくは酸窒化物、それらの組み合わせ、或いはそれらの２つ以上の層状積層体などの任意の適切な誘電材料を含む。例えば、幾つかの実施形態では、第２の誘電体層３２０が、酸化アルミニウム（Al2O3）、窒化アルミニウム（AlN）、酸化チタン（TiO）、窒化チタン（TiN）、酸化タンタル（Ta2O5）、窒化タンタル（TaN）、又はこれらの組み合わせを含む。幾つかの実施形態では、第２の誘電体層３２０が、アモルファスシリコンを含む。
[0039] 有益なことに、第２の誘電体層３２０は、高周波ヌクレオチド検出中に電荷が単結晶シリコン基板３０２内に蓄積するのを防止又は実質的に低減させる。したがって、第２の誘電体層３２０は、デュアルポアセンサの検出分解能を向上させるために、望ましくないバックグラウンドノイズを実質的に低減させる。ここで、第２の誘電体層３２０は、約８０nm未満、約６０nm未満、又は例えば約２０nmと約１００nmとの間などの、約１００nm未満の厚さに堆積される。第２の誘電体層３２０を堆積させることによって、第２の誘電体層３２０の厚さの約２倍を超えて壁の幅が増大する。
[0040] 典型的には、仕切壁３１４の両側に配置された第１又は第２の誘電体層３１８、３２０の傾斜面が、誘電体層３１８、３２０のうちの一方又は両方が上に配置された基板３０２のフィールド表面の平面と角度θを形成することになる。ここで、角度θは、約５４．７４度の角度αと同じであってもよく、又は、第１の誘電体層３１８を形成するための基板３０２の不均一な酸化、及び／若しくは、第２の誘電体層３２０のコンフォーマルでない堆積を考慮して変化し得る。例えば、幾つかの実施形態では、第１又は第２の誘電体層３１８、３２０の傾斜面が、約５４．７４度＋／－５度、若しくは約５４．７４度＋／－２．５度、又は約５４．７４度＋／－１度の範囲内の角度θを形成する。
[0041] 第２の誘電体層３２０は、その後の平坦化動作におけるCMP停止層としての役割を果たすことができ、又は、その下方に配置されている単結晶シリコン基板３０２から、流体リザーバ３１２ａ、ｂ内の導電性流体を電気的に絶縁することができる。幾つかの実施形態では、方法２００が、第１の誘電体層３１８を形成するために基板３０２のパターニングされた表面を酸化すること、又は第２の誘電体層３２０を堆積させることのうちの一方を含むが、両方は含まない。例えば、幾つかの実施形態では、単結晶シリコン基板３０２のパターニングされた表面が、第２の誘電体層３２０がその上に堆積される前に熱酸化されないが、少なくとも幾らかの自然酸化物成長が予想される。第２の誘電体層３２０を堆積することを含まない実施形態では、第１の誘電体層３１８が、その後の平坦化動作においてCMP停止層として働き得る。
[0042] 動作２０２では、方法２００が、２つの流体リザーバ３１２ａ、ｂを犠牲材料３２２で充填することを含む。幾つかの実施形態では、２つの流体リザーバ３１２ａ、ｂを犠牲材料３２２で充填することが、犠牲材料３２２の層を、パターニングされた基板３０２上に、例えば、第１の誘電体層３１８又は第２の誘電体層３２０上に堆積させることを含む（図３Ｆ）。これらの実施形態では、該方法が、第２の誘電体層３２０のフィールド表面の上から犠牲材料３２２を除去して（図３Ｇ）、仕切壁の各々の上の第２の誘電体層３２０の部分を露出させたままにすることを含む。典型的には、第２の誘電体層３２０のフィールド表面から犠牲材料３２２を除去することは、化学機械平坦化（CMP）プロセスを使用して、基板の表面を平坦化することを含む。流体リザーバ３１２ａ、ｂ（図３Ｅで示されている）内に配置された犠牲材料３２２の平坦化された表面を含む、基板の平坦化された表面は、その後に堆積される膜層に構造的な支持を提供することになる。適切な犠牲材料は、下層の第２の誘電体層３２０に対して高いエッチング速度及びCMP除去速度の選択性を有し、その上に形成される膜層１１２の材料に対して高いエッチング速度の選択性を有する。適切な犠牲材料の例には、リンケイ酸ガラス（PSG）、ホウリンケイ酸ガラス（BPSG）、ポリシリコン、アモルファスSi、アルミニウム、炭素系フィルム（carbon-based film）、及びポリイミドなどのポリマーが含まれる。
[0043] 動作２０３では、方法２００が、膜層３２４を堆積させることを含む。ここで、膜層３２４は、第２の誘電体層３２０のフィールド表面上、及び、流体リザーバ３１２ａ、ｂ内に配置された平坦化された犠牲材料３２２上に堆積される。幾つかの実施形態では、膜層３２４が窒化ケイ素から形成される。他の実施形態では、膜層が、第２の誘電体層３２０に適した上述の材料のいずれかなどの、別の適切な誘電材料で形成される。典型的には、膜層３２４が、約１００nm未満、約６０nm未満、例えば約５０nm未満、又は約１０nmと約５０nmとの間、例えば約２０nmと約４０nmとの間などの、約２００nm未満の厚さに堆積される。
[0044] 動作２０５では、方法２００が、２つの流体リザーバ３１２ａ、ｂから犠牲材料３２２を除去することを含む。一実施形態では、犠牲材料３２２を除去することが、膜層３２４をパターニングして、そこを貫通する複数の通気開口３２６を形成すること、及び、複数の通気開口３２６を通して犠牲材料３２２を除去することを含む。膜層３２４は、リソグラフィ及び材料エッチングパターニング方法の任意の適切な組み合わせを使用してパターニングされ得る。例えば、膜層３２４の上にパターニング可能なマスク層を形成すること、フォトリソグラフィ技術を使用して、通気開口３２６の位置にサイズ及び位置が対応する開口を形成するようにマスク層をパターニングすること、及び、次いでマスク層を通る開口によって露出される膜層３２４の部分をエッチングして、膜層３２４を通る通気開口３２６を形成することなどによる。
[0045] ここで、複数の通気開口３２６の個々のものは、約５００nm未満、約１００nm未満、又は例えば約５０nm未満の直径を有する。幾つかの実施形態では、複数の通気開口３２６の個々のものが、約１nmと約１００nmとの間、約１nmと約５０nmとの間、又は例えば約１０nmと約４０nmとの間などの、約１nmと約５００nmとの間の直径を有する。幾つかの実施形態では、複数の通気開口３２６のうちの個々のものが、それに隣接して配置された通気開口３２６から、約３００nm未満、又は約１００nm未満などの、約５００nm未満の中心と中心との間の間隔を有する。複数の通気開口３２６は、その後の犠牲材料除去ステップにおいて、複数の通気開口３２６を通して流体リザーバ３１２ａ、ｂ内に配置された揮発性又は溶解性の犠牲材料３２２を通気するのに適した任意の所望のパターンを形成し得る。それは、図３Ｈで示されている不規則に間隔を空けられたパターンを含む。
[0046] 一実施形態では、犠牲材料３２２が、プラズマベースのドライエッチングプロセスを使用して通気開口３２６を通して除去される。例えば、一実施形態では、犠牲材料３２２が、複数の通気開口３２６を通して、ハロゲンベースのガス、例えばフッ素又は塩素ベースのガスのラジカル種などの、適切なエッチャントのプラズマ活性化ラジカル種に曝露される。流体リザーバ３１２ａ、ｂから犠牲材料３２２を除去するために使用され得る例示的なシステムは、カリフォルニア州サンタクララのカリフにあるApplied Materials, Inc.から市販されているProducer（登録商標）Selectra（商標）Etchシステム、ならびに他の製造業者からの適切なシステムである。
[0047] 別の一実施形態では、犠牲材料３２２を除去することが、第２の誘電体層３２０及び膜層３２４を形成するために使用される１以上の材料と比較して相対的に高いエッチング選択性を有するエッチャントに、通気開口３２６を通して犠牲材料３２２を曝露することを含む。適切なエッチャントの例には、TMAH、NH4OH、HF水溶液、HF及びNH4Fの水溶液のなどの緩衝化HF水溶液、並びに無水HFが含まれる。次いで、エッチング副生成物は、基板をすすぎ、乾燥させることによって、流体リザーバ３２２ａ、ｂから除去される。幾つかの実施形態では、エッチング副生成物が、N2ガス又はイソプロピルアルコール（IPA）及びN2ガス混合物を使用して基板を乾燥させる前に、基板を脱イオン水ですすぐことによって除去される。他の実施形態、例えば、無水HFを使用する実施形態では、残っているエッチング副生成物を除去することが、約４０Torr未満の減圧雰囲気内で約１００℃を超える温度まで基板を加熱することを含む。
[0048] 動作２０５では、方法２００が、膜層３２４を貫通して２つのナノポア３２８ａ、ｂをパターニングすることを含む。ナノポア３２８ａ、ｂは、任意の適切な方法を使用してパターニングされ得る。一実施形態では、ナノポア３２８ａ、ｂが、上述の通気開口３２６を形成するために使用されるプロセスと同じ又は類似のプロセスを使用してパターニングされる。例えば、幾つかの実施形態では、通気開口３２６とナノポア３２８ａ、ｂは、同じリソグラフィ及び材料エッチングシーケンスで形成される。他の実施形態では、通気開口３２６及びナノポア３２８ａ、ｂが、任意の順序の順次的リソグラフィ及び材料エッチングシーケンスで形成される。他の実施形態では、ナノポア３２８ａ、ｂが、別の処理動作によって通気開口３２６を形成するために使用されるリソグラフィ及び材料エッチングシーケンスから分離された、リソグラフィ及び材料エッチングシーケンスで形成される。例えば、幾つかの実施形態では、ナノポア３２８ａ、ｂが、犠牲材料３２２が通気開口３２６を通して除去された後で、又は、共通チャンバが下記の動作２０６で説明されるようにパターニングされた後で形成される。
[0049] ここで、２つのナノポア３２８ａ、ｂが、流体リザーバ３１２ａ、ｂの各々の上に配置された膜層３２４のそれぞれの部分を貫通して形成され、したがって、それに近接する仕切壁３１４の両側に配置される。典型的には、ナノポア３２８ａ、ｂの各々が、約１００nm未満、例えば、約５０nm未満、約０．１nmと約１００nmとの間、又は約０．１nmと約５０nmとの間の直径を有する。ここで、ナノポア３２８ａ、ｂは、約５５０nm未満、約５００nm未満、約４５０nm未満、約４００nm未満、又は幾つかの実施形態では約３００nm未満などの、約６００nm未満の距離Ｘ２だけ互いから間隔を空けられている。
[0050] 動作２０６では、方法２００が、１以上の流体ポート３３８及び共通チャンバ３３４（図３Ｊ）をパターニングすることを含む。一実施形態では、１以上の流体ポート３３８及び共通チャンバ３３４をパターニングして、パターニングされた膜層３２４上に配置されたオーバーコート層３３０内に開口を形成する。ここで、オーバーコート層３３０は、その下に配置されたリザーバ３３２ａ、ｂへの流体アクセスが望ましくない膜層３２４内の通気開口３２６を密封する。１以上の流体ポート３３８は、電解液（electrolytic fluid）及び生体高分子サンプルの導入を促進するために、流体リザーバ３３２ａ、ｂへの流体アクセスを提供する。オーバーコート層３３０は、通気開口３２６の中へのオーバーコート材料の侵入を最小にする任意の適切な材料及び方法を使用して形成され得る。したがって、オーバーコート層３３０を堆積させるように選択された材料及び方法は、流体リザーバ３３２ａ、ｂが通気開口３２６を通して望ましくなく充填されることを防止するはずである。
[0051] 一実施形態では、オーバーコート層３３０が、パターニングされた膜層３２４上にポリマー前駆体をスピンコーティングし、熱又は電磁放射線に曝露することによってポリマー前駆体を硬化させることによって形成される。幾つかの実施形態では、流体ポート３３８及び共通チャンバ３３４エリアは、次いで、リソグラフィ‐エッチング処理シーケンスを使用して、硬化されたポリマーを通してエッチングされる。他の実施形態では、ポリマー前駆体が、感光性ポリイミド前駆体又はベンゾシクロブテン（BCB）などの感光性であり、所望のパターンがその上に直接露光される。次いで、露光されていない感光性ポリマー前駆体を基板から除去して、流体ポート３３８及び共通チャンバ３３４エリアを形成する。ここで、流体ポート３３８及び共通チャンバ３３４エリアは、同時に、連続的に、又は介在する処理動作によって分離された処理動作で形成されてもよい。
[0052] 別の一実施形態では、オーバーコート層３３０が、ポリイミドフィルムなどのポリマーフィルム層を含み、このポリマーフィルム層は、流体ポート３３８及び共通チャンバ３３４エリアがそれを通って形成（パターニング）される前又は後に、膜層３２４の表面上に積層される。
[0053] 図３Ｊは、本明細書で説明される実施形態に従って形成されたデュアルポアセンサ３００の概略平面図であり、これは、図１Ａで説明されたデュアルポアセンサ１００の代わりに使用することができる。図３Ｋは、図３Ｊの一部分を線Ｄ‐Ｄに沿って切り取った断面図である。ここで、デュアルポアセンサ３００は、パターニングされた基板３０１、及びパターニングされた基板３０１上に配置された膜層３２４を特徴として備える。パターンは、仕切壁３１４によって分離された２つの凹み領域を含む。２つの凹み領域のそれぞれは、パターニングされた基板３０１のフィールド（上部）表面の平面と実質的に平行な１以上のベース表面３０３を有する。凹み領域（図３Ｊにおいて仮想線で示されている）、膜層３２４、及び仕切壁３１４（誘電体層３１８、３２０のうちの一方又は両方が、その上に配置されている）の各々のベース表面３０３及び１以上の側壁３０５は、集合的に、第１の流体リザーバ３３２ａ及び第２の流体リザーバ３３２ｂをそれぞれ画定する。
[0054] ここで、膜層３２４は、約１μmを超える、約１．５μmを超える、又は約２μmを超えるなどの、約０．５μmを超える距離Ｄ２だけ、凹み領域の１以上のベース表面３０３から間隔を空けられる。凹み領域及び仕切壁３１４の表面は、第１又は第２の誘電体層３１８、３２０のうちの一方又は両方で裏打ちされている。第１のナノポア３２８ａは、第１の流体リザーバ３３２ａの上に配置された膜層３２４の一部分を貫通して配置され、第２のナノポア３２８ｂは、第２の流体リザーバ３３２ｂの上に配置された膜層３２４の一部分を貫通して配置される。幾つかの実施形態では、膜層３３４が、その上に配置されたオーバーコート層３３０で密封される複数の通気開口３２６を有する。オーバーコート層３３０は、それぞれの流体リザーバ３３２ａ、ｂの各々の上に配置された共通チャンバ３３４及び１以上の流体ポート３３８を画定するために、そこを貫通して配置された開口を含む。共通チャンバ３３４は、それぞれのナノポア３２８ａ、ｂを介して、流体リザーバ３３２ａ、ｂの各々と流体連通している。
[0055] ここで、膜層３２４のリザーバに面する表面は、実質的に平坦であり、パターニングされた基板３０１のフィールド表面に平行である。幾つかの実施形態では、膜層３２４が、複数の支持構造３１６（及びその上に配置された誘電体ライナ）によって、凹み領域のベース表面３０３から間隔を空けられる。典型的には、複数の支持構造316の個々のものは、断面が台形状を有する。例えば、本明細書では、複数の支持構造３１６と仕切壁３１４とのうちの一方又は両方の表面が、９０度未満、例えば６０度未満、若しくは約５４．７４度＋／－５度、又は約５４．７４度＋／－２．５度、或いは５４．７４度＋／－１度の範囲内、例えば約５４．７４度の、膜層３２４のリザーバ３３２ａ、ｂに面する表面との角度θを形成するように傾斜している。
[0056] 幾つかの実施形態では、凹み領域の深さＤ２とナノポア間隔Ｘ２（図３Ｉに記されている）との比が、約１：１より大きく、例えば、約２：１より大きく、約３：１より大きく、約４：１より大きく、又は例えば約５：１より大きい。ここで、深さＤ２は、パターニングされた基板３０１のフィールド表面の平面から、流体リザーバ３１２ａ、ｂのベース表面３０３まで、すなわち、膜層３２４のリザーバに面する表面とベース表面３０３との間の距離として測定される。幾つかの実施形態では、デュアルポアセンサ３００が、図１Ａで説明された電極１１６ａ、ｂ及び１１８などの、流体リザーバ３３２ａ、ｂ及び共通チャンバ３３４のそれぞれの中に配置された電極を更に含む。
[0057] 幾つかの実施形態では、方法２００が、動作２０８で犠牲材料３２２を流体リザーバから除去する前に、膜層３２４上に通気開口延在層３３２（図３Ｌで示されている）を形成することを更に含む。犠牲材料３２２を除去する前に通気開口延在層３３２を形成することによって、オーバーコート層３３０がその上に形成されるときに、脆弱な下層である膜層３２４に対する損傷、例えば崩壊を防止することができる。これらの実施形態では、通気開口延在層３３２が、後続のオーバーコート層３３０を形成するのに適した同じ材料及び方法で形成されてよく、これは、動作２０８の記述で説明されている。通気開口延在層３３２が膜層上に堆積されると、複数の開口３４０がそれを通して形成される。通気開口延在層３３２の複数の開口３４０の各々は、膜層３２４内の対応する通気開口３２６と同軸に配置され、及び／又は流体的に位置合わせされる。複数の開口３４０を形成する適切な方法の例には、リソグラフィ‐エッチング処理シーケンス及び感光性ポリマー前駆体の直接露光が含まれる。この実施形態では、開口延在層３３２がそれによって形成される。通気開口延在層３３２を含む実施形態では、流体ポートと共通チャンバ開口とのうちの一方又は両方が、通気開口延在層を貫通して更に形成され、その下方に配置された膜層を露出させる。
[0058] 幾つかの実施形態では、図３Ｊ～３Ｋに記されているデュアルポアセンサ３００が、図３Ｌで上述された通気開口延在層３３２を更に含む。
[0059] 別の一実施形態では、基板が、第１及び第２の（単結晶）シリコン層４０２ａ及び４０２ｃ、並びに、その間に介在するサファイア層又はシリコン酸化物層（SixOy）などの電気絶縁体層４０２ｂを特徴として備える、シリコン・オン・インシュレータ（SOI）基板４０２（図４で示されている）である。この実施形態では、基板４０２の表面、すなわち第２のシリコン層４０２ｃは、パターニングされた基板４０５（図４Ｂ）を形成するために、上述された方法２００の実施形態の１つ又は組み合わせを使用してパターニングされる。このパターンは、２つの流体リザーバ４１２ａ、ｂ、幅Ｗ４のフィールド表面を有する仕切壁４１４、及び、第２のシリコン層４０２ｃ内に形成された複数の構造支持体４１６を含む。パターニングされた第２のシリコン層４０２ｃは、その下方に配置された電気絶縁体層４０２ｂの深さまで熱酸化され、方法２００の動作２０２～２０８又はその代替的な実施形態を使用して、そこからデュアルポアセンサを形成することができる。
[0060] 幾つかの実施形態では、上記の方法２００が、第２のシリコン層４０２ｃ内にパターンを形成すること、及び、第２のシリコン層４０２ｃを電気絶縁体層４０２ｂの深さまで熱酸化することを含む。幾つかの実施形態では、パターニングされた第２のシリコン層４０２ｃが、電気絶縁体層４０２ｂの深さまで酸化されない。例えば、幾つかの実施形態では、パターニングされた第２のシリコン層４０２ｃが、約５０μm未満、２５μm未満、又は例えば約１０μm未満などの、約１００μm未満の深さまで熱酸化される。
[0061] 幾つかの実施形態では、図３Ｊ～図３Ｋで記されているデュアルポアセンサ３００が、パターニングされた基板３０１の代わりのパターニングされた基板４０５と、通気開口延在層３３２とのうちの一方又は両方を特徴として備える。幾つかの実施形態では、パターニングされた基板４０５が、その上に堆積された上述の第２の誘電体３２０などのような誘電体ライナを更に含む。
[0062] 典型的には、本明細書で提供される方法を使用して、図５に示されている単一のウエハ基板５００などのような単一の基板上に複数のデュアルポアセンサを同時に製造する。次いで、ウエハ基板５００は、複数のデュアルポアセンサ３００を提供するために個々のダイに分離される。
[0063] 本明細書で説明される方法を使用して形成されるセンサ３００の例示的な寸法は、一辺当たり約２０mm未満、例えば、約１５mm未満、若しくは約１０mm未満、又は例えば約１mmと約２０mmとの間などである。幾つかの実施形態では、本明細書で説明される実施形態を使用して形成される分離したセンサの幅は、約１mmと約１００mmとの間である。
[0064] 本明細書で提供されるデュアルポアセンサは、図１Ａ、図３Ｊ～図３Ｋ、図３Ｌ、及び図４Ｂで上述した特徴のいずれか１つ又は組み合わせを含むことができ、その代替的な実施形態を含む。本明細書で提供されるデュアルポアセンサは、分離されてもよく、又は図５で記されているように単一ウエハ基板５００などの単一ウエハ基板上に形成された複数のデュアルポアセンサのうちの１つを含んでもよい。
[0065] 有益なことに、本明細書で説明される方法は、デュアルポアセンサの大量生産、並びに改善された品質、再現性、及び製造コストを可能にする。更に、説明される製造方法は、３００nm以下の孔間間隔を可能にし、有益なことに、デュアルポアセンサを使用して配列決定され得る比較的より短い生体高分子鎖の数を増加させる。
[0066] 以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱せずに本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって規定される。

Claims (15)

  1. デュアルポアセンサを形成する方法であって、
    基板の表面内に、仕切壁によって分離された２つの流体リザーバを含むパターンを設けること、
    犠牲材料の層を前記２つの流体リザーバの中に堆積させること、
    膜層を堆積させること、
    前記膜層を貫通して２つのナノポアをパターニングすること、
    前記犠牲材料を前記２つの流体リザーバから除去すること、並びに
    １以上の流体ポート及び共通チャンバをパターニングすることを含む、方法。
  2. 前記パターンは、前記流体リザーバの壁によって画定されたそれぞれの境界内に配置された複数の支持構造を更に含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記複数の支持構造のうちの個々のものが、台形状の断面を有する、請求項２に記載の方法。
  4. 前記基板は、単結晶シリコンを含む、請求項１に記載の方法。
  5. 前記基板のパターニングされた前記表面が、熱酸化されたシリコンの層を含む、請求項４に記載の方法。
  6. 前記基板のパターニングされた前記表面が、堆積された誘電材料の層を含む、請求項４に記載の方法。
  7. 前記仕切壁の両側の表面が、各々、前記基板のフィールド表面の平面と５４．７４度＋／－５度の範囲内の角度を形成するように傾斜している、請求項４に記載の方法。
  8. 前記２つのナノポアは、前記流体リザーバの各々の上に配置された前記膜層のそれぞれの部分を貫通して形成される、請求項１に記載の方法。
  9. 前記基板は、第１のシリコン層、第２のシリコン層、及び前記第１のシリコン層と前記第２のシリコン層との間に介在する電気絶縁層を含み、
    前記パターンは、前記第２のシリコン層内に設けられ、
    前記方法は、パターニングされた前記第２のシリコン層の少なくとも一部分を熱酸化することを更に含む、請求項１に記載の方法。
  10. 前記犠牲材料を前記２つの流体リザーバから除去することは、前記膜層を貫通して複数の通気開口をパターニングし、前記複数の通気開口を通して前記犠牲材料を除去することを含む、請求項１に記載の方法。
  11. デュアルポアセンサを形成する方法であって、
    基板の単結晶シリコン表面内にパターンを設けることであって、前記パターンは、
    仕切壁によって分離された２つの流体リザーバ、及び
    前記２つの流体リザーバの１以上の壁によって画定されたそれぞれの境界内に配置された複数の支持構造を含む、パターンを設けること、
    前記２つの流体リザーバを犠牲材料で充填すること、
    膜層を堆積させること、
    前記膜層を貫通して２つのナノポアをパターニングすること、
    前記犠牲材料を前記２つの流体リザーバから除去すること、並びに
    １以上の流体ポート及び共通チャンバを画定するために、オーバーコート層をパターニングすることを含む、方法。
  12. 前記基板は、第１のシリコン層、第２のシリコン層、及び前記第１のシリコン層と前記第２のシリコン層との間に介在する電気絶縁層を含み、
    前記パターンは、前記第１のシリコン層内に設けられ、
    前記方法は、パターニングされた前記第１のシリコン層の少なくとも一部分を熱酸化することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
  13. パターニングされた前記単結晶シリコン表面を熱酸化することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
  14. 前記２つの流体リザーバを犠牲材料で充填する前に、誘電材料の層を堆積させることを更に含む、請求項１１に記載の方法。
  15. デュアルポアセンサを形成する方法であって、
    パターニングされた基板を設けることを含み、パターンは、
    仕切壁によって分離された２つの流体リザーバを含み、前記仕切壁の両側の表面が、各々、前記基板のフィールド表面の平面と５４．７４度＋／－５度の範囲内の角度を形成するように傾斜し、前記パターンは更に、
    前記２つの流体リザーバの１以上の壁によって画定されたそれぞれの境界内に配置された複数の支持構造を含み、前記複数の支持構造のうちの個々のものが、台形状の断面を有し、
    前記方法は更に、
    前記２つの流体リザーバを犠牲材料で充填すること、
    窒化ケイ素の膜層を堆積させること、
    前記窒化ケイ素の膜層を貫通して２つのナノポアをパターニングすること、
    前記犠牲材料を前記２つの流体リザーバから除去すること、並びに
    １以上の流体ポート及び共通チャンバを画定するために、オーバーコート層をパターニングすることを含む、方法。
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