[发明专利]晶片级测序流通池制造

说明书

一种用于形成测序流通池的方法包括：提供覆盖有介电层的半导体晶片；并且在所述介电层上形成图案化层。所述图案化层具有差异表面，所述差异表面包括交替的第一表面区域和第二表面区域。所述方法还可以包括：将所述盖晶片附着于所述半导体晶片以形成复合晶片结构，所述复合晶片结构包括多个流通池。然后切割所述复合晶片结构以形成多个管芯。每个管芯包括流通池。所述测序流通池可以包括：入口和出口，在所述图案化层的一部分与所述盖晶片的一部分之间的流动通道。此外，所述方法可以包括对所述测序流通池进行功能化以产生差异表面。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年9月19日提交的名称为“Wafer Level Sequencing Flow CellFabrication”的美国临时专利申请No.62/560,585和2018年5月10日提交的名称为“WaferLevel Sequencing Flow Cell Fabrication”的美国临时专利申请No.62/669,890的优先权，两者均共同转让，并且出于所有目的，通过引用将其整体并入本文中。

技术领域

本发明总体上涉及用于生物学或化学分析的生物传感器，并且更具体地，涉及形成测序流通池的方法，包括在晶片级进行封装。

背景技术

化学物质和/或生物物质的高通量分析是诊断和治疗领域中的重要工具。可以将附接的一系列化学物质和/或生物物质设计为定义特定的靶序列，分析基因表达模式，识别特定的等位基因变异，确定DNA序列的拷贝数以及在全基因组范围内识别蛋白质的结合位点(例如转录因子和其他调节分子)。在一个具体的示例中，人类基因组计划的到来要求开发改进的核酸测序方法，例如DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)测序方法。单倍体人类基因组的整个3,000,000,000碱基序列的确定为鉴定多种疾病的遗传基础提供了基础。

高通量分析(例如，大规模平行DNA测序)经常用流通池，流通池含有可用于进行分析的化学及/或生物物质阵列。在各种配置中，作为用来进行生物分析的整体系统的一部分的检测流通池包括承载物(carrier)，该承载物中可提供试验基板(assay substrate)，其中大部分的试验基板可用来进行生化分析，因为这些流通池的承载物部件设计成可提供功能性，在现有技术系统中是由试验基板本身来呈现该功能性。这些流通池可用于自动化系统中且通常呈平坦状以用于成像。这些流通池的部件的各种配置可使蒸发作用减至最小，还使得能精确地控制流体的吸入与排出。

现行许多流通池设计的制造及使用可能成本高，且该流通池设计在功能化表面区域的利用率上通常效率低，使得利用该流通池所能获取的数据量减少。

发明内容

本发明的实施方案提供用于DNA测序应用的纳米阵列流通池的晶片级芯片封装方法。晶片级封装技术可实质降低流通池的制造成本。在某些实施方案中，在这些晶片上形成硬的差异表面，可选择性地对这些硬差异表面进行功能化以用于装载DNA纳米球(DNBloading)。此所述实施方案中形成的硬表面可承受标准半导体晶片级的制造及封装工艺而无任何复杂的限制条件，从而能增进制造及芯片封装产率。

根据一些实施方案，一种用于形成测序流通池的方法包括：提供覆盖有介电层的半导体晶片；并且在所述介电层上形成图案化层。所述图案化层具有差异表面，所述差异表面包括交替的第一表面区域和第二表面区域。所述方法还可以包括：将所述盖晶片附着于所述半导体晶片以形成复合晶片结构，所述复合晶片结构包括多个流通池。然后切割所述复合晶片结构以形成多个管芯。每个管芯形成测序流通池。所述测序流通池可以包括：入口和出口、在所述图案化层与所述盖晶片之间的流动通道。所述测序流通池可以包括：在所述图案化层中的一或多个第一表面区域和在所述图案化层中的一或多个第二表面区域。此外，所述方法可以包括对所述测序流通池进行功能化以产生差异表面。