专利名称：结构主体的制造方法、液滴排放头和液体排放装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过包括玻璃衬底而形成的结构主体的制造技术，尤其涉及适于用在制造诸如液滴排放头的射流装置中的制造技术。
背景技术：
近年来，利用MEMS(微机电系统)技术的装置的研发进行的比较活跃，例如，这已经应用到诸如液滴排放头、生物芯片、微泵等的各种射流装置中。就前述装置的结构已经进行了不同的研究，例如，使用了从硅衬底和玻璃衬底所形成的粘合主体而形成的结构。使用这样的射流装置，槽、孔(凹陷)、通孔等形成在硅衬底和玻璃衬底中，以产生用于让装置内的一定类型的溶液通过的流体通道或者产生用于实现固定操作的执行器(移动部件)或者其它功能单元。
在玻璃衬底等中形成流体通道或者其它功能单元的过程相对通过处理玻璃衬底等的表面侧而执行，并且此处理经常是照像平版术技术和蚀刻技术的组合。同时，形成玻璃衬底等中的通口等的过程通过在玻璃衬底等的板厚的方向上执行处理而进行，此处理经常是利用诸如钻子的切割工具的机械处理。此外，近年来，作为执行对玻璃衬底的微制造的一种技术，通过将光辐射到玻璃衬底的所需的位置上而在被辐射区域和未辐射区域之间造成蚀刻速度的差异并将所辐射的区域用蚀刻处理而移除的处理技术是公知的。此种类型的技术例如在日本专利申请公开出版物公报的No.H9-309744中进行了说明。
发明内容
但是，前述的传统技术具有如下的缺点。例如，当首先在玻璃衬底上形成通孔等并且此后形成功能单元时，在照像平版术处理的过程中的光致抗蚀剂(光敏薄膜)的沉积由于通孔等的存在而不是非常容易，并且功能单元的形成将由此变得困难。相反，当首先在玻璃衬底上形成功能单元然后形成通孔等时，在钻通孔等之前用于保护首先形成的功能单元的措施(例如，用保护薄膜覆盖功能单元)是必要的，这将导致复杂的过程和较高的成本。
这样，本发明的目标是提供一种技术，其能够避免复杂过程和较高成本，同时在形成包括玻璃衬底的装置时获得功能单元的保护。
本发明的第一模式是一种用从玻璃衬底和半导体衬底所形成的粘合主体构造的结构主体的制造方法，包括第一步骤，在玻璃衬底的一个表面上形成第一功能单元，用作结构主体的结构单元；第二步骤，将半导体衬底粘合到玻璃衬底的一个表面上以覆盖第一功能单元；第三步骤，通过从玻璃衬底的另外的表面侧辐射激光束并在玻璃衬底的厚度方向上扫描激光束的焦点而形成在玻璃衬底的厚度方向上延展的受影响区；以及第四步骤，通过蚀刻玻璃衬底和沿着受影响区域移除所述部分而在玻璃衬底上形成孔。
根据本发明的前述制造方法，由于玻璃衬底中的孔的形成处理(蚀刻处理)在形成到玻璃衬底上的功能单元已经覆盖了半导体衬底之后而执行，这就可能在不需要任何特殊的措施的情况下获得对功能单元的保护，这就能够避免复杂的过程和较高的成本。此外，由于采用利用激光束的效果的处理方法，不需要在玻璃衬底上的光致抗蚀剂的沉积，由此孔的形成得以方便。
如此说明书中所使用的那样，术语“玻璃衬底”包括从诸如钠玻璃、石英玻璃、硼硅酸玻璃等的不同的玻璃形成的衬底。此外，此处使用的术语“半导体衬底”包括从诸如硅(Si)和锗(Ge)元素半导体(elementalsemiconductor)；砷化镓(GaAs)复合物半导体；以及混合晶体半导体的各种半导体所形成的衬底。此外，此处术语“受影响区域”指的是具有不同的密度、折射率、机械强度和其它物理属性的区域，并且与受影响的区域不同区域相比可以很容易被蚀刻，并且此包括其中形成微小裂纹的区域。此外，此处使用的术语“功能单元”指的是用作电极、布线、流体的流体通道、执行器或者作为结构主体的结构部件使用的一些类型的单元。
前述第二步骤中的玻璃衬底和半导体衬底的粘合可以用任何不同的公知方法(例如，氢氟酸粘合，利用粘合材料的粘合等)来进行，但是优选地利用阳极粘合方法。在这样的一种情况下，使用包含诸如钠或者锂的碱离子的玻璃衬底。特别地，使用由硅玻璃、硼硅酸盐玻璃、硅铝酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等形成的玻璃衬底。
结果，就可以提高玻璃衬底和半导体衬底之间的粘合介面的粘合性并更加确定对功能单元的保护。此外，与在衬底之间设置粘合剂相比，一个优点就是功能单元上的粘合剂等的影响(例如污染)可以避免。
优选地，第三步骤中所辐射的激光束是脉冲激光束。
作为利用脉冲激光束的结果，就可以使得对玻璃衬底的受影响区域将被形成的区域之外的不必要的能量的沉积最小化。
更为优选地，其中脉冲宽度是飞秒数量级(例如，几十至几百飞秒)的飞秒激光束被用作前述的脉冲激光束。
作为利用飞秒脉冲激光束的结果，受影响区域将在局部形成，并且所述孔缩小。
此外，优选地，第四步骤中所形成的孔是通孔。
如上所述的一个结果，即使在半导体衬底和玻璃衬底被粘合之后也可以很容易形成通孔。
此外，优选地还包括第五步骤，通过形成在玻璃衬底中的通孔来蚀刻半导体衬底而形成与半导体衬底中的通孔相连通的凹陷部分。
如上所述的结果是，将形成与通孔相连通的凹陷部分可以形成为自动对准方式，可以以较高的位置精度形成通孔和凹陷部分。此处，术语“凹陷部分”只要其形成比其周围区域更加凹陷的外形就是足够的，并包括槽、孔和通孔。
此外，优选地还包括第六步骤，用于在第二步骤之前在半导体衬底的至少一个表面上形成作为结构主体的结构部件的第二功能单元。此处，术语“功能单元”的主题是按照前述进行解释。功能单元将被形成的表面可以是将与玻璃衬底相粘合的半导体衬底的表面，或者与这样的粘合表面相对的表面。功能单元也可以形成在两个表面上。
此外，当第二功能单元形成在半导体衬底上时，优选地，第三步骤基于形成在半导体衬底上所形成的第二功能单元的形状图案通过对准执行辐射。
如上所述的结果，第二功能单元的形状图案和将形成到玻璃衬底上的通孔的相对定位可以精确进行。尤其是，当通孔的尺寸或者进行处理的功能单元较小时这是有效的。
在如上所述的本发明的第一模式中，在玻璃衬底上形成第一功能单元的处理(第一步骤)、将半导体衬底粘合到玻璃衬底的处理(第二步骤)、以及将激光束辐射到玻璃衬底上并形成受影响的区域的处理(第三步骤)的顺序可以分别互换。现在说明互换各过程的第二和第三模式。
本发明的第二模式是一种用从玻璃衬底和半导体衬底所形成的粘合主体构造的结构主体的制造方法，包括第一步骤，在玻璃衬底的一个表面上形成第一功能单元，用作结构主体的结构单元；第二步骤，通过从玻璃衬底的另外的表面侧辐射激光束并在玻璃衬底的厚度方向上扫描激光束的焦点而形成在玻璃衬底的厚度方向上延展的受影响区；第三步骤，将半导体衬底粘合到玻璃衬底的一个表面上以覆盖第一功能单元；以及第四步骤，通过蚀刻玻璃衬底和沿着受影响区域移除所述部分而在玻璃衬底上形成孔。
本发明的第三模式是一种用从玻璃衬底和半导体衬底所形成的粘合主体构造的结构主体的制造方法，包括第一步骤，通过从玻璃衬底的另外的表面侧辐射激光束并在玻璃衬底的厚度方向上扫描激光束的焦点而形成在玻璃衬底的厚度方向上延展的受影响区；第二步骤，在玻璃衬底的一个表面上形成第一功能单元，用作结构主体的结构单元；第三步骤，将半导体衬底粘合到玻璃衬底的一个表面上以覆盖第一功能单元；以及第四步骤，通过蚀刻玻璃衬底和沿着受影响区域移除所述部分而在玻璃衬底上形成孔。
在如上所述的本发明的第二和第三模式中，可以获得与第一模式中相同的技术效果。辐射激光束的过程、形成第一功能单元的过程以及粘合玻璃衬底和半导体衬底的过程可以根据优先级互换以适应其它制造过程，这将提供对制造过程的变化。
顺便提及的是，在本发明的各第二和第三模式中，优选地采用与本发明的第一模式中相同的下述主体。特别是，优选地采用阳极粘合方法，用于粘合玻璃衬底和半导体衬底。此外，优选地，在第三步骤中所辐射的激光束是脉冲激光束，更为优选地是飞秒激光束。并且，优选地，还包括由通过形成在玻璃衬底中的通孔蚀刻半导体衬底而形成与半导体衬底相连通的凹陷部分的步骤。此外，优选地还包括形成在第二步骤之前在半导体衬底的至少一个表面上形成作为结构主体的结构部件的第二功能单元的步骤。此外，当第二功能单元形成到半导体衬底上时，优选地，第三步骤基于形成在半导体衬底上所形成的第二功能单元的形状图案通过对准执行辐射。采用前述主体的优点与本发明的第一模式中所描述的相同。
本发明的第四模式是一种用从半导体衬底夹持在两个玻璃衬底之间所形成的粘合主体构造的结构主体的制造方法，包括第一步骤，在两个玻璃衬底每个的一个表面上形成作为结构主体的结构部件的第一功能单元；第二步骤，将半导体衬底粘合到两个玻璃衬底的每个的一个表面上以覆盖所述玻璃衬底的所述第一功能单元；第三步骤，通过从所述两个玻璃衬底的另外的表面侧的每个辐射激光束并在所述玻璃衬底的厚度方向上扫描所述激光束的焦点而形成在所述两个玻璃衬底的厚度方向上延展的受影响区；第四步骤，通过蚀刻所述两个玻璃衬底的每个和沿着受影响区域移除所述部分而在所述两个玻璃衬底中的每个上形成孔。顺便提及的是，在本发明的此第五模式中第一至第三步骤的顺序可以互换。这种情况的细节将与本发明的第二至第四模式中的相同。
根据前述制造过程，由于将孔形成到玻璃衬底上的处理(蚀刻处理)在形成到玻璃衬底上的功能单元已经覆盖了半导体衬底之后而执行，这就可能在不需要任何特殊的措施的情况下获得对功能单元的保护，这就能够避免复杂的过程和较高的成本。此外，由于采用利用激光束的效果的处理方法的结构，不需要在玻璃衬底上的光致抗蚀剂的沉积，由此孔的形成得以方便。
顺便提及的是，在本发明的第四模式中，优选地采用与本发明的第一模式中相同的下述主体。特别是，优选地采用阳极粘合方法，用于粘合玻璃衬底和半导体衬底。此外，优选地，在第三步骤中所辐射的激光束是脉冲激光束，更为优选地是飞秒激光束。并且，优选地，还包括由通过形成在玻璃衬底中的通孔蚀刻半导体衬底而形成与半导体衬底相连通的凹陷部分的步骤。此外，优选地还包括形成在第二步骤之前在半导体衬底的至少一个表面上形成作为结构主体的结构部件的第二功能单元的步骤。此外，当第二功能单元形成到半导体衬底上时，优选地，第三步骤通过基于形成在半导体衬底上所形成的第二功能单元的形状图案通过对准执行辐射。采用前述主体的优点与本发明的第一模式中所描述的相同。
本发明的第五方面是利用上述制造方法来制造利用结构主体的装置。此处，术语“装置”包括液体排放头(喷墨头)、微流体芯片(电泳芯片、微反应堆等)，生物传感器，电渗流体泵等。
本发明的第六方面是一种包括作为如上所述的根据本发明的第三模式的液滴排放头的构造的液滴排放装置(喷墨装置)。
图1是根据本发明的实施例的用于结构主体的制造方法的视图(过程图)；图2是液滴排放头的构成的示例的横截面图；图3是用于解释具有液滴排放头的液滴排放装置的示例的视图(透视图)；以及图4是用于解释在用通过在两个玻璃衬底之间夹持半导体衬底而形成的粘合主体的结构主体时的制造方法的视图。
具体实施例方式
现在将参照附图详细说明本发明的实施例。下面，解释作为液滴排放头的结构部件而利用的结构主体的示例的制造方法。
图1是用于解释根据本发明的实施例的结构主体的制造方法的视图(过程图)。如图1(A)中所示，玻璃衬底10被制备，作为结构主体的结构部件的第一功能单元12被形成在玻璃衬底10的一个表面上。
在本实施例中，玻璃衬底10包含诸如钠或者锂的碱离子。具体而言，使用由硅玻璃、硼硅酸盐玻璃、硅铝酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等形成的玻璃衬底。使用这种类型的玻璃衬底的结果是，如后续所述与半导体衬底的粘合可以使用阳极粘合方法来进行，这是有利的。
此外，在本实施例中，电极作为第一功能单元12来形成。此电极用于在后面将详细说明的液滴排放头中施加外部电压而驱动执行器。例如，电极可以通过蚀刻玻璃衬底10和形成凹陷来形成，并在这样的凹陷中利用诸如溅射的沉积方法沉积导电层(ITO、金、铜、铝等)。
接着，如图1(B)中所示，制备半导体衬底14，作为结构主体的结构部件的第二功能单元16形成在一个表面上。此处，半导体衬底14可以由诸如硅和锗的元素半导体、砷化镓复合物半导体、以及混合晶体半导体的不同半导体来形成。示例中使用硅半导体。
在本实施例中，用于供给从液滴排放头释放的流体(墨)的流体通道形成在将与下面说明的玻璃衬底10相粘合的相对表面(例如图1(c))的表面上。此流体通道可以用各种已知的技术来形成，诸如可以通过组合照像平版术和蚀刻技术来形成半导体衬底14上的图案。顺便提及的是，功能单元也可以形成在半导体衬底14的另外的表面(将粘合到玻璃衬底10的表面)的侧面上。
接着，如图1(c)中所示，半导体14粘合到玻璃衬底10的一个表面上以覆盖第一功能单元12。
在本实施例中，在此过程中阳极粘合方法被用于粘合玻璃衬底10和半导体衬底14。特别地，玻璃衬底10和半导体衬底14被加热到包含在玻璃衬底10中的碱离子将发生热扩散的温度(大约200℃至400℃)，施加的电压大约是几十伏特至几千伏特，半导体衬底14的侧面是阳极，由此粘合玻璃衬底10和半导体14。
顺便提及的是，此过程可以用除了阳极粘合方法之外的公知技术来进行，例如，通过在其间设置稀释氢氟酸而粘合玻璃衬底10和半导体衬底14的氢氟酸粘合方法，或者利用粘合材料的粘合也可以采用。当采用前述方法，玻璃衬底10不必须包含碱离子。
接着，如图1(D)中所示，在玻璃衬底10的厚度方向上延展的受影响区域20(图中以点划线指示)通过从玻璃衬底10的另外的表面侧辐射激光束18并在玻璃衬底10的厚度方向上扫描激光束18的焦点而形成。此激光束18的辐射对应通孔被形成在玻璃衬底10中的位置而进行。顺便提及的是，尽管示例只显示了激光束被辐射的一个位置，激光束可以在此过程中辐射多个位置。结果，可以同时形成多个通孔。
在此过程中，激光束18预先基于形成在半导体衬底14上的第二功能单元16的形状图案通过对准而辐射。当第二功能单元16被形成在与如此示例中的玻璃衬底10的粘合表面相对的表面(背面)上而形成，对准可以通过用能够传输通过半导体衬底14的监视光(例如红外光)执行图像摄影来执行。此外，图像摄影也可以从半导体衬底14的背表面进行，在这种情况下，可见辐射可以用作监测光。此外，当第二功能单元16也形成在将与玻璃衬底10粘合的半导体衬底14的粘合表面侧面上，对准可以通过玻璃衬底10执行图像摄影而执行。此外，激光束18的辐射位置可以使用所形成的第二功能单元16作为参考来精确对准。上述的结果就是，第二功能单元16的形状图案和对应激光束18的辐射位置而形成的通孔(后面描述)的相对定位可以精确进行。尤其是，当进行处理的功能单元的通孔的尺寸较小时这是有效的。与预先在玻璃衬底中形成通孔的情况并在此后执行半导体侧上的第二功能单元和通孔的相对定位相比，制造过程可以显著简化。
此处术语“受影响区域”指的是与受影响的区域不同区域相比具有不同的密度、折射率、机械强度和其它物理属性的区域，并且此包括其中形成微小裂纹的区域。当在此玻璃衬底10上形成此种类型的受影响区域20，可以采用各种类型的激光束18。此外，除了激光束外，电子束辐射和其它装置可以采用，只要能量可以局部的施加到玻璃衬底10上的所需位置。在本实施例中，作为前述激光束18的优选示例，其中脉冲宽度为飞秒数量级(例如几十到几百飞秒)的飞秒激光束可以被使用，所述飞秒激光束为脉冲激光束。例如，可以使用具有波长800nm、脉冲宽度为100fs(飞秒)、重复频率是1kHz的飞秒激光束。
当辐射飞秒激光束时，在焦点附近的能量密度变得极其高，较大的能量可以同时局部射出。在用飞秒激光束辐射的部分上，在激光束和构成玻璃衬底10的物质之间的不同的非线性交互(例如多光子吸收和多光子氧化)而产生不同的微观结构变化。所产生的结构的变化将根据激光束的强度而不同，并包括(a)由于被激活的离子(稀土、过渡金属元素等)的氧化减少的缘故所引起的着色；(b)由于缺陷的产生和较高的致密所引起的折射率的变化；(c)由于熔化和激光冲击波所导致的空穴的形成；(d)由于光学衰变所引起微小裂纹的形成，等等。在许多情况下，所引起的结构变化是符合的并具有固定的空间分布。在这些结构改变中，本实施例主要使用d中所描述的微裂纹。这些微裂纹由于其中应力应变在聚焦点的附近产生的现象(衰变)而引起。当利用飞秒激光束时，由于脉冲宽度比电子和光子(在数量级10-12上)的耦合时间短，激光束能量聚焦并注射到将比材料的热扩散更快的充分辐射的部分上，并由此产生等离子。当此等离子扩散时裂纹通过冲击波而产生。由此，激光束18的辐射条件(强度、脉冲宽度、模式、波长等)被适当设置以匹配玻璃衬底10的材料和其它条件以主要在玻璃衬底10中产生微裂纹。结果，这就可能只在极其微小的区域上形成受影响的区域20，这就可能进行微观制造。
当受影响区域20沿着板厚的方向在玻璃衬底10的预定区域中形成时，接着如图1(E)所示，对玻璃衬底10执行蚀刻，沿着所受影响的区域20的部分被移除，通孔22由此形成在玻璃衬底10中。此处，此过程中的蚀刻可以是利用氢氟酸溶液的湿蚀刻或者利用氟化合物气体的干蚀刻。玻璃衬底10的受影响区域20的部分与其它部分相比具有更快的蚀刻速度，沿着受影响区域20的区域将被可选地移除，通过连续执行蚀刻而形成。
在此过程中，由于主要从微裂纹产生受影响区域20，蚀刻溶液或者蚀刻气体沿着玻璃衬底10的板厚的方向穿透更加容易。结果，实现了更高的蚀刻选择比率，可以获得具有更小的孔径的通孔22。此外，在本实施例中，在继续形成通孔22之后，半导体衬底14暴露到通孔22的底侧，此暴露的半导体衬底14的表面用作蚀刻制动器的角色。
顺便提及的是，当电极被预先提供到对应通孔22的底表面的半导体衬底14的表面上时，电极可以被用于执行电镀以将导体植入通孔22内。
接着，如图1(F)所示，通过形成到玻璃衬底10中的通孔22对半导体衬底14执行蚀刻，与通孔22相连通的凹陷部分24被形成到半导体衬底14上。换言之，在此过程中，由于通过通孔22执行蚀刻时将玻璃衬底10作为相对半导体衬底14的蚀刻掩模，具有大致与通孔22的底部相同直径的凹陷部分被形成在半导体衬底14上。在此过程中执行的蚀刻可以为湿蚀刻或者干蚀刻，并且例如优选利用反应离子蚀刻(RIE)。在此示例中，凹陷部分24穿透到半导体衬底14的第二功能单元16，凹陷部分24穿透到半导体衬底14的第二功能单元16，但是这不是必须的，凹陷部分24可以是非穿透孔或者槽。
图2是用于解释包括根据本实施例的制造方法制造的结构主体的液滴排放头的结构的示例的横截面。图2所示的液滴排放头100是使用静电执行器用于控制和释放微小量所需的流体的装置，并通过包括玻璃衬底10和通过上述制造方法制造的半导体衬底14所形成的粘合主体(结构主体)而构造。
图2中所示出的液滴排放头具有三层结构，其中喷嘴衬底28进一步粘合到从玻璃衬底10和半导体衬底14所形成的粘合主体上。例如，喷嘴衬底28形成有半导体衬底。流体通道形成有设置到玻璃衬底10的通孔22、设置到半导体衬底14的第二功能单元(槽)16、以及彼此相连通设置到喷嘴衬底28的槽，将被释放的流体(墨)36从通孔22侧注射并通过流体通道供给到喷嘴(排放喷嘴)30。此外，设置到半导体衬底14的第二功能单元16的一部分，特别是设置到玻璃衬底10上作为第一功能单元12的朝向电极的区域用作隔膜26。特别地，当电压通过两个端子32，34施加到电极，隔膜26朝向电极拉动并弹性变形。此后，当释放时隔膜26试图回到其原始位置时的弹性，电压被用于从喷嘴30排放液滴，所述液滴从墨36的微小量形成。
图3是用于解释构造以前述液滴排放头构成的液滴排放装置的示例的视图(透视图)。图3中所示的液滴排放单元20通过包括工作台201、Y向驱动轴202、液滴排放单元203、X向驱动轴204、驱动单元205和控制器计算机206而构成。此液滴排放装置例如被用于制造在与生物技术相关的检查或者试验中使用的微阵列(生物芯片)。
工作台201被用于安装构成微阵列的衬底。此工作台201能够安装多个衬底，并且例如能够通过真空电接触器材固定各衬底。
Y向驱动轴202用于沿着图中所描述的Y向自由移动工作台201。此Y向驱动轴202连接到包括在驱动单元205中的驱动电机(未示出)，并用来自驱动电机的驱动力移动工作台201。X向驱动轴204被用于沿着图中所描述的X方向自由移动液滴排放单元203。此X向驱动轴204连接到包括在驱动单元205中的驱动电机(未示出)，并用来自驱动电机的驱动力移动液滴排放单元203。
液滴排放单元203用于基于来自控制器计算机206所供给的驱动信号而朝向衬底释放生物分子溶液，并安装到X向驱动轴204，这样用于排放溶液的喷嘴表面朝向工作台201。此液滴排放单元203利用如上所述的静电驱动系统驱动的液滴排放头100作为用于排放溶液的头部。此静电驱动系统喷墨头具有相对简单的结构，能够实现溶液的稳定的排放量，因为没有使用热就能够溶液中的生物分子的改变，并能够保持活性。此外，可以实现所述装置的小型化和低功率消耗。
驱动单元205通过包括驱动各Y向驱动轴202和X向驱动轴204的电机和其它驱动机构而构造。这些驱动电机以及基于从控制器计算机206供给的驱动信号的相似操作的结果是，工作台201相对安装在其上的衬底的相对定位以及液滴排放单元203被控制。控制器计算机206被设置在驱动单元205的外壳中，并控制液滴排放单元203的操作(液滴的排放时间，将进行排放次数的数目等)。
如上所述，根据本实施例的制造方法，由于将通孔22形成到玻璃衬底10上的形成处理(蚀刻处理)在形成到玻璃衬底10上的功能单元12已经被半导体衬底14覆盖以后而执行，这就可能不需要任何特殊的措施获得对功能单元12的保护，这就能够避免复杂的过程和较高的成本。此外，由于采用了利用激光束18的处理方法，就不再需要在玻璃衬底10上的光致抗蚀剂的沉积，由此方便了孔的形成。
顺便提及的是，本发明不限于上述实施例中的主题，并可以在本发明的原理范围内进行变化。例如，在如上所述的实施例中，在玻璃衬底1上形成第一功能单元12的处理(参看图1(A))、将半导体衬底14粘合到玻璃衬底10(参看图1(C))的处理，以及在玻璃衬底10上辐射激光束18并形成受影响区域20(参看图1(D))的处理可以分别互换。前述过程可以根据优先级互换以适应其它制造过程。在所有前述的情况下，可以获得本发明的效果，并且这将提供对制造过程的变化。
此外，在前述的实施例中，尽管示例中描述利用与本发明有关的结构主体的装置的示例，本发明可以应用到诸如微流体芯片(电泳芯片、微反应器等)、生物传感器、电渗流体泵等的不同装置的制造上。
此外，前述实施例中所描述的制造方法可以应用到通过夹持在两个玻璃衬底之间的半导体衬底而形成的粘合主体的结构主体的制造上。
图4是用于解释通过夹持在两个玻璃衬底之间的半导体衬底而形成的粘合主体的结构主体的制造的情况下的制造方法的视图。顺便提及的是，这些过程中的优选处理条件与前述实施例的相同，此处省略细节的描述。
首先，如同前述的实施例，作为结构主体的结构部件的第一功能单元12被形成在两个玻璃衬底10(过程未示出)的各表面上。接着，半导体衬底14被粘合到两个玻璃衬底10的每个的一个表面上以覆盖玻璃衬底10(过程未示出)的第一功能单元12。
接着，如图4(A)中所示，在两个玻璃衬底10的每个的厚度方向上延展的受影响区域20通过从两个玻璃衬底10的其它表面侧的每个辐射激光束18并在玻璃衬底10的厚度方向中扫描激光束18的焦点而形成。接着，如图4(B)中所示，通孔通过蚀刻两个玻璃衬底10中的每个并沿着受影响区域20移除所述部分而形成在两个玻璃衬底10的每个中。通过利用这种制造方法，在两侧具有多个孔(包括通孔)的粘合主体可以有效地形成。
另外，在前述的实施例中，尽管从玻璃衬底10的一表面连接到另外一个表面的通孔被形成，形成在玻璃衬底10中的孔不必是通孔，其可以是只是相对其环绕区域凹陷。在这种情况下，蚀刻的时间可以调节的更短，或者形成受影响区域20的区域可以调节的更小(更窄)。
此外，在前述的实施例中，尽管解释了通过组合玻璃衬底和半导体衬底而形成结构主体，将与玻璃衬底组合的衬底不必是半导体衬底，并可以是诸如金属衬底的导电衬底，或者可以采用其它不同的衬底。换言之，只要衬底是各向异性衬底，具有与玻璃衬底不同的物理属性，任何合适的衬底可以被用于替换半导体衬底。
权利要求
1.一种用从玻璃衬底和半导体衬底所形成的粘合主体构造的结构主体的制造方法，包括第一步骤，在玻璃衬底的一个表面上形成第一功能单元，用作结构主体的结构单元；第二步骤，将半导体衬底粘合到玻璃衬底的一个表面上以覆盖第一功能单元；第三步骤，通过从玻璃衬底的另外的表面侧辐射激光束并在玻璃衬底的厚度方向上扫描激光束的焦点而形成在所述玻璃衬底的厚度方向上延展的受影响区；以及第四步骤，通过蚀刻所述玻璃衬底和沿着所述受影响区域移除所述部分而在玻璃衬底上形成孔。
2.根据权利要求1所述的结构主体的制造方法，其特征在于，所述玻璃衬底包括碱离子，所述第二步骤中用阳极粘合方法粘合所述玻璃衬底和所述半导体衬底。
3.根据权利要求1所述的结构主体的制造方法，其特征在于，在所述第三步骤中辐射的所述激光束是脉冲激光束。
4.根据权利要求3所述的结构主体的制造方法，其特征在于，在所述第三步骤中辐射的所述激光束是飞秒激光束。
5.根据权利要求1所述的结构主体的制造方法，其特征在于，所述第四步骤中形成的所述孔是通孔。
6.根据权利要求5所述的结构主体的制造方法，其特征在于，还包括第五步骤，通过形成在所述玻璃衬底中的所述通孔来蚀刻所述半导体衬底，而形成与所述半导体衬底中的所述通孔相连通的凹陷部分。
7.根据权利要求1所述的结构主体的制造方法，其特征在于，还包括第六步骤，用于在所述第二步骤之前在所述半导体衬底的至少一个表面上形成作为所述结构主体的所述结构部件的第二功能单元。
8.根据权利要求7所述的结构主体的制造方法，其特征在于，所述第三步骤基于形成在所述半导体衬底上的所述第二功能单元的形状图案通过对准执行辐射。
9.一种用从半导体衬底夹持在两个玻璃衬底之间所形成的粘合主体构造的结构主体的制造方法，包括第一步骤，在两个玻璃衬底每个的一个表面上形成作为结构主体的结构部件的第一功能单元；第二步骤，将半导体衬底粘合到两个玻璃衬底的每个的一个表面上以覆盖所述玻璃衬底的所述第一功能单元；第三步骤，通过从所述两个玻璃衬底的另外的表面侧的每个辐射激光束并在所述玻璃衬底的厚度方向上扫描所述激光束的焦点而形成在所述两个玻璃衬底的厚度方向上延展的受影响区；以及第四步骤，通过蚀刻所述两个玻璃衬底的每个和沿着受影响区域移除所述部分而在所述两个玻璃衬底中的每个上形成孔。
10.一种液滴排放头，所述液滴排放头采用了根据权利要求1-9中任一所述的制造方法而制造的结构主体。
11.一种液滴排放装置，包括根据权利要求10所述的液滴排放头。
全文摘要
提供了一种能够避免复杂过程和较高成本的技术，同时在形成包括玻璃衬底的装置时获得功能单元的保护。一种用从玻璃衬底和半导体衬底所形成的粘合主体构造的结构主体的制造方法，包括第一步骤，在玻璃衬底的一个表面上形成第一功能单元，用作结构主体的结构单元；第二步骤，将半导体衬底粘合到玻璃衬底的一个表面上以覆盖第一功能单元；第三步骤，通过从玻璃衬底的另外的表面侧辐射激光束并在玻璃衬底的厚度方向上扫描激光束的焦点而形成在玻璃衬底的厚度方向上延展的受影响区；以及第四步骤，通过蚀刻玻璃衬底和沿着受影响区域移除所述部分而在玻璃衬底上形成孔。
文档编号C03C23/00GK1636912SQ20041009463
公开日2005年7月13日 申请日期2004年11月17日 优先权日2003年11月18日
发明者黑泽龙一 申请人:精工爱普生株式会社