专利名称：一种微针的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种樣支4十(Microneedle)或樣M十阵列(Microneedle array)的制 作方法，尤其涉及采用IC制程的微针的制作方法。
背景技术：
微针(Microneedle)是近年来发展十分迅速的一种技术，它可用于微型探 测器的探针、半导体元件的针脚，还可用于微机电系统(Micro Electromechanical System, MEMS)等。随着技术的进一步发展，目前人们对微观领域的研究和应用已经深入到纳 米级别。而目前，微针通常仍采用传统的成型工艺制作，利用这种工艺制作纳 米针(Nanoneedle)变得十分困难。此外，由于传统工艺步骤较多，其制造成本 也非常高。发明内容本发明的目的在于提供一种采用IC制程的微针的制作方法，其可以制作纳 米级别的微针，且方法简单、成本较低。为了达到上述的目的，本发明提供一种微针的制作方法，包括下列步骤 首先提供一基板，并在基板上形成一微针材料层；接着，对微针材料层进行光 刻和刻蚀，形成多个柱形微针；以及对柱形微针进行离子轰击，以形成针尖。在上述的微针的制作方法中，在形成多个柱形微针之后，先执行下列步骤 在柱形微针上覆盖一保护层；以及去除部分厚度的保护层，使柱形微针部分露 出保护层；然后，在对柱形微针进行离子轰击的步骤中，对柱形微针露出保护 层的部分进行离子轰击，以在该部分形成针尖。最后，去除保护层。在上述的微针的制作方法中，所述的离子轰击步骤采用氩离子进行轰击。在上述的微针的制作方法中，当欲保留基板时，基板与微针材料层具有相同的材料，而保护层对基板与微针材料层具有高选择比，较佳地，该选择比大 于3。在上述的微针的制作方法中，还可包括去除基板，以获得分离的微针。此时，基板与所述保护层具有相同的材料，而且基板与保护层对^:针材料层具有 高选择比，较佳地，该选择比大于3。本发明由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，能够实现纳米 级别的微针或微针阵列的制作，且步骤简单，工艺成本较低。
本发明的微针的制作方法由以下的实施例及附图给出。图1(a) 图l(c)是本发明一个实施例的微针制作流程示意图；图2为图1(b)的^^见图；图3(a) ~图3(f)是本发明另一实施例的微针制作流程示意图。
具体实施方式
以下将对本发明的微针的制作方法作进一步的详细描述。图l(a)~图l(c)是本发明一个实施例的微针制作流程图。请参阅图l(a)~图 l(c)所示，本发明一个实施例的一种微针的制作方法，包括下列步骤首先如图l(a)所示，提供一基板IO，并在基板IO上形成一微针材料层12。 微针材料层12的材料可选用多晶硅或者金属(例如Al )。基板10的材料视其最 后保留或者去除而定，这将在后面叙述。接着，如图l(b)所示，对微针材料层12进行光刻和刻蚀，形成多个柱形微 针14。图2为图l(b)的俯视图，请参阅图2,多个柱形微针14形成一微针阵列， 柱形微针14的直径根据微针的规格而定。光刻和刻蚀的过程例如采用通常光刻 和刻蚀的制程，在此不再赘述。最后，如图l(c)所示，对柱形微针14进行离子轰击，较佳地，可采用氩离 子Ar+，使柱形微针14形成具有针尖的微针16。所形成的微针16呈锥形，其截 面自底部至顶部逐渐缩小。上述的制程中，如果保留基板IO,则最终制成微针阵列(图l(c))，在这种情况下，基板10选择与微针材料层12相同或相似的材料，例如，基板10与微 针材料层12均釆用多晶硅材料或者金属材料。如果最终欲获得分离的微针16，则上述的制程还包括需要去除基板10的步 骤。去除基板IO例如可采用湿法清洗(Wet Strip)或干法刻蚀(Dry Etch )。在 这种情况下，基板10的材料应当对微针材料层12的材料具有较高的选择比， 即在清洗时，基板10的腐蚀速度应当远高于微针材料层12的腐蚀速度，通常， 该选择比应当大于3。在一个实施例中，微针材料层12选择多晶硅作为材料， 基板10选择氧化物(二氧化硅)作为材料，采用氬氟酸进行湿法清洗来去除基 板IO。在另一个实施例中，微针材料层12选用多晶硅，基板10选用氮化硅， 采用浓磷酸(H3P04)进行湿法清洗来去除基板10。在又一个实施例中，微针材 料层12选用多晶硅，基板10选用有机层作为材料，可采用干法刻蚀或者湿法 清洗来去除基板10。图3(a) ~图3(f)是本发明另一实施例的微针制作流程图。请参阅图3(a)~图 3(f)所示，本发明另一实施例的微针制作方法，包括下列步骤首先，如图3(a)所示，提供一基板10,并在基板10上形成一微针材料层12。 微针材料层12的材料例如可选用多晶硅或者金属(例如Al)。该步骤与图l(a) 所示步骤相同，在此不再赘述。接着，如图3(b)所示，对微针材料层12进行光刻和刻蚀，形成多个柱形微 针14。该柱形微针14的俯视图亦请参阅图2所示。该步骤与图l(b)所示步骤相 同，在此不再赘述。然后，如图3(c)所示，在柱形微针12上覆盖一保护层20。此后，如图3(d)所示，去除部分厚度的保护层20,使柱形微针14的头部17 露出保护层20。再者，如图3(e)所示，对柱形微针14露出保护层的头部17进行离子轰击， 形成针尖18。最后，如图3(f)所示，去除保护层20，得到固着于基板IO上的微针14的阵列。上述的制程中，保护层20是采用例如湿法清洗或干法刻蚀来去除的。因此， 保护层20应当选择对微针材料层12的材料具有较高的选择比的材料，以便在清洗时，保护层20的腐蚀速度远高于微针材料层12的腐蚀速度，通常该选才爭 比大于3。在一个实施例中，微针材料层12可选择多晶硅作为材料，而保护层 20可以选择氧化物(二氧化硅)或氮化硅作为材料，并采用氢氟酸或浓磷酸进 行湿法清洗来去除保护层20。在另一实施例中，微针材料层12可选择金属铝作 为材料，而保护层20可以选择有机层作为材料，并采用干法蚀刻或者湿法清洗 来去除保护层20。此外，基板IO也可选择保留或者去除。如果保留基板IO，则最终制成微针 阵列(图3(f))，在这种情况下，基板IO选择与微针材料层12相同或相似的材 料，例如，基板10与微针材料层12均采用多晶硅材料或者金属材料。如果最 终欲获得分离的微针14，则上述的制程还包括需要去除基板10的步骤，较佳地， 是在去除保护层20的同时，去除基板IO。因此基板10可以选择与保护层20相 同的材料，当保护层20选择氧化物时(此时微针材料层12为多晶硅)，基板10 也选择氧化物。请参阅图3(f)所示，根据本发明的另一实施例制作的微针14的阵列，微针 间距为130nm，微针的主体高度为224nm，而针尖18的高度为113nm,因此， 本发明实现了纳米级别的微针的制作。
权利要求
1. 一种微针的制作方法，其特征在于，包括a)提供一基板，并在基板上形成一微针材料层；b)对微针材料层进行光刻和刻蚀，形成多个柱形微针；以及c)对所述柱形微针进行离子轰击，以形成针尖。
2、 如权利要求1所述的微针的制作方法，其特征在于还包括介于步骤b) 与步骤c)之间的下列步骤在所述柱形微针上覆盖 一保护层；去除部分厚度的保护层,'使柱形微针部分露出保护层；以及 在步骤c)后，去除所述保护层；其中在所述步骤c)中，是对柱形微针露出保护层的部分进行离子轰击。
3、 如权利要求1或2所述的微针的制作方法，其特征在于所述的离子轰 击步骤采用氩离子进行轰击。
4、 如权利要求1所述的微针的制作方法，其特征在于还包括步骤d)去 除所述基板。
5、 如权利要求2所述的微针的制作方法，其特征在于还包括在去除所述 保护层的同时去除所述基板。
6、 如权利要求2所述的纟敖针的制作方法，其特征在于所述基板与所述《敞 针材料层具有相同的材料，而所述保护层对所述基板与所述微针材料层具有高 选择比。
7、 如权利要求6所述的微针的制作方法，其特征在于所述的选择比大于3。
8、 如权利要求6所述的微针的制作方法，其特征在于所述基板与所述微 针材料层是由多晶硅构成，而所述保护层是氧化物或氮化硅或有机层。
9、 如权利要求6所述的微针的制作方法，其特征在于所述基板与所述微 针材料层是由金属铝构成，而所述保护层是有机层。
10、 如权利要求5所述的微针的制作方法，其特征在于所述基板与所述 保护层具有相同的材料，而且所述基板与所述保护层对所述^f效针材料层具有高选择比。
11、 如权利要求IO所述的微针的制作方法，其特征在于所述的选择比大于3。
12、 如权利要求IO所述的微针的制作方法，其特征在于所述微针材料层 是由多晶硅构成，而所述基板与所述保护层是氧化物或氮化硅或有机层。
全文摘要
本发明提供一种微针的制作方法，涉及采用IC制程的微针的制作方法。传统的微针制作工艺步骤较多、制作成本高，且很难制作出纳米针。本发明的方法包括下列步骤首先提供一基板，并在基板上形成一微针材料层；接着，对微针材料层进行光刻和刻蚀，形成多个柱形微针；以及对柱形微针进行离子轰击，以形成针尖。采用本发明的方法能够实现纳米级别的微针或微针阵列的制作，且方法简单、制作成本较低。
文档编号B82B3/00GK101279714SQ200710039200
公开日2008年10月8日 申请日期2007年4月6日 优先权日2007年4月6日
发明者洪中山 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司