[发明专利]贴片制造

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造设置在贴片上的凸起的方法和设备，并且尤其涉及一种通过蚀刻基板来制造凸起的方法和设备。

背景技术

在本说明书中对任何在前公开(或来自它的信息)或任何已知实物的参考不是并且不应该当作确认或承认或任何形式的暗示，该暗示是指在本说明书涉及领域中的在前公开(或来自它的信息)或已知实物形成的一般公知常识的一部分。

众所周知，提供其上包括多个凸起的贴片允许将生物活性材料或刺激物控制到对象。贴片上这种凸起阵列或针阵列是更加有效地传送刺激物、治疗剂或生物标记的方式，因为来自注射针头的疼痛很小或没有，伤害很少或没有，并且大大减少交叉感染的可能性。

例如，WO2005/072630描述了用于传送生物活性材料或其它刺激物到活细胞的装置、该装置的制造方法和该装置的各种用途，包括许多医疗应用。所述装置包含许多凸起，这些凸起能穿刺身体表面以便将生物活性材料或刺激物传送到所要求的地方。这些凸起典型地为固体，并且凸起的传送端部形成的尺寸，使其能插入到目标细胞中以传送生物活性材料或刺激物，而对目标细胞或其中的特定位置不产生可感知到的伤害。

为了正确地发挥作用，凸起典型地需要有足够的长度来刺穿角质层。凸起的示例包括亚毫米或微米级的针或刀片，这些针或刀片在通过皮肤传送材料是有效的。

为了形成针的贴片，已经提出了许多种不同技术。

例如，US-6,334,856和US-6,503,231描述了用于穿过组织屏障来传送治疗剂和生物分子的微针装置。在这个过程中，将一种合适的屏蔽材料(例如金属)沉积到硅晶圆基板上，并且构图成点。然后晶圆经历基于氟/氧化学物的等离子体中进行深的、高纵横比的蚀刻在硅片上形成沟槽。

US-5,201,992描述了用于形成锥形硅结构的方法，通过使用硅处理技术实现的该方法用于原子力显微镜、场致发射器件和固态器件中。产生的锥形结构尖端的曲率半径为10纳米或更小。这种优选的硅结构尤其适合作为显示设备中的电子发射器。

然而，使用基于氟/氧蚀刻制造的凸起往往具有凹形轮廓，特别是将该蚀刻方法应用到长度小于500μm的凸起时会产生狭窄尖端，该尖端薄且容易断裂。这限制了这种凸起将刺激物或材料充分传送到对象的能力，进而限制了它们的效率。

蚀刻处理往往会导致牛眼(bullseye)效应，在该效应下被蚀刻的晶圆的蚀刻处理的有效性发生变化。结果，当晶圆被划分成贴片时，由于贴片未充分蚀刻或过度蚀刻而使得一些贴片不能使用。在氟/氧蚀刻处理中，牛眼效应往往导致高百分比的不能使用的贴片，例如大约40％。由于晶圆材料的损失这种高的无效比例导致高的生产成本。

此外，这些现有技术为了实现该处理通常需要硬掩模材料，例如金属掩模。获得和使用这种掩模是困难和昂贵的，因此使用现有技术会进一步阻碍可用贴片的制造。

US-6,551,849描述了一种替代技术，该技术涉及通过如下方式形成：通过在硅晶圆的上表面生成阵列构图，并且通过构图中的开口进行蚀刻以限定具有期望深度的微针尺寸的腔，从而形成模具。所形成的模具可以由导电材料填充，在此之后通过蚀刻自下而上地去除硅晶圆体的期望部分，以暴露突出的微针阵列。

然而，上述所有描述的方法还需要许多大量的处理以制造微针阵列。这往往使得制造处理缓慢且很难再生产出适当质量、大量以及短时规模的产品，这又导致制造工艺极其昂贵，尤其在商业上。

结果，最近的在制造针贴片方面的发展已经集中于其它制造技术上，例如化学汽相沉积、掺杂扩散、电子束加工、干法和湿法蚀刻、激光切割、掩模、氧化、光刻、物理汽相沉积和划线。

然而，这些其它的技术在以经济的速度大量制造适当物理特性的针贴片时也证明是无效的。结果，现有的用于通过皮肤传送材料的方法和设备在从试验室规模的研究到工业规模生产上显示出有限的成功。

发明内容

本发明目的是改进现有技术中的任一种或多种不足。

在第一宽形式下，本发明提供一种在贴片上制造凸起的方法，所述方法包括：

a)在基板上设置掩模；以及

b)使用蚀刻剂和钝化剂蚀刻所述基板，从而控制蚀刻过程并形成凸起，其中所述钝化剂不包括氧气。

通常所述掩模包括有机光致抗蚀剂。

通常所述钝化剂是一种气体，包括：

a)以下至少一种：

i)碳；以及，

ii)硅；以及，

b)以下至少一种：

i)氯气；以及，

ii)氟。

典型地所述钝化剂是以下至少一种：