[发明专利]微型针装置的制造方法和相应的微型针装置及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种微型针装置的制造方法、一种相应的微型针装置以及应用。

背景技术

虽然可应用到任意的微型机械的结构部件上，但是本发明和作为本发明基础的背景在微型机械结构部件方面在硅技术中有叙述。

微型针装置—它例如具有由多孔的硅构成的微型针—在“穿透皮肤输药”（Transdermal Drug delivery）领域用作药膏的扩展，疫苗的载体，或者也用于提取人体液（所谓的中间组织液—Transdermal fluid），用于诊断和分析人体参数（例如葡萄糖、乳酸盐）。

用于小分子（例如尼古丁）的药膏（Transdermal patches）已详细公开。为了扩大这类穿透皮肤应用有效物质的使用领域使用了所谓的化学增强剂，或者不同的物理方法（超声波、热脉冲），这些方法有助于克服皮肤的保护层。

在这方面的其它方法是通过细孔微型针机械地穿透外皮层（stratum comeum），并且结合有效物质的剂量，优选地通过有效物质膏—微型针可集成到这种有效物质膏中—，或者通过一种计量装置，这种计量装可有针对性地输出（药剂、停止、增加）有效物质。

DE 10 2006 028 781 A1公开了一种用于制造多孔的在硅基质上成排设置的，且用于穿透皮肤地输送药物的微型针的方法。这个方法包括在半导体基质的前侧面上形成具有多个微型针的微型针装置。这些微型针从半导体基质的支撑区域凸起，并且部分地使半导体基质产生多孔，以形成多孔的微型针，其中，从在半导体基质的前侧面开始形成多孔，并且形成多孔的容器。

DE 10 2006 028 914 A1公开了一种由多孔的材料制成微型针的方法，其中，在由硅构成的微型针装置上涂覆一个油漆层，针尖未被覆盖，据此对微型针进行多孔化。

DE 10 2006 040 642 A1公开了一种用于设置在皮肤中，且目的在于穿透皮肤用药的微型针装置。

图8a、b为示范性地说明微型针装置的制造方法的简图，确切地说，图8a为蚀刻栅格的顶视图，图8b为蚀刻栅格的截面图和沿图8a的A-A线产生的微型针装置的截面图。

在图8中附图标记10表示蚀刻掩模。这个掩模放置在硅基质1上。这个蚀刻掩模10例如是一种氧化物掩模。这个掩模是通过在硅基质1上的一种合适的照相石版术工序，并且按照一种全表面氧化或者氧化分离制成。

蚀刻掩模10具有有规律的方形的蚀刻栅格的形状，且具有水平的栅格接片100和正交垂直的栅格接片110。附图标记10a表示在栅格接片100和110之间相应的栅格交叉区域。附图标记10b表示相应的栅格开口。在蚀刻工序时蚀刻介质通过该开口可到达硅基质1，为的是使硅基质多孔化，并且因此形成微型针。

通过一种本身已公开的各向异性的蚀刻工序（例如DRIE）和各向同性的等离子体蚀刻工序对具有多个根据蚀刻栅格10矩阵设置的微型针200的微型针装置20进行结构化。各向异性和各向同性的蚀刻工序或者是一次性地按照先后顺序，也就是首先是各向异性，然后各同同性地进行，或是是交替地，例如各性异性—各向性—各向异性…等地进行。

在蚀刻之后微型针200保留在栅格交叉区域10a的下面。此外在图8a、b中所使用的蚀刻掩模10中在微型针200的脚上还留下半导体基质1的支承区域1a。

在蚀刻之后这个蚀刻掩模10横跨在微型针装置20上，并且在一个未示出的边缘区域中悬挂在基质1的上面。通过一个氧化蚀刻步骤，通过取掉蚀刻掩模后使微型针装置外露。然后，假若需要，可在另一个蚀刻步骤中完成多孔比。

微型针装置的功能观点是，这些针应尽可能好地刺入到皮肤中，也就是说，这些微型针应尽可能地尖，但是不能设置得太宽，因为否则会出现所不希望的“Fakir效应”，也就是说出现针刺入皮肤受阻的情况。另一方面例如希望大量的输入有效物质又常常要求多个针相应多地穿刺皮肤。若为此牺牲大的面积，则成本迅速增加，因为这个成本和晶片面积成线性比例地增加。

发明内容

在权利要求1中所定义的根据本发明的用于微型针装置的制造方法和按照权利要求6所述的相应的微型针装置，以及按照权利要求12所述的应用具有下述优点，蚀刻掩模的栅格交叉区域在面积方面相对于栅格接片加强了，为的是在蚀刻工序中产生更粗的和更稳定的微型针。

例如当人们在微型针装置的内部并排设置不同高度的微型针时，首先是较长的微型针刺入到皮肤中，并且紧跟着是较短的微型针刺入已经穿入的皮肤，这使得穿入过程更加可靠、更加有效和更加稳定。也可产生例如用于纹身的图案。