[發明專利]單片流體噴射裝置的制造方法

無效

• 申請號: 200610121676.1
• 申請日: 2006-08-28
• 公開（公告）號: CN101135053A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 洪益智
• 申請（專利權）人: 明基電通股份有限公司
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00;H01L21/02;B41J2/16;B05B1/00;B41J2/135
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 陶鳳波

技術領域

本發明涉及一種單片(monolithic)流體噴射裝置的制造方法，特別是涉及一種利用一次黃光技術而同時定義噴孔結構與流體腔結構的方法。

背景技術

目前，流體噴射技術已廣泛應用于各種科技領域之中，例如打印機噴墨頭、燃油噴射裝置或是生物醫學系統如藥劑注射機制等的科技產品。

傳統上制造流體噴射裝置的方法如下。提供基底，例如硅基底。形成圖案的犧牲層在該基底上，犧牲層由氧化硅材料所構成，接著，形成圖案的結構層在該基底上，且覆蓋該圖案的犧牲層，結構層可為由化學氣相沉積法(CVD)所形成的氮化硅層。

再形成圖案的電阻層在該結構層上，以作為致動器例如為加熱器，電阻層由HfB₂、TaAl、TaN或TiN所構成。接著，形成圖案的隔離層，覆蓋該結構層與電阻層，且形成加熱器接觸窗之后，形成圖案的導電層在該結構層上，并填入加熱器接觸窗，以形成信號傳送線路。最后，形成保護層在該基底上，覆蓋該隔離層與該導電層且在保護層中形成信號傳送線路接觸窗，使導電層露出，以利后續封裝作業。

接著，以濕蝕刻法，例如以氫氧化鉀(KOH)溶液，蝕刻基底的背面，以形成流體通道與開口，并露出犧牲層之后，再以氫氟酸(HF)溶液蝕刻移除犧牲層，再次使用KOH對基材蝕刻以完成流體腔，最后，依次蝕刻保護層、隔離層與結構層，以形成與流體腔連通的噴孔。至此，即完成單片流體噴射裝置的制作。

然而，一般傳統工藝過于復雜，因此在考慮成本的情況下，本領域亟需一種工藝簡單且成本低的單片流體噴射裝置的制造方法。

發明內容

為了解決上述問題，本發明揭示一種單片流體噴射裝置的制造方法，主要步驟包括：提供基底，其中該基底包括第一表面與第二表面；形成加熱元件與驅動電路在該第一表面上；沉積第一負型感光高分子層覆蓋在該第一表面、該加熱元件和該驅動電路上；形成圖案的光掩模轉移層覆蓋在該第一負型感光高分子層上；沉積第二負型感光高分子層覆蓋在該圖案的光掩模轉移層與外露的該第一負型感光高分子層上；對該第二與該第一負型感光高分子層進行曝光步驟，以同時定義噴孔結構與流體腔結構；形成流體通道，其中該流體通道穿越該基底并分別連接該第二表面與該第一負型感光高分子層；并且移除該第二與該第一負型感光高分子層未曝光的部分與該光掩模轉移層，而形成單片流體噴射裝置。

本發明的優勢在于利用一次黃光工藝即同時定義噴孔結構與該流體腔結構，也就是利用雙層光掩模而形成多層結構，因此簡化了工藝上的復雜性；其中，由金屬構成的圖案的光掩模轉移層在移除時不會產生底切效應，并可避免正負光阻互溶的情形發生，可維持噴孔結構與流體腔結構的穩定性。

附圖說明

圖1A～1L為展示本發明優選實施例的單片流體噴射裝置的工藝流程圖。

簡單符號說明

200～基板；

202～第一負型感光高分子層；

202a～第一負型感光高分子層；

204～光掩模轉移層；

204a～圖案的光掩模轉移層；

206～正型感光高分子層；

208～第二負型感光高分子層；

208a～已曝光的負型感光高分子層；

208b～部分；

208c～噴孔；

210～圖案的光阻層；

212～曝光步驟；

214～流體通道；

216～流體腔；

218～流體腔結構；

220～噴孔結構。

具體實施方式

圖1A～1L為展示本發明優選實施例的單片流體噴射裝置的工藝流程圖。

如圖1A所示，提供半導體基底200，其中半導體基底200上方具有加熱元件(圖未顯示)與驅動電路(圖未顯示)。

如圖1B所示，沉積第一負型感光高分子層202覆蓋在上述半導體基底200、上述加熱元件和上述驅動電路上。其中，上述第一負型感光高分子層202的沉積方法包括化學氣相沉積法、旋轉涂布法、或干膜貼合法。其中，上述第一負型感光高分子層202的材料包括SU8(MCC(Micro-chemicalcorporation)制造)、PI(杜邦(Dupont)制造)、或WPR(JSR公司(JSR?corporation)制造)。

如圖1C所示，形成光掩模轉移層204在上述負型感光高分子層202。其中，上述光掩模轉移層204的材料包括金屬、抗反射材料或吸光材料。其中，由金屬所組成的光掩模轉移層204的形成方法包括無電鍍、蒸鍍、濺鍍或旋轉涂布。