[发明专利]单片流体喷射装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单片(monolithic)流体喷射装置的制造方法，特别是涉及一种利用一次黄光技术而同时定义喷孔结构与流体腔结构的方法。

背景技术

目前，流体喷射技术已广泛应用于各种科技领域之中，例如打印机喷墨头、燃油喷射装置或是生物医学系统如药剂注射机制等的科技产品。

传统上制造流体喷射装置的方法如下。提供基底，例如硅基底。形成图案的牺牲层在该基底上，牺牲层由氧化硅材料所构成，接着，形成图案的结构层在该基底上，且覆盖该图案的牺牲层，结构层可为由化学气相沉积法(CVD)所形成的氮化硅层。

再形成图案的电阻层在该结构层上，以作为致动器例如为加热器，电阻层由HfB₂、TaAl、TaN或TiN所构成。接着，形成图案的隔离层，覆盖该结构层与电阻层，且形成加热器接触窗之后，形成图案的导电层在该结构层上，并填入加热器接触窗，以形成信号传送线路。最后，形成保护层在该基底上，覆盖该隔离层与该导电层且在保护层中形成信号传送线路接触窗，使导电层露出，以利后续封装作业。

接着，以湿蚀刻法，例如以氢氧化钾(KOH)溶液，蚀刻基底的背面，以形成流体通道与开口，并露出牺牲层之后，再以氢氟酸(HF)溶液蚀刻移除牺牲层，再次使用KOH对基材蚀刻以完成流体腔，最后，依次蚀刻保护层、隔离层与结构层，以形成与流体腔连通的喷孔。至此，即完成单片流体喷射装置的制作。

然而，一般传统工艺过于复杂，因此在考虑成本的情况下，本领域亟需一种工艺简单且成本低的单片流体喷射装置的制造方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明揭示一种单片流体喷射装置的制造方法，主要步骤包括：提供基底，其中该基底包括第一表面与第二表面；形成加热元件与驱动电路在该第一表面上；沉积第一负型感光高分子层覆盖在该第一表面、该加热元件和该驱动电路上；形成图案的光掩模转移层覆盖在该第一负型感光高分子层上；沉积第二负型感光高分子层覆盖在该图案的光掩模转移层与外露的该第一负型感光高分子层上；对该第二与该第一负型感光高分子层进行曝光步骤，以同时定义喷孔结构与流体腔结构；形成流体通道，其中该流体通道穿越该基底并分别连接该第二表面与该第一负型感光高分子层；并且移除该第二与该第一负型感光高分子层未曝光的部分与该光掩模转移层，而形成单片流体喷射装置。

本发明的优势在于利用一次黄光工艺即同时定义喷孔结构与该流体腔结构，也就是利用双层光掩模而形成多层结构，因此简化了工艺上的复杂性；其中，由金属构成的图案的光掩模转移层在移除时不会产生底切效应，并可避免正负光阻互溶的情形发生，可维持喷孔结构与流体腔结构的稳定性。

附图说明

图1A～1L为展示本发明优选实施例的单片流体喷射装置的工艺流程图。

简单符号说明

200～基板；

202～第一负型感光高分子层；

202a～第一负型感光高分子层；

204～光掩模转移层；

204a～图案的光掩模转移层；

206～正型感光高分子层；

208～第二负型感光高分子层；

208a～已曝光的负型感光高分子层；

208b～部分；

208c～喷孔；

210～图案的光阻层；

212～曝光步骤；

214～流体通道；

216～流体腔；

218～流体腔结构；

220～喷孔结构。

具体实施方式

图1A～1L为展示本发明优选实施例的单片流体喷射装置的工艺流程图。

如图1A所示，提供半导体基底200，其中半导体基底200上方具有加热元件(图未显示)与驱动电路(图未显示)。

如图1B所示，沉积第一负型感光高分子层202覆盖在上述半导体基底200、上述加热元件和上述驱动电路上。其中，上述第一负型感光高分子层202的沉积方法包括化学气相沉积法、旋转涂布法、或干膜贴合法。其中，上述第一负型感光高分子层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)。

如图1C所示，形成光掩模转移层204在上述负型感光高分子层202。其中，上述光掩模转移层204的材料包括金属、抗反射材料或吸光材料。其中，由金属所组成的光掩模转移层204的形成方法包括无电镀、蒸镀、溅镀或旋转涂布。