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KR20060089314A - 마이크로 니들 어레이 제조방법 - Google Patents

마이크로 니들 어레이 제조방법 Download PDF

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KR20060089314A
KR20060089314A KR1020050009916A KR20050009916A KR20060089314A KR 20060089314 A KR20060089314 A KR 20060089314A KR 1020050009916 A KR1020050009916 A KR 1020050009916A KR 20050009916 A KR20050009916 A KR 20050009916A KR 20060089314 A KR20060089314 A KR 20060089314A
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KR
South Korea
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substrate
forming
manufacturing
microneedle array
silicon
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Application number
KR1020050009916A
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English (en)
Inventor
이창승
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US11/327,463 priority patent/US7456112B2/en
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Abstract

마이크로 니들 어레이 제조방법이 개시된다. 개시된 본 발명에 따른 마이크로 니들 어레이 제조방법은, 제 1 표면 및 제 1 표면과 소정 간격 이격된 제 2 표면을 갖는 기판을 준비한 후, 제 1 표면을 패터닝 하여 마이크로 니들 몸체의 형상을 형성시킨다. 그리고, 다공성 실리콘 공정에 의해 제 2 표면에서부터 제 1 표면을 관통하는 미세통로를 형성시킨 후, 다수의 미세통로를 통합하여 마이크로 니들의 몸체와 채널을 형성시킨다.
마이크로 니들, 채널, 몸체, 가로 세로 비, 실리콘, 실리콘 옥사이드, 다공성 실리콘

Description

마이크로 니들 어레이 제조방법{Method for fabrication of micor needle array}
도 1a 내지 도 1g는 종래 기술에 의한 마이크로 니들 어레이의 제조공정을 나타내는 도면,
도 2는 도 1a 내지 도 1g 공정에 의해 제작된 마이크로 니들 어레이의 이미지 도면,
도 3a 내지 도 3e는 종래 기술에 의한 마이크로 니들 어레이의 제조공정을 나타내는 도면,
도 4는 도 3a 내지 도 3e 공정에 의해 제작된 마이크로 니들 어레이의 이미지 도면,
도 5a 내지 도 5h는 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 마이크로 니들 어레이 제조공정을 나타내는 도면,
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실리콘 옥사이드 니들 어레이의 제조공정을 나타내는 도면,
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 니들 어레이를 적용한 마이크로 시린지 어레이를 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부호에 대한 설명 >
100. 기판 110. 절연층
120. 보호층 130. 미세통로
132. 노치 140. 채널
150. 몸체 160. 마이크로 니들
본 발명은 마이크로 니들 어레이 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로 머시닝 제조기술을 이용하여 미소 유체 시료의 획득과 주입을 하는 마이크로 니들 어레이의 제조방법에 관한 것이다.
최근에 MEMS(micro electro mechanical system) 및 마이크로 머시닝(micro machining)에 대한 기술발달에 따라 마이크로 니들(micro needle)에 대한 관심이 증대되고 있다.
마이크로 니들은 마이크로미터 수준의 채널 직경을 가지며 여러 분야에서 사용된다. 예를 들어, 마이크로 니들은 세포 생물학에서 세포의 정확한 주입/추출 니들로서 사용되기도 하고, 약품 배송 시스템 또는 마이크로 케미컬 공장에서의 약품 또는 용액의 주입/추출 헤드로서 사용되기도 한다. 또한, 작은 사이즈의 니들이 환자에게 불편함과 고통을 줄여주기 때문에 환자에 대한 약품 투약에 있어서도 마이크로 니들이 유리하다.
도 1a 내지 도 1g는 유리 및 실리콘의 이소트로픽 에칭(isotropic etching) 에 의한 마이크로 니들의 제장 공정을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이 종래의 마이크로 니들 어레이 제조방법은, 우선 유리 및 실리콘 기판(10)에 이소트로픽 에칭용 마스크(11)를 증착한 다음, 리소그래피(lithography) 작업으로 홀 패턴(12)을 형성한다. 그 후, DRIE(Deep Reactive Ion Etching)를 이용하여 유리 및 실리콘 기판(10)에 채널(13)을 형성하고, 채널이 식각되지 않도록 표면을 코팅(14)한다. 다음으로, 이소트로픽 에칭용 형상(15)을 앞면에 형성하고, BHF 또는 HF로 에칭하여 니들과 같이 뾰족한 끝(16)을 만들고, 마지막으로 마스크에 사용된 금속(11)을 제거함으로써 마이크로 니들(17)을 제작하는 것이다. 도 2는 상기의 공정에 의해 제작된 마이크로 니들의 이미지이다.
도 3a 내지 도 3e는 실리콘을 이용한 마이크로 니들의 제작 공정을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이 마이크로 니들 제조방법은, 우선 실리콘(20)에 DRIE에 의해 트렌치(trench, 21)를 형성하고, 반대쪽에서 같은 방법으로 채널(22)을 형성한다. 다음으로, 실리콘 식각액에 의한 비등방성(anisotropic) 에칭의 보호를 위해 실리콘 전체를 코팅(23)한다. 그 후, 실리콘 상부의 코팅 마스크를 제거한 후 비등방성 에칭을 하여 경사면(24)을 형성시킨다. 마지막으로, 적당한 깊이로 에칭한 후 코팅(23)을 제거하면 마이크로 니들(25)이 완성된다. 도 4는 상기의 공정에 의해 제작된 마이크로 니들의 이미지이다.
이와 같이 기존의 마이크로 니들 제조방법은 기판에 마이크로 니들의 채널을 형성하기 위해 DRIE를 이용한 식각을 하였으나, 이와 같은 DRIE 방식은 채널의 직경과 채널의 길이의 비, 즉 가로 세로 비(aspect ratio)에 제한이 있었다. 마이크 로 니들의 특성상 10 ㎛ 이내의 직경이 요구되는데, 이렇게 직경을 작게 하면서 긴 채널의 마이크로 니들을 제작하는 것은 현재 반도체 장비의 특성상 제한이 따르게 된다. 일반적으로 DRIE 에 의한 마이크로 채널의 최대 가로 세로비는 1:10 정도가 가능하다. 그러나, 마이크로 채널의 용도상 수백 ㎛의 긴 채널이 요구되는데, 종래 DRIE에 의해서는 채널 직경이 10 ㎛ 이내이면서 그 길이가 수백 ㎛의 긴 채널을 구현하기가 어렵다.
또한, 종래의 가로 세로 비가 높으면서 마이크로 니들의 채널을 둘러싸는 몸체가 실리콘 옥사이드(Silicon Oxide)인 실리콘 옥사이드 니들을 제작하는 것이 불가능하다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 높은 가로 세로 비를 가지며, 실리콘 및 실리콘 옥사이드 몸체가 가능한 마이크로 니들 어레이 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 마이크로 니를 어레이 제조방법은 다음과 같은 공정에 의한다. 먼저 제 1 표면 및 상기 제 1 표면과 소정 간격 이격된 제 2 표면을 갖는 기판을 준비한다. 그리고, 상기 제 1 표면을 패터닝 하여 상기 몸체의 형상을 형성시킨다. 다공성 실리콘 공정에 의해 상기 제 2 표면에서부터 상기 제 1 표면을 관통하는 미세통로를 형성시킨다. 상기 다수의 미세통로 사이에 형성되는 격벽을 제거하여 채널을 형성한다.
한편, 상기 다공성 실리콘 공정은 매크로 다공성 실리콘(macro porous silicon)공정인 것이 좋다.
또한, 상기 다공성 실리콘 공정은, 제 2 표면의 소정 영역에 다수의 노치를 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 미세통로는 다수의 노치에 대응하여 수직방향으로 형성된다.
상기 다수의 노치가 형성되는 소정 영역은, 상기 몸체가 형성되는 이외의 영역이된다. 따라서, 노치가 형성되는 영역은 미세통로가 형성되고, 상기 미세통로 사이의 격벽이 제거되어 마이크로 니들의 채널이 형성된다. 그리고, 노치가 형성되지 않는 영역에는 몸체가 형성된다.
이에 의해 채널을 둘러싸는 몸체가 실리콘(Silicon)인 실리콘 마이크로 니들이 형성된다.
한편, 양호한 다른 실시예에 따른 마이크로 니들 어레이 제조방법은 다음과 같다. 먼저 제 1 표면 및 상기 제 1 표면과 소정 간격 이격된 제 2 표면을 갖는 기판을 준비한다. 그리고, 상기 제 1 표면을 패터닝 하여 상기 몸체의 형상을 형성시킨다. 그 후, 다공성 실리콘 공정에 의해 상기 제 2 표면에서부터 상기 제 1 표면을 관통하는 미세통로를 형성시킨다. 그리고, 상기 다수의 미세통로 사이에 형성되는 격벽들의 표면에 보호층을 형성 및 성장시켜 상기 몸체를 형성한 후, 몸체를 제외한 상기 기판의 다른 부분을 제거하여 채널을 형성한다.
상기 다수의 노치가 형성되는 소정 영역은, 상기 몸체가 형성되는 영역인 것이 좋다. 따라서, 노치가 형성되는 영역은 미세통로가 형성되고, 상기 미세통로에 는 보호층이 성장하여 몸체를 형성한다. 그리고, 노치가 형성되지 않는 영역인 기판은 식각에 의해 제거되어 채널이 형성된다.
또한, 상기 보호층은 산화막(SiO2)인 것이 좋다.
따라서, 채널을 둘러싸는 몸체가 실리콘 옥사이드 (Silicon Oxide)인 실리콘 옥사이드 마이크로 니들이 형성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 니들 어레이(micro needle array)의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.
도 5a 내지 도 5h는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 실리콘 니들(Silicon needle) 어레이의 제조공정을 도시한 것이다.
도 5a와 같이 기판(100)의 상하면 상에 기판(100)의 식각 마스킹층으로서 절연층(110)을 형성시킨다. 기판(100)은 일반적으로 단결정 실리콘 웨이퍼가 사용된다. 절연층(110)은 기판(100)의 전면에 열 산화법에 의해 산화시켜 산화막(SiO2, silicon oxide)을 형성하고, 이 산화막에 절연성 향상과 박막형성을 위해 저응력 질화막(low stress nitride)을 적층함으로써 형성된다.
그런 다음, 도 5b와 같이 상기 절연층(110)이 소정 형상으로 구분되도록 패터닝을 수행한다.
그 후, 도 5c와 같이 절연층(110)을 제외한 기판(100) 상면에 식각 공정을 수행하여 소정 두께의 트렌치(102)를 형성하도록 한다. 그리고, 도 5d와 같이 상기 절연층(110)을 제거한 후, 기판(100)의 상면 전체에 보호층(120)을 증착시킨다. 상 기 보호층(120)은 저압 화상 기상 증착법(LPCVD:low pressure chemical vapor deposition)을 이용하여 증착 가능한 막, 예를 들어 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 다결정실리콘막 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 저압 화학 기상 증착법대신에 페릴린(parylene) 박막과 같은 생체 호환성 유기박막을 이용한 코팅을 사용할 수도 있다.
그 후, 도 5e와 같이 기판(100)의 하면 절연층(110)의 소정영역에 다수의 노치(132)를 형성하도록 패터닝을 수행한다. 상기 노치(132)가 형성되는 소정영역은 후술할 마이크로 니들의 몸체(150, 도5g 참조)가 형성되는 이외의 영역을 말한다.
도 5f을 참조하면, 상기 노치(132)가 형성된 기판(100)에 매크로 다공성 실리콘(macro porous silicon)공정을 수행하여, 노치(132)가 형성된 부분의 기판(100) 하면에서부터 상면까지 미세통로(130)를 형성시킨다.
다공성 실리콘(porous silicon) 공정은 전기화학 식각(electrochemical etching)의 일종으로서 공정비용이 저렴하며 매우 큰 가로 세로비(aspect ratio)의 홀 또는 채널을 얻을 수 있으며, 나노 다공성 실리콘(nano porous silicon)과 매크로 다공성 실리콘(macro porous silicon)으로 구분된다.
나노 다공성 실리콘은 나노 크기의 구멍이 실리콘 기판 표면에 형성되며, 서로 그물망처럼 연결된 실리콘으로 화학적, 광학적 특성이 상이하다. 나노 다공성 실리콘은 HF 용액에서 기판에 전위를 인가하여 생성하며 실리콘 기판의 표면이 미세하게 식각되어 다공을 형성하게 된다. 여기서 식각 반응에 참가하는 정공(hole)이 중요한 역할을 하므로 p-type 실리콘 에서만 제작이 가능하다.
매크로 다공성 실리콘은 실리콘 기판에 형성되는 다공이 나노 다공성 실리콘보다 크며, 나노 다공성 실리콘과는 달리 수직으로 비등방 식각이 가능하고 n-type 실리콘에서 가능하다. 제조공정에서 나노 다공성 실리콘과 다른점은 다공이 형성된 실리콘 기판의 반대면에 빛을 비추어서 정공(hole)을 생성시켜 주는 점이다. 수직으로 식각하기 위해서는 빛의 광량을 조절하여 실리콘에서 생성되는 정공(hole)의 양을 일정수준으로 유지하는 것이 중요하다. 매크로 다공성 실리콘을 제작하기 위해서는 미리 실리콘 기판의 표면에 노치를 형성하는데, 이는 상기 노치에 전하가 집중되면 양의 전하인 정공(hole)이 모여들어 수직으로 식각이 가능하게 되기 때문이다.
이와 같이 매크로 다공성 실리콘 공정에 의해 0.05 ~ 수 ㎛의 직경을 갖는 미세통로(130)가 형성된다. 상기 미세통로(130)의 직경은 빛의 광량을 조절함으로써 가능하다.
그 후, 도 5g와 같이 미세통로(130)가 형성된 기판(100)을 THMA(tetra methyl ammonium hydroxide) 또는 HNA(hydroxy-nitric-acetic acid) 용액으로 식각한다. 이에 의해 다수의 미세통로(130) 사이의 격벽(134, 도5f 참조)은 제거되어, 도시된 바와 같이 다수의 미세통로(130)가 통합된 마이크로 니들의 채널(140)이 형성된다. 채널(140)의 직경은 대략 수㎛ ~ 10㎛로 형성 가능하다. 그리고, 상기 채널(140)의 주위에는 마이크로 니들의 몸체(150)가 형성된다. 몸체(150)의 길이(L)는 일반적으로 기판(100)인 실리콘 웨이퍼의 두께로서, 대략 400 ~ 500㎛가 된다. 이와 같이 본 실시예에 의하면 채널(140)의 직경과 길이의 비, 즉 가로 세로 비 (aspect ratio)가 대략 1:20 이상으로 구현 가능하다.
그 후, 도 5h와 같이 몸체(150)의 보호층(120)을 제거함으로써, 채널(140)과 실리콘(Silicon) 몸체(150)를 갖는 마이크로 니들(160)이 다수 형성된 실리콘 마이크로 니들 어레이가 완성된다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 실리콘 옥사이드 니들(Silicon Oxide needle) 어레이의 제조공정을 도시한 것이다. 앞선 실시예에서, 마이크로 니들의 채널(140)을 감싸는 몸체(150)가 실리콘(Silicon)으로 형성되었으나, 본 실시예에서는 상기 몸체(150)가 실리콘 옥사이드(Silicon Oxide, SiO2)로 형성된다.
한편, 앞선 실시예에서는 마이크로 니들(160)의 몸체(150)의 단부가 뾰족한 형상인 것을 도시하였으나, 본 실시예에서는 그 단부가 원형튜브, 사각튜브 등의 튜브형상을 갖는 것을 예시하기로 한다. 이와 같이 몸체(150)의 단부를 튜브 형상으로 제작하는 것은 통상의 마스크공정, PR 및 식각공정에 의해 가능하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다. 한편, 본 실시예에 의한 실리콘 옥사이드 니들의 경우에도 몸체의 단부가 뾰족한 형상을 가질 수 있음은 물론이다.
도 6a와 같이 기판(100)의 상하면에 절연층(110)이 형성된 기판(100)을 준비한다. 기판(100)의 상면 절연층(110)에는 몸체(150)의 단부 형상을 형성하도록 패터닝을 수행한다. 그리고, 도 6b 및 도 6c 공정은 앞 선 실시예의 도 5e 및 도 5f 공정과 동일하다. 즉, 기판(100)의 하면 소정 영역에 다수의 노치(132)를 형성한 후, 상기 다수의 노치(132)가 형성된 곳에 매크로 다공성 실리콘 공정에 의해 기판(100)을 관통하는 미세통로(130)를 형성시킨다. 여기서, 노치(132)가 형성되는 영영은, 앞선 실시예와 달리 마이크로 니들의 몸체(150, 도6e 참조)가 형성되는 영역이다.
도 6d를 참조하면, 상기 미세통로(130)가 형성된 기판(100)을 열 산화법에 의해 산화시켜 실리콘 옥사이드(SiO2, silicon oxide)를 형성시킨다. 상기 실리콘 옥사이드는 상기 미세통로(130) 주위의 격벽(134) 표면에서부터 성장하여 미세통로(130)를 채우게 된다. 이와 같은 성장한 실리콘 옥사이드는 마이크로 니들의 몸체(150)를 형성하게 된다. 일반적으로 실리콘 옥사이드막의 성장속도는 지수함수의 곡선으로 성장하기 때문에 소정두께(예를 들어 2~3 ㎛) 이상으로 성장시키는 경우 매우 긴 시간이 필요하다. 따라서, 종래에는 실리콘 옥사이드로 된 마이크로 니들의 몸체를 제작하는 것은 매우 힘들었다. 그러나, 본 실시예에 의하면 직경이 매우 작은 미세통로(130)의 주위 격벽(134) 표면에서 실리콘 옥사이드를 성장시키기 때문에, 실리콘 옥사이드로 마이크로 니들 몸체(150)를 형성할 수 있게 된다.
그 후, 도 6e와 같이, 몸체(150)를 제외한 기판(100)의 다른부분(152)을 플라즈마 또는 습식 식각에 의해 제거한다. 기판(100)을 식각에 의해 제거함으로써, 몸체(150) 사이에는 마이크로 니들(160)의 채널(140)이 형성된다. 이로써, 채널(140)과 실리콘 옥사이드(Silicon Oxide needle) 몸체(150)를 갖는 마이크로 니들(160)이 다수 형성된 실리콘 옥사이드 마이크로 니들 어레이가 완성된다.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 니들 어레이를 이용하여 마이크로 시린지 어레이(micro syringe array)를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 마이크로 니들 어레이가 형성되는 제 1 기판(100)과 별도의 제 2 기판(200)을 접착한다. 여기서, 도시하지 않았으나, 앞선 실시예와 같이 제 1 기판(100)에는 제 2 기판(200)과 접하는 표면에 절연층(110)을 형성시키는 것이 좋다. 그 후 제 2 기판(200)에 별도의 식각공정에 의해 입구(212)가 형성된 트렌치(210)를 형성시킨 후, 제 2 기판(200)과 제 1 기판(100)을 직접 접합공법(Silicon Direct Bonding)에 의해 접합시킨다. 상기 직접 접합공법 이외에도 제 1 기판(100)과 제 2 기판(200)을 접합시키는 다양한 접합공법이 사용될 수 있다. 상기 제 2 기판(200)의 트렌치(210)의 입구(212)는 약품이나 시료의 투입구 기능을 하게 된다.
그 후, 제 1 기판(100)에 앞선 실시예에서 설명한 매크로 다공성 실리콘(macro porous silicon) 공정에 의해 채널(140) 및 몸체(150)를 형성하여 마이크로 니들 어레이를 형성시킨다. 그 후, RIE 공정에 의해 절연층(110)을 제거하여 제 2 기판(200)의 트렌치(210)의 입구(212)와 제 1 기판(100)의 채널(140)을 서로 연통하도록 하여, 도시된 바와 같이 마이크로 시린지 어레이가 완성된다. 상기 제 2 기판(100)의 트렌치(210)에는 마이크로 펌프(미도시)등을 연결하여 약품이나 시료를 채널(140)에 공급하도록 하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로 니들 어레이 제조방법 에 의하면, 채널의 직경과 길이의 비, 즉 가로 세로 비를 매우 높게 제작할 수 있다. 또한, 실리콘 이외에도 실리콘 옥사이드 몸체가 가능한 마이크로 니들을 구현할 수 있는 효과가 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하다는 것을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 제 1 표면 및 상기 제 1 표면과 소정 간격 이격된 제 2 표면을 갖는 기판에 몸체와 채널을 갖는 마이크로 니들 어레이를 제조하는 방법에 있어서,
    a) 상기 제 1 표면을 패터닝 하여 상기 몸체의 형상을 형성시키는 단계;
    b) 다공성 실리콘 공정에 의해 상기 제 2 표면에서부터 상기 제 1 표면을 관통하는 다수의 미세통로를 형성하는 단계;
    c) 상기 다수의 미세통로 사이에 형성되는 격벽을 제거하여 상기 채널을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 어레이 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 b)단계의 다공성 실리콘 공정은 매크로 다공성 실리콘(macro porous silicon)공정인 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 어레이 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 b)단계는,
    d) 상기 제 2 표면의 소정 영역에 다수의 노치를 형성하는 단계;를 더 포함하며, 상기 미세통로는 상기 다수의 노치에 대응하여 수직방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 어레이 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 d)단계의 상기 다수의 노치가 형성되는 소정 영역은, 상기 몸체가 형성되는 이외의 영역인 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 어레이 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 c)단계는,
    상기 다수의 미세통로 사이에 형성되는 격벽들을 식각에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 어레이 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 식각은 TMAH 또는 HNA 용액으로 식각하는 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 어레이 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 단결정 실리콘 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 어레이 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 a)단계의 상기 몸체의 형상은, 그 단부가 외부로 테이퍼진 날카로운 형상, 원형튜브 형상, 사각튜브 형상, 삼각튜브 형상 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 어레이 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 a)단계는, 상기 기판의 제 1 표면에 절연층을 형성하는 단계;
    상기 절연층을 패터닝하는 단계;
    상기 제 1 표면에 식각에 의해 트렌치를 형성하는 단계;
    상기 절연층을 제거하는 단계;
    상기 제 1 표면에 보호층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 어레이 제조방법.
  10. 제 1 표면 및 상기 제 1 표면과 소정 간격 이격된 제 2 표면을 갖는 기판에 몸체와 채널을 갖는 마이크로 니들 어레이를 제조하는 방법에 있어서,
    a) 상기 제 1 표면을 패터닝 하여 상기 몸체의 형상을 형성시키는 단계;
    b) 다공성 실리콘 공정에 의해 상기 제 2 표면에서부터 상기 제 1 표면을 관통하는 다수의 미세통로를 형성하는 단계;
    c) 상기 다수의 미세통로 사이에 형성되는 격벽들의 표면에 보호층을 형성 및 성장시켜 상기 몸체를 형성하는 단계;
    d) 상기 몸체를 제외한 상기 기판의 다른 부분을 제거하여 상기 채널을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 어레이 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 b)단계의 다공성 실리콘 공정은 매크로 다공성 실리콘(macro porous silicon)공정인 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 어레이 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 b)단계는,
    e) 상기 제 2 표면의 소정 영역에 다수의 노치를 형성하는 단계;를 더 포함하며, 상기 미세통로는 상기 다수의 노치에 대응하여 수직방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 어레이 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 e)단계의 상기 다수의 노치가 형성되는 소정 영역은, 상기 몸체가 형성되는 영역인 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 어레이 제조방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 보호층은 산화막(SiO2)인 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 어레이 제조방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 a)단계의 상기 몸체의 형상은, 그 단부가 외부로 테이퍼진 날카로운 형상, 원형튜브 형상, 사각튜브 형상, 삼각튜브 형상 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 어레이 제조방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 a)단계는, 상기 기판의 제 1 표면에 절연층을 형성하는 단계;
    상기 절연층을 패터닝하는 단계;
    상기 제 1 표면에 식각에 의해 트렌치를 형성하는 단계;
    상기 절연층을 제거하는 단계;
    상기 제 1 표면에 보호층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 니들 어레이 제조방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200082902A (ko) * 2018-12-31 2020-07-08 한국과학기술원 피라미드 구조의 마이크로 노즐 어레이 및 이를 포함하는 정전분무 시스템
KR20230133591A (ko) * 2022-03-11 2023-09-19 (주)포인트엔지니어링 양극산화막 구조체 및 이를 포함하는 검사 장치

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7942827B2 (en) * 2005-07-11 2011-05-17 Infotonics Technology Center, Inc. Minimally invasive allergy testing system
WO2008095075A1 (en) * 2007-02-01 2008-08-07 Ls Biopath, Inc. Optical system for identification and characterization of abnormal tissue and cells
EP2165187B1 (en) * 2007-02-01 2018-05-16 LS Biopath, Inc. Apparatus and method for detection and characterization of abnormal tissue and cells
CN101143705B (zh) * 2007-11-01 2010-08-11 南京大学 微米和亚微米针阵列的制备方法
EP2100850A1 (en) * 2008-03-11 2009-09-16 Stichting Voor De Technische Wetenschappen Microneedle array and a method for manufacturing microneedles
KR20120046554A (ko) * 2010-11-02 2012-05-10 연세대학교 산학협력단 암 조직 검출용 센서 및 이의 제조방법
DE102011089752A1 (de) 2011-12-23 2013-06-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung von Silizium-Mikronadelarrays mit Löchern und Mikronadelarray
GB201213073D0 (en) * 2012-07-23 2012-09-05 Renephra Ltd Microneelde-based devices and methods for the removal of fluid from a body
GB201318700D0 (en) * 2013-10-23 2013-12-04 Univ Swansea Manufacture of microneedles
CN103569954A (zh) * 2013-11-12 2014-02-12 无锡英普林纳米科技有限公司 微米亚微米反应容器阵列的制备方法
US9933387B1 (en) 2014-09-07 2018-04-03 Biolinq, Inc. Miniaturized sub-nanoampere sensitivity low-noise potentiostat system
US10092207B1 (en) 2016-05-15 2018-10-09 Biolinq, Inc. Tissue-penetrating electrochemical sensor featuring a co-electrodeposited thin film comprised of polymer and bio-recognition element
US12109032B1 (en) 2017-03-11 2024-10-08 Biolinq Incorporated Methods for achieving an isolated electrical interface between an anterior surface of a microneedle structure and a posterior surface of a support structure
US11045142B1 (en) 2017-04-29 2021-06-29 Biolinq, Inc. Heterogeneous integration of silicon-fabricated solid microneedle sensors and CMOS circuitry
USD875254S1 (en) 2018-06-08 2020-02-11 Biolinq, Inc. Intradermal biosensor
ES2974786T3 (es) 2020-07-29 2024-07-01 Biolinq Incorporated Sistema de monitorización continua de analitos con matriz de microagujas
USD988160S1 (en) 2021-03-16 2023-06-06 Biolinq Incorporated Wearable dermal sensor
CN116113454B (zh) 2021-05-08 2024-05-24 比奥林股份有限公司 基于微针阵列的连续分析物监测装置的故障检测
USD1013544S1 (en) 2022-04-29 2024-02-06 Biolinq Incorporated Wearable sensor
USD996999S1 (en) 2021-11-16 2023-08-29 Biolinq Incorporated Wearable sensor
USD1012744S1 (en) 2022-05-16 2024-01-30 Biolinq Incorporated Wearable sensor with illuminated display
USD1068516S1 (en) 2023-02-28 2025-04-01 Biolinq Incorporated Wearable sensor
USD1035004S1 (en) 2023-02-28 2024-07-09 Biolinq Incorporated Wearable sensor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6503231B1 (en) 1998-06-10 2003-01-07 Georgia Tech Research Corporation Microneedle device for transport of molecules across tissue
US20050011858A1 (en) * 2003-07-16 2005-01-20 Industrial Technology Research Institute Method for fabricating a hollow micro-needle array
TWI246929B (en) * 2004-07-16 2006-01-11 Ind Tech Res Inst Microneedle array device and its fabrication method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200082902A (ko) * 2018-12-31 2020-07-08 한국과학기술원 피라미드 구조의 마이크로 노즐 어레이 및 이를 포함하는 정전분무 시스템
KR20230133591A (ko) * 2022-03-11 2023-09-19 (주)포인트엔지니어링 양극산화막 구조체 및 이를 포함하는 검사 장치

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