專利名稱：在光致抗蝕劑層表面內形成凹陷的方法
技術領域：
光致抗蝕劑腐蝕經常用于在微電子裝置內形成微結構。例如，光致抗蝕劑腐蝕用于在諸如噴墨打印頭的液體噴射器的阻擋層中形成微流體腔，包括墨水混合(ink manifold)和燃燒腔(firing chamber)。光致抗蝕劑腐蝕被用于在排列于噴墨打印頭阻擋層上的節流孔層(orificelayer)內形成噴嘴或流體傳送孔。
在流體傳送孔或噴嘴的出口形成的錐口孔可降低或防止由于擦拭所致的對噴嘴的出口幾何結構的損傷，并可延長流體噴射裝置的使用壽命。該錐口孔可降低或防止例如噴嘴出口的滋擾(ruffling)，降低或防止和攪煉相關的流體軌跡問題。例如通過激光消融形成錐口孔，這會增大生產成本。
形成光致抗蝕劑節流孔板和/或阻擋層內的節流孔、腔體、和其它特征的示例方法在例如美國專利6,162,589(Chen等)和6,520,628(McClelland等)中得到討論。具有由激光消融方法形成噴嘴錐口孔的噴墨打印頭在例如已授權的美國專利6,527,370B1(Courian等)中得到描述。
通過對本發明示例實施例的下述詳細描述，本領域技術人員將會容易地理解本發明的特征和優點，這些特征和優點在附圖中得到闡述。附圖中圖1闡述了光致抗蝕劑層中孔洞的示例實施例的截面圖。
圖2A至2E闡述了在該層內形成孔洞的示例過程中光致抗蝕劑層的示例實施例的截面圖。
圖3A至3C闡述了在該層內形成孔洞的示例過程中光致抗蝕劑層的示例實施例的截面圖。
圖4A至4D闡述了在該層內形成孔洞的示例過程中光致抗蝕劑層的示例實施例的截面圖。
圖5A闡述了在光致抗蝕劑層內形成孔洞過程的示例實施例中的示例流程。
圖5B闡述了在光致抗蝕劑層內形成孔洞過程的示例實施例中的示例流程。
圖5C闡述了在光致抗蝕劑層內形成孔洞過程的示例實施例中的示例流程。
圖6A闡述了置于襯底上的光致抗蝕劑層的示例實施例。
圖6B闡述了具有孔洞的光致抗蝕劑層的示例實施例。
圖7A闡述了置于襯底上的光致抗蝕劑層的示例實施例。
圖7B闡述了具有孔洞的光致抗蝕劑層的示例實施例。
具體實施例方式
在下述詳細描述以及附圖的多個圖示中，用相同的附圖標記表示相同的元件。
圖1闡述了具有由光致抗蝕劑腐蝕過程的示例實施例形成的孔洞2的交聯光致抗蝕劑層1的示例實施例。由光致抗蝕劑薄膜形成的層1水平地排列在x-y平面內，箭頭3示出了其方向。該孔洞從該層的上表面4沿z軸6延伸到深度5。孔洞2的上表面開口21在水平x-y平面內具有截面面積，該截面面積大于孔洞2的中間部分22在x-y平面內的截面面積。在一示例實施例中，孔洞2的下部23的截面面積等于或大于中間部分22的截面面積。
在一示例實施例中，該光致抗蝕劑層可包括負型光致抗蝕劑，例如由Microchem Corporation出售的名為SU8的光致抗蝕劑(環氧樹脂光致抗蝕劑)、或者干膜光致抗蝕劑，例如由DuPont制造的IJ5000、或其它合適的光致抗蝕劑薄膜。該光致抗蝕劑可包括暴露于電磁輻射之后在顯影溶液中變得不溶解的許多其它負型光致抗蝕劑材料中的任意一種，包括例如Shin Etsu制造的SINR-3170M。
在圖1的示例實施例中，該孔洞上部24的截面面積朝上表面遞增，朝孔洞2的中間部分22變窄。沿上部與表面形成的斜面的剖面圖25例如通常為拋物線形狀(如圖1所示)。備選地，剖面圖25可具有其它形狀，例如通常為圓錐形。該剖面圖的下部的截面面積朝底部或下表面方向遞增。
在圖1的示例實施例中，層1具有上表面4和下表面41。孔洞2具有上表面開口21和下表面開口42。該孔洞例如可形成節流孔層、節流孔板、或流體發射器的節流結構中的節流孔(或噴嘴)。在一示例實施例中，層1的下表面41可定義流體發射器中燃燒腔的上邊界，該流體發射器的一個示例為噴墨打印頭。上部21可包括一凹陷或其它缺口，這些凹陷或缺口在節流孔中用作錐口孔。
圖2A至2E闡述了用于在光致抗蝕劑薄膜的層中形成具有表面凹陷的孔洞的光致抗蝕劑腐蝕過程的示例實施例。對于特殊光致抗蝕劑，如果需要，則在處理之前用“軟烘焙”制備該層。例如，可在涂敷抗蝕劑涂層之后執行軟烘焙從而通過蒸發以除去抗蝕劑中的溶劑，軟烘焙之后該光致抗蝕劑包括無溶劑的熱塑性材料。在一示例實施例中，該無溶劑熱塑性材料包括玻璃態轉變溫度約為55℃的SU8。其它抗蝕劑可具有不同的玻璃態轉變溫度。該玻璃態轉變溫度是指聚合物從固體轉變為粘性液體的溫度。對于光致抗蝕劑材料，該玻璃態轉變溫度也可以由比容與溫度的曲線中比容斜率增大時的溫度來定義。
現在參考圖2A，光致抗蝕劑層1未被掩模8覆蓋的部分被暴露于輻射能量7。例如可以使用SVG Micralign Model 760曝光工具執行該曝光。在一示例實施例中，輻射能量7為單色的。在其它實施例中，該輻射能量包括某一光譜范圍的能量。在一示例實施例中，SU8在300至380nm范圍內是光活性的。其它光致抗蝕劑在其它波長范圍可能是光活性的。在一示例實施例中，掩模8包括對輻射能量7基本上是透明的透光部分81以及對輻射能量7基本上是不透明的不透光部分82。在一示例實施中，掩模8為具有鉻反射部分82的玻璃掩模。在一示例實施例中，該掩模為投影掩模，其中輻射能量穿過掩模，穿過光學元件，入射到晶片上。對于投影掩模的情形，該掩模可大于被投影到晶片上的掩模的圖像。投影掩模可以是整片掩模，整個晶片的曝光圖形被繪制在該掩模上；該投影掩模或者為分步-重復掩模，晶片一部分的曝光圖形被繪制在該掩模上，投影穿過該掩模的圖像分布地掃過晶片，在不同的時刻曝光晶片的不同部分。可以使用適用于特定實施所選用的具體光致抗蝕劑的任何類型的掩模。
掩模8允許輻射能量7穿過透光部分，從而曝光該層的部分12而留下未曝光部分11。光致抗蝕劑層1的未曝光部分11的形狀由掩模的不透光部分82的形狀定義，其中該不透光部分82阻斷輻射能量到達該層。在圖2A至2E所示的示例實施例中，不透光部分82基本上為圓形，直徑范圍為約20μm至約40μm。在該實施例中，掩模8在x-y平面內的輪廓定義將要形成的孔洞2的表面開口21(圖2E)在x-y平面內的形狀。例如，對于掩模定義了非圓形特征的情形，錐口孔的形狀具有該非圓形形狀。
在一示例實施例中，被曝光部分12可接收相對低劑量的輻射能量7，例如約為100mJ/cm2，或者在使用SU8的實施例中劑量范圍為約75至300mJ/cm2。可使用光刻曝光工具曝光該層。在具體應用或實施例中，劑量部分取決于所使用的工具和/或輻射能量的波長、所使用的光致抗蝕劑、光致抗蝕劑中的光活性元素的效率、待形成的孔和錐口孔的預期形狀、深度及其它特征。可基于上述參數經驗地確定預期條件和參數。在一示例實施例中，選擇預期條件和參數以形成圓形錐口孔，允許通過僅改變隨后PEB烘焙溫度而調制深度。例如，對于SU8層厚度范圍為8至30μm及約100mJ/cm2的曝光，約85至120℃的PEB形成0.2μm至3μm的錐口孔深度。在本示例實施例中，認為在曝光部分12中形成了光酸(photoacid)，而在未曝光部分11沒有形成光酸。所產生的光酸的數量通常正比于曝光劑量。在本示例實施例中，曝光部分12與未曝光部分11交接于界面14。
在圖2B中，圖2A的已曝光光致抗蝕劑層1已經經過曝光后烘焙(PEB)，在該烘焙期間在曝光部分12內發生交聯。可使用例如SVGSeries 86烘焙軌跡執行PEB。在PEB期間，在開始交聯后可能存在轉變階段。在該轉變階段，認為曝光部分12中的交聯矩陣從粘性液體轉變成凝膠，并最終形成交聯的三維分子網絡。在一示例實施例中，PEB持續時間可長達約5分鐘。然而，認為許多結構改變以及交聯的開始通常發生在該烘焙的頭幾秒內。在該轉變階段中，界面14變成滿足熱動力學混合條件的兩種不同材料之間的界面。當區域11和12內的材料可相互溶解時，滿足該熱動力學混合條件。當PEB溫度足夠高以允許一種或兩種材料擴散穿過界面14時，該熱動力學條件通常得到滿足。這是PEB溫度和錐口孔曝光劑量之間的平衡作用。當劑量太低時，聚合物中產生的光酸可能不足。這會導致被曝光區域內的交聯很少或非常慢，這反過來會導致曝光界面的濃度梯度不足，使得跨過該界面的擴散很少或為零。如果劑量太高，例如高于500mJ，在90℃PEB中迅速地發生交聯，而不形成任何錐口孔。
在一示例實施例中，在PEB期間在光致抗蝕劑的表面內形成凹陷15。認為發生這個現象，至少部分是由于穿過界面14從未曝光部分11到已曝光部分12的擴散16引起的。擴散還會導致在界面區域的層表面內出現輕微膨脹。
在一示例實施例中，選擇PEB溫度以形成相對高的擴散率，由于交聯密度在PEB期間增大，該擴散率隨時間遞減。出現足夠高擴散率的PEB溫度大于玻璃態轉變溫度，例如約為80至120℃。隨著交聯反應消耗單體，在建立擴散所需的熱動力學條件的曝光界面14(相對大的組裝單體組相對于小的單體組或單個單體單元)處形成濃度梯度。還可選擇該溫度，使得單體具有足夠能量擴散到聚合物矩陣中。
在一示例實施例中，適當的PEB溫度高于玻璃態轉變溫度和/或高于光致抗蝕劑樹脂的熔點。液體聚合物具有相對高的擴散率。當加熱該光致抗蝕劑時，單體自由地沿任一方向擴散穿過曝光邊界。在PEB期間隨著時間的進展，交聯反應使曝光區域變為凝膠，使得從曝光區域到未曝光區域的傳輸變得更加困難。從未曝光區域到曝光區域的單體傳輸導致單體凈傳輸到交聯矩陣中。這種不平衡的單體傳輸導致未曝光區域中體積降低。
在一示例實施例中，在約80至120℃溫度范圍內進行SU8光致抗蝕劑層的PEB。應選擇這樣的溫度，使得在交聯轉變階段在界面14產生足夠高的擴散率。適當溫度范圍的下端中的溫度會形成具有較窄剖面圖的凹陷，而在適當溫度范圍的高端中的溫度會導致具有較深剖面圖的錐口孔。在一示例實施例中，可形成深約3μm的凹陷。通過控制或改變曝光劑量、掩模形狀、以及烘焙溫度，可以調制該凹陷的深度。隨著PEB期間時間的進展，曝光區域中的交聯密度增大到某一程度，使得單體的傳輸受位阻限制且不會發生進一步的形狀改變。在示例實施例中，徑向對稱的曝光邊界會產生通常拋物線或圓錐形凹陷15。在一示例實施例中，對SU8采用例如100至120℃的更高PEB溫度時，會形成更接近圓錐形的錐口孔。在另一個示例實施例中，對SU8采用例如80至100℃的更低PEB溫度時，會形成更接近拋物線形的錐口孔。在使用低于約100mJ/cm2的曝光劑量的示例實施例中，在SU8中形成的錐口孔的形狀會被變形。認為錐口孔的形狀在低劑量下被變形是因為跨過界面的交聯材料的濃度梯度未得到良好定義，使得從該轉變的未交聯一側到交聯一側的凈材料擴散更小。還認為變形是發生在這樣的地方，即在低曝光劑量中光線在節流孔層中消失，使得在節流孔更深的端部中的曝光不足。
在圖2C中，通過第二掩模8’將光致抗蝕劑層曝光于輻射能量。在該示例實施例中，不透光部分82’小于第一掩模8的不透光部分82(圖2A)。在一示例實施例中，掩模8’被排列成曝光在先前曝光中未曝光的層部分，而在先前曝光中未曝光的其它部分仍保持不曝光。在第一次曝光中未被曝光而在第二次曝光中被曝光的該層部分包括部分曝光部分17。在先前曝光中未被曝光而在這次曝光中保持不被曝光的這些部分包括未曝光部分11’。掩模8’在x-y平面內的輪廓定義孔洞中間部分的最窄部分的形狀。在一示例實施例中，該中間部分的直徑約為15μm。在本示例實施例中，第二掩模8’被排列成使得未曝光部分11’在x-y平面內被包括或包圍在部分曝光部分17內。
在一示例實施例中，曝光使該部分曝光部分17承受的劑量高于曝光部分12在先前曝光中接收到的劑量。在示例實施例中，該部分曝光部分接收的劑量范圍約為600至2000mJ/cm2，例如約為1000mJ/cm2。在一示例實施例中，用于定義未曝光部分11’的劑量相對高于在部分12的第一次曝光中的曝光能量，從而限制單體在隨后PEB中穿過轉變14’從未曝光部分11’到部分曝光部分17的擴散。認為通過在部分曝光部分中提供更快的交聯可降低凹陷的變形，導致穿過界面14’從未曝光部分到部分曝光部分的擴散減小。在兩次曝光中曝光部分12接收的總劑量大于部分曝光部分17接收的總劑量。
在圖2D中，已曝光光致抗蝕劑層已經承受PEB。在一示例實施例中，PEB的溫度范圍約為80至120℃，例如約為90℃。使用太低的溫度可能增大最后產品的變異性。使用太高的溫度可能在光致抗蝕劑中產生非預期的應力。然而，具體實施例中使用的具體溫度取決于所使用的材料、所形成的結構、以及該產品將來的用途。在PEB期間，在部分曝光部分17內發生交聯。還認為會發生穿過轉變14’的擴散16’，導致在未曝光部分11的上表面的凹陷15’。在一示例實施例中，沿轉變14’的部分曝光部分17中的交聯材料定義待形成的孔洞的下部的內壁。
在圖2E中，例如已經使用溶劑來顯影層1。在一示例實施例中，該溶劑包括乳酸乙酯、雙丙酮醇、或n-甲基-2-吡咯烷酮中的至少一種，或適用于所使用的具體光致抗蝕劑的其它溶劑。該溶劑除去未曝光部分11’(圖2C所示)，在光致抗蝕劑層1內留下孔洞2。孔洞2包括下部23、中間部分22、和上部24。在圖2E和這里的其它圖中，僅通過示例的方式示出了具有平行側面的下部。應該了解到，在示例實施例中，下部可朝底部變寬或朝下表面變寬。在一示例實施例中，層1在處理過程中被置于其它材料層頂部。在一示例實施例中，其它材料形成的層被置于流體發射器的阻擋層的間隔內，例如材料94填充將要形成流體發射器的燃燒腔的間隔(圖6A)。材料94可溶解于溶劑，且在顯影過程可除去該材料(圖6B)。
本領域技術人員可了解到，在本實施例及其它實施例中，光致抗蝕劑部分吸收的劑量是有效劑量，即輻射能量足以產生足夠的光酸以創建形成這里所述結構的條件。該有效劑量可能不是基于輻射能量強度的入射到光致抗蝕劑上的總能量劑量。例如，對于光致抗蝕劑對特定波長范圍內的光線更具活性而對其它波長范圍內的光線的活性較小的情形，可由輻射強度在產生光酸的整個波長范圍上的分布確定該有效劑量。對于特定數量的輻射能量，在產生更多數量光酸的波長的權重能量更大的分布所提供的有效劑量大于產生光酸的波長的權重能量較小的分布。可由產生預期數量光酸的任意波長分布提供足以產生足夠光酸的劑量或有效劑量，從而創建形成預期孔洞的條件。增大該劑量意味著提高任意這些分布中產生光酸的波長的強度。通過波長濾波特定輻射源或通過調諧輻射源的輸出或選擇不同輻射源，可以獲得特定的波長分布。
圖3A至3C闡述了使用曝光步驟在光致抗蝕劑層1中形成孔洞2的另外示例實施例。在圖3A中，通過掩模8將光致抗蝕劑層1曝光于輻射能量7。該掩模具有透光部分81、部分透光部分83、以及不透光部分82。透光部分81允許輻射能量7曝光光致抗蝕劑1的曝光部分12。部分透光部分83對輻射能量是部分透明的，允許部分輻射能量穿過同時阻斷部分輻射能量。部分透光部分83允許部分輻射能量曝光光致抗蝕劑1的部分曝光部分17。部分曝光部分17接收的劑量低于曝光部分12通過透光部分81接收的劑量。不透光部分82阻斷輻射能量，留下光致抗蝕劑1的未曝光部分11。在使用SU8的示例實施例中，部分透光部分82的透射率范圍為5％至50％。在一示例實施例中，透光部分81允許特定波長或波長范圍的輻射能量穿過。可選擇該光致抗蝕劑使得第一部分內的光致抗蝕劑接收到的劑量足以產生形成這里所述孔洞所需的足夠光酸。部分透光部分允許不同的特定波長或波長范圍的輻射能量穿過。可選擇該光致抗蝕劑使得第二部分內的光致抗蝕劑接收到的劑量足以產生形成這里所述孔洞所需的足夠光酸。
在圖3B中，圖3A的已曝光光致抗蝕劑已經過PEB。在使用SU8光致抗蝕劑的示例實施例中，在80至120℃范圍內進行PEB，并持續約5分鐘。在PEB期間，認為發生了在部分曝光部分17和完全曝光部分12之間穿過界面14的擴散16，還認為發生了在部分曝光部分17和未曝光部分11之間穿過界面14’的擴散16’。認為該擴散導致在部分透光部分17內形成凹陷15，并導致在未曝光部分內形成凹陷15’。在一示例實施例中，可選擇工藝參數以最小化擴散16’的數量，同時最大化擴散16的數量。
在圖3C的示例實施例中，光致抗蝕劑層1已經被顯影，由此從未曝光部分除去任何殘余的材料。結果的孔洞2包括下部23、中間部分22、和上部24。孔洞2從上表面4的上表面開口21延伸到下表面41的下表面開口42。在一示例實施例中，層1的厚度范圍為約8至30μm。該厚度可以更薄或更厚。
在圖4A至4D所示的另外示例實施例中，在第一次曝光后沒有執行PEB的情況下，在光致抗蝕劑層中形成具有表面凹陷的孔洞。在圖4A中，通過掩模8將光致抗蝕劑層曝光于輻射能量。該掩模具有不透光部分82和透過部分81。該透光部分允許輻射能量穿過，由此將曝光部分曝光于輻射能量7。該不透光部分阻斷能量穿過，由此留下未曝光部分11。
在圖4B中，通過具有透光部分81’和不透光部分82’的掩模8’而將光致抗蝕劑曝光于輻射能量7。透光部分81’允許輻射能量穿過，由此將曝光部分曝光于附加的輻射能量，并將部分曝光的部分曝光于輻射能量。不透光部分82’阻斷輻射能量，由此留下未曝光部分11’。在一示例實施例中，劑量范圍約為100至2000mJ/cm2。在第一次曝光后該光致抗蝕劑未經過PEB。在曝光之間沒有PEB的示例實施例中，掩模順序可以逆轉。
在圖4C中，光致抗蝕劑已經過PEB。在PEB期間，發生了部分曝光部分17和完全曝光部分12之間穿過界面14的擴散16，并發生了部分曝光部分17和未曝光部分11之間穿過界面14’的擴散16’。該擴散導致在部分曝光部分17內形成凹陷15，并在未曝光部分內形成凹陷15’。在一示例實施例中，可選擇該工藝參數以最小化擴散16’的數量并最大化擴散16的數量。
在圖4D中，該層已經被顯影，由此從未曝光部分除去任何殘余材料。結果的孔洞2包括下部23、中間部分22、和上部24。孔洞2從上表面4的上表面開口21延伸到下表面41的下表面開口部分42。
圖5A、5B、和5C為闡述了分別在圖2A至2E、圖3A至3C以及圖4A至4D中所闡述工藝的示例實施例的工藝圖示。在圖5A的示例實施例中，層經過通過第一掩模的第一次曝光100、第一次PEB 110、通過第二掩模的第二次曝光120、第二次PEB 130，并被顯影140。在圖5B的示例實施例中，光致抗蝕劑層經過通過掩模的曝光101(該掩模具有不透光部分和部分透光部分)，經過PEB 131，并被顯影141。在圖5C的示例實施例中，光致抗蝕劑層經過通過第一掩模的第一次曝光102、通過第二掩模的第二次曝光122、PEB 132，并被顯影142。
應當理解的是，掩模可包括多個不透光部分和/或部分透光部分，對應于將在光致抗蝕劑層內形成的多個孔洞和凹陷。在一示例實施例中，多個孔洞和凹陷可對應于諸如噴墨打印頭的流體發射器中具有錐口孔的多個鉆孔(或噴嘴)和/或鉆孔陣列。
圖6A闡述了在形成任意孔洞之前置于底下層9表面91上的光致抗蝕劑層的示例實施例。該光致抗蝕劑層包括諸如噴墨打印頭的流體發射器的節流孔板或節流孔層1。底下層9包括流體發射器的阻擋層(或腔層)9。阻擋層9可包括定義腔93的交聯光致抗蝕劑92。一個或多個腔93可包括例如燃燒腔、流體通道等。可用填充物94填充腔93。在示例實施例中，填充物94是可溶解的并在光致抗蝕劑層(或節流孔層)1的顯影過程中被溶解。在一示例實施例中，該填充物可包括光致抗蝕劑或光致抗蝕劑樹脂。在一示例實施例中，該填充物包括由MicrochemCorporation制造的PMGI(聚甲基戊二酰亞胺)。阻擋層9置于襯底100的表面上。在示例打印頭中，包括用于流體發射器的電路和加熱電阻的薄膜層(未示出)可位于襯底100的表面101上。在此為了描述清楚而省略了這些特征。
圖6B闡述了在層1中通過光腐蝕已經形成孔洞2之后的圖6A的示例實施例。在一示例實施例中，腔93可包括諸如噴墨打印頭的流體發射器的燃燒腔。
圖7A闡述了在層1中形成孔洞之前光致抗蝕劑層1的示例實施例。層1為置于襯底100表面101上的光致抗蝕劑材料厚層20的表面部分。厚層20在一次或多次曝光100、101、102、120、122(圖5A至5C)中被曝光的深度而定義層1。在層1下方，即使在一次或多次曝光之后，子表面部分201保持未被曝光。厚層20可經過初步處理(在曝光100、101、102、120、122(圖5A至5C)之前)以形成交聯部分202。這些交聯部分的邊緣203可定義在顯影過程中將要形成的腔的壁。
圖7B闡述了在層1中光腐蝕孔洞2之后圖7A的示例實施例。在顯影過程中未曝光的子表面部分201處的腔仍然保留下來。
層1可層疊或旋涂到襯底5上。在一示例實施例中，可采用軟烘焙制備該層。在一示例實施例中，軟烘焙的溫度范圍為80至120℃，時間約15分鐘。
在一示例實施例中，用于制作沒有錐口孔的鉆孔的現有工藝可被調整成提供具有錐口孔的鉆孔。對形成噴嘴工藝添加的步驟數目取決于所采用的具體實施例。該技術可轉移到各種現有工藝。
在一示例實施例中，在沒有光腐蝕表面凹陷的情況下用于形成孔洞的工藝包括圖形化曝光、PEB、和顯影。通過添加附加曝光(圖5C)或附加曝光和附加PEB(圖5A)，或者通過改變曝光中使用的掩模(圖5B)，可以改變該實施例。
這里所討論的工藝和方法的示例實施例可形成深度范圍為-0.1到至少3.5μm深的錐口孔。在具有相對小(例如直徑約為20μm)錐口孔的示例實施例中可形成具有負深度的錐口孔(換而言之，該錐口孔從表面向上凸起)，其中錐口孔區域中接收到的劑量相對低(例如劑量范圍為約100至300mJ/cm2)而抗蝕劑體接收到的劑量相對高(例如劑量范圍為約1000mJ/cm2)。通過調制錐口孔直徑、烘焙溫度等，可獲得對錐口孔深度的控制。錐口孔深度主要由錐口孔曝光劑量(曝光100、101、102(圖5A至5C))和隨后錐口孔PEB(PEB 110、131、132(圖5A至5C))控制。
將會了解到，上述實施例純粹是闡述了可代表本發明原理的可能具體實施例。在不離開本發明的范圍和精神的情況下，本領域技術人員可根據這些原理容易地實現其它排列。
權利要求
1.在光致抗蝕劑層(1)的表面(4)內形成凹陷(15)的方法，包括使用第一劑量的輻射能量7曝光(100、120、101、102、122)光致抗蝕劑層(1)的第一部分(12)；使用第二劑量的輻射能量(7)曝光(120、101、122)光致抗蝕劑層的第二部分(17)；以及烘焙(110、130、131、132)該層。
2.權利要求1的方法，其中在使用第二劑量的輻射能量曝光(120、101、122)該光致抗蝕劑層的第二部分之后，對該層進行所述烘焙(130、131、132)。
3.權利要求1的方法，其中所述層烘焙包括在通過第一掩模8曝光(100)該層之后并在通過第二掩模8’曝光(120)該層之前烘焙(110)該層；以及在通過第二掩模8’曝光(120)該層之后隨后烘焙(130)該層。
4.任一前述權利要求的方法，其中使用第一輻射劑量對光致抗蝕劑層第一部分的所述曝光(100、120、102、122)包括通過第一掩模(8)曝光(100、102)該層，第一掩模具有對應于該層第一部分的透光部分(81)和對應于該層第二部分及第三部分(11’)的不透光部分(82)；所述曝光(100、120、102、122)還包括通過第二掩模(8’)曝光(120、122)該層，第二掩模具有對應于第一部分和第二部分的透光部分(81’)和對應于第三部分的不透光部分(82’)；以及其中所述將該光致抗蝕劑層的第二部分曝光(120、122)于第二劑量包括通過第二掩模曝光該層。
5.權利要求3或4的方法，其中通過第一掩模對該層的所述曝光(100、102)包括使用劑量范圍約為75至300mJ/cm2曝光該層。
6.權利要求3至5中任意一個的方法，其中通過第二掩模對該層的所述曝光(120、122)包括使用劑量范圍約為600至2000mJ/cm2曝光該層。
7.權利要求1的方法，進一步包括留下該層的第三部分(11)使其不曝光于該輻射能量，其中將該層第一部分曝光(101)于第一劑量包括通過具有對應于該層第一部分的透光部分81的掩模8而曝光該層；曝光(101)該層第二部分包括通過掩模而曝光該層，其中該掩模還具有對應于該層第二部分的部分透光部分(83)；以及其中所述留下該光致抗蝕劑層的第三部分(11)而不曝光于該輻射能量包括通過該掩模曝光該層，該掩模還具有和該層第三部分(11)相對應的不透光部分(82)。
8.任一前述權利要求的方法，其中在該層的所述烘焙期間凹陷(15)形成于該層第二部分(17)內的層(1)的表面(4)上。
9.任一前述權利要求的方法，其中所述烘焙(110、130、131、132)該層包括在80至120攝氏度的溫度范圍內烘焙該層。
10.一種流體噴射裝置，包括節流孔層(1)中具有錐口孔(15)的節流孔(2)，其中該錐口孔(15)包括由任一前述權利要求的方法形成的凹陷(15)。
全文摘要
在光致抗蝕劑層(1)的表面(4)內形成凹陷(15)的方法，該方法包括使用第一劑量的輻射能量(7)曝光(100、120、101、102、122)光致抗蝕劑層的第一部分(12)。使用第二劑量的輻射能量(7)曝光(120、101、122)該層的第二部分(17)。第二劑量小于第一劑量。烘焙(110、130、131、132)該層。
文檔編號B01J2/14GK1890610SQ200480036934
公開日2007年1月3日 申請日期2004年11月29日 優先權日2003年12月12日
發明者M·夏拉維, T·R·斯特朗 申請人:惠普開發有限公司