[发明专利]形成漏斗状喷嘴

权利要求书

1.一种用于制造喷射流体滴的喷嘴的工艺，所述工艺包括：

在半导体衬底的顶表面上形成构图的光刻胶层，所述构图的光刻胶层包括开口，所述开口具有平滑地接合到所述构图的光刻胶层的暴露顶表面的弯曲侧表面；

通过所述构图的光刻胶层中的所述开口，对所述半导体衬底的所述顶表面进行蚀刻以形成直壁凹部，所述直壁凹部具有基本上垂直于所述半导体衬底的所述顶表面的侧表面；以及

在形成所述直壁凹部之后，对所述构图的光刻胶层和所述半导体衬底进行干法蚀刻，其中所述干法蚀刻沿所述构图的光刻胶层的表面轮廓逐渐减薄所述构图的光刻胶层，同时将所述直壁凹部变形成漏斗状凹部，所述漏斗状凹部包括直壁底部和弯曲顶部，所述弯曲顶部具有朝向所述直壁底部逐渐会聚且平滑地接合到所述直壁底部的弯曲侧壁，并且所述弯曲顶部所包围的体积显著大于所述直壁底部所包围的体积。

2.根据权利要求1所述的工艺，其中，在所述半导体衬底的所述顶表面上形成所述构图的光刻胶层包括：

在所述半导体衬底的所述顶表面上沉积均匀光刻胶层；

在所述均匀光刻胶层中形成初始开口，其中所述初始开口具有基本上垂直于所述均匀光刻胶层的暴露顶表面的侧表面；

在所述均匀光刻胶层中形成所述初始开口之后，通过加热使所述均匀光刻胶层软化，直到所述初始开口的顶边缘在表面张力的作用下变得圆滑；以及

在通过加热进行所述软化之后，使所述均匀光刻胶层重新硬化，同时所述初始开口的所述顶边缘保持圆滑。

3.根据权利要求2所述的工艺，其中，沉积在所述半导体衬底的所述顶表面上的所述均匀光刻胶层的厚度至少为10微米。

4.根据权利要求2所述的工艺，其中，通过加热使所述均匀光刻胶层软化还包括：

在真空环境中对其中形成有所述初始开口的所述均匀光刻胶层进行加热，直到所述均匀光刻胶层中的光刻胶材料在表面张力的作用下回流。

5.根据权利要求2所述的工艺，其中，对所述均匀光刻胶层进行加热包括：

将所述均匀光刻胶层加热到160-250摄氏度的温度。

6.根据权利要求2所述的工艺，其中，使所述均匀光刻胶层重新硬化包括：

在真空环境中对所述均匀光刻胶层进行冷却，同时所述初始开口的所述顶边缘保持圆滑。

7.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述弯曲顶部的顶部开口的宽度是所述弯曲顶部的底部开口的宽度的至少4倍。

8.根据权利要求1所述的工艺，其中，对所述半导体衬底的所述顶表面进行蚀刻以形成所述直壁凹部包括：

使用博世工艺，通过所述构图的光刻胶层中的所述开口来对所述半导体衬底的所述顶表面进行蚀刻。

9.根据权利要求1所述的工艺，其中，形成所述漏斗状凹部的所述干法蚀刻对于所述构图的光刻胶层和所述半导体衬底具有基本上相同的蚀刻速率。

10.根据权利要求1所述的工艺，其中，形成所述漏斗状凹部的所述干法蚀刻形成所述构图的光刻胶层下方的所述弯曲顶部的至少一部分。

11.根据权利要求1所述的工艺，其中，形成所述漏斗状凹部的所述干法蚀刻包括使用CF₄/CHF₃气体混合物的干法蚀刻。

12.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述构图的光刻胶层中的所述开口在平行于所述构图的光刻胶层的所述暴露顶表面的平面中具有圆形截面形状。

13.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述漏斗状凹部在平行于所述半导体衬底的所述顶表面的平面中具有圆形截面形状。

14.一种用于喷射流体滴的装置，包括：

其中形成有漏斗状喷嘴的半导体衬底，其中所述漏斗状喷嘴包括直壁底部和弯曲顶部，所述弯曲顶部具有朝向所述直壁底部逐渐会聚且平滑地接合到所述直壁底部的弯曲侧表面，漏斗状喷嘴具有基本上垂直于所述半导体衬底的顶表面的对称轴，并且所述弯曲顶部所包围的体积显著大于所述直壁底部所包围的体积。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，在包含所述对称轴的平面内，所述弯曲顶部的顶部开口比所述弯曲顶部的底部开口宽至少70微米。