JP2012531053A - Method for removing photoresist and etching residues from vias - Google Patents

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ダレル ラリュー マクレイノルズ,
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ヴァレリー ボーデランヌ,
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Abstract

【課題】フォトレジストを除去するための優れた方法などを提供する。
【解決手段】ベール除去と同時にフォトレジストを除去する方法が提供される。この方法は、O、NHおよびCFなどのフッ素含有ガスを含むガス化学種から形成されたプラズマを用いる。この方法は、インクジェットプリントヘッド作製などのMEMS作製プロセスでの使用に特に適している。
【選択図】図18
An excellent method for removing a photoresist is provided.
A method for removing photoresist simultaneously with veil removal is provided. This method uses a plasma formed from a gas species including a fluorine-containing gas such as O 2 , NH 3 and CF 4 . This method is particularly suitable for use in MEMS fabrication processes such as inkjet printhead fabrication.
[Selection] Figure 18

Description

本発明は、プリンタの分野に関し、特に、MEMSインクジェットプリントヘッドの分野に関する。本発明は、主に、MEMSインクジェットプリントヘッドの作製を向上させるために開発されてきたが、本発明は、任意のMEMS作製プロセスにも同様に適応可能である。   The present invention relates to the field of printers, and in particular to the field of MEMS inkjet printheads. Although the present invention has been developed primarily to improve the fabrication of MEMS inkjet printheads, the present invention is equally applicable to any MEMS fabrication process.

これまで数多くの異なるタイプの印刷術が発明され、その多くが現在でも使用されている。既知の印刷形態は、適切なマーキング媒体で印刷媒体をマーキングするための種々の方法を有する。一般的に使用されている印刷形態には、オフセット印刷、レーザ印刷および複写デバイス、ドットマトリクス式インパクトプリンタ、感熱紙プリンタ、フィルムレコーダ、熱転写プリンタ、昇華型プリンタ、およびドロップ・オン・デマンド式および連続フロー式の両方のインクジェットプリンタがある。コスト、速度、品質、信頼性、構造および動作の簡潔性などの面で、どのタイプのプリンタにも特有の利点および問題がある。   Many different types of printing have been invented, many of which are still in use today. Known printing forms have various methods for marking print media with suitable marking media. Commonly used printing forms include offset printing, laser printing and copying devices, dot matrix impact printers, thermal paper printers, film recorders, thermal transfer printers, sublimation printers, and drop-on-demand and continuous There are both flow type inkjet printers. Every type of printer has its own advantages and problems in terms of cost, speed, quality, reliability, structure and simplicity of operation.

近年、個々のインクピクセルのそれぞれが1つ以上のインクノズルから生じるインクジェット印刷の分野が、主に、その低価格性と多用途性により、ますます普及してきた。   In recent years, the field of ink jet printing, where each individual ink pixel originated from one or more ink nozzles, has become increasingly popular, mainly due to its low cost and versatility.

インクジェット印刷に関する多くの異なる技術が発明されてきた。この分野の概要を得るために、J Mooreによる文献、「Non−Impact Printing:Introduction and Historical Perspective」(Output Hard Copy Devices,Editors R Dubeck and S Sherr,pages 207〜220(1988))を参照されたい。   Many different techniques for ink jet printing have been invented. To obtain an overview of this field, see the article by J Moore, “Non-Impact Printing: Introduction and Historical Perspective” (Output Hard Copy Devices, Editors R Dubeck and S Scher, 207, page 207). .

インクジェットプリンタは、多くの異なるタイプのものがある。インクジェット印刷に連続したインク流が利用され始めたのは、少なくとも、Hansellの米国特許第1941001号明細書において簡易な形態の連続流式静電インクジェット印刷が開示された1929年まで遡る。   Ink jet printers are of many different types. The continuous use of ink flow for ink-jet printing dates back to at least 1929, when a simple form of continuous-flow electrostatic ink-jet printing was disclosed in Hansell U.S. Pat. No. 194,001.

また、Sweetらの米国特許第3596275号明細書にも、液滴分離を生じさせるようにインクジェット流が高周波静電場によって変調されるステップを含む連続式インクジェット印刷プロセスが開示されている。この技術は、今でも、Elmjet社およびScitex社を含む何社かのメーカーによって利用されている(Sweetらの米国特許第3373437号明細書を参照されたい)。   US Pat. No. 3,596,275 to Sweet et al. Also discloses a continuous ink jet printing process that includes the step of modulating the ink jet stream by a high frequency electrostatic field to produce droplet separation. This technology is still used by several manufacturers, including Elmjet and Scitetex (see US Pat. No. 3,373,437 to Sweet et al.).

また、圧電インクジェットプリンタが、一般的に利用されているインクジェット印刷デバイスの1つの形態である。圧電システムは、ダイアフラム(diaphragm)動作モードを利用するKyserらの米国特許第3946398号明細書(1970年)、圧電結晶のスクイーズ(squeeze)動作モードを開示したZoltenの米国特許第3683212号明細書(1970年)、圧電動作のベンド(bend)モードを開示したStemmeの米国特許第3747120号明細書(1972年)、インクジェット流の圧電プッシュ(push)モード作動を開示したHowkinsの米国特許第4459601号明細書、およびせん断(shear)モード型の圧電トランスデューサ要素を開示したFischbeckの米国特許第4584590号明細書に開示されている。   A piezoelectric ink jet printer is one form of a commonly used ink jet printing device. Piezoelectric systems include Kyser et al. US Pat. No. 3,946,398 (1970), which utilizes a diaphragm operating mode, and Zolten US Pat. No. 3,683,212, which disclosed a piezoelectric crystal squeeze operating mode. 1970), Stemme, US Pat. No. 3,747,120 (1972), which disclosed a bend mode of piezoelectric operation, and Hawkins, US Pat. No. 4,459,601, which disclosed piezoelectric push mode operation of an ink jet stream. And Fischbeck, U.S. Pat. No. 4,584,590, which discloses a shear mode type piezoelectric transducer element.

最近では、サーマルインクジェット印刷が、広く普及した形態のインクジェット印刷形態となっている。インクジェット印刷技術は、Endoらの英国特許第2007162号明細書(1979年)およびVaughtらの米国特許第4490728号明細書に開示されているものを含む。前述した参照文献は共に、ノズルなどの狭窄空間に気泡を発生させることで、限定された空間に接続された開口から適切な印刷媒体にインクを噴射させる電熱アクチュエータの作動に依存したインクジェット印刷技術を開示したものである。電熱アクチュエータを利用する印刷デバイスは、Canon(登録商標)社、Hewlett Packard(登録商標)社などのメーカーによって製造されている。   Recently, thermal ink jet printing has become a widely used form of ink jet printing. Inkjet printing techniques include those disclosed in Endo et al., British Patent No. 200700712 (1979) and Vaught et al., US Pat. No. 4,490,728. Both of the above-mentioned references include an ink jet printing technique that relies on the operation of an electrothermal actuator that ejects ink onto an appropriate print medium from an opening connected to a limited space by generating bubbles in a confined space such as a nozzle. It is disclosed. Printing devices that use electrothermal actuators are manufactured by manufacturers such as Canon (registered trademark) and Hewlett Packard (registered trademark).

以上のことから分かるように、多くの異なるタイプの印刷技術が利用可能である。理想的には、印刷技術は、多数の所望の特質を有するべきである。これらの特質には、安価な構造および動作、高速動作、安全性および継続的な長期動作などがある。各技術は、コスト、速度、品質、信頼性、電力使用量、組立動作の簡易性、耐久性および消耗部品の面でそれぞれ特有の利点および欠点がありうる。   As can be seen from the foregoing, many different types of printing techniques are available. Ideally, the printing technology should have a number of desired attributes. These attributes include inexpensive structure and operation, high speed operation, safety and continuous long-term operation. Each technology may have its own advantages and disadvantages in terms of cost, speed, quality, reliability, power usage, ease of assembly operation, durability and consumable parts.

本出願人は、MEMS技術によって作製された多数のインクジェットプリントヘッドをこれまで開発してきた。典型的に、MEMS作製は、複数のフォトレジスト堆積および除去ステップを用いる。通例、フォトリソグラフィマスクとして使用される比較的薄いフォトレジスト層(およそ1ミクロン以下)の除去は容易である。標準的な条件では、「アッシング」という名称で当技術分野において知られているプロセスで任意のフォトレジストを酸化的に除去する酸素プラズマを用いる。   The applicant has developed a number of inkjet printheads made by MEMS technology. Typically, MEMS fabrication uses multiple photoresist deposition and removal steps. Typically, removal of a relatively thin photoresist layer (approximately 1 micron or less) used as a photolithography mask is easy. Standard conditions use an oxygen plasma that oxidatively removes any photoresist in a process known in the art under the name “ashing”.

インクジェットノズルアセンブリの作製において、本出願人は、他の材料(例えば、ヒータ材料、ルーフ構造など)が堆積されうる犠牲スカフォルド(scaffold)としてフォトレジストを用いてきた。この技術により、比較的複雑なノズルアセンブリを組み立てることができる。しかしながら、粘性、耐熱性のある比較的厚いフォトレジスト層を堆積することが要求される。以下にさらに詳細に説明するように、最大30ミクロンのフォトレジスト層またはプラグが要求されることもある。さらに、このフォトレジストは、引き続き高温堆積ステップ中、例えば、金属またはセラミック材料をフォトレジストに堆積する間に逆流しないように、完全に堅焼き(hardbake;ハードベーク)され、紫外線硬化されなければならない。   In making inkjet nozzle assemblies, Applicants have used photoresist as a sacrificial scaffold on which other materials (eg, heater materials, roof structures, etc.) can be deposited. This technique allows for the assembly of relatively complex nozzle assemblies. However, it is required to deposit a relatively thick photoresist layer that is viscous and heat resistant. As described in more detail below, a photoresist layer or plug of up to 30 microns may be required. Furthermore, the photoresist must be completely hardbake and UV cured so that it does not flow back during subsequent high temperature deposition steps, for example, while depositing metal or ceramic material on the photoresist.

典型的なMEMSプリントヘッド作製プロセスにおいて、最終的なアッシングステップが、作製プロセス中に用いられるフォトレジストスカフォルドおよびフォトレジストプラグを含む、ノズルアセンブリにあるすべての残留フォトレジストを除去する。これまで、フォトレジストを最終段階または後段階で除去するために、従来のOプラズマアッシング技術が用いられてきた。 In a typical MEMS printhead fabrication process, the final ashing step removes all residual photoresist in the nozzle assembly, including the photoresist scaffold and photoresist plug used during the fabrication process. In the past, conventional O 2 plasma ashing techniques have been used to remove the photoresist in a final or subsequent stage.

しかしながら、堅焼き(hardbake;ハードベーク)および紫外線硬化された厚いフォトレジスト層は、アッシングに対する耐性が高く、従来のOアッシング技術によって比較的ゆっくり除去される。これは、アッシング時間を延長し、および/またはアッシング温度を上昇させる必要があることを意味する。アッシング時間の延長および/またはアッシング温度の上昇は、アッシングプロセス中、他のMEMS構造(例えば、ノズルチャンバ、アクチュエータ)へのダメージの危険性が高まるため望ましくない。さらに、一般に、処理時間を短縮し、最終的には、各プリントヘッドのコストを低減するように、各MEMS処理ステップの効率を上げる必要がある。 However, hard-baked (hardbake; hard bake) and a thick photoresist layer that is UV cured, resistant to the ashing is high, is relatively slowly removed by conventional O 2 ashing. This means that the ashing time needs to be extended and / or the ashing temperature needs to be raised. Extending the ashing time and / or increasing the ashing temperature is undesirable because it increases the risk of damage to other MEMS structures (eg, nozzle chambers, actuators) during the ashing process. In addition, it is generally necessary to increase the efficiency of each MEMS processing step to reduce processing time and ultimately reduce the cost of each printhead.

アッシング速度を高めるために、Oとフッ素化ガス(例えば、CF)との組合せが知られている。しかしながら、本出願人は、O/CFガス化学種では、アッシング速度を高めるために、多量のCF(>10%)が必要になることを見出した。高濃度のCFでは、このアッシング条件は、本出願人のプリントヘッドの窒化シリコンノズル構造に悪影響を及ぼす。このように、O/CFは、本出願人のプリントヘッドから、堅焼き(hardbake;ハードベーク)されたフォトレジストを除去するためには満足できるレベルにないことが判明した。 In order to increase the ashing rate, a combination of O 2 and a fluorinated gas (eg, CF 4 ) is known. However, Applicants have found that O 2 / CF 4 gas species require large amounts of CF 4 (> 10%) to increase the ashing rate. At higher concentrations of CF 4, the ashing conditions adversely affects the silicon nitride nozzle structure of the applicant of the print head. Thus, it has been found that O 2 / CF 4 is not at a satisfactory level for removing hardbake photoresist from Applicant's printhead.

また、アッシング速度を高めるためにO/Nを使用することも知られているが、Nを添加しても、堅焼き(hardbake;ハードベーク)されたフォトレジストを除去するために純粋なOより改善されるが、その程度は緩やかである。 It is also known to use O 2 / N 2 to increase the ashing rate, but the addition of N 2 is pure to remove hard-baked photoresist. Although improved over O 2 , the degree is moderate.

したがって、前述したものから、MEMS作製技術においてフォトレジストの除去効率を高める必要があることを認識されたい。   Accordingly, it should be recognized from the foregoing that the photoresist removal efficiency needs to be increased in MEMS fabrication techniques.

フォトレジストの除去と同時に、エッチングされたビアから「ベール(veil)」を除去することがさらに望ましい。ポストエッチング残留物または「ベール」は、異方性エッチングプロセス(例えば、ボッシュプロセス)の副生成物としてビア側壁に沿って形成される。ベールは、当技術分野において十分に認識された問題であり、除去しにくいことでも知られている。ベールは、典型的に、エッチングされた材料の潜在種を含み、一般に、酸炭化シリコン化合物である。ポリマーを形成する異方性エッチング化学種(例えば、ボッシュプロセス)が、通例、攻撃的なウェット化学溶剤を使用してしか除去されないベールを生じる。さらに、高温でOを使用する従来のアッシングは、典型的に、ベールの問題をさらに深刻化し、ベールの除去はさらに困難になる。したがって、高信頼性であり、ウェハにダメージを与えうる攻撃的なウェット化学種を必要としないドライベール除去プロセスが必要とされている。 It is further desirable to remove the “veil” from the etched via simultaneously with the removal of the photoresist. Post etch residues or “veils” are formed along the via sidewalls as a byproduct of an anisotropic etch process (eg, the Bosch process). Veil is a well-recognized problem in the art and is also known to be difficult to remove. The veil typically contains a potential species of etched material and is generally a silicon oxycarbide compound. The anisotropic etch species that form the polymer (eg, the Bosch process) typically results in veils that are only removed using aggressive wet chemical solvents. Furthermore, conventional ashing using O 2 at high temperatures typically exacerbates the veil problem and makes it more difficult to remove the veil. Therefore, there is a need for a dry veil removal process that is reliable and does not require aggressive wet species that can damage the wafer.

プリントヘッドの作製において上述した需要が存在するが、任意のMEMS作製プロセス、特に、堅焼き(hardbake;ハードベーク)および/または紫外線硬化された比較的厚い犠牲フォトレジスト層を使用するMEMS作製プロセスが、フォトレジスト除去および/またはベール除去の改良された技術から利益を得られることを認識されたい。   While the above-described demand exists in printhead fabrication, any MEMS fabrication process, particularly a MEMS fabrication process that uses a relatively thick sacrificial photoresist layer that is hardbake and / or UV cured, It should be appreciated that benefits from improved techniques of photoresist removal and / or veil removal can be obtained.

米国特許第1941001号US Patent No. 194001 米国特許第3596275号US Pat. No. 3,596,275 米国特許第3373437号U.S. Pat. No. 3,373,437 米国特許第3946398号U.S. Pat. No. 3,946,398 米国特許第3683212号US Pat. No. 3,683,212 米国特許第3747120号US Pat. No. 3,747,120 米国特許第4459601号U.S. Pat. No. 4,459,601 米国特許第4584590号U.S. Pat. No. 4,584,590 英国特許第2007162号British Patent No. 2007162 米国特許第4490728号U.S. Pat.No. 4,490,728

J Moore著、文献「Non−Impact Printing:Introduction and Historical Perspective」、Output Hard Copy Devices、Editors:R Dubeck and S Sherr、pages207〜220(1988)J Moore, literature "Non-Impact Printing: Introduction and Historical Perspective", Output Hard Copy Devices, Editors: R Dubeck and S Sherr, pages 207-220 (198-220).

第1の態様において、O、NHおよびフッ素含有ガスを含むガス化学種から形成されたプラズマを用いる、基板からフォトレジストを除去する方法が提供される。本発明による方法により、従来のOプラズマまたはO/Nプラズマを使用したアッシング速度と比較して、少なくとも20%、少なくとも50%または少なくとも100%、驚くほど有益にアッシング速度が高められる。 In a first aspect, a method is provided for removing a photoresist from a substrate using a plasma formed from a gas species including O 2 , NH 3 and a fluorine-containing gas. The method according to the invention surprisingly beneficially increases the ashing rate by at least 20%, at least 50% or at least 100% compared to the ashing rate using conventional O 2 plasma or O 2 / N 2 plasma.

本発明による方法は、従来のOまたはO/Nアッシングプラズマとは対照的に、基板のエッチングされたビアのベールを同時に除去する。 The method according to the present invention simultaneously removes the veil of the etched via in the substrate, as opposed to a conventional O 2 or O 2 / N 2 ashing plasma.

任意に、フッ素含有ガスはCFである。 Optionally, a fluorine-containing gas is CF 4.

任意に、フッ素含有ガスは、5容量%未満の濃度で上記ガス化学種に存在する。フッ素含有ガスの量は、通例、基板にある任意の窒化シリコンプリントヘッド構造へのダメージを回避するように低く保たれる。   Optionally, a fluorine-containing gas is present in the gas species at a concentration of less than 5% by volume. The amount of fluorine-containing gas is typically kept low so as to avoid damage to any silicon nitride printhead structure on the substrate.

任意に、フッ素含有ガスは、3容量%未満の濃度でガス化学種に存在する。   Optionally, the fluorine-containing gas is present in the gas species at a concentration of less than 3% by volume.

任意に、O:NHの比は、20:1〜5:1の範囲のものである。 Optionally, the O 2 : NH 3 ratio is in the range of 20: 1 to 5: 1.

任意に、O:CFの比は、40:1〜20:1の範囲のものである。 Optionally, the O 2 : CF 4 ratio is in the range of 40: 1 to 20: 1.

任意に、ガス化学種は、O、NHおよびCFのみからなる。しかしながら、必要に応じて、ガス化学種にHeやArなどの不活性ガスが存在してもよい。 Optionally, the gas species consists only of O 2 , NH 3 and CF 4 . However, if necessary, an inert gas such as He or Ar may be present in the gas species.

任意に、フォトレジストは、堅焼き(hardbake;ハードベーク)されたフォトレジストおよび/または紫外線硬化されたフォトレジストであり、特に、従来のOまたはO/Nアッシングプラズマを使用して除去することが困難である。さらに、従来のアッシングプラズマを使用すると、通例、問題となる残留物(「ベール」)が残る。 Optionally, the photoresist is a hardbake photoresist and / or a UV-cured photoresist, and in particular is removed using a conventional O 2 or O 2 / N 2 ashing plasma. Is difficult. In addition, the use of conventional ashing plasmas typically leaves a problematic residue ("veil").

任意に、MEMS構造形成(例えば、インクジェットノズルアセンブリ)において犠牲スカフォルドとして使用されるフォトレジストのように、フォトレジストの厚さは少なくとも5ミクロンである。   Optionally, the photoresist thickness is at least 5 microns, such as a photoresist used as a sacrificial scaffold in MEMS structure formation (eg, an inkjet nozzle assembly).

任意に、基板はチャックに取り付けられ、チャックは、−5〜−30℃の範囲の温度まで冷却される。   Optionally, the substrate is attached to a chuck and the chuck is cooled to a temperature in the range of −5 to −30 ° C.

任意に、この方法は、プリントヘッド作製プロセスのようなMEMS作製プロセスのステップである。   Optionally, the method is a step in a MEMS fabrication process, such as a printhead fabrication process.

任意に、フォトレジストは、インクジェットノズルチャンバおよび/またはインク供給チャネルに含まれる。   Optionally, photoresist is included in the inkjet nozzle chamber and / or ink supply channel.

任意に、フォトレジストは、インクジェットノズルアセンブリ用の保護コーティング、および/または異方性深堀反応性イオンエッチング(DRIE)プロセス用のマスクである。   Optionally, the photoresist is a protective coating for an inkjet nozzle assembly and / or a mask for an anisotropic deep reactive ion etching (DRIE) process.

第2の態様において、インクジェットプリントヘッドの作製方法であって、
ウェハ基板の正面側に、フォトレジストがプラグ埋め込みされた対応するインク入口を各々が有するインクジェットノズルチャンバを形成するステップと、
フォトレジストがプラグ埋め込みされたインク入口に出会うように、ウェハ基板の背面側からインク供給チャネルをエッチングするステップと、
、NHおよびフッ素含有ガスを含む第1のガス化学種から形成された第1のプラズマに背面側をさらすことによって、フォトレジストの少なくとも一部を除去すると同時に、インク供給チャネルのベールを除去するステップとを含む方法が提供される。
In a second aspect, a method for producing an inkjet printhead comprising:
Forming inkjet nozzle chambers each having a corresponding ink inlet plugged with photoresist on the front side of the wafer substrate;
Etching the ink supply channel from the back side of the wafer substrate so that the photoresist meets the plug-filled ink inlet;
By exposing the back side to a first plasma formed from a first gas species comprising O 2 , NH 3 and a fluorine-containing gas, at least a portion of the photoresist is removed and at the same time the ink supply channel bale is removed. And a removing step is provided.

任意に、この方法は、
およびNHを含む第2のガス化学種から形成された第2のプラズマに正面側をさらすことによって、さらなるフォトレジストを除去するステップを含む。
Optionally, this method
Removing additional photoresist by exposing the front side to a second plasma formed from a second gas species comprising O 2 and NH 3 .

以下、本発明の任意の実施形態について、添付の図面を参照しながら、例示的に記載する。   In the following, any embodiment of the present invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings.

サーマルインクジェットプリントヘッドのノズルアセンブリのアレイの部分斜視図である。2 is a partial perspective view of an array of nozzle assemblies for a thermal inkjet printhead. FIG. 図1に示すノズルアセンブリユニットセルの側面図である。It is a side view of the nozzle assembly unit cell shown in FIG. 図2に示すノズルアセンブリの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the nozzle assembly shown in FIG. 2. 側壁およびルーフ材料を犠牲フォトレジスト層に堆積した後の部分形成されたノズルアセンブリを示す。FIG. 6 shows a partially formed nozzle assembly after depositing sidewall and roof material on a sacrificial photoresist layer. 図4に示すノズルアセンブリの斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the nozzle assembly shown in FIG. 4. 図7に示すノズルリムエッチングに関連するマスクである。It is a mask relevant to the nozzle rim etching shown in FIG. ノズル開口リムを形成するためのルーフ層のエッチングを示す。Figure 5 shows the etching of the roof layer to form a nozzle opening rim. 図7に示すノズルアセンブリの斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of the nozzle assembly shown in FIG. 7. 図10に示すノズル開口エッチングに関連するマスクである。It is a mask relevant to the nozzle opening etching shown in FIG. 長円ノズル開口を形成するようにルーフ材料をエッチングすることを示す。FIG. 5 illustrates etching the roof material to form an oval nozzle opening. 図10に示すノズルアセンブリの斜視図である。It is a perspective view of the nozzle assembly shown in FIG. 背面側ウェハを薄化した後のノズルアセンブリを示す。Fig. 5 shows the nozzle assembly after thinning the backside wafer. 図12に示すノズルアセンブリの斜視図である。FIG. 13 is a perspective view of the nozzle assembly shown in FIG. 12. 図15に示す背面側エッチングに関連するマスクである。It is a mask relevant to the back side etching shown in FIG. ウェハへのインク供給チャネルの背面側エッチングを示す。Fig. 4 shows backside etching of an ink supply channel to a wafer. 図15に示すノズルアセンブリの斜視図である。FIG. 16 is a perspective view of the nozzle assembly shown in FIG. 15. 背面側アッシング後のノズルアセンブリを示す。The nozzle assembly after back side ashing is shown. 図17に示すノズルアセンブリの斜視図である。FIG. 18 is a perspective view of the nozzle assembly shown in FIG. 17.

上述したように、本発明は、フォトレジストの除去を必要とする任意のプロセスとともに使用されてもよい。しかしながら、MEMSインクジェットプリントヘッドの作製の実施例を用いて本発明を例示する。本出願人は、本発明が適切である複数のインクジェットプリントヘッドの作製について前述してきた。本発明の理解を促すために、本明細書においてこのようなプリントヘッドをすべて記載する必要はない。しかしながら、本発明は、サーマル気泡形成型インクジェットプリントヘッドおよびメカニカルサーマルベンド作動型インクジェットプリントヘッドに関連して記載される。本発明の利点は、以下の記述から容易に明らかになる。   As noted above, the present invention may be used with any process that requires photoresist removal. However, the invention is illustrated with examples of fabrication of MEMS inkjet printheads. Applicants have described above the fabrication of a plurality of inkjet printheads for which the present invention is suitable. It is not necessary to describe all such printheads herein to facilitate an understanding of the present invention. However, the present invention will be described in the context of thermal bubble forming ink jet printheads and mechanical thermal bend actuated ink jet printheads. The advantages of the present invention will be readily apparent from the following description.

図1を参照すると、複数のノズルアセンブリを含むプリントヘッドの部品が示されている。図2および図3は、これらのノズルアセンブリの1つの側断面図および切欠斜視図を示す。   Referring to FIG. 1, a printhead component including a plurality of nozzle assemblies is shown. 2 and 3 show a side cross-sectional view and a cutaway perspective view of one of these nozzle assemblies.

各ノズルアセンブリは、シリコンウェハ基板2にMEMS作製技術によって形成されたノズルチャンバ24を含む。ノズルチャンバ24は、ルーフ21と、ルーフ21からシリコン基板2に延伸する側壁22とによって画成される。図1に示すように、各ルーフは、プリントヘッドの噴射面にわたって広がるノズルプレート56の部分によって画成される。ノズルプレート56および側壁22は、同じ材料で形成され、この材料は、MEMS作製中にフォトレジストの犠牲スカフォルドにわたってPECVDによって堆積される。典型的に、ノズルプレート56および側壁21は、二酸化シリコンまたは窒化シリコンなどのセラミック材料で形成される。これらの硬質材料は、プリントヘッドの堅牢性に優れた特性を有し、本質的に親水性の性質は、毛管作用によってノズルチャンバ24にインクを供給するために有益である。   Each nozzle assembly includes a nozzle chamber 24 formed on the silicon wafer substrate 2 by a MEMS fabrication technique. The nozzle chamber 24 is defined by a roof 21 and side walls 22 extending from the roof 21 to the silicon substrate 2. As shown in FIG. 1, each roof is defined by a portion of a nozzle plate 56 that extends across the printhead ejection surface. The nozzle plate 56 and the sidewall 22 are formed of the same material, which is deposited by PECVD over the sacrificial scaffold of photoresist during MEMS fabrication. Typically, nozzle plate 56 and sidewall 21 are formed of a ceramic material such as silicon dioxide or silicon nitride. These rigid materials have excellent print head robustness properties, and the inherently hydrophilic nature is beneficial for supplying ink to the nozzle chamber 24 by capillary action.

ノズルチャンバ24の詳細に戻ると、ノズル開口26が、各ノズルチャンバ24のルーフに画成されることが分かる。各ノズル開口26は略長円であり、関連するノズルリム25を有する。ノズルリム25は、印刷中の液滴の方向性を補助するとともに、ノズル開口26からのインクの溢れを少なくともある程度低減する。ノズルチャンバ24からインクを噴射するためのアクチュエータは、ノズル開口26の下方に配置され、ピット8にわたって懸架されたヒータ要素29である。基板2の下地CMOS層にある駆動回路に接続された電極9を介して、ヒータ要素29に電流が供給される。ヒータ要素29に電流が流されると、ヒータ要素29は、周囲のインクを急速に過熱して気泡を形成し、気泡はノズル開口からインクを押し出す。ヒータ要素29を懸架することによって、ノズルチャンバ24にインクが注入されたときに、ヒータ要素29はインク中に完全に浸される。これにより、より少ない熱が下地基板2内に放散し、より多くの入力エネルギーが気泡を生成するために使用されるため、プリントヘッドの効率が向上する。   Returning to the details of the nozzle chambers 24, it can be seen that nozzle openings 26 are defined in the roof of each nozzle chamber 24. Each nozzle opening 26 is generally oval and has an associated nozzle rim 25. The nozzle rim 25 assists the directionality of droplets during printing and reduces ink overflow from the nozzle openings 26 at least to some extent. The actuator for ejecting ink from the nozzle chamber 24 is a heater element 29 disposed below the nozzle opening 26 and suspended over the pit 8. A current is supplied to the heater element 29 via the electrode 9 connected to the drive circuit in the underlying CMOS layer of the substrate 2. When a current is passed through the heater element 29, the heater element 29 rapidly heats the surrounding ink to form bubbles, and the bubbles push ink out of the nozzle openings. By suspending the heater element 29, when the ink is injected into the nozzle chamber 24, the heater element 29 is completely immersed in the ink. Thereby, less heat is dissipated into the underlying substrate 2 and more input energy is used to generate bubbles, thus improving the efficiency of the printhead.

図1に最も明らかに示されているように、ノズルは複数列に配設され、列に沿って長手方向に延伸するインク供給チャネル27が、その列の各ノズルにインクを供給する。インク供給チャネル27は、各ノズルのインク入口通路15にインクを送達し、インク入口通路15は、ノズル開口26の側方からインク導管23を通してノズルチャンバ24内にインクを供給する。   As most clearly shown in FIG. 1, the nozzles are arranged in multiple rows, and ink supply channels 27 extending longitudinally along the rows supply ink to each nozzle in the row. The ink supply channel 27 delivers ink to the ink inlet passage 15 of each nozzle, and the ink inlet passage 15 supplies ink into the nozzle chamber 24 from the side of the nozzle opening 26 through the ink conduit 23.

このようなプリントヘッドを製造するための完全なMEMS作製プロセスが、本出願人によってすでに出願され、2005年10月11日に出願された米国特許出願第11/246,684号明細書に詳細に記載され、その内容全体は、本明細書に参照により組み込まれる。本発明の1つの実施例を示すために、この作製プロセスの後段階をここで簡潔に説明する。   A complete MEMS fabrication process for manufacturing such a printhead is described in detail in US patent application Ser. No. 11 / 246,684, filed on Oct. 11, 2005, already filed by the applicant. The entire contents of which are described and incorporated herein by reference. In order to illustrate one embodiment of the present invention, the later stages of this fabrication process will now be briefly described.

図4および図5は、犠牲フォトレジスト16を内包したノズルチャンバ24を備えた部分的に作製されたプリントヘッドを示す。ノズル作製中、フォトレジスト16は、第1に、インク入口15(図2に示す)をプラグ埋め込みするために使用され、第2に、懸架されたヒータ要素29を形成するためのヒータ材料を堆積するためのスカフォルドとして使用され、第3に、側壁22およびルーフ21を堆積するためにスカフォルドとして使用された(ノズルプレート56の部分を画成する)。インク入口15をプラグ埋め込みするフォトレジストの深さは、約20ミクロンであるのに対して、ノズルチャンバにおいてスカフォルドとして使用されるフォトレジストの厚さは、少なくとも5ミクロンの厚さを有する。さらに、フォトレジスト16はすべて、堅焼き(hardbake;ハードベーク)および紫外線硬化され、作製プロセスにおいて後で除去されなければならない。   4 and 5 show a partially fabricated printhead with a nozzle chamber 24 that contains a sacrificial photoresist 16. During nozzle fabrication, the photoresist 16 is used first to plug the ink inlet 15 (shown in FIG. 2) and secondly deposits heater material to form a suspended heater element 29. And, third, it was used as a scaffold to deposit the sidewalls 22 and the roof 21 (defines a portion of the nozzle plate 56). The depth of the photoresist that plugs the ink inlet 15 is about 20 microns, whereas the thickness of the photoresist used as a scaffold in the nozzle chamber has a thickness of at least 5 microns. In addition, all of the photoresist 16 must be hardbake and UV cured and later removed in the fabrication process.

図6〜図8を参照すると、MEMS作製の次の段階は、ルーフ材料20から2ミクロンエッチングすることによって、ルーフ21に長円ノズルリム25を画成する。このエッチングは、図6に示すダークトーンリムマスクによって露出されたフォトレジスト層(図示せず)を用いて規定される。長円リム25は、それぞれサーマルアクチュエータ29にわたって位置付けられた2つの同軸リムリップ25aおよび25bを含む。   With reference to FIGS. 6-8, the next stage of MEMS fabrication defines an oval nozzle rim 25 in the roof 21 by etching 2 microns from the roof material 20. This etch is defined using a photoresist layer (not shown) exposed by the dark tone rim mask shown in FIG. The ellipse rim 25 includes two coaxial rim lips 25a and 25b, each positioned over a thermal actuator 29.

図9から図11を参照すると、次の段階で、リム25によって境界が付けられた残りのルーフ材料20を貫通するまでエッチングすることによって、ルーフ21に長円のノズル開口26を画成する。このエッチングは、図9に示すダークトーンルーフマスクによって露出させたフォトレジスト層(図示せず)を用いて規定される。図11に示すように、長円のノズル開口26はサーマルアクチュエータ29の上にわたって配置される。   Referring to FIGS. 9-11, the next step is to define an oval nozzle opening 26 in the roof 21 by etching through the remaining roof material 20 bounded by the rim 25. This etch is defined using a photoresist layer (not shown) exposed by the dark tone roof mask shown in FIG. As shown in FIG. 11, the oval nozzle opening 26 is disposed over the thermal actuator 29.

ウェハの正面側のMEMS処理が完了すると、ウェハは、背面側を研削し、約150ミクロンの厚さ(図12および図13)にエッチングすることによって薄化される。ウェハの薄化後、インク供給チャネル27は、標準的な異方性DRIE(図14〜図16)を用いてインク入口15と出会うように、ウェハの背面側からエッチングされる。この背面側エッチングは、図14に示すダークトーンマスクによって露出された、堅焼き(hardbake;ハードベーク)されたフォトレジスト層50を用いて規定される。インク供給チャネル27は、正面側のMEMSノズルアセンブリの作製において使用される犠牲フォトレジスト16のすべてを除去した後、ウェハの背面側とインク入口15との間に流体接続を確立する。   Once the front side MEMS processing of the wafer is complete, the wafer is thinned by grinding the back side and etching to a thickness of about 150 microns (FIGS. 12 and 13). After wafer thinning, the ink supply channel 27 is etched from the back side of the wafer to meet the ink inlet 15 using standard anisotropic DRIE (FIGS. 14-16). This backside etch is defined using a hardbake photoresist layer 50 exposed by the dark tone mask shown in FIG. The ink supply channel 27 establishes a fluid connection between the back side of the wafer and the ink inlet 15 after removing all of the sacrificial photoresist 16 used in the fabrication of the front side MEMS nozzle assembly.

フォトレジストの除去は、まず、背面側のアッシングから始まり、裏面側の堅焼き(hardbake;ハードベーク)されたフォトレジスト層50を除去し、正面側インク入口15(図17および図18)をプラグ埋め込みするフォトレジスト16のプラグの一部分を除去する。背面側のアッシングは、連続した3段階のアッシングプロセスを用いて、以下の実施例において記載されたアッシング条件を利用する。   Photoresist removal begins with backside ashing, removes the backside hardbake photoresist layer 50, and plugs the front side ink inlet 15 (FIGS. 17 and 18). A part of the plug of the photoresist 16 to be removed is removed. Backside ashing uses a continuous three-stage ashing process and utilizes the ashing conditions described in the examples below.

従来のアッシングプロセスにおいて、フォトレジスト16をアッシングするために、Oプラズマが用いられる。しかしながら、本発明によれば、アッシングプラズマは、O、NHおよびCFを含むガス化学種を用いて形成される。プラズマが、このガス化学種を含むガス化学種から形成される場合、アッシング速度の上昇およびノズル構造へのダメージ低下の点から優れたアッシングが達成される。さらに、インク供給チャネル27の背面側異方性エッチングから得られたベールが、このガス化学種を用いて除去されることで、ベールの攻撃的なウェット化学除去が不要になる。アッシング条件の実験的な詳細は、以下の実施例の項でより詳細に記載される。 In a conventional ashing process, O 2 plasma is used to ash the photoresist 16. However, according to the present invention, the ashing plasma is formed using a gas species that includes O 2 , NH 3, and CF 4 . When the plasma is formed from a gas species including this gas species, excellent ashing is achieved in terms of increasing the ashing rate and reducing damage to the nozzle structure. Furthermore, the bale obtained from the back side anisotropic etching of the ink supply channel 27 is removed using this gas species, thereby eliminating the need for aggressive wet chemical removal of the bale. Experimental details of ashing conditions are described in more detail in the Examples section below.

最後に、正面側のアッシングは、図1〜図3に示す完成したプリントヘッドを与えるために、フォトレジスト16の残りを除去する。正面側アッシングは、本発明によるO/NH/CFガス化学種を利用してもよい。あるいは、正面側アッシングは、本出願人の米国特許出願公開第2009/0078675号明細書に記載されているようなO/NHガス化学種を利用してもよく、その内容全体は、参照により本明細書に組み込まれる。 Finally, front side ashing removes the remainder of the photoresist 16 to provide the completed printhead shown in FIGS. Front side ashing may utilize O 2 / NH 3 / CF 4 gas species according to the present invention. Alternatively, front side ashing may utilize an O 2 / NH 3 gas species as described in Applicant's US Patent Application Publication No. 2009/0078675, the entire contents of which are referred to Is incorporated herein by reference.

図1は、完成したプリントヘッド集積回路の3つの隣接した列のノズルを切欠斜視図で示す。各列のノズルは、列の長さに沿って延伸し、各列の複数のインク入口15にインクを供給するインク供給チャネル27をそれぞれ有する。インク入口は、各列のインク導管23にインクを供給し、各ノズルチャンバは、当該列に共通するインク導管からインクを受ける。   FIG. 1 shows, in a cut-away perspective view, three adjacent rows of nozzles of a completed printhead integrated circuit. Each row of nozzles has an ink supply channel 27 that extends along the length of the row and supplies ink to a plurality of ink inlets 15 in each row. The ink inlet supplies ink to each row of ink conduits 23 and each nozzle chamber receives ink from an ink conduit common to that row.

後段階MEMS作製ステップの正確な順番が変更されてもよいことは、当業者によって認識される。例えば、ウェハには、背面側アッシングのみ、または正面側アッシングのみが施されてもよい。いずれにせよ、フォトレジスト16を除去してプリントヘッドを提供するために、正面側アッシングおよび/または背面側アッシングのいずれかのアッシングをウェハに施す必要があることは認識される。   It will be appreciated by those skilled in the art that the exact order of post-stage MEMS fabrication steps may be changed. For example, the wafer may be subjected to only back side ashing or only front side ashing. In any event, it will be appreciated that either front side ashing and / or backside ashing must be applied to the wafer in order to remove the photoresist 16 to provide the printhead.

図17および図18に示すウェハの背面側アッシングを、表1に示す最適化されたアッシングの順序を用いて、アッシング炉において実行した。配合表1を15分間使用した後、配合表2を5分間、次に、配合表3を10分間使用した。表1の温度は、ヘリウムを使用して冷却されたチャック温度を参照する。

Figure 2012531053
The backside ashing of the wafers shown in FIGS. 17 and 18 was performed in an ashing furnace using the optimized ashing sequence shown in Table 1. After using recipe 1 for 15 minutes, recipe 2 was used for 5 minutes and then recipe 3 was used for 10 minutes. The temperatures in Table 1 refer to the chuck temperature cooled using helium.
Figure 2012531053

表1に示す連続的なアッシング条件下において、優れたフォトレジスト除去速度を観察した。さらに、SEMによって確認されるように、インク供給チャネル27およびインク入口のベールは完全に除去された。比較により、従来のOアッシングまたはO/Nアッシングは、同じフォトレジストを除去するために約70〜90分間のアッシング時間を要し、後続のウェット化学処理によって除去される必要のあるベールが多量に残る。 An excellent photoresist removal rate was observed under the continuous ashing conditions shown in Table 1. Furthermore, as confirmed by SEM, the ink supply channel 27 and the ink inlet bale were completely removed. By comparison, conventional O 2 ashing or O 2 / N 2 ashing requires about 70-90 minutes of ashing time to remove the same photoresist, and the bale that needs to be removed by a subsequent wet chemical treatment A large amount remains.

予想されるように、O/NH/CFガス化学種を使用して正面側アッシング実験において、優れたアッシング速度およびベール除去を観察した。 As expected, excellent ashing rates and bale removal were observed in front ashing experiments using O 2 / NH 3 / CF 4 gas species.

これらの実験から、O/NH/CFを含むガス化学種が、従来のアッシング条件と比較して、優れたアッシング速度および驚くべきベール除去効率を提供するという結論が得られた。 From these experiments, it was concluded that gas species including O 2 / NH 3 / CF 4 provide superior ashing rates and surprising bale removal efficiency compared to conventional ashing conditions.

広範囲に記載された本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、特定の実施形態に示された本発明に、多数の変形および/または修正がなされてもよいことは、当業者らにより認識される。したがって、本発明の実施形態は、あらゆる点で例示的なものであり、限定的なものではないとみなすべきである。   Those skilled in the art will recognize that numerous variations and / or modifications may be made to the invention shown in the specific embodiments without departing from the spirit or scope of the invention as broadly described. The Accordingly, the embodiments of the invention are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive.

Claims (20)

基板からフォトレジストを除去する方法であって、
、NHおよびフッ素含有ガスを含むガス化学種から形成されたプラズマを用いるステップ、を含む、方法。
A method of removing photoresist from a substrate,
Using a plasma formed from a gas species comprising O 2 , NH 3 and a fluorine-containing gas.
前記基板にあるエッチングされたビアのベールを同時に除去する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein a veil of etched vias in the substrate is removed simultaneously. 前記フッ素含有ガスがCFである、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the fluorine-containing gas is CF 4 . 前記フッ素含有ガスが、5容量%未満の濃度で前記ガス化学種に存在する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the fluorine-containing gas is present in the gas species at a concentration of less than 5% by volume. 前記フッ素含有ガスが、3容量%未満の濃度で前記ガス化学種に存在する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the fluorine-containing gas is present in the gas species at a concentration of less than 3% by volume. :NHの比が、20:1〜5:1の範囲のものである、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the O 2 : NH 3 ratio is in the range of 20: 1 to 5: 1. :CFの比が、40:1〜20:1の範囲のものである、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the O 2 : CF 4 ratio is in the range of 40: 1 to 20: 1. 前記ガス化学種が、O、NHおよびCFのみからなる、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the gas species consists solely of O 2 , NH 3 and CF 4 . フォトレジストの除去速度が、Oプラズマを用いてフォトレジストの除去速度より少なくとも20%速い、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the photoresist removal rate is at least 20% faster than the photoresist removal rate using O 2 plasma. 前記フォトレジストが、堅焼きされたフォトレジストである、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the photoresist is a hard baked photoresist. 前記フォトレジストが、紫外線硬化されたフォトレジストである、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the photoresist is an ultraviolet cured photoresist. 前記フォトレジストの厚さが、少なくとも5ミクロンである、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the photoresist thickness is at least 5 microns. 前記基板がチャンクに取り付けられ、前記チャンクが、−5〜−30℃の範囲の温度まで冷却される、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the substrate is attached to a chunk and the chunk is cooled to a temperature in the range of −5 to −30 ° C. MEMS作製プロセスのステップである、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the method is a step in a MEMS fabrication process. プリントヘッド作製プロセスのステップである、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the method is a step in a printhead fabrication process. 前記フォトレジストが、インクジェットノズルチャンバおよびインク供給チャネルの少なくとも1つに含まれる、請求項15に記載の方法。   The method of claim 15, wherein the photoresist is included in at least one of an inkjet nozzle chamber and an ink supply channel. 前記フォトレジストが、インクジェットノズルアセンブリ用の保護コーティングおよび/または異方性深堀反応性イオンエッチング(DRIE)プロセス用のマスクである、請求項15に記載の方法。   The method of claim 15, wherein the photoresist is a protective coating for an inkjet nozzle assembly and / or a mask for an anisotropic deep reactive ion etching (DRIE) process. インクジェットプリントヘッドの作製方法であって、
ウェハ基板の正面側に、フォトレジストがプラグ埋め込みされた対応するインク入口を各々が有するインクジェットノズルチャンバを形成するステップと、
フォトレジストがプラグ埋め込みされる前記インク入口と出会うように前記ウェハ基板の背面側からインク供給チャネルをエッチングするステップと、
前記フォトレジストの少なくとも一部を除去すると同時に、O、NHおよびフッ素含有ガスを含む第1のガス化学種から形成された第1のプラズマに前記背面側をさらすことによって、前記インク供給チャネルのベールを除去するステップと、
を含む方法。
A method for producing an inkjet printhead, comprising:
Forming inkjet nozzle chambers each having a corresponding ink inlet plugged with photoresist on the front side of the wafer substrate;
Etching an ink supply channel from the back side of the wafer substrate to meet the ink inlet into which a photoresist is plugged; and
Removing the photoresist and simultaneously exposing the backside to a first plasma formed from a first gas species comprising O 2 , NH 3 and a fluorine-containing gas; Removing the veil of
Including methods.
およびNHを含む第2のガス化学種から形成された第2のプラズマに前記正面側をさらすことによって、さらなるフォトレジストを除去するステップをさらに含む、請求項18に記載の方法。 The method of claim 18, further comprising removing additional photoresist by exposing the front side to a second plasma formed from a second gas species comprising O 2 and NH 3 . 前記第2のガス化学種が、O、NHおよびフッ素含有ガスを含む、請求項18に記載の方法。 The method of claim 18, wherein the second gas species comprises O 2 , NH 3 and a fluorine-containing gas.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013229537A (en) * 2012-03-28 2013-11-07 Shibaura Mechatronics Corp Method for manufacturing reflective mask and reflective mask manufacturing device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103092009B (en) * 2011-11-08 2015-05-20 无锡华润华晶微电子有限公司 Removing method of photoresist used as masking layer of plasma injection
KR20240040525A (en) * 2022-09-21 2024-03-28 피에스케이 주식회사 A method for treating a substrate

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001313280A (en) * 2000-04-02 2001-11-09 Axcelis Technologies Inc Postetched photoresist and method for removing residue
US20020058397A1 (en) * 2000-11-15 2002-05-16 Smith Patricia B. Hydrogen plasma photoresist strip and polymeric residue cleanup process for low dielectric constant materials
US6440864B1 (en) * 2000-06-30 2002-08-27 Applied Materials Inc. Substrate cleaning process
JP2003100718A (en) * 2001-09-26 2003-04-04 Tokyo Electron Ltd Etching method
US6806038B2 (en) * 2002-07-08 2004-10-19 Lsi Logic Corporation Plasma passivation
JP2005268312A (en) * 2004-03-16 2005-09-29 Semiconductor Leading Edge Technologies Inc Resist removing method and semiconductor device manufactured using same
US20060040474A1 (en) * 2004-08-17 2006-02-23 Jyu-Horng Shieh Low oxygen content photoresist stripping process for low dielectric constant materials
US20070020944A1 (en) * 2003-08-08 2007-01-25 Applied Materials, Inc. Selective etch process of a sacrificial light absorbing material (slam) over a dielectric material
JP2007266610A (en) * 2006-03-28 2007-10-11 Tokyo Electron Ltd Gas distribution system for post-etch treatment system
US20090078675A1 (en) * 2007-09-26 2009-03-26 Silverbrook Research Pty Ltd Method of removing photoresist

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001313280A (en) * 2000-04-02 2001-11-09 Axcelis Technologies Inc Postetched photoresist and method for removing residue
US6440864B1 (en) * 2000-06-30 2002-08-27 Applied Materials Inc. Substrate cleaning process
US6967173B2 (en) * 2000-11-15 2005-11-22 Texas Instruments Incorporated Hydrogen plasma photoresist strip and polymeric residue cleanup processs for low dielectric constant materials
US20020058397A1 (en) * 2000-11-15 2002-05-16 Smith Patricia B. Hydrogen plasma photoresist strip and polymeric residue cleanup process for low dielectric constant materials
JP2003100718A (en) * 2001-09-26 2003-04-04 Tokyo Electron Ltd Etching method
US6806038B2 (en) * 2002-07-08 2004-10-19 Lsi Logic Corporation Plasma passivation
US20070020944A1 (en) * 2003-08-08 2007-01-25 Applied Materials, Inc. Selective etch process of a sacrificial light absorbing material (slam) over a dielectric material
US7300597B2 (en) * 2003-08-08 2007-11-27 Applied Materials, Inc. Selective etch process of a sacrificial light absorbing material (SLAM) over a dielectric material
JP2005268312A (en) * 2004-03-16 2005-09-29 Semiconductor Leading Edge Technologies Inc Resist removing method and semiconductor device manufactured using same
US20060040474A1 (en) * 2004-08-17 2006-02-23 Jyu-Horng Shieh Low oxygen content photoresist stripping process for low dielectric constant materials
US7029992B2 (en) * 2004-08-17 2006-04-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Low oxygen content photoresist stripping process for low dielectric constant materials
JP2007266610A (en) * 2006-03-28 2007-10-11 Tokyo Electron Ltd Gas distribution system for post-etch treatment system
US20090078675A1 (en) * 2007-09-26 2009-03-26 Silverbrook Research Pty Ltd Method of removing photoresist

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013229537A (en) * 2012-03-28 2013-11-07 Shibaura Mechatronics Corp Method for manufacturing reflective mask and reflective mask manufacturing device

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