JP6235905B2 - 光画成有孔プレートおよびそれを生産する方法 - Google Patents
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Description
[0027]本明細書で用いられる場合、用語「円筒」(および「円筒形の」)は、直円柱の部分を含む幾何学的図形を指すが、文脈から明らかでない限り、他の断面形状が、本明細書中で言及される円筒を含むことができる。また、円筒の半径は、必ずしも円筒形状全体にわたって均一でなければならない必要はなく、いくつかの実施形態では、例えば上部から底部まで変化してある程度の先細りになり得る。
[0059]動作606では、第1の材料は、解放可能なシード層の露出部分上に電気めっきされ、第1のマスクによって画定される。一手法では、いくつかの実施形態によれば、孔の近くの第1の材料は、約5μmから約10μmの間など、孔の直径から独立している厚さに形成することができる。
[0064]動作608では、第2のフォトリソグラフィ・マスクが、第1の材料上に施される。第2のフォトリソグラフィ・マスクは、第1の空洞に対するネガパターンを有する。
[0066]一手法では、第1の材料および第2の材料は、同じ材料であってもよい。別の手法では、第1の材料および第2の材料は、エアロゾル化した液体に対する耐性を有する電気めっき可能な材料を含んでもよい。
[0070]ある適宜の動作では、第3のフォトリソグラフィ・マスクが、第2の材料上に施されてもよく、第3のフォトリソグラフィ・マスクが、第2の空洞に対するネガパターンを有する。この第3のフォトリソグラフィ・マスクは、第1のマスクおよび第2のマスクが除去される前に施されてもよい。次いで、第3の材料は、第2の材料の露出部分M上に電気めっきされてもよく、第3のマスクによって画定される。全てのマスクは、電気めっきの完了後に除去することができる。第2の空洞は、第1の空洞上にあってもよく、第2の空洞の内径は、第1の空洞の内径より大きいものであり得る。
[0075]次に図7A〜図7Lを参照すると、この方法が、概略的に説明される。
[0079]図7G〜図7Iでは、第2のフォトリソグラフィ・マスク714は、第1の材料712上に施される。第2のフォトリソグラフィ・マスク714は、第1の空洞に対するネガパターンを有する。第2のフォトリソグラフィ・マスク714は、スピンコーティングフォトレジスト716によって形成することができ、所望のパターンを有するフォトマスク718を施し、フォトレジスト716の除去部分を露出させ、当技術分野で知られた現像液の使用などによって、当技術分野で知られている任意の方法によって露出部分を解消し、このようにして第2のマスク714を生成する。
[0085]2つ以上の層の変位が、良好な位置合わせのゆとりをもたらすので、本明細書に開示した方法は、層同士の間の厳密な位置合わせ公差を必要としない。有孔プレートを作製する電鋳プロセスを超えるさらなる利点は、光画成の孔のサイズが、めっき厚とは関係ないことを含む。したがって、光画成プロセスを用いることによってプロセス制御の改善、および製造歩留まりの改善の可能性の改善を可能にする。めっき厚に対する孔のサイズの依存は、従来の電鋳プロセスについて歩留まりロスの重要な因子であったが、今では、本明細書に記載の技法を用いれ避けることができる。また、最終的な所望の有孔プレートの幾何学的形状を実現するために、多層プロセスが使用されてもよいが、これは、従来の有孔プレートの形成技法を用いて可能ではなかった。
以上説明したように、本発明は以下の形態を有する。
[形態1]
有孔プレートを製造する方法であって、
解放可能なシード層を基板上に堆積させるステップと、
所望の孔のパターンに対するネガパターンを有する第1のパターン付きフォトリソグラフィ・マスクを前記解放可能なシード層上に施すステップと、
前記第1のマスクによって画定される、前記解放可能なシード層の露出部分上に第1の材料を電気めっきするステップと、
第1の空洞に対するネガパターンを有する第2のフォトリソグラフィ・マスクを前記第1の材料上に施すステップと、
前記第2のマスクによって画定される、前記第1の材料の露出部分上に第2の材料を電気めっきするステップと、
両マスクを除去するステップと、
前記解放可能なシード層をエッチングして前記第1の材料および前記第2の材料を解放するステップと
を含み、
前記第1の材料および前記第2の材料が、液体をエアロゾル化するのに用いるための有孔プレートを形成する、方法。
[形態2]
前記第1のパターン付きフォトリソグラフィ・マスクが、約1μmから約5μmの間の直径を有する前記第1の材料に孔を付与する、形態1に記載の方法。
[形態3]
前記孔の近くの前記第1の材料が、前記孔の直径から独立している厚さに形成される、形態1に記載の方法。
[形態4]
前記孔のピッチおよび前記孔の直径が、前記孔を通る前記エアロゾル化した液体の流量が制御されるように選ばれる、形態1に記載の方法。
[形態5]
第2の空洞に対するネガパターンを有する第3のフォトリソグラフィ・マスクを前記第2の材料上に施すステップと、
前記第3のマスクによって画定される露出エリア上に第3の材料を電気めっきするステップと、
3つのマスク全部を除去するステップと
をさらに含み、
前記第2の空洞が、前記第1の空洞上にあり、
前記第2の空洞の内径が、前記第1の空洞の内径より大きい、
形態1に記載の方法。
[形態6]
前記第1の材料、前記第2の材料、および前記第3の材料が、同じ材料である、形態5に記載の方法。
[形態7]
前記孔の近くの前記第1の材料の厚さが、前記孔のパターン中の前記孔の配置密度から独立している、形態1に記載の方法。
[形態8]
前記有孔プレートが、自動プロセスにおいて形成される、形態1に記載の方法。
[形態9]
前記第1の材料および前記第2の材料が、同じ材料である、形態1に記載の方法。
[形態10]
前記第1の材料および前記第2の材料が、前記エアロゾル化した液体に対する耐性を有する電気めっき可能な材料を含む、形態1に記載の方法。
[形態11]
液体をエアロゾル化するのに用いるための有孔プレートであって、
複数の孔を有し、フォトリソグラフィ・プロセスによって形成される特徴を有する第1の材料と、
前記第1の材料中の前記複数の孔の上に第1の空洞を有する、前記第1の材料上の第2の材料であって、フォトリソグラフィ・プロセスによって形成される特徴を有する第2の材料と
を備え、
前記第1の材料および前記第2の材料が、有孔プレートを形成する、有孔プレート。
[形態12]
前記第1の材料の前記複数の孔の各々が、約1μmから約5μmの間の直径を有する、形態11に記載の有孔プレート。
[形態13]
前記複数の孔の近くの前記第1の材料の厚さが、約5μmから約10μmの間である、形態11に記載の有孔プレート。
[形態14]
前記第1の材料および前記第2の材料が、Ni、Co、Pd、Pt、およびその合金の少なくとも1つを含む、形態11に記載の有孔プレート。
[形態15]
第2の空洞を前記第2の材料上に有する第3の材料
をさらに備え、
前記第3の材料が、電気めっきプロセスによって形成される特徴を有し、
前記第2の空洞が、前記第1の空洞上にあり、
前記第2の空洞の内径が、前記第1の空洞の内径よりも大きい、
形態11に記載の有孔プレート。
[形態16]
前記第1の材料および前記第2の材料が、エアロゾル化した液体に対する耐腐食性を有する電気めっき可能な材料を含む、形態11に記載の有孔プレート。
[形態17]
液体のエアロゾル化に用いるのに適合された有孔プレートであって、
a)解放可能なシード層を基板上に堆積させるステップと、
b)所望の孔のパターンに対するネガパターンを有する第1のパターン付きフォトリソグラフィ・マスクを前記解放可能なシード層上に施すステップと、
c)前記第1のマスクによって画定される、前記解放可能なシード層の露出部分上に第1の材料を電気めっきして、前記第1の材料を貫く複数の孔を有するほぼ平坦な構造を形成するステップと、
d)前記複数の孔上に位置する第1の空洞に対するネガパターンを有する第2のフォトリソグラフィ・マスクを前記第1の材料上に施すステップと、
e)前記第1の材料の露出部分上に、前記第2のマスクによって画定される第2の材料を電気めっきするステップと、
f)両マスクを除去するステップと、
g)前記解放可能なシード層をエッチングして、前記第1の材料および前記第2の材料を解放するステップと
を含むプロセスによって生産される液体のエアロゾル化に用いるのに適合された、有孔プレート。
[形態18]
前記第1の材料の前記複数の孔の各々が、約1μmから約5μmの間の直径を有する、形態17に記載の有孔プレート。
[形態19]
前記複数の孔の近くの前記第1の材料の厚さが、約5μmから約10μmの間である、
形態17に記載の有孔プレート。
[形態20]
前記第1の材料および前記第2の材料が、Ni、Co、Pd、Pt、およびその合金の少なくとも1つを含む、形態17に記載の有孔プレート。
[形態21]
前記第1の材料および前記第2の材料が、エアロゾル化した液体に対する耐腐食性を有する電気めっき可能な材料を含む、形態17に記載の有孔プレート。
[形態22]
前記プロセスが、
h)第2の空洞が、前記第1の空洞上に位置し、前記第2の空洞の内径が、前記第1の空洞の内径よりも大きい、前記第2の空洞に対するネガパターンを有する第3のフォトリソグラフィ・マスクを前記第2の材料上に施すステップと、
i)前記第3のマスク上で前記第2の材料の露出部分に第3の材料を電気めっきするステップと、
j)3つのマスク全部を除去するステップと
をさらに含む、形態17に記載の有孔プレート。
[形態23]
前記第1の材料、前記第2の材料、および前記第3の材料が、エアロゾル化した液体に対する耐腐食性を有する電気めっき可能な材料を含む、形態22に記載の有孔プレート。
[形態24]
液体をエアロゾル化するのに用いるための有孔プレートであって、
複数の第1の孔を有し、フォトリソグラフィ・プロセスによって形成される特徴を有する第1の材料であって、前記複数の第1の孔が、ほぼ円筒形形状を画定する第1の材料と、
前記第1の材料上にあり、前記第1の材料中の複数の第2の孔上に第1の空洞を有する第2の材料であって、前記第2の材料が、フォトリソグラフィ・プロセスによって形成される特徴を有し、前記複数の第2の孔が、ほぼ円筒形形状を画定する、第2の材料と
を備え、
前記第1の材料および前記第2の材料が、有孔プレートを形成する、有孔プレート。
[形態25]
前記複数の第1の孔および前記複数の第2の孔が、前記有孔プレートにジグラット形状を描く、形態24に記載の有孔プレート。
[形態26]
前記複数の第1の孔および前記複数の第2の孔の各々が、前記有孔プレートにほぼ直円柱の部分を描く、形態25に記載の有孔プレート。
[形態27]
複数の前記第1の孔が、前記複数の第2の孔の各々によって外接される範囲内で前記第1の材料に形成される、形態24に記載の有孔プレート。
[形態28]
前記複数の第1の孔および前記複数の第2の孔の各々が、前記有孔プレートにほぼ直円柱の部分を描く、形態27に記載の有孔プレート。
[形態29]
振動エネルギーを前記有孔プレートに与えるための振動要素をさらに備え、それによって約1μmから約6μmの間の液滴が放出される、形態24に記載の有孔プレート。
Claims (16)
- 噴霧器内の液体をエアロゾル化するのに用いるための噴霧器有孔プレート(300)であって、
複数の第1の孔(302)を有する第1の材料(308)であって、前記複数の第1の孔(302)が、ほぼ円筒形形状を画定し、前記第1の孔(302)の出口開口は、サイズが約0.5μmから約6μmである液滴を生産するために、0.5μmから6μmの範囲内の直径を有する前記第1の材料(308)と、
複数の第2の孔(304)を有する、前記第1の材料(308)上の第2の材料(310)であって、前記各第2の孔(304)は前記第1の材料(308)中の前記複数の第1の孔(302)の上にあり、且つ前記各複数の第2の孔(304)は、各液体供給空洞を画定するほぼ円筒形形状を画定し、前記各液体供給空洞は、直径が20μmから200μmの範囲である前記第2の材料(310)とを備え、
前記第1の材料(308)および前記第2の材料(310)が、噴霧器で使用する有孔プレート(300)を形成し、前記複数の第1の孔(302)は、前記各第2の孔(304)により画定されるより大きい前記液体供給空洞の直径内にある、噴霧器有孔プレート。 - 請求項1に記載の有孔プレートであって、前記第1の孔(302)の出口開口が、1μmから4μmの範囲の直径を有する、有孔プレート。
- 請求項1又は2に記載の有孔プレートであって、前記第1の孔(302)の出口開口が、1μmから3μmの範囲の直径を有する、有孔プレート。
- 請求項1から3までのいずれかに記載の有孔プレートであって、前記液体供給空洞の各々が、20μmから100μmの範囲の直径を有する、有孔プレート。
- 請求項2から4までのいずれかに記載の有孔プレートであって、前記第2の孔(304)の各々の前記液体供給空洞が、50μmから80μmの範囲の直径を有する、有孔プレート。
- 請求項1から5までのいずれかに記載の有孔プレートであって、前記有孔プレート(300)は、3つ以上の同心の円筒形を含み、前記複数の第1の孔(302)および前記複数の第2の孔(304)の各々が、前記有孔プレート(300)にほぼ直円柱の部分を描く、有孔プレート。
- 請求項1から6までのいずれかに記載の有孔プレートであって、前記有孔プレート(300)は、幾何学的形状がドームの形状である、有孔プレート。
- 請求項7に記載の有孔プレート(300)と、振動エネルギーを前記有孔プレート(300)に与えるための振動要素とを含む振動メッシュ式噴霧器。
- 噴霧器有孔プレート(300)を製造する方法であって、
解放可能なシード層(704)を基板上に堆積させるステップ(602)と、
複数の第1の孔(730)を有する一つのパターンに対するネガパターンを有する第1のパターン付きフォトリソグラフィ・マスク(712)を前記解放可能なシード層(704)上に施すステップ(604)と、
前記第1のマスク(712)によって画定される、前記解放可能なシード層(704)の露出部分上に第1の材料(712)を電気めっきするステップ(606)と、
第2の材料(720)に形成されるべき複数の液体供給空洞(732)にネガパターンを与える第2のフォトリソグラフィ・マスク(714)を前記第1の材料(712)上に施すステップ(608)と、
前記第2のマスク(714)によって画定される、前記第1の材料(712)の露出部分上に前記第2の材料(720)を電気めっきするステップ(610)と、
両マスク(712、714)を除去するステップ(612)と、
前記解放可能なシード層(704)をエッチングして前記第1の材料(712)および前記第2の材料(720)を解放するエッチングステップ(614)とを含み、
前記第1の材料(712)および前記第2の材料(720)が、液体をエアロゾル化するのに用いるための有孔プレート(300)を形成し且つ前記各液体供給空洞(732)が複数の第1の孔(730)上にあり、
前記複数の第1の孔(730)が、より大きい前記各液体供給空洞(732)の直径内にあり、
前記第1の孔(730)の出口開口は、0.5μmから6μmの範囲内の直径を有し、
前記各液体供給空洞(732)は、直径が20μmから200μmの範囲である、方法。 - 請求項9に記載の方法であって、前記第1のパターン付きフォトリソグラフィ・マスクが、約1μmから約5μmの間の直径を有する前記第1の材料(712)に前記第1の孔(730)を付与する、方法。
- 請求項9又は10に記載の方法であって、前記第1の孔(730)の近くの前記第1の材料(712)が、前記第1の孔(730)の直径から独立している厚さに形成される、方法。
- 請求項9又は10に記載の方法であって、前記液体供給空洞(732)に対するネガパターンを有する第3のフォトリソグラフィ・マスクを前記第2の材料(720)上に施すステップと、
前記第3のマスクによって画定される露出エリア上に第3の材料を電気めっきするステップと、
3つのマスク全部を除去するステップとをさらに含み、
前記各液体供給空洞(732)が、前記複数の第1の孔(730)上にあり、
前記液体供給空洞(732)の内径が、前記第1の孔(730)の内径より大きい、方法。 - 請求項12に記載の方法であって、前記第1の材料(712)、前記第2の材料(720)、および前記第3の材料が、同じ材料である、方法。
- 請求項9に記載の方法であって、前記有孔プレート(300)が、自動プロセスにおいて形成される、方法。
- 請求項10又は11に記載の方法であって、前記第1の材料(712)および前記第2の材料(720)が、同じ材料である、方法。
- 請求項9に記載の方法であって、前記第1の材料(712)および前記第2の材料(720)が、前記エアロゾル化した液体に対する耐性を有する電気めっき可能な材料を含む、方法。
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