DE69614209T2

DE69614209T2 - Herstellung von Tintenzufuhrkanälen in einem Siliziumsubstrat eines Thermotintenstrahldruckers

Info

Publication number: DE69614209T2
Application number: DE69614209T
Authority: DE
Inventors: Ashok Murthy; Laurence R. Steward; Charles S. Whitman
Original assignee: Lexmark International Inc
Current assignee: Lexmark International Inc
Priority date: 1995-09-22
Filing date: 1996-09-16
Publication date: 2002-05-23
Anticipated expiration: 2016-09-17
Also published as: EP0764533A3; EP0764533A2; JPH09123468A; DE69614209D1; EP0764533B1; US5658471A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Tintenstrahlthermodruckköpfe, insbesondere eine verbesserte Verfahrensweise zur Herstellung von Tintenzufuhrschlitzen in einem Siliciumsubstrat, das bei der Konstruktion von Tintenstrahlthermodruckköpfen verwendet wird.

Hintergrund

Tintenstrahlthermodruckköpfe enthalten typischerweise eine Mehrzahl von elektrischen Widerstandselementen auf einem gemeinsamen Substrat zwecks Erwärmung von Tinte in benachbarten Reservoiren, um eine Komponente der Tintenzusammensetzung zu verdampfen. Die verdampfte Komponente der Tintenzusammensetzung verleiht einer Menge Tinte mechanische Energie, wodurch die Tinte durch eine oder mehrere Öffnungen in einer Öffnungsplatte des Tintenstrahldruckkopfs in einer vordefinierten Reihenfolge in Richtung auf ein Druckmedium vorwärtsgetrieben wird, um alphanumerische Zeichen und Grafik darauf zu bilden.
Um eine bessere Druckqualität zu liefern, werden viele elektrische Widerstandselemente und Öffnungen auf einem einzigen Tintenstrahldruckkopf bereitgestellt. Ebenso wie sich die Anzahl von elektrischen Widerstandselementen und Öffnungen auf dem Druckkopf erhöht, so erhöht sich die Druckqualität. Jedoch erhöht eine Zunahme der Anzahl von elektrischen Widerstandselementen und Öffnungen auf einem einzigen Tintenstrahldruckkopf auch die Herstellungsschwierigkeiten, die mit Fotomasken-Ausrichttoleranzen verbunden sind, die während einer Fertigung eingehalten werden müssen, um das Substrat auf die gewünschte Weise zu ätzen.
Der Tintenstrahldruckkopf muss in einem Mikromaßstab genau hergestellt sein, so dass die Bauteile des Druckkopfs zusammenwirken, um die gewünschte Wirkungsweise zu erzielen und die gewünschte Druckqualität zu ergeben. Folglich ist eine Ausrichtung der Tintenzufuhrschlitze, elektrischen Widerstandselemente und Öffnungen für den richtigen Betrieb des Tintenstrahldruckkopfs kritisch. Die Tintenzufuhrschlitze liefern während des Druckverfahrens Tinte von einem Reservoir zu den elektrischen Widerstandselementen. Da die Druckköpfe präzise Mikrostrukturvorrichtungen sind, können selbst kleinere Abweichungen oder Herstellungsschwierigkeiten während der Produktion der Tintenstrahldruckkopfbauteile zu einem Verlust an verwendbarem Substratmaterial führen und folglich zu einer geringen Produktausbeute.
Eine der Herstellungstechniken, die zum Bilden von Tintenzufuhrschlitzen in einem Siliciumsubstrat eines Tintenstrahlthermodruckkopfs verwendet wird, ist eine anisotrope Ätztechnik. Bei diesem Verfahren wird ein Siliciumwafer mit parallelen (100)-Kristallebenen anisotrop geätzt, um einen langgestreckten Schlitz zu erzeugen, der eine Länge aufweist, die zwischen etwa 3 und etwa 5 mm variiert, eine Breite, die zwischen etwa 0,5 und 2 mm variiert, und Seitenwände, die unter einem Winkel von etwa 54,7º von der ebenen Oberfläche des Siliciumwafers vorliegen. Vor Fertigstellung des Druckkopfs werden elektrische Widerstandselemente und Elektroden benachbart zu den Tintenzufuhrschlitzen an einer Oberfläche des Siliciumsubstrats angebracht. Herstellungsschwierigkeiten werden oft angetroffen, wenn man versucht, die Zufuhrschlitze und elektrischen Widerstandselemente in Bezug zueinander genau zu positionieren.
Das US-Patent No. 5,387,314 an Baughan et al. offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Tinteneinfüllschlitzen in einem Siliciumsubstrat. Die offenbarte Verfahrensweise umfasst ein teilweises anisotropes Ätzen von einer Oberfläche des Siliciumsubstrats her, wodurch die Einfüllschlitze nur einen Teil des Wegs durch das Substrat geätzt werden. In einem anschließenden Schritt wird ein isotropes Ätzmittel verwendet, um die Einfüllschlitze von der entgegengesetzten Oberfläche des Substrats her fertigzustellen. Gemäß Baughman et al. verringert isotropes Ätzen des Siliciums von der entgegengesetzten Oberfläche des Substrats her den Abstand vom Tinteneinfüllschlitz zum Einlass des Tintenzufuhrkanals. Während das Verfahren von Baughman et al. die Wirkung von Ausrichtproblemen bei der Herstellung von Tinteneinfüllschlitzen in Bezug zu den elektrischen Widerstandselementen verringern kann, erfordert es, dass die Einfüllschlitze durch Verwendung eines anschließenden Maskierungs- und isotropen Ätzschritts bis zur Ausschleuderkammer auf der entgegengesetzten Oberfläche des Substrats ausgedehnt sind. Folglich erfordert die Verfahrensweise eine Kombination von Ätzverfahrensweisen mit mehrfacher Ausrichtung von Fotomasken, was die Herstellung der Tintenstrahldruckköpfe schwieriger, kostspieliger und anfälliger für Ausrichtfehler machen kann.
Das US-Patent No. 5,308,442 an Taub et al. betrifft ein anderes Verfahren zur Herstellung von Druckkopfstrukturen zum Zuführen von Tinte in die Ausschleuderkammern des Druckkopfs. In diesem Verfahren bedeckt eine zerbrechliche Membranschicht mit einer Dicke von etwa 1 bis 2 Mikrometern eines dielektrischen Materials einen geätzten Tinteneinfüllschlitz bis die Widerstände gebildet sind, und dann wird die Membran entfernt. Wie bei vielen anderen Herstellungsverfahren muss das Substrat mit einer den Tinteneinfüllschlitz bedeckenden Membran mit äußerster Sorgfalt gehandhabt werden, um ein Durchlöchern der Membran zu vermeiden, bevor die Widerstände auf der Oberfläche des Substrats gebildet sind. Bei hohen Produktionsraten kann die Produktausbeute, wenn man diese Technik verwendet, unannehmbar gering sein.
Das US-Patent No. 4,789,425 an Drake et al. betrifft noch ein anderes Verfahren zur Fertigung von Tintenstrahlthermodruckköpfen. Das von Drake et al. offenbarte Verfahren erfordert die Verwendung von geätzten Ausrichtlöchern zur Verwendung bei der Musterbildung des Siliciumsubstrats für das Einfüllschlitz-Ätzverfahren und zur Lokalisierung der Position der elektrischen Widerstandselemente auf der Schaltungsseite des Siliciumsubstrats.
In der offenbarten Verfahrensweise nehmen Drake et al. zuerst eine Musterbildung, dann eine teilweise oder vollständige anisotrope Ätzung der Ausrichtlöcher und teilweise Ätzung der Reservoir/Einfüllschlitze im Substrat vor. Nach dem teilweisen Ätzen der Reservoir/Einfüllschlitze werden die Widerstandsschaltungen auf dem Wafer gebildet. In einer anderen Ausführungsform ätzen Drake et al. die Ausrichtlöcher vollständig durch das Substrat hindurch, die Widerstandsschaltungen werden gebildet, dann passiviert, und die Reservoir/Einfüllschlitze werden dann zu Mustern gebildet und in das Substrat geätzt. Demgemäß benötigen Drake et al. mehrere kritische Ausricht- und Musterbildungsschritte zur Lokalisierung der Ausrichtlöcher, Reservoir/Einfüllschlitze und elektrischen Widerstandselemente.
Da Ausrichtschritte oft von Hand durchgeführt werden, trägt die Verwendung von mehreren Ausrichtschritten zu den Laborkosten bei, erhöht die Fehlerrate und verringert die Produktionsrate der geätzten Substratteile. Bei Zunahme der Druckgeschwindigkeit und Druckqualität der Tintenstrahldrucker werden die Fertigungstoleranzen sogar kritischer, wodurch die Verwendung von mehreren Maskierungs- und Ätzschritten zur Lokalisierung der Position der Reservoir/Einfüllschlitze und elektrischen Widerstandselemente sogar weniger zuverlässig gemacht wird.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Tintenzufuhrschlitzen für Tintenstrahldruckköpfe bereitzustellen.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, die Fertigungstechnik zum Bilden von Tintenzufuhrschlitzen zur Verwendung in Tintenstrahldruckköpfen zu verbessern, wodurch die Ausbeute von brauchbarem Produkt erhöht wird.
Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Erhöhung der Genauigkeit einer Lokalisierung von elektrischen Widerstandselementen in Bezug zu den Tintenzufuhrschlitzen eines Tintenstrahlthermodruckkopfs bereitzustellen.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, Ausrichtschwierigkeiten und Verfahrensschritte zu verringern, wodurch für Tintenstrahlthermodruckköpfe die Zeitspanne verringert wird und die Ausbeute von brauchbaren Substraten erhöht wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung liefert ein Verfahren zur Fertigung eines Tintenstrahlthermodruckkopfs vom Kopfausschleudertyp zur Verwendung in einer Tintenstrahldruckvorrichtung. Im Anfangsschritt des Verfahrens wird unter Verwendung eines Laserstrahls eine Mehrzahl von Ausrichtlöchern durch ein oxidiertes Siliciumwafersubstrat gebohrt, wobei jedes Loch auf einer ersten Oberfläche des Substrats eine Eintrittsöffnung mit einem Durchmesser zwischen etwa 5 und etwa 100 Mikrometern, vorzugsweise von etwa 50 Mikrometern, und auf einer zweiten Oberfläche des Substrats eine Austrittsöffnung mit einem Durchmesser zwischen etwa 5 und etwa 50 Mikrometern, vorzugsweise von etwa 25 Mikrometern, aufweist.
Eine oder mehrere Schichten, von denen jede Anordnungen von widerstandsbehaftetem Material, leitfähigem Material, isolierendem Material oder eine Kombination von widerstandsbehafteten, leitfähigen und isolierenden Materialien umfassen kann, werden auf der zweiten oxidierten Oberfläche des Substrats aufgebracht und zu Mustern gebildet, wobei die gebohrten Ausrichtlöcher verwendet werden, um die eine oder mehreren Schichten auszurichten und zu Mustern zu bilden. Die leitfähigen Materialien können eine Mehrzahl von aus Metall, wie z. B. Al oder Cu, gebildeten Elektroden zur Kontaktierung und Energieversorgung der Heizelemente umfassen. Um die Schichten von widerstandsbehafteten, leitfähigen und isolierenden Materialien während der Ätzschritte zu schützen, werden diese Schichten mit einer oder mehreren Passivierungsschichten passiviert, die aus SiO&sub2;, Si&sub3;N&sub4;, SiC oder einem anderen geeigneten Passivierungsmaterial ausgewählt sind. Eine Tantalschicht kann dann auf die eine oder mehreren Passivierungsschichten aufgebracht werden, und die ganze zweite Oberfläche wird mit einer schützenden Deckschicht oder Passivierungsschicht bedeckt, um die Vorrichtungen gegen Ätzmittel zu schützen, die verwendet werden, um die Zufuhrschlitze zu ätzen. Die schützende Deckschicht, kann aus SiN, SiC, SiO&sub2; oder einem beliebigen anderen im Stand der Technik bekannten geeigneten Material ausgewählt sein.
Nach Aufbringen der schützenden Deckschicht auf der einen oder den mehreren Passivierungsschichten und Tantalschicht auf der zweiten Oberfläche wird eine Mehrzahl von langgestreckten Markierungen in der Oxidschicht auf der ersten Oberfläche des Substrats zu Mustern gebildet, wobei die Ausrichtlöcher verwendet werden, um die Position der Markierungen zu definieren. Die erste Oberfläche wird dann gemäß dem vordefinierten Muster von langgestreckten Markierungen anisotrop geätzt, wodurch eine Mehrzahl von langgestreckten Tintenzufuhrschlitzen erzeugt werden, die an der Oxidschicht auf der zweiten Oberfläche des Substrats enden. Nach Fertigstellung des Zufuhrschlitz-Ätzverfahrens kann die schützende Deckschicht und Oxidschicht auf der zweiten Oberfläche durch Nass- oder Trockenätztechniken oder andere den Fachleuten bekannte Techniken entfernt werden.
Ein Vorteil der Erfindung ist die Beseitigung der Musterbildungs- und Ätzschritte, die zur Bildung der Ausrichtlöcher im Siliciumsubstrat erforderlich sind. Weiter können im Vergleich mit Ätztechniken für die Ausrichtlöcher die lasergebohrten Ausrichtlöcher sorgfältiger gesteuert und dimensioniert werden. Da die Ausrichtlöcher genauer hergestellt werden können, ist eine Lokalisierung der widerstandsbehafteten Elemente und Tintenzufuhrschlitze in Bezug zu den Ausrichtlöchern leichter. Eine Zunahme der Ausbeute von brauchbarem Produkt wird durch Verwendung dieser Fertigungsverfahrensweise erwartet.
Ein besonderer Vorteil des Verfahrens ist es, dass der Zufuhrschlitz unter Verwendung nur eines Ausrichtschritts in einem anisotropen Ätzschritt durch das Substrat geätzt werden kann. Da mindestens ein Maskierungs- und Ausrichtschritt beseitigt wird, erwartet man, dass die Ausbeute von brauchbarem Produkt verhältnismäßig größer ist als die Ausbeute von Techniken, die mehrere Maskierungs- und Ausrichtschritte erfordern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung und die Art ihrer Realisierung werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die Zeichnungen ersichtlich, in denen gleiche Bezugszeichen überall in den Zeichnungen gleiche Elemente bezeichnen.
Fig. 1A ist eine nicht maßstabgerechte vergrößerte schematische Draufsicht auf ein Siliciumwafersubstrat, das eine Mehrzahl von Heizelementsubstraten und eine vorbestimmte Anzahl von Substraten enthält, die ein Ausrichtloch enthalten, gemäß der Erfindung.
Fig. 1B ist eine nicht maßstabgerechte vergrößerte schematische Draufsicht auf eines von den Substraten von Fig. 1A, die ein Ausrichtloch enthalten.
Fig. 1C ist eine nicht maßstabgerechte vergrößerte schematische Draufsicht auf eines von den Heizelementsubstraten von Fig. 1A.
Die Fig. 2A-G sind nicht maßstabgerechte Querschnittsansichten eines Teils des Siliciumwafers, wobei ein alternatives Verfahren zur Erzeugung von Tintenzufuhrschlitzen in einem Heizelementsubstrat wiedergegeben wird.

Ausführliche Beschreibung

Die Fig. 1A-1C stellt einen vollverarbeiteten Siliciumwafer 34 dar, der eine Mehrzahl von Ausrichtlöcherteilen 36, die ein oder mehrere Ausrichtlöcher 38 enthalten, und eine Mehrzahl von Tintenstrahldruckkopfstrukturen 40 enthält, die aufweisen: einen Tintenzufuhrschlitz 20, benachbarte Heizelemente 24, Energieversorgungselektroden 28, Energieversorgungselektrodenanschlüsse 42, Betriebserdeschaltung 30 und Betriebserdeanschlüsse 44.
Nun mit Bezug auf die Fig. 2A-2 G wird die Fertigungsverfahrensweise für die Ausführungsform der Fig. 1A-1C der Erfindung veranschaulicht. In Fig. 2A weist ein Siliciumwafersubstrat mit einer Maskenschicht 8 (z. B. Si&sub3;N&sub4;) und dielektrischen Schicht 10 (z. B. SiO&sub2;)_eine Fotoresistschicht 14 auf, die auf der Maskenschicht 8 auf der ersten Oberfläche 4 des Substrats aufgebracht ist. Die Fotoresistschicht weist eine Dicke von etwa 1 bis etwa 2 Mikrometern auf. Als Nächstes wird eine Mehrzahl von Ausrichtlöchern 38, vorzugsweise mindestens etwa drei oder mehr, unter Verwendung eines Laserstrahls an räumlich getrennten Stellen in das Siliciumwafersubstrat 34 gebohrt (Fig. 1A). Die Löcher werden vorzugsweise in einem Bereich des Wafers, der von Teilen entfernt ist, die in den Druckköpfen verwendet werden können, um den Umfang des Wafers gebohrt.
Jegliche geeignete Laserstrahlquelle kann verwendet werden, um die Löcher zu bohren. Eine bevorzugte Laserstrahlquelle ist ein gütegeschalteter YAG-Laser. Eine andere bevorzugte Laserstrahlquelle ist ein Zweistrahlexcimerlaser mit ausgerichteter Optik. Laser mit ausreichender Leistung zum Bohren von Löchern in das Substrat umfassen die Modelle MEL-40 und LMS mit 8 bis 50 Watt Leistung, die von Florod of Gardena, Kalifornien, im Handel erhältlich sind. Lumonics of Camarillo, Kalifornien, kann auch geeignete Laser zum Bohren des Substrats bereitstellen.
Die lasergebohrten Löcher 38 weisen vorzugsweise eine Eintrittsöffnung 46 auf der ersten Oberfläche 4 des Siliciumsubstrats zwischen etwa 5 und etwa 100 Mikrometern, vorzugsweise von etwa 50 Mikrometern, und eine Austrittsöffnung 48 auf der zweiten Oberfläche 6 des Siliciumsubstrats 2 mit einem Durchmesser zwischen etwa 5 und etwa 50 Mikrometern, vorzugsweise von etwa 25 Mikrometern, auf. Größere oder kleinere Ausrichtlöcher können in das Siliciumsubstrat gebohrt werden, jedoch werden die vorerwähnten Eintritts- und Austrittslochgrößen für eine leichte Ausrichtbarkeit bevorzugt.
Wenn man einen gütegeschalteten YAG-Laser verwendet, ist das Eintrittsloch 46 häufig größer als das Austrittsloch 48, wobei ein Loch von 25 Mikrometern etwa das kleinste Loch ist, das unter Verwendung des YAG-Lasers gebohrt werden kann. Je kleiner das Loch ist, desto größer ist jedoch die Ausrichtgenauigkeit, die erhalten werden kann, vorausgesetzt, dass das Loch groß genug ist, um für das Ausrichtgerät sichtbar zu sein.
Eine oder mehrere Schichten von widerstandsbehaftetem Material 24 können dann auf die dielektrische Schicht 10 aufgebracht und zu Mustern gebildet werden, wobei man die Ausrichtlöcher 38 verwendet, um die Position zum Aufbringen und Musterbilden des widerstandsbehafteten Materials 24 festzulegen, wie in Fig. 2B veranschaulicht. Die Schichten von widerstandsbehaftetem Material 24 werden als Heizelemente zum Verdampfen einer Tintenkomponente verwendet und weisen im Allgemeinen eine Dicke von etwa 1000 Å auf. Widerstandsbehaftetes Material, das verwendet werden kann, schließt dotiertes polykristallines Silicium ein, das durch chemische Abscheidung aus der Gasphase (CVD) aufgebracht werden kann, oder ein beliebiges anderes wohlbekanntes widerstandsbehaftetes Material, wie z. B. HfB&sub2; oder TaAl.
Die Heizelemente 24 werden durch eine Mehrzahl von Elektroden 28 und 30 mit Strom versorgt, die von einer oder mehreren leitfähigen Schichten gebildet sind, die in Kontakt mit dem widerstandsbehafteten Material 24 auf der dielektrischen Schicht 10 aufgebracht sind, um elektrische Impulse zu den einzelnen Heizelementen zu leiten (Fig. 2C). Die Elektroden 28 und 30 können aus aufgedampftem Aluminium oder gesputterter Al/Cu-Legierung gebildet sein und weisen typischerweise eine Dicke von etwa 5000 Å auf.
Um das widerstandsbehaftete Material 24 und die Elektroden 28 und 30 während anschließender Verarbeitungsschritte zu schützen, wird es bevorzugt, einen Deckschutzüberzug 26 über das widerstandsbehaftete Material 24 und die Elektroden 28 und 30 auf die dielektrische Schicht 10 aufzubringen. Der Schutzüberzug kann unter Verwendung einer beliebigen der wohlbekannten CVD-Techniken aufgebracht werden. Geeignete Schutzüberzüge umfassen Si&sub3;N&sub4;, SiO&sub2;, SiC und dergleichen, wobei Si&sub3;N&sub4; und SiC die Bevorzugten sind. Die Gesamtdicke des Schutzüberzugs beträgt vorzugsweise etwa 5000 Å.
Anschließend an das schützende Überziehen des widerstandsbehafteten Materials 24 und der Elektroden 28 und 30 werden ausgewählte Teile der Fotoresistschicht 14 zu Mustern gebildet und entwickelt, wodurch ein Teil 16 der Maskenschicht 8 freigelegt wird (Fig. 2D). Die Positionierung der Fotoresistmaske, die verwendet wird, um den Teil 16 der Maskenschicht 8 freizulegen, wird durch Bezug auf die zuvor gebohrten Ausrichtlöcher 38 festgelegt. Der freigelegte Teil 16 der Maskenschicht 8 kann dann unter Verwendung eines Plasma- oder Nassätzverfahrens, wie z. B. einer gepufferten Flusssäurenlösung, weggeätzt werden, wodurch in der Maskenschicht 8 eine Mehrzahl von langgestreckten Markierungen 18 gebildet wird. Nach Bilden der langgestreckten Markierungen 18 wird die Fotoresistschicht 14 mittels Säuren, organischen Lösungsmittel, wie z. B. Aceton, oder einer chemischen Verbrennung in einer Sauerstoffglimmentladungskammer entfernt (Fig. 2E).
Sobald die langgestreckten Markierungen 18 in der Maskenschicht 8 gebildet sind, wird das Siliciumsubstrat 2 von der ebenen (100)-Kristalloberfläche 4 her anisotrop geätzt, um eine Mehrzahl von langgestreckten Tintenzufuhrschlitzen 20 zu bilden (Fig. 2F). Ein beliebiges bekanntes anisotropes Ätzmittel kann verwendet werden. Die bevorzugten anisotropen Ätzmittel können aus einer wäßrigen alkalischen Lösung und einer wässrigen Mischung von Phenol und Amin ausgewählt sein. Von den wäßrigen alkalischen Lösungen ist eine Kalilauge die Bevorzugteste. Andere anisotrope Ätzmittel umfassen Natriumhydroxid, eine Mischung von Hydrazin und Tetramethylammoniumhydroxid und eine Mischung von Pyrocatechin und Ethylendiamin.
Da eine Verarbeitung der zweiten Oberfläche des Siliciumsubstrats im Wesentlichen vor dem anisotropen Ätzschritt fertig ist, kann der Ätzschritt durchgeführt werden, bis der Zufuhrschlitz 20 die dielektrische Schicht 10 auf der zweiten Oberfläche 6 des Substrats 2 erreicht.
Um die Fertigung der Druckkopfstruktur fertigzustellen, wird der Schutzüberzug 26 über den widerstandsbehafteten, leitfähigen und isolierenden Materialien durch reaktive Ionenätz(RIE)-Techniken entfernt, bis das Ta über dem widerstandsbehafteten Material und das Al auf dem leitfähigen Material freigelegt ist. An diesem Punkt bleibt noch eine Dünnschicht von Schutzmaterial 26 und eine dielektrische Schicht 10 über dem Zufuhrschlitz 20 übrig, die durch Abrieb, Laserabtragung, Druckluftstrom, Wasserstrahl oder eine beliebige andere wohlbekannte Technik entfernt werden können. Der fertige langgestreckte Zufuhrschlitz 20 ist in Fig. 2G veranschaulicht.
Unter Verwendung des vorerwähnten Verfahres wird im Vergleich mit den herkömmlichen Verarbeitungstechniken mindestens einer von den Fotoresistmaskierungs- und Entwicklungsschritten beseitigt. Da jedes Mal die Fotoresistschicht gebildet, entwickelt wird und die Ätzmasken verwendet werden, gibt es eine Gelegenheit für Ausrichtfehler, die Beseitigung von mindestens einer der Fotoresistmaskierungsschritte sollte zu einer wesentlichen Zunahme der. Ausbeute von brauchbaren Druckkopfchips führen.
Die Fertigstellung der im vorerwähnten Verfahren beschriebenen Druckkopfstrukturen, einschließlich das Bilden der Düsenstrukturen über den widerstandsbehafteten, leitfähigen und isolierenden Materialien, kann unter Verwendung von herkömmlichen Verarbeitungstechniken durchgeführt werden.

Claims

1. Verfahren zur Fertigung eines Tintenstrahlthermodruckkopfs vom Kopfausschleudertyp zur Verwendung in einer Tintenstrahldruckvorrichtung, umfassend die Schritte:

Bohren einer Mehrzahl von Ausrichtlöchern durch ein Siliciumwafersubstrat mit Oxidschichten auf der ersten und zweiten Oberfläche unter Verwendung eines Laserstrahls, wobei jedes Loch auf einer ersten Oberfläche des Substrats eine Eintrittsöffnung mit einem Durchmesser von etwa 5 bis etwa 100 Mikrometern und auf einer zweiten Oberfläche des Substrats eine Austrittsöffnung mit einem Durchmesser von etwa 5 bis etwa 50 Mikrometern aufweist;

Aufbringen von einer oder mehreren Schichten von widerstandsbehaftetem Material, leitfähigem Material und isolierendem Material auf der oxidierten zweiten Oberfläche des Substrats, wobei die Ausrichtlöcher verwendet werden, um die widerstandsbehafteten, leitfähigen und isolierenden Materialien auszurichten und zu Mustern zu bilden;

Passivieren der widerstandsbehafteten, leitfähigen und isolierenden Materialien auf der zweiten Oberfläche des Substrats mit einer oder mehreren Passivierungsschichten;

Überziehen der passivierten Oberfläche mit einer schützenden Deckschicht;

Überziehen der ersten oxidierten Oberfläche mit einer Maskenschicht;

Bilden einer Mehrzahl von langgestreckten Markierungen auf der oxidierten ersten Oberfläche des Substrats zu Mustern, wobei die Ausrichtlöcher benutzt werden, um die Markierungen zu Mustern zu bilden;

anisotropes Ätzen des Substrats entsprechend den zu Mustern gebildeten Markierungen in der ersten Oberfläche, wodurch eine Mehrzahl von langgestreckten Schlitzen von der ersten Oberfläche aus bis zur zweiten Oberfläche erzeugt wird, die an der Oxidschicht der zweiten Oberfläche enden;

Entfernen der schützenden Deckschicht und Oxidschicht auf der zweiten Oberfläche, wodurch die langgestreckten Zufuhrschlitze von der ersten Oberfläche bis zur zweiten Oberfläche des Substrats vervollständigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das anisotropes Ätzmittel aus einer wäßrigen Alkalilösung und einer wäßrigen Mischung von einem Phenol und einem Amin ausgewählt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Eintrittsöffnung auf der ersten Oberfläche etwa 50 Mikrometer im Durchmesser beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Austrittsöffnung auf der zweiten Oberfläche etwa 25 Mikrometer im Durchmesser beträgt.