JP2005349470A

JP2005349470A - マイクロマシニング方法およびシステム

Info

Publication number: JP2005349470A
Application number: JP2005127327A
Authority: JP
Inventors: Shen Buswell; シェン・バスウェル
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2005-12-22
Also published as: PL374623A1; CN101554711A; SG116591A1; US20050236358A1; AU2005201310A1; CN100521095C; CN1700423A; EP1591253A3; CA2503918A1; KR20060045801A; RU2005112562A; EP1591253A2; MXPA05004139A; SG152222A1; RU2383443C2; BRPI0500329A; AU2005201310B2

Abstract

【課題】第１の面および第２の面によって画定される厚さを有する半導体基板に損傷を与えることなく、できる限り低コストで流体処理スロットを形成する方法を提供する。
【解決手段】研磨材料を利用し、第１の面３０４から超音波研削で半導体基板に第１のトレンチ３０２を形成し、かつ背面から半導体基板の材料を除去して、第二のトレンチを形成することを含み、その際、第１のトレンチと第２のトレンチ３０６の少なくとも一部が交わり、半導体基板を貫通するフィーチャを形成する。
【選択図】図５Ｃ

Description

本発明は、基板をレーザマイクロマシニングによって加工するための方法およびシステムに関する。

電子デバイスの市場は、より低いコストで、より高い性能を絶えず要求している。これらの要件を満たすために、種々の電子デバイスを含む部品は、より効率的に、かつより厳密な公差で製造されることができる。

そのようなデバイスの形成は、流体噴射デバイス内に形成されるスロットのようなフィーチャ（feature）を含むことが望ましい。基板内にそのようなフィーチャを形成するために、所要時間が短く、フィーチャが形成されている基板に損傷を与えることなく、さらにできる限り低コストの工程が必要とされている。

本発明の特徴は、添付の図面に図示されるような、本発明の例示的な実施形態について以下に記載される詳細な説明から当業者には容易に理解されよう。

以下に記載される実施形態は、基板をレーザマイクロマシニングによって加工するための方法およびシステムに関する。マイクロマシニングは、基板材料を制御しながら選択的に除去するための製造方法である。レーザマイクロマシニングは、基板材料を除去することにより、基板内に、所望の寸法を有するフィーチャを形成することができる。そのようなフィーチャは、基板の厚みあるいは基板の少なくとも２つの表面を通過する、スロットのようなスルー（貫通する）フィーチャか、あるいは基板の厚みの一部あるいは基板の１つの表面を通過する、トレンチのようなブラインド（貫通しない）フィーチャかのいずれかにすることができる。

フィーチャを加工する例が、一般的に、基板内にインク供給スロット（「スロット」）を形成することの関連で説明されるであろう。そのようなスロット付基板は、他の用途もあるが、インクジェットプリントカートリッジまたはペン、および／または種々の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス内に組み込まれることができる。以下に説明される種々の部品は、そのサイズに関する限りでは、正確には図示されていない場合もある。むしろ、含まれる図は、本明細書に記載される種々の発明の原理を例示するために、概略的に表現することが意図されている。

特定のフィーチャサイズ、形状および配列の例が本明細書において示される。しかしながら、本明細書に記載される本発明の方法および装置を用いて、どのタイプのフィーチャサイズおよび形状も作製することができる。

図１は、プリントヘッド１４の一実施形態を拡大したものを斜視図で示す。この実施形態では、プリントヘッド１４は、エッジ流体（edge fluid）を抵抗器（あるいは流体エジェクタ）６１に供給するためのエッジステップ１１９を含む、複数のフィーチャを有する。プリントヘッドは、基板表面内に部分的に形成されるトレンチ１２４も有することができる。流体を抵抗器６１に供給するためのスロット（あるいはチャネル）１２６、および／または流体を抵抗器６１に供給する一連の孔１２７もこのプリントヘッド上に示されており、それらはそれぞれ本明細書に記載されるＵＶレーザマシニング工程によって形成される。一実施形態では、図１のプリントヘッド１４上に示される複数のフィーチャのうちの少なくとも２つが存在する場合がある。たとえば、供給孔１２７およびスロット１２６のみがプリントヘッド１４内に形成され、別の実施形態では、エッジステップ１１９および／またはトレンチ１２４も形成される。別の例では、エッジステップ１１９およびスロット１２６がプリントヘッド１４内に形成され、別の実施形態では、トレンチ１２４および／または供給孔１２７も形成される。

図２は、図１のプリントヘッド１４の断面図を示しており、スロット（あるいは側）壁１２３を有するスロット１２６が基板１０２を貫通して形成される。基板のスロット領域（あるいはスロットエリア）を貫通するスロットの形成が後にさらに詳細に説明される。別の実施形態では、複数のスロットが所与のダイ内に形成される。たとえば、ダイあるいは基板内の隣接するスロット間の内側スロット間隔、あるいは間隔は１０ミクロン程度に狭い。（一実施形態では、１０ミクロンは各スロットに熱が作用するゾーンの広がりの２倍をわずかに超える程度である。ただし、熱が作用するゾーンは、この出願に記載されるレーザマシニングによって影響を及ぼされるスロット壁に沿ったエリアである。）

図２では、薄膜層（あるいはアクティブ層、薄膜スタック、導電層またはマイクロエレクトロニクスを有する層）１２０が、基板１０２の正面あるいは第１の面（または表面）１２１上に形成、たとえば堆積される。基板の第１の面１２１は、基板１０２の第２の面（または表面）１２２の反対側にある。薄膜スタック１２０は、基板上に形成される少なくとも１つの層を含み、或る特定の実施形態では、基板１０２の第１の面１２１の少なくとも一部をマスクする。別法では、あるいはそれに加えて、層１２０は基板１０２の第１の面１２１の少なくとも一部を絶縁する。

図２に示されるプリントヘッドの実施形態に示されるように、薄膜スタック１２０は、キャッピング層（capping layer）１０４と、抵抗層１０７と、導電層１０８と、パッシベーション層１１０と、キャビテーション障壁層１１１と、障壁層１１２とを含み、それぞれ基板１０２の第１の面１２１および／または先行する１つまたは複数の層の上に形成あるいは堆積される。一実施形態では、基板１０２はシリコンである。種々の実施形態において、基板には、以下の：単結晶シリコン、多結晶シリコン、ガリウムヒ素、ガラス、シリカ、セラミックあるいは半導体材料、のうちの１つを用いることができる。用いることができる基板材料として列挙した種々の材料は必ずしも入れ替えることができるものではなく、それらが用いられることになる用途に応じて選択される。この実施形態では、薄膜層は、必要に応じてパターニングおよびエッチングされて、抵抗層内の抵抗器６１、導電層の導電性トレース、および障壁層によって少なくとも部分的に画定される発射チャンバ１３０が形成される。或る特定の実施形態では、障壁層１１２は、その中で対応する抵抗器によって流体が加熱される発射チャンバ１３０を画定し、かつ加熱された流体がそこを通って噴射されるノズルオリフィス１３２を画定する。別の実施形態では、オリフィス１３２を有するオリフィス層（図示せず）が障壁層１１２上に被着される。当該技術分野において知られているような、層および構成要素の他の構造および配置も利用することができる。

図２に示される実施形態では、チャネル１２９が、基板上に形成される層（１２０）を貫通して形成される。チャネル１２９は、発射チャンバ１３０およびスロット１２６を流通可能に結合し、スロット１２６を通り、チャネル１２９を経由して、発射チャンバ１３０に流体が流れ込むようにする。図示される特定の実施形態では、流体のためのチャネル入口１２９はスロット１２６の中央にはない。しかしながら、スロット付基板は、入口１２９が中央に配置されるにしても、中央でない場所に配置されるにしても、概ね同じく本明細書において説明されるように形成される。

図３に示される実施形態では、障壁層１１２がない、プリントヘッド１４およびそのスロット１２６の斜視図が示される。図３の実施形態に示されるように、抵抗器６１はスロット１２６に沿って存在する。多くの場合に、スロット壁１２３は、条線（あるいは垂直線）と、種々のスロット形成工程によって形成されるスロット１２６の中央付近の粗いエリア（あるいはブレークスルーエリア）とを有する。この粗いエリアは、スロット１２６の中央付近にあるブレークスルーによって形成される。スロット表面の場所と比べて、このスロット中央の場所では曲げモーメントは最小限に抑えられ、そのため、処理中のブレークスルー−粗いエリアの応力は小さい。結果として、ブレークスルー−粗いエリアにおいて、亀裂が最小限に抑えられ、それゆえ基板１０２全体にわたって亀裂が最小限となる。

図４Ａ〜図４Ｃを参照すると、一実施形態による、シリコン基板２００内にフィーチャを形成する工程が示される。図示されるシリコン基板２００は厚みｔを有する。説明される実施形態は、種々の厚みの基板で良好に機能することができる。たとえば、或る特定の実施形態では、厚みは約１００ミクロン未満から少なくとも約２０００ミクロンまでの範囲を有することができる。他の実施形態は、この範囲の外側に或る厚みを用いることができる。さらに別の実施形態では、基板の厚みは約６７５ミクロンにすることができる。

工具２０２が、シリコン基板２００の第１の表面２０６から距離２０８に配置される。或る特定の実施形態では、距離２０８は２５〜１００ミクロンまで変化する。他の実施形態では、距離２０８は２５ミクロン未満にすることができる。工具２０２は、幅２１０を有し、また或る長さも有することができ、シリコン基板２００内に形成されるフィーチャ、たとえばスロットの寸法あるいは面積を画定するために用いられる。工具２０２は金属あるいは合金材料から形成される。或る特定の実施形態では、工具２０２は、チタン、低炭素鋼あるいはステンレス鋼を含む。

その後、研磨材料を含むスラリー２１２が、シリコン基板２００の第１の表面２０６に塗布される。スラリーは、第１の表面２０６の全体に、あるいは１つまたは複数のフィーチャが形成されている部分のみに塗布されることができる。或る特定の実施形態では、スラリー２１２は、酸化アルミニウム、炭化珪素、ダイヤモンドあるいは炭化ホウ素を含む。

その後、工具２０２は、スラリが供給されながら、１９〜２５ｋＨｚの速度で、かつ１３〜６３ミクロンの振幅で、第１の表面２０６に対して概ね垂直に動くように振動する。他の実施形態では、周波数および振幅は、必要に応じて変更することができる。

図４Ｂでは、工具２０２が振動するので、スラリー２１２が第１の表面２０６に押し込まれて、工具２０２のプロファイルと概ね逆のプロファイルを有するフィーチャ２１６が形成される。長さであってもよい、フィーチャ２１６の幅２１４は工具２０２の幅２１０よりもわずかに大きいことも明らかである。或る特定の実施形態では、幅２１４は幅２１０よりも１０ミクロン未満だけ大きい。

或る特定の実施形態では、毎秒約２．８ミクロンの速度で材料が除去される。そのような実施形態では、基板の厚みが約６７５ミクロンである場合に、第１の表面２０６から基板の第２の表面２１８を貫通するフィーチャが約４分で形成されることができる。

図４Ｃに示されるような、フィーチャ２１６が、第１の表面２０６および第２の表面２１８を貫通して形成される。このフィーチャは、スルーフィーチャとして示されるが、第１の表面２０６を通るが、第２の表面２１８は通らないブラインドフィーチャにすることもできる。

図５Ａ〜図５Ｆを参照すると、別の実施形態によるフィーチャを形成する工程が示される。スルーフィーチャが、基板３００の第１の面３０４から始まる第１のトレンチ３０２と、第２の面３０８から始まる第２のトレンチ３０６（図５Ｃに示される）とを含むことができる。図示を容易にするために、これらのトレンチは対応する対で示される。たとえば、図５Ａは１つのフィーチャの断面の一部であり、第１のトレンチの長さＬ₁および深さｘを示す。図５Ｂは、図５Ａに示される図に概ね直交する断面の一部であり、トレンチ３０２の幅ｗ₁、および第１のトレンチ３０２の図５Ａに示されるのと同じ深さｘを示す。

第１のトレンチ３０２は、超音波研削工程によって形成されることができ、その一実施形態が図４Ａ〜図４Ｃに示される。トレンチ３０２を作製するための工具および機械は、図７に関して図示および説明される。

図５Ａに示される実施形態では、トレンチ３０２は、深さｘによって示されるように、基板３００の厚みの約５０％まで内部に延在する。複数の実施形態では、基板３００は、第１の面３０４と第２の面３０８との間で約６７５ミクロンの深さを有し、深さｘは少なくとも約３３５ミクロンである。

図示される実施形態では、長さＬ₁は、トレンチの第１の軸に沿って延在し、その幅は、第１の軸を横切る第２の軸に沿って延在する。図５Ｃおよび図５Ｄ、ならびに図５Ｅおよび図５Ｆは、図５Ａおよび図５Ｂと同様の関係を有し、長さおよび幅の対応する断面を示す。

図５Ｃは、第２の面３０８から形成される未完成の（partially completed）第２のトレンチ３０６を示す。種々の実施形態において、第２のトレンチ３０６は、第２の面３０８を通して基板材料を除去することにより形成することができる。この例では、ウエットエッチングの１つのタイプである反応性イオンエッチングを用いて、第２のトレンチ３０６を形成することができる。

第２のトレンチ３０６を作製するための他の技法はサンド・ドリリング（sand drilling）を含み、それは、高圧エアフローシステムから供給される、酸化アルミニウムのような粒子によってターゲット材料が除去される機械的な切削工程である。他の実施形態は、第２のトレンチを形成するために、以下の：ウエットエッチング、ドライエッチング、レーザマシニング、サンド・ドリリング、アブレイシブ・ジェットマシニング、機械加工、超音波砥粒切削（ultrasonic abrasive grinding）などの技法のうちの１つまたは複数を用いることができる。機械加工は、基板材料を除去するために一般的に用いられる、種々の鋸ならびに回転および振動式のドリルの使用を含むことができる。

図５Ｅ〜図５Ｆは、長さＬ₂、幅ｗ₂および深さｙを有する完成した第２のトレンチ３０６を示す。そのトレンチは、第１のトレンチの一部と繋がるか、あるいは別の方法で一緒になる。２つのトレンチの組み合わせは、基板の厚みを貫通して延在し、かつその中を通って流体が流れることができるスロット３２０を形成する。したがって、基板の少なくとも一部において、２つのトレンチの深さ（ｘおよびｙ）が一緒になるとき、その深さは厚みｔに等しい。この例示的な実施形態に示され、図５Ｅにおいて最もはっきりと示されるように、第２のトレンチは、第１のトレンチの全長Ｌ₁と繋がる。他の例示的な実施形態は、第１のトレンチの全長よりも短い長さが第２のトレンチと繋がることができる。さらに、図５Ｅから理解することができるように、第２のトレンチを第１のトレンチよりも長くし、第２のトレンチ内にその全長が入るように、第２のトレンチが第１のトレンチの一部を取り囲むようにすることができる。

図５Ｆに示される例示的な実施形態は、概ね平坦な側壁を有する第１のトレンチ３０２、および概ね凹形の側壁を有する第２のトレンチ３０６から形成されるスロット３２０を有する。この例示的な実施形態では、第１のトレンチの最大幅Ｗ₁は第２のトレンチの最大幅Ｗ₂よりも狭い。他の実施形態は異なる構成を利用することができる。

説明された実施形態は、所望のトレンチを形成するために、基板から材料を除去することだけを示すが、いくつかの実施形態における中間のステップは、実際には基板に材料を付加することができる。たとえば、一連のスロット形成過程の一部として、堆積技法を用いて、材料が堆積され、その後、部分的にあるいは完全に除去されることができる。

反応性イオンエッチングのようなさらに別の手順を用いて、スロット側壁表面を研磨し、残留応力をさらに取り除いて、第１のトレンチ３０２および第２のトレンチ３０６の両方が形成された後の基板３００を強化することができる。さらに、スロットあるいはその一部が切り取られたり、塞がれたりする可能性を減らすために、このウエットエッチング工程を用いて、第２の表面３０８においてフィーチャのエッジにテーパーをつけることができる。

第１のトレンチ３０２を形成するための別の手法は、超音波研削の前に第１の面３０４においてウエットエッチングを実施し、ウエットエッチングを実施することによって第１のトレンチを形成することを含み、それにより超音波研削によって第２のトレンチ３０６が形成される。そのような手法は、第１のトレンチ３０２が切り取られる危険性を最小限に抑えることができるエッジを作り出す。別の手法は、第２の面３０８においてウエットエッチングを実施し、その後、第１の面３０４あるいは第２の面３０８のいずれかから超音波によってフィーチャ３２０を完全に形成することを含むことができる。この手法は、第２の面３０８において先細りのトレンチを形成し、基板３００あるいは基板３００上に形成された薄膜に亀裂を生じることなく、基板３００がさらに可撓性を有し、第１の面３０４に向かって曲がるのを容易にする。

別の手法は、超音波砥粒切削（ＵＳＩＧ）を実施し、３０６を形成し、その後、ウエットエッチングによって３０２を形成し、フィーチャ３２０を作り出すことである。この手法は、工作物に第１の面３０４から機械的に近づくことができない場合、たとえば小孔を有する薄膜構造がその上に形成される場合に柔軟性を与える。このようにして、超音波研削を用いて、第２の面３０８および第１の面から大量に材料を除去して、フィーチャ３２０を形成することができる。

第２のトレンチ３０６がドライエッチングによって形成される実施形態では、第１のトレンチ３０２は、図５Ａ〜図５Ｄに関して説明されたように形成され、深さｘが基板３００の全厚ｔの約９０％になるようにする。その後、ドライエッチング工程を用いて、第２のトレンチ３０６を作製することができる。

第２のトレンチ３０６がレーザマシニング、サンド・ドリリング、アブレイシブ・ジェットマシニングあるいは機械加工によって形成される実施形態では、超音波研削加工を用いて、第１のトレンチ３０２を形成することができる。

さらに別の手法は、第１の面３０４または第２の面３０８あるいはその両方においてウエットエッチングを実施し、第１のトレンチ３０２および第２のトレンチ３０６の深さよりも浅いトレンチを画定し、その後、いずれかの面からトレンチのいずれかを通して超音波研削を実施して、スルーフィーチャを形成することを含むことができる。これは、３０４および３０８のうちの一方の面あるいは両方の面において、光学的なフロントエッジおよび先細りのスロット壁を形成するであろう。

図４Ａ〜図４Ｃおよび図５Ａ〜図５Ｆに関して説明された工程の利点は、迅速な工程を用いて大量の、たとえば５０％以上の材料を除去することができるとともに、高精度で、コストがかかる工程、たとえばドライあるいはウエットエッチングを用いて除去できる材料を少量にすることができ、工作物、たとえばシリコンウェーハの強度を保持しながら、そのフィーチャに、さらに正確なアスペクト比、寸法公差を与えることである。

図５Ａ〜図５Ｆは第１のトレンチ３０２および第２のトレンチ３０６を参照するが、トレンチの製造順序はこの手法に従う必要がないことに留意されたい。さらに、第１の面３０４および第２の面３０８はいずれも、第１のトレンチ３０２および第２のトレンチ３０６を形成する前に、その表面上に集積回路あるいは他のデバイスを形成することができる。

図６Ａ〜図６Ｄを参照すると、さらに別の実施形態によるフィーチャを形成する工程が示される。図６Ａ〜図６Ｄでは、１つまたは複数のリブ（rib）３５６を有するスルーフィーチャ３６０が形成される。スルーフィーチャ３６０は、基板３５０の第１の面３５４から始まる第１のトレンチ３５２と、第２の面３５８から始まる第２のトレンチ３６０（図６Ｄに示される）とを含むことができる。これらの実施形態では、リブ３５６は第１のトレンチ３５２の形成中に形成される。

第１のトレンチ３５２は、図８に関して図示および説明されるような、トレンチ３５２を作製するための工具および機械を用いて、超音波研削工程によって形成されることができる。複数の工具を用いて１つのスルーフィーチャ３６０が形成され、結果として、工具が配置されない基板３５０のエリア内にリブが形成される。さらに、研磨材料あるいはスラリーが第１の表面３５４全体にわたって用いられる。

図６Ｂに示される実施形態では、トレンチ３５２は、深さｘによって示される場所において、基板３５０の厚みの約５０パーセントまで内部に延在する。しかしながら、工具が配置されないエリアに対応する深さｙは深さｘよりも浅く、基板３５０の厚みの約５０パーセントよりもわずかに浅くすることができる。基板３５０が、第１の面３５４と第２の面３５８との間で、約６７５ミクロンの深さを有する実施形態では、深さｘは少なくとも約３３５ミクロンである。

図６Ｃは、第２の面３５８から形成される未完成の第２のトレンチ３６０を示す。種々の実施形態において、第２のトレンチ３６０は、第２の面３５８から基板材料を除去することによって形成されることができる。この例では、ウエットエッチングの１つのタイプである反応性イオンエッチングを用いて、第２のトレンチ３６０を形成することができる。

第２のトレンチ３６０を作製するための他の技法はサンド・ドリリングを含み、それは、高圧エアフローシステムから供給される、酸化アルミニウムのような粒子によってターゲット材料が除去される機械的な切削工程である。他の実施形態は、第２のトレンチを形成するために、ウエットエッチング、ドライエッチング、レーザマシニング、サンド・ドリリング、アブレイシブ・ジェットマシニング、機械加工、超音波砥粒切削などの技法のうちの１つまたは複数を用いることができる。機械加工は、基板材料を除去するために一般的に用いられる、種々の鋸ならびに回転および振動式のドリルの使用を含むことができる。

図６Ｄは、長さＬ₂を有する完成した第２のトレンチ３６０を示す。そのトレンチは、第１のトレンチ３５２の一部と繋がるか、あるいは別の方法で一緒になる。２つのトレンチの組み合わせは、基板の厚みを貫通して延在し、かつその中を通って流体が流れることができるスロット３２０を形成する。したがって、基板の少なくとも一部において、２つのトレンチの深さ（ｘおよびｙ）が一緒になるとき、その深さは厚みｔに等しい。図６Ａ〜図６Ｄの例示的な実施形態に示されるように、第２のトレンチは、第１のトレンチの全長Ｌ₁と繋がる。他の例示的な実施形態では、第１のトレンチの全長よりも短い長さが第２のトレンチと繋がることができる。

図６Ｄに示される例示的な実施形態は、概ね平坦な側壁を有する第１のトレンチ３５２、および概ね凹形の側壁を有する第２のトレンチ３６０から形成されるスロット３６０を有する。さらに、リブ３５６が、複数のサブスロット部３７０とともに、スロット３６０内に形成される。リブ３５６を含むことにより、基板３５０の機械的な特性が強化され、割れたり、変形したりする可能性が小さくなる。リブ３５６およびサブスロット部３７０の寸法および幾何学的な形状は、スロット３６０について流動性および基板３５０の機械的特性を最適化するように具現されることができる。

リブ３５６は互いに対して等間隔に配置される必要はなく、異なる形状を有することができることにも留意されたい。

図７を参照すると、一実施形態による超音波研削機４００が示される。超音波研削機４００はベース４０５を含み、ベース４０５は、約２０ｋＨｚで電気的な高周波エネルギーを生成する５００Ｗよりも大きな出力を有する高周波発生器を含むことができるドライバ装置４１０に接続される。このエネルギーはトランスデューサに伝達され、同じ周波数の機械的な振動エネルギーに変換され、このエネルギーは、円錐形のソノトロード４１５に接続されるイージーランニングガイド（easy running guide）を介して工具に伝達される。或る特定の実施形態では、ソノトロード４１５はモネルメタルから構成され、一実施形態では、それは銅（２８パーセント）、ニッケル（６７パーセント）および少量の鉄、マンガンおよびアルミニウムのような金属を含む、銀色の耐腐食性合金を含む。ソノトロードは、トランスデューサの前部において振動の振幅をほとんど、あるいは全く失うことなく高め、それをソノトロードの前部に取り付けられる実際の工具に伝達するための役割を果たす。ソノトロードの数は、応用形態の要求によって、１つまたは複数にすることができる。ソノトロードのサイズ、形状および構造は、実際の工具と組み合わせるときに、トランスデューサの共振周波数に同調することができるユニットを形成するように作製される。ドライバ装置は、ベース４０５がその第１の表面４２０に対して概ね垂直な方向に振動するように、ソノトロード４１５を振動させることができる。

ベース４０５が振動することにより、それに結合される工具４２５も基板４４０の表面４３に対して概ね垂直な方向に振動する。スラリーが基板４４０の表面４３に供給されているときに、工具４２５が振動すると、工具のサイズおよび形状と逆の複数のフィーチャが、各工具４２５の場所に概ね対面するエリア内の表面４３内に形成される。

各工具４２５のプロファイルを、他の工具４２５のうちの任意のものと違うプロファイルにし、作製される各フィーチャが異なるようにすることができるか、フィーチャのうちの１つまたは複数を同じにすることができる。さらに、工具４２５の数は、形成されるフィーチャの数、たとえば１つまたは複数に応じて変更することができる。

図７では、各工具は、表面４３から距離ｄにあるものとして示される。工具と部材表面４３との間の距離は概ね０．０１３ｍｍ〜０．０６３ｍｍである。しかしながら、１つまたは複数の工具４２５と表面との間の距離ｄは、別の工具（１つまたは複数）と基板との間の距離ｄとは異なる距離にすることもできる。

他の実施形態では、各工具４２５は、各工具４２５の振動の周波数が異なることができるように、異なるベースに結合されることができる。そのような実施形態では、各工具は留め具を用いてベースに結合される。

図７に示される機械を利用する超音波研削機および工程の利点は、その機械を利用する工程が、作製されるフィーチャの数または形状に本質的に依存しないことである。工具４２５の数およびそのプロファイルは、作製されることになる任意の他のフィーチャに関係なく変更することができる。この関連で、複数の異なるフィーチャを作製するのにかかる時間が、複数の類似のフィーチャあるいは単一のフィーチャを作製するのにかかる時間と概ね同じである。

さらに、そこから複数の部品を個別に形成できる単一のウェーハに、１つまたは複数のフィーチャが各部品内に形成されるように、同時にフィーチャを形成することができる。このようにして、一回の作業で、同時に複数の部品内のフィーチャを形成することができる。作業後に、ウェーハは、複数の部品が得られるように、個別化する（singulate）ことができる。

或る特定の実施形態では、種々の異なる方法によって第１のトレンチ３０２および第２のトレンチ３０６が形成されることができ、その後、超音波研削技法を用いて、フィーチャを作製された部品を個別化することができることに留意されたい。

図８を参照すると、別の実施形態による超音波研削機の一部が示される。超音波研削機４５０の一部は、ドライバ装置４６０に結合されるベース４５５を含む。さらに、エネルギーが、円錐形のソノトロード４６５に接続されるイージーランニングガイドを介して、ドライバ装置内のトランスデューサから工具４７０、４７５および４８０に伝達される。

工具４７０および４８０は基板４９０の表面から第１の距離ｙに位置するのに対して、工具４７５は、基板のその表面から、距離ｙよりも短い第１の距離ｘに位置する。距離ｘおよびｙは、スロット内に形成されるリブ、たとえばリブ３５６の高さを決定する。すなわち、工具のサイズおよび形状は、製造される所望のフィーチャの逆である。さらに、いくつかの実施形態では、第１の距離ｙおよび第２の距離ｘは同じにすることもできる。さらに、工具４７０、４７５および４８０は先細りの部分と直線の部分とを有することができる（図９Ｅ）。

工具４７０、４７５および４８０が振動している間に、研磨材料あるいはスラリー４８５がその表面に塗布される。超音波研削機４５０は、図７に関して説明されたのと同じパラメータおよびフィーチャに従って動作する。

図８は１つのスロットを形成するための３つの工具４７０、４７５および４８０、およびそれらの寸法を示すが、それはリブ３５６の所望の数に応じて異なる（図６Ａ〜図６Ｄ）。さらに、工具の複数のグループを単一のベース４５５上で用いて、リブを有する複数のスロットが形成されるようにすることができる。

図９Ａ〜図９Ｅを参照すると、いくつかの実施形態による、超音波研削機で用いることができる工具の例示的なプロファイルが与えられる。図９Ａ〜図９Ｄに示される工具によって形成されるフィーチャのプロファイルは、その工具のプロファイルに対して概ね逆であることに留意されたい。

その工具は、正方形の端部（図９Ａ）、円形の端部（図９Ｂ）、面取りされた端部（図９Ｃ）および／または楕円形の端部（図９Ｄ）を有することができる。さらに、他の端部プロファイルを用いることもできる。さらに、各工具は、所望により、端部毎に異なるプロファイルを有することもできる。

図９Ｅを参照すると、工具は、その長さに沿って形状が変化するプロファイルを有することもできる。図９Ｅでは、工具は、その長さの第１の部分において概ね正方形の断面を有し、その長さの第２の部分において概ね三角形の断面を有する。このタイプの工具プロファイルを用いることにより、そのフィーチャの深さに沿って、フィーチャの幾何学的形状が工具によって作製される。そのフィーチャが流体処理スロットである場合には、所望のプロファイルに応じて、先細りの第１あるいは第２の面を作製することができる。

図１０Ａ〜図１０Ｄを参照すると、スルーフィーチャ、たとえば流体処理スロットの断面図が示される。図１０Ａは、その長さに沿って２つの異なる幅を有するスルーフィーチャを示しており、一方、図１０Ｂは、階段状のスルーフィーチャを示し、その幅が１つの方向においてスルーフィーチャの長さに沿って増加する。図１０Ｃは先細りの工具プロファイル、たとえば図９Ｅに示される工具を用いて形成できるスロット壁のための先細りのプロファイルを示す。図１０Ｄは、部分的に円錐形の断面を有し、それが概ね正方形の断面に向かって先細りになるスルーフィーチャを示す。

種々の工具に基づいて形成できる他のフィーチャプロファイルは、限定はしないが、正方形の断面を有し、深さ全体にわたって概ね同じ幅を有するスロット、基板の深さの全てあるいは或る部分に沿って先細りの壁部を有するスロット、およびその深さに沿って、２つの先細りの壁部と、２つの概ね直線の相対する壁部とを有するスロットを含む。さらに、プロファイルはそれぞれ、基板の第１および／または第２の面において、正方形、半円形、円形、面取りあるいは楕円形の開口部を有することができる。

図１１Ａ〜図１１Ｆを参照すると、さらに別の実施形態によるフィーチャを形成する工程が示される。スルーフィーチャは、基板５００の第１の面５０４から始まる第１のトレンチ５０２と、第２の面５０８から始まる第２のトレンチ５０６（図１１Ｃに示される）とを含むことができる。容易に図示するために、これらのトレンチは対応する対で示される。たとえば、図１１Ａは１つのフィーチャの断面の一部であり、第１のトレンチの長さＬ₁および深さｘを示す。図１１Ｂは、図１１Ａに示される図に対して概ね直交する断面の一部であり、トレンチ５０２の幅ｗ₁と、第１のトレンチ５０２の図１１Ａに示されるのと同じ深さｘとを示す。

第１のトレンチ５０２は、電子放電加工工程（electron discharge machining process）によって形成される。図１１Ａ〜図１１Ｆの実施形態では、所望のフィーチャのサイズおよび形状に対して逆の形状およびサイズを有する電極５１０が、基板５００内の第１のフィーチャ５０２が形成されることになる場所に設けられる。電極５１０はラム５１４を介してサーボモータ５１２によって駆動される。電極５１０は、限定はしないが、グラファイト、銅、銅−タングステン、銀−タングステン、黄銅、鋼、炭化物およびタングステンを含む、任意の数の導電性材料を含むことができる。他の実施形態では、電極５１０は、撚り線で置き換えることができ、特定の実施形態では、それは０．０２５〜０．１３ミリメートルの直径を有することができる。

第１のフィーチャ５０２を形成するために、基板５００を誘電液５１６に浸漬させることができるか、あるいは第１のフィーチャ５０２が形成されているときに、第１の表面５０４に誘電液を塗布することができる。電流あるいは他の電気信号が電極５１０に加えられ、電極５１０はその先端部において電気的エネルギー、たとえばスパークを放電する。電気エネルギーによって、基板５００は、電極５１０の先端と接触する場所の近くで溶融する。ラム５１４が電極５１０を基板５００内に押し込むので、フィーチャ５０２が所望の深さｘまで形成される。

図１１Ａに示される実施形態では、トレンチ５０２が、深さｘによって示されるように、基板５００の厚みの約５０パーセントまで内部に延在する。基板５００が、第１の面５０４と第２の面５０８との間に約６７５ミクロンの深さを有する実施形態では、深さｘは少なくとも約３３５ミクロンである。

例示される実施形態では、長さＬ₁はトレンチの第１の軸に沿って存在し、幅は、第１の軸を横切る第２の軸に沿って存在する。図１１Ｃおよび図１１Ｄならびに図１１Ｅおよび図１１Ｆは、長さおよび幅の対応する断面を示す図１１Ａおよび図１１Ｂと同様の関係を有する。

図１１Ｃは、第２の面５０８から形成される未完成の第２のトレンチ５０６を示す。種々の実施形態において、第２のトレンチ５０６は、第２の表面５０８を通して基板材料を除去することにより形成されることができる。この例では、ウエットエッチングの１つのタイプである反応性イオンエッチングを用いて、第２のトレンチ５０６を形成することができる。

第２のトレンチ５０６を作製するための他の技法はサンド・ドリリングを含み、それは、高圧エアフローシステムから供給される、酸化アルミニウムのような粒子によってターゲット材料が除去される機械的な切削工程である。他の実施形態は、第２のトレンチを形成するために、ウエットエッチング、ドライエッチング、レーザマシニング、サンド・ドリリング、アブレイシブ・ジェットマシニング、機械加工、超音波砥粒切削などの技法のうちの１つまたは複数を用いることができる。機械加工は、基板材料を除去するために一般的に用いられる、種々の鋸ならびに回転および振動式のドリルを用いることを含むことができる。

図１１Ｅ〜図１１Ｆは、長さＬ₂、幅ｗ₂および深さｙを有する完成した第２のトレンチ５０６を示す。そのトレンチは、第１のトレンチの一部と繋がるか、あるいは別の方法で一緒になる。２つのトレンチの組み合わせは、基板の厚みを貫通して延在し、かつその中を通って流体が流れることができるスロット５２０を形成する。したがって、基板の少なくとも一部において、２つのトレンチの深さ（ｘおよびｙ）が一緒になるとき、その深さは厚みｔに等しい。この例示的な実施形態に示され、図１１Ｅにおいて最もはっきりと示されるように、第２のトレンチは、第１のトレンチの全長Ｌ₁と繋がる。他の例示的な実施形態は、第１のトレンチの全長よりも短い長さが第２のトレンチと繋がることができる。さらに、図１１Ｅから理解することができるように、第２のトレンチを第１のトレンチよりも長くし、第２のトレンチ内にその全長が入るように、第２のトレンチが第１のトレンチの一部を取り囲むようにすることができる。

図１１Ｆに示される例示的な実施形態は、概ね平坦な側壁を有する第１のトレンチ５０２、および概ね凹形の側壁を有する第２のトレンチ５０６から形成されるスロット５２０を有する。この例示的な実施形態では、第１のトレンチの最大幅Ｗ₁は第２のトレンチの最大幅Ｗ₂よりも狭い。他の実施形態は異なる構成を利用することができる。

反応性イオンエッチングのようなさらに別の手順を用いて、スロット側壁表面を研磨し、残留応力をさらに取り除いて、第１のトレンチ５０２および第２のトレンチ５０６の両方が形成された後の基板５００を強化することができる。さらに、スロットあるいはその一部が切り取られたり、塞がれたりする可能性を減らすために、このウエットエッチング工程を用いて、第２の表面５０８においてフィーチャのエッジを徐々に細くすることができる。

第１のトレンチ５０２を形成するための別の手法は、ウエットエッチングを実施することにより第１のトレンチを形成する前に、第１の面５０４にウエットエッチングを実施することを含み、それにより電子放電加工によって第２のトレンチ５０６が形成される。そのような手法は、第１のトレンチ５０２が切り取られる危険性を最小限に抑えることができるエッジを作り出す。別の手法は、第２の面５０８にウエットエッチングを実施し、その後、第１の面５０４あるいは第２の面５０８のいずれかから超音波によってフィーチャ５２０を完全に形成することを含むことができる。この手法は、第２の面５０８において先細りのトレンチを形成し、基板５００あるいは基板５００上に形成された薄膜に亀裂が生じることなく、基板５００がさらに可撓性を有し、第１の面５０４に向かって曲がるのを容易にする。

第２のトレンチ５０６がドライエッチングによって形成される実施形態では、第１のトレンチ５０２は、図１１Ａ〜図１１Ｄに関して説明されたように形成され、深さｘが基板５００の全厚ｔの約９０％になるようにする。その後、ドライエッチング工程を用いて、第２のトレンチ５０６を作製することができる。

第２のトレンチ５０６がレーザマシニング、サンド・ドリリング、アブレイシブ・ジェットマシニングあるいは機械加工によって形成される実施形態では、第１のトレンチ５０２あるいは第２のトレンチ５０６を形成する前に、第１の面５０４および第２の面５０８のうちの一方あるいは両方をウエットエッチングした後に、超音波研削加工を用いて、第１のトレンチ５０２を形成することができる。

さらに別の手法は、第１の面５０４および第２の面５０８の両方においてウエットエッチングを実施し、第１のトレンチ５０２および第２のトレンチ５０６の深さよりも浅いトレンチを画定し、その後、トレンチのうちのいずれかに電気放電加工を実施して、スルーフィーチャを形成することを含むことができる。これは、光学的なフロントエッジおよび先細りのスロット壁を形成するであろう。

図１１Ａ〜図１１Ｆは第１のトレンチ５０２および第２のトレンチ５０６を参照するが、トレンチを製造する順序はこの順序に従う必要がないことに留意されたい。さらに、第１の面５０４および第２の面５０８はいずれも、第１のトレンチ５０２および第２のトレンチ５０６を形成する前に、その表面上に集積回路あるいは他のデバイスを形成することができる。

さらに、図１１Ａ〜図１１Ｆは、第１のトレンチ５０２および第２のトレンチ５０６を形成して、スルーフィーチャ５２０を形成することを示すが、スルーフィーチャ５２０は、図１１Ａおよび図１１Ｂに関して説明されたように、第１の面５０４および第２の面５０８の両方を通して基板５００の深さ全体まで形成される第１のトレンチ５０２を形成することによって形成することもできる。

図１２Ａ〜図１２Ｃを参照すると、さらに別の実施形態によるフィーチャを形成する工程が示される。図１２Ａ〜図１２Ｃでは、スルーフィーチャが、図１１Ａ〜図１１Ｆに関して説明されたような電子放電加工工程によって形成される。図１２Ａ〜図１２Ｃに関する工程での違いは、より小さなサイズを利用する複数の電極（図示されない。サイズおよび形状は所望のフィーチャのサイズおよび形状の逆である）を用いて、スルーフィーチャ５６０が形成されることである。

図１２Ａに示される実施形態では、トレンチ５５２は、深さｘによって示される場所において、基板５５０の厚みの約５０パーセントまで内部に延在する。しかしながら、工具が配置されないエリアに対応する深さｙは深さｘよりも浅く、基板５５０の厚みの約５０パーセントよりもわずかに浅くすることができる。基板５５０が、第１の面５５４と第２の面５５８との間で、約６７５ミクロンの深さを有する実施形態では、深さｘは少なくとも約３３５ミクロンである。

図１２Ｂは、第２の面５５８から形成される未完成の第２のトレンチ５５６を示す。種々の実施形態において、第２のトレンチ５５６は、第２の面５５８から基板材料を除去することによって形成することができる。この例では、ウエットエッチングの１つのタイプである反応性イオンエッチングを用いて、第２のトレンチ５５６を形成することができる。

第２のトレンチ５５６を作製するための他の技法はサンド・ドリリングを含み、それは、高圧エアフローシステムから供給される、酸化アルミニウムのような粒子によってターゲット材料が除去される機械的な切削工程である。他の実施形態は、第２のトレンチを形成するために、ウエットエッチング、ドライエッチング、レーザマシニング、サンド・ドリリング、アブレイシブ・ジェットマシニング、機械加工などの技法のうちの１つまたは複数を用いることができる。機械加工は、基板材料を除去するために一般的に用いられる、種々の鋸ならびに回転および振動式のドリルを用いることを含むことができる。

図１２Ｃは、長さＬ₂を有する完成した第２のトレンチ５５６を示す。そのトレンチは、第１のトレンチ５５２の一部と繋がるか、あるいは別の方法で一緒になる。２つのトレンチの組み合わせは、基板の厚みを貫通して延在し、かつその中を通って流体が流れることができるスロット５６０を形成する。したがって、基板の少なくとも一部において、２つのトレンチの深さ（ｘおよびｙ）が一緒になるとき、その深さは厚みｔに等しい。図１２Ａ〜図１２Ｃの例示的な実施形態に示されるように、第２のトレンチは、第１のトレンチの全長Ｌ₁と繋がる。他の例示的な実施形態は、第１のトレンチの全長よりも長さが短い第２のトレンチと繋がることができる。

図１２Ｃに示される例示的な実施形態は、概ね平坦な側壁を有する第１のトレンチ５５２、および概ね凹形の側壁を有する第２のトレンチ５５６から形成されるスロット５６０を有する。さらに、リブ５６５が、複数のサブスロット部５７０とともに、スロット５６０内に形成される。リブ５６５を含むことにより、基板５５０の機械的な特性が強化され、割れたり、変形したりする可能性が小さくなる。リブ５６５およびサブスロット部５７０の寸法および幾何学的な形状は、スロット５６０のための流動性および基板５５０の機械的特性を最適化するように具現することができる。

リブ５６５は互いに対して等間隔に配置される必要はなく、異なる形状を有することができることにも留意されたい。

図１３および図１４は、説明された実施形態のうちの少なくともいくつかを利用して製造することができる製品の例を示す。図１３は、１つの例示的なプリントカートリッジを利用することができる１つの例示的な印刷装置の概略図を示す図である。この実施形態では、印刷装置はプリンタ７００を含む。ここに示されるプリンタは、インクジェットプリンタの形で具現される。プリンタ７００は、白黒および／またはカラーで印刷することができる。用語「印刷装置」は、スロット付基板（単数または複数）を用いて、その機能の少なくとも一部を達成する任意のタイプの印刷装置および／または画像形成装置を指している。そのような印刷装置の例は、限定はしないが、プリンタ、ファクシミリ装置および写真複写機を含むことができる。この例示的な印刷装置では、スロット付基板は、プリントカートリッジ内に組み込まれるプリントヘッドの一部を含み、その一例が以下に記載される。

図１４は、１つの例示的な印刷装置において利用することができる１つの例示的なプリントカートリッジ８００の概略図を示す。そのプリントカートリッジは、プリントヘッド８０２、およびプリントヘッドを支持するカートリッジ本体８０４から構成される。プリントカートリッジ８００上で単一のプリントヘッド８０２が用いられるが、他の実施形態は１つのカートリッジ上で複数のプリントヘッドを利用することができる。

プリントカートリッジ８００は、カートリッジ本体８０４内に内蔵型の流体あるいはインク供給源を有するように構成される。別法では、あるいはそれに加えて、他のプリントカートリッジ構成は、外部の供給源から流体を受け取るように構成されることができる。他の例示的な構成も当業者には理解されよう。

本発明の概念が構造的な特徴および方法に関するステップに特有の用語で説明されてきたが、添付の特許請求の範囲はその説明された特有の特徴あるいはステップには限定されないことは理解されたい。むしろ、特有の特徴およびステップは、本発明の概念を実施する好ましい形態として開示される。

プリントヘッドの一実施形態の斜視図である。図１のプリントヘッドの一実施形態の断面図である。図１のプリントヘッドの斜視図である。一実施形態によるシリコン基板内にフィーチャを形成する工程を示す図である。一実施形態によるシリコン基板内にフィーチャを形成する工程を示す図である。一実施形態によるシリコン基板内にフィーチャを形成する工程を示す図である。他の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。他の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。他の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。他の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。他の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。他の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。さらに別の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。さらに別の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。さらに別の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。さらに別の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。一実施形態による超音波研削機の図である。別の実施形態による超音波研削機の一部を示す図である。一実施形態による超音波研削機とともに用いることができる工具のプロファイルを示す図である。一実施形態による超音波研削機とともに用いることができる工具のプロファイルを示す図である。一実施形態による超音波研削機とともに用いることができる工具のプロファイルを示す図である。一実施形態による超音波研削機とともに用いることができる工具のプロファイルを示す図である。一実施形態による超音波研削機とともに用いることができる工具のプロファイルを示す図である。いくつかの実施形態により、本明細書に記載される工程を用いて製造することができるスルーフィーチャの断面図である。いくつかの実施形態により、本明細書に記載される工程を用いて製造することができるスルーフィーチャの断面図である。いくつかの実施形態により、本明細書に記載される工程を用いて製造することができるスルーフィーチャの断面図である。いくつかの実施形態により、本明細書に記載される工程を用いて製造することができるスルーフィーチャの断面図である。さらに別の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。さらに別の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。さらに別の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。さらに別の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。さらに別の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。さらに別の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。さらに別の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。さらに別の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。さらに別の実施形態によるフィーチャを形成する工程を示す図である。プリンタの一実施形態の斜視図である。プリントカートリッジの一実施形態の斜視図である。

符号の説明

２００シリコン基板
２０２工具
２０６第１の表面
２１２スラリー
２１６フィーチャ
２１８第２の表面
３００基板
３０２第１のトレンチ
３０４第１の面
３０６第２のトレンチ
３０８第２の面
３２０スロット
４００超音波研削機
４０５ベース
４１０ドライバ装置
４１５ソノトロード
４２５工具
４３表面
４４０基板

Claims

第１の面および第２の面によって画定される半導体基板内に流体処理スロットを形成する方法であって、該方法は、
前記半導体基板の前記第１の面において電気エネルギー放電を繰返し加え、それにより第１のフィーチャを形成することと、
背面から前記半導体基板の材料を除去し、それにより第２のフィーチャを形成することとを含み、
前記第１のフィーチャおよび前記第２のフィーチャの少なくとも一部が交わり、前記半導体基板を貫通するスルーフィーチャを形成する、第１の面および第２の面によって画定される半導体基板内に流体処理スロットを形成する方法。
前記スルーフィーチャはスロットである、請求項１に記載の方法。
前記第１のフィーチャは前記第１の面から第１の深さを有し、該第１の深さは、前記第１の面と前記第２の面との間の前記基板の厚みの少なくとも半分である、請求項２に記載の方法。
前記第２のフィーチャは約１００ミクロンの深さを有し、前記基板の厚みは約６７５ミクロンである、請求項２に記載の方法。
前記第２のフィーチャは少なくとも５０ミクロンの深さを有し、前記基板の厚みは約６７５ミクロンである、請求項２に記載の方法。
前記半導体基板を除去することは、前記エネルギー放電を繰返し加える前に行われる、請求項２に記載の方法。
前記エネルギー放電を繰返し加えることは、電気火花を加えて、前記第１のフィーチャを形成することを含む、請求項２に記載の方法。
半導体基板内に流体フィーチャを形成する方法であって、該方法は、
前記基板の第１の表面に研磨材料を塗布することと、
前記第１の表面に沿った種々の位置においてそれぞれ複数の工具を振動させることとを含み、
該複数の工具はそれぞれ、或る速度および前記第１の表面からの或る距離において振動し、前記第１の表面内に複数のフィーチャを形成する、半導体基板内に流体フィーチャを形成する方法。
前記周波数は、約１９キロヘルツ〜約２５キロヘルツである、請求項８に記載の方法。
前記距離は、約１３ミクロン〜約１００ミクロンである、請求項８に記載の方法。
前記工具はそれぞれ、対応するフィーチャのプロファイルと逆のプロファイルを有する、請求項８に記載の方法。
前記複数の工具のうちの１つの工具のプロファイルは、前記複数の工具のうちの別の工具のプロファイルとは異なる、請求項１１に記載の方法。
前記複数の工具のうちの１つの工具によって形成されるフィーチャは、前記複数の工具のうちの別の工具によって形成されるフィーチャとは異なる、請求項８に記載の方法。
半導体基板内に複数のフィーチャを形成する方法であって、該方法は、
前記基板の第１の表面に研磨スラリー材料を塗布することと、
前記第１の表面に概ね対面する種々の場所において、前記スラリーに浸漬された複数の工具を振動させることとを含み、
該複数の工具はそれぞれ、或る速度および前記第１の表面からの或る距離において振動し、それぞれ前記第１の表面内にフィーチャを形成する、半導体基板内に複数のフィーチャを形成する方法。
前記複数の工具のうちの１つの工具の周波数は前記複数の工具の別の工具の周波数とは異なる、請求項１４に記載の方法。
前記複数の工具のうちの１つの工具の周波数は、約１９キロヘルツ〜約２５キロヘルツである、請求項１４に記載の方法。
前記複数の工具のうちの１つの工具から第１の表面までの距離は、前記複数の工具のうちの別の工具の第１の表面からの距離とは異なる、請求項１４に記載の方法。
前記複数の工具のうちの１つの工具から前記第１の表面までの前記距離は、約１３ミクロン〜約１００ミクロンである、請求項１４に記載の方法。
前記基板の第２の表面において蝋支持体を設けることをさらに含み、前記第２の表面は前記第１の表面と概ね反対側にある、請求項１４に記載の方法。
前記複数の工具のうちの１つの工具は前記複数の工具の別の工具とは異なるプロファイルを有する、請求項１４に記載の方法。
前記複数の工具のうちの１つの工具によって形成されるフィーチャは、前記複数の工具のうちの別の工具によって形成されるフィーチャとは異なる、請求項１４に記載の方法。
第２の表面から半導体基板の材料を除去して、複数の工具のうちの１つにより形成されたフィーチャーを含むスルーフィーチャを形成することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
除去することは、ウエットエッチング、ドライエッチング、レーザマシニング、サンド・ドリリング、アブレイシブ・ジェットマシニング、回転および振動式ドリル、鋸切断ならびに機械加工からなる群から選択される方法を含む、請求項２２に記載の方法。
半導体基板内にフィーチャを形成するための装置であって、該装置は、
或る速度で振動することができるベースと、
該ベースにそれぞれ結合される複数の工具と、
前記工具ベースに結合される単独のソノトロードと、
前記工具ベースにそれぞれ結合される複数のソノトロードと、
前記工具のうちの１つを前記ベースにそれぞれ結合させる複数のソノトロードとを備え、
前記ベースの振動中に、前記複数の工具はそれぞれ、前記工具と逆のプロファイルを有するフィーチャを前記半導体基板内に形成する、半導体基板内にフィーチャを形成するための装置。
前記工具はそれぞれ金属あるいは合金から作製される、請求項２４に記載の装置。
前記金属は低炭素鋼あるいはステンレス鋼からなる群から選択される、請求項２５に記載の装置。
前記ソノトロードはそれぞれモネルメタルから作製される、請求項２４に記載の装置。
前記ソノトロードはそれぞれ概ね円錐形である、請求項２４に記載の装置。