JP4302527B2

JP4302527B2 - 流体スロットをレーザー加工する方法

Info

Publication number: JP4302527B2
Application number: JP2003554378A
Authority: JP
Inventors: ケイヒル，デイヴィッド; ポラード，ジェフリー・アール; オライリー，デクラン・ジョン; スコット，グレアム; マクローリン，ノエル
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2022-06-21
Also published as: JP2005512848A; WO2003053627A1; EP1455986A1; DE60217172T2; DE60217172D1; EP1455986B1; AU2002318383A1; US20030117449A1; US7357486B2; CN1738693B; CN1738693A

Description

本発明は、流体スロットをレーザー加工する方法に関する。

（関連出願の参照）
本願は、２００１年１２月２０日出願の米国仮出願第６０／３４３，４７６号および２００２年５月２日出願の米国出願第１０／１３８，５９４号の利益を主張する。

さまざまなインクジェットプリント装置が当該技術分野において既知であり、これには、熱的に作動するプリントヘッドと機械的に作動するプリントヘッドの両方が含まれる。熱的に作動するプリントヘッドは、抵抗要素等を用いてインク吐出を行う傾向があり、機械的に作動するプリントヘッドは、圧電トランスデューサ等を用いる傾向がある。

典型的な熱インクジェットプリントヘッドは、半導体基板上に設けられた複数の薄膜抵抗器を有する。基板上には、オリフィスおよび／またはバリアー層が設けられている。オリフィスおよび／またはバリアー層は、それぞれの抵抗器のまわりの発射チャンバ、それぞれの抵抗器に対応するオリフィス、およびそれぞれの発射チャンバへの入口を画定する。「発射信号」によってヒータ抵抗器が作動することにより、対応する発射チャンバ内のインクが加熱され、対応するオリフィスを通って吐出される。

インクは通常、半導体基板に機械加工される供給スロットを通って、発射チャンバの入口のところに供給される。基板は通常、形状が長方形であり、スロットがその中に長手方向に配置されている。抵抗器は、スロットの片側または両側に配置された複数の行になるように配置されることが多い。プリントヘッドが１回通過することによって達成されるプリントスウォースの幅は、抵抗器の行の長さと略等しく、抵抗器の行の長さは、スロットの長さと略等しい。

供給スロットは通常、サンドドリリング（サンドブラスティングまたは「サンドスロッティング」としても知られている）によって形成されてきた。この方法は、高速であり、比較的簡単で、拡張性のあるプロセスである。このサンドブラスティング法は、周囲の部品および材料の実質的な損傷を略回避しながら、簡単な形状のスロットについては比較的高精度で、基板に開口部を形成することができる。また、過度の熱を発生することなく、さまざまな材料を有するさまざまな基板に開口部を切削することができる。さらに、製造プロセス中の相対配置精度を改良することができる。

サンドスロッティングは、このような明白な利点をもたらすが、また、半導体基板にマイクロクラックを生じさせる可能性があり、これによって基板の破壊応力がかなり小さくなり、その結果、ダイにクラックが入るために歩留まりがかなり低下してしまう、という点において、不利でもある。また、破壊応力が小さいと、基板長さも制限され、それによって今度は、プリントスウォースの高さおよびプリント速度全体が悪影響を受けてしまう。さらに、サンドスロッティングは通常、基板の、スロットの入力側と出力側の両方に、欠けを生じさせてしまう。通常、この欠けは、大きさが数十ミクロンであり、発射チャンバをスロットの縁に接近して配置することができる程度を制限してしまう。場合によっては、欠けはこれよりも大きく、製造プロセスにおける歩留まり低下を引き起こしてしまう。この欠けの問題は、所望のスロット長さが長くなり所望のスロット幅が狭くなるにつれて、より一般的になる。

供給スロットはまた、例えばアルカリ性のエッチング液で、湿式化学エッチングによって形成することができる。そのようなエッチング技術では、その結果、エッチング角度が生じてしまい、それによって、裏側のスロット開口部が非常に幅広くなってしまう。裏側の開口部が幅広いと、ウエハー上の特定のダイを小さくできる程度が制限されてしまい、したがって、ウエハー当たりのダイ数（分割率）が制限されてしまう。分割率を最大にすることが望ましい。

一実施形態において、流体スロットをレーザー加工する方法は、超小型電子回路を有する基板にＵＶレーザー光線を向けて、基板を貫通するスロットを形成することを含む。

（詳細な説明）
図１は、プリントカートリッジ（または噴射カートリッジ）１２を用いて媒体２２上にプリントするプリンタ１０の斜視図である。図２は、本発明の実施形態のプリントヘッド（または流体滴発生器または流体噴射装置）１４を有するカートリッジ１２の斜視図である。ノズル１３２から媒体２２に、流体またはインクが噴射または発射される。

図３は、斜視図におけるプリントヘッド１４の一実施形態の拡大図を示す。本実施形態におけるプリントヘッド１４は、抵抗器（または流体噴射器）６１への縁部流体供給のための縁部段１１９を含む、複数の機構（feature）を有する。プリントヘッドはまた、部分的に基板表面内へと形成されたトレンチ１２４も有する。本プリントヘッド上には、抵抗器６１へのスロット流体供給のためのスロット（またはチャネル）１２６、および／または、流体を抵抗器６１に供給する一連の穴１２７もまた示されており、それぞれ、本明細書において説明するように、ＵＶレーザー加工プロセスによって形成されている。以下でさらに説明するように、トレンチ１２４もまた、ＵＶレーザー加工プロセスによって形成することができる。一実施形態において、図３のプリントヘッド１４に関して説明する少なくとも２つの特徴がある。例えば、プリントヘッド１４には供給穴１２７およびスロット１２６のみが形成され、代替の実施形態において、縁部段および／またはトレンチ１２４が同様に形成される。他の例において、プリントヘッド１４には、縁部段１１９およびスロット１２６が形成され、代替の実施形態において、トレンチ１２４および／または供給穴１２７が同様に形成される。

図４は、スロット（または側）壁１２３を有するスロット１２６が、基板１０２を貫いて形成されている、図２のプリントヘッド１４の断面図を示す。基板のスロット区域（またはスロット領域）を貫くスロットの形成については、以下でより詳細に説明する。他の実施形態において、所与のダイに、より高密度のスロットがエッチングによって形成される。例えば、スロット間間隔、すなわちダイまたは基板における隣接するスロット同士の間の間隔は、１０ミクロンに過ぎない。（実施形態において、１０ミクロンは、それぞれのスロットについての熱の影響を受けるゾーンの範囲の２倍を少し超えるものであり、この熱の影響を受けるゾーンは、本願において説明するレーザー加工によって影響を受けるスロット壁に沿った領域である）。

図４において、基板１０２の前面または第１の面（または表面）１２１上に形成または堆積された、薄膜層（または、活性層、薄膜スタック、導電層、もしくは超小型電子回路を有する層）１２０を示す。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、基板上に形成された少なくとも１つの層であり、特定の実施形態において、基板１０２の第１の面１２１のうちの少なくとも一部をマスキングする。その代わりに、またはそれに付け加えて、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４に示すプリントヘッドの実施形態において示すように、薄膜スタック１２０は、キャッピング層１０４、抵抗層１０７、導電層１０８、パッシベーション層１１０、キャビテーションバリアー層１１１、およびバリアー層１１２を含み、これらはそれぞれ、基板１０２の第１の面１２１および／または前の層（複数可）の上に形成または堆積される。一実施形態において、基板１０２はシリコンである。さまざまな実施形態において、基板は、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、または半導体材料、のうちのひとつである。可能性のある基板材料として列挙したさまざまな材料は、必ずしも互換性を有するものではなく、用いる用途次第で選択される。本実施形態において、薄膜層は適宜パターニングされエッチングされて、抵抗層内の抵抗器６１、導電層の導電トレース、および、バリアー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、を形成する。特定の実施形態において、バリアー層１１２は、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、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。他の実施形態において、バリアー層１１２の上に、オリフィス１３２を有するオリフィス層（図示せず）が付着される。Hewlett-Packard Journal of February 1994の４４ページに、バリアー層の物理的配置および薄膜下部構造の例が示されている。本願の譲受人に譲渡された米国特許第４，７１９，４７７号、米国特許第５，３１７，３４６号、および米国特許第６，１６２，５８９号には、インクジェットプリントヘッドのさらなる例が記載されている。代替の実施形態において、基板１０２の上に、少なくとも１つの層または薄膜層が形成または堆積される。スロット付き基板を利用する用途に応じて、本発明の実施形態は、基板の上に形成または堆積されるいかなる数およびタイプの層を有すること（または全く層を有さないこと）も含む。

図４に示す実施形態において、基板上に形成された各層（１２０）を貫いて、穴または流体供給スロット１２９としてチャネル１２９が形成される。チャネル１２９は、発射チャンバ１３０とスロット１２６とを流体接続し、流体がスロット１２６を通りチャネル１２９を経由して発射チャンバ１３０に流入するようにしている。図示の特定の実施形態において、流体のチャネル入口１２９は、スロット１２６の中心にはない。しかし、スロット付き基板は、入口１２９が中心に配置されている場合と中心を外れている場合のどちらにおいても、以下で説明するように略同様に形成される。

図４Ａおよび４Ｂに示す実施形態において、バリアー層１１２のない状態で（図４Ａについて）およびスタック１２０のない状態で（図４Ｂについて）、プリントヘッド１４およびそのスロット１２６の平面図および斜視図を示す。図４Ａの実施形態において示すように、抵抗器６１はスロット１２６に沿っている。図４Ｂの実施形態において示すように、スロット壁１２３は、線条（または垂直線）１４２と、本発明のスロット削り（slotting）プロセスによって形成されるスロット１２６の中央近くの粗い領域（またはブレイクスルー領域）１４４とを有する。粗い領域１４４は、スロット１２６の中央近くのブレイクスルーによって形成される。曲げモーメントは、スロット表面位置と比較して、この中央スロット位置において最小になり、したがって、加工中にブレイクスルー−粗い領域１４４にかかる応力が小さくなる。その結果、このブレイクスルー−粗い領域１４４において、したがって基板１０２全体にわたって、クラッキングが最小になる。したがって、本発明の実施形態によって形成されるスロットは、あるとしても、せいぜい３ミクロンの、基板表面に沿ったチップサイズを有する。

また、図４Ａおよび４Ｂに示すように、スロット１２６は壁縁１４６を有する。一実施形態において、基板の前面１２１に沿った壁縁１４６の粗さ（または平滑性）は約３ミクロンであり、基板の第２の面１２２に沿って約５ミクロンであるが、実施形態において、粗さはこれより大きくても小さくてもよい。

図５Ａのフローチャートにおいて説明する実施形態では、ステップ２００において、ウエハーまたは基板１０２の第１の面１２１の上で、薄膜層またはスタック１２０が形成され、マスキングされ、パターニングされて、図６Ａに示すように凹み１２９を形成する。一実施形態（図示せず）において、基板の、薄膜層１２０と反対側の背面１２２上に、ハードマスクおよび／または光によって画像形成可能な（photoimagable）材料層がさらに形成される。ステップ２１０において、基板のスロットを付ける領域に向けられたＵＶレーザー光線１４０（図６Ａを参照されたい）を用いて、スロット形成が開始される。本実施形態において、基板の第２の面１２２上の領域は、ＵＶレーザー光線に露光される最初の領域である。以下により詳細に説明するように、基板の、ＵＶレーザー光線に露光される領域における基板材料は、アブレーションされておよび／または気化して、スロット１２６を形成する。

図６Ａおよび６Ｂに示すように、レーザー加工が原因のくずまたはかす１４９が、スロット壁１２３に沿ってならびに基板に形成されているトレンチの底部に沿って、形成され始める。代替の実施形態において、くずは、多結晶および／またはアモルファスの酸化ケイ素で形成されていてもよい。図６Ｂの実施形態に示すように、ステップ２１０の最後で、基板１０２は深さｘまでレーザー加工される。

ステップ２２０において、図６Ｂに示すように、レーザー光線１４０が薄膜スタック１２０の凹みを通って基板の第１の面または表面１２１に向けられる。スロットは、基板を通る深さｙまでのＵＶレーザー加工によって完成する。ただし深さｘは深さｙよりも大きく、ｘ＋ｙ＝基板の深さである。第１の実施形態において、ｙは約２０ミクロンである。第２の実施形態において、ｘはｙの約２倍である。第３の実施形態において、ｘはｙとほぼ同じである。さらに他の実施形態において、ｙはｘよりも大きい。

図５Ａのステップ２３０において、ダイ（または基板）における各スロット１２６について、ステップ２１０、２２０が繰り返される。図６Ａおよび６Ｂに関して示し説明する実施形態において、説明する二方向のプロセスでスループットが改善される。機械加工されるチャネルからくず（または再堆積する材料）１４９が逃れるのは、より深いトレンチよりもより浅いトレンチにおいてのほうが容易だからである。さらに、ｘがｙよりも大きい実施形態においては、機械加工されるチャネルから逃れる大多数のくずは背面１２２から逃れ、それによって、基板の前面１２１上の活性層（複数可）１２０への異物混入量を制限する。他の方法において、ＵＶレーザーエッチングを、まず第１の面１２１から、そして次に第２の面１２２から行って、ブレイクスルー領域１４４のところで合流するようにする。

本実施形態において、レーザー加工はＵＶレーザー光線１４０（図６Ａ）によって行われ、特定の一実施形態において、ダイオード励起固体パルスＵＶレーザーによって行われる。他の特定の実施形態において、ＵＶレーザー１４０は、アイルランド共和国ダブリン市のＸｓｉｌ社が製造するＸｉｓｅ２００ＬａｓｅｒＭａｃｈｉｎｉｎｇＴｏｏｌから発生する。レーザー源１３９（図９Ａおよび９Ｂに示す）は、約２〜１００ワットの範囲、詳細には約４．５ワット、の電力を用いる。レーザー光線の波長は、（１０６０ｎｍ）／ｎまたは（１０５３ｎｍ）／ｎである。ただしｎ＝２、３、または４である。具体的な実施形態において、紫外線の波長は約４００ｎｍ、特に約３５５ｎｍ、よりも短い。本実施形態において、レーザー光線のパルス幅は約１５ｎｓであり、繰返し数は約３０ｋＨｚである。本実施形態において、レーザー光線の直径は、約５〜１００ミクロン、詳細には約３０ミクロンである。ここで示していない実施形態において、本発明のレーザー加工機械は、レーザー加工の結果として生じるくず１４９を取り除く、くず除去システムを有する。

本発明の実施形態において、強い紫外光は、アブレーションされている材料の表面の約１ミクロンよりも浅いところに吸収される。光エネルギーがこのように材料の表面近くに集中しているので、材料は急速に熱くなり、融解し、気化する。蒸気と融解した滴との混合物は、次に急速に噴射される。その結果、周囲の区域（または、熱の影響を受けるゾーン）は、実質的に融解またはその他の方法で実質的に損傷することがない。この理由は、このプロセスが非常に素早く起こり、著しい熱が周囲の区域に伝わるのに十分な時間がないからである。Martin von Allmen & Andreas Blatterによって著されたLaser-Beam Interactions with Materials: Physical Principles and Applications, 2nd updated edition, 1995の１３１〜１３４ページに、このプロセスのより詳細な説明が述べられている。

本発明のレーザー加工プロセスにおいて、レーザー加工が非常に局所化しているので、より平滑でより正確なスロット断面が実現可能である。したがって、本発明の実施形態によって形成されるスロットは、繰り返して言うが、表面粗さがせいぜい５ミクロンである。しかし、レーザー機械が基板を突き抜いてスロット１２６が形成されると、図６Ｃおよび６Ｄのスロット断面の実施形態において示すように、ブレイクスルーポイント近くに粗い領域または粗いスポット１４４がある可能性が高い。このような実施形態において、スロットの中心近くの粗い領域１４４は、トレンチの深さのために効率的に除去されなかった加熱された破片によって生じる、再堆積する材料である。このような破片は、その後融解し再凝固して、くず１４９を形成する。

図５Ｂに示すように、ステップ３００は図５Ａのステップ２００と同様である。ステップ３１０、３２０は、図５Ａのステップ２１０、２２０と同様であるとみなしてもよいが、以下のようにいくつか相違点がある。まずステップ３１０において、ダイ上の各スロットは、第２の面１２２から部分的に形成される。次にステップ３２０において、レーザー光線が第１の面１２１に向けられると、それぞれの部分的に形成されたスロットが完成される。言い換えれば、本実施形態において、以前のステップの繰返しは行われない。一実施形態において、ステップ３１０において、ビームスプリッターを用いて第２の面から部分的にスロットを形成し、かつ／または、ステップ３２０において、ビームスプリッターを用いて第１の面からのスロット削りを完成する。ビームスプリッターについては、図８Ａおよび８Ｂに関して以下でより詳細に説明する。代替の実施形態において、第１の面１２１を、第２の面１２２よりも前にレーザー加工プロセスにかけ、それによってステップ３１０と３２０とを逆にする。

図５Ｃに示すように、ステップ４００は図５Ａのステップ２００と同様である。ステップ４１０において、ダイまたはウエハー上の２つまたはそれよりも多くのスロットが同時に、ダイの第２の面１２２から部分的に形成される。ステップ４２０において、そのような２つまたはそれよりも多くのスロット１２６が同時に、前面１２１から完全に形成される。ステップ４３０において、スロットの各々が形成されるまでステップ４１０、４２０が繰り返される。一実施形態において、以下で説明するビームスプリッターを用いることによって、２つまたはそれよりも多くのスロットが同時に、ステップ４２０において形成される、またはステップ４１０において部分的に形成される。代替の実施形態において、第１の面１２１を、第２の面１２２よりも前にレーザー加工プロセスにかけ、それによってステップ４１０と４２０とを逆にする。

他の実施形態において、図５Ｂと５Ｃとの概念を組み合わせて、２つまたはそれよりも多くのスロットが同時に第２の面１２２から部分的に形成されるようにしてもよい。その場合、レーザー加工によってスロットのうちのいずれかがダイの前面から完全に形成される（２つまたはそれよりも多くのスロットずつを組にして同時に）前に、ダイ上の各スロットが、第２の面から部分的に形成される（２つまたはそれよりも多くのスロットずつを組にして同時に）。代替の実施形態において、第１の面１２１を、第２の面１２２よりも前にレーザー加工プロセスにかける。

図５Ｄに示すように、ステップ５００、５１０、５２０は、図５Ａのステップ２００、２１０、２２０と同様であるが、以下のようにいくつか相違点がある。ステップ５１０において、スロットは第２の面からレーザー加工され、次にステップ５２０において、基板の第１の面からレーザー加工される。スロットは、ステップ２２０の後では完全に形成されているのとは対照的に、両面からレーザー加工された後も、レーザー加工が基板１０２を完全に突き抜けていないという点において、まだ完全に形成されていない。ステップ５３０において、この部分的に形成されたスロットが再び、ブレイクスルーが起こるまで第２の面からレーザー加工される。ステップ５４０において、ダイ上の各スロットについて、ステップ５１０乃至５３０が繰り返される。ステップ５４０の代わりに、第２の面上の部分的に形成される各スロットについてステップ５１０が行われ、次に、第１の面上の部分的に形成される各スロットについてステップ５２０が行われ、次に、ブレイクスルーが起こるまで、第２の面上の部分的に形成された各スロットについてステップ５３０が行われる。別の代替の実施形態において、第１の面が部分的にレーザー加工され、次に第２の面が部分的にレーザー加工され、次に第１の面から、最後のブレイクスルーが起こる。

図５Ｅに示すように、ステップ６００、６１０は、ステップ２００、２１０と同様であるが、以下のようにいくつか相違点がある。ステップ６１０が行われた後、第２の面からのレーザー加工が、基板の第１の表面まで突き抜ける。ステップ６２０において、ダイに形成される各スロット１２６について、ステップ６１０が繰り返される。図示しない代替の実施形態において、ステップ６００において、基板の第１の面１２１の上の薄膜スタック１２０で、バリアー層１１２が形成される。別の代替の実施形態において、ステップ６２０の完了後にステップ６００が行われる。別の代替の実施形態において、基板の第１の面１２１から、スロットのＵＶレーザー加工が完全に行われる。

図６Ｅ乃至６Ｌは、基板１０２におけるスロット断面のさまざまな実施形態を示す。図示の実施形態において、スロット断面は縮尺率が正確ではない。一般的に、スロット断面は図示しているよりも幅が狭い。このような図面においては、スロット断面の相違を見やすくするために、スロット断面を普通よりも幅広に示している。このような実施形態において、基板１０２を、活性層（または超小型電子回路を有する層）１２０を基板の第１の面上に有するものとして示す。しかし、代替の実施形態において、活性層（複数可）１２０は基板の第２の面上にある。このような図示の実施形態のそれぞれにおいて、二方向のレーザー加工プロセスを含む上述のレーザー加工プロセスのうちの１つによって、スロット断面が形成される。

図６Ｅは、段付きスロット壁１２８を有する、スロット付き基板１０２の実施形態を示す。図６Ｅのスロット壁１２８は、断面積が変化していき、断面積は第２の表面１２２から第１の表面１２１まで徐々に減少していく。図示の実施形態において、２つの段と、３つのスロット幅ａ、ｂ、ｃに関連する３つの変化する断面積とがある。スロット幅ａは第１の表面１２１に隣接し、スロット幅ｃは第２の表面１２２に隣接し、スロット幅ｂは、ａとｃとの間にある。図示の実施形態において、スロット幅ａは２１０ミクロンであり、スロット幅ｂは２２０ミクロンであり、スロット幅ｃは２６０ミクロンである。代替の実施形態において、第１の表面近くのスロット幅は約５〜１００ミクロンの範囲であり、第２の表面近くのスロット幅は約１００〜３００ミクロンの範囲であり、第２の表面近くのスロット幅は第１の表面近くのスロット幅よりも広い。特に、第２の表面近くの幅は、第１の表面近くの幅よりも少なくとも１０％広い。例えば、第２の表面近くのスロット幅は約１４０ミクロンであり、第１の表面近くのスロット幅は約５０ミクロンである。

図６Ｅに示す実施形態において、スロット断面は以下のように形成される。スロット幅ｂ、ｃが第２の面１２２から形成され、次にスロット幅ａが第１の面１２１から形成される。他の実施形態において、それぞれのスロット幅は、第２の面１２２から連続的に形成される。第１の実施形態において、スロット幅ａが、次にスロット幅ｂが、次にスロット幅ｃが形成される。第２の実施形態において、スロット幅ｃが、次にスロット幅ｂが、次にスロット幅ａが形成される。しかし、特に二方向のレーザー加工プロセスを用いる場合、スロット幅ｂを、次にスロット幅ｃを、次にスロット幅ａを形成することを含む、さまざまな他の実施形態が想定される。

図６Ｅに示す実施形態の段付きスロット壁は、基板の特定の面の上を特定のパターンでレーザー光線をトレースすることによって形成される。例えば図７Ｅは、多数のクッキー抜き型のパターン１５６でレーザー光線をトレースしてスロット１２６を形成する実施形態を示す。本実施形態において、トレースするレーザー光線は、略同心の楕円形、形状ｍ、ｎ、およびｐであり、図７Ｅに示すように、形状ｍは最小の楕円形であり、形状ｐは最大の楕円形である。図６Ｅに関して説明する実施形態において、形状ｎ、ｐがまずトレースされ、次に形状ｍがトレースされ、形状ｍはスロット幅ａに対応し、形状ｎはスロット幅ｂに対応し、形状ｐはスロット幅ｃに対応する。本発明の代替の実施形態では、他のトレース順序が想定される。レーザー光線のトレースパターンのさらなる実施形態が、図７Ａ乃至７Ｆにおいて示され、図７Ａ乃至７Ｆに関して説明される。

図６Ｆは、略先細で平滑なスロット壁１２５を有するスロット付き基板１０２の実施形態を示す。図６Ｆのスロット壁１２５は、断面積が変化していき、第２の表面１２２から第１の表面１２１まで徐々に減少していく。図示の実施形態において、スロット断面が第１の表面１２１に近づくにつれて、スロット断面が狭くなり、次にわずかに広がって第１の表面１２１に達する。本実施形態において、スロット断面が狭くなり第１の表面近くで広がるので、基板の第１および第２の表面に関して非対称の砂時計形状が存在する。第１の表面に隣接するスロット幅をａと名付ける。第２の表面に隣接するスロット幅をｃと名付ける。図６Ｆのスロット幅ａ、ｃは、図６Ｅのスロット幅と同様である。

一実施形態において、スロット壁１２５は、図６Ａおよび６Ｂに関して説明した方法によって形成される。基板が第２の面からレーザー加工され、次に第１の面からレーザー加工されると、スロットのブレイクスルー領域は、上述し図６Ｆに示すように、断面積が小さくなる。

他の実施形態において、図６Ｆのスロット壁１２５は、まず図６Ｅに示すスロット断面を形成することによって形成される。本実施形態において、次に段付きスロット壁１２８が平滑化され、図６Ｆの先細の壁１２５を形成する。平滑化の方法については、以下でより詳細に説明する。代替の実施形態において、平滑化された壁はわずかに曲がっている。他の実施形態において、スロット断面は、スロット断面における狭い断面領域なしに、第２の表面１２２から第１の表面１２１へと先細になる。

図６Ｇは、略砂時計タイプの形状を有するスロット断面の実施形態を示し、シリコンのブレイクスルーが起こるときに、中央近くの狭くなった部分１４４が形成される。スロットは、基板１０２の第１の表面と第２の表面の両方からスロットの中央に向かって先細になる、先細の壁１２５を有する。本実施形態は、一般的に、図５Ａのフローチャートに関して上述した二方向の流体スロット形成で形成される。

図６Ｈは、略まっすぐなスロット壁を有するスロット断面の実施形態を示す。このようなスロット壁は、以下で説明する平滑化の方法を用いて形成される。一実施形態において、このような壁は、上述の方法のうちの１つによって形成される。

図６Ｉは、複合のスロット形状を有するスロット断面の実施形態を示す。図６Ｉは、第２の表面に座ぐりのある、砂時計タイプの形状を有するスロット断面を示す。図６Ｉのスロット断面の実施形態は、それぞれの基板表面から先細になっている壁表面１２５、および、段を付けられて、すなわちレーザー光線の方向と直交して、座ぐりを形成する壁表面１２８を有する。一実施形態において、このような壁１２５、１２８は、本明細書において説明する方法のうちの少なくとも１つによって形成される。

図６Ｊは、複合のスロット形状を有するスロット断面の他の実施形態を示す。図６Ｊは、段付き壁１２８を有する座ぐりのあるスロット断面を示す。図６Ｊは、スロット断面に段を１つだけ有するという点を除いては、図６Ｅに関して説明した実施形態と同様である。図６Ｊに示す本実施形態には、図６Ｅを形成する方法、および本明細書において説明するスロット壁を形成する他の方法が、適宜適用される。

図６Ｋは、複合のスロット形状を有するスロット断面の実施形態を示す。図６Ｋは、座ぐりが心違いになっている砂時計タイプの形状を有するスロット断面を示す。図６Ｋのスロット断面の実施形態は、図６Ｇに関して示し説明した先細の表面１２５を有する１つのスロット壁、および、図６Ｉに関して示し説明した段を付けた表面１２８と先細の表面１２５とを有する１つのスロット壁を有する。一実施形態において、このような壁は、本明細書において説明する方法のうちの少なくとも１つによって形成される。

図６Ｌは、複合のスロット形状を有するスロット断面の他の実施形態を示す。図６Ｌは、段付き壁１２８を有する座ぐりが心違いになったスロット断面を示す。図示の実施形態において、スロットの各側の段付き壁は、同じ方向にずれ（shift over）ており、スロット断面に沿った略すべてのポイントにおいて断面積が略同じのままであるようになっている。一実施形態において、このような壁は、本明細書において説明する方法のうちの少なくとも１つによって形成される。

図７Ａ乃至７Ｆは、レーザー光線のトレース間隔を含むレーザー光線のパターンのさまざまな実施形態を示す。本発明のスロット付き基板の形成において、レーザー光線は、第１の表面１２１と第２の表面１２２のうちのどちらか（または両方）の上のスロット領域に向けられる。適用するレーザー光線のパターンによって、スロット領域が、したがって基板表面上のスロット形状が決まる。特定の実施形態において、流体機構（fluid feature）の形成において、１つのレーザー光線のパターンが繰り返し基板に適用される。他の実施形態において、流体機構の形成において、多数のレーザー光線のパターンが基板に適用される。第１の実施形態において、基板のそれぞれの側／表面のスロット領域は、約２６０ミクロン×８４８０ミクロンである。第２の実施形態において、第１の表面上のスロット領域は約２１０ミクロン×８４８０ミクロンであり、第２の表面上のスロット領域は約２６０ミクロン×８４８０ミクロンである。代替の実施形態において、スロット幅は５〜１０ミクロンもの狭さであり、３００ミクロンもの広さである。より特定の実施形態において、スロット幅は、流体スロットの用途に応じて、３０〜５０ミクロンまたは８０ミクロンである。大部分の実施形態においては、くず干渉が高縦横比構造に関連するため、縦横比が小さいとレーザー加工速度が速くなる。５〜１０ミクロンもの狭さのスロット幅が所望される特定の実施形態において、スロット壁に沿ったくずの蓄積は、約８０ミクロンより広いスロット幅よりもはるかに大きい。

図７Ａは、レーザー光線をラスターまたはヘビ状のパターン１５０でトレースしてプリントヘッド１４にスロット１２６を形成する実施形態を示す。図示の実施形態において、レーザー光線は、スロット領域の一端においてトレースを開始し、長手方向に往復してトレースし、ついにはスロットの反対側の長手方向の端に達する。本実施形態において示すように、隣接するレーザー光線トレース同士の間の間隔は、略一定である。

図７Ｂは、レーザー光線を略渦巻き状のパターン１５２でトレースしてスロット１２６を形成する実施形態を示す。レーザー光線は、スロットの中心においてトレースを開始し、大きさを徐々に大きくしながら円形のパターンで動き、スロット１２６の形状を形成する。代替の実施形態において、レーザー光線は、所望のスロット形状の縁に沿ってトレースを開始し、略円形のパターンで動く間に大きさを徐々に小さくする。

図７Ｃは、レーザー光線をクッキー抜き型のパターン１５４でトレースしてスロット１２６を形成する実施形態を示す。図示の実施形態において、レーザー光線は、スロット１２６の所望のスロット形状の縁に沿ってトレースする。

図７Ｄは、レーザー光線を、図７Ｃに関して説明し示したクッキー抜き型のパターン１５４、および図７Ａに関して説明し示したラスターのパターン１５０でトレースして、スロット１２６を形成する実施形態を示す。パターン１５０または１５４のどちらかを最初にトレースする。

多数のクッキー抜き型のレーザー光線のパターン１５６を用いてスロットを形成する図７Ｅの実施形態については、前述している。代替の実施形態において、クッキー抜き型のレーザー光線のパターンには、２つのトレースまたは実際上可能な限り多くのトレース等、複数のトレースがある。図６Ｅに示すもののような実施形態については、レーザー光線トレースは連続的に小さく（または大きく）なり、連続的なレーザー光線は、基板内のより低い（または高い）深さまで向けられる。連続的なレーザー光線トレース（前のものから大きさおよび深さがわずかに変わる）の数が増えるにつれて、スロット壁は次第に平滑になる。

図７Ｆは、レーザー光線を、変更した窓パターン１５８でトレースして、スロット１２６を形成する実施形態を示す。図示の実施形態において、レーザー光線を、スロット１２６の所望のスロット形状の縁内で閉ループになるようにトレースする。第１の実施形態において、それぞれの連続的なレーザー光線トレースは、直前の閉ループよりも大きい。第２の実施形態において、それぞれの連続的なレーザー光線トレースは、直前の閉ループよりも小さい。しかし、図示のように、連続的なトレース同士の間の間隔は、スロットの端近くを除いて略一定に維持される。図示の実施形態において、それぞれの連続的なレーザー光線トレースの閉ループは、それぞれのスロットの端において部分的に重なる。本実施形態において、それぞれのスロットの端において部分的に重なる４つの閉ループがある。代替の実施形態において、少なくとも２つの閉ループがある。

段、先細の壁、平滑な壁、および座ぐりを組み合わせた、スロット断面のさまざまな実施形態が、本発明により想定される。

代替の実施形態またはレーザー光線トレースパターンのさらなる実施形態において、レーザープロセス、トレース、またはレーザー光線源を変更することによって、図６Ａ乃至６Ｌに示す実施形態の、段の付いた、先細の、平滑な、またはその他の方法で変更したスロット壁が形成される。本発明の実施形態とともに用いることができるレーザー光線またはレーザープロセスを変更する方法は、いくつかある。このような方法には、レーザー光線の焦点をｚ方向（基板に近づくか、またはそこから遠ざかる）に動かすことによってレーザー光線の直径を変更すること、および、ＵＶレーザー機械を調整することを含むものがある。例えば、レーザー光線の直径は、ビーム拡大器を用いて変更することができる。特定の実施形態において、ビーム拡大器（望遠鏡）はガリレイ式であり、高エネルギーパルスレーザーで空気ブレイクダウン（air break down）を引き起こす可能性がある内部焦点（internal focus）がない。または、より低エネルギーにおいては、ケプラー式望遠鏡が用いられる。本発明とともに用いることができるビーム拡大器についての詳細は、http://www.mellesgriot.com/pdf/002.10-2.12.pdfを参照されたい。スキャン速度、パルス幅、繰返し数、集束レンズ、レーザー出力等を、ＵＶレーザー機械で調整して、レーザー光線またはレーザープロセスを変更してもよい。例えばレーザー出力を、表面のブレイクスルーにおいてまたはその近くで下げて、欠けおよびクラッキングを含む基板表面への損傷を最小にしてもよい（特に活性層を有する表面におけるスロットの縁への損傷を低減するために）。他の例において、スロットおよび基板をクリーニングするために、レーザー光線をデフォーカスする。

図８Ａおよび図８Ｂは、レーザー光線１４０を分割する光学方式のさまざまな実施形態を示す。このような図示の実施形態において、レーザー光線１４０はレーザー源１３９から来る。高エネルギーパルスレーザー光線１４０は、多数のビームレット（beamlets）に分割され、それぞれのビームレットのエネルギーが最適のエネルギーを、したがって最適のエッチング深さを有するようになっている。図示の実施形態において、レーザー出力の増大を用いて、より最適な状態の２つの光線を生成する。図８Ａは、従来の光学部品を用いた光線の分割を示し、図８Ｂは、回折光学素子を用いた光線の分割の代替の実施形態を示す。十分大型の光学素子が用いられるならば、本発明の実施形態はいかなる大きさの光線にも適用できる。他の実施形態において、最適のエネルギーを有する２つよりも多い光線またはビームレットが、本発明により想定される。

図８Ａは、レーザー光線１４０が５０／５０のビームスプリッター１８０に当たる実施形態を示し、光線が２つのビームレットに分かれている。ビームレットのうちの第１のものは、同じ方向に進み続け、第１の集束レンズ１８４に達すると、プリントヘッド１４（または基板）に焦点が合い、基板をレーザー加工するようになっている。ビームレットのうちの第２のものは垂直方向に偏向し、このビームレットは次に、ミラー１８２に当たって第２の集束レンズ１８４に向かって偏向し、ビームレットのうちの第１のものに隣接するプリントヘッド（または基板）に焦点が合うようになっている。このようにして、２つのレーザー光線が基板上の２つのスロットを同時に機械加工することができる。

図８Ｂは、回折光学部品を用いた光線分割を示す。図８Ｂは、レーザー光線１４０が回折要素１８６に当たり、そこで光線が２つのビームレットに分かれる実施形態を示す。２つのビームレットはそれぞれ、略同じ方向に、基板に向かって集束レンズ１８４へと進み続ける。これらのレーザービームレットは次に、基板またはプリントヘッド１４上の、スロット領域またはレーザー加工される領域に焦点が合う。この代替の方法においては、２つのレーザー光線が、基板上の２つのスロットまたは２つの領域を同時に機械加工することができる。

図９Ａおよび図９Ｂは、レーザー光線の焦点をｚ方向に動かす各段階の一実施形態を示す。本実施形態において、レーザー光線１４０のレーザー源１３９は、図９Ａに示す、基板１０２に対する第１の位置から、図９Ｂに示す、基板１０２に対する、より近い位置へと動く。図示の実施形態において、レーザー光線が基板を通して機械加工し、エッチング深さが増大するにつれて、レーザー源とエッチングされている基板との距離が増大する。したがって、図示の実施形態において、レーザー光線の焦点が非最適に変わる（光線の減衰により）、および／または、くず１４９の量が増える。図９Ｂの実施形態において示すように、エッチングの深さとともにレーザー源が動く場合には、レーザー光線の焦点は、始めから終わりまで略同じままである。代替の実施形態において、深さが増大するにつれて、レーザー光線の焦点は調整される。

図１０Ａおよび図１０Ｂは、レーザー光線の断面にわたるレーザー光線の出力または強度と、次にアブレーションされる材料の断面と、を表す実施形態を示す。図１０Ａは、レーザー強度がガウス分布しているレーザー光線７００を表す実施形態である。図１０Ａにおいて、光線の断面の上のガウスレーザー出力または強度の曲線７０１を示す。レーザー光線７００は、実質的に破線によって印を付けた領域内で、材料の表面７０２に接触する。本実施形態において、レーザー光線７００は、アブレーションされる材料に曲面７０２を与える。中心においてはレーザー光線の強度が大きくなるので、材料の中心領域７０４は、縁または周辺領域よりもアブレーションされる度合いが大きい。実施形態によっては、曲面７０２は、平坦でない形状のため、最適ではないかもしれない。

図１０Ｂは、レーザー光線の出力について強度が均一のレーザー光線、または「トップハット」のレーザー光線８００の実施形態を示す。図１０Ｂにおいて、光線の断面にわたって均一であるレーザー出力または強度の曲線８０１を示す。本実施形態において、レーザー光線８００は、実質的に図１０Ｂの破線内で表面８０２に、表面８０４において接触する。実施形態によっては、たとえ、縁または周辺領域８０６としても知られている表面８０４に隣接する領域に、レーザー光線が意図的に向けられていなくても、このような領域８０６は影響を受ける。本実施形態において示すように、レーザー光線８００は、アブレーションされる材料に、レーザー光線８００が直接接触する領域内の略平らな表面８０４と、周辺８０６に沿った曲面とを与える。実質的に断面全体に沿ってレーザー光線の強度が均一であるために、領域８０４は略均一にアブレーションされる、すなわち平らである。実施形態によっては、強度が均一の光線は、（ａ）ビームを拡大する望遠鏡、マスク、および結像レンズ、（ｂ）回折光学要素、および／または（ｃ）ビームホモジナイザーユニット（beam homogeniser units）（セグメントミラー等）を用いて実現される。

したがって、本発明は具体的に説明したものとは別の方法で実施してもよい、ということが理解されなければならない。例えば、本発明は、熱的に作動するプリントヘッドに限定されるものではなく、例えば、圧電作動プリントヘッド、およびその他の機械的に作動するプリントヘッド、ならびにその他の基板を貫く微細流体チャネルを有する用途もまた含んでもよい。上述の微細流体チャネルを形成する方法はまた、例えば原子解像度記憶装置、燃料電池、センサ、およびディスプレイを含む微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）にも適用してもよい。したがって、本発明の本実施形態は、すべての点で限定的ではなく例示的であるとみなすべきであり、本発明の範囲は、前述の説明ではなく添付の特許請求の範囲によって示されるとみなすべきである。特許請求の範囲が「１つの」または「第１の」要素またはその均等物と言う場合、そのような特許請求の範囲は、２つまたはそれよりも多くのそのような要素を必要とすることも除外することもなく、１つまたは複数のそのような要素を組み込んだものを含むよう理解するべきである。

本発明のプリンタの実施形態の斜視図である。本発明のプリントカートリッジの実施形態の斜視図である。プリントヘッドの一実施形態の斜視図である。図２のプリントヘッドの実施形態の断面図である。図２のプリントヘッドの平面図である。図２のプリントヘッドの斜視図である。本発明によるスロット付き基板を形成する製造プロセスの代替の実施形態のプロセスフローチャートである。本発明によるスロット付き基板を形成する製造プロセスの代替の実施形態のプロセスフローチャートである。本発明によるスロット付き基板を形成する製造プロセスの代替の実施形態のプロセスフローチャートである。本発明によるスロット付き基板を形成する製造プロセスの代替の実施形態のプロセスフローチャートである。本発明によるスロット付き基板を形成する製造プロセスの代替の実施形態のプロセスフローチャートである。断面図で示すスロット付き基板を形成するための段階の一実施形態を示す図である。断面図で示すスロット付き基板を形成するための段階の一実施形態を示す図である。断面図で示し図６Ａおよび図６Ｂに示す各段階によって形成された、スロット付き基板の一実施形態を示す図である。断面図で示し図６Ａおよび図６Ｂに示す各段階によって形成された、スロット付き基板の他の実施形態を示す図である。本発明のスロットの断面図の実施形態を示す図である。本発明のスロットの断面図の実施形態を示す図である。本発明のスロットの断面図の実施形態を示す図である。本発明のスロットの断面図の実施形態を示す図である。本発明のスロットの断面図の実施形態を示す図である。本発明のスロットの断面図の実施形態を示す図である。本発明のスロットの断面図の実施形態を示す図である。本発明のスロットの断面図の実施形態を示す図である。本発明のスロット付き基板の形成において基板表面上のスロット領域に向けられるレーザー光線のパターンの実施形態を示す図である。本発明のスロット付き基板の形成において基板表面上のスロット領域に向けられるレーザー光線のパターンの実施形態を示す図である。本発明のスロット付き基板の形成において基板表面上のスロット領域に向けられるレーザー光線のパターンの実施形態を示す図である。本発明のスロット付き基板の形成において基板表面上のスロット領域に向けられるレーザー光線のパターンの実施形態を示す図である。本発明のスロット付き基板の形成において基板表面上のスロット領域に向けられるレーザー光線のパターンの実施形態を示す図である。本発明のスロット付き基板の形成において基板表面上のスロット領域に向けられるレーザー光線のパターンの実施形態を示す図である。レーザー光線を分割する光学方式の実施形態を示す図である。レーザー光線を分割する光学方式の実施形態を示す図である。レーザー光線をｚ方向に動かす段階の一実施形態を示す図である。レーザー光線をｚ方向に動かす段階の一実施形態を示す図である。レーザー光線の断面に対するレーザー光線の出力およびアブレーションされる材料を表す実施形態を示す図である。レーザー光線の断面に対するレーザー光線の出力およびアブレーションされる材料を表す実施形態を示す図である。

符号の説明

１０２：基板
１２０：薄膜スタック
１２２：第２の面
１４０：レーザー光線
１４９：くず

Claims

プリントヘッドにおいて流体スロットをレーザー加工する方法であって、
超小型電子回路を有する基板にＵＶレーザー光線を向けるステップと、
前記流体スロットが形成されるときに前記基板に沿って前記ＵＶレーザー光線を移動すること、および前記流体スロットが形成されるときに、スロット領域内の前記基板上に、事前選択されたパターンで前記ＵＶレーザー光線をトレースすることを含み、前記基板を前記ＵＶレーザー光線を用いてレーザー加工することにより、前記基板を貫通して前記流体スロットを形成するステップと、
を含み、
前記事前選択されたパターンで前記ＵＶレーザー光線をトレースすることは、前記ＵＶレーザー光線を前記スロット領域内の前記基板上で、ヘビ状パターン、渦巻状パターン、楕円形パターン、および連続的閉ループパターンのうちの少なくとも１つでトレースすることを含み、
前記基板は、第１のスロット領域を有する第１の表面と、第２のスロット領域を有する反対側の第２の表面とを有し、前記ＵＶレーザー光線は、前記基板の前記第１および第２のスロット領域に向けられて、前記基板を貫通する前記流体スロットの二方向レーザー加工を行い、前記第１の表面は前記超小型電子回路を有し、前記第２の表面は前記第１の表面よりも前にレーザー加工される、方法。
前記流体スロットの大部分は、前記第２の表面からレーザー加工される、請求項１に記載の方法。
プリントヘッドにおいて流体チャネルをレーザー加工する方法であって、
超小型電子回路を有する基板に流体チャネルを形成するステップであって、該基板は、第１の表面と、反対側の第２の表面と、前記第１および第２の表面の各々の上において画定された少なくとも２つの間隔のあけられたチャネル領域を有し、前記第１の表面の前記少なくとも２つの間隔のあけられたチャネル領域は、前記第２の表面の前記少なくとも２つの間隔のあけられたチャネル領域に対応し、前記流体チャネルを形成するステップが、
前記基板がレーザー加工されて前記流体チャネルが形成されるときに、前記基板の前記第１の表面に沿って前記ＵＶレーザー光線を移動すること、および前記基板がレーザー加工されて前記流体チャネルが形成されるときに、前記少なくとも２つの間隔のあけられたチャネル領域内の前記基板の前記第１の表面上で、事前選択されたパターンで前記ＵＶレーザー光線をトレースすることにより、前記ＵＶレーザー光線を用いて前記第１の表面上の前記少なくとも２つの間隔のあけられたチャネル領域を同時にレーザー加工するステップと、
前記第２の表面上の前記少なくとも２つの間隔のあけられたチャネル領域を同時にレーザー加工するステップと、
を含み、
前記第１の表面は前記超小型電子回路を有し、前記第２の表面は前記第１の表面よりも前にレーザー加工される、方法。
前記ＵＶレーザー光線を前記事前選択されたパターンでトレースすることは、前記ＵＶレーザー光線を、ラスターパターン、ヘビ状パターン、渦巻状パターン、楕円形パターン、同心状楕円形パターン、および窓パターンのうちの少なくとも１つでトレースすることを含む、請求項３に記載の方法。
プリントヘッドにおいて流体スロットをレーザー加工する方法であって、ダイオード励起固体パルスＵＶレーザー光線を超小型電子回路を有する基板に向けて該基板を貫通する流体スロットを形成するステップを含み、
前記基板は、第１の表面上で画定された少なくとも２つの間隔のあけられたスロット領域を有する前記第１の表面を有し、前記少なくとも２つの間隔のあけられたスロット領域は、前記基板がレーザー加工されるときに前記基板の前記第１の表面に沿って前記ＵＶレーザー光線を移動すること、および前記基板がレーザー加工されるときに前記少なくとも２つの間隔のあけられたスロット領域内の前記基板の前記第１の表面上で、事前選択されたパターンで前記ＵＶレーザー光線をトレースすることにより、前記少なくとも２つの間隔のあけられたスロット領域が、単一のレーザー光源によって同時にレーザー加工され、
さらに、前記基板は、前記第１の表面上の少なくとも２つの間隔のあけられたスロット領域に対応する少なくとも２つの間隔のあけられたスロット領域を、前記第１の表面とは反対側の第２の表面上に有し、該第２の表面上の少なくとも２つの間隔のあけられたスロット領域は、単一のレーザー光源によって同時にレーザー加工され、
前記第１の表面は前記超小型電子回路を有し、前記第２の表面は前記第１の表面よりも前にレーザー加工される、方法。
前記少なくとも２つの間隔のあけられたスロット領域が、回折要素およびビームスプリッターのうちの少なくとも１つを用いて同時にレーザー加工される、請求項５に記載の方法。
前記事前選択されたパターンで前記ＵＶレーザー光線をトレースすることは、前記ＵＶレーザー光線を、ラスターパターン、ヘビ状パターン、渦巻状パターン、楕円形パターン、同心状楕円形パターン、および窓パターンのうちの少なくとも１つでトレースすることを含む、請求項５に記載の方法。
プリントヘッドにおいて流体スロットをレーザー加工する方法であって、
ダイオード励起固体パルスＵＶレーザー光線を超小型電子回路を有する基板に向けるステップと、
前記基板を貫通する前記流体スロットをレーザー加工しつつ、前記基板の表面に沿って前記ＵＶレーザー光線を移動すること、および前記基板を貫通する前記流体スロットをレーザー加工しつつ、スロット領域内の前記基板の前記表面上で、事前選択されたパターンで前記ＵＶレーザー光線をトレースすることを含み、前記ＵＶレーザー光線で前記基板を貫通する前記流体スロットをレーザー加工するステップと、
前記基板の前記表面の一部がレーザー加工された後に、前記基板の表面近くに向けてレーザー光線の焦点を調節するステップと、
を含み、
前記事前選択されたパターンで前記ＵＶレーザー光線をトレースすることは、前記ＵＶレーザー光線を前記スロット領域内の前記基板の前記表面上で、ヘビ状パターン、渦巻状パターン、楕円形パターン、および連続的閉ループパターンのうちの少なくとも１つでトレースすることを含み、
前記基板は、第１のスロット領域を有する第１の表面と、第２のスロット領域を有する反対側の第２の表面とを有し、前記ＵＶレーザー光線は、前記基板の前記第１および第２のスロット領域に向けられて、前記基板を貫通する前記流体スロットの二方向レーザー加工を行い、前記第１の表面は前記超小型電子回路を有し、前記第２の表面は前記第１の表面よりも前にレーザー加工される、方法。