JPH05201006A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置上に垂直な離脱を避ける整合面を
形成する。 【構成】 第１のウエハの第１のプレーナ面３６上に第
１の部品３７、３８を形成する。この第１の部品に近接
した第１のウエハの第１のプレーナ面に精密のダイスカ
ット３４を施す。この精密のダイスカット３４は第１の
ウエハの第１のプレーナ面を介して部分的に貫通して当
接側辺を規定する。第１のウエハの第１のプレーナ面を
第２のウエハの第１のプレーナ面に接着し、第２のウエ
ハの第１のプレーナ面は第２の部品を含み第１のウエハ
に整合して接着され、第１、第２の部品は協合して半導
体装置を形成する。各第１、第２の部品を囲む第１、第
２のウエハ部分を除去して半導体装置を規定する。第
１、第２のウエハを除去するステップは、第１、第２の
ウエハを貫通して精密ダイスカットに平行かつ僅かにず
れた第２のダイスカット４２を施すステップを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクジェット印字ヘッ
ド等の離散的装置上に精密接合面を製造する方法に関
し、特に、整合基板に対して当接して突出した千鳥型
（staggered)アレイ印字ヘッドを構成できるインクジェ
ット印字ヘッドの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】代表的
には、熱インクジェット印字ヘッドは、複数の抵抗加熱
素子（ヒータ素子）及びその各上面に形成された保護膜
付アドレシング電極を含むヒータプレートと、上記加熱
素子に数及び位置で対応した複数のチャネルを有するチ
ャネルプレートとを含んでいる。ヒータプレートの上面
はチャネルプレートの下面に接着され、この結果、ヒー
タ素子が各チャネルに位置することになる。通常、チャ
ネルプレートはその上面からチャネルに直接流体伝達す
る下面まで延在する少なくとも１つの充満孔（fill hol
e)を含み、この結果、インクが１つのソースからチャネ
ルへ供給される。

【０００３】離散的印字ヘッドは、別個の（１００）シ
リコンウエハに加熱素子の複数のセット及びチャネルの
複数のセットを形成することによって製造でき、その
後、これらのシリコンウエハを互いに接着し、そして、
ダイシング等によって分離して離散的印字ヘッドモジュ
ールを形成する。加熱素子の複数のセット及びチャネル
の複数のセットはそれぞれ対応のシリコンウエハ上では
複数の行及び複数の列に位置してそれぞれマトリクスを
形成している。接着されたウエハは各行及び各列の間で
分離されて離散的印字ヘッドを形成する。各離散的印字
ヘッドモジュールは、ヒータ素子（ヒータプレートとし
て知られる）を含むウエハの一部分と、チャネルの１セ
ット（チャネルプレートとして知られる）を含む他のウ
エハの一部分とを含んでいる。離散的印字ヘッドを形成
した後、複数の印字ヘッドモジュールはヒートシンクと
しての支持基板上に整合かつ互いに当接でき、これによ
り、複数の印字ヘッドモジュールの線形アレイより構成
されるページ幅の印字ヘッドを形成する。たとえば、発
明者 Campanelli の米国特許第 5,000,811号の Fig.3D
があり、参考として、その開示は本願明細書含まれてい
る。あるいは、ページ幅の印字ヘッドは支持基板の両面
に交互に整合した離散的ヘッドモジュールを有すること
ができる。たとえば、発明者 Ayata その他の米国特許
第 4,463,359号の Fig.17 があり、参考として、その開
示は本願明細書に含まれている。千鳥型アレイを形成す
る場合、離散的印字ヘッドモジュールは支持基板上で各
モジュールを整合基板の整合部材に対して当接させるこ
とによって整合し、その後、整合されたモジュールを支
持基板に接着する。

【０００４】アセンブリの重要な(critical)部分は（線
形アレイの）隣接モジュールもしくは（千鳥型アレイ
の）整合部材に対するモジュールの当接精度にある。こ
れは、精密の当接（もしくは整合）面がモジュール上に
設けられることによって達成できる。印字ヘッドモジュ
ールは近接した複数の部品（つまり、チャネルもしくは
ヒータ素子）を備えていることから、このような精密は
困難である。各モジュールの部品が互いに整合すること
を確保するために、モジュールの当接面はプレート上の
終端部品に対してできる限り精度よく位置しなければな
らない。図１の（Ａ）は単一貫通（スルー）カットによ
って形成された印字ヘッドモジュールの当接辺を示す。
一面にチャネルの複数のセットを含む第１のウエハ１０
は第２のウエハ１２の表面を含むヒータ素子に接着され
る。その後、ダイシングブレード１００を用いて接着さ
れたウエハ１０，１２を貫通切断し、離散型印字ヘッド
モジュール１３の側辺を規定する。図１の（Ａ）は単一
通過ダイシングカットに伴う誤差の原因を示している。
ダイシングブレード１００はＶ溝を切断して可変角θの
傾斜辺を生じる。ダイシングブレード１００によって生
じた角度θはモジュール間、特に、スルーカット(throu
gh-cut) の非垂直特性によるウエハ間の切断変位誤差を
生じる。角度θ誤差は、カット深さ、冷却度（ブレード
はウエハによって冷却され、ブレードの一面が他の面よ
り冷却されると、熱膨張によりブレードを曲げる）、ブ
レードの側部の磨耗、及びブレード疲労（つまり、熱的
応力かつ機械的応力によるスティフネス損失）によって
生じる。角度θによって生ずる誤差はブレード露出量
（exposure) （つまり、距離ブレード１００は支持フラ
ンジ１０２を超える）と共に増加する。カット深さが大
きくなると、より大きなブレード露出量が必要となる。

【０００５】図１の（Ｂ）を参照すると、上述の方法に
よって形成される個々の印字ヘッドモジュール１３は整
合基板１５上に整合され、その後、ヒートシンク１７等
の支持基板に接着され、千鳥型アレイ印字ヘッドを構成
する。通常、印字ヘッドモジュールは千鳥型形式の支持
基板１７の両面に接着される。図１の（Ｂ）に示すよう
に、整合基板１５上において印字ヘッドモジュールの傾
斜側辺の１つを対応する整合部材５０に対して当接させ
ることによって印字ヘッドモジュールが一方向に整合さ
れる。好ましくは、整合部材５０は印字ヘッドモジュー
ル１３にその部品面（ヒータプレートの電子的面及びチ
ャネルプレートのチャネル面）に近接して接触する程度
の大きさである。各印字ヘッドモジュールと整合部材と
の整合誤差は次の理由により導入される。

【０００６】ａ）印字ヘッドモジュールの整合面（各プ
レートの部品面）は支持がよくないダイシングブレード
のある領域（ダイシングブレードのこの領域はフランジ
１０２から大きく離れる）に対応していること、 ｂ）チャネルプレートとヒータプレートとの整合ミスは
整合部材がヒータプレートに当接するときの当接作業に
移行すること。

【０００７】米国特許第 5,000,811号(Campanelli)は基
板内に被当接辺面を製造する方法を開示し、この方法
は、基板の下面に標準的なダイシングブレードをもっ
て、この背面カットに対応する基板の上面に樹脂状のダ
イシングブレードをもって少なくとも１つの精密のスル
ーカットを施し、これにより、基板に対して被当接面を
形成する。この方法は、特に、ヒータプレート及びチャ
ネルプレートよりなるインクジェットプリントヘッドモ
ジュール円の被当接整合面を製造する方法向けである。
ヒータ素子含有基板とチャネル含有基板とが接着された
後、背面カットはヒータ素子含有基板の下面になされ
る。その後、ヒータ素子含有基板は支持面に付着的に装
着される。その後、背面カットに整合した精密スルーカ
ットがチャネル含有基板の上面からなされ、これによ
り、支持面内をカットすることなく、チャネル基板及び
ヒータ基板をカットする。背面カットは得られた印字ヘ
ッド上に形成された垂直支持面の長さを減少させ、ま
た、スルーカットの非線形部分を除去する。この方法の
欠点は、チャネルが接着された基板間に位置するために
カット（精密スルーカット）を規定する当接面がチャネ
ルと視覚的に整合できないことである。他の欠点は、カ
ットは接着された基板対の両面に形成されなければなら
ないことであり、これは基板の操作を増大させる（つま
り、覆す（フリップ）ステップを必要とし、その後、フ
リップされた接着基板対がダイシングジグに両整合され
なければならない）。

【０００８】発明者Campanelliの米国特許第 4,878,992
号は、対となった２つの基板（チャネルウエハ及びヒー
タウエハ）から２つのダイシング動作によって熱インク
ジェット印字ヘッドを製造する方法を開示している。１
つのダイシング動作はチャネルウエハを完全に貫通し、
所定の厚さ及び直径を有する樹脂を主成分とするブレー
ドを用いてノズル面を生じさせる。第１のカットを施し
た後、第２のカットが小さい厚さを有する標準的なブレ
ードによってなされる。この第２のカットは第１のカッ
トによってなされた溝に対して行われ、接着された基板
（ヒータプレートウエハを含む）を完全に貫通して印字
ヘッドの複数行を得る。その後、第２のダイシングブレ
ードを用いて印字ヘッドの各行を貫通して個々の印字ヘ
ッドを得る。第１のカットに対して樹脂主成分ブレード
を用いることにより改良されたノズル面を提供する。

【０００９】特開昭５８−５２８４６号公報は２段階ダ
イシングによって形成される半導体装置を開示してい
る。この半導体装置は支持基板に付着した絶縁基板を含
む。多層構造基板が絶縁基板の表面上にシリコン（Ｓ
ｉ）基板を付着させることによって形成される。第１の
ダイシングブレードを用いる第１のダイシングステップ
はシリコン基板内に予め定められた深さの溝を形成す
る。第１のダイシングブレードより狭い幅の第２のダイ
シングブレードを用いる第２のダイシングステップはシ
リコン基板の残存部分、絶縁基板及び支持基板の一部を
カットするのに用いる。 特開昭６０−１５７２３６号
公報は半導体用ダイシング方法を開示し、この方法にお
いては、回路が形成された半導体基板の背面に付着シー
トを付着する。この半導体はダイシングソー(saw) によ
って完全にカットもしくは半分だけカットされる。この
後、付着シートは半導体基板の上面に付着される。その
後、半導体基板は、第１のダイシングソーより広い第２
のダイシングソーによって、基板厚みの一部だけカット
される。

【００１０】英国特許出願第2,025,107 号は液晶表示素
子の製造方法を開示している。１対のガラス基板は一定
の間隔にされ熱圧着して複数のセルを形成する。各セル
は電極が形成された領域を含む。基板の電極支持側の領
域間にＵ断面溝をカットし、他方、対応する線形スクラ
ッチが基板の反対側に形成される。個々のユニットへの
分解は基板を平行な支持部材を介して曲げることによっ
て実行される。

【００１１】関係する他の特許として、発明者 Campane
lli の米国特許第4,786,357 号、Jedlicka他の米国特許
第4,814,296 号、Drake 他の米国特許第4,829,324 号、
Fisher他の米国特許第4,851,371 号がある。これらの特
許は、一般的に、半導体装置の製造に関し、特に、イン
クジェット印字ヘッド等のＲＯＳデバイス、イメージセ
ンサ等のＲＩＳデバイスの製造に関する。これらの特許
は、半導体装置の製造に用いられる通常のプロセス、た
とえばチャネル及びヒータ要素形成技術と共に標準かつ
精密のダイシング技術のより詳細な説明として参照でき
る。これらの特許の開示は参考として本願明細書に導入
されている。

【００１２】他の従来方法として、印字ヘッドモジュー
ルの横方向当接領域が最小とされて非垂直の離脱(stand
off)を避けるものがある。この方法は、図２の（Ａ）〜
（Ｃ）に示すように、３つの別個のダイスカットを必要
とする。チャネルプレートウエハ１０とヒータプレート
ウエハ１２とは接着されてサンドウィッチ構造１４を形
成する。サンドウィッチ構造１４は第１のクリアランス
カット１６によって上からダイスされ、その後、精密カ
ット１８が続き、さらに、ヒータプレートウエハ１２の
底部にカット２０が施され、被当接辺２４を有する印字
ヘッドモジュール１３を生成する。その後、印字ヘッド
モジュール１３は整合固定部１５（図３の（Ａ））上の
整合部材５０に当接されて千鳥型アレイを形成できる。
整合固定部１５は、下部プレーナ基板、延長プレーナ前
壁５１、及び複数のプレーナ整合部材５０を含む。前壁
５１及び複数の整合部材５０は複数の空間を規定し、こ
れらの各空間には対応する印字ヘッドモジュール１３が
配置される。各モジュールの一方側の被当接辺２４は整
合部材５０の一方側に当接し、これにより、モジュール
は一方向に整合する。各印字ヘッドモジュールのノズル
含有面は前壁５１に当接され、すべてのモジュールを他
の垂直方向に整合する（各印字ヘッドのノズルは図３の
（Ａ）に示すように明白であるが、ノズルは図示と反対
方向つまり前壁５１に向かって面している。この整合基
板及び千鳥型アレイの形成方法の詳細については、米国
特許出願第07/542,053号、出願日１９９０年６月２２
日、IvanRezanka他、“千鳥型アレイ印字ヘッドを有す
るインクジェットプリンタ（An Ink Jet Printer Havin
g a Staggered Array Printhead)”を参照されたし。あ
るいは、隣接する印字ヘッドモジュールを、互いに当接
して図３の（Ｂ）に示す線形アレイを形成できる。印字
ヘッドモジュール１３は接着剤１９を用いて支持基板１
７たとえばヒートシンクに接着される。

【００１３】このプロセスの欠陥は最後のカットか製造
中にウエハを覆す（フリップする）必要があることであ
る。このステップはウエハフリップ動作を実行するのに
必要な追加時間の点で不利であり、これは製造コストを
増大させかつ製造速度を低下させる。また、図１の
（Ａ）、（Ｂ）の例については、各モジュール上に当接
面を形成するダイシングブレードの部分がブレード支持
部より大きく離れた点に位置している。

【００１４】半導体装置上に最小の高さを有する横方向
整合面を形成して上述の非垂直の離脱を避けることが望
ましい。整合面の高さを最小することは整合面の非垂直
部分のために発生する横方向の離脱を低減する。非垂直
の離脱の詳細な説明については、米国特許第4,851,371
号を参照されたし。また、精密ダイスカットを用いて整
合面を規定することが好ましい。しかしながら、精密カ
ットブレード（好ましくは、精密ダイスカットを形成す
るのに用いられる）は高価であり、また、深いカットを
形成するときに曲がるために、精密カットブレードを用
いてなされたカットの深さを最小にすることが好まし
い。これは精密カットブレードの有効寿命を増大させ、
また、カット中にブレードに生ずる曲げ量も減少させ
る。

【００１５】本発明の目的は半導体装置上に垂直な離脱
を避ける整合面を形成する方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、精密カットブレードを用いて半導
体装置上に整合面を形成する方法であって、精密カット
ブレードを用いて浅いカットのみをなし、この結果、ブ
レードの有効寿命を増大させ、また、カット中のブレー
ドの曲げを減少させることにある。

【００１６】また、本発明の目的は、大きなウエハつま
り基板から離散的な半導体装置の輪郭を描く方法であっ
て、操作ステップ数を最小とし、ウエハつまり基板を覆
すことを必要としないものを提供することにある。さら
に、本発明の目的は、半導体装置上に整合面を形成する
方法であって、この整合面が半導体装置上の部品に対し
て視覚的に整合されているものを提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述の目的及び他の目的
を達成するために、また、上述の欠点を克服するため
に、互いに対面する第１、第２のプレーナ面を有する第
１のウエハ及び互いに対面する第１、第２のプレーナ面
を有する第２のウエハから被当接側辺を有する半導体装
置を製造する方法が開示されている。この方法は、第１
のウエハの第１のプレーナ面上に第１の部品を形成し、
この第１の部品に近接した第１のウエハの第１のプレー
ナ面に精密のダイスカットを施し、この精密のダイスカ
ットは第１のウエハの第１のプレーナ面を介して部分的
に貫通して当接側辺を規定し、第１のウエハの第１のプ
レーナ面を第２のウエハの第１のプレーナ面に接着し、
第２のウエハの第１のプレーナ面は第２の部品を含み第
１のウエハに整合して接着され、第１、第２の部品は協
合して半導体装置を形成し、各第１、第２の部品を囲む
第１、第２のウエハ部分を除去して半導体装置を規定
し、これにより、被当接側辺は実質的に完全なまま残
り、半導体装置の整合側面を規定する。

【００１８】上述の第１、第２のウエハを除去するステ
ップは、第１、第２のウエハを貫通して精密ダイスカッ
トに平行かつ僅かにずれた第２のダイスカットを施すス
テップを含むことができる。この第２のダイスカットは
精密ダイスカットに比較して第１の部品からさらに僅か
離れて存在し、この結果、被当接側辺を含む半導体装置
の一側部が精密ダイスカット及び第２のダイスカットに
よって規定される。

【００１９】特に、本発明は、熱インクジェット印字ヘ
ッド用の精密整合面を製造する方法に関する。この方法
は、たとえば、離散型インクジェットの千鳥型アレイか
らページ幅のインクジェット印字ヘッドを製造するのに
用いることができる。各モジュールは、横方向整合面を
規定する浅い精密ダイスカットを提供することによって
製造される。この横方向整合面はチャネルの各セットに
隣接するチャネルプレート規定基板の表面に最小の高さ
を有する。チャネルプレート規定基板はヒータプレート
規定基板に接着される。この接着は接着された基板対か
らモジュールの輪郭を描く低精度のスルーカットの後に
行われる。

【００２０】チャネル及びヒータ要素は従来技術により
（１００）シリコンウエハに形成することができる。チ
ャネルプレートウエハをヒータプレートウエハに接着す
る前に、チャネルプレートウエハは浅く精密に位置付け
された段付けカットを用いてダイスされる。このカット
はチャネルプレートウエハのチャネル側に位置し、この
結果、精密カットは離散型印字ヘッドを規定するチャネ
ルアレイの終端チャネルを視覚的に参照することによっ
てなすことができる。その後、チャネルプレートウエハ
はヒータプレートウエハに接着されてサンドウィッチ構
造を形成する。その後、このサンドウィッチ構造は好ま
しくはチャネルウエハの上面（チャネル側と反対）から
低精度の標準スルーカットを施すことによってウエハサ
ンドウィッチ構造全体をダイスし、このサンドウィッチ
構造は複数の印字ヘッドに分離できる。

【００２１】さらに、スルーカットに隣接するチャネル
ウエハの上面にクリアランスカットをなしてクリアラン
スを付加してダイボンディングアセンブリを容易にでき
る。スルーカット及び付加的なクリアランスカットは精
密カットに充分に近接しなければならず、この結果、精
密カットを破壊することなく、特に精密カットによって
規定される垂直整合面を破壊することなく、ウエハを貫
通してダイスすることができる。

【００２２】

【作用】浅い精密カットの使用により多くの利点があ
る。浅いカットは深いカットより高いスループットを有
する。また、使用されている精密ダイシングブレードの
磨耗を低減し、また、径の小さいブレードの使用が可能
となり（ブレードが支持フランジを超える部分が小さく
なり）、ブレードの剛性を増加し、従って、ブレードの
曲げ、つまり、精密交差を減少できる。チャネルプレー
トウエハのチャネル側に浅い精密のカットを施すことに
よってより高い精度を達成できる。その理由はチャネル
アレイの終端チャネルを視覚的に参照することができる
からである。また、整合面は各モジュールのチャネルプ
レート部上にあるので、各チャネルプレートとヒータプ
レートとの間の誤整合(misalignment)は整合部材に対す
るモジュールの当接に移ることはない。これにより、本
発明に係る被当接モジュールは、精密の被当接垂直面を
提供するだけでなく、より良い横方向の表裏整合及び複
数のモジュールのより良い整合を提供して印字ヘッドア
レイを形成する。さらに、最終的なスルーカットを得る
のにサンドウィッチ構造を覆す必要はない。

【００２３】

【実施例】図４の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を参照する
と、本発明は少なくとも２つの接着された基板を備える
半導体装置を製造するのに用いられる。互いに対面する
プレーナ面３６、４４を有する第１の基板（つまりウエ
ハ）３０はその第１のプレーナ面３６に少なくとも１つ
の第１の部品を有する。特に、ウエハは、第１のプレー
ナ面３６に、終端チャネル３８を含む複数のインクチャ
ネルつまり溝３７及びインク供給手段（図７参照）を形
成して、ウエハ３０上に複数の個々のチャネルプレート
４０を形成できる。その後、浅い精密ダイスカット３４
は第１の部品に隣接するウエハ３０の第１の面３６上に
形成され、この場合の第１の部品はチャネル３７のアレ
イ、特に、終端インクチャネル３８である。精密ダイス
カット３４は第１のウエハ３０の第１の面３６を部分的
に突き通し、被当接側辺４８を規定する。好ましくは、
この精密カットは米国特許第 4,878,992号のブレードの
ような樹脂状のブレードによってなされる。米国特許第
4,878,992号の開示は参考として本願明細書に導入され
ている。樹脂状のブレードはチャネルプレートの面に実
質的な損傷を与えず、つまり、ダイシング中のチップは
約１μに過ぎない。

【００２４】ここで規定するように、精密ダイスカット
は精密ダイシング機械によってなされるダイスカットな
らいずれでもよい。精密ダイシング機械は公知であり、
基板に精度±０．５μでダイスカットの位置を可能とす
る光学器械もしくは他の精密整合システムを使用する。
ブレードの詳細は一要因であるが、ブレードは必ずしも
精密カットを規定しない。たとえば、金属ブレードは精
密ダイシング機械と共に用いて精密ダイスカットを形成
できる。しかしながら、少し時間が経過すると、金属ブ
レードはカットされている基板をチップし始めた箇所で
磨耗する。約１μより大きいサイズのチップは半導体装
置上の整合面に悪影響する。従って、精密ダイシング機
械でもって樹脂状のブレードを用いて、精密に位置決め
され、滑らかなチップのないダイスカットを形成するこ
とが好ましい。３μダイヤモンドグリット樹脂状ブレー
ドはほとんどチップのない滑らかな辺を生成する。ま
た、より大きいグリット（６〜９μ）のブレードは滑ら
かな辺を生成するが、多くのチップも伴う。チップはカ
ットの全体の深さに存在しないので（つまり、整合面の
形成に対して滑らかでチップのない面が存在するの
で）、ダイスカットが充分深いときには、より大きなダ
イヤモンド砂入り樹脂を使用できる。たとえば、より大
きなダイヤモンドグリットを用いて（１００）シリコン
に形成された２５．４μ（１ミル）深さの精密カットは
許容できる整合面を発生する。このように、規定したよ
うに、“精密カット”は精密ダイシング機械によってな
されるカットである。使用されるブレード型は、特別の
応用、ブレード交換間の時間、許容できるチップの量に
依存する。金属ブレードの利点は樹脂状ブレードより堅
くかつ曲がりにくいことである。しかしながら、上述の
ごとく、金属ブレードは迅速に（１００）シリコンをチ
ップする。浅いカットはより小さい径のブレード（大き
な径のブレードより曲がりにくい）ので、ブレード曲げ
が最小の樹脂状ブレードを上述の本発明の実施例に対し
て使用する。

【００２５】精密カット３４を形成後、第１のウエハ３
０の第１の面３６は第２のウエハ３２の第１の面４３に
接着される。第２のウエハ３２の第２のウエハ３２の第
１の面４３は第２の部品を含み、第１のウエハ３０に整
合して接着され、この結果、第１、第２の部品は協合し
て１つの半導体装置を形成する。接着は従来技術の方法
によりなされる。この場合、（１００）シリコンチャネ
ルプレートウエハ３０のチャネル側は（１００）シリコ
ンヒータプレートウエハ３２のヒータ要素側に接着され
てサンドウィッチ構造４０を形成する。ヒータプレート
ウエハ３２は少なくとも１セットの抵抗ヒータ要素及び
保護膜が形成されたアドレシング電極を備え、これらの
数及び位置はチャネルプレートウエハ３０のインクチャ
ネルの数及び位置に対応する。接着後、浅い精密のダイ
スカット３４は図４の（Ｂ）に示すサンドウィッチ構造
の内部に位置する。

【００２６】第２のダイスカット４２は第１、第２のウ
エハを完全に貫通し、第１の精密ダイスカット３４に平
行かつ僅かにずれた位置にある。第２のダイスカットは
精密ダイスカット３４に比較して第１の部品よりさらに
僅かに離れて位置し、精密ダイスカット３４の一部を横
切り、この結果、被当接辺３４を含む半導体装置の一部
は精密ダイスカット３４及び第２のダイススルーカット
４２によって規定されることになる。好ましくは、スル
ーカット４２はチャネルプレートウエハ３０の第２の側
４４（第１の側３６の反対側）から形成され、サンドウ
ィッチ構造を複数の印字ヘッドモジュール４０に分離す
る。第２のダイスカット４２はより低い精度の標準ダイ
スカットとすることができる。精密の被当接辺（整合
辺）は既に形成され、第２のダイス形成ステップはウエ
ハを個々の半導体装置に分離するためであって精密の整
合面を提供するものでないので、スルーカット４２には
精密ダイスカットは要求されない。

【００２７】好ましくは、両カット３４、４２は終端の
チャネル溝３８と平行なカットである。最終仕上された
半導体装置は整合基板上の整合面に容易に整合して印字
ヘッドの千鳥型アレイを形成できる。図４の（Ｃ）は本
発明によって形成された離散型印字ヘッドの一部を示す
ものであって、整合基板１５上の整合部材１５０に整合
した、接着されたチャネルプレート３１及びヒータプレ
ート３３を備えている。ヒータプレート３３及びチャネ
ルプレート３１は、それぞれ、ヒータウエハ３２及びチ
ャネルウエハ３０の一部であり、これらはすべてのダイ
シングが完了して離散型印字ヘッドモジュールを形成し
た後に分離される。整合部材１５０は突出部１５０を含
み、この突出部１５０は被当接辺４８と合致して基板１
５上に印字ヘッド４１を精度よく整合させる。複数の印
字ヘッドモジュールが基板１５上に整合されると、支持
基板が、図３の（Ａ）と同様な方法で整合されたモジュ
ールに接着され、千鳥型アレイを形成する。

【００２８】図４の（Ｃ）における整合基板１５は、図
４の（Ｃ）の整合部材１５０と図３の（Ａ）の整合部材
１５０とが異なる以外、図３の（Ａ）の整合基板と同一
である。本発明によって製造された印字ヘッドモジュー
ル上に精密に規定された整合面４８は各モジュールの側
面で凹んでいる（つまり、ヒータプレート３３及びチャ
ネルプレート３１の一部は整合面４８を超えて外側に突
出している）ので、モジュール整合面４８に当接する整
合部材１５０の部分１５２は整合部材１５０から外側へ
突出していなければならない。整合面４８と突出部１５
２（精密に規定された面を有する）との垂直方向の当接
接触面は非常に小さいので、モジュール４１と整合部材
１５０との垂直方向のずれ(stand-off) は最小である。
整合基板１５については以下に詳述する。

【００２９】図５の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す本発
明の他の実施例によれば、精密のダイスカット３４及び
スルーダイスカット４２は付加的なクリアランスカット
４６を形成した後に実行できる。このクリアランスカッ
ト４６はダイボンディング組み立てを容易とするための
付加的クリアランスを提供するためになされる。このク
リアランスカット４６はチャネルプレートに重要な利点
を提供する隙間Ｇを形成する。複数の印字ヘッドが複数
の整合部材１５０の突出部１５２に当接し、支持基板
（たとえば基板１７）がこれらの印字ヘッドモジュール
に接着されて千鳥型アレイを形成すると、隙間Ｇにより
始めにアレイを横方向にシフトすることなく千鳥型モジ
ュールアレイを整合基板１５より直接垂直に持ち上げ、
これにより、チャネルプレート３１の外側に突出してい
る部分と突出部１５２との接触を防止できる。付加的な
クリアランス４６なければ、アレイを横方向（図４の
（Ｃ）において左方向）に移動して各チャネルプレート
３１が突出部１５２と接触するのを防止しなければなら
ない。さらに、クリアランス４６により、突出部１５２
なしに整合部材１５０の使用が出来る。

【００３０】スルーカット４２及び付加的なクリアラン
スカット４６は精密カット４６に充分に近くでなされな
ければならず、これにより、ウエハ対は完全に貫通して
ダイスされ、この結果、精密カット３４によって規定さ
れる垂直整合面４８は損傷しない。第１のウエハ部材を
完全には貫通しない浅い精密ダイスカット３４のいかな
る深さも許容される。好ましくは、いずれの実施例に対
する精密ダイスカットは２５．４〜２５４μ（１〜１０
mil)の範囲にあり、好ましくは、約１２７μ（０．００
５インチ）である。この深さの変動は、半導体装置の厚
さ、材料、ダイシングブレード材質等に依存する。この
深さにより高さが最小の適当な垂直当接面が可能とな
る。また、浅いカットはスループットつまり浅いカット
がなされる速度を増大させる。

【００３１】第２のカット４２の好ましい位置は１２．
７〜２５４μ（０．５〜１０mil)の範囲であり、好まし
くは図４の（Ｂ）及び図５の（Ｂ）に距離Ｄとして示さ
れるように、精密ダイスカット３４に比較して第１の部
品（つまり、終端インクチャネル３８）からさらに２
５．４μ（１mil)だけ離れている。これにより、第２の
カット４２は精密カットを損傷せずしかも非精密カット
部分のオーバハング（外側に突出した部分）を最小にす
ることが確認される。

【００３２】いずれの実施例においても浅い精密カット
は種々の利点を提供する。浅いカットは取り除かれる材
料が少ないので深いカットより高いスループットを有す
る。また、精密ダイシングブレード上の磨耗を減少さ
せ、また小さい径のブレードを使用してブレードの剛性
つまりブレードの許容精度を増大させることができる。
すなわち、より小さい径のブレードは支持フランジ１５
２を超えて僅かな距離のみ突き出すので、ほとんどブレ
ードの曲がりは発生しない。チャネルプレートウエハ３
０のチャネル側３６に浅い精密カットを形成することに
よってより精密が達成できる。その理由はチャネルアレ
イ３７中の終端チャネル３８の視覚的な参照を得ること
ができるからである。さらに、チャネルプレート３１上
に整合面を位置せしめることは当接作業に影響するチャ
ネルプレート３１とヒータプレート３３との誤整合を除
去せしめる。これにより本発明は、精密垂直整合面を提
供するだけでなく、複数のモジュールの横方向配置及び
整合のより良き制御を提供して印字ヘッドを形成するこ
とができる。すなわち、各離散型印字ヘッドにおける終
端チャネル３８はモジュールの被当接整合面４８に比較
して正確に位置できるので、印字ヘッドモジュールのチ
ャネル３７（従って、ノズル）は整合基板１５の突出部
１５０の端部から同一の距離で一致して整合している。
さらに、図２の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す従来例は
最終カットを得るのに、ウエハのサンドウィッチ構造を
覆すステップを必要とする。本発明においては、ウエハ
サンドウィッチ構造に対してなされるカットは同一側た
とえば第１のウエハ３０の面４４側からなされるので、
上記覆すステップは除かれている。

【００３３】図６は接着されたチャネルプレート及びヒ
ータプレートの対の平面図であって、ヒータプレート４
０の一部を切り欠いてチャネルプレート３０を示してい
る。各ウエハ３０、４０には複数のセットの部品が含ま
れている。複数のセットの部品（ヒータプレートウエハ
４０上にあってはヒータ要素及び保護膜が形成されたア
ドレッシング電極、チャネルプレートウエハ３０上にあ
ってはチャネル及びインク充填孔）は複数の行、複数の
列に整合されて部品のマトリクスを形成している。カッ
トを規定する整合面の位置は参照番号４５によって示さ
れている。各カット４５は浅い精密カット３４及びスル
ーカット４２を含む。浅い精密ダイスカット３４は図６
において破線で示されている。ダイスカット４５と垂直
な付加的なダイスカット５２はウエハサンドウィッチ構
造を完全に貫通し、各離散型印字ヘッドモジュール４１
の前部及び後部を規定する。

【００３４】図７はチャネルウエハ３０の一部の上面３
６を示す。精密ダイスカット３４及び標準的なスルーダ
イスカット４２の位置もまた図７に示されている。精密
ダイスカットの右側部分３４Ｒは被当接面４８を規定す
る。スルーダイスカット４２の右側部分４２Ｒは残りの
印字ヘッドのオーバハング部を規定する（スルーカット
４２はウエハ３０がウエハ４０に接着された後でなけれ
ばなされない）。

【００３５】標準のダイスカット４２の隣接する行から
左側部分４２Ｌは整合面を含む側と反対の印字ヘッドの
側部を規定する。また、垂直方向のカット５２が図７に
示されている。図７から分かるように、印字ヘッドモジ
ュールのノズルを含む前面を規定する垂直方向のカット
５２はチャネル３７と交差してノズルを規定する。

【００３６】第１、第２の基板から離散型熱インクジェ
ット印字ヘッドを製造するために、複数の流体処理要素
が第１の基板（つまり、（１００）シリコンウエハ）の
第１のプレーナ面上に形成される。各流体処理要素は１
セットの平行な溝３７及びインク供給手段（たとえば図
７のインク充填孔３９）を含む。各平行な溝（つまり、
チャネル）の終端は公知技術によってインク供給手段に
通じている。たとえば、上述で導入した米国特許第4,82
9,324 号及び発明者 Hawkinsの米国特許第4,771,530 号
を参照されたし。米国特許第4,771,530 号の開示は参考
として本願明細書に導入されている。

【００３７】次に、第２の基板（つまり、他の（１０
０）シリコン基板）の第１のプレーナ面には抵抗加熱要
素及び保護膜が形成されたアドレッシング電極の複数の
セットが形成される。抵抗加熱要素及び保護膜が形成さ
れたアドレッシング電極の複数のセットの数及び位置は
第１の基板の複数の流体処理要素の数及び位置に対応す
る。複数の流体処理要素及び抵抗加熱要素及び保護膜が
形成されたアドレッシング電極は複数の行、複数の列に
整合されて図６に示すマトリクスを形成している。次
に、浅い精密ダイスカットが第１の基板の第１のプレー
ナ上の流体処理要素の各列の少なくとも１つの側部に近
接した箇所に位置する。浅い精密ダイスカットは第１の
基板の第１のプレーナ面に部分的に貫通する。次に、第
１の基板の第１のプレーナ面は第２の基板の第１のプレ
ーナ面に接着され、この結果、流体処理要素の各セット
は抵抗加熱要素及び保護膜が形成されたアドレッシング
電極の対応するセットに整合されて接着される。次に、
第２のダイスカットは第１、第２の基板内に位置する。
第２のダイスカット（スルーカット４２）は各精密ダイ
スカットに平行かつ僅かにずれて第１、第２の基板を完
全に貫通する。各第２のダイスカットは、流体処理要素
の列に付随する精密ダイスカットに比較して流体処理要
素の列からさらに僅か離れて位置し、精密ダイスカット
の一部に交差している。第２のダイスカットは接着され
た流体処理要素の複数の列及びこれに対応する抵抗加熱
要素のセットを形成する。その後、これらの列は分離さ
れて（たとえばダイスカット５２を用いて）複数の離散
型熱インクジェット印字ヘッドモジュールを形成する。
必要であれば、クリアランスカット４６もまた接着され
た基板材の中になすことができる。

【００３８】上述のプロセスがインクジェット印字ヘッ
ドモジュールを形成するのに用いると、図３の（Ａ）に
示すように（整合部材５０の代わりに整合部材１５０を
用いている点を除く）、これらの複数のモジュールは千
鳥型の支持基板（たとえばヒートシンク）の互いに反対
面に接着され、この結果、ページ幅のインクジェット印
字ヘッドを形成できる。

【００３９】チャネルウエハにおける精密ダイスの浅い
溝カットにより、当接辺はモジュール間及びウエハ間で
±１μの精度で位置でき、他方、図１の（Ａ）の単一通
過ダイスカット方法はモジュール間及びウエハ間で±１
０μの精度である。これは、本発明については、各モジ
ュールの整合面がその支持フランジ１０２の１２７−２
５４μ（５−１０mil)であるダイシングブレードの一部
によって形成されるからである。さらにブレードを規定
する整合面の総露出量は約１５２４μ（６０mil)（図１
の（Ａ）の単一通過方法）から５０８μ（２０mil)に減
少するので、各θは非常に小さい。

【００４０】図８はさらに精密にページ幅アレイの形成
に用いることができる整合取付け部の斜視図である。整
合取付け部はプレーナ基板１５を含み、この基板１５上
に印字ヘッドモジュールが位置している。通常、チャネ
ルプレートの充填孔を含む側はプレーナ基板１５上に位
置し、この結果、ヒータプレートの底部は上向きになっ
ている。その後、各印字ヘッドモジュールのノズルを含
む面はプレーナ前壁部材１５１に当接する。この前壁部
材１５１の高さは約３８１μ（１５mil)にでき、従っ
て、チャネルプレートの厚さより少ない。従って、印字
ヘッドモジュールが前壁部材１５１に当接したときに
は、個々のノズルは前壁部材１５１上で見ることができ
る。

【００４１】図８の整合固定部は千鳥型アレイの印字ヘ
ッドを形成するのに用いることができる。千鳥型アレイ
を形成するために、複数の側壁整合部材１５０を設けて
複数の印字ヘッドの側部を規定する。各側壁整合部材１
５０は基準辺規定突出部１５２を含み、この突出部１５
２は上述した印字ヘッドモジュールのチャネルプレート
の整合面４８に接触する。各側壁整合部材１５０はシリ
コンストリップに２つの直行するダイスカットを施すこ
とによって形成することができる。側壁整合部材１５０
は部材１５１に当接し、基板１５に接着される。

【００４２】図８の整合固定部は本発明の方法もしくは
他の方法によって形成される印字ヘッドモジュールから
千鳥型アレイの印字ヘッドを形成するのに用いることが
できる。本発明は図示したその好ましい実施例を参照し
て説明したが、これに限定されない。たとえば、浅い精
密ダイスカットはチャネルを含む基板の代わりにヒータ
要素を含む基板上に形成することができる。また、（１
００）シリコンウエハ以外の基板を用いて印字ヘッドモ
ジュールを形成できる。さらに、本発明は、熱インクジ
ェット印字ヘッド以外の半導体装置にも適用でき、一般
に、基板のサンドウィッチ構造から構成され精密に規定
された側面を必要とする装置に適用できる。特許請求の
範囲に規定された発明の精神及び範囲を外れることな
く、種々の変更が可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体装置の垂直方向の離脱を避けることができる等の効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の単一通過ダイスカットを説明する側面図
であって、（Ａ）は印字ヘッドモジュール上に整合面を
形成するため単一通過ダイスカットを示し、（Ｂ）は千
鳥型アレイの印字ヘッドを形成するために（Ａ）の方法
によって形成された印字ヘッドモジュールを示す。

【図２】インクジェット印字ヘッドモジュール上に当接
面を提供する従来の印字ヘッド製造ダイシング方法を示
す側面図である。

【図３】図２のプロセスによって形成された印字ヘッド
モジュールを用いて印字ヘッドを形成する方法を示す側
面図であって、（Ａ）は千鳥型アレイの印字ヘッドを示
し、（Ｂ）は線形アレイのページ幅印字ヘッドを示す。

【図４】本発明に係る印字ヘッドモジュール製造方法の
一実施例の側面図を示す。

【図５】本発明に係る印字ヘッドモジュール製造方法の
他の一実施例の側面図を示す。

【図６】本発明に係る複数の離散型半導体装置を形成す
るための部品のマトリクスを有するウエハの平面図であ
る。

【図７】本発明により用いられるチャネルプレートの平
面図であって、ダイスカットの位置をも示す。

【図８】ページ幅印字ヘッドアレイの形成に用いられる
整合固定部の斜視図である。

【符号の説明】

１０…第１のウエハ １２…第２のウエハ １３…離散型印字ヘッドモジュール １４…サンドウィッチ構造 １５…整合基板 １７…支持基板 １８…精密カット １９…接着剤 ２０…カット ２４…被当接辺 ３０…第１のウエハ ３４…精密ダイスカット ３６…第１のプレーナ面 ３７…チャネル ３８…終端チャネル ４０…サンドウィッチ構造 ４２…第２のダイスカット ４４…第２のプレーナ面 ５０…整合部材 ５１…前壁 ５２…カット １００…ダイシングブレード １５０…側壁整合部材 １５１…部材 １５２…突出部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対面する第１、第２のプレーナ面
   を有する第１のウエハ及び互いに対面する第１、第２の
   プレーナ面を有する第２のウエハから被当接側辺を有す
   る半導体装置を製造する方法であって、 ａ）前記第１のウエハの前記第１のプレーナ面上に第１
   の部品を形成するステップ、 ｂ）該第１の部品に近接した前記第１のウエハの前記第
   １のプレーナ面に精密のダイスカットを施し、該精密ダ
   イスカットは前記第１のウエハの前記第１のプレーナ面
   を介して部分的に貫通して前記被当接側辺を規定するス
   テップ、 ｃ）前記第１のウエハの前記第１のプレーナ面を前記第
   ２のウエハの前記第１のプレーナ面に接着し、前記第２
   のウエハの前記第１のプレーナ面は第２の部品を含み前
   記第１のウエハに整合して接着され、前記第１、第２の
   部品は協合して前記半導体装置を形成するステップ、 ｄ）前記各第１、第２の部品を囲む前記第１、第２のウ
   エハ部分を除去して前記半導体装置を規定するステッ
   プ、 を具備し、該除去ステップは前記第１、第２のウエハを
   貫通して前記精密ダイスカットに平行かつ僅かにずれた
   第２のダイスカットを施すステップを含み、前記第２の
   ダイスカットは前記精密ダイスカットに比較して前記第
   １の部品からさらに僅か離れて存在し、この結果、前記
   被当接側辺を含む前記半導体装置の一側部が前記精密ダ
   イスカット及び前記第２のダイスカットによって規定さ
   れる半導体装置の製造方法。