JPH11240174A - 液体から汚染物質を除去するためにヒ―タ・チップの一部として形成されたフィルタ―及びその形成方法 - Google Patents
液体から汚染物質を除去するためにヒ―タ・チップの一部として形成されたフィルタ―及びその形成方法Info
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- JPH11240174A JPH11240174A JP10361621A JP36162198A JPH11240174A JP H11240174 A JPH11240174 A JP H11240174A JP 10361621 A JP10361621 A JP 10361621A JP 36162198 A JP36162198 A JP 36162198A JP H11240174 A JPH11240174 A JP H11240174A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フィルタを透過する流体から汚染物質を濾過
する一体的フィルタを有するインク・ジェット・ヒータ
・チップが提供される。 【解決手段】 ヒータ・チップは対向する第１及び第２
の面を有するシリコン基板を備え、このシリコン基板中
を通路が通っている。第１のエッチング抵抗材料層が第
１の基板面上に形成され、この層の中を、少なくとも１
つの開口が通って延出して基板通路と連通する。第２の
エッチング抵抗材料層が第２の基板面上に形成され、こ
の層の中には複数の孔が通って延出する部分があり、こ
れらの孔は基板通路と連通する。第２の層の部分は、透
過するインクから汚染物質を濾過するフィルタを画成す
る。ータ・チップを形成するプロセスもまた提供され
る。
する一体的フィルタを有するインク・ジェット・ヒータ
・チップが提供される。 【解決手段】 ヒータ・チップは対向する第１及び第２
の面を有するシリコン基板を備え、このシリコン基板中
を通路が通っている。第１のエッチング抵抗材料層が第
１の基板面上に形成され、この層の中を、少なくとも１
つの開口が通って延出して基板通路と連通する。第２の
エッチング抵抗材料層が第２の基板面上に形成され、こ
の層の中には複数の孔が通って延出する部分があり、こ
れらの孔は基板通路と連通する。第２の層の部分は、透
過するインクから汚染物質を濾過するフィルタを画成す
る。ータ・チップを形成するプロセスもまた提供され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリントヘッド内
でインクが気泡チャンバに流れる前に汚染物質をインク
から濾過するため、ヒータ・チップの一体的部分として
形成されるフィルタに関する。
でインクが気泡チャンバに流れる前に汚染物質をインク
から濾過するため、ヒータ・チップの一体的部分として
形成されるフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】ドロップ−オン−デマンド型インク・ジ
ェット・プリンタは、インク滴を噴出するためにインク
充填チャンバ内に気泡を発生させるのに熱エネルギーを
使用する。通常は抵抗器である熱エネルギー発生器又は
加熱要素は、インク充填室の中で放電オリフィス又はノ
ズルの近くにあるヒータ・チップの上に配置されてい
る。それぞれが単一の加熱要素を有する複数のチャンバ
が、プリンタのプリントヘッドに設けられる。プリント
ヘッドは、典型的には、ヒータ・チップと複数の放電オ
リフィスが形成されたプレートとを備える。プリントヘ
ッドはインク・ジェット・プリント・カートリッジの一
部を形成し、インク・ジェット・プリント・カートリッ
ジはインク充填容器を備える。
ェット・プリンタは、インク滴を噴出するためにインク
充填チャンバ内に気泡を発生させるのに熱エネルギーを
使用する。通常は抵抗器である熱エネルギー発生器又は
加熱要素は、インク充填室の中で放電オリフィス又はノ
ズルの近くにあるヒータ・チップの上に配置されてい
る。それぞれが単一の加熱要素を有する複数のチャンバ
が、プリンタのプリントヘッドに設けられる。プリント
ヘッドは、典型的には、ヒータ・チップと複数の放電オ
リフィスが形成されたプレートとを備える。プリントヘ
ッドはインク・ジェット・プリント・カートリッジの一
部を形成し、インク・ジェット・プリント・カートリッ
ジはインク充填容器を備える。
【０００３】プリント・カートリッジ容器は、１つ又は
それ以上のインクチャンバを備える。モノクロ又は単一
色のプリント・カートリッジでは、１つのチャンバが設
けられる。３色のプリント・カートリッジでは、３つの
チャンバが設けられる。プリント・カートリッジ容器は
また、各チャンバに対してフィルタ／スタンド管の組立
体を備えていてもよい。スタンド管は、インクがチャン
バからプリントヘッドに移動する際に、インクが流れる
通路を画成する。フィルタはスタンド管に取付けられ、
インクがプリントヘッドに達する前にインクから気泡及
び汚染物質を除去するように機能する。汚染物質がイン
クから除去されないと、プリントヘッド・オリフィス・
プレートのオリフィスを閉塞し、それによってこれらオ
リフィスからインクが噴出するのが妨げられる。
それ以上のインクチャンバを備える。モノクロ又は単一
色のプリント・カートリッジでは、１つのチャンバが設
けられる。３色のプリント・カートリッジでは、３つの
チャンバが設けられる。プリント・カートリッジ容器は
また、各チャンバに対してフィルタ／スタンド管の組立
体を備えていてもよい。スタンド管は、インクがチャン
バからプリントヘッドに移動する際に、インクが流れる
通路を画成する。フィルタはスタンド管に取付けられ、
インクがプリントヘッドに達する前にインクから気泡及
び汚染物質を除去するように機能する。汚染物質がイン
クから除去されないと、プリントヘッド・オリフィス・
プレートのオリフィスを閉塞し、それによってこれらオ
リフィスからインクが噴出するのが妨げられる。
【０００４】インク・ジェット・プリンタによって形成
される印刷像の品質は、プリンタの解像度に大きく依存
する。解像度が高く又は微細であると、ドットの間隔は
狭くなり高品質像が得られる。
される印刷像の品質は、プリンタの解像度に大きく依存
する。解像度が高く又は微細であると、ドットの間隔は
狭くなり高品質像が得られる。
【０００５】インク・ジェット・プリンタの解像度を増
加大させると、増加した解像度により単位面積当たりの
印刷ドット数が増加する結果になることが考えられる。
例えば、印刷の解像度を６００ｘ６００ｄｐｉから１２
００ｘ１２００ｄｐｉへ２倍にすると、単位面積当たり
のドット数は４倍になる。解像度の増加と共に単位面積
当たりのドット数も増加するので、印刷媒体の飽和を避
けるためには、各印刷ドットの大きさを減少させなけれ
ばならない。従って、オリフィス・プレート中のオリフ
ィスの大きさを減少させなければならない。小さくなっ
たオリフィスがインクに含まれる汚染物質によって閉塞
又は遮断されないようにするには、より微細なフィルタ
が必要である。
加大させると、増加した解像度により単位面積当たりの
印刷ドット数が増加する結果になることが考えられる。
例えば、印刷の解像度を６００ｘ６００ｄｐｉから１２
００ｘ１２００ｄｐｉへ２倍にすると、単位面積当たり
のドット数は４倍になる。解像度の増加と共に単位面積
当たりのドット数も増加するので、印刷媒体の飽和を避
けるためには、各印刷ドットの大きさを減少させなけれ
ばならない。従って、オリフィス・プレート中のオリフ
ィスの大きさを減少させなければならない。小さくなっ
たオリフィスがインクに含まれる汚染物質によって閉塞
又は遮断されないようにするには、より微細なフィルタ
が必要である。
【０００６】スタンド管に取付けられる従来のフィルタ
は、典型的には金属メッシュから作られている。非常に
微細な金属メッシュ・フィルタを製造するには、コスト
がかかると信じられている。さらに、インクは金属メッ
シュを透過するときに曲がりくねった通路を通らなけれ
ばならないので、非常に精細な金属メッシュ・フィルタ
に対するインクの圧力降下が大きくなると信じられてい
る。
は、典型的には金属メッシュから作られている。非常に
微細な金属メッシュ・フィルタを製造するには、コスト
がかかると信じられている。さらに、インクは金属メッ
シュを透過するときに曲がりくねった通路を通らなけれ
ばならないので、非常に精細な金属メッシュ・フィルタ
に対するインクの圧力降下が大きくなると信じられてい
る。
【０００７】米国特許第５，１２４，７１７号、同第
５，１４１，５９６号及び同第５，２０４，６９０号
は、シリコン・チャネル・プレートにフィルタを設ける
ことを教示している。これらのプリントヘッド装置で
は、２つの別個のシリコン基板が必要であって、１つは
ヒータ・チップ用であり、１つはチャネル・プレート用
である。シリコンは高価な材料なので、これらのプリン
トヘッド装置は実用的ではないと信じられている。
５，１４１，５９６号及び同第５，２０４，６９０号
は、シリコン・チャネル・プレートにフィルタを設ける
ことを教示している。これらのプリントヘッド装置で
は、２つの別個のシリコン基板が必要であって、１つは
ヒータ・チップ用であり、１つはチャネル・プレート用
である。シリコンは高価な材料なので、これらのプリン
トヘッド装置は実用的ではないと信じられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、フィルタに対
する流体圧力の大きな降下なしに、非常に小さい粒子を
含む様々な大きさの粒子をインクから除去することがで
きる、改善された低コストのフィルタに対する必要性が
存在する。
する流体圧力の大きな降下なしに、非常に小さい粒子を
含む様々な大きさの粒子をインクから除去することがで
きる、改善された低コストのフィルタに対する必要性が
存在する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ヒータ
・チップの一体的部分として形成されたフィルタを有す
るヒータ・チップが提供される。このフィルタは、フィ
ルタに対する流体圧力に大きな降下なしに、非常に小さ
な粒子を含む様々な大きさの粒子をインクから除去する
ことができる。本発明のヒータ・チップはシリコン基板
から構成され、このシリコン基板は対向する面に第１及
び第２のエッチング抵抗材料層を有する。第２の層の一
部は複数の孔を備え、各孔は好ましくは約０．５μｍ２
から約２５μｍ２の間の領域又は大きさを有する。第２
の層の部分は、透過するインクから汚染物質を濾過する
フィルタを画成する。従来の金属メッシュ・フィルタと
は対照的に、本発明のフィルタは直接的な流路を有す
る。従って、フィルタを透過するインク・フローへの抵
抗、ならびに、フィルタに対する圧力降下は最小とな
る。
・チップの一体的部分として形成されたフィルタを有す
るヒータ・チップが提供される。このフィルタは、フィ
ルタに対する流体圧力に大きな降下なしに、非常に小さ
な粒子を含む様々な大きさの粒子をインクから除去する
ことができる。本発明のヒータ・チップはシリコン基板
から構成され、このシリコン基板は対向する面に第１及
び第２のエッチング抵抗材料層を有する。第２の層の一
部は複数の孔を備え、各孔は好ましくは約０．５μｍ２
から約２５μｍ２の間の領域又は大きさを有する。第２
の層の部分は、透過するインクから汚染物質を濾過する
フィルタを画成する。従来の金属メッシュ・フィルタと
は対照的に、本発明のフィルタは直接的な流路を有す
る。従って、フィルタを透過するインク・フローへの抵
抗、ならびに、フィルタに対する圧力降下は最小とな
る。
【００１０】本発明の１つの実施態様において、第２の
層の部分は２つ又はこれ以上のフィルタ部分を含み、各
フィルタ部分は複数の孔を備える。第２の層の部分は、
２つのフィルタ部分の間に位置する少なくとも１つの補
強リブをさらに備える。
層の部分は２つ又はこれ以上のフィルタ部分を含み、各
フィルタ部分は複数の孔を備える。第２の層の部分は、
２つのフィルタ部分の間に位置する少なくとも１つの補
強リブをさらに備える。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明に従っ
て構成されたプリント・カートリッジ２０を有するする
インク・ジェット印刷装置１０が示される。カートリッ
ジ２０はキャリヤ４０に支持され、キャリヤ４０はガイ
ドレール４２上に滑動可能に支持される。キャリヤ４０
及びプリント・カートリッジ２０がガイドレール４２に
沿って前後に往復運動できるように、駆動機構４４が設
けられている。プリント・カートリッジ２０が前後に移
動するとき、下方にある紙基材１２上にインク滴を噴出
する。
て構成されたプリント・カートリッジ２０を有するする
インク・ジェット印刷装置１０が示される。カートリッ
ジ２０はキャリヤ４０に支持され、キャリヤ４０はガイ
ドレール４２上に滑動可能に支持される。キャリヤ４０
及びプリント・カートリッジ２０がガイドレール４２に
沿って前後に往復運動できるように、駆動機構４４が設
けられている。プリント・カートリッジ２０が前後に移
動するとき、下方にある紙基材１２上にインク滴を噴出
する。
【００１２】プリント・カートリッジ２０は、容器２２
（図１を参照）とプリントヘッド２４（図２及び図３を
参照）を備え、プリントヘッド２４は容器２２に接着又
は固定されている。容器２２は、インクを充填した内部
チャンバ（不図示）を備える。さらに、容器２２は、イ
ンクが通ってプリントヘッド２４へ流れる出口（不図
示）を備える。図示された実施態様では、容器２２はた
だ１つのチャンバを備えている。しかしながら、容器２
２は１つより多いチャンバ、例えば、３つのチャンバ備
えていてもよいことが企図される。このような容器は、
米国特許第5,576,750号に開示されており、この特許の
開示は参照としてここに挙げられる。
（図１を参照）とプリントヘッド２４（図２及び図３を
参照）を備え、プリントヘッド２４は容器２２に接着又
は固定されている。容器２２は、インクを充填した内部
チャンバ（不図示）を備える。さらに、容器２２は、イ
ンクが通ってプリントヘッド２４へ流れる出口（不図
示）を備える。図示された実施態様では、容器２２はた
だ１つのチャンバを備えている。しかしながら、容器２
２は１つより多いチャンバ、例えば、３つのチャンバ備
えていてもよいことが企図される。このような容器は、
米国特許第5,576,750号に開示されており、この特許の
開示は参照としてここに挙げられる。
【００１３】容器２２は、ポリマー材料から形成されて
もよい。図示した実施態様では、容器２２は、 商標”N
ORYLSE-1”としてゼネラル・エレクトリック社（Genera
l Electric Company）から商業的に入手可能なポリフェ
ニレン・オキサイドから形成される。ここでは明示しな
い他の材料を用いてもよい。
もよい。図示した実施態様では、容器２２は、 商標”N
ORYLSE-1”としてゼネラル・エレクトリック社（Genera
l Electric Company）から商業的に入手可能なポリフェ
ニレン・オキサイドから形成される。ここでは明示しな
い他の材料を用いてもよい。
【００１４】プリントヘッド２４は、複数の抵抗加熱要
素５２（図２及び図３を参照）を有するヒータ・チップ
５０を備える。プリントヘッド２４は、プレートを貫通
する複数の開口５６をさらに備え、この開口によりイン
ク滴が通って噴出される複数のオリフィス５６ａが画成
される。オリフィス５６ａは典型的には、約５μｍから
約５０μｍまでの大きさ（すなわち、直径）を有する。
プレート５４は、接着剤によってチップ５０に接合され
てもよい。このようなオリフィス・プレート５４の例及
び接着剤の例は、共同の特許出願である、１９９５年８
月２８日に出願されたTonya H．Jackson等による「イン
クジェット・プリントヘッド・ノズル構造の形成方法
（METHOD OF FORMING AN INKJET PRINTHEAD NOZZLE STR
UCTURE）」と題する米国特許出願第08/519,906号（代理
人ドケット第LE9-95-024号）、及び１９９７年１１月７
日に出願されたTonya H．Jackson等による「インクジェ
ット・プリントヘッド・ノズル構造の形成方法（METHOD
OF FORMING AN INKJET PRINTHEAD NOZZLE STRUCTUR
E）」と題する米国特許出願第08/966,281号（代理人ド
ケット第LE9-97-029号）に説明されている。これら特許
出願の開示は参照としてここに挙げられる。ここに記載
されているように、プレート５４は、ポリイミド、ポリ
エステル、フルオロカーボン・ポリマー又はポリカーボ
ネートのようなポリマー材料から形成されてもよく、プ
レート５４は、好ましくは約１５から約２００ミクロン
の厚さ、最も好ましくは約７５から約１２５ミクロンの
厚さである。
素５２（図２及び図３を参照）を有するヒータ・チップ
５０を備える。プリントヘッド２４は、プレートを貫通
する複数の開口５６をさらに備え、この開口によりイン
ク滴が通って噴出される複数のオリフィス５６ａが画成
される。オリフィス５６ａは典型的には、約５μｍから
約５０μｍまでの大きさ（すなわち、直径）を有する。
プレート５４は、接着剤によってチップ５０に接合され
てもよい。このようなオリフィス・プレート５４の例及
び接着剤の例は、共同の特許出願である、１９９５年８
月２８日に出願されたTonya H．Jackson等による「イン
クジェット・プリントヘッド・ノズル構造の形成方法
（METHOD OF FORMING AN INKJET PRINTHEAD NOZZLE STR
UCTURE）」と題する米国特許出願第08/519,906号（代理
人ドケット第LE9-95-024号）、及び１９９７年１１月７
日に出願されたTonya H．Jackson等による「インクジェ
ット・プリントヘッド・ノズル構造の形成方法（METHOD
OF FORMING AN INKJET PRINTHEAD NOZZLE STRUCTUR
E）」と題する米国特許出願第08/966,281号（代理人ド
ケット第LE9-97-029号）に説明されている。これら特許
出願の開示は参照としてここに挙げられる。ここに記載
されているように、プレート５４は、ポリイミド、ポリ
エステル、フルオロカーボン・ポリマー又はポリカーボ
ネートのようなポリマー材料から形成されてもよく、プ
レート５４は、好ましくは約１５から約２００ミクロン
の厚さ、最も好ましくは約７５から約１２５ミクロンの
厚さである。
【００１５】プレート５４及びヒータ・チップ５０が相
互に結合されるとき、プレート５４のセクション５４ａ
及びヒータ・チップ５０の部分５０ａは複数の気泡チャ
ンバ５５を画成する。容器２２によって供給されるイン
クは、インク供給チャネル５８を通って気泡チャンバ５
５に流れる。抵抗加熱要素５２は、各気泡チャンバ５５
がただ１つの抵抗加熱要素５２を有するように、ヒータ
・チップ５０上に配置される。各気泡チャンバ５５は１
つのオリフィス５６ａと連通している（図３を参照）。
互に結合されるとき、プレート５４のセクション５４ａ
及びヒータ・チップ５０の部分５０ａは複数の気泡チャ
ンバ５５を画成する。容器２２によって供給されるイン
クは、インク供給チャネル５８を通って気泡チャンバ５
５に流れる。抵抗加熱要素５２は、各気泡チャンバ５５
がただ１つの抵抗加熱要素５２を有するように、ヒータ
・チップ５０上に配置される。各気泡チャンバ５５は１
つのオリフィス５６ａと連通している（図３を参照）。
【００１６】抵抗加熱要素５２は、電圧パルスによって
個々にアドレスされる。各電圧パルスは抵抗加熱要素５
２の１つに印加され、その抵抗加熱要素５２と接触して
いるインクを瞬時に気化し、抵抗加熱要素５２が位置す
る気泡チャンバ５５内に気泡を形成する。気泡の機能
は、インク滴が気泡チャンバ５５に連結するオリフィス
５６ａから噴出するように、気泡チャンバ５５内でイン
クと置換わることである。
個々にアドレスされる。各電圧パルスは抵抗加熱要素５
２の１つに印加され、その抵抗加熱要素５２と接触して
いるインクを瞬時に気化し、抵抗加熱要素５２が位置す
る気泡チャンバ５５内に気泡を形成する。気泡の機能
は、インク滴が気泡チャンバ５５に連結するオリフィス
５６ａから噴出するように、気泡チャンバ５５内でイン
クと置換わることである。
【００１７】容器２２に固定されたフレキシブル回路
（不図示）は、プリンタ・エネルギー供給回路からヒー
タ・チップ５０へのエネルギー・パルスの移動路を提供
するために使用される。ヒータ・チップ５０上に設けら
れたボンド・パッド（不図示）は、フレキシブル回路の
トレース（不図示）の端部セクションに結合される。ボ
ンド・パッドは、ヒータ・チップ５０上の第１の導体５
９ａ及び第２の導体５９ｂに結合される（図２を参
照）。電流は、プリンタ・エネルギー供給回路からフレ
キシブル回路上のトレースに流れ、そしてトレースから
ヒータ・チップ５０上のボンド・パッドに流れる。電流
は、ボンド・パッドから第１導体５９ａと第２導体５９
ｂ、ならびに、抵抗加熱要素５２を通って流れる。
（不図示）は、プリンタ・エネルギー供給回路からヒー
タ・チップ５０へのエネルギー・パルスの移動路を提供
するために使用される。ヒータ・チップ５０上に設けら
れたボンド・パッド（不図示）は、フレキシブル回路の
トレース（不図示）の端部セクションに結合される。ボ
ンド・パッドは、ヒータ・チップ５０上の第１の導体５
９ａ及び第２の導体５９ｂに結合される（図２を参
照）。電流は、プリンタ・エネルギー供給回路からフレ
キシブル回路上のトレースに流れ、そしてトレースから
ヒータ・チップ５０上のボンド・パッドに流れる。電流
は、ボンド・パッドから第１導体５９ａと第２導体５９
ｂ、ならびに、抵抗加熱要素５２を通って流れる。
【００１８】本発明に従って、フィルタ６０はヒータ・
チップ５０の一体化部分として形成される（図２から図
５を参照）。ヒータ・チップ５０は、対向する第１の外
面１５２ａと第２の外面１５２ｂを有するシリコン基板
１５２、及びこのシリコン基板１５２を貫通する通路１
５２ｃを備える。基板１５２は、約５００μｍから約５
０８００μｍで好ましくは約４０００μｍの長さＬ
Ｓと、約５００μｍから約５０８００μｍで好ましくは
約１２０００μｍの幅ＷＳと、約２５μｍから約２ｍｍ
で好ましくは約５２５μｍの厚さＴＳとを有する（図４
（ａ）及び図５を参照）。通路１５２ｃは、第２の外面
１５２ｂと交わるところでは矩形である。この通路は、
正方形、卵形、楕円形又はその他の幾何学的形状を有し
ていてもよい。第２の外面１５２ｂで、通路１５２ｃは
約５０μｍから約３７２５０μｍで好ましくは約３５０
μｍの長さＬＰと、約５０μｍから約３７２５０μｍで
好ましくは約２９３０μｍの幅ＷＰとを有する。
チップ５０の一体化部分として形成される（図２から図
５を参照）。ヒータ・チップ５０は、対向する第１の外
面１５２ａと第２の外面１５２ｂを有するシリコン基板
１５２、及びこのシリコン基板１５２を貫通する通路１
５２ｃを備える。基板１５２は、約５００μｍから約５
０８００μｍで好ましくは約４０００μｍの長さＬ
Ｓと、約５００μｍから約５０８００μｍで好ましくは
約１２０００μｍの幅ＷＳと、約２５μｍから約２ｍｍ
で好ましくは約５２５μｍの厚さＴＳとを有する（図４
（ａ）及び図５を参照）。通路１５２ｃは、第２の外面
１５２ｂと交わるところでは矩形である。この通路は、
正方形、卵形、楕円形又はその他の幾何学的形状を有し
ていてもよい。第２の外面１５２ｂで、通路１５２ｃは
約５０μｍから約３７２５０μｍで好ましくは約３５０
μｍの長さＬＰと、約５０μｍから約３７２５０μｍで
好ましくは約２９３０μｍの幅ＷＰとを有する。
【００１９】第１のエッチング抵抗材料層１５４が、基
板の第１の外面１５２ａ上に形成される（図５を参
照）。第１のエッチング抵抗材料層１５４は、これを貫
通して通路１５２ｃと通じる開口１５４ａを備える。開
口１５４ａは、第１の外面１５２ａにおける通路１５２
ｃとほぼ同じ形状（例えば、矩形）と大きさを有する。
第１のエッチング抵抗材料層１５４はＺ方向において、
約１μｍから約２０μｍで（これに包含される全範囲を
含む）、好ましくは約１μｍから約２．５μｍの厚さＴ
１を有する（図５を参照）。第１のエッチング抵抗材料
層１５４は、例えば、窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミ
ニウム、タンタル及び二酸化ケイ素を含む多数の既知の
エッチング抵抗材料のいずれの１つから形成されてもよ
い。ここで明示されない他の材料を、第１のエッチング
抵抗材料層１５４を形成するときに用いてもよい。
板の第１の外面１５２ａ上に形成される（図５を参
照）。第１のエッチング抵抗材料層１５４は、これを貫
通して通路１５２ｃと通じる開口１５４ａを備える。開
口１５４ａは、第１の外面１５２ａにおける通路１５２
ｃとほぼ同じ形状（例えば、矩形）と大きさを有する。
第１のエッチング抵抗材料層１５４はＺ方向において、
約１μｍから約２０μｍで（これに包含される全範囲を
含む）、好ましくは約１μｍから約２．５μｍの厚さＴ
１を有する（図５を参照）。第１のエッチング抵抗材料
層１５４は、例えば、窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミ
ニウム、タンタル及び二酸化ケイ素を含む多数の既知の
エッチング抵抗材料のいずれの１つから形成されてもよ
い。ここで明示されない他の材料を、第１のエッチング
抵抗材料層１５４を形成するときに用いてもよい。
【００２０】第２のエッチング抵抗材料層１５６が、基
板の第２の外面１５２ｂ上に形成される。図示された実
施態様では、第２の層１５６は第２の外面１５２ｂ上に
直接形成される。しかしながら、第２の層１５６は、層
１５６と第２の基板面１５２ｂとの間に配置された中間
層（不図示）上に形成されてもよい。第２の層１５６
は、これを貫通して通路１５２ｃと通じる複数の孔１５
８を有する中央部分１５７を備える。第２の層１５６が
中間層の上に形成され、かつ、この中間層が中央部分１
５７と本質的に同じ広がりを有する中央部分を有するな
らば、中間層もその中に形成され第２の層１５６内の孔
に対応する孔を有する。さらに、中央部分１５７と本質
的に同じ広がりである単一の開口領域を有する異なる中
間層上に、第２の層１５６を形成してもよいことが企図
される。従って、この異なる中間層は複数の孔を備えて
いない。第２層の孔１５８は、約０．５μｍ２から約２
５μｍ２（これに包含される全範囲を含む）で好ましく
は約０．５μｍ２から約１７μｍ２、より好ましくは約
１．０μｍ２から約８μｍ２で最も好ましくは約１．０
μｍ２から約５μｍ２の、Ｘ−Ｙ平面における領域又は
大きさを有する（図４（ａ）を参照）。近接する孔１５
８の間のスペースＳは約１μｍから約５０μｍであり、
好ましくは約６μｍである（図４（ｂ）を参照）。第２
の層１５６はＺ方向において、約１μｍから約２０μｍ
（これに包含される全範囲を含む）で、好ましくは約
１．０μｍから約５．０μｍ、最も好ましくは約１．０
μｍから約２．５μｍの厚さＴ２を有する（図５）。第
２の層の中央部分１５７により、フィルタ６０が画成さ
れる。これは、インクがインク供給チャネル５８を通過
する前に、インクから気泡と汚染物質を濾過するように
機能する（図３を参照）。第２の層１５６は、例えば、
窒化珪素、炭化珪素及び二酸化ケイ素を含む多数の既知
のエッチング抵抗材料のいずれの１つから形成されても
よい。層１５６を形成するとき、ここで明示しない他の
材料を用いてもよい。
板の第２の外面１５２ｂ上に形成される。図示された実
施態様では、第２の層１５６は第２の外面１５２ｂ上に
直接形成される。しかしながら、第２の層１５６は、層
１５６と第２の基板面１５２ｂとの間に配置された中間
層（不図示）上に形成されてもよい。第２の層１５６
は、これを貫通して通路１５２ｃと通じる複数の孔１５
８を有する中央部分１５７を備える。第２の層１５６が
中間層の上に形成され、かつ、この中間層が中央部分１
５７と本質的に同じ広がりを有する中央部分を有するな
らば、中間層もその中に形成され第２の層１５６内の孔
に対応する孔を有する。さらに、中央部分１５７と本質
的に同じ広がりである単一の開口領域を有する異なる中
間層上に、第２の層１５６を形成してもよいことが企図
される。従って、この異なる中間層は複数の孔を備えて
いない。第２層の孔１５８は、約０．５μｍ２から約２
５μｍ２（これに包含される全範囲を含む）で好ましく
は約０．５μｍ２から約１７μｍ２、より好ましくは約
１．０μｍ２から約８μｍ２で最も好ましくは約１．０
μｍ２から約５μｍ２の、Ｘ−Ｙ平面における領域又は
大きさを有する（図４（ａ）を参照）。近接する孔１５
８の間のスペースＳは約１μｍから約５０μｍであり、
好ましくは約６μｍである（図４（ｂ）を参照）。第２
の層１５６はＺ方向において、約１μｍから約２０μｍ
（これに包含される全範囲を含む）で、好ましくは約
１．０μｍから約５．０μｍ、最も好ましくは約１．０
μｍから約２．５μｍの厚さＴ２を有する（図５）。第
２の層の中央部分１５７により、フィルタ６０が画成さ
れる。これは、インクがインク供給チャネル５８を通過
する前に、インクから気泡と汚染物質を濾過するように
機能する（図３を参照）。第２の層１５６は、例えば、
窒化珪素、炭化珪素及び二酸化ケイ素を含む多数の既知
のエッチング抵抗材料のいずれの１つから形成されても
よい。層１５６を形成するとき、ここで明示しない他の
材料を用いてもよい。
【００２１】抵抗加熱要素５２、第１の導体５９ａ及び
第２の導体５９ｂは、第２のエッチング抵抗材料層１５
６上に形成されてもよい。図示された実施態様では、こ
れらは第２の層１５６上に直接形成される。抵抗加熱要
素５２、第１の導体５９ａ及び第２の導体５９ｂが第２
のエッチング抵抗材料層１５６上に直接形成されると
き、第２の層１５６は好ましくは誘電体材料から形成さ
れる。トランジスタ（不図示）又は他の回路要素もま
た、第２の層１５６上に形成されてよい。これに代わっ
て、抵抗加熱要素５２、第１の導体５９ａ及び第２の導
体５９ｂを第１のエッチング抵抗材料層１５４上に形成
してもよい。抵抗加熱要素５２、第の１導体５９ａ及び
第２の導体５９ｂが、第１のエッチング抵抗材料層１５
４上に直接形成されるとき、第１の層１５４は誘電体材
料から形成されるのが好ましい。さらに、第１のエッチ
ング抵抗材料層１５４及び第２のエッチング抵抗材料層
１５６以外の他の層上に、抵抗加熱要素５２、第１の導
体５９ａ及び第２の導体５９ｂを形成してもよいことが
企図される。例えば、第２のエッチング抵抗材料層１５
６の上又は下に、１つ又はそれ以上の他の層を形成して
もよい。抵抗加熱要素５２、第１の導体５９ａ及び第２
の導体５９ｂは、第２の層１５６の上又は下に設けられ
るこれらの更なる層の１つの上に形成されてもよい。同
様に、第１エッチング抵抗材料層１５４の上又は下に、
１つ又はそれ以上の他の層を形成してもよい。抵抗加熱
要素５２、第１の導体５９ａ及び第２の導体５９ｂは、
第１の層１５４の上又は下に設けられたこれらの更なる
層の１つの上に形成されてもよい。さらに、第１の層１
５４及び第２の層１５６の１つの層の第１の側に抵抗加
熱要素５２を形成し、第１の導体５９ａ及び第２の導体
５９ｂを前記１つの層の他の側に形成することも企図さ
れる。
第２の導体５９ｂは、第２のエッチング抵抗材料層１５
６上に形成されてもよい。図示された実施態様では、こ
れらは第２の層１５６上に直接形成される。抵抗加熱要
素５２、第１の導体５９ａ及び第２の導体５９ｂが第２
のエッチング抵抗材料層１５６上に直接形成されると
き、第２の層１５６は好ましくは誘電体材料から形成さ
れる。トランジスタ（不図示）又は他の回路要素もま
た、第２の層１５６上に形成されてよい。これに代わっ
て、抵抗加熱要素５２、第１の導体５９ａ及び第２の導
体５９ｂを第１のエッチング抵抗材料層１５４上に形成
してもよい。抵抗加熱要素５２、第の１導体５９ａ及び
第２の導体５９ｂが、第１のエッチング抵抗材料層１５
４上に直接形成されるとき、第１の層１５４は誘電体材
料から形成されるのが好ましい。さらに、第１のエッチ
ング抵抗材料層１５４及び第２のエッチング抵抗材料層
１５６以外の他の層上に、抵抗加熱要素５２、第１の導
体５９ａ及び第２の導体５９ｂを形成してもよいことが
企図される。例えば、第２のエッチング抵抗材料層１５
６の上又は下に、１つ又はそれ以上の他の層を形成して
もよい。抵抗加熱要素５２、第１の導体５９ａ及び第２
の導体５９ｂは、第２の層１５６の上又は下に設けられ
るこれらの更なる層の１つの上に形成されてもよい。同
様に、第１エッチング抵抗材料層１５４の上又は下に、
１つ又はそれ以上の他の層を形成してもよい。抵抗加熱
要素５２、第１の導体５９ａ及び第２の導体５９ｂは、
第１の層１５４の上又は下に設けられたこれらの更なる
層の１つの上に形成されてもよい。さらに、第１の層１
５４及び第２の層１５６の１つの層の第１の側に抵抗加
熱要素５２を形成し、第１の導体５９ａ及び第２の導体
５９ｂを前記１つの層の他の側に形成することも企図さ
れる。
【００２２】図６から図８を参照して、ヒータ・チップ
５０を形成するプロセスを説明する。約４００μｍから
約６５０μｍの厚さＴＳを有するシリコン・ウェーハ２
５２が用いられる。ウェーハ２５２の厚さは重要ではな
く、この範囲外であってもよい。複数のヒータ・チップ
５０が単一のウェーハ２５２上に形成される。説明を容
易にするため、シリコン・ウェーハ２５２の一部のみが
図６から図８に示される。
５０を形成するプロセスを説明する。約４００μｍから
約６５０μｍの厚さＴＳを有するシリコン・ウェーハ２
５２が用いられる。ウェーハ２５２の厚さは重要ではな
く、この範囲外であってもよい。複数のヒータ・チップ
５０が単一のウェーハ２５２上に形成される。説明を容
易にするため、シリコン・ウェーハ２５２の一部のみが
図６から図８に示される。
【００２３】第１のエッチング抵抗材料層２５４が、ウ
ェーハ２５２の第１の面２５２ａ上に形成される（図６
を参照）。層２５４は、例えば、窒化珪素、炭化珪素、
アルミニウム、タンタル、二酸化ケイ素等を含む多数の
既知のエッチング抵抗材料のいずれの１つから形成され
てもよい。第２のエッチング抵抗材料層２５６は、ウェ
ーハ２５２の第２の側２５２ｂに形成される（図６を参
照）。例示の実施態様では、抵抗加熱要素５２、第１の
導体５９ａ及び第２導体５９ｂが、従来の方式で第２の
エッチング抵抗材料層２５６上に形成される。従って、
第２の層２５６は、誘電体材料から形成される。トラン
ジスタ（不図示）又は他の回路要素もまた、第２の層２
５６上に形成されてよい。図示された実施態様では、第
１の層２５４及び第２の層２５６は、窒化珪素の層を備
える。通常のプラズマ強化された化学蒸着プロセスを用
いて、窒化珪素がウェーハ２５２の外面である２５２ａ
と２５２ｂ上に同時に蒸着する。これに代わって、ウェ
ーハ２５２の外面２５２ａと２５２ｂ上に、二酸化ケイ
素層を熱的に成長させてもよい。さらに、通常の低圧化
学蒸着プロセスを用いて、ウェーハ２５２の外面２５２
ａ及び２５２ｂ上に、窒化珪素を蒸着してもよいことも
企図される。しかしながら、後者のプロセスが用いられ
るならば、金属層が形成される前に窒化珪素を蒸着する
必要がある。
ェーハ２５２の第１の面２５２ａ上に形成される（図６
を参照）。層２５４は、例えば、窒化珪素、炭化珪素、
アルミニウム、タンタル、二酸化ケイ素等を含む多数の
既知のエッチング抵抗材料のいずれの１つから形成され
てもよい。第２のエッチング抵抗材料層２５６は、ウェ
ーハ２５２の第２の側２５２ｂに形成される（図６を参
照）。例示の実施態様では、抵抗加熱要素５２、第１の
導体５９ａ及び第２導体５９ｂが、従来の方式で第２の
エッチング抵抗材料層２５６上に形成される。従って、
第２の層２５６は、誘電体材料から形成される。トラン
ジスタ（不図示）又は他の回路要素もまた、第２の層２
５６上に形成されてよい。図示された実施態様では、第
１の層２５４及び第２の層２５６は、窒化珪素の層を備
える。通常のプラズマ強化された化学蒸着プロセスを用
いて、窒化珪素がウェーハ２５２の外面である２５２ａ
と２５２ｂ上に同時に蒸着する。これに代わって、ウェ
ーハ２５２の外面２５２ａと２５２ｂ上に、二酸化ケイ
素層を熱的に成長させてもよい。さらに、通常の低圧化
学蒸着プロセスを用いて、ウェーハ２５２の外面２５２
ａ及び２５２ｂ上に、窒化珪素を蒸着してもよいことも
企図される。しかしながら、後者のプロセスが用いられ
るならば、金属層が形成される前に窒化珪素を蒸着する
必要がある。
【００２４】第１の層２５４はＺ方向において、約１．
０μｍから約２０μｍ、好ましくは約１．０μｍから約
２．５μｍの厚さを有する（図６を参照）。第２の層２
５６はＺ方向において、約１μｍから約２０μｍ、好ま
しくは約１．０μｍから約２．５μｍの厚さを有する
（図６を参照）。
０μｍから約２０μｍ、好ましくは約１．０μｍから約
２．５μｍの厚さを有する（図６を参照）。第２の層２
５６はＺ方向において、約１μｍから約２０μｍ、好ま
しくは約１．０μｍから約２．５μｍの厚さを有する
（図６を参照）。
【００２５】第１の層２５４及び第２の層２５６をウェ
ーハ２５２上に蒸着した後、第１のフォトレジスト層１
７０が通常のスピニング・プロセスによって第１のエッ
チング抵抗材料層２５４の上に形成される。この層１７
０は、約１００Åから約５０μｍ、好ましくは約１．０
μｍから約５．０μｍの厚さＴＰ１を有する（図７を参
照）。フォトレジスト材料は、ネガティブ又はポジティ
ブのフォトレジスト材料であってよい。図示された実施
態様では、層１７０は、製品名”SC−100Resist”とし
てオーリン・マイクロエレクトロニック・マテリアルズ
（Olin Microelectronic Materials）から商業的に入手
可能なのネガティブ・フォトレジスト材料から形成され
る。第１の層１７０はウェーハ２５２上にスピニングさ
れた後に、フォトレジストの溶剤を部分的に蒸発させて
層１７０のウェーハ２５２への接着を促進するように適
切な温度で軟焼成される。第１の層１７０を軟焼成する
他の理由は、以下に説明する第１のマスクが第１の層１
７０に接着するのを防止するためである。
ーハ２５２上に蒸着した後、第１のフォトレジスト層１
７０が通常のスピニング・プロセスによって第１のエッ
チング抵抗材料層２５４の上に形成される。この層１７
０は、約１００Åから約５０μｍ、好ましくは約１．０
μｍから約５．０μｍの厚さＴＰ１を有する（図７を参
照）。フォトレジスト材料は、ネガティブ又はポジティ
ブのフォトレジスト材料であってよい。図示された実施
態様では、層１７０は、製品名”SC−100Resist”とし
てオーリン・マイクロエレクトロニック・マテリアルズ
（Olin Microelectronic Materials）から商業的に入手
可能なのネガティブ・フォトレジスト材料から形成され
る。第１の層１７０はウェーハ２５２上にスピニングさ
れた後に、フォトレジストの溶剤を部分的に蒸発させて
層１７０のウェーハ２５２への接着を促進するように適
切な温度で軟焼成される。第１の層１７０を軟焼成する
他の理由は、以下に説明する第１のマスクが第１の層１
７０に接着するのを防止するためである。
【００２６】ヒータ・チップ５０内の第１の層の開口１
５４ａに対応する複数のブロック又はカバーされた領域
を有する第１のマスク（不図示）は、第１のフォトレジ
スト層１７０上に位置する。第１のマスクは、通常の方
式で位置決めされる。例えば、第１のマスクは、第２の
エッチング抵抗材料層２５６上に形成された１つ又はそ
れ以上の位置決めマーク（不図示）で位置決めされる１
つ又はそれ以上の位置決めマーカをもって形成されても
よい。第２のエッチング抵抗材料層２５６上の位置決め
マークは、第１の導体５９ａ及び第２の導体５９ｂと同
じ材料及び同じプロセス・ステップの間に形成されても
よい。第２のマスク上の１つ又はそれ以上の位置決めマ
ーカと第２の材料層２５６上の１つ又はそれ以上の位置
決めマークとの位置決めを行うには、通常の赤外線マス
ク位置決め器又は両面マスク位置決め器が使用される。
５４ａに対応する複数のブロック又はカバーされた領域
を有する第１のマスク（不図示）は、第１のフォトレジ
スト層１７０上に位置する。第１のマスクは、通常の方
式で位置決めされる。例えば、第１のマスクは、第２の
エッチング抵抗材料層２５６上に形成された１つ又はそ
れ以上の位置決めマーク（不図示）で位置決めされる１
つ又はそれ以上の位置決めマーカをもって形成されても
よい。第２のエッチング抵抗材料層２５６上の位置決め
マークは、第１の導体５９ａ及び第２の導体５９ｂと同
じ材料及び同じプロセス・ステップの間に形成されても
よい。第２のマスク上の１つ又はそれ以上の位置決めマ
ーカと第２の材料層２５６上の１つ又はそれ以上の位置
決めマークとの位置決めを行うには、通常の赤外線マス
ク位置決め器又は両面マスク位置決め器が使用される。
【００２７】第１フォトレジスト層１７０のブロックさ
れない部分は、露光部分を硬化又は重合するために紫外
線に露光される。次に、第１のマスクが除去される。そ
の後で、第１のフォトレジスト層１７０の非露光又は非
硬化部分を、通常の現像剤を用いて除去する。例示され
た実施態様では、非重合部分は、ウェーハ２５２が回転
している間に、”PF Developer”の製品名でオーリン・
マイクロエレクトロニック・マテリアルズ（Olin Micro
electronic Materials）から商業的に入手可能なものの
ような現像液を第１のウェーハ面にスプレーすることに
よって除去される。現像プロセスが開始された後、容量
で約９０％の現像剤と１０％のイソプロピルアルコール
の混合液が、回転しているウェーハ２５２の第１の面に
スプレーされる。最後に、回転しているウェーハ２５２
上にイソプロピルアルコールのみをスプレーすることに
よって、現像プロセスを停止する。図７にみられるよう
に、第１のフォトレジスト層１７０の非重合部分がウェ
ーハ２５２から除去された後に、第１のエッチング抵抗
材料層２５４の部分２５４ａ（一部分のみが図７に示さ
れる）が露出する。
れない部分は、露光部分を硬化又は重合するために紫外
線に露光される。次に、第１のマスクが除去される。そ
の後で、第１のフォトレジスト層１７０の非露光又は非
硬化部分を、通常の現像剤を用いて除去する。例示され
た実施態様では、非重合部分は、ウェーハ２５２が回転
している間に、”PF Developer”の製品名でオーリン・
マイクロエレクトロニック・マテリアルズ（Olin Micro
electronic Materials）から商業的に入手可能なものの
ような現像液を第１のウェーハ面にスプレーすることに
よって除去される。現像プロセスが開始された後、容量
で約９０％の現像剤と１０％のイソプロピルアルコール
の混合液が、回転しているウェーハ２５２の第１の面に
スプレーされる。最後に、回転しているウェーハ２５２
上にイソプロピルアルコールのみをスプレーすることに
よって、現像プロセスを停止する。図７にみられるよう
に、第１のフォトレジスト層１７０の非重合部分がウェ
ーハ２５２から除去された後に、第１のエッチング抵抗
材料層２５４の部分２５４ａ（一部分のみが図７に示さ
れる）が露出する。
【００２８】３つの異なる現像成分をウェーハ２５２上
にスプレーする代わりに、１００％の現像液、約９０％
の現像液と約１０％のイソプロピルアルコールの混合
物、ならびに、１００％のイソプロピルアルコールをそ
れぞれ含む３つの異なる槽に順次ウェーハ２５２を漬浸
してもよい。ウェーハ２５２は、現像プロセスが開始さ
れるまで第１の槽に漬浸される。次に、ウェーハは第２
の槽に漬浸される。第１のフォトレジスト層１７０の非
重合部分が除去された後、ウェーハは第２の槽から第３
の槽に移される。ウェーハ２５２は、各槽の中で攪拌さ
れるのが好ましい。
にスプレーする代わりに、１００％の現像液、約９０％
の現像液と約１０％のイソプロピルアルコールの混合
物、ならびに、１００％のイソプロピルアルコールをそ
れぞれ含む３つの異なる槽に順次ウェーハ２５２を漬浸
してもよい。ウェーハ２５２は、現像プロセスが開始さ
れるまで第１の槽に漬浸される。次に、ウェーハは第２
の槽に漬浸される。第１のフォトレジスト層１７０の非
重合部分が除去された後、ウェーハは第２の槽から第３
の槽に移される。ウェーハ２５２は、各槽の中で攪拌さ
れるのが好ましい。
【００２９】次に、第２のフォトレジスト層１７２が、
通常のスピニング・プロセスにより第２のエッチング抵
抗材料層２５６上に形成される。層１７２は約１００Å
から約５０μｍ、好ましくは約１．０μｍから約５．０
μｍの厚さＴＰ２を有する。層１７２が形成されるフォ
トレジスト材料は、ネガティブ又はポジティブのフォト
レジスト材料であってよい。例示された実施態様では、
層１７２は第１の層１７０と同じ材料から形成される。
第２の層１７２はウェーハ２５２上にスピンニングされ
た後に、フォトレジスト溶剤を部分的に蒸発させて層１
７２の層２５６への接着を促進するように適切な温度で
軟焼成される。
通常のスピニング・プロセスにより第２のエッチング抵
抗材料層２５６上に形成される。層１７２は約１００Å
から約５０μｍ、好ましくは約１．０μｍから約５．０
μｍの厚さＴＰ２を有する。層１７２が形成されるフォ
トレジスト材料は、ネガティブ又はポジティブのフォト
レジスト材料であってよい。例示された実施態様では、
層１７２は第１の層１７０と同じ材料から形成される。
第２の層１７２はウェーハ２５２上にスピンニングされ
た後に、フォトレジスト溶剤を部分的に蒸発させて層１
７２の層２５６への接着を促進するように適切な温度で
軟焼成される。
【００３０】ヒータ・チップ５０内の第２の層の孔１５
８に対応する複数のブロック又はカバーされた領域を有
する第２のマスク（不図示）が、第２のフォトレジスト
層１７２上に配置される。第２のマスク内のブロック領
域は、第１のマスク内のブロック領域を有する部分より
わずかに大きいか又は小さい部分をもった略同じ広がり
の第２マスクの部分にのみ形成されるのが好ましい。こ
のように、各ヒータ・チップ５０は第２の層１５６の中
央部分１５７、すなわち、基板通路１５２ｃ上に延出す
る部分にのみ孔１５８を有するように形成されるであろ
う。
８に対応する複数のブロック又はカバーされた領域を有
する第２のマスク（不図示）が、第２のフォトレジスト
層１７２上に配置される。第２のマスク内のブロック領
域は、第１のマスク内のブロック領域を有する部分より
わずかに大きいか又は小さい部分をもった略同じ広がり
の第２マスクの部分にのみ形成されるのが好ましい。こ
のように、各ヒータ・チップ５０は第２の層１５６の中
央部分１５７、すなわち、基板通路１５２ｃ上に延出す
る部分にのみ孔１５８を有するように形成されるであろ
う。
【００３１】第２のマスクは通常の方法で位置決めされ
る。例えば、第２のマスクは、第２エッチング抵抗材料
層２５６上に形成された１つ又はそれ以上の位置決めマ
ーク（不図示）と位置決めされた１つ又はそれ以上の位
置決めマーカをもって形成されてもよい。第２のマスク
上の１つ又はそれ以上の位置決めマーカと第２の材料層
２５６上の１つ又はそれ以上の位置決めマークとの位置
決めを行うのには、通常のマスク位置決め器が使用され
る。
る。例えば、第２のマスクは、第２エッチング抵抗材料
層２５６上に形成された１つ又はそれ以上の位置決めマ
ーク（不図示）と位置決めされた１つ又はそれ以上の位
置決めマーカをもって形成されてもよい。第２のマスク
上の１つ又はそれ以上の位置決めマーカと第２の材料層
２５６上の１つ又はそれ以上の位置決めマークとの位置
決めを行うのには、通常のマスク位置決め器が使用され
る。
【００３２】第２のフォトレジスト層１７２の非ブロッ
ク部分は、露光部分を硬化又は重合するように紫外線に
露光される。次に、第２のマスクが除去される。第２の
フォトレジスト層１７２の非重合部分は、第１フォトレ
ジスト層１７０の非重合部分と同じ方法で除去される。
図７にみられるように、第２のフォトレジスト層１７２
の非重合部分がウェーハ２５２から除去された後に、第
２のエッチング抵抗材料層２５６の部分２５６ａが露出
する。
ク部分は、露光部分を硬化又は重合するように紫外線に
露光される。次に、第２のマスクが除去される。第２の
フォトレジスト層１７２の非重合部分は、第１フォトレ
ジスト層１７０の非重合部分と同じ方法で除去される。
図７にみられるように、第２のフォトレジスト層１７２
の非重合部分がウェーハ２５２から除去された後に、第
２のエッチング抵抗材料層２５６の部分２５６ａが露出
する。
【００３３】第２フォトレジスト層１７２の現像に続い
て、第１の層１７０及び第２の層１７２が、これら１７
０及び１７２の層内の溶剤を最終的に蒸発させるように
通常の方法で強焼成される。
て、第１の層１７０及び第２の層１７２が、これら１７
０及び１７２の層内の溶剤を最終的に蒸発させるように
通常の方法で強焼成される。
【００３４】第１のフォトレジスト層１７０及び第２の
フォトレジスト層１７２に形成されたパターンは、通常
のエッチング・プロセスを使用して、第１のエッチング
抵抗材料層２５４及び第２のエッチング抵抗材料層２５
６にパターン化される（図８を参照）。例えば、反応性
イオン・エッチング装置を用いた通常の反応性イオン・
エッチング・プロセスを使用してもよい。第１のエッチ
ング抵抗材料層２５４及び第２のエッチング抵抗材料層
２５６が窒化珪素から形成されるとき、反応性イオン・
エッチング装置に供給される反応性ガスはＣＦ４であ
る。
フォトレジスト層１７２に形成されたパターンは、通常
のエッチング・プロセスを使用して、第１のエッチング
抵抗材料層２５４及び第２のエッチング抵抗材料層２５
６にパターン化される（図８を参照）。例えば、反応性
イオン・エッチング装置を用いた通常の反応性イオン・
エッチング・プロセスを使用してもよい。第１のエッチ
ング抵抗材料層２５４及び第２のエッチング抵抗材料層
２５６が窒化珪素から形成されるとき、反応性イオン・
エッチング装置に供給される反応性ガスはＣＦ４であ
る。
【００３５】第１のエッチング抵抗材料層２５４及び第
２のエッチング抵抗材料層２５６がパターン化された後
に、ウェーハ２５２上に残っている重合されたフォトレ
ジスト材料は、通常の方法で除去される。例えば、Ｏ２
プラズマを受ける通常の反応性イオン・エッチング装置
を使用してもよい。これに代わって、”Microstrip”の
製品名でオーリン・マイクロエレクトロニック・マテリ
アルス（Olin Microelectronic Materials）から商業的
に入手可能なもののような、商業的に入手可能なレジス
ト・ストリッパを用いてもよい。
２のエッチング抵抗材料層２５６がパターン化された後
に、ウェーハ２５２上に残っている重合されたフォトレ
ジスト材料は、通常の方法で除去される。例えば、Ｏ２
プラズマを受ける通常の反応性イオン・エッチング装置
を使用してもよい。これに代わって、”Microstrip”の
製品名でオーリン・マイクロエレクトロニック・マテリ
アルス（Olin Microelectronic Materials）から商業的
に入手可能なもののような、商業的に入手可能なレジス
ト・ストリッパを用いてもよい。
【００３６】最後に、基板の通路１５２ｃをシリコン・
ウェーハ２５２中に形成するため、マイクロ機械加工ス
テップが実行される。このステップは、通路１５２ｃが
形成されるように、ウェーハ２５２を十分な時間エッチ
ング槽に浸漬して十分な量のシリコンをエッチングで除
去することを含む。テトラメチル・アムモニウム・ヒド
ロキシド（ＴＭＡＨ）をベースにした槽が好ましくは用
いられる。ＴＭＡＨをベースにした槽は、重量％で約５
％から約４０％、好ましくは約１０％のテトラメチル・
アムモニウム・ヒドロキシド、ならびに、約６０％から
約９５％、好ましくは約９０％の水を含む。ＴＭＡＨ／
水の溶液は、約１１から約１３のｐＨを示すまでシリコ
ン及び／又はケイ酸をＴＭＡＨ／水を溶解することによ
って不動態化される。ＴＭＡＨ溶液を不動態化する更に
詳細な説明は、１９９１年６月のサンフランシスコでの
「ソリッドステート・センサ及びアクチュエータ（トラ
ンスデューサ１９９１）に関する国際会議の議事録(In
Proc. Int. Conf. On Solid State Sensors and Actuat
ors(transducers 1991))」、８１５〜８１８ページに記
載されたユー．シュナケンバーク(U. Schnakenberg)、
ダブリュー．ベネック(W. Benecke)及びピー．ランゲ
(P. Lange)による論文、”シリコン・マイクロ機械加工
用のＴＨＡＨＷエッチング剤(THAHW Etchants for Sili
cone Micromachining)”に見ることができる。この開示
事項は参照としてここに挙げる。不動態化されたＴＭＡ
Ｈ／水の溶液は、露光された金属層、導体又はシリコン
・ウェーハ２５２上に形成されたデバイスに化学作用を
及ぼさない利点を有する。シリコン基板の通路１５２ｃ
が形成されるように十分なエッチングが生じた際に（図
５を参照）、ウェーハ２５２が槽から取出される。
ウェーハ２５２中に形成するため、マイクロ機械加工ス
テップが実行される。このステップは、通路１５２ｃが
形成されるように、ウェーハ２５２を十分な時間エッチ
ング槽に浸漬して十分な量のシリコンをエッチングで除
去することを含む。テトラメチル・アムモニウム・ヒド
ロキシド（ＴＭＡＨ）をベースにした槽が好ましくは用
いられる。ＴＭＡＨをベースにした槽は、重量％で約５
％から約４０％、好ましくは約１０％のテトラメチル・
アムモニウム・ヒドロキシド、ならびに、約６０％から
約９５％、好ましくは約９０％の水を含む。ＴＭＡＨ／
水の溶液は、約１１から約１３のｐＨを示すまでシリコ
ン及び／又はケイ酸をＴＭＡＨ／水を溶解することによ
って不動態化される。ＴＭＡＨ溶液を不動態化する更に
詳細な説明は、１９９１年６月のサンフランシスコでの
「ソリッドステート・センサ及びアクチュエータ（トラ
ンスデューサ１９９１）に関する国際会議の議事録(In
Proc. Int. Conf. On Solid State Sensors and Actuat
ors(transducers 1991))」、８１５〜８１８ページに記
載されたユー．シュナケンバーク(U. Schnakenberg)、
ダブリュー．ベネック(W. Benecke)及びピー．ランゲ
(P. Lange)による論文、”シリコン・マイクロ機械加工
用のＴＨＡＨＷエッチング剤(THAHW Etchants for Sili
cone Micromachining)”に見ることができる。この開示
事項は参照としてここに挙げる。不動態化されたＴＭＡ
Ｈ／水の溶液は、露光された金属層、導体又はシリコン
・ウェーハ２５２上に形成されたデバイスに化学作用を
及ぼさない利点を有する。シリコン基板の通路１５２ｃ
が形成されるように十分なエッチングが生じた際に（図
５を参照）、ウェーハ２５２が槽から取出される。
【００３７】その後に、ウェーハ２５２が個々のヒータ
・チップ５０へダイシングされる。
・チップ５０へダイシングされる。
【００３８】上記ステップの順序は変更してもよい。例
えば、現像された第１のフォトレジスト層１７０によっ
て画成される第１のパターンは、通常のエッチング・プ
ロセスを使用して第１のエッチング抵抗材料層にパター
ン化されてもよく、第１フォトレジスト層１７０は、第
２のフォトレジスト層１７２が第２のエッチング抵抗材
料層２５６上に形成される前に除去されてもよい。さら
に、第２のフォトレジスト層１７２は、第１のフォトレ
ジスト層１７０が第１のエッチング抵抗材料層２５４上
に形成される前に、第２のエッチング抵抗材料層２５６
上に形成され、軟焼成され、紫外線に露光され、そして
現像されてもよいことも企図される。
えば、現像された第１のフォトレジスト層１７０によっ
て画成される第１のパターンは、通常のエッチング・プ
ロセスを使用して第１のエッチング抵抗材料層にパター
ン化されてもよく、第１フォトレジスト層１７０は、第
２のフォトレジスト層１７２が第２のエッチング抵抗材
料層２５６上に形成される前に除去されてもよい。さら
に、第２のフォトレジスト層１７２は、第１のフォトレ
ジスト層１７０が第１のエッチング抵抗材料層２５４上
に形成される前に、第２のエッチング抵抗材料層２５６
上に形成され、軟焼成され、紫外線に露光され、そして
現像されてもよいことも企図される。
【００３９】本発明の第２の実施態様に従って形成され
たヒータ・チップ３５０が図９に示され、ここで同様の
参照番号は同様の要素を示す。この実施態様では、第２
のエッチング抵抗材料層３５６は、補強リブ３７０によ
って分離された複数のフィルタ部分３５２を有する第１
の部分３５６ａを備える。各フィルタ部分３５２は、複
数の孔３５８を備える。図示された実施態様では、第１
部分３５６ａの先の第２のエッチング抵抗材料層３５６
の第２の残存部分３５６ｂは、孔３５８を備えていな
い。１つ又はそれ以上の補強リブ３７０を第２のエッチ
ング抵抗材料層３５６に設けることによって、第２の層
３５６の厚さを減少させてもよく、それによってフィル
タ部分３５２における液体の圧力降下が減少する。第２
の層３５６の厚さは好ましくは約１．０μｍである。そ
の厚さで、フィルタ部分３５２の圧力降下は無視できる
ものと考えられる。
たヒータ・チップ３５０が図９に示され、ここで同様の
参照番号は同様の要素を示す。この実施態様では、第２
のエッチング抵抗材料層３５６は、補強リブ３７０によ
って分離された複数のフィルタ部分３５２を有する第１
の部分３５６ａを備える。各フィルタ部分３５２は、複
数の孔３５８を備える。図示された実施態様では、第１
部分３５６ａの先の第２のエッチング抵抗材料層３５６
の第２の残存部分３５６ｂは、孔３５８を備えていな
い。１つ又はそれ以上の補強リブ３７０を第２のエッチ
ング抵抗材料層３５６に設けることによって、第２の層
３５６の厚さを減少させてもよく、それによってフィル
タ部分３５２における液体の圧力降下が減少する。第２
の層３５６の厚さは好ましくは約１．０μｍである。そ
の厚さで、フィルタ部分３５２の圧力降下は無視できる
ものと考えられる。
【図１】本発明に従って構成されたプリント・カートリ
ッジを有するインク・ジェット印刷装置を一部破断して
示した斜視図である。
ッジを有するインク・ジェット印刷装置を一部破断して
示した斜視図である。
【図２】オリフィス・プレートに結合された本発明によ
り構成されたヒータ・チップの一部を、オリフィス・プ
レート部分を取り除いて、２つの異なる高さで示した図
である。
り構成されたヒータ・チップの一部を、オリフィス・プ
レート部分を取り除いて、２つの異なる高さで示した図
である。
【図３】本発明の第１の実施態様に従って形成されたプ
リントヘッドの一部を示す断面図である。
リントヘッドの一部を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第１の実施態様に従って構
成されたヒータ・チップを一部破断して示した平面図で
あり、（ｂ）は、（ａ）に示されるヒータ・チップの一
部を拡大して示した図である。
成されたヒータ・チップを一部破断して示した平面図で
あり、（ｂ）は、（ａ）に示されるヒータ・チップの一
部を拡大して示した図である。
【図５】本発明の第１の実施態様に従って形成されたヒ
ータ・チップの略断面図である。
ータ・チップの略断面図である。
【図６】図５に示されるヒータ・チップを形成するため
のプロセスを示す略断面図である。
のプロセスを示す略断面図である。
【図７】図５に示されるヒータ・チップを形成するため
のプロセスを示す略断面図である。
のプロセスを示す略断面図である。
【図８】図５に示されるヒータ・チップを形成するため
のプロセスを示す略断面図である。
のプロセスを示す略断面図である。
【図９】本発明の第２の実施態様に従って形成されるヒ
ータ・チップの一部を示す平面図である。
ータ・チップの一部を示す平面図である。
５０，３５０・・ヒータ・チップ、５２・・加熱要素、
５６・・開口、５９ａ，５９ｂ・・導体、６０・・フィ
ルタ、１５２・・（シリコン）基板、１５２ａ，２５２
ａ・・第１の面、１５２ｂ，２５２ｂ・・第２の面、１
５２ｃ・・通路、１５４，２５４・・第１のエッチング
抵抗材料層、１５４ａ・・開口、１５６，２５６，３５
６・・第２のエッチング抵抗材料層、１５８，３５８・
・孔、３５２・・フィルタ部分、３７０・・補強リブ。
５６・・開口、５９ａ，５９ｂ・・導体、６０・・フィ
ルタ、１５２・・（シリコン）基板、１５２ａ，２５２
ａ・・第１の面、１５２ｂ，２５２ｂ・・第２の面、１
５２ｃ・・通路、１５４，２５４・・第１のエッチング
抵抗材料層、１５４ａ・・開口、１５６，２５６，３５
６・・第２のエッチング抵抗材料層、１５８，３５８・
・孔、３５２・・フィルタ部分、３７０・・補強リブ。
フロントページの続き (71)出願人 591194034 レックスマーク・インターナショナル・イ ンコーポレーテツド ＬＥＸＭＡＲＫ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮ ＡＬ，ＩＮＣ アメリカ合衆国 40550 ケンタッキー、 レキシントン、ウェスト・ニュー・サーク ル・ロード 740 (72)発明者 カール・エドモンド・サリバン アメリカ合衆国 40383 ケンタッキー、 ヴァーサイルズ、チェスナット・レーン 331
Claims (33)
- 【請求項１】 対向する第１及び第２の面、ならびに、
これらの間を延出する通路を有するシリコン本体部分
と、 前記第１の基板面上に形成されたエッチング抵抗材料層
であって、該層中を通って延出して前記基板通路と連通
する少なくとも１つの開口を備えた第１のエッチング抵
抗材料層と、 前記第２の基板面上に形成されたエッチング抵抗材料層
であって、該層中を通って延出して前記基板通路と連通
する複数の孔を備え、かつ、該層中を通るインクから汚
染物質を濾過するフィルタを画成する第２のエッチング
抵抗材料層と、 前記シリコン本体部分上に形成された少なくとも１つの
加熱要素と、 該少なくとも１つの加熱要素にエネルギーを与えるため
に、該少なくとも１つの加熱要素に結合した少なくとも
２つの導体とを備える、ヒータ・チップ。 - 【請求項２】 前記加熱要素及び導体が前記第１の層上
に形成される、請求項１に記載のヒータ・チップ。 - 【請求項３】 前記加熱要素及び導体が前記第１の層上
に形成される、請求項２に記載のヒータ・チップ。 - 【請求項４】 前記加熱要素及び導体が前記第２の層上
に形成される、請求項１に記載のヒータ・チップ。 - 【請求項５】 前記加熱要素及び導体が前記第２の層上
に形成される、請求項４に記載のヒータ・チップ。 - 【請求項６】 前記孔の大きさが約０．５μｍ２から約
２５μｍ２である、請求項１に記載のヒータ・チップ。 - 【請求項７】 前記第２の層が約１μｍから約２０μｍ
の厚さを有する、請求項１に記載のヒータ・チップ。 - 【請求項８】 前記孔の大きさが約１μｍ２から約１７
μｍ２である、請求項１に記載のヒータ・チップ。 - 【請求項９】 前記第２の層が約１μｍから約２．５μ
ｍの厚さを有する、請求項８に記載のヒータ・チップ。 - 【請求項１０】 前記孔の大きさが約１μｍ２から約５
μｍ２である、請求項１に記載のヒータ・チップ。 - 【請求項１１】 前記第２の層が約１μｍから約２．５
μｍの厚さを有する、請求項１０に記載のヒータ・チッ
プ。 - 【請求項１２】 前記第１及び第２の層の少なくとも１
つが、窒化珪素、炭化珪素、アルミニウム、タンタル及
び二酸化珪素からなる群から選択された材料から形成さ
れる、請求項１に記載のヒータ・チップ。 - 【請求項１３】 前記第２の層が少なくとも１つの補強
リブをさらに備える、請求項１に記載のヒータ・チッ
プ。 - 【請求項１４】 前記第２のエッチング抵抗材料層の一
部分のみが孔を備える、請求項１に記載のヒータ・チッ
プ。 - 【請求項１５】 前記第２の層の一部分が２つ又はそれ
以上のフィルタ部分を備え、各フィルタ部分は複数の前
記孔を備え、前記第２の層の一部分が前記２つのフィル
タ部分の間に位置する少なくとも１つの補強リブをさら
に備える、請求項１４に記載のヒータ・チップ。 - 【請求項１６】 対向する第１及び第２の面を有するシ
リコン基板を提供するステップと、 少なくとも１つの開口が通っている第１のエッチング抵
抗材料層を前記第１の基板面上に形成するステップと、 通過するインクを濾過するための複数の孔が通っている
第２のエッチング抵抗材料層を前記第２の基板面上に形
成するステップと、 少なくとも１つの加熱要素及びエネルギーを前記少なく
とも１つの加熱要素に与える少なくとも２つの導体を、
前記第１及び第２の面の１つの上に形成するステップ
と、 前記第１の層の開口及び前記第２の層の孔の少なくとも
一部分と連通する少なくとも１つの通路を、前記シリコ
ン基板の中に形成するステップとを含む、ヒータ・チッ
プの形成方法。 - 【請求項１７】 前記孔が約０．５μｍ２から約２５μ
ｍ２の大きさを有する、請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１８】 前記孔が約１μｍ２から約１７μｍ２
の大きさを有する、請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１９】 前記第２の層が約１μｍから約２．５
μｍの厚さを有する、請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２０】 前記孔の大きさが約１μｍ２から約５
μｍ２である、請求項１６に記載の方法。 - 【請求項２１】 前記第２の層が約１μｍから約２．５
μｍの厚さを有する、請求項２０に記載の方法。 - 【請求項２２】 少なくとも１つの通路を前記シリコン
基板に形成する前記ステップが、テトラメチル・アムモ
ニウム・ヒドロキシド・エッチング溶液を用いて前記シ
リコン基板の一部分をエッチングするステップを含む、
請求項１６に記載の方法。 - 【請求項２３】 前記第２の層が少なくとも１つの補強
リブを備える、請求項１６に記載の方法。 - 【請求項２４】 第２のエッチング抵抗材料層を前記第
２の基板面上に形成する前記ステップが、前記第２のエ
ッチング抵抗材料層の一部分のみに孔を有する前記第２
のエッチング抵抗材料層を前記第２の基板面に形成する
ステップを含む、請求項１６に記載の方法。 - 【請求項２５】 一体的に形成されたフィルタを有する
ヒータ・チップ。 - 【請求項２６】 前記チップがシリコン本体部分を含
む、請求項２５に記載のヒータ・チップ。 - 【請求項２７】 前記フィルタが約１μｍから約２０μ
ｍの厚さを有する、請求項２５に記載のヒータ・チッ
プ。 - 【請求項２８】 前記フィルタが複数の孔を備える、請
求項２５に記載のヒータ・チップ。 - 【請求項２９】 前記孔の大きさが約０．５μｍ２から
約２５μｍ２の間である、請求項２８に記載のヒータ・
チップ。 - 【請求項３０】 前記孔の大きさが約１μｍ２から約１
７μｍ２である、請求項２８に記載のヒータ・チップ。 - 【請求項３１】 前記フィルタが約１μｍから約２．５
μｍの厚さを有する、請求項３０に記載のヒータ・チッ
プ。 - 【請求項３２】 前記孔の大きさが約１μｍ２から約５
μｍ２である、請求項２８に記載のヒータ・チップ。 - 【請求項３３】 前記フィルタが約１μｍから約２．５
μｍの厚さを有する、請求項３２に記載のヒータ・チッ
プ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/993535 | 1997-12-18 | ||
| US08/993,535 US6264309B1 (en) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Filter formed as part of a heater chip for removing contaminants from a fluid and a method for forming same |
Publications (1)
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|---|---|
| JPH11240174A true JPH11240174A (ja) | 1999-09-07 |
Family
ID=25539647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP (1) | JPH11240174A (ja) |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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