JPH11245423A - インクジェットノズルとインクジェットノズルの製造方法 - Google Patents
インクジェットノズルとインクジェットノズルの製造方法Info
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- JPH11245423A JPH11245423A JP10373097A JP37309798A JPH11245423A JP H11245423 A JPH11245423 A JP H11245423A JP 10373097 A JP10373097 A JP 10373097A JP 37309798 A JP37309798 A JP 37309798A JP H11245423 A JPH11245423 A JP H11245423A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】インク耐性を強め、寿命の長いインクジェット
ノズル。 【解決手段】本発明は、酸化物−窒化物又は酸化物−炭
化物組成から形成されているモノリシックインクジェッ
トノズルを提供するものである。製造方法は、犠牲酸化
物バンプの形成によってノズルの開口をエッチング等で
つくる。
ノズル。 【解決手段】本発明は、酸化物−窒化物又は酸化物−炭
化物組成から形成されているモノリシックインクジェッ
トノズルを提供するものである。製造方法は、犠牲酸化
物バンプの形成によってノズルの開口をエッチング等で
つくる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、インクジ
ェットプリントノズルに関し、より詳細には、インクジ
ェットプリントノズルの内壁が酸化物−窒化物又は酸化
物−炭化物組成から形成されるインクジェットプリント
ノズルに関するものである。
ェットプリントノズルに関し、より詳細には、インクジ
ェットプリントノズルの内壁が酸化物−窒化物又は酸化
物−炭化物組成から形成されるインクジェットプリント
ノズルに関するものである。
【０００２】
【従来技術】インクジェットプリンティング機構は、イ
メージを形成するため、インク滴を印刷可能な表面に噴
射するペンを用いる。インクジェットプリンティング機
構は、コンピュータプリンタ、プロッタ、複写機及びフ
ァクシミリ機を含む多様なアプリケーションに用いるこ
とができる。説明をわかりやすくするため、本発明をプ
リンタに関して述べる。
メージを形成するため、インク滴を印刷可能な表面に噴
射するペンを用いる。インクジェットプリンティング機
構は、コンピュータプリンタ、プロッタ、複写機及びフ
ァクシミリ機を含む多様なアプリケーションに用いるこ
とができる。説明をわかりやすくするため、本発明をプ
リンタに関して述べる。
【０００３】インクジェットプリンタは、典型的に、独
立にアドレス指定できる多数の発射(firing)ユニットを
備えたプリントヘッドを包含する。各発射ユニットは、
共通のインク源と、インクジェットプリントノズルとに
接続されたインクチャンバを包含する。各インクチャン
バ内の変換器、トランスジューサ(transducer)によっ
て、結合されたインクジェットプリントノズルを通して
インク滴を噴射するための機動力が与えられる。典型的
には、トランスジューサは、インクジェットプリントノ
ズルを通してインク滴が噴射されるまでインクを加熱す
る発射抵抗体である。
立にアドレス指定できる多数の発射(firing)ユニットを
備えたプリントヘッドを包含する。各発射ユニットは、
共通のインク源と、インクジェットプリントノズルとに
接続されたインクチャンバを包含する。各インクチャン
バ内の変換器、トランスジューサ(transducer)によっ
て、結合されたインクジェットプリントノズルを通して
インク滴を噴射するための機動力が与えられる。典型的
には、トランスジューサは、インクジェットプリントノ
ズルを通してインク滴が噴射されるまでインクを加熱す
る発射抵抗体である。
【０００４】一般に、基板、サブストレートがその発射
抵抗体を支持する。インクジェットノズルに含まれるオ
リフィス層を基板に取り付け、各インクジェットノズル
が結合発火抵抗体と連絡してインクチャンバを形成す
る。
抵抗体を支持する。インクジェットノズルに含まれるオ
リフィス層を基板に取り付け、各インクジェットノズル
が結合発火抵抗体と連絡してインクチャンバを形成す
る。
【０００５】高分解能のプリントアウトを得るために
は、発射ユニットの密度を最大化することが望ましく、
それには、プリントヘッドの構成素子を小形化する必要
がある。発射抵抗体を支持する基板と、各抵抗体の上方
にインクジェットノズルを形成するオリフィス層は、寸
法上の小さい変動を免れず、これが累積して小形化を制
限することがある。
は、発射ユニットの密度を最大化することが望ましく、
それには、プリントヘッドの構成素子を小形化する必要
がある。発射抵抗体を支持する基板と、各抵抗体の上方
にインクジェットノズルを形成するオリフィス層は、寸
法上の小さい変動を免れず、これが累積して小形化を制
限することがある。
【０００６】モノリシック（一体構造化）プリントヘッ
ドは、半導体製造に利用されているものと類似したフォ
トイメージング、写真結像(photo imaging)技術を用い
るプリントヘッド製造プロセスで開発されている。構成
素子は、平坦ウェハ上に種々の材料から成る層を選択的
に付加し且つ除去して行うことによって構成する。フォ
トイメージング技術を使えば、寸法上の変動が制限され
る。さらに、各層がウェハ上の原基準(original refere
nce)に位置づけ(registered)されるため変動も累積しな
い。
ドは、半導体製造に利用されているものと類似したフォ
トイメージング、写真結像(photo imaging)技術を用い
るプリントヘッド製造プロセスで開発されている。構成
素子は、平坦ウェハ上に種々の材料から成る層を選択的
に付加し且つ除去して行うことによって構成する。フォ
トイメージング技術を使えば、寸法上の変動が制限され
る。さらに、各層がウェハ上の原基準(original refere
nce)に位置づけ(registered)されるため変動も累積しな
い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】現存のモノリシックプ
リントヘッドは製造が複雑である。さらに、インクジェ
ットノズルがポリマー又は金属材料の何れかから形成さ
れる。ポリマー及び金属材料は、これらの材料の表面が
粗いことがあるという理由で、及びこれらの材料がイン
クと腐食性の反応をするという理由で、その性能が限定
される。重要なことは、インクジェットノズルの表面が
インクジェットノズル中のインクの流れを妨げないよう
に滑らかであることである。さらに、インクに対する腐
食性の反応は、インクジェットノズルを壊し且つ劣化さ
せる原因となる。
リントヘッドは製造が複雑である。さらに、インクジェ
ットノズルがポリマー又は金属材料の何れかから形成さ
れる。ポリマー及び金属材料は、これらの材料の表面が
粗いことがあるという理由で、及びこれらの材料がイン
クと腐食性の反応をするという理由で、その性能が限定
される。重要なことは、インクジェットノズルの表面が
インクジェットノズル中のインクの流れを妨げないよう
に滑らかであることである。さらに、インクに対する腐
食性の反応は、インクジェットノズルを壊し且つ劣化さ
せる原因となる。
【０００８】インクジェットノズルの表面が現存の材料
より滑らかな材料から形成されたインクジェットノズル
を組み込むことが望ましい。さらに、その材料は、イン
クジェットノズル中を流れるインクと反応せず、従っ
て、インクジェットノズルの有効寿命を延ばすものであ
れば望ましい。
より滑らかな材料から形成されたインクジェットノズル
を組み込むことが望ましい。さらに、その材料は、イン
クジェットノズル中を流れるインクと反応せず、従っ
て、インクジェットノズルの有効寿命を延ばすものであ
れば望ましい。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、酸化物−窒化
物又は酸化物−炭化物組成から形成されているモノリシ
ック・インクジェットノズルを提供するものである。こ
れらの組成は、現存のインクジェットノズルより滑らか
な窪み形表面、凹部表面(re-entrance surface)を含む
インクジェットノズルをもたらす。さらに、同組成は、
インクジェットノズル中を流れるインクと腐食性の反応
をしない。それ故、該インクジェットノズルは、現存す
るインクジェットノズルより長い期間にわたって使用さ
れるのである。
物又は酸化物−炭化物組成から形成されているモノリシ
ック・インクジェットノズルを提供するものである。こ
れらの組成は、現存のインクジェットノズルより滑らか
な窪み形表面、凹部表面(re-entrance surface)を含む
インクジェットノズルをもたらす。さらに、同組成は、
インクジェットノズル中を流れるインクと腐食性の反応
をしない。それ故、該インクジェットノズルは、現存す
るインクジェットノズルより長い期間にわたって使用さ
れるのである。
【００１０】本発明の第一実施例はインクジェットノズ
ルを包含する。そのインクジェットノズルは上部表面を
有する基板を含み、その基板の上部表面にはインク付勢
素子(ink energizing element)が付着される。インクジ
ェットノズルは、さらに、酸化物−窒化物又は酸化物−
炭化物の複合（合成,composite）オリフィス層を含む。
その複合オリフィス層は、基板の上部表面に共形に接続
された下部表面と、基板から離れて面する外部表面とを
含む。その複合オリフィス層によって発射チャンバが定
められる。発射チャンバは、外部表面のノズル開口を通
して開き、且つ複合オリフィス層を通して負の傾斜をも
って下方に延びてインク付勢素子を露出する。
ルを包含する。そのインクジェットノズルは上部表面を
有する基板を含み、その基板の上部表面にはインク付勢
素子(ink energizing element)が付着される。インクジ
ェットノズルは、さらに、酸化物−窒化物又は酸化物−
炭化物の複合（合成,composite）オリフィス層を含む。
その複合オリフィス層は、基板の上部表面に共形に接続
された下部表面と、基板から離れて面する外部表面とを
含む。その複合オリフィス層によって発射チャンバが定
められる。発射チャンバは、外部表面のノズル開口を通
して開き、且つ複合オリフィス層を通して負の傾斜をも
って下方に延びてインク付勢素子を露出する。
【００１１】本発明の別の実施例は、基板の上部表面上
のインク付勢素子の上方にインクジェットノズルを形成
する方法を含む。該方法は次の処理段階を含む。最初
に、正に傾斜した犠牲酸化物バンプ(sacrificial oxide
bump)を基板上に作る。次に、その表面及び犠牲バンプ
上に窒化物又は炭化物の複合層と酸化物の層を堆積させ
る。酸化物と複合層を研磨して、オリフィス層を形成す
る。オリフィス層の開口を犠牲酸化物バンプの上に作
る。最後に、犠牲酸化物バンプを取り除いてインクジェ
ットノズルを生成する。
のインク付勢素子の上方にインクジェットノズルを形成
する方法を含む。該方法は次の処理段階を含む。最初
に、正に傾斜した犠牲酸化物バンプ(sacrificial oxide
bump)を基板上に作る。次に、その表面及び犠牲バンプ
上に窒化物又は炭化物の複合層と酸化物の層を堆積させ
る。酸化物と複合層を研磨して、オリフィス層を形成す
る。オリフィス層の開口を犠牲酸化物バンプの上に作
る。最後に、犠牲酸化物バンプを取り除いてインクジェ
ットノズルを生成する。
【００１２】本発明のその他の局面及び利点は、実施例
として本発明を図解する、添付図面に関連してなされる
以下の詳細説明から明らかとなる。
として本発明を図解する、添付図面に関連してなされる
以下の詳細説明から明らかとなる。
【００１３】
【実施例】図面に示すように、本発明はモノリシック・
インクジェットノズルに具現化されるものである。イン
クジェットノズルは、酸化物−窒化物又は酸化物−炭化
物の組成から作られる。その組成によって現在使われて
いるポリマー製インクジェットノズルより滑らかなイン
クジェットノズルが実現される。さらに、その組成は、
インクジェットノズルを通過するインクと反応しない。
それ故、当該インクジェットノズルは、現存のインクジ
ェットノズルより長持ちするのである。
インクジェットノズルに具現化されるものである。イン
クジェットノズルは、酸化物−窒化物又は酸化物−炭化
物の組成から作られる。その組成によって現在使われて
いるポリマー製インクジェットノズルより滑らかなイン
クジェットノズルが実現される。さらに、その組成は、
インクジェットノズルを通過するインクと反応しない。
それ故、当該インクジェットノズルは、現存のインクジ
ェットノズルより長持ちするのである。
【００１４】図１は、本発明によるインクジェットノズ
ル18を含むプリントヘッド12を有するインクジェットペ
ン10の斜視図である。インクジェットペン10はまた、プ
リントヘッド12にインクを供給するインク貯蔵器を含ん
でいる下部部分14も包含する。
ル18を含むプリントヘッド12を有するインクジェットペ
ン10の斜視図である。インクジェットペン10はまた、プ
リントヘッド12にインクを供給するインク貯蔵器を含ん
でいる下部部分14も包含する。
【００１５】図２は、本発明の一実施例の断面図であ
る。この実施例には、インクジェットノズル18が含まれ
る。インクジェットノズル18は、シリコン（ケイ素）基
板20に付着されたオリフィス層30から成る円錐台状(fru
cto-conical)発射チャンバ36によって形成される。基板
20は、典型的にはパッシベーション層24で被覆される頂
部表面22を含む。薄膜抵抗体26は、典型的には、頂部表
面22上に形成される。基板の頂部表面22は、インクを受
けるインクジェットノズル18の底部分を形成する。オリ
フィス層30は、頂部表面22上に共形に位置する下部表面
32を有している。
る。この実施例には、インクジェットノズル18が含まれ
る。インクジェットノズル18は、シリコン（ケイ素）基
板20に付着されたオリフィス層30から成る円錐台状(fru
cto-conical)発射チャンバ36によって形成される。基板
20は、典型的にはパッシベーション層24で被覆される頂
部表面22を含む。薄膜抵抗体26は、典型的には、頂部表
面22上に形成される。基板の頂部表面22は、インクを受
けるインクジェットノズル18の底部分を形成する。オリ
フィス層30は、頂部表面22上に共形に位置する下部表面
32を有している。
【００１６】インクジェットノズル18は、小さい円形外
側オリフィス16から大きい円形ベース周辺部40まで負に
傾斜している壁41を含む。大きい円形ベース周辺部40
は、薄膜抵抗体26の回りに中心を合わす。インクジェッ
トノズル18は、薄膜抵抗体26の軸上に整列させる。
側オリフィス16から大きい円形ベース周辺部40まで負に
傾斜している壁41を含む。大きい円形ベース周辺部40
は、薄膜抵抗体26の回りに中心を合わす。インクジェッ
トノズル18は、薄膜抵抗体26の軸上に整列させる。
【００１７】パッシベーション層24は、インクジェット
ノズル18に供される数個のインク供給ビア（開口）42を
定める。ビア42は、インクジェットノズル18の下部周辺
部40によって全体を取り囲む。
ノズル18に供される数個のインク供給ビア（開口）42を
定める。ビア42は、インクジェットノズル18の下部周辺
部40によって全体を取り囲む。
【００１８】インクジェットノズル18の壁41は、酸化物
−窒化物又は酸化物−炭化物の材料から形成する。酸化
物−窒化物又は酸化物−炭化物の材料によって、壁41を
以前に可能であったよりも滑らかにすることができる。
例えば、ポリマーの壁は比較的ざらざらしている。ざら
ざらした壁は、インクジェットノズル18の中を流れるイ
ンクの流れを妨げる。本発明のインクジェットノズル18
の滑らかな壁41は、粗いポリマー又は粗い金属の壁ほど
には円錐台状発射チャンバ36中を通過するインクの流れ
を妨げない。
−窒化物又は酸化物−炭化物の材料から形成する。酸化
物−窒化物又は酸化物−炭化物の材料によって、壁41を
以前に可能であったよりも滑らかにすることができる。
例えば、ポリマーの壁は比較的ざらざらしている。ざら
ざらした壁は、インクジェットノズル18の中を流れるイ
ンクの流れを妨げる。本発明のインクジェットノズル18
の滑らかな壁41は、粗いポリマー又は粗い金属の壁ほど
には円錐台状発射チャンバ36中を通過するインクの流れ
を妨げない。
【００１９】本発明のインクジェットノズルの酸化物−
窒化物又は酸化物−炭化物の壁41は、円錐台状発射チャ
ンバ36中を通過するインクと反応しない。従来技術のイ
ンクジェットノズルは、一般的に、ノズル表面と物理的
に接触するインクと反応する材料から形成される。その
反応によってインクジェットノズルの有効寿命が短縮さ
れる。即ち、インクジェットノズルの材料が壊れ始め、
そのため、インクジェットノズルの性能が低下すること
になる。
窒化物又は酸化物−炭化物の壁41は、円錐台状発射チャ
ンバ36中を通過するインクと反応しない。従来技術のイ
ンクジェットノズルは、一般的に、ノズル表面と物理的
に接触するインクと反応する材料から形成される。その
反応によってインクジェットノズルの有効寿命が短縮さ
れる。即ち、インクジェットノズルの材料が壊れ始め、
そのため、インクジェットノズルの性能が低下すること
になる。
【００２０】基板20は、インクが容器14とインクジェッ
トノズル18との間を流れる経路を形成するところのテー
パ状トレンチ（trench）44を包含する。
トノズル18との間を流れる経路を形成するところのテー
パ状トレンチ（trench）44を包含する。
【００２１】図３は、本発明の一実施例の斜視図であ
る。導体46は、薄膜抵抗体26中を流れる電流の導電経路
を形成する。薄膜抵抗体26は、インクジェットプリント
ノズル18を通してインク液滴が排出されるまでインクを
加熱する発射抵抗体である。
る。導体46は、薄膜抵抗体26中を流れる電流の導電経路
を形成する。薄膜抵抗体26は、インクジェットプリント
ノズル18を通してインク液滴が排出されるまでインクを
加熱する発射抵抗体である。
【００２２】図４Ａから図４Ｈは、本発明の実施例を形
成する際の一連の処理段階を示す。最初に、基板50、第
１の酸化シリコン(SiO2)層52及びタンタル(Ta)層54を含
む図4Aに示すような構造を形成する。Ta層54の上に第２
の酸化シリコン層56を被着させる。その第２の酸化シリ
コン層56の上にポリシリコン層58を被着させる。最後
に、そのポリシリコン層58の上にフォトレジスト層60を
被着させる。フォトレジスト層60は、インクジェットノ
ズルが基板50上に形成されることになる所にフォトレジ
ストのアイランド62が位置するようにパターン化する。
フォトレジスト層60のパターンは、標準のリソグラフィ
ー処理で形成してよい。
成する際の一連の処理段階を示す。最初に、基板50、第
１の酸化シリコン(SiO2)層52及びタンタル(Ta)層54を含
む図4Aに示すような構造を形成する。Ta層54の上に第２
の酸化シリコン層56を被着させる。その第２の酸化シリ
コン層56の上にポリシリコン層58を被着させる。最後
に、そのポリシリコン層58の上にフォトレジスト層60を
被着させる。フォトレジスト層60は、インクジェットノ
ズルが基板50上に形成されることになる所にフォトレジ
ストのアイランド62が位置するようにパターン化する。
フォトレジスト層60のパターンは、標準のリソグラフィ
ー処理で形成してよい。
【００２３】図4Bは、図4Aにおいてポリシリコン層58と
フォトレジスト層60の部分がドライエッチングによって
除去されている構造を示す。ポリシリコン層58をドライ
エッチングすることにより、フォトレジスト層60におい
て最初に形成されたようなパターンで決められるパター
ンがポリシリコン層58に形成される。
フォトレジスト層60の部分がドライエッチングによって
除去されている構造を示す。ポリシリコン層58をドライ
エッチングすることにより、フォトレジスト層60におい
て最初に形成されたようなパターンで決められるパター
ンがポリシリコン層58に形成される。
【００２４】図4Cは、図4Bにおいて第２の酸化シリコン
層56の部分が加湿酸化同位体エッチングされた構造を示
す。ポリシリコン層58のパターンで決められる開口64を
酸化シリコン層に形成する。インクジェットノズルが形
成されることになる所に犠牲バンプ66を配置させる。そ
の犠牲バンプ66は、形成されるインクジェットノズルの
負に傾斜したエッジを定める正に傾斜したエッジ68を含
む。
層56の部分が加湿酸化同位体エッチングされた構造を示
す。ポリシリコン層58のパターンで決められる開口64を
酸化シリコン層に形成する。インクジェットノズルが形
成されることになる所に犠牲バンプ66を配置させる。そ
の犠牲バンプ66は、形成されるインクジェットノズルの
負に傾斜したエッジを定める正に傾斜したエッジ68を含
む。
【００２５】図4Dは、図4Cにおいてポリシリコン層58が
エッチングで除去され、且つ窒化シリコン(Si3N4)又は
炭化シリコン(SiC)の層70が第２の酸化シリコン層56の
上に被着されている構造を示す。
エッチングで除去され、且つ窒化シリコン(Si3N4)又は
炭化シリコン(SiC)の層70が第２の酸化シリコン層56の
上に被着されている構造を示す。
【００２６】図4Eは、図4Dにおいて第３の酸化シリコン
層72が窒化シリコン層70の上に堆積されている構造を示
す。
層72が窒化シリコン層70の上に堆積されている構造を示
す。
【００２７】図4Fは、図4Eにおいて第３の酸化シリコン
層72が化学的機械的研磨(CMP)を施された構造を示す。
第３の酸化シリコン層72に化学的機械的研磨を施して窒
化シリコン又は炭化シリコンの層70まで掘り下げてオリ
フィス層74を形成する。オリフィス層74は、第２の酸化
シリコン層56、窒化シリコン又は炭化シリコンの層70、
及び第３の酸化シリコン層72を含む。
層72が化学的機械的研磨(CMP)を施された構造を示す。
第３の酸化シリコン層72に化学的機械的研磨を施して窒
化シリコン又は炭化シリコンの層70まで掘り下げてオリ
フィス層74を形成する。オリフィス層74は、第２の酸化
シリコン層56、窒化シリコン又は炭化シリコンの層70、
及び第３の酸化シリコン層72を含む。
【００２８】図4Gは、図4Fにおいて保護層75と第２のフ
ォトレジスト層76がオリフィス層74の上に被着されてい
る構造を示す。保護層75と第２のフォトレジスト層76
は、犠牲バンプ66に整列した開口78を含む。開口78と軸
調整される窒化シリコン層70の部分を酸化シリコン層56
まで窒化物ドライエッチングで除去し、犠牲バンプ66を
露出した状態に残す。保護層は、炭化シリコン及び窒化
シリコンの何れかである。炭化シリコンは極めて硬い表
面を生成する故、保護層75の材料としては、炭化シリコ
ンが好ましいかも知れない。
ォトレジスト層76がオリフィス層74の上に被着されてい
る構造を示す。保護層75と第２のフォトレジスト層76
は、犠牲バンプ66に整列した開口78を含む。開口78と軸
調整される窒化シリコン層70の部分を酸化シリコン層56
まで窒化物ドライエッチングで除去し、犠牲バンプ66を
露出した状態に残す。保護層は、炭化シリコン及び窒化
シリコンの何れかである。炭化シリコンは極めて硬い表
面を生成する故、保護層75の材料としては、炭化シリコ
ンが好ましいかも知れない。
【００２９】図4Hは、図4Gにおいて露出した犠牲バンプ
66と第２のフォトレジスト層76が加湿酸化エッチングに
よって除去されている構造を示す。犠牲バンプ66を除去
することでオリフィス層74にインクジェットノズル80が
形成されることになる。
66と第２のフォトレジスト層76が加湿酸化エッチングに
よって除去されている構造を示す。犠牲バンプ66を除去
することでオリフィス層74にインクジェットノズル80が
形成されることになる。
【００３０】図5A、5Bは、図4A、4B、4Cに示した処理段
階に対する代替処理段階を示す。最初に、基板50、第１
の酸化シリコン(SiO2)層52及びタンタル(Ta)層54を含む
図５Ａに示すような構造を形成する。Ｔａ層54の上に第
二の酸化シリコン層56を堆積する。最後に、その酸化シ
リコン層56の上にフォトレジスト層60を堆積する。フォ
トレジスト層60は、インクジェットノズルが基板50上に
形成されることになる所にフォトレジストのアイランド
62が位置するようにパターン化する。フォトレジスト層
60のパターンは、標準のリソグラフィー処理で形成して
よい。
階に対する代替処理段階を示す。最初に、基板50、第１
の酸化シリコン(SiO2)層52及びタンタル(Ta)層54を含む
図５Ａに示すような構造を形成する。Ｔａ層54の上に第
二の酸化シリコン層56を堆積する。最後に、その酸化シ
リコン層56の上にフォトレジスト層60を堆積する。フォ
トレジスト層60は、インクジェットノズルが基板50上に
形成されることになる所にフォトレジストのアイランド
62が位置するようにパターン化する。フォトレジスト層
60のパターンは、標準のリソグラフィー処理で形成して
よい。
【００３１】図5Bは、図5Aにおいて第２の酸化シリコン
層56がドライエッチングされた構造を示す。フォトレジ
スト層60のパターンで決められる開口64を酸化シリコン
層に形成する。インクジェットノズルが形成されること
になる所に犠牲バンプ66を配置させる。その犠牲バンプ
66は、形成されるインクジェットノズルの負に傾斜した
エッジを定めるところの正に傾斜したエッジ68を含む。
層56がドライエッチングされた構造を示す。フォトレジ
スト層60のパターンで決められる開口64を酸化シリコン
層に形成する。インクジェットノズルが形成されること
になる所に犠牲バンプ66を配置させる。その犠牲バンプ
66は、形成されるインクジェットノズルの負に傾斜した
エッジを定めるところの正に傾斜したエッジ68を含む。
【００３２】図5Bに示した構造に対する以後の処理段階
は、図4Dから図4Hに示したそれらと同一である。
は、図4Dから図4Hに示したそれらと同一である。
【００３３】本発明の特定実施例を説明し且つ図解した
が、本発明は、そのように説明図解された特定の形状又
は部品配置に限定されるものではない。本発明は請求の
範囲によってのみ限定されるものである。
が、本発明は、そのように説明図解された特定の形状又
は部品配置に限定されるものではない。本発明は請求の
範囲によってのみ限定されるものである。
【００３４】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。 （実施態様１）上側表面を有する基板と、前記基板は、
その上側表面に取り付けられたインク付勢素子を備え、
前記基板の上部表面に共形に接続された下部表面と前記
基板から離れて対向する外部表面とを有する酸化物−窒
化物又は酸化物−炭化物の複合オリフィス層を含み、前
記酸化物−窒化物又は酸化物−炭化物の複合オリフィス
層は発射チャンバを画定し、前記発射チャンバは、前記
外部表面のノズル開口を通して開き、前記酸化物−窒化
物複合オリフィス層を通して負の傾斜をもって下方に延
長し前記付勢素子を露出することを特徴とするインクジ
ェットノズル。 （実施態様２）酸化物−窒化物又は酸化物−炭化物の複
合オリフィス層が窒化物を含むことを特徴とする前項
(1)記載のインクジェットノズル。 （実施態様３）酸化物−窒化物又は酸化物−炭化物の複
合オリフィス層が酸化物を含むことを特徴とする前項
(1)記載のインクジェットノズル。 （実施態様４）前記インク付勢素子が抵抗体であること
を特徴とする請求項1記載のモノリシック・インクジェ
ットノズル。 （実施態様５）上部表面を有する基板と、前記基板の上
部表面に被着されたインク付勢素子と、前記基板の前記
上部表面と連結している下部表面と、前記基板から離れ
て対向している外部表面とを有する酸化物−炭化物の複
合オリフィス層とを含み、前記酸化物−炭化物又は酸化
物−炭化物の複合オリフィス層は発射チャンバを定め、
前記発射チャンバは、ノズル開口を通して前記外部表面
へ通じ、前記酸化物−炭化物又は酸化物−炭化物の複合
オリフィス層を通して負の傾斜をもって下方に伸張して
前記インク付勢素子を露出させることを特徴とするイン
クジェットノズル。 （実施態様６）前記基板の前記上部表面上の前記インク
付勢素子の上側方向に前記インクジェットノズルを製造
する方法において、基板上に正に傾斜した犠牲酸化物バ
ンプを形成し、表面及び犠牲バンプ上にエッチ止め層と
酸化物層を被着させ、酸化物層をエッチ止め層まで研磨
してオリフィス層を形成し、犠牲酸化物バンプ上にオリ
フィス層の開口を形成し、犠牲酸化物バンプを除去する
工程からなるインクジェットノズルの製造方法。 （実施態様７）前記犠牲酸化物バンプを形成する工程
は、前記基板の上部表面上に酸化シリコン層を被着し、
前記酸化シリコン層の上にハードマスク層を被着し、前
記ハードマスク層のアイランドがインク付勢素子上に位
置するようにハードマスク層のパターンを除去し、前記
酸化シリコン層に酸化物ウエット等方エッチングを施し
て、ハードマスク層が除去されている酸化シリコン層の
開口を形成し、残留のハードマスクと残留レジストをエ
ッチングする工程を備え前項(6)記載のインクジェット
ノズルの製造方法。 （実施態様８）犠牲酸化物バンプを形成する工程は、前
記酸化シリコン層の上にハードマスク層を被着し、ハー
ドマスク層のアイランドがインク付勢素子上に位置する
ようにハードマスク層のパターンを除去し、酸化シリコ
ン層をドライエッチングして、ハードマスク層が除去さ
れている酸化シリコン層の開口を形成し、残留のハード
マスクと残留レジストをエッチングする工程を備える前
項(6)記載のインクジェットノズルの製造方法。 （実施態様９）ハードマスク層のパターンを除去する工
程は、レジストのアイランドがインク付勢素子上に位置
するようにハードマスク層の上にレジスト層を被着し、
ハードマスク層をドライエッチングしてレジスト層が存
在しないところのハードマスク層を除去する工程を備え
る前項(7)記載のインクジェットノズルの製造方法。 （実施態様１０）ハードマスク層を被着する工程は、ポ
リシリコン層を被着することを含む前項(7)記載のイン
クジェットノズルの製造方法。 （実施態様１１）エッチ層を被着する工程は、窒化物の
層を被着することを含む前項(6)記載のインクジェット
ノズルの製造方法。 （実施態様１２）エッチ層を被着する工程は、炭化物の
層を被着することを含む前項(6)記載のインクジェット
ノズルの製造方法。 （実施態様１３）酸化物層をエッチ止め層まで研磨する
工程は、酸化物層をエッチ止め層まで化学的機械的に研
磨することを含む前項(6)記載のインクジェットノズル
の製造方法。 （実施態様１４）犠牲酸化物バンプを除去する工程は、
オリフィス層に穴を形成して犠牲酸化物バンプを露出さ
せ、犠牲酸化物バンプをウェットエッチングでインクジ
ェットノズルを形成する工程を含むことを特徴とする前
項(6)記載のインクジェットノズルの製造方法。 （実施態様１５）オリフィス層に穴を形成する工程は、
第２のフォトレジストパターンをオリフィス層の上に被
着し、第２のフォトレジストが存在しないオリフィス層
をドライエッチングで穴を形成することを含む前項(14)
記載のインクジェットノズルの製造方法。
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。 （実施態様１）上側表面を有する基板と、前記基板は、
その上側表面に取り付けられたインク付勢素子を備え、
前記基板の上部表面に共形に接続された下部表面と前記
基板から離れて対向する外部表面とを有する酸化物−窒
化物又は酸化物−炭化物の複合オリフィス層を含み、前
記酸化物−窒化物又は酸化物−炭化物の複合オリフィス
層は発射チャンバを画定し、前記発射チャンバは、前記
外部表面のノズル開口を通して開き、前記酸化物−窒化
物複合オリフィス層を通して負の傾斜をもって下方に延
長し前記付勢素子を露出することを特徴とするインクジ
ェットノズル。 （実施態様２）酸化物−窒化物又は酸化物−炭化物の複
合オリフィス層が窒化物を含むことを特徴とする前項
(1)記載のインクジェットノズル。 （実施態様３）酸化物−窒化物又は酸化物−炭化物の複
合オリフィス層が酸化物を含むことを特徴とする前項
(1)記載のインクジェットノズル。 （実施態様４）前記インク付勢素子が抵抗体であること
を特徴とする請求項1記載のモノリシック・インクジェ
ットノズル。 （実施態様５）上部表面を有する基板と、前記基板の上
部表面に被着されたインク付勢素子と、前記基板の前記
上部表面と連結している下部表面と、前記基板から離れ
て対向している外部表面とを有する酸化物−炭化物の複
合オリフィス層とを含み、前記酸化物−炭化物又は酸化
物−炭化物の複合オリフィス層は発射チャンバを定め、
前記発射チャンバは、ノズル開口を通して前記外部表面
へ通じ、前記酸化物−炭化物又は酸化物−炭化物の複合
オリフィス層を通して負の傾斜をもって下方に伸張して
前記インク付勢素子を露出させることを特徴とするイン
クジェットノズル。 （実施態様６）前記基板の前記上部表面上の前記インク
付勢素子の上側方向に前記インクジェットノズルを製造
する方法において、基板上に正に傾斜した犠牲酸化物バ
ンプを形成し、表面及び犠牲バンプ上にエッチ止め層と
酸化物層を被着させ、酸化物層をエッチ止め層まで研磨
してオリフィス層を形成し、犠牲酸化物バンプ上にオリ
フィス層の開口を形成し、犠牲酸化物バンプを除去する
工程からなるインクジェットノズルの製造方法。 （実施態様７）前記犠牲酸化物バンプを形成する工程
は、前記基板の上部表面上に酸化シリコン層を被着し、
前記酸化シリコン層の上にハードマスク層を被着し、前
記ハードマスク層のアイランドがインク付勢素子上に位
置するようにハードマスク層のパターンを除去し、前記
酸化シリコン層に酸化物ウエット等方エッチングを施し
て、ハードマスク層が除去されている酸化シリコン層の
開口を形成し、残留のハードマスクと残留レジストをエ
ッチングする工程を備え前項(6)記載のインクジェット
ノズルの製造方法。 （実施態様８）犠牲酸化物バンプを形成する工程は、前
記酸化シリコン層の上にハードマスク層を被着し、ハー
ドマスク層のアイランドがインク付勢素子上に位置する
ようにハードマスク層のパターンを除去し、酸化シリコ
ン層をドライエッチングして、ハードマスク層が除去さ
れている酸化シリコン層の開口を形成し、残留のハード
マスクと残留レジストをエッチングする工程を備える前
項(6)記載のインクジェットノズルの製造方法。 （実施態様９）ハードマスク層のパターンを除去する工
程は、レジストのアイランドがインク付勢素子上に位置
するようにハードマスク層の上にレジスト層を被着し、
ハードマスク層をドライエッチングしてレジスト層が存
在しないところのハードマスク層を除去する工程を備え
る前項(7)記載のインクジェットノズルの製造方法。 （実施態様１０）ハードマスク層を被着する工程は、ポ
リシリコン層を被着することを含む前項(7)記載のイン
クジェットノズルの製造方法。 （実施態様１１）エッチ層を被着する工程は、窒化物の
層を被着することを含む前項(6)記載のインクジェット
ノズルの製造方法。 （実施態様１２）エッチ層を被着する工程は、炭化物の
層を被着することを含む前項(6)記載のインクジェット
ノズルの製造方法。 （実施態様１３）酸化物層をエッチ止め層まで研磨する
工程は、酸化物層をエッチ止め層まで化学的機械的に研
磨することを含む前項(6)記載のインクジェットノズル
の製造方法。 （実施態様１４）犠牲酸化物バンプを除去する工程は、
オリフィス層に穴を形成して犠牲酸化物バンプを露出さ
せ、犠牲酸化物バンプをウェットエッチングでインクジ
ェットノズルを形成する工程を含むことを特徴とする前
項(6)記載のインクジェットノズルの製造方法。 （実施態様１５）オリフィス層に穴を形成する工程は、
第２のフォトレジストパターンをオリフィス層の上に被
着し、第２のフォトレジストが存在しないオリフィス層
をドライエッチングで穴を形成することを含む前項(14)
記載のインクジェットノズルの製造方法。
【図１】本発明に係るインクジェットノズルを含むプリ
ントヘッドを備えたインクジェットペンの斜視図。
ントヘッドを備えたインクジェットペンの斜視図。
【図２】本発明の一実施例の断面図。
【図３】図2の斜視図。
【図４Ａ】本発明に係るインクジェットノズルの製造方
法を説明するための図。
法を説明するための図。
【図４Ｂ】本発明に係るインクジェットノズルの製造方
法を説明するための図。
法を説明するための図。
【図４Ｃ】本発明に係るインクジェットノズルの製造方
法を説明するための図。
法を説明するための図。
【図４Ｄ】本発明に係るインクジェットノズルの製造方
法を説明するための図。
法を説明するための図。
【図４Ｅ】本発明に係るインクジェットノズルの製造方
法を説明するための図。
法を説明するための図。
【図４Ｆ】本発明に係るインクジェットノズルの製造方
法を説明するための図。
法を説明するための図。
【図４Ｇ】本発明に係るインクジェットノズルの製造方
法を説明するための図。
法を説明するための図。
【図４Ｈ】本発明に係るインクジェットノズルの製造方
法を説明するための図。
法を説明するための図。
【図５Ａ】図４Ａから図４Ｃの代替の工程を説明するた
めの図。
めの図。
【図５Ｂ】図４Ａから図４Ｃの代替の工程を説明するた
めの図。
めの図。
Claims (2)
- 【請求項１】上側表面を有する基板と、前記基板は、そ
の上側表面に取り付けられたインク付勢素子を備え、前
記基板の上部表面に共形に接続された下部表面と前記基
板から離れて対向する外部表面とを有する酸化物−窒化
物又は酸化物−炭化物の複合オリフィス層を含み、前記
酸化物−窒化物又酸化物−炭化物の複合オリフィス層は
発射チャンバを画定し、前記発射チャンバは、前記外部
表面のノズル開口を通して開き、前記酸化物−窒化物又
は酸化物−炭化物複合オリフィス層を通して負の傾斜を
もって下方に延長し前記付勢素子を露出することを特徴
とするインクジェットノズル。 - 【請求項２】前記基板の前記上部表面上の前記インク付
勢素子の上側方向に前記インクジェットノズルを製造す
る方法において、基板上に正に傾斜した犠牲酸化物バン
プを形成し、表面及び犠牲バンプ上にエッチ止め層と酸
化物層を被着させ、酸化物層をエッチ止め層まで研磨し
てオリフィス層を形成し、犠牲酸化物バンプ上にオリフ
ィス層の開口を形成し、犠牲酸化物バンプを除去する工
程からなるインクジェットノズルの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US005,319 | 1998-01-09 | ||
| US09/005,319 US6154234A (en) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | Monolithic ink jet nozzle formed from an oxide and nitride composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11245423A true JPH11245423A (ja) | 1999-09-14 |
| JP3468707B2 JP3468707B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=21715280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37309798A Expired - Fee Related JP3468707B2 (ja) | 1998-01-09 | 1998-12-28 | インクジェットノズルの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6154234A (ja) |
| JP (1) | JP3468707B2 (ja) |
| DE (2) | DE19835444A1 (ja) |
| GB (1) | GB2333065B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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