KR100188251B1 - 잉크젯 프린터 헤드 제조방법 - Google Patents
잉크젯 프린터 헤드 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100188251B1 KR100188251B1 KR1019960054992A KR19960054992A KR100188251B1 KR 100188251 B1 KR100188251 B1 KR 100188251B1 KR 1019960054992 A KR1019960054992 A KR 1019960054992A KR 19960054992 A KR19960054992 A KR 19960054992A KR 100188251 B1 KR100188251 B1 KR 100188251B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- film
- forming
- pattern
- manufacturing
- photoresist
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 76
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910004490 TaAl Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1631—Manufacturing processes photolithography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
본 발명은 프린터 헤드 제조방법에 관한 것으로서, 반도체 기판에 소정의 박막 패턴을 형성하여 잉크가 토출되는 비아홀을 형성하는 공정을 포함하는 프린터 헤드 제조방법에 있어서, 반도체기판에 열차단층을 형성하는 단계와, 상기 열차단층 상부에 발열체막을 적층하는 단계와, 상기 발열체막 상부에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 결과물의 표면에 도전체막을 적층하는 단계와, 상기 포토레지스트를 제거하여 상기 도전체막으로 이루어진 전극 패턴을 형성하는 단계와, 상기 전극 상부에 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 식각공정을 사용하지 않고 미세 패턴을 형성함으로써 프린터 헤드 제조공정을 단순화하여 헤드 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 잉크젯 프린터에 사용되는 잉크 카트리지 헤드 제조방법에 관한 것으로서, 특히 잉크젯 프린터 헤드 제조시 헤드 표면에 미세 패턴을 형성하는 공정기술에 관한 것이다.
도 1 을 참조하면, 일반적으로 잉크젯 프린터용 잉크 카트리지에 장착되어 사용되는 프린터 헤드는, 실리콘기판(10) 위에 형성된 발열체막(14)에 전극(16)을 통하여 펄스 형태의 전류가 공급되고 발열체막(14)이 수 밀리초(ms) 동안에 약 400℃ 정도로 급속히 가열되어 헤드에 저장되어 있던 잉크 내에 버블이 발생하며 버블의 추진력에 의해 헤드 표면의 노즐 플레이트의 개구부를 통해 잉크를 토출함으로써 종이에 글자나 그림 등을 인쇄하도록 구성되어 있다.
한편, 잉크젯 프린터의 출력 해상도를 향상시키기 위해서는 헤드 단위 면적당 잉크가 토출되는 비아홀(via hole)의 수를 증가시켜야 하므로 프린터 헤드의 제조공정에서 미세 패턴 기술이 필수적인 기술로 인식되고 있다.
종래의 프린터 헤드 제조공정을 살펴 보면, 먼저 실리콘 웨이퍼에 열산화공정을 실시하여, 도 3a 에 도시된 바와 같이, 기판(30) 표면에 실리콘산화막(32)을 성장시킨 다음 실리콘산화막(32) 상부에 발열체막(34)과 도전체막(38)을 적층시킨다.
그 다음, 기판 표면에 사진공정을 실시하여 도 3b 와 같이 포토레지스트(36) 패턴을 형성한 후 상기 도전체막을 선택적으로 식각하여 발열체막 표면에 전극(40) 패턴을 형성한다.
이후 상기 포토레지스트(36)를 제거하고 전극 표면에 실리콘질화막과 실리콘탄화막으로 이루어진 보호막(46)을 형성한 후 보호막(46) 표면에 금속막(48)을 형성하며 상기 금속막(48) 표면에 잉크 배리어 역할을 하는 폴리머막(50)을 형성한 후 노즐 플레이트(52)를 접착하여 도 3c 와 같은 프린터 헤드 구조를 완성한다.
상기와 같이 이루어지는 종래의 프린터 헤드 제조공정에서는 금속전극, 보호막, 금속막 등의 패턴을 형성하기 위한 사진 및 식각공정시 포토레지스트가 고온에 견디지 못해 포토레지스트가 산화되거나 타는 현상이 발생하고 식각공정을 미리 테스트하여 식각 종착점을 설정해야 하는 등 공정이 어렵고 복잡하며 제조원가가 상승하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로 별도의 식각공정을 사용하지 않고 SiO2/Si 기판 표면에 소정의 박막 패턴을 형성할 수 있는 잉크젯 프린터 헤드 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프린터 헤드 제조방법은, 실리콘 기판에 소정의 박막 패턴을 형성하여 잉크가 토출되는 비아홀을 형성하는 공정을 포함하는 프린터 헤드 제조방법에 있어서, 실리콘 기판에 열차단층을 형성하는 단계와, 상기 열차단층 상부에 발열체막을 적층하는 단계와, 상기 발열체막 상부에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 결과물의 표면에 도전체막을 적층하는 단계와, 상기 포토레지스트를 제거하여 상기 도전체막으로 이루어진 전극 패턴을 형성하는 단계와, 상기 전극 상부에 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보호막 형성 단계는 상기 전극이 형성된 기판에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 결과물의 표면에 보호막을 적층하는 단계와, 상기 포토레지스트를 제거하여 보호막 패턴을 형성하는 단계를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 보호막이 형성된 기판에 포토레지스트 패턴을 형성하고 금속막을 침적한 후 상기 포토레지스트를 제거하여 상기 보호막 상부에 금속막 패턴을 형성하는 것도 바람직하다.
도 1 은 프린터 헤드의 잉크가 토출되는 소자영역을 나타내는 도면.
도 2a 내지 도 2e 는 본 발명의 프린터 헤드 제조방법을 설명하기 위한 도면.
도 3a 내지 도 3c 는 종래의 프린터 헤드 제조방법을 설명하기 위한 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
10,30 : 실리콘기판 12,32 : 실리콘산화막
14,34 : 발열체막16,40 : 전극
18,44,46 : 보호막20,48 : 금속막
22,50 : 폴리머막24,52 : 노즐 플레이트
26 : 잉크28 : 종이
36,42 : 포토레지스트38 : 도전체막
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 나타내는 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 2a 를 참조하면, 먼저 실리콘 웨이퍼에 열산화공정을 실시하여 기판(30) 표면에 열차단층으로서 약 1μm 내지 3μm 정도의 실리콘산화막(32)을 성장시키고 상기 실리콘산화막(32) 상부에 약 200μΩ·cm 내지 400μΩ·cm 정도의 비저항값을 갖는 HfB2,TaAl, SnO2, Ni-Cr 합금 등의 발열체막(34)을 약 1000Å 내지 2000Å 정도의 두께로 적층한다. 여기서 기판(30)과 상기 발열체막(34) 사이에 형성된 상기 실리콘산화막(32)은 기판(30) 보다 열전도율이 작기 때문에 발열체막(34)으로부터 기판(30)을 통해 방열되는 것을 방지하여 열손실을 감소시키는 역할을 한다. 이어서 사진공정을 실시하여 발열체막(34) 표면에 약 1μm 정도 두께의 포토레지스트(36) 패턴을 형성하고 기판 전면에 Cu, Al, Ag, Au 등의 도전체막(38)을 증착한다.
그 다음, 상기 포토레지스트(36)를 리프트-오프시키면, 도 2b 에 도시된 바와 같이, 발열체막(34) 상부에 전극(40)이 형성된다.
그 다음, 도 2c 와 같이 사진공정을 실시하여 기판 상부에 포토레지스트(42) 패턴을 형성하고 기판 전면에 실리콘산화막과 실리콘탄화막을 연속으로 적층하여 보호막(44)을 형성한다. 상기 보호막(44)은 부식성이 강한 잉크에 의해 전극(40)과 발열체막(34)이 부식되는 것을 방지하는 역할을 하며 각각 인장 스트레스와 압축 스트레스를 발생시키는 실리콘질화막과 실리콘탄화막을 사용함으로써 보호막(40)의 하부막이 스트레스를 받는 것을 방지할 수 있는 구조가 된다.
그 다음, 리프트-오프 방식으로 상기 포토레지스트(42)와 그 위에 적층된 상기 보호막(44)을 제거하여, 도 2d 에 도시된 같이, 전극 상부에 보호막 패턴(46)을 형성한다.
이후 상기와 동일한 리프트-오프 방식으로 보호막(46) 상부에 금속막(48)을 형성한다. 상기 금속막(48)은 잉크 내의 버블이 터질 때 발생하는 충격을 방지하는 역할을 하게 된다. 이어서, 상기 금속막(48) 상부에 잉크 배리어로서 폴리머막(50)을 형성한 후 폴리머막(50) 상부에 노즐 플레이트(52)를 접착시켜, 도 2e 에 도시된 바와 같은 프린터 헤드 구조를 완성한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 프린터 헤드 제조방법에서는 미세 박막 패턴 형성시 식각공정이 필요가 없게 된다.
따라서, 본 발명은 프린터 헤드 제조공정을 단순화하여 헤드 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
Claims (7)
- 반도체 기판에 소정의 박막 패턴을 형성하여 잉크가 토출되는 비아홀을 형성하는 공정을 포함하는 프린터 헤드 제조방법에 있어서, 반도체기판에 열차단층을 형성하는 단계와, 상기 열차단층 상부에 발열체막을 적층하는 단계와, 상기 발열체막 상부에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 결과물의 표면에 도전체막을 적층하는 단계와, 상기 포토레지스트를 제거하여 상기 도전체막으로 이루어진 전극 패턴을 형성하는 단계와, 상기 전극 상부에 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프린터 헤드 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 보호막 형성 단계는 상기 전극이 형성된 기판에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 결과물의 표면에 보호막을 적층하는 단계와, 상기 포토레지스트를 제거하여 보호막 패턴을 형성하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프린터 헤드 제조방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 보호막이 형성된 기판에 포토레지스트 패턴을 형성하고 금속막을 적층한 후 상기 포토레지스트를 제거하여 상기 보호막 상부에 금속막 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프린터 헤드 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 열차단층은 실리콘산화막인 것을 특징으로 하는 프린터 헤드 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 발열체막은 HfB2,TaAl, SnO2또는 Ni-Cr 합금인 것을 특징으로 하는 프린터 헤드 제조방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 발열체막의 두께는 1000Å 내지 2000Å인 것을 특징으로 하는 프린터 헤드 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 보호막은 실리콘질화막과 실리콘탄화막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 프린터 헤드 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960054992A KR100188251B1 (ko) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | 잉크젯 프린터 헤드 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960054992A KR100188251B1 (ko) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | 잉크젯 프린터 헤드 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19980036426A KR19980036426A (ko) | 1998-08-05 |
| KR100188251B1 true KR100188251B1 (ko) | 1999-06-01 |
Family
ID=19482267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019960054992A KR100188251B1 (ko) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | 잉크젯 프린터 헤드 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100188251B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110136090A (ko) * | 2010-06-14 | 2011-12-21 | 일진디스플레이(주) | 패턴 형성 방법 및 패턴 구조 |
-
1996
- 1996-11-18 KR KR1019960054992A patent/KR100188251B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19980036426A (ko) | 1998-08-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0258606B1 (en) | Process for manufacturing thermal ink jet printheads and thin film resistor printhead produced thereby | |
| US4951063A (en) | Heating elements for thermal ink jet devices | |
| EP0154515B1 (en) | Bubble jet printing device | |
| EP0434946B1 (en) | Ink jet printhead having ionic passivation of electrical circuitry | |
| JP2820406B2 (ja) | サーマル・インクジェット・プリントヘッド用薄膜抵抗デバイスとその製造方法 | |
| US5790154A (en) | Method of manufacturing an ink ejection recording head and a recording apparatus using the recording head | |
| JPS5833472A (ja) | 液体噴射記録ヘツド | |
| US4968992A (en) | Method for manufacturing a liquid jet recording head having a protective layer formed by etching | |
| JP2846636B2 (ja) | インクジェット記録ヘッド用基板の作製方法 | |
| KR100560593B1 (ko) | 액체 토출 헤드의 제조방법 | |
| US6450622B1 (en) | Fluid ejection device | |
| US6350017B1 (en) | Ink-jet printer head and manufacturing method thereof | |
| KR100188251B1 (ko) | 잉크젯 프린터 헤드 제조방법 | |
| JP2711091B2 (ja) | インクジェット記録ヘッド用基板の作製方法 | |
| US5844586A (en) | Process for making ink jet heater chips | |
| JPH0768763A (ja) | 軸対称熱インク・ジェット・ペン及びその製造方法 | |
| KR20050062743A (ko) | 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 | |
| KR100186576B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드의 제조방법 | |
| JP2000015817A (ja) | インクジェットヘッド | |
| KR100438726B1 (ko) | 잉크 젯 프린트 헤드 및 이의 제조 방법 | |
| JP2003136738A (ja) | 回路基板及び液体吐出ヘッド、並びにそれらの製造方法 | |
| KR100497389B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 | |
| JP3397532B2 (ja) | 液体噴射記録ヘッド用基体及びその製造方法 | |
| JP3101198B2 (ja) | サーマルヘッド | |
| KR100421027B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20061227 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |