KR100474836B1 - 액적 분사 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

액적 분사 장치의 제조 방법에 대해 개시된다. 프린터(printer)나 팩시밀리 (facsimile)등에 사용되는 액적 분사 장치에 있어서 기존의 실리콘 웨이퍼, 폴리이미드 또는 금속판 등을 각각 제작한 후에 이들을 적층하여 제조하는 방법을 개선하여, 다공성 실리콘을 이용하여 유로를 형성하는 일체형 액적 분사 장치의 제조 방법을 제시하였다. 따라서, 단차에 의한 사진 식각 공정의 어려움 및 다층 접합에 의해 야기되는 정렬 오차, 진동판의 파손 등의 문제를 해결하였으며, 여러 단차를 가지는 유로를 단결정 실리콘 웨이퍼에 일체형으로 형성할 수 있다.

Description

액적 분사 장치의 제조 방법{Manufacturing method for monolithic fluid jet printer head}
본 발명은 액적 분사 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프린터나 팩시밀리 등에 이용되는 다공성 실리콘을 이용한 일체형 액적 분사 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 미국 특허 제 5,375,325호에 기재된 액적 분사 장치에 관한 단면도이다. 도 1의 액적 분사 장치는 노즐(11)이 형성된 노즐판(12), 댐퍼 형성용 판(13), 압력 챔버 형성용 판(14), 진동판(15)등이 순차적으로 적층된 구조로 이루어져 있다. 상기와 같은 구조의 액적 분사 장치는 각각의 판들을 따로 제작한 후, 상기 판들을 순차적인 접합 공정을 통하여 완성시킨다. 그러나, 상기 접합 공정은 고난도의 기술을 필요로 할 뿐만 아니라, 수율도 반도체 공정에 비하여 현저하게 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 상기 접합 공정을 수행하는 데 있어서, 접합 하려는 판들 사이를 정렬시키는데 많은 시간과 고난도의 기술을 필요로 할 뿐만 아니라, 어느 정도의 정렬 오차를 가지게 된다. 즉, 사용하는 접착제에 의해 액적이 흐르는 유로의 형상을 원하는 데로 정확히 제조하기 어렵다. 상기 정렬 오차들은 각각의 유체의 흐름을 방해하여, 정상적인 액적 분사를 어렵게 한다. 따라서, 상기 접합 공정은 원하는 정밀도를 유지하며 진행하기 어려우며, 그에 따라 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.
도 2a 내지 도 2e는 미국 특허 제 5,754,205호에 기재된 액적 분사 장치의 제조 방법을 나타낸 도면이다. 상기 액적 분사 장치의 제조 방법은 기존의 접합 공정의 단점을 극복하고, 수율을 높이기 위하여 실리콘 기판(21)을 이용하여 제조한 것이다. 상기 제조 방법은 도 2e에 나타낸 바와 같이, 압력 발생 챔버와 진동판 등을 하나의 기판(21)에 제작한 것이고, 노즐(22)이 형성된 박막은 따로 제작하여 상기 웨이퍼에 접합하여 완성하였다. 따라서, 이 경우에도 접합 공정시 박막에 문제가 발생할 우려가 크며, 접합시 정밀한 조절이 어려워서 높은 수율을 얻는데 한계가 있다. 또한, 실리콘 습식 식각을 이용하여 제작하였기 때문에 실리콘 결정 방향등에 의하여 원하는 유로를 자유롭게 제작할 수 없을 뿐만 아니라 재현성을 보장하기 어려운 문제점이 있다.
도 3a 내지 도 3f는 다공성 실리콘을 이용하지 않고, 통상의 실리콘 기판의 건식 식각 공정과 습식 식각 공정을 이용한, 액적 분사 장치의 제작 방법에 대해 나타낸 것이다. 치수의 정확도가 요구되는 노즐 등은 보다 정확한 건식 식각을 이용하여 제작하였다. 또한, 도 3d와 같이 유체의 흐름 등을 위하여 필요한 경우에는 습식 식각을 이용하여 제작하였다. 따라서, 이러한 제조 방법은 원하는 치수를 정확하게 맞출 수 있으며, 그 형태에 상관없이 자유롭게 제작할 수 있다는 장점이 있다.
그러나, 상기 제조 방법도 도 3f에 나타낸 바와 같이, 실리콘 기판 한 장으로 압력 챔버(32), 저장고(31), 노즐(36) 등을 제작하고, 진동판(34) 등은 다른 기판을 사용하여 제작한 후에 접합시킨 것이다. 즉, 실리콘 기판 두 장을 이용하여 제작한 뒤에, 접합을 하였기 때문에 접합 공정에서의 문제점은 잔존한 상태이다. 게다가, 상기 진동판(34)은 얇은 두께의 박막이므로 접합 공정에서 진동판(34)이 파손될 우려가 있다. 또한, 3a와 같은 작업 후에 도 3b의 작업을 진행 할 경우와 같이, 작업을 진행할수록 큰 단차로 인하여 사진 작업을 수행하기 어려워지는 경우가 있다. 왜냐하면, 도 4에 도시된 바와 같이 감광제를 도포할 때, 큰 단차로 인하여 상기 감광제의 도포가 균일하게 이루어지지 않고, 또한 상기 감광제가 도포되지 않는 부분(41)이 생길 가능성이 있기 때문이다. 게다가, 상기 감광제를 도포할 때 기포(42)가 형성될 수 있으며, 감광제를 경화시키는 동안에 상기 기포(42)가 팽창하여 상기 감광제가 깨지는 경우가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상기 종래 기술의 고비용 저효율의 복잡한 구조 및 제조 방법을 개선하기 위하여, 다공성 실리콘 공정을 이용하여, 실리콘 기판 한 장에 모든 구조를 일체형으로 형성시킨 액적 분사 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 상기 다공성 실리콘 공정을 이용하여 단차가 큰 구조나 여러 단자의 구조를 가진 유로를 자유롭게 제작할 수 있는 액적 분자 장치의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는
(가) 실리콘 기판의 일측에 형성되는 저장고 영역 및 그 타측에 형성되는 압력 챔버 영역의 테두리 부위를 소정의 깊이로 식각하는 단계;
(나) 실리콘 기판의 저장고 영역 및 상기 압력 챔버 영역의 중앙 부위인 감쇄기 영역에 다공성 실리콘을 형성시키는 단계;
(다) 상기 저장고 영역 및 상기 압력 챔버 영역에 다공성 실리콘을 형성시키는 단계;
(라) 상기 실리콘 기판 상부 및 상기 감쇄기, 저장고, 압력 챔버 영역의 다공성 실리콘 상부에 진동판을 형성시키는 단계;
(마) 상기 실리콘 기판의 하부면을 상기 압력 챔버 형성 영역 보다 좁은 폭으로 식각하여, 압력 챔버 형성 영역의 다공성 실리콘이 형성된 영역까지 식각하여 댐퍼를 형성시키는 단계;
(바) 상기 댐퍼 형성 영역을 통해 상기 압력 챔버, 감쇄기 및 저장고 형성 영역의 다공성 실리콘을 식각하여, 상기 압력 챔버, 감쇄기 및 저장고를 형성시키는 단계;
(사) 상기 기판 하부에 노즐을 형성하기 위한 노즐 형성용 박막을 형성시킨 후, 상기 노즐 형성용 박막 부위에 상기 댐퍼 형성 영역과 연통된 노즐을 형성시키는 단계;로 이루어진 액적 분사 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 기판은 p형 실리콘 기판인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 (가) 단계는 상기 기판 상부에 마스크층을 형성시키는 단계;
사진 식각 공정에 의하여, 상기 저장고 영역 및 상기 압력 챔버 영역의 외주면의 상부를 상기 마스크층까지 식각하여 개구부를 형성시키는 단계; 및
상기 저장고 영역 및 상기 압력 챔버 영역의 테두리 부위를 식각하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 마스크층은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 또는 금속 중에서 선택되어 이루어진 것이 바람직하며, 상기 금속막은 알루미늄, 티탄 또는 텅스텐 중에서 선택되어 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 (나) 단계는 상기 실기콘 기판 상부에 마스크층을 증착시키는 단계;
사진 식각 공정에 의해 상기 감쇄기 형성 영역의 마스크층을 제거하는 단계;
상기 감쇄기 형성 영역에 다공성 실리콘을 형성시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 (다) 단계는 상기 실리콘 기판 상부에 마스크층을 증착시키는 단계;
사진 식각 공정에 의하여 상기 저장고 및 상기 압력 챔버 형성 영역 상부의 마스크층을 제거하는 단계;
상기 저장고 및 상기 압력 챔버 영역에 다공성 실리콘을 형성시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다. 상기 마스크층은 실리콘 질화막인 것이 바람직하며, 상기 마스크층의 증착은 LPCVD 또는 PECVD공정에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 진동판은 다결정 실리콘, 다이아몬드 또는 DLC중에서 선택되어 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 노즐 형성용 박막은 폴리이미드 또는 감광성 폴리이미드등의 라미네이션이 가능한 물질로 이루어지거나, 사진 식각이 가능한 감광제로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 (가) 단계는 공정의 정확도에 의해 생략이 가능하다.
또한, 본 발명에 있어서 상기 (나) 단계와 상기 (다) 단계는 서로 순서를 바꾸어 진행할 수 있다.
이하, 도면을 참고하면서 본 발명의 일 실시예 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명에 의한 액적 분사 장치를 나타내는 단면도이다. 도 5를 참고하면, 실리콘 기판의 일측에 유체가 저장되어 있는 저장고(51)가 형성되어 있고, 그 타측에는 발생된 압력을 유체에 전달하는 압력 챔버(52)가 형성되어 있다. 상기 저장고(51) 및 상기 압력 챔버(52)를 연결하는 유로인 감쇄기(53)가 그 사이에 형성되어 있으며, 상기 압력 챔버(52) 하부에 위치하여 상기 압력 챔버(52) 및 노즐(57)을 연결하는 유로인 댐퍼(56)가 형성되어 있다. 그리고 상기 실리콘 기판 하부는 노즐 형성용 판에 상기 댐퍼와 연결되어 상기 액적을 분사하는 상기 노즐(57)이 형성되어 있으며, 상기 압력 챔버(52) 및 상기 저장고(51) 상부에는 상기 압력 챔버(52)에 압력을 전달하는 진동판(54)이 증착되어 있고, 상기 진동판(54) 상부에는 상기 압력 챔버(52)가 위치한 쪽에 상기 진동판(54)을 구동하여 압력을 발생시키는 구동 장치(55)로 마련되어 있다.
상기 액적 분사 장치를 제작하는데 있어서, 상기 저장고(51), 상기 압력 챔버(52), 상기 감쇄기(53), 상기 전동판(54), 상기 구동 장치(55), 상기 댐퍼(56) 및 상기 노즐(57)은 연속적으로 배치되어 하나의 단결정 실리콘 기판에 일체형으로 구성된 액적 분사 장치가 제공된다. 여기서, 상기 단결정 실리콘 기판은 결정 방향과 관계없으며, 다공성 실리콘을 형성하기 위하여 p형 단결정 실리콘을 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 도 6a 내지 도 6n을 참고하면서, 본 발명에 의한 액적 분사 장치의 제조 방법에 관해서 상세히 설명하고자 한다.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이 p형 단결정 실리콘 기판(601)의 표면에 제 1마스크층(602)을 증착한다. 여기서, 상기 제 1마스크층(602)은 그 구성 재료로서 도 6c에 나타낸 실리콘 식각 공정에서의 마스크층 역할을 할 수 있는 재료를 사용한다. 상기 재료로는 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 알루미늄, 티탄, 텅스텐 등의 금속막이 사용되는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 큰 단차를 가져야 하는 상기 저장고 및 상기 압력 챔버가 형성될 영역의 테두리 부위(603, 604)를 깊이 형성시키 위하여, 상기 제 1마스크층(602)을 패터닝하여, 사진 식각 공정에 의해 상기 테두리 부위(603, 604)에 해당되는 상기 실리콘 기판의 상부를 상기 마스크 층까지 식각한다.
상기 저장고 및 상기 압력 챔버가 형성될 영역의 테두리 부위(603,604)를 형성시킨 후, 도 6c에 나타낸 바와 같이 상기 테두리 부위(603, 604)를 깊이 식각하여 형성시킨다. 이 경우, 상기 저장고 및 상기 압력 챔버의 테두리 부위(603, 604)는 다공성 실리콘을 형성시키는 공정의 정확성을 기하기 위한 것으로 공차의 여유가 있는 경우에는 상기 6a 내지 상기 6c 공정을 생략할 수 있다.
도 7을 참고하면, 단결정 실리콘 기판(71)에 다공성 실리콘을 형성하는 경우, 상기 다공성 실리콘은 마스크층(72)의 개구부를 통하여 상기 마스크층(72)의 수직 하방(73)으로 형성될 뿐만 아니라, 양 측면 방향(74)으로도 형성된다. 따라서, 상기 다공성 실리콘의 형성 방향을 제어하여 정확한 수치로 형성시키려면, 도 7b에 나타낸 바와 같이 다공성 실리콘이 형성되기 전에, 양 측면에 보호막을 형성시켜야 한다. 상기 보호막이 형성된 경우에는, 상기 다공성 실리콘이 상기 마스크층(71)의 개구부의 수직 하방(73)으로만 형성될 수 있으므로 상기 다공성 실리콘을 원하는 형태로 제작할 수 있다.
다음 단계로, 도 6d에 나타낸 바와 같이 상기 실리콘 기판(601) 상부에 제 2마스크층(605)을 형성시킨다. 상기 제 2마스크층(605)을 구성하는 물질은 상기 도 7b에 나타낸 바와 같이, 다공성 실리콘이 형성되는 경우 측면으로의 확산을 방지할 수 있는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 2마스크층(605)은 상기 실리콘 기판(601)의 상부 뿐만 아니라, 상기 테두리 영역의 측면에도 형성이 되는 것이 바람직하다. 따라서, 이방성이 아닌 등방성 증착이 바람직하다. 그리고, 상기 테두리 영역의 깊은 부위까지 모두 증착이 이루어져야 하므로, 낮은 압력에서 증착시키는 방법을 선택하여야 상기 테두리 영역의 측면 마스크층을 원하는 형태로 형성시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2마스크층(605)은 실리콘 질화막 등으로 구성하는 것이 바람직하며, 상기 제 2마스크층(605)의 증착 방법으로 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)법 또는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법을 이용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 6e에 나타낸 바와 같이 사진 식각 공정을 이용하여 감쇄기가 형성될 영역(606) 상부의 마스크층을 제거한다. 이 경우 상기 테두리 영역의 단차는 그 폭이 좁기 때문에, 사진 식각 공정에 있어서 크게 문제가 되지 않는다. 만일, 상기 단차가 문제되는 경우에는 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막 등의 물질을 두껍게 증착한 후, 다시 식각하여 상기 문제를 극복할 수 있다. 이는 증착할 경우에는 등방성으로 증착되고, 식각할 경우에는 이방성으로 식각하는 것이 가능하기 때문이다.
다음으로, 도 6f에 나타낸 바와 같이 상기 감쇄기가 형성될 영역에 다공성 실리콘(607)을 형성시킨다. 본 발명에 있어서 상기 감쇄기는 상기 압력 챔버 및 상기 저장고를 연결시키는 유로로서 상기 저장고에 저장된 유체가 배출되는 통로이다.
다음 단계로, 도 6g에 나타낸 바와 같이 상기 실리콘 기판(601) 상부에 제 3마스크층(608)을 형성시키고, 상기 저장고 및 상기 압력 챔버가 형성될 영역(609, 610)의 상부의 제 3마스크층(608)을 제거한다. 이 경우, 상기 제 3마스크층(608)을 구성하는 물질은 상기 제 2마스크층(605)을 구성하는 물질과 같은 성질을 가진 것으로 선택하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 6h에 나타낸 바와 같이 상기 저장고 및 상기 압력 챔버가 형성되는 영역에 다공성 실리콘(609, 610)을 형성시킨다. 상기 다공성 실리콘(609, 610)은 그 두께가 두꺼우므로 상기 다공성 실리콘(609, 610)을 형성시키는 경우, 그 형성 속도를 잘 조절하여야 한다. 만일, 너무 빠른 속도로 형성시킨 경우에는 상기 실리콘 기판(601)과 상기 다공성 실리콘(609, 610)과의 접합성이 떨어지게 되고, 너무 느린 속도로 형성시킨 경우에는 상기 테두리 영역 측면 또는 상기 실리콘 기판(601) 상부의 마스크층이 견디기 어렵게 된다.
본 발명에 의한 액적 분사 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 감쇄기 형성 영역의 다공성 실리콘(606)을 형성시키는 공정과 상기 저장고 및 압력 챔버의 형성 영역에 다공성 실리콘(609, 610)을 형성시키는 공정을 바꾸어 진행할 수 있다. 즉, 상기 도 6g 및 도 6h에 해당하는 공정을 도 6d에 해당하는 공정 이전에 행하여도 결론에 있어서는 차이가 없다.
다음 단계로, 도 6i에 나타낸 바와 같이 상기 실리콘 기판(601) 상부에 상기 진동판(611)을 증착시킨다. 상기 진동판(611)은 상기 압력 챔버에 압력을 전달해 주는 역할을 하므로, 기계적으로 안정된 물질로 이루어진 것이 바람직하다. 또한, 상기 진동판(611)은 상기 저장고의 유체를 밀어내는 힘을 전달하는 역할을 해야 하므로, 다결정 실리콘, 다이아몬드 또는 DLC(Diamond Like Carbon) 등의 물질을 사용하여 형성시키는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 6j에 나타낸 바와 같이 상기 압력 챔버에 대응되는 상기 진동판(611) 상부 영역에 상기 구동 장치(612)를 형성시킨다. 상기 구동 장치(611)를 형성시키는 방법은 압전체를 프린팅 하는 방법, 제작한 압천체를 접합시키는 방법등 다양한 방법들이 이용될 수 있다.
다음 단계로, 도 6k에 나타낸 바와 같이, 상기 단결정 실리콘 기판(601) 하부면중에서, 상기 압력 챔버 영역의 다공성 실리콘(610) 형성 부위의 일 측면의 하부 영역을 실리콘 식각 기술로 식각하여 댐퍼(616)를 형성시킨다. 따라서, 상기 실리콘 기판(601) 하부면은 상기 압력 챔버가 형성될 영역(610)과 유통된 형태를 가지게 된다.
다음 단계로, 도 6l에 나타낸 바와 같이, 압력 챔버(614), 감쇄기(613) 및 저장고(615)가 형성되는 영역의 상기 다공성 실리콘(610, 607, 609)들을 선택적으로 식각한다. 따라서, 상기 실리콘 기판(601) 내부에 압력 챔버(614), 감쇄기(613) 및 상기 저장고(615)를 형성시킨다.
다음 단계로, 도 6m에 나타낸 바와 같이, 상기 실리콘 기판(601) 하부에 상기 노즐을 형성하기 위한 박막(617)을 라미네이션한다. 상기 노즐 형성용 박막(617)은 폴리이미드, 또는 감광성 폴리이미드 등 단결정 실리콘 기판(601)에 라미네이션이 가능한 물질로 이루어지거나, 사진 식각이 가능한 감광제 등의 물질로 이루어진 것이 바람직하다.
다음으로, 도 6n에 나타낸 바와 같이, 상기 노즐 형성용 박막(617)에 상기 댐퍼(616) 형성 영역과 연통된 노즐(616)을 형성시킨다. 상기 노즐(616)은 상기 실리콘 기판(601)의 상기 댐퍼(616) 영역에 형성시킨다. 상기 노즐(616)을 형성시키는 방법은 사진 식각 공정이 가능한 박막인 경우, 사진 식각 공정에 따르고, 그렇지 않는 경우에는 마스크 증착 공정을 추가하여 식각 공정을 수행한다. 또한, 경우에 따라서는 상기 노즐 형성용 박막에 소수성 처리를 하는 것도 가능하다.
본 발명에 따르면, 다공성 실리콘을 사용하여 큰 단차의 유로를 형성할 경우에도 무리없이 공정을 진행할 수 있어 사진 작업이 용이하다.
그리고, 종래의 액적 분사 장치 제조 방법과는 달리, 진동판을 증착하여 사용함으로써, 상기 진동판이 파손될 염려가 없으며, 상기 진동판의 두께도 자유롭게 조절할 수 있다. 종래 기술의 경우 접착체를 도포하는 과정에서 필요 이상의 접착제가 도포되어 원하던 형상과 다르게 제작되어 유체의 흐름을 방해하였으나, 본 발명에서는 증착을 하므로 상기 접착제가 필요하지 않으므로 상기 문제점을 해결할 수 있으며, 진동판 형성시 그 하부에 다공성 실리콘이 존재하고 있으므로, 상기 진동판이 파손되는 문제점도 해결할 수 있다.
노즐을 형성하는 공정의 경우, 종래 기술은 노즐판을 따로 제작하여 접합시키므로, 약 10㎛ 의 오차가 발생하였으나 본 발명에 따르면 노즐과 댐퍼의 정렬 오차를 1㎛이하로 줄일 수 있고, 노즐의 크기도 1㎛ 이하의 공차로 조절이 가능하다.
따라서, 종래 여러 층을 적층하여 제작하던 복잡한 구조의 액적 분사 장치를 단결정 실리콘 한 장을 이용하여 정렬 오차 없이 제작함으로써 보다 자유로운 형상의 유로 및 정확한 치수를 가지는 액적 분사 장치의 대량 생산이 가능하다.
도 1은 미국 특허 제 5,375,325호에 기재된 종래의 액적 분사 장치의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2a 내지 도 2e는 미국 특허 제 5,754,205호에 기재된 종래의 액적 분사 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도이다.
도 3a 내지 도 3f는 종래의 액적 분사 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도이다.
도 4는 종래 기술에 의한 큰 단차에서 감광제를 도포할 경우의 문제점을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 액적 분사 장치의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 6a 내지 도 6n은 본 발명에 의한 액적 분사 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 의한 액적 분사 장치에서 실리콘 기판의 식각 방향을 나타낸 단면도이다.
< 발명의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
11, 22, 36, 57, 617... 노즐
12... 노즐판 13... 댐퍼 형성용 판
14... 압력 챔버 형성용 판
15... 진동판 21, 71... 실리콘 기판
31, 51... 저장고 32, 52, 614... 압력 챔버
33, 53, 613... 감쇄기 34, 54, 610... 진동판
35, 56, 612... 댐퍼 42... 기포
55, 611... 구동 장치 601... 실리콘 기판
602... 제 1마스크층
603... 저장고 형성 영역의 테두리 부위.
604... 압력 챔버 형성 영역의 테두리 부위
605... 제 2마스크층 606... 감쇄기 형성 영역
607, 609, 610... 다공성 실리콘
608... 제 3마스크층 611... 진동판
612... 구동 장치 612... 감쇄기
614... 압력 챔버 615... 저장고
616... 댐퍼 617... 노즐 형성용 박막
618... 노즐 72... 마스크 층

Claims (26)

  1. (가) 실리콘 기판의 일측에 형성되는 저장고 영역 및 그 타측에 형성되는 압력 챔버 영역의 테두리 부위를 소정의 깊이로 식각하는 단계;
    (나) 실리콘 기판의 저장고 영역 및 상기 압력 챔버 영역의 중앙 부위인 감쇄기 영역에 다공성 실리콘을 형성시키는 단계;
    (다) 상기 저장고 영역 및 상기 압력 챔버 영역에 다공성 실리콘을 형성시키는 단계;
    (라) 상기 실리콘 기판 상부 및 상기 감쇄기, 저장고, 압력 챔버 영역의 다공성 실리콘 상부에 진동판을 형성시키는 단계;
    (마) 상기 실리콘 기판의 하부면을 상기 압력 챔버 형성 영역 보다 좁은 폭으로 식각하여, 압력 챔버 형성 영역의 다공성 실리콘이 형성된 영역까지 식각하여 댐퍼를 형성시키는 단계;
    (바) 상기 댐퍼 형성 영역을 통해 상기 압력 챔버, 감쇄기 및 저장고 형성 영역의 다공성 실리콘을 식각하여, 상기 압력 챔버, 감쇄기 및 저장고를 형성시키는 단계;
    (사) 상기 기판 하부에 노즐을 형성하기 위한 노즐 형성용 박막을 형성시킨 후, 상기 노즐 형성용 박막 부위에 상기 댐퍼 형성 영역과 연통된 노즐을 형성시키는 단계;로 이루어진 액적 분사 장치의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은 p형 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 (가) 단계는 상기 기판 상부에 마스크층을 형성시키는 단계;
    사진 식각 공정에 의하여, 상기 저장고 영역 및 상기 압력 챔버 영역의 테두리 부위의 상부를 상기 마스크층까지 식각하여 개구부를 형성시키는 단계; 및
    상기 저장고 영역 및 상기 압력 챔버 영역의 테두리 부위를 식각하는 단계로 이루어진 액적 분사 장치의 제조 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 마스크층은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 또는 금속 중에서 선택되어 이루어진 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 금속막은 알루미늄, 티탄 또는 텅스텐 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 (나) 단계는 상기 실기콘 기판 상부에 마스크층을 증착시키는 단계;
    사진 식각 공정에 의해 상기 감쇄기 형성 영역의 마스크층을 제거하는 단계;
    상기 감쇄기 형성 영역에 다공성 실리콘을 형성시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 (다) 단계는 상기 실리콘 기판 상부에 마스크층을 증착시키는 단계;
    사진 식각 공정에 의하여 상기 저장고 및 상기 압력 챔버 형성 영역 상부의 마스크층을 제거하는 단계;
    상기 저장고 및 상기 압력 챔버 영역에 다공성 실리콘을 형성시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  8. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 마스크층은 실리콘 질화막인 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  9. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 마스크층의 증착은 LPCVD 또는 PECVD공정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 진동판은 다결정 실리콘, 다이아몬드 또는 DLC중에서 선택되어 이루어진 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 노즐 형성용 박막은 폴리이미드 또는 감광성 폴리이미드등의 라미네이션이 가능한 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 노즐 형성용 박막은 사진 식각이 가능한 감광제로 이루어진 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 진동판 상부에 구동 장치를 형성시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 (나) 단계 및 (다) 단계는 상호 공정 순서를 바꾸어 진행되는 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  15. (가) 실리콘 기판의 저장고 영역 및 상기 압력 챔버 영역의 중앙 부위인 감쇄기 영역에 다공성 실리콘을 형성시키는 단계;
    (나) 상기 저장고 영역 및 상기 압력 챔버 영역에 다공성 실리콘을 형성시키는 단계;
    (다) 상기 실리콘 기판 상부 및 상기 감쇄기, 저장고, 압력 챔버 영역의 다공성 실리콘 상부에 진동판을 형성시키는 단계;
    (라) 상기 실리콘 기판의 하부면을 상기 압력 챔버 형성 영역 보다 좁은 폭으로 식각하여, 압력 챔버 형성 영역의 다공성 실리콘이 형성된 영역까지 식각하여 댐퍼를 형성시키는 단계;
    (마) 상기 댐퍼 형성 영역을 통해 상기 압력 챔버, 감쇄기 및 저장고 형성 영역의 다공성 실리콘을 식각하여, 상기 압력 챔버, 감쇄기 및 저장고를 형성시키는 단계;
    (바) 상기 기판 하부에 노즐을 형성하기 위한 노즐 형성용 박막을 형성시킨 후, 상기 노즐 형성용 박막 부위에 상기 댐퍼 형성 영역과 연통된 노즐을 형성시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 기판은 p형 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 (가)단계 및 상기 (나)단계의 마스크층의 증착은 LPCVD 또는 PECVD공정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 (가) 단계는 상기 실기콘 기판 상부에 마스크층을 증착시키는 단계;
    사진 식각 공정에 의해 상기 감쇄기 영역의 마스크층을 제거하는 단계;
    상기 감쇄기 영역에 다공성 실리콘을 형성시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 (나) 단계는 상기 실리콘 기판 상부에 마스크층을 증착시키는 단계;
    사진 식각 공정에 의하여 상기 저장고 및 상기 압력 챔버 형성 영역 상부의 마스크층을 제거하는 단계;
    상기 저장고 및 상기 압력 챔버 영역에 다공성 실리콘을 형성시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  20. 제 18항 또는 제 19항에 있어서,
    상기 마스크층은 실리콘 질화막인 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  21. 제 18항 또는 제 19항에 있어서,
    상기 마스크층의 증착은 LPCVD 또는 PECVD공정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  22. 제 15항에 있어서,
    상기 진동판은 다결정 실리콘, 다이아몬드 또는 DLC중에서 선택되어 이루어진 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  23. 제 15항에 있어서,
    상기 노즐 형성용 박막은 폴리이미드 또는 감광성 폴리이미드등의 라미네이션이 가능한 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  24. 제 15항에 있어서,
    상기 노즐 형성용 박막은 사진 식각이 가능한 감광제로 이루어진 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  25. 제 15항에 있어서,
    상기 진동판 상부에 구동 장치를 형성시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
  26. 제 15항에 있어서,
    상기 (가) 단계 및 (나) 단계는 서로 공정 순서를 바꾸어 진행되는 것을 특징으로 하는 액적 분사 장치의 제조 방법.
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