KR100477707B1 - 모놀리틱 잉크젯 프린트헤드 제조방법 - Google Patents

Abstract

모놀리틱 잉크젯 프리트헤드의 제조방법이 개시된다. 개시된 모놀리틱 잉크젯 프린트헤드 제조방법은 실리콘 기판 상에 히터층을 형성한 후 히터층을 패터닝하여 잉크챔버가 형성될 부위에만 잔존시키는 단계와, 기판 상에 네가티브 포토레지스트 층을 형성한 후 패터닝하여 유로플레이트를 형성하는 단계와, 유로플레이트 위에 포지티브 포토레지스트 층을 형성한 후 패터닝하여 잉크챔버, 리스트릭터 및 잉크채널이 형성될 평면형상 위에 제1희생층을 형성하는 단계와, 제1희생층 위에 포지티브 포토레지스트 층을 형성한 후 패터닝하여 제2희생층을 형성하는 단계와, 제2희생층을 식각하여 상기 유로플레이트의 높이와 동일한 높이로 평탄화하는 단계를 구비한다. 이와 같은 제조방법에 의하면, 잉크챔버의 상면을 평탄하게 하여 그 위에 채워지는 노즐플레이트와 dewetting 현상이 발생되지 않아, 균일한 형상의 유로를 형성하여 잉크 토출성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

모놀리틱 잉크젯 프린트헤드 제조방법{Method of manufacturing Monolithic inkjet printhead}

본 발명은 잉크젯 프린트헤드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 공정에 의해 실리콘 기판 상에 일체로 형성되는 열-구동 방식의 모놀리틱 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 잉크젯 프린트헤드는, 인쇄용 잉크의 미소한 액적(droplet)을 기록용지 상의 원하는 위치에 토출시켜서 소정 색상의 화상으로 인쇄하는 장치이다. 이러한 잉크젯 프린트헤드는 잉크 액적의 토출 메카니즘에 따라 크게 두가지 방식으로 분류될 수 있다. 그 하나는 열원을 이용하여 잉크에 버블(bubble)을 발생시켜 그 버블의 팽창력에 의해 잉크 액적을 토출시키는 열-구동 방식의 잉크젯 프린터헤드이고, 다른 하나는 압전체를 사용하여 그 압전체의 변형으로 인해 잉크에 가해지는 압력에 의해 잉크 액적을 토출시키는 압전-구동 방식의 잉크젯 프린트헤드이다.

도 1a는 종래의 열-구동 방식의 잉크젯 프린터헤드의 구조를 설명하기 위하여 일부를 절개하여 도시한 절개 사시도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 잉크젯 프린터헤드에서 잉크가 토출되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 1a와 도 1b를 참조하면, 종래의 열-구동 방식의 잉크젯 프린트헤드는 잉크(29)가 공급되는 통로인 매니폴드(22)가 형성되어 있는 기판(10)과, 기판(10) 위에 설치되어 잉크(29)가 채워지는 잉크챔버(26)를 한정하는 격벽(14)과, 잉크챔버(26) 내에 설치되는 히터(12)와, 잉크 액적(29')이 토출되는 노즐(16)이 형성된 노즐 플레이트(18)로 구성되어 있다.

히터(12)에 펄스 형태의 전류가 공급되어 히터(12)에서 열이 발생되면 잉크챔버(26) 내에 채워진 잉크(29)가 가열되어 버블(28)이 생성된다. 생성된 버블(28)은 계속적으로 팽창하게 되면서 잉크챔버(26) 내에 채워진 잉크(29)에 압력이 가해져 노즐(16)을 통해 잉크 액적(29')이 외부로 토출된다. 이때, 매니폴드(22)로부터 잉크채널(24)을 통해 잉크챔버(26) 내부로 잉크(29)가 흡입되어 잉크챔버(26)는 다시 잉크(29)로 채워진다.

도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 열-구동방식 잉크젯 프린터헤드에서 잉크챔버를 형성하는 공정을 설명하기 위한 도면이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 기판(10)위에 잉크챔버(26)를 한정하기 위한 격벽(14)을 형성시킨다. 격벽(14)의 사이에 위치하는 잉크챔버(26)가 형성될 공간에 포지티브 포토레지스트(PR)를 채워 넣은 다음, 그 위에 네가티브 포토레지스트(NP)로 이루어진 노즐플레이트(18)를 형성시킨다.

그런 다음에, 노즐플레이트(18)에 노즐(16)을 형성시키고, 포지티브 포토레지스트(PR)를 제거하고, 기판(10)에 매니폴드(22)를 형성시킨다.

이때, 격벽(14)에 의하여 한정되는 잉크챔버(26)가 형성될 공간에 채워진 포지티브 포토레지스트(PR)는 격벽(14)에 접촉하는 부분에서 중앙부로 갈수록 점점 기판(10)쪽으로 처지면서 전체적으로 포물선형상을 띤다. 이때, 격벽(14)근처에서 접촉하는 잉크챔버(26)의 포지티브 포토레지스트(PR)와 노즐플레이트(18)의 네가티브 포토레지스트(NP)가 상호 반응하여 노즐플레이트(18)가 침식되는 Dewetting 현상이 발생된다.

이와같은 Dewetting 현상으로 노즐플레이트(18)가 침식되어 소정공간이 형성되면, 균일한 유로구조 구현이 어려워져 셀 간 편차가 커지며 잉크 토출 성능을 저하시킨다.

본 발명은 상기 문제점을 감안한 것으로, 잉크챔버를 형성시킬 때 평탄화를 향상시켜 dewetting 현상을 제거함으로써 균일한 잉크유로형성으로 인한 잉크토출 성능을 향상시킬 수 있는 잉크젯 프린터헤드를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 잉크젯 프린트헤드의 제조방법은 (가) 실리콘 기판 상에 히터층을 형성한 후, 상기 히터층을 패터닝하여 잉크챔버가 형성될 부위에만 잔존시키는 단계;

(나) 상기 기판 상에 네가티브 포토레지스트 층을 형성한 후 패터닝하여 유로플레이트를 형성하는 단계;

(다) 상기 유로플레이트 위에 포지티브 포토레지스트 층을 형성한 후 패터닝하여 잉크챔버, 리스트릭터 및 잉크채널이 형성될 평면형상 위에 제1희생층을 형성하는 단계;

(라) 상기 제1희생층 위에 포지티브 포토레지스트 층을 형성한 후 패터닝하여 제2희생층을 형성하는 단계;

(마) 상기 제2희생층을 식각하여 상기 유로플레이트의 높이와 동일한 높이로 평탄화하는 단계;

(바) 상기 제2희생층 및 유로플레이트의 위에 노즐플레이트를 형성하는 단계;

(사) 상기 노즐플레이트에 노즐을 형성하는 단계;

(아) 상기 노즐을 통해 상기 제1희생층 및 제2희생층을 식각하여 잉크챔버, 리스트릭터 및 잉크채널을 형성하는 단계;

(자) 상기 기판의 배면을 식각하여 상기 잉크채널에 연결되는 매니폴드를 형성하는 단계;를 구비한다.

본 발명에 따르면, 상기 (라)단계는 상기 (마)단계 이후에 수행되어, 상기 제1희생층 위에 포지티브 포토레지스트 층을 형성한 후, 상기 유로플레이트와 동일한 높이가 되도록 식각하여 평탄화한 후 이를 패터닝하여 상기 제2희생층을 형성한다.

본 발명에 따르면, 상기 (라)단계는 상기 (마)단계와 동시에 수행될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 (다)단계에서, 상기 포지티브 포토레지스트 및 상기 (라)단계에서, 상기 포지티브 포토레지스트는 AZ 시리즈 물질, P-PMER, ODUR 중 어느 하나로 이루어진다.

본 발명에 따르면, 상기 (바)단계에서, 상기 노즐플레이트는 네가티브 포토레지스트인 에폭시계열의 SU-8 또는 이미드계열의 폴리이미드 중 어느 하나로 이루어진다.

본 발명에 따르면, 상기 노즐플레이트는 포지티브 포토레지스트인 N-PMER, ODUR, PMGI 중 어느 하나로 이루어진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 또한, 한 층이 기판이나 다른 층의 위에 존재한다고 설명될 때, 그 층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 그 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 제 3의 층이 존재할 수도 있다.

도 3은 본 발명에 따른 모놀리틱 잉크젯 프린트헤드의 개략적인 평면 구조를 도시한 도면이고, 도 4는 각각 도 3에 표시된 A-A'선을 따른 본 발명의 모놀리틱 잉크젯 프린트헤드의 수직 구조를 보여주는 단면도들이다.

도 3을 참조하면, 칩 상태로 제조되는 잉크젯 프린트헤드에서, 잉크 토출부들(100)이 2열로 배치되고, 양측 가장자리에는 상기 잉크 토출부(100)와 전기적으로 연결되는 복수개의 본딩 패드(109)가 배치된다. 도면에서, 잉크 토출부들(100)은 2열로 배치되어 있지만, 1열로 배치될 수도 있으며 해상도를 더욱 높이기 위해 3열 이상으로 배치될 수도 있다. 그리고, 도면에 도시되지는 않았지만 상기 잉크 토출부들(100)과 본딩 패드들(109) 사이에는 상기 잉크 토출부(100)를 구동시키기 위한 파워 TR와 로직 회로 등이 마련된다.

상기 잉크 토출부(100)는 잉크가 채워지는 잉크챔버(105)와, 잉크가 토출되는 노즐(106)로 구성되어 있으며, 상기 잉크챔버(105)는 리스트릭터(104)에 의하여 상기 잉크채널(103)에 연결된다. 따라서, 도면에 도시되지 않은 잉크 저장고로부터 상기 잉크채널(103)과 리스트릭터(104)를 통해 상기 잉크챔버(105)에 잉크가 공급된다.

한편, 도면에 도시된 바와 같이 상기 리스트릭터들(104)은 서로 어긋나게 배치되어 있는데, 이는 잉크 토출 과정에서 인접한 상기 잉크 토출부들(100) 사이의 간섭(cross talk)을 억제하기 위한 것이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 모놀리틱 잉크젯 프린트헤드는 실리콘 기판(110), 유로 플레이트(130) 및 노즐 플레이트(140)가 순차적으로 적층되어 구성되며, 특히 상기 유로 플레이트(130)와 노즐 플레이트(140)는 상기 기판(110) 상에 일체로 형성된다.

상기 실리콘 기판(110)에는 매니폴드(102)가 형성되고, 상기 유로 플레이트(130)에는 상기 잉크채널(103), 리스트릭터(104)및 잉크챔버(105)가 형성되며, 상기 노즐 플레이트(140)에는 노즐(106)이 형성된다. 상기 매니폴드(102), 잉크채널(103), 리스트릭터(104), 잉크챔버(105) 및 노즐(106)은 차례로 연결되어 잉크 유로를 이루게 된다. 그리고, 상기 잉크챔버(105)의 바닥에는 히터(122)가 배치되어 있으며, 잉크챔버(105)의 양측면에는 배선(124)이 배치되어 있다.

상기 실리콘 기판(110)으로는 집적회로의 제조에 널리 사용되는 실리콘 웨이퍼가 사용될 수 있다. 상기 기판(110)에는 잉크를 저장하는 잉크 저장고(미도시)와 연결된 매니폴드(102)가 기판(100)을 관통하여 상기 잉크챔버(105)쪽으로 갈수록 단면이 좁아지는 테이퍼형상으로 형성된다.

상기 유로 플레이트(130)는 상기 잉크챔버(105), 리스트릭터(104) 및 잉크채널(103)을 둘러싸서 한정한다.

상기 잉크챔버(105)는 상기 매니폴드(102)로부터 상기 잉크채널(103)과 리스트릭터(104)를 통해 잉크를 공급받아 토출 될 잉크가 채워지는 공간이다. 상기 잉크챔버(105)는 도면에 도시된 바와 같이 사각형 단면 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다각형이나 원형의 평면 형상을 가질 수 있다.

상기 잉크챔버(105)의 바닥, 즉 상기 기판(110)의 상부에는 상기 잉크챔버(105) 내부에 채워지는 잉크를 가열하기 위한 열에너지를 공급하는 히터(122)가 배치된다. 상기 히터(122)는 도면에서와 같이 사각형으로 형성되어 있으나, 다른 형상, 예컨대 다각형이나 원형으로 형성될 수도 있다. 상기 히터(122)는 그 상부와 하부에 형성된 절연층들(121, 123)에 의해 상기 기판(110)과 잉크와 절연된다.

상기 잉크챔버(105)의 양 측면에는 상기 히터(122)에 전류를 공급하기 위한 배선(124)이 배치된다. 상기 배선(124)의 하단부는 상기 히터(122)의 양측 단부에 접속된다. 상기 배선(124)은 도전성이 우수한 금속, 예컨대 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 배선(124)은 그 양측 면에 형성된 절연층들(미도시)에 의해 상기 유로 플레이트(130)와 잉크챔버(105) 내의 잉크와 절연된다.

상기 잉크채널(103)은 상기 매니폴드(102)의 위쪽에 배치되어 상기 매니폴드(102)와 수직으로 연결되며 상기 잉크챔버(105)와 동일 평면상에 형성된다. 그리고 상기 잉크채널(103)은 2열로 배열된 잉크챔버들(105) 사이에 배치된다.

상기 리스트릭터(104)는 상기 잉크채널(103)과 잉크챔버(105)를 연결하는 통로로서, 상기 잉크챔버(105)와 동일 평면상에 형성되며, 잉크 토출 시 압력에 의해 잉크가 역류하는 것을 방지하기 위해 상기 잉크챔버(105)의 폭에 비해 좁은 폭을 가지는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 상기 잉크챔버(105), 리스트릭터(104) 및 잉크채널(103)이 형성되어 있는 유로 플레이트(130)의 상부에는 노즐 플레이트(140)가 마련된다.

상기 노즐 플레이트(140)에는 상기 잉크챔버(105)의 중심에 대응하는 위치에 상기 잉크챔버(105)로부터 잉크의 토출이 이루어지는 노즐(106)이 수직으로 관통되어 형성된다. 상기 노즐(106)의 단면 형상은 원형으로 된 것이 바람직하지만, 타원형이나 다각형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 노즐(106)의 길이를 충분히 길게 확보할 수 있도록 상기 노즐 플레이트(140)의 두께는 비교적 두꺼운 것이 바람직하다. 상기 노즐(106)은 출구 쪽으로 가면서 단면적이 작아지는 테이퍼 형상으로 형성된 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 구조를 가진 본 발명에 따른 모놀리틱 잉크젯 프린트헤드의 바람직한 제조방법을 설명한다.

도 5 내지 도 20은 본 발명에 따른 모놀리틱(monolithic) 잉크젯 프린트헤드의 바람직한 제조방법을 단계적으로 설명하기 위한 단면도들이다. 도면은 도 3에 표시된 A-A'선을 따른 단면도들이다.

도 5를 참조하면, 기판(110)으로는 실리콘 기판을 가공하여 사용한다. 이는 반도체 소자의 제조에 널리 사용되는 실리콘 웨이퍼를 그대로 사용할 수 있어 대량생산에 효과적이다. 도 5에 도시된 것은 실리콘 웨이퍼의 일부를 도시한 것으로서, 본 발명에 따른 잉크젯 프린트헤드는 하나의 웨이퍼에서 수십 내지 수백 개의 칩 상태로 제조될 수 있다. 상기 실리콘 기판(110)의 상면에 제1 절연층(121)을 형성한다. 상기 제1 절연층(121)은 실리콘 산화막 또는 질화막으로 이루어질 수 있다.

상기 실리콘기판(110)의 상면에 형성된 상기 제1 절연층(121) 위에 히터층(122)을 형성한다.

도 6을 참조하면, 상기 히터층(122) 위에 포토레지스트(PR)를 도포한 후 포토마스크를 이용하는 노광(exposure)공정과 현상(develop)공정에 의하여 패터닝하여 상기 리스트릭터(도 3의 104)와 상기 잉크채널(도 3의 103)이 형성될 부위에 위치한 히터층(122)을 노출시킨다. 이와같이 패터닝된 포토레지스트(PR)를 식각 마스크로 하여 상기 히터층(122)의 노출된 부분을 식각하여 제거한 후 상기 포토레지스트(PR)를 제거한다. 그러면, 상기 히터층(122)의 식각된 부분을 통해 상기 제1 절연층(121)이 부분적으로 노출된다.

도 8을 참조하면, 상기 제2절연층(123) 위에 포토레지스트(PR)를 도포한 후, 이를 패터닝하여 리스트릭터(104)와 잉크채널(103)이 형성될 부위에 위치한 상기 제2절연층(123)을 노출시킨다. 이와 같이 패터닝된 포토레지스트(PR)를 식각 마스크로 하여 상기 제2절연층(123)의 노출된 부분과 그 아래의 제1 절연층(121)을 식각한다. 이 때, 상기 히터층(122)이 외부로 노출되지 않도록 한다. 그러면, 상기 리스트릭터(104)와 잉크채널(103)이 형성될 부위에 실리콘 기판(110)이 노출된다.

한편, 상기 유로플레이트(130)가 형성될 부위는 포토레지스트(PR)를 패터닝한 후 노출시켜, 패터닝된 포토레지스트(PR)를 식각 마스크로하여 노출된 상기 제2절연층(123)을 식각한다. 이때, 상기 히터층(122)의 측면이 외부로 노출되도록 한다. 그러면, 상기 유로플레이트(130)가 형성될 부위는 상기 제1절연층(121)이 노출된다. 이어서, 포토레지스트(PR)를 제거한다.

도 9를 참조하면, 배선층(124)은 도 8의 결과물 전 표면에 전기 전도성이 우수한 금속, 예컨대 알루미늄이나 알루미늄 합금을 스퍼터링이나 화학기상증착법에 의해 소정두께로 증착한 후, 상기 히터층(122)의 양측 면에 접촉되는 부분을 제외하고 나머지 부분은 식각하여 제거한다.

도 10을 참조하면, 도 9의 결과물 전 표면에 네가티브 포토레지스트(negative photoresist)를 소정두께로 증착한 후, 포토마스크를 이용하는 노광과 현상공정에 의하여 상기 유로플레이트(130)가 형성될 부분을 패터닝한다. 패터닝된 네가티브 포토레지스트를 식각 마스크로하여 노출되지 않은 부분을 식각한다. 그러면, 도면에서와 같이 상기 유로플레이트(130)가 형성된다. 이때, 네가티브 포토레지스트의 두께는 원하는 상기 유로플레이트(130)의 두께에 대응하여 결정한다. 한편, 상기 유로플레이트(130)와 상기 배선층(124)이 접촉하는 부분에도 절연층이 개재되는 것이 바람하며 제조공정에 대한 자세한 설명은 생략하였다.

도 11을 참조하면, 도 10의 결과물 전 표면에 포지티브 포토레지스트(Positive Photoresist)를 소정두께로 증착한 후, 상기 잉크챔버(105), 리스트릭터(104) 및 잉크채널(103)이 형성될 부분을 포토마스크를 이용하는 노광과 현상공정에 의하여 패터닝한다. 패터닝된 포지티브 포토레지스트를 식각 마스크로하여 노출된 부분을 식각하면, 도면에서와 같이 상기 유로플레이트(130)에 접촉하는 부분으로부터 중앙으로 갈수록 포물선형상을 가지는 제1희생층(126)이 형성된다.

이때, 포지티브 포토레지스트는 AZ9260.AZ4620 등의 AZ 시리즈물질 및 P_PMER, ODUR 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 12를 참조하면, 도 11의 결과물 전 표면에 포지티브 포토레지스트를 소정두께로 증착한 후, 상기 잉크챔버(105), 리스트릭터(104) 및 잉크채널(103)이 형성될 부분, 즉, 상기 제1희생층(126)에 접촉하고 있는 부분을 제외하고 나머지 부분을 포토마스크를 이용하는 노광과 현상공정에 의하여 패터닝한다. 패터닝된 포지티브 포토레지스트를 식각 마스크로 하여 노출된 부분을 식각하면, 도면에서와 같이 상면이 편평한 제2희생층(127)이 형성된다. 따라서, 상기 제1희생층(126)과 제2희생층(127)은 상호 접촉 결합되어 하나의 희생층을 형성한다.

도 13을 참조하면, 도 12의 결과물 전 표면을 노광과 현상공정 이용하여 상기 제2희생층(127)을 상기 유로플레이트(130)의 높이와 동일한 높이가 되도록 식각하여 평탄화한다. 그러면, 상기 유로플레이트(130)의 사이에 위치하는 희생층(128)은 상기 유로플레이트(130)의 높이와 동일한 높이로 그 상면이 편평하게 평탄화된다.

여기서, 도 12에 도시된 공정과 도 13에 도시된 공정을 서로 바꿔서 상기 제2희생층(127)을 형성시킬 수 있다. 즉, 상기 제1희생층(126)위에 포지티브 포토레지스트(PP)를 증착시킨 후, 그 전 표면을 노광과 현상공정을 이용하여 포지티브 포토레지스트(PP)를 상기 유로플레이트(130)의 높이와 동일한 높이가 되도록 식각한 다음, 상기 잉크챔버(105)에 해당되는 부분을 제외한 나머지 부분 위에 증착되어 있는 포지티브 포토레지스트(PP)를 제거하여 상기 희생층(128)을 형성한다.

또한, 도12에 도시된 공정과 도13에 도시된 공정을 동시에 수행하여 상기 희생층(128)을 형성시킬 수도 있다.

도 14를 참조하면, 도 13의 결과물의 전 표면에 네가티브 포토레지스트(Negative Photoresist)를 증착시켜 노즐 플레이트(140)를 형성한 후, 상기 노즐(106)이 형성될 부분을 포토마스크를 이용하는 노광과 현상공정에 의하여 패터닝한다. 패터닝된 네가티브 포토레지스트(NP)를 식각 마스크로하여 노출이 안된 부분을 식각하면 도면에 도시된 바와 같이 상기 히팅층(122)의 중앙의 일직선상에 복수개의 상기 노즐(106)이 형성된다.

상기 노즐프레이트(140)는 포지티브 포토레지스트를 증착시켜 형성할 수도 있다. 상기 네가티브 포토레지스트는 에폭시 계열의 SU-8과 이미드(imide)계열의 폴리이미드(polyimide)로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 포지티브 포토레지스트는 N-PMER, ODUR, PMGI 로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 15를 참조하면, 도 14에서 상기 노즐플레이트(140)에 상기 노즐(106)을 형성시킨 다음, 상기 잉크챔버(105), 리스트릭터(104) 및 잉크채널(103)이 형성될 부분에 채워져 있는 상기 희생층(128)을 제거한다.

도 16을 참조하면, 도 15의 결과물에서 상기 실리콘기판(110)에 잉크가 공급되는 매니폴드(102)를 습식 식각하여 상기 잉크채널(103)쪽으로 단면이 테이퍼형상이 되도록 형성한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 모놀리틱 잉크젯 프린트헤드의 제조방법은 잉크챔버의 상면을 평탄하게 하여 그 위에 채워지는 노즐플레이트와 dewetting 현상이 발생되지 않아, 균일한 형상의 유로를 형성하여 잉크 토출성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

도 1a는 종래의 열-구동 방식의 잉크젯 프린터헤드의 구조를 설명하기 위하여 일부를 절개하여 도시한 절개 사시도,

도 1b는 도 1a에 도시된 잉크젯 프린터헤드에서 잉크가 토출되는 과정을 설명하기 위한 도면,

도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 열-구동방식 잉크젯 프린터헤드에서 잉크챔버를 형성하는 공정을 설명하기 위한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 모놀리틱 잉크젯 프린트헤드의 개략적인 평면 구조를 도시한 도면,

도 4는 각각 도 3에 표시된 A-A'선을 따른 본 발명의 모놀리틱 잉크젯 프린트헤드의 수직 구조를 보여주는 단면도,

도 5 내지 도 16은 본 발명에 따른 모놀리틱(monolithic) 잉크젯 프린트헤드의 바람직한 제조방법을 단계적으로 설명하기 위한 단면도들.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

102...매니폴드 103...잉크채널

104...리스트릭트 105...잉크챔버

106...노즐 110...실리콘기판

121,123...절연층 124...배선

126...제1희생층 127...제2희생층

128...희생층 130...유로플레이트

140...노즐플레이트

Claims (6)

1. (가) 실리콘 기판 상에 히터층을 형성한 후, 상기 히터층을 패터닝하여 잉크챔버가 형성될 부위에만 잔존시키는 단계;

   (나) 상기 기판 상에 네가티브 포토레지스트 층을 형성한 후 패터닝하여 유로플레이트를 형성하는 단계;

   (다) 상기 유로플레이트 위에 포지티브 포토레지스트 층을 형성한 후 패터닝하여 잉크챔버, 리스트릭터 및 잉크채널이 형성될 평면형상 위에 제1희생층을 형성하는 단계;

   (라) 상기 제1희생층 위에 포지티브 포토레지스트 층을 형성한 후 패터닝하여 제2희생층을 형성하는 단계;

   (마) 상기 제2희생층을 식각하여 상기 유로플레이트의 높이와 동일한 높이로 평탄화하는 단계;

   (바) 상기 제2희생층 및 유로플레이트의 위에 노즐플레이트를 형성하는 단계;

   (사) 상기 노즐플레이트에 노즐을 형성하는 단계;

   (아) 상기 노즐을 통해 상기 제1희생층 및 제2희생층을 식각하여 잉크챔버, 리스트릭터 및 잉크채널을 형성하는 단계;

   (자) 상기 기판의 배면을 식각하여 상기 잉크채널에 연결되는 매니폴드를 형성하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 모놀리틱 잉크젯 프린트헤드의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 (라)단계는 상기 (마)단계 이후에 수행되어, 상기 제1희생층 위에 포지티브 포토레지스트 층을 형성한 후, 상기 유로플레이트와 동일한 높이가 되도록 식각하여 평탄화한 후 이를 패터닝하여 상기 제2희생층을 형성하는 것을 특징으로 하는 모놀리틱 잉크젯 프린트헤드의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 (라)단계는 상기 (마)단계와 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 모놀리틱 잉크젯 프린트헤드의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 (다)단계에서, 상기 포지티브 포토레지스트 및 상기 (라)단계에서, 상기 포지티브 포토레지스트는 AZ 시리즈 물질, P-PMER, ODUR 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 모놀리틱 잉크젯 프린트헤드의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 (바)단계에서, 상기 노즐플레이트는 네가티브 포토레지스트인 에폭시계열의 SU-8 또는 이미드계열의 폴리이미드 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 모놀리틱 잉크젯 프린트헤드의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 노즐플레이트는 포지티브 포토레지스트인 N-PMER, ODUR, PMGI 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 모놀리틱 잉크젯 프린트헤드의 제조방법.