KR100757861B1 - 잉크젯 헤드 기판, 잉크젯 헤드 및 잉크젯 헤드 기판의제조방법. - Google Patents

잉크젯 헤드 기판, 잉크젯 헤드 및 잉크젯 헤드 기판의제조방법. Download PDF

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Abstract

잉크젯 헤드 기판, 잉크젯 헤드 및 잉크젯 헤드기판의 제조방법이 제공된다. 상기 잉크젯 헤드기판은 잉크 토출영역을 갖는 기판을 포함한다. 상기 기판 상에 적어도 하나의 층간절연막이 배치된다. 상기 층간절연막 상에 잉크 토출을 위한 압력을 생성하는 복수개의 압력 생성요소들이 소정 배열을 형성하도록 배치된다. 상기 기판 상의 소정위치들에 상기 기판을 가열하는 세그먼트 히터들이 배치된다. 상기 세그먼트 히터들은 히터 배선들에 의하여 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 잉크젯 헤드 기판을 구비하는 잉크젯 헤드 및 상기 잉크젯 헤드기판의 제조방법에 제공된다.
잉크젯, 기판 히터, 온도 센서, 세그먼트

Description

잉크젯 헤드 기판, 잉크젯 헤드 및 잉크젯 헤드 기판의 제조방법.{ink jet head substrate, ink jet head and method for manufacturing ink jet head substrate}
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 잉크젯 헤드의 평면도이다.
도 2는 도 1의 잉크 토출영역의 일부분(R1)을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 3a는 도 1의 세그먼트 히터들(R)을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 3b는 도 3a의 간략한 회로도이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 세그먼트 히터들을 도시한 평면도이다.
도 4b는 도 4a의 간략한 회로도이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 잉크젯 헤드의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 잉크젯 헤드의 평면도이다.
도 11은 도 10의 잉크 토출영역의 일부분(R2)을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 의한 잉크젯 헤드의 제조방법을 설명하기 위하여 도 11의 11Ⅰ~11Ⅰ′선을 따라 취해진 단면도들이다.
본 발명은 잉크젯 헤드 기판, 잉크젯 헤드 및 상기 잉크젯 헤드 기판의 제조방법에 관한 것으로, 특히 기판을 가열하기 위한 복수개의 세그먼트 히터들을 구비하는 잉크젯 헤드기판, 상기 잉크젯 헤드기판을 구비하는 잉크젯 헤드 및 상기 잉크젯 헤드기판의 제조방법에 관한 것이다.
잉크를 순간 가열하여 얻은 기포(bubble)에 의해 잉크 액적을 토출하는 열 잉크젯 헤드(thermal ink jet head)는 기판 상에 전기-열변환기 (electro-thermal transducer)로 제공되는 복수개의 발열 저항기들(heat- generating resistors)를 구비한다. 상기 복수개의 발열 저항기들은 잉크가 임시로 저장되는 잉크챔버들의 내부에 각각 위치하며, 상기 잉크챔버들 내부의 잉크를 가열하여 기포를 생성시킨다. 이때 발생한 압력에 의하여 상기 잉크 챔버들 내부의 잉크가 상기 잉크챔버들과 유체연통하는 노즐을 통하여 기록매체 상으로 토출된다.
한편, 상기 기판의 온도는 잉크의 토출 성능에 영향을 미친다. 즉, 기판 온도가 상온 이하일 경우, 상기 잉크는 일정온도 이상에 도달할 때 까지 토출되지 않을 수 있다. 또한, 상기 기판의 온도가 고온으로 상승하면, 잉크의 점도 저하 및 물리적 성질의 변화에 기인하여, 토출되는 잉크 액적들의 크기가 증가한다. 잉크 액적들의 크기 증가는 인쇄 이미지의 품질저하로 이어진다. 상기 기판의 온도가 더욱 상승하면, 노즐 내부에서 발생하는 기포들에 의해 일시적으로 잉크 액적의 토출 이 불가능할 수 있으며, 잉크가 타 버릴 수 있다. 따라서, 상기 기판의 온도는 정확하게 제어되어야 하며, 이를 위하여 상기 기판의 소정영역에 상기 기판의 온도를 측정하기 위한 온도 센서와 상기 기판을 가열하기 위한 기판 히터(substrate heater)를 형성한다.
종래, 온도 센서 및 기판 히터를 구비하는 잉크젯 헤드 기판이 미국특허 제5,175,565호에 "복수개의 온도 센서들 및 히터들을 구비하는 잉크젯 기판(Ink jet substrate including plural temperature sensors and heaters)라는 제목으로 이시나가 등(Ishinaga et al.)에 의해 개시된 바 있다. 상기 미국 특허 제5,175,565호에 의하면, 열저항 소자, 다이오드 또는 트랜지스터를 이용한 온도 센서들이 상기 잉크젯 기판의 양단부에 배치되며, 상기 잉크젯 기판의 양단부 상의 다른 부분에 상기 잉크젯 기판을 가열하기 위한 히터들이 배치된다. 또한, 상기 히터들 사이의 상기 잉크젯 기판 상에는 잉크 토출을 위한 열에너지를 발생시키는 발열 저항기들을 포함하는 잉크 토출영역이 제공된다. 상기 온도 센서들로 부터 검출된 온도를 기초로 하여 상기 잉크젯 기판의 온도가 낮을 때에는 상기 히터들을 동작시켜 상기 잉크젯 기판의 온도를 적정한 온도로 가열시키게 된다. 또한, 상기 잉크젯 기판이 온도가 비정상적으로 높은 경우에는 상기 잉크젯 기판의 온도가 적정 온도로 냉각될 때 까지 인쇄작업을 중지하게 된다.
상기 미국 특허 제5,175,565호에 의하면, 상기 히터들은 상기 발열 저항기들과 동일한 공정을 통하여 동일한 재료층으로 형성된다. 이러한 공정은 기판 상에 고저항 금속층 및 배선 금속층을 형성하는 공정, 상기 고저항 금속층 및 배선 금속 층을 패터닝하여 배선 패턴을 형성하는 공정 및 상기 배선패턴 중의 상기 배선 금속층을 부분적으로 제거하여 상기 고저항 금속층의 소정영역을 노출시키는 공정을 포함할 수 있다. 상기 배선 금속층은 포토 및 습식식각 공정을 사용하여 부분적으로 제거된다. 상기 배선 금속층을 부분적으로 제거함으로써, 상기 잉크 토출영역에 상기 발열 저항기들이 형성되며, 동시에 상기 잉크 토출영역의 양단부에 상기 기판 히터들이 형성된다. 상기 발열 저항기들 및 상기 기판 히터들은 상기 고저항 금속층들 중 노출된 영역들이다.
그러나, 상기 미국특허 제5,175,565호에 의하면, 상기 기판 히터들은 상기 잉크젯 기판 전체를 가열하기 위하여 상기 발열 저항기들보다 큰 면적을 갖도록 형성된다. 따라서, 상술한 바와 같이 동일한 습식식각 공정을 통하여 상기 발열 저항기들 및 상기 기판 히터들을 노출시키는 경우에는 문제점이 발생할 수 있다. 즉, 상기 발열 저항기들의 면적을 기준으로 하여 습식식각을 수행하는 경우에는 상기 발열 저항기들 보다 넓은 면적을 갖는 상기 기판 히터들이 충분히 노출되지 않을 수 있다. 그 결과, 상기 기판 히터들이 본래의 기능을 수행하지 못하게 될 수 있다. 또한, 상기 발열 저항기들을 노출시키는 공정과 상기 히터들을 노출시키는 습식식각 공정들을 분리하여 수행하는 경우에는 공정상의 번거로움이 있다.
더 나아가, 상기 미국특허 제5,175,565호에 의하면 상기 히터들은 상기 잉크젯 기판의 양단부에 형성된다. 따라서, 상기 잉크젯 헤드기판의 전면을 균일하게 가열하기 곤란할 수 있으며, 특히 실질적으로 잉크가 토출되는 상기 잉크 토출영역 내의 상기 잉크젯 헤드 기판의 온도가 균일하게 제어되기 힘들 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 단순한 공정에 의하여 향상된 신뢰성을 갖도록 형성된 기판 히터를 구비하는 잉크젯 헤드기판을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 잉크젯 헤드기판을 구비하는 잉크젯 헤드를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 잉크젯 헤드기판의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일태양에 의하면 기판을 가열하기 위한 복수개의 세그먼트 히터들을 구비하는 잉크젯 헤드기판이 제공된다. 상기 잉크젯 헤드기판은 잉크 토출영역을 갖는 기판을 포함한다. 상기 기판 상에 적어도 하나의 층간절연막이 배치된다. 상기 층간절연막 상에 잉크 토출을 위한 압력을 생성하는 복수개의 압력 생성요소들이 소정 배열을 형성하도록 배치된다. 상기 기판 상의 소정위치들에 상기 기판을 가열하는 세그먼트 히터들(segment heaters)이 배치된다. 상기 세그먼트 히터들은 히터 배선들에 의하여 전기적으로 연결된다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 세그먼트 히터들은 상기 잉크 토출영역의 양단부 외곽의 상기 층간절연막 상에 매트릭스 배열을 형성하도록 배치될 수 있다. 이에 더하여, 상기 압력 생성요소들과 인접하도록 상기 층간절연막 내에 라인형태로 온도 센싱라인이 매립될 수 있다. 상기 온도 센싱라인은 알루미늄으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 층간절연막은 상기 기판 상에 차례로 적층된 하부 층간절연막 및 상부 층간절연막을 포함하되, 상기 세그먼트 히터들은 상기 압력 생성요소들과 인접하도록 상기 하부 층간절연막 상에 배치될 수 있다. 이에 더하여, 상기 상부 층간절연막 및 상기 하부 층간절연막 사이에 개재된 중간 층간절연막 상에 상기 압력 생성요소들과 인접하도록 라인형태로 온도 센싱라인이 배치될 수 있다. 상기 온도 센싱라인은 알루미늄으로 이루어 질 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 세그먼트 히터들은 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr) 및 하프늄(Hf)으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 금속 또는 선택된 하나를 포함하는 합금으로 이루어질 수 있다. 이 경우에, 상기 압력 생성요소들은 상기 세그먼트 히터들과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 히터 배선들은 알루미늄으로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 세그먼트 히터들은 상기 압력 생성요소들과 실질적으로 동일한 면적을 갖을 수 있다.
본 발명의 다른 태양에 의하면, 상기 잉크젯 헤드 기판을 포함하는 잉크젯 헤드가 제공된다. 상기 잉크젯 헤드는 잉크 토출영역을 갖는 기판을 포함한다. 상기 기판 상에 적어도 하나의 층간절연막이 배치된다. 상기 잉크 토출영역의 상기 층간절연막 상에 잉크 토출을 위한 압력을 생성하는 복수개의 압력 생성요소들이 소정 배열을 형성하도록 배치된다. 상기 기판 상의 소정위치들에 상기 기판을 가열하는 세그먼트 히터들이 배치된다. 상기 세그먼트 히터들은 히터 배선들에 의하여 전기적으로 연결된다. 상기 기판의 최상층에 보호층이 배치된다. 또한, 상 기 압력 생성요소들과 인접한 부분의 상기 기판, 상기 층간절연막 및 상기 보호층을 관통하도록 잉크 공급로가 배치된다. 상기 보호층 상에, 잉크의 이동통로로 제공되는 잉크 유로를 한정하도록 유로 형성체(flow path forming body)가 배치된다. 상기 유로 형성체는 상기 압력 생성요소들과 대응되도록 그 일면을 관통하는 복수개의 노즐들을 갖는다.
본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 상기 잉크젯 헤드기판의 제조방법이 제공된다. 이 방법은 잉크 토출영역을 갖는 기판을 준비하는 것을 포함한다. 상기 기판 상에 적어도 하나의 층간절연막을 형성한다. 상기 잉크 토출영역의 상기 층간절연막 상에 잉크 토출을 위한 압력을 생성하는 복수개의 압력 생성요소들을 형성한다. 상기 기판 상의 소정위치에 상기 기판을 가열하기 위한 복수개의 세그먼트 히터들 및 상기 세그먼트 히터들과 전기적으로 연결된 히터 배선들을 형성한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 세그먼트 히터들은 상기 잉크 토출영역의 양단부 외곽의 상기 층간절연막 상에 매트릭스 배열로 배치되도록 형성될 수 있다. 이와는 달리, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 세그먼트 히터들은 상기 압력 생성요소들과 인접하여 상기 층간절연막 내에 매립되도록 형성될 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 세그먼트 히터들은 탄탈륨, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 티타늄, 지르코늄 및 하프늄으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 금속 또는 선택된 하나를 포함하는 합금으로 형성될 수 있다. 이 경우에, 상기 압력 생성요소들은 상기 세그먼트 히터들과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 히터 배선들은 알루미늄으로 형성될 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 세그먼트 히터들은 상기 압력 생성요소들과 실질적으로 동일한 면적을 갖도록 형성될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 잉크젯 헤드의 평면도이고, 도 2는 도 1의 잉크 토출영역의 일부분(R1)을 확대하여 도시한 평면도이다. 또한, 도 3a는 도 1의 세그먼트 히터들(H)을 확대하여 도시한 평면도이다. 한편, 도 5 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 잉크젯 헤드의 제조방법을 나타내는 단면도들이다. 도 5 내지 도 9에 있어서, 'A'영역은 도 2의 2Ⅰ~2Ⅰ′선을 따라 취해진 단면도들이고, 'B'영역은 도 3a의 3Ⅰ~3Ⅰ′선을 따라 취해진 단면도들이다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 의한 잉크젯 헤드를 설명한다.
도 1, 도 2, 도 3a 및 도 9를 함께 참조하면, 상기 잉크젯 헤드는 잉크젯 헤드 기판(10) 및 상기 잉크젯 헤드기판(10) 상에 잉크의 이동통로로 제공되는 잉크 유로를 한정하도록 배치된 유로 형성체(flow path forming body;42)를 포함한다. 상기 잉크젯 헤드기판(10)은 기판(12) 상에 일체로 배치된 절연막들, 상기 절연막 들 사이에 배치된 개별 소자들 및 배선들을 포함한다. 본 발명에 있어서, 상기 잉크젯 헤드기판(10)은 상기 기판(12) 및 상기 기판(12) 상에 배치된 부재들 중 상기 유로 형성체(42)를 제외한 다른 부재들을 모두 포함할 수 있다. 상기 기판(12)은 상기 잉크젯 헤드기판(10)의 지지층(support layer)역할을 한다. 상기 기판(12)은 반도체 소자의 제조공정에 사용되며, 약 500㎛의 두께를 갖는 실리콘 기판일 수 있다.
상기 기판(12)에는 잉크 토출영역(12a)이 정의된다. 상기 잉크 토출영역 (12a)은 실질적으로 잉크가 토출되는 영역으로써, 상기 기판(12)의 중심부에 정의될 수 있다. 잉크 토출을 위한 압력을 생성시키는 복수개의 압력 생성요소들 (pressure generating elements)이 상기 잉크 토출영역(12)에 배치된다. 본 발명에 있어서, 상기 압력 생성요소들은 전기-열변환기로 제공되는 발열저항기들(R)일 수 있다. 상기 발열 저항기들(R)은 고저항을 갖는 금속으로 이루어 질수 있다. 예를 들어, 상기 발열 저항기들(R)은 탄탈륨, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 티타늄, 지르코늄 및 하프늄으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 금속 또는 선택된 하나를 포함하는 합금으로 이루어질 수 있다. 상기 발열 저항기들(R)은 상기 기판(12)의 전면 상에 제공된 적어도 하나의 층간절연막 상에 배치될 수 있다. 상기 층간절연막은 상기 기판(12) 상에 차례로 적층된 하부 층간절연막(22) 및 상부 층간절연막 (30)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 하부 층간절연막(22) 및 상기 상부 층간절연막(30) 사이에는 선택적으로 중간 층간절연막(26)이 개재될 수 있다. 상기 층간 절연막들(22,26 및 30)은 각각 실리콘 산화막(SiO2), BPSG(boro-phospho-silicate glass) 또는 실리콘 질화막(SiN)일 수 있다. 상기 발열 저항기들(R)은 상기 잉크 토출영역(12a)의 상기 상부 층간절연막(30) 상에서 소정 배열을 형성하도록 배치된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 발열 저항기들(R)은 2열로 배치될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 발열 저항기들(R)의 양단은 각각 잉크 토출 배선들(34a)과 전기적으로 연결된다. 상기 잉크 토출 배선들(34a)은 알루미늄과 같이 상기 발열 저항기들(R)에 비하여 상대적으로 낮은 저항을 갖는 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 잉크 토출 배선들(34a)은 후술될 도전성 패드들(14) 또는 파워 트랜지스터 영역 내의 모스 트랜지스터의 소스/드레인 영역에 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 도전성 패드들(14)이 상기 기판(12)의 길이방향의 단부들 상에 위치할 수 있다. 상기 도전성 패드들(14)은 상기 잉크 토출 배선들(34a)과 동일 레벨에 위치할 수 있다. 상기 도전성 패드들(14)은 도시되지 않은 외부회로와 상기 잉크젯 헤드를 전기적으로 연결한다.
상기 잉크 토출영역(12a)의 양옆에 파워트랜지스터 영역들(12b) 및 어드레스 영역들(12d)이 위치할 수 있다. 또한, 상기 잉크 토출영역(12a)의 길이방향의 양단부 외곽에는 논리회로 영역들(12c)이 위치할 수 있다. 상기 논리회로 영역들(12c) 내에는 시모스 트랜지스터(CMOS transistor)들이 위치하여, 어드레싱 또는 디코딩을 수행한다. 한편, 상기 파워 트랜지스터 영역들(12b) 상에는 상기 발열저 항기들(R)과 각각 전기적으로 연결되는 모오스 트랜지스터들(도시하지 않음)이 위치한다. 상기 모오스 트랜지스터들은 상기 기판(12) 내에 형성되는 소오스/드레인 영역들 및 상기 소오스/드레인 영역들 사이의 채널영역 상에 위치하는 게이트 전극들을 포함한다. 상기 논리회로 영역들(12c)은 상기 어드레스 영역들(12d) 상에 위치하는 어드레스 라인들을 통해 상기 파워 트랜지스터 영역들(12b) 상에 위치하는 모오스 트랜지스터들을 턴온시킨다. 상기 모스 트랜지스터들은 상기 하부 층간절연막(22) 내의 상기 기판(12) 상에 위치할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 잉크 토출영역(12a)의 양단부 외곽의 상기 상부 층간절연막(30) 상에 기판 히터들이 배치된다. 즉, 상기 기판 히터들은 상기 논리회로 영역들(12c) 상의 상기 상부 층간절연막(30) 상에 배치될 수 있다. 상기 기판 히터들은 복수개의 세그먼트 히터들(H)를 포함한다. 상기 세그먼트 히터들(H)은 실질적으로 상기 발열저항기들(R)과 동일한 면적을 갖는 것이 바람직하다. 상기 세그먼트 히터들(H)은 히터 배선들(34b)에 의하여 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 히터 배선들(34b)은 상기 도전성 패드들(14)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 세그먼트 히터들(H)은 도 3a에 도시된 바와 같이 매트릭스 배열을 형성하도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 세그먼트 히터들(H)은 행들 및 열들을 따라 2차원적으로 배열될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 세그먼트 히터들(H)은 상기 히터 배선들(34b)에 의하여 전기적으로 연결되는 범위에서 다양한 갯수와 다양한 배치를 갖도록 변형실시 될 수 있다.
도 3b는 도 3a에 도시된 세그먼트 히터들(H)의 간략한 회로도이다. 또한, 도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 상기 세그먼트 히터들의 전기적 연결을 보 여주는 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 간략한 회로도이다.
도 3a 내지 도 4b를 함께 참조하면, 상기 세그먼트 히터들(H)은 동일한 수의 행과 열을 갖는 매트릭스 배열을 형성하도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 히터 배선들(34a)이 상기 세그먼트 히터들(H)의 전체 저항을 조절하기 위하여 상기 세그먼트 히터들(H)을 직렬 및 병렬로 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 잉크젯 헤드의 구동전압이 10V 내지 15V인 경우에 상기 세그먼트 히터들(H)의 전체 저항은 30Ω 내지 200Ω을 갖도록 조절될 수 있다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 직렬로 연결된 6개의 세그먼트 히터들(H)이 6개의 병렬로 서로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 세그먼트 히터들(H)의 전체저항은 상기 세그먼트 히터들(H) 각각의 개별저항과 동일하게 될 수 있다. 이와는 달리, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 세그먼트 히터들(H)는 히터 배선들(34b′)에 의하여 완전병렬을 구성하도록 연결될 수 도 있다.
계속하여, 도 1, 도 2, 도 3a 및 도 9를 참조하면, 상기 세그먼트 히터들(H) 및 상기 히터 배선들(34b)은 상기 발열 저항기들(R) 및 상기 잉크 토출 배선들(34a)와 각각 동일 레벨에 배치될 수 있다. 또한, 상기 세그먼트 히터들(H) 및 상기 히터 배선들(34b)은 각각 상기 발열 저항기들(R) 및 상기 잉크 토출 배선들(34a)와 동일 공정에서 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이 경우에 상기 세그먼트 히터들(H)은 탄탈륨, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 티타늄, 지르코늄 및 하프늄으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 금속 또는 선택된 하나를 포함하는 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 히터 배선들(34b)은 알루미늄으로 이루어 질 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 상기 발열 저항기들(R)과 실질적으로 동일한 면적을 갖는 복수개의 세그먼트 히터들(H)이 상기 발열 저항기들(R)과 동일한 공정단계에서 형성된다. 따라서, 후술되겠지만, 종래 큰 면적을 갖는 기판 히터들에서와 같이 상기 발열 저항기와의 면적 차이에서 오는 공정상의 신뢰성 저하를 방지할 수 있게 된다. 또한, 복수개의 세그먼트 히터들(H)을 조합하여 기판 히터를 구성할 수 있게 됨으로써 기판 히터의 전체 저항을 용이하게 조절할 수 있게 된다.
계속하여, 도 1, 도 2, 도 3a 및 도 9를 참조하면, 상기 압력 생성요소들과 인접하도록 상기 중간 층간절연막(26) 상에 상기 상부 층간절연막(30) 내에 매립된 라인 형태의 온도 센싱라인(28)이 배치될 수 있다. 상기 온도센싱라인(28)의 단부들 각각은 상기 도전성 패드들(14)에 연결된다. 상기 온도센싱라인(28)은 알루미늄으로 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 상기 온도 센싱라인(28)은 상기 발열 저항기들(R)과 인접하도록 배치된다. 따라서, 실질적으로 잉크가 토출되는 상기 잉크 토출영역(12a)의 기판 온도를 보다 정확하게 검출할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 온도 센싱라인(28)은 생략될 수 있으며, 상기 중간 절연막(26) 또한 생략될 수 있다. 상기 온도센싱 라인(28)이 생략되는 경우에는 상기 논리회로 영역들(12c)의 상기 기판(12) 내에 다이오드 타입의 온도센서를 형성하거나 상기 논리회로 영역들(12c)의 상기 층간절연막 상에 알루미늄과 같은 열저항 소자를 형성하여 상기 기판(12)의 온도를 측정할 수 있다.
상기 상부 층간절연막(30) 상에 상기 발열 저항기들(R), 상기 잉크 토출 배 선들(34a), 상기 세그먼트 히터들(H) 및 상기 히터 배선들(34b)을 덮는 보호층(36)이 배치된다. 상기 보호층(36)은 상기 발열 저항기들(R), 상기 잉크 토출 배선들(34a), 상기 세그먼트 히터들(H) 및 상기 히터 배선들(34b)이 잉크와 접촉하거나 대기중에 노출되어 부식되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 보호층(36)은 실리콘 질화막 일 수 있다. 또한, 상기 보호층(36) 상에는 적어도 상기 발열 저항기들(R)과 중첩되도록 캐비태이션 방지층(anti-cavitation layer;38)이 배치된다. 상기 캐비태이션 방지층(38)은 탄탈륨으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 잉크 토출영역(12a)에는 상기 기판(12), 상기 층간절연막들 (22,26,30) 및 상기 보호층(36)을 관통하는 잉크 공급로(40)가 배치된다. 상기 잉크 공급로(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 2열로 배치된 상기 발열저항기들(R) 사이에 배치될 수 있다. 이 경우에, 상기 온도센싱라인(28)은 평면도로 부터 보여질때 상기 발열저항기들(R) 및 상기 잉크 공급로(40) 사이에 배치될 수 있다.
상기 보호층(36) 상에 잉크의 이동통로로 제공되는 잉크 유로를 한정하는 유로 형성체(42)가 배치된다. 상기 잉크 유로는 상기 발열저항기들(R)을 각각 그 내부에 포함하는 복수개의 잉크 챔버들(46I) 및 상기 잉크 챔버들(46I)의 각각과 유체연통하는 잉크 채널들(46C)을 포함한다. 상기 유로 형성체(42)는 상기 잉크 유로의 측벽을 한정하는 챔버층(42a) 및 상기 챔버층(42a) 상에 적어도 상기 잉크 토출영역(12a)을 덮도록 배치된 노즐층(42b)을 포함한다. 또한, 상기 발열 저항기들(R)의 각각과 대응되는 노즐들(44)이 상기 노즐층(42b)을 관통하도록 배치된다.
이하, 본 발명의 일실시예에 의한 잉크젯 헤드의 제조 방법을 상세히 설명한 다. 상기 잉크젯 헤드의 제조 방법은 잉크젯 헤드기판(10)을 제조하는 공정과 상기 잉크젯 헤드기판(10) 상에 유로 형성체(42)를 형성하는 공정을 포함한다. 이하에서는 관련도면들과 도 5 내지 도 8을 차례로 참조하여 상기 잉크젯 헤드기판(10)의 제조공정을 설명한 후 도 9를 참조하여, 상기 유로 형성체(42)를 제조하는 공정이 설명될 것이다.
도 1, 도 2, 도 3a 및 도5를 참조하면, 먼저 잉크 토출영역(12a)이 정의된 기판(12)을 준비한다. 상기 기판(12) 상에는 모오스 트랜지스터들이 형성되어 있을 수 있다. 상기 모오스 트랜지스터들은 파워 트랜지스터 영역들(도 1의 12b) 및 논리회로 영역들(도 1의 12c) 내에 위치할 수 있다.
상기 기판(12) 상에 하부 층간절연막(22)을 형성한다. 상기 하부 층간절연막(22)은 상기 모오스 트랜지스터들과 후속 공정에 의하여 형성될 금속배선들을 절연시킨다. 상기 하부 층절연막(22)은 실리콘산화막, BPSG막 또는 실리콘 질화막으로 형성될 수 있다. 상기 하부 층간절연막(22) 상에 하부배선(24)을 형성한다. 상기 하부배선(24)을 형성하는 동안 상기 어드레스 영역들(도 1의 12d) 상에 어드레스 라인들이 같이 형성될 수 있다. 상기 하부배선(24)은 상기 어드레스 라인과 상기 논리회로 영역들(12c) 내의 씨모스 트랜지스터들을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 상기 하부배선(24)은 상기 하부 층간절연막(22) 상에 알루미늄막을 형성하고, 이를 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 하부배선들(24)을 갖는 상기 기판(12) 상에 중간 층간절연막(26)을 형성할 수 있다. 상기 중간 층간절연막(26)은 실리콘산화막 (SiO2) 또는 BPSG막으로 형성할 수 있다.
도 1, 도 2, 도 3a 및 도6를 참조하면, 상기 중간 층간절연막(26) 상에 온도 센싱라인(28)을 형성할 수 있다. 상기 온도 센싱라인(28)은 상기 중간 층간절연막(26) 상에 알루미늄막을 형성하고, 이를 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 온도 센싱라인(28)은 상기 잉크 토출 영역(12a)을 따라 라인 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 이후, 상기 온도 센싱라인(28)을 갖는 기판(12) 상에 상부 층간절연막(30)을 형성한다. 상기 상부 층간절연막(30)은 실리콘 산화막 또는 BPSG막으로 형성할 수 있다. 한편, 상기 온도 센싱라인(28)을 형성하는 공정은 생략될 수 도 있으며, 상기 중간 층간절연막(26)을 형성하는 공정 또한 생략될 수 있다. 이 경우에, 상기 상부 층간절연막(30)은 상기 하부배선(24)을 덮도록 상기 하부 층간절연막(22) 상에 직접 형성될 수 있다.
도 1, 도 2, 도 3a 및 도 7을 참조하면, 상기 상부 층간절연막(30) 상에 고저항 금속층(32) 및 배선 금속층(34)을 차례로 형성한다. 상기 고저항 금속층 (32)은 스퍼터링법을 사용하여 탄탈륨, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 티타늄, 지르코늄 및 하프늄으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는 금속막 또는 합금막으로 형성될 수 있다. 상기 배선 금속층(34)은 상기 고저항 금속층(32) 보다 낮은 저항을 갖는 물질층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 배선 금속층(34)은 스퍼터링법을 사용하여 알루미늄막으로 형성할 수 있다.
도 1, 도 2, 도 3a 및 도 8을 참조하면, 상기 배선 금속층(34) 및 상기 고저 항 금속층(32)을 차례로 패터닝하여 적어도 상기 잉크 토출 영역(도 1의 12a)의 상기 상부 층간절연막(30) 상에 잉크 토출 패턴들을 형성하고, 동시에 상기 잉크 토출영역(도 1의 12a)의 양단부 외곽의 상기 상부 층간절연막(30) 상에, 더욱 자세하게는 상기 논리회로 영역(도 1의 12c)의 상기 상부 층간절연막(30) 상에 히터 패턴들을 형성한다. 상기 잉크 토출 패턴들 및 상기 히터 패턴들은 각각 차례로 적층된 고저항 금속층 패턴(32′) 및 배선 금속층 패턴을 포함한다. 이후, 상기 고저항 금속층 패턴(32′)의 소정영역이 노출되도록 상기 배선 금속층 패턴을 선택적으로 제거하여 잉크 토출 배선들(34a) 및 히터 배선들(34b)를 형성한다. 상기 배선 금속층 패턴은 포토 및 습식식각공정을 통하여 제거될 수 있다. 이때, 상기 잉크 토출 배선들(34a)에 의하여 노출된 부분의 상기 고저항 금속층 패턴(32′)은 발열 저항기(R)로써 제공되며, 상기 히터 배선들(34b)에 의하여 노출된 부분의 상기 고저항 금속층 패턴(32′)은 세그먼트 히터들(H)로 제공된다. 한편, 이 과정에서, 상기 기판(12)의 양단부의 상기 상부 층간절연막(30) 상에 도전성 패드(14)들이 함께 형성될 수 있다. 상기 발열저항기들(R)의 일측에 연결된 상기 잉크 토출 배선들(34a)은 파워 트랜지스터영역들(도 1의 12b) 상의 상기 층간절연막들(22,26,30)을 관통하는 도전성 콘택 구조체(도시하지 않음)에 의하여 상기 파워 트랜지스터영역들(도 1의 12b)의 기판 상에 형성된 상기 모스 트랜지스터의 소스/드레인에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 발열 저항기들(R)의 타측에 연결된 상기 잉크 토출 배선들(34a)은 상기 도전성 패드들(14)에 직접 연결될 수 있다. 더 나아가, 상기 히터 배선들(34b) 또한, 상기 도전성 패드들(14)에 직접 연결될 수 있다.
상기 발열 저항기들(R)은 상기 잉크 토출 영역(도 1의 12a) 내에 소정 배열을 갖도록 형성된다. 또한, 상기 세그먼트 히터들(H)은 상기 논리회로 영역(도 1의 12c)에 매트릭스 배열로 배치되도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 세그먼트 히터들(H)은 행들 및 열들을 따라 2차원적으로 배열될 수 있다. 상기 세그먼트 히터들(H)은 실질적으로 상기 발열저항기들(R)과 동일한 면적을 같도록 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 발열 저항기들(R)과 실질적으로 동일한 면적을 갖는 상기 세그먼트 히터들(H)이 상기 발열 저항기들(R)과 동일한 습식식각 공정을 통하여 형성될 수 있다. 따라서, 종래 기판 히터들이 발열 저항기들 보다 큰 면적을 갖는 경우에, 상기 발열 저항기들과 동일한 습식식각 공정을 통하여 형성되는 상기 기판 히터들의 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
계속하여 도 1, 도 2, 도 3a 및 도 8을 참조하면, 상기 발열 저항기들(R), 상기 세그먼트 히터들(H), 상기 잉크 토출 배선들(34a) 및 상기 히터 배선들(34b)을 덮는 보호층(36)을 형성한다. 상기 보호층(36)은 실리콘 질화막으로 형성될 수 있다. 이어서, 상기 보호층(36) 상에 적어도 상기 발열 저항기들(R)과 중첩되는 캐비태이션 방지층(38)을 형성한다. 상기 캐비태이션 방지층(38)은 상기 보호층 (36) 상에 탄탈륨층을 형성하고, 상기 탄탈륨층을 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
도 1, 도 2, 도 3a 및 도 9를 참조하면, 상기 캐비태이션 방지층(38)이 형성된 상기 기판(12) 상에 그 일면을 관통하는 노즐들(44)을 구비하는 유로 형성체(44)를 형성한다. 상기 유로 형성체(44)에 의하여 상기 발열 저항기들(R)을 그 내부에 포함하는 잉크 챔버들(46I) 및 상기 잉크 챔버들(46I)과 유체연통되는 잉크 채널들(46C)을 포함하는 잉크 유로가 한정된다. 상기 유로 형성체(44)는 상기 잉크 유로의 측벽을 형성하는 챔버층(42a) 및 상기 챔버층(42a) 상에 적어도 상기 잉크 토출영역(도 1의 12a)을 덮도록 형성된 노즐층(42b)을 포함한다. 상기 유로 형성체(44)는 당업자에게 공지된 기술에 의하여 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 의하면 상기 유로 형성체는 다음과 같은 공정을 통하여 형성될 수 있다.
먼저, 상기 캐비태이션 방지층(38)이 형성된 상기 기판(12) 상에 네거티브 포토레지스트막을 형성한다. 상기 네거티브 포토레지스트막을 사진 및 현상 공정을 사용하여 패터닝하여 상기 챔버층(42a)을 형성한다. 그 후, 상기 챔버층(42a) 사이를 채우는 희생층을 형성하고, 상기 챔버층(42a) 및 상기 희생층 상에 노즐층(42b)을 형성한다. 상기 노즐층(42b)은 네거티브 포토레지스트막으로 형성될 수 있다. 상기 노즐층(42b)을 사진 및 현상공정을 사용하여 패터닝하여 상기 노즐들(44)을 형성한다. 이어서, 상기 노즐들(44)이 형성된 상기 기판(12)의 배면을 식각하여 잉크공급구(40)를 형성한다. 이때, 상기 층간절연막들(22, 26, 30)도 함께 식각된다. 그 후, 상기 희생층을 제거하여 상기 희생층이 제거된 영역에 상기 잉크 챔버들(46I) 및 상기 잉크 채널들(46C)를 최종적으로 형성한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 잉크젯 헤드의 평면도이고, 도 11은 도 10의 잉크 토출영역의 일부분(R2)을 확대하여 도시한 평면도이다. 또한, 도 12 내지 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 의한 잉크젯 헤드의 제조방법을 설명하기 위하여 도 11의 11Ⅰ~11Ⅰ′선을 따라 취해진 단면도들이다. 이하에서, 도 1 내지 도 9에서 설명된 본 발명의 일실시예와 동일한 참조번호가 부여된 부재는 도 1 내지 도 9에서의 설명이 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 그에 대한 설명은 생략될 수 있다.
먼저, 본 발명의 다른 실시예에 의한 잉크젯 헤드를 설명한다.
도 10, 도 11 및 도 15를 함께 참조하면, 도 1 내지 도 9에서 설명된 본 발명의 일실시예와는 달리, 세그먼트 히터들(H′)은 압력 생성요소들(R)과 인접하도록 배치될 수 있다. 상기 압력 생성요소들(R)의 배열을 따라 배치된 상기 세그먼트 히터들(H′)의 갯수 및 배치는 비제한 적이며 상기 세그먼트 히터들(H′)의 전체 저항을 고려하여 다양하게 변형될 수 있다. 상기 세그먼트 히터들(H′)은 히터 배선들(134)에 의하여 서로 전기적으로 연결되며, 상기 히터 배선들(134)의 단부는 상기 도전성 패드들(14)에 전기적으로 연결된다. 이때, 상기 세그먼트 히터들(H′) 및 상기 히터 배선들(134)은 상기 발열 저항기들(R) 및 잉크 토출배선들(34a)과의 절연을 고려하여 상기 발열 저항기들(R) 및 상기 잉크 토출 배선들(34a)과 다른 레벨에 배치된다. 바람직하게는 상기 세그먼트 히터들(H′) 및 상기 히터 배선들(134)은 상기 하부 층간절연막(22) 상에 배치될 수 있으며, 상기 발열 저항기들 (R) 및 상기 잉크 토출 배선들(34a)은 상기 상부 층간절연막(30) 상에 배치될 수 있다. 한편, 도 11에서는 상기 세그먼트 히터들(H′) 및 상기 히터 배선들(134)의 명확한 도시를 위하여 상기 잉크 토출 배선들(34a)이 생략되었으나, 도 2에 도시된 상기 잉크 토출 배선들(34a)은 도 11에 동일한 배치를 갖도록 적용될 수 있다.
상기 세그먼트 히터들(H′)은 상기 발열 저항기들(R)과 실질적으로 동일한 면적을 갖는 것이 바람직하다. 하지만, 본 발명의 다른 실시예에 의하면 상기 세그먼트 히터들(H′) 및 상기 발열 저항기들(R)이 서로 다른 레벨에 별도의 공정을 통하여 형성되므로 상기 세그먼트 히터들(H′)의 면적은 보다 완화된 조건으로 그 면적 및 형상이 변형 될 수 있다.
한편, 상기 하부 층간절연막(22) 상에 중간 층간절연막(26)에 의하여 매립된 라인형태의 온도 센싱라인(28)이 배치되는 경우에, 상기 온도 센싱라인(28) 및 상기 세그먼트 히터들(H′)은 평면도로 부터 보여질때 상기 발열저항기들(R)을 그들 사이에 두고 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 세그먼트 히터들(H′)은 상기 발열 저항기들(R)과 인접하여 상기 기판(12) 상에 균일하게 분포되도록 배치될 수 있다. 그 결과, 상기 기판(12)을 균일하게 가열할 수 있게 된다. 특히, 상기 세그먼트 히터들(H′)은 상기 발열 저항기들(R)과 인접하도록 배치되어실질적으로 잉크가 토출되는 부분의 상기 기판(12)을 균일하게 가열할 수 있게 됨으로써 인쇄 초기의 잉크 토출 불량을 방지할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 의한 잉크젯 헤드의 제조 방법을 설명한다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 기판(12) 상에 하부 층간절연막(22)을 형성한다. 상기 하부 층간절연막(22) 상에 세그먼트 히터들(H′) 및 상기 세그먼트 히터들(H′)을 전기적으로 연결하는 히터 배선들(134)을 형성한다. 상기 세그먼트 히터들(H′) 및 상기 히터 배선들(134)은 다음과 같은 공정을 통하여 형성될 수 있 다. 상기 하부 층간절연막(22) 상에 히터 물질층 및 히터 배선층을 차례로 형성한다. 상기 히터 물질층은 스퍼터링법을 사용하여 탄탈륨, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 티타늄, 지르코늄 및 하프늄으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는 금속막 또는 합금막으로 형성될 수 있다. 상기 히터 배선층은 상기 히터 물질층 보다 낮은 저항을 갖는 물질층, 예를 들어 알루미늄막으로 형성될 수 있다. 이후, 상기 히터 배선층 및 상기 히터 물질층을 패터닝하여 히터 패턴을 형성한다. 상기 히터 패턴은 차례로 적층된 히터 물질층 패턴(132) 및 히터 배선층 패턴을 포함한다. 상기 히터 패턴은 잉크 토출영역 (도 10의 12a)을 따라 라인 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 이후, 포토 및 습식식각공정을 수행하여 상기 히터 배선층 패턴을 선택적으로 제거하여 히터 배선들(134)을 형성한다. 이때, 상기 히터 배선들(134)에 의하여 노출된 부분의 상기 히터 물질층 패턴(132)이 세그먼트 히터들(H′)로써 제공된다. 한편, 이 과정에서, 어드레스 라인영역들(12d)에 어드레스 라인들이 같이 형성될 수 있다. 이후, 상기 세그먼트 히터들(H′) 및 상기 히터 배선들(134)을 갖는 상기 기판(12) 상에 선택적인 중간 층간절연막(26)이 형성될 수 있다.
도 11 및 도 13을 참조하면, 상기 중간 층간절연막(26) 상에 알루미늄막을 사용하여 온도센싱라인(28)을 형성할 수 있다. 상기 온도 센싱라인(28)을 형성하는 공정은 생략될 수 있으며, 이경우에 상기 중간 층간절연막(26)을 형성하는 공정 또한 생략될 수 있다. 상기 온도 센싱라인(28)을 갖는 기판(12) 상에 상부 층간절연막(30)을 형성한다. 상기 온도 센싱라인(28)을 형성하는 공정이 생략되는 경우에 상기 상부 층간절연막(30)은 상기 세그먼트 히터들(H′) 및 상기 히터 배선들 (134)를 덮도록 상기 하부 층간절연막(22) 상에 직접 형성될 수 있다.
도 11 및 도 14를 참조하면, 상기 상부 층간절연막(30) 상에 발열저항기들 (R) 및 잉크 토출배선들(34a)을 형성한다. 상기 발열 저항기들(R) 및 상기 잉크 토출배선들(34a)은 다음과 같은 공정을 통하여 형성될 수 있다. 상기 상부 층간절연막(30) 상에 고저항 금속층 및 배선 금속층을 차례로 형성한다. 상기 고저항 금속층은 상기 히터 물질층과 동일한 물질층으로 형성될 수 있다. 상기 고저항 금속층은 탄탈륨, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 티타늄, 지르코늄 및 하프늄으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는 금속막 또는 합금막으로 형성될 수 있다. 상기 배선 금속층은 알루미늄막으로 형성될 수 있다. 이후, 상기 배선 금속층 및 상기 고저항 금속층을 패터닝하여 잉크 토출패턴을 형성한다. 상기 잉크 토출패턴은 차례로 적층된 고저항 금속층패턴(32′) 및 배선 금속층 패턴을 포함한다. 이후, 상기 배선 금속층패턴을 선택적으로 제거하여 잉크 토출 배선들(34a)을 형성한다. 이때, 상기 잉크 토출배선들(34a)에 의하여 노출된 부분의 상기 고저항 금속층 패턴(32′)이 발열 저항기들(R)로써 제공된다. 상기 발열 저항기들(R)은 상기 잉크 토출영역(도 10의 12a) 내에 상기 세그먼트 히터들(H′)과 인접하도록 형성된다.
도 11 및 도 15를 참조하면, 상기 발열 저항기들(R) 및 상기 잉크 토출 배선들(34a)을 형성한 후에, 상기 상부 층간절연막(30) 상에 상기 발열 저항기들(R) 및 상기 잉크 토출 배선들(34a)을 덮는 보호층(36)을 형성하고, 상기 보호층(36) 상에 적어도 상기 발열 저항기들(R)과 중첩되는 캐비태이션 방지층(38)을 형성한다. 이후, 도 9에서 설명된 바와 같은 공정을 수행하여 잉크 공급로(40) 및 유로 형성체(42)를 형성한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기판을 가열하기 위한 기판 가열부재로써 복수개의 세그먼트 히터들이 제공된다. 상기 세그먼트 히터들을 형성하는 공정은 잉크 토출을 위한 압력을 생성시키는 압력 생성요소를 형성하는 공정에 병합되어 단순한 공정에 의하여 향상된 신뢰성을 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 세그먼트 히터들은 대면적을 갖는 종래 기판 히터에 비하여 상기 기판 상에 균일하게 분포시킬 수 있게 된다. 그 결과, 기판을 보다 균일하게 가열할 수 있게 된다. 특히, 상기 세그먼트 히터들은 실질적으로 잉크가 토출되는 상기 압력 생성요소들과 인접하도록 배치됨으로써 인쇄 초기의 잉크 토출 불량을 방지할 수 있다.

Claims (25)

  1. 잉크 토출영역을 갖는 기판;
    상기 기판 상에 배치된 적어도 하나의 층간절연막;
    상기 잉크 토출영역의 상기 층간절연막 상에 소정 배열을 형성하도록 배치되어 잉크 토출을 위한 압력을 생성하는 복수개의 압력 생성요소들;
    상기 잉크 토출영역의 양단부 외곽의 상기 층간절연막 상에 행들 및 열들을 따라 2차원적으로 배열되거나, 상기 압력 생성요소들과 인접하도록 상기 층간절연막 내에 매립되어 상기 기판을 가열하는 세그먼트 히터들(segment heaters);및
    상기 세그먼트 히터들을 전기적으로 연결시키는 히터 배선들을 포함하는 잉크젯 헤드 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 층간절연막은 상기 기판 상에 차례로 적층된 하부 층간절연막 및 상부 층간절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 기판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 세그먼트 히터들이 상기 압력 생성요소들과 인접하도록 상기 층간절연막 내에 매립된 경우에 상기 세그먼트 히터들은 상기 하부 층간절연막 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 기판.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 상부 층간절연막 및 상기 하부 층간절연막 사이에 개재된 중간 층간절연막 상에 상기 압력 생성요소들과 인접하도록 라인형태로 배치된 온도 센싱라인을 더 포함하는 잉크젯 헤드 기판.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 온도 센싱라인은 알루미늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 기판.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 세그먼트 히터들은 탄탈륨, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 티타늄, 지르코늄 및 하프늄으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 금속 또는 선택된 하나를 포함하는 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 기판.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 생성요소들은 상기 세그먼트 히터들과 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 기판.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터 배선들은 알루미늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 기판.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 세그먼트 히터들은 상기 압력 생성요소들과 실질적으로 동일한 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 기판.
  12. 잉크 토출영역을 갖는 기판;
    상기 기판 상에 배치된 적어도 하나의 층간절연막;
    상기 잉크 토출영역의 상기 층간절연막 상에 소정 배열(array)을 형성하도록 배치되어 잉크 토출을 위한 압력을 생성하는 복수개의 압력 생성요소들;
    상기 기판 상의 소정위치들에 배치되어 상기 기판을 가열하는 세그먼트 히터 들;
    상기 세그먼트 히터들을 전기적으로 연결시키는 히터 배선들;
    상기 압력 생성요소들, 상기 세그먼트 히터들 및 상기 히터 배선들을 덮는 보호층;
    상기 기판, 상기 층간절연막 및 상기 보호층을 관통하는 잉크 공급로;
    상기 보호층 상에, 잉크의 이동통로로 제공되는 잉크 유로를 한정하도록 배치된 유로 형성체; 및
    상기 압력 생성요소들과 대응되도록 상기 유로 형성체의 일면을 관통하는 복수개의 노즐들을 포함하는 잉크젯 헤드.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 세그먼트 히터들은 상기 잉크 토출영역의 양단부 외곽의 상기 층간절연막 상에 행들 및 열들을 따라 2차원적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 층간절연막은 상기 기판 상에 차례로 적층된 하부 층간절연막 및 상부 층간 절연막을 포함하되, 상기 세그먼트 히터들은 상기 압력 생성요소들과 인접하도록 상기 하부 층간절연막 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 세그먼트 히터들은 탄탈륨, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 티타늄, 지르코늄 및 하프늄으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 금속 또는 선택된 하나를 포함하는 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 압력 생성요소들은 상기 세그먼트 히터들과 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 히터 배선들은 알루미늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 세그먼트 히터들은 상기 압력 생성요소들과 실질적으로 동일한 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
  19. 잉크 토출영역을 갖는 기판을 준비하고,
    상기 기판 상에 적어도 하나의 층간절연막을 형성하고,
    상기 잉크 토출영역의 상기 층간절연막 상에 잉크 토출을 위한 압력을 생성하는 복수개의 압력 생성요소들을 형성하고,
    상기 기판 상의 소정위치에 상기 기판을 가열하기 위한 복수개의 세그먼트 히터들 및 상기 세그먼트 히터들과 전기적으로 연결된 히터 배선들을 형성하는 것을 포함하되, 상기 세그먼트 히터들은 상기 잉크 토출영역의 양단부 외곽의 상기 층간절연막 상에 행들 및 열들을 따라 2차원적으로 배열되거나, 상기 압력 생성요소들과 인접하도록 상기 층간절연막 내에 매립되는 잉크젯 헤드 기판의 제조방법.
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 세그먼트 히터들은 탄탈륨, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 티타늄, 지르코늄 및 하프늄으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 금속 또는 선택된 하나를 포함하는 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 기판의 제조방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 압력 생성요소들은 상기 세그먼트 히터들과 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 기판의 제조 방법.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 히터 배선들은 알루미늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 기판의 제조 방법.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 세그먼트 히터들은 상기 압력 생성요소들과 실질적으로 동일한 면적을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 기판의 제조방법.
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