KR100866270B1 - 액체 분사 헤드, 액체 분사 장치 및 액체 분사 헤드의제조 방법 - Google Patents
액체 분사 헤드, 액체 분사 장치 및 액체 분사 헤드의제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
발열 소자의 잉크 등의 액체를 보유하는 액실측 면에, 배선 패턴 형성 시의 드라이 에칭으로부터 발열 소자를 보호하는 보호층을 형성함으로써, 일렉트로 마이그레이션 내성을 강화한 배선 재료에 의해 배선 패턴을 작성하는 경우에도 충분한 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.
반도체 기판, 발열 소자, 배선층, 소자 분리 영역, 배선 패턴
Description
본 발명은 액체 분사 헤드, 액체 분사 장치 및 액체 분사 헤드의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 서멀 헤드에 의한 액체 분사 장치에 적용하여, 일렉트로 마이그레이션(migration) 내성을 강화한 배선 재료에 의해 배선 패턴을 작성하는 경우에도, 충분한 신뢰성을 확보할 수 있도록 한다.
최근, 화상 처리 등의 분야에서는 하드 카피의 컬러화에 대한 요구가 높아지고 있다. 이러한 요구에 대하여, 종래, 승화형 열전사 방식, 용융열 전사 방식, 잉크젯 방식 등의 액체 분사 방식, 전자 사진 방식, 열 현상 은염 방식 등의 컬러 하드 카피 방식이 제안되어 있다.
이들 방식 중 액체 분사 방식은 기록 헤드에 설치된 노즐로부터 액체, 예를 들면, 기록액(잉크)의 작은 방울을 튀어나가게 하고, 기록 대상에 부착하여 도트를 형성하는 것으로, 간단한 구성에 의해 고화질의 화상을 출력할 수 있다. 이 액체 분사 방식은 잉크 등의 액체를 튀어나가게 하는 방식의 상이에 의해, 정전 인력 방식, 연속 진동 발생 방식(피에조 방식), 서멀 방식 등으로 분류된다.
이들의 방식 중 서멀 방식은 잉크 등의 액체가 국소적인 가열에 의해 거품을 발생시키고, 이 거품에 의해 토출구로부터 잉크 등의 액체를 밀어내어 인쇄 대상에 비상(飛翔)시키는 방식이고, 간이한 구성에 의해 컬러 화상을 인쇄할 수 있다.
이 서멀 방식에 의한 프린터는 소위 프린터 헤드를 사용하여 구성되고, 이 프린터 헤드에는 잉크 등의 액체를 가열하는 발열 소자, 발열 소자를 구동하는 논리 집적 회로에 의한 구동 회로 등이 반도체 제조 기술을 이용하여 반도체 기판 상에 형성되도록 이루어져 있다.
즉, 서멀 헤드는 실리콘 기판 상에 MOS형 트랜지스터 또는 바이폴라 트랜지스터에 의한 논리 집적 회로, 이 논리 집적 회로에 의해 구동되는 구동용 트랜지스터가 작성된다. 또한, 스퍼터링법에 의해 Ta, Ta2N, TaAl 등에 의한 박막이 작성되고, 이 박막에 의해 발열 소자가 작성된다. 또한, 알루미늄 등의 배선 재료가 퇴적된 후, 웨트 에칭에 의해 패터닝되고, 이로써 각 트랜지스터, 발열 소자가 접속되고, 또한 실리콘 질화막 등에 의한 보호층, Ta 막에 의한 캐비테이션 방지층이 형성된다. 또한, 서멀 헤드는 각 발열 소자에 대응하여, 잉크 등의 액체를 보유하는 액실, 이 액실에 잉크 등의 액체를 유도하는 유로 등이 작성된다. 이로써 서멀 헤드는 논리 구동 회로에 의한 제어에 의해 구동용 트랜지스터로 발열 소자를 구동하고, 노즐로부터 잉크 액적(液滴)을 튀어나갈 수 있도록 이루어져 있다.
서멀 헤드에서는 고해상도에 의한 인쇄 결과를 얻기 위해서 발열 소자를 고밀도로 배치하는 것이 요구되고, 600〔DPI〕 상당의 프린터 헤드에서는 발열 저항 소자를 42.333〔㎛〕 간격으로 배치하도록 이루어져 있다.
그런데, 구동용 트랜지스터와 대응하는 발열 소자의 접속에 있어서, 순수한 알루미늄을 배선 재료로서 사용하는 경우, 인산 등을 주성분으로 한 약액을 사용한 웨트 에칭에 의해, 조금도 발열 소자에 영향을 주지 않고, 간이하고 또한 확실하게 알루미늄을 패터닝할 수 있다.
그러나, 알루미늄은 전류를 흘리면, 전자가 알루미늄 원자와 충돌하여 알루미늄 원자가 이동하고, 이로써 배선의 일부에 결손이 발생하는 경우가 있고, 또한 이 결손에 의해 단선될 우려가 있다(소위 일렉트로 마이그레이션 불량이다). 이로써 반도체 제조 공정에서는, 순수한 알루미늄 대신에, 알루미늄에 실리콘, 동 등을 첨가함으로써 알루미늄 입계를 이들 첨가물로 보강하여, 일렉트로 마이그레이션 내성을 강화하도록 이루어져 있다.
서멀 헤드에 있어서도, 이와 같이 일렉트로 마이그레이션 내성을 강화하여 이루어지는 배선 재료를 사용함으로써, 한층 더 신뢰성을 향상시킬 수 있다고 생각된다. 즉, 이 경우, 예를 들면 도 1에 도시하는 바와 같이, 구동용 트랜지스터 등을 작성하여 이루어지는 반도체 기판(1) 상에, 절연층 등을 작성한 후, 발열 소자(2), Al-Si 또는 Al-Cu 등의 배선 재료에 의한 배선층(3)을 차례로 작성하고, 이 배선층을 웨트 에칭에 의해 패터닝함으로써, 일렉트로 마이그레이션 내성을 강화할 수 있다고 생각된다.
그러나, 배선 재료의 첨가물인 Si, Cu 등은 에칭의 약제에 용해되지 않는 결점이 있고, 이 경우, 약제에 의해 배선층을 제거한 부위에, Si, Cu 등의 잔사(4)가 남게 된다. 이로써 서멀 헤드에 적용한 경우, 배선층을 제거한 부위가 반도체 제조 공정에서 극히 유해한 발진원(發塵源)이 된다.
이 문제를 해결하는 하나의 방법으로서, 웨트 에칭 대신에, 할로겐계 가스의 플라즈마를 이용하여 Al-Si 배선, Al-Cu 배선을 패터닝하는 방법(즉, 드라이 에칭법)이 생각된다. 그러나, 이러한 할로겐계 가스에 의한 드라이 에칭에 있어서는 발열 소자 재료인 Ta, Ta2N, TaAl도 에칭되어 버리는 결점이 있고, 이로써 발열 소자의 신뢰성이 현저하게 열화된다.
이들에 의해 서멀 헤드에 있어서는, 일렉트로 마이그레이션 내성을 강화한 배선 재료를 사용하여, 충분한 신뢰성을 확보하는 것이 곤란한 문제가 있었다.
본 발명은 이상의 점을 고려하여 이루어진 것으로, 일렉트로 마이그레이션 내성을 강화한 배선 재료에 의해 배선 패턴을 형성하는 경우에도, 충분한 신뢰성을 확보할 수 있는 액체 분사 헤드, 액체 분사 장치 및 액체 분사 헤드의 제조 방법을 제안하고자 하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 있어서는, 액체 분사 헤드에 적용하여, 금속 또는 금속 화합물로 이루어지는 발열 소자의 액실측의 면에, 배선 패턴 형성 시의 드라이 에칭으로부터 발열 소자를 보호하는 보호층을 형성한다.
즉, 액체 분사 헤드에 적용하여, 소정의 노즐로부터 튀어나가게 하는 액적이 잉크 액적, 각종 염료의 액적, 보호층 형성용 액적 등인 프린터 헤드, 이 액적이 시약 등인 마이크로 디스펜서, 각종 측정 장치, 각종 시험 장치, 이 액체가 에칭으로부터 부재를 보호하는 약제인 패턴 묘화 장치 등에 적용할 수 있다. 여기서, 금속 또는 금속 화합물로 이루어지는 발열 소자의 액실측의 면에, 배선 패턴 형성 시의 드라이 에칭으로부터 발열 소자를 보호하는 보호층을 형성함으로써, 이 보호층에 의해 배선 패턴 형성 시의 드라이 에칭에 의해 발열 소자가 영향을 받지 않도록 할 수 있다. 이로써 일렉트로 마이그레이션 내성을 강화한 배선 재료에 의해 배선 패턴을 형성하는 경우에도, 발열 소자의 신뢰성의 저하를 유효하게 회피할 수 있고, 그 만큼, 충분한 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서는, 액체 분사 장치에 적용하여, 액체 분사 헤드에 있어서, 금속 또는 금속 화합물로 이루어지는 발열 소자의 액실측의 면에, 배선 패턴 형성 시의 드라이 에칭으로부터 발열 소자를 보호하는 보호층을 형성한다.
즉, 이 구성에 의하면, 일렉트로 마이그레이션 내성을 강화한 배선 재료에 의해 액체 분사 헤드의 배선 패턴을 형성하는 경우에도, 충분한 신뢰성을 확보하여 이루어지는 액체 분사 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서는, 액체 분사 헤드의 제조 방법에 적용하여, 금속 또는 금속 화합물로 이루어지는 발열 소자의 액실측의 면에, 배선 패턴 형성 시의 드라이 에칭으로부터 발열 소자를 보호하는 보호층을 형성하는 보호층 형성 단계를 갖도록 한다.
즉, 이 구성에 의하면, 일렉트로 마이그레이션 내성을 강화한 배선 재료에 의해 배선 패턴을 형성하는 경우에도, 충분한 신뢰성을 확보하여 이루어지는 액체 분사 헤드를 생성할 수 있는 액체 분사 헤드의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 배선 패턴의 웨트 에칭에 의한 잔사의 설명에 제공되는 단면도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 프린터 헤드의 제조 공정의 설명에 제공하는 단면도.
도 3c 및 도 3d는 도 2의 계속되는 설명에 제공하는 단면도.
도 4e 및 도 4f는 도 3의 계속되는 설명에 제공하는 단면도.
도 5g 및 도 5h는 도 4의 계속되는 설명에 제공하는 단면도.
도 6은 발열 소자의 저항값의 변화를 도시하는 특성 곡선도.
도 7은 도 6의 경우와는 다른 조건에 의한 발열 소자의 저항값의 변화를 도시하는 특성 곡선도.
이하, 적절하게 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세하게 기술한다. 또한, 본 발명은 액체 분사 장치, 이것에 사용되는 액체 분사 헤드 및 액체 분사 헤드의 제조 방법에 적용되지만, 이하의 설명에서는 액체 분사 장치로부터 토출되는 액체의 예로서 잉크를 사용하여 설명한다. 따라서, 액체 분사 장치로부터 토출되는 액체는 잉크에 한정되지 않고, 잉크의 정착액, 또는 잉크의 희석액, 각종 염료의 액적, 보호층 형성용 액적 등인 경우, 마이크로 디스펜서, 각종 측정 장치, 각종 시험 장치 등과 같이, 이 액적이 시약 등인 경우, 패턴 묘화 장치 등과 같이, 이 액체가 에칭으로부터 부재를 보호하는 약제인 경우 등이라도 물론 상관 없다.
(1) 실시예의 구성
도 2a 내지 도 5h는 본 발명의 실시예에 따른 프린터 헤드의 제조 공정의 설 명에 제공하는 단면도이다. 이 제조 공정은 도 2a에 도시하는 바와 같이, P형 실리콘 기판(11)을 세정한 후, 실리콘 질화막을 퇴적한다. 이 제조 공정은 계속해서 리소그래피 공정, 리액티브 이온 에칭 공정에 의해 실리콘 기판(11)을 처리하고, 이로써 트랜지스터를 형성하는 소정 영역 이외의 영역으로부터 실리콘 질화막을 제거한다. 이들에 의해 이 제조 공정은 실리콘 기판(11) 상의 트랜지스터를 형성하는 영역에 실리콘 질화막을 형성한다.
이 제조 공정은 계속해서 열산화 공정에 의해, 실리콘 질화막이 제거되어 있는 영역에 열 실리콘 산화막을 형성하고, 이 열 실리콘 산화막에 의해 트랜지스터를 분리하기 위한 소자 분리 영역(LOCOS, Local oxidation of silicon)(12)을 형성한다. 이 제조 공정은, 계속해서 실리콘 기판(11)을 세정한 후, 트랜지스터 형성 영역에 텅스텐실리사이드/폴리실리콘/열산화막 구조의 게이트를 형성한다. 또한, 소스·드레인 영역을 형성하기 위한 이온 주입 공정, 열처리 공정에 의해 실리콘 기판(11)을 처리하고, MOS형에 의한 스위칭 트랜지스터(14, 15) 등을 형성한다. 또, 여기서 스위칭 트랜지스터(14)는 30〔V〕경도의 내압을 갖는 MOS형 드라이버 트랜지스터이고, 발열 소자의 구동에 제공하는 것이다. 이것에 대하여 트랜지스터(15)는 이 드라이버 트랜지스터를 제어하는 집적 회로를 구성하는 트랜지스터이고, 5〔V〕의 전압에 의해 동작하는 것이다. 이 공정은, 계속해서 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 BPSC(BoroPhosepho Silicate Glass)막(16)을 퇴적하여, 층간 절연막을 작성한다.
계속해서 이 공정은 포토리소그래피 공정, CFx계 가스를 사용한 리액티브 이 온 에칭법에 의해, 실리콘 반도체 확산층(소스·드레인)상에 접속 구멍(콘택트 홀)을 작성한다. 또한, 실리콘 기판(11)을 희불산에 의해 세정하고, 스퍼터링법으로 차례로 막두께 20〔㎚〕의 티타늄막, 막두께 50〔㎚〕의 질화티타늄 배리어 메탈을 퇴적한다. 또한, 이 공정은 실리콘을 1〔at%〕 첨가하여 이루어지는 알루미늄을 600〔㎚〕퇴적한다. 또한, 계속해서 포토리소그래피 공정, 드라이 에칭 공정을 거쳐, 이로써 1층째의 배선 패턴(18)을 작성한다. 이로써 이 공정은 일렉트로 마이그레이션 내성을 강화하여 이루어지는 배선 재료에 의한 배선 패턴(18)에 의해, 구동 회로를 구성하는 MOS형 트랜지스터(15)를 접속하여 논리 집적 회로를 형성하도록 이루어져 있다.
계속해서 이 공정은 CVD 법에 의해 층간 절연막인 실리콘 산화막(소위 TEOS)(19)을 퇴적하고, CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정에 의해, 또는 레지스트 에치백법에 의해 이 실리콘 산화막(19)을 평활화한다.
이 공정은 계속해서 도 2b에 도시하는 바와 같이, 층간 절연막을 형성한 후, 스퍼터링법에 의해 소정 막두께로 Ta, Ta2N, TaAl 등에 의한 발열 저항 소자 재료를 퇴적하고, 포토리소그래피 공정, 드라이 에칭 공정에 의해 잉여의 발열 저항 소자 재료를 제거함으로써, 발열 소자(20)를 작성한다.
계속해서 이 공정은 도 3c에 도시하는 바와 같이, CVD 법에 의해 소정 막 두께로 SiN 또는 SiC를 퇴적하고, 이로써 배선 재료의 드라이 에칭으로부터 발열 소자(20)를 보호하는 보호층(22)을 작성한다. 여기서 이 보호층(22)은 충분한 막두께(1OO〔㎚〕 이상)로 작성된다.
이 공정은 계속해서 도 3d에 도시하는 바와 같이, 리소그래피 공정 후, CFx계 가스를 주체로 한 플라즈마에 의한 드라이 에칭 공정에 의해 이 보호층(22)을 처리하고, 배선 패턴에 의해 접속하는 부위를 제거하고, 보호층(22)이 발열 소자(20) 상에 국소적으로 배치되어 이루어지도록 한다.
계속해서 이 공정은 도 4e에 도시하는 바와 같이, 포토리소그래피 공정, CFx 계 가스를 사용한 리액티브 이온 에칭법에 의해 접속 구멍(콘택트 홀)을 작성한다. 또한, 실리콘 기판(11)을 희불산에 의해 세정하고, 스퍼터링법으로 차례로 막두께 20〔㎚〕의 티타늄막, 막두께 50〔㎚〕의 질화티타늄 배리어 메탈을 퇴적한다. 또한, 이 공정은 실리콘을 1〔at%〕첨가하여 이루어지는 알루미늄을 스퍼터링법에 의해 소정 막두께만큼 퇴적한다. 이로써 이 공정은 1층째의 배선 패턴과 콘택트홀에 의해 접속하고, 또한 발열 소자(20)가 노출되어 이루어지는 부위에서 발열 소자(20)와 접속하여, 배선 재료막(24)을 작성하도록 이루어져 있다.
이렇게 하여 배선 재료막(24)을 작성하면, 이 공정은 도 4f에 도시하는 바와 같이, 포토레지스트 공정 후, 염소계 가스 주체의 플라즈마를 이용한 이방성 드라이 에칭에 의해 2층째의 배선 패턴(25)을 작성한다. 이 공정은 이 2층째의 배선 패턴(25)에 의해, 전원용 배선 패턴, 어스(earth)용 배선 패턴을 작성하고, 또한 드라이브 트랜지스터(14)를 발열 소자(20)에 접속한다.
이 처리에 있어서, 이 공정은 배선 재료막(24)을 충분히 오버 에칭하도록 에칭 시간이 설정되고, 이 오버 에칭에 의해, 단차 부분에 배선 재료가 남겨지지 않도록 하여, 이러한 배선 재료가 남겨져 이루어지는 것에 의한 배선 패턴간의 쇼트(short)를 충분히 방지하도록 이루어져 있다.
계속해서 이 공정은 도 5g에 도시하는 바와 같이, 잉크 보호층으로서 기능하는 실리콘 질화막(27)을 막두께 300〔㎚〕로 퇴적한다. 계속해서 도 5h에 도시하는 바와 같이, 스퍼터법에 의해 막두께 200〔㎚〕의 탄탈막을 퇴적하고, 이 탄탈막에 의해 내(耐)캐비테이션층(28)을 형성한다. 계속해서 이 공정은 드라이 필름(29), 노즐 시트(30)가 차례로 적층된다. 여기서 드라이 필름(29)은, 예를 들면, 탄소계 수지에 의해 구성되고, 잉크 액실, 잉크 유로의 격벽을 소정의 높이로 구성하도록, 소정 형상, 소정 막 두께에 의해 경화하여 작성된다. 이것에 대하여 노즐 시트(30)는 발열 소자(20) 상에 미소한 잉크 토출구인 노즐(33)을 형성하도록 소정 형상으로 가공된 시트재이고, 드라이 필름(29) 상에 접착에 의해 보유된다. 이로써 이 공정은 이들 드라이 필름(29), 노즐 시트(30)에 의해 잉크 액실(31), 이 잉크 액실(31)에 잉크를 유도하는 유로, 노즐(33)이 형성되도록 이루어져 있다.
(2) 실시예의 동작
이상의 구성에 있어서, 이 실시예에 따른 프린터 헤드의 제조 공정에서는 반도체 기판(11)을 처리하여 트랜지스터(14, 15)를 배치하여 이루어지는 반도체 기판(11)이 작성되고(도 2a), 이 반도체 기판(11)에 층간 절연막(19), 배선 패턴(18, 25), 드라이 필름(29), 노즐 시트(30) 등을 차례로 적층하여 프린터 헤드를 제조한다(도 2b 내지 도 5h).
이 제조 공정에서는 이렇게 하여 차례로 적층 재료를 적층할 때, 제 1 층째 배선 패턴(18)이 일렉트로 마이그레이션 내성을 강화하여 이루어지는 Al-Si에 의해 작성된 후, 절연층(19)을 개재하여 발열 소자(20)가 형성된다. 또한, 이 발열 소자(20)의 상층에 드라이 에칭에 대한 보호층인 실리콘 질화막(22)이 충분한 막두께에 의해 작성되고, 일렉트로 마이그레이션 내성을 강화하여 이루어지는 Al-Si에 의한 배선 재료막(24)이 형성된 후, 이 배선 재료막(24)이 드라이 에칭에 의해 제거되어 2층째의 배선 패턴(25)이 작성된다.
이로써 이 공정에 의해 작성되는 프린터 헤드에 있어서는 2층째의 배선 패턴을 드라이 에칭에 의해 작성할 때, 발열 소자(20)의 부위가 드라이 에칭에 따른 염소계 플라즈마에 노출되게 된다. 그러나, 이 실시예에 있어서는, 이 노출되는 부위에, 드라이 에칭에 대한 보호층인 질화실리콘(또는 탄화실리콘)에 의한 보호층(22)이 충분한 막 두께에 의해 작성되어 있음으로써, 염소계 플라즈마에 의한 발열 소자(20)로의 직접적인 영향을 방지할 수 있다. 이로써 이 실시예에 따른 프린터 헤드에 있어서는, 일렉트로 마이그레이션 내성을 강화하여 이루어지는 배선 재료에 의한 배선 패턴을 형성하도록 하더라도, 발열 소자에 있어서의 신뢰성의 저하를 유효하게 회피할 수 있고, 그 만큼 충분한 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 이 실시예에 있어서는, 이 제 2 층째의 배선 패턴을 작성하는 드라이 에칭 처리에 있어서, 충분히 오버 에칭하고, 이로써 단차부 등에 배선 잔량이 남겨지지 않도록 이루어진다. 이로써 이 프린터 헤드에 있어서는, 이러한 배선 재료가 남겨지는 것에 의한 배선 패턴간의 쇼트를 유효하게 회피할 수 있고, 이로써 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이렇게 하여 보호층(22)을 배치하면, 보호층(22)의 두께 분, 프린터 헤드에 있어서는, 잉크 액실(31)로부터 멀어진 위치에 발열 소자(20)가 배치되게 된다. 그러나, 보호층(22)을 구성하는 SiN, SiC에서는 실리콘 산화막(SiO2)과 비교하여 열전도성이 좋고, 이로써 이와 같이 보호층(22)을 배치한 경우에도, 충분히 효율 좋게 잉크 액실의 잉크를 가열하여 잉크 액적을 튀어나가게 할 수 있다.
이렇게 하여 도 6 및 도 7은 이렇게 하여 작성한 보호층(22)의 신뢰성을 확인하기 위해 실시한 시험 결과이다. 이들은 1변 18〔㎛〕에 의한 정방형 형상으로 발열 소자를 형성하고, 각 전력에 의한 펄스를 반복하여 인가한 결과이다. 또, 시험에는 잉크 배리어층으로서의 SiN 층을 300〔㎚〕 퇴적하고, 또한 탄탈 내캐비테이션층을 200〔㎚〕 퇴적시켜 헤드칩을 형성하였다. 도 6은 드라이 에칭에 의해 가장 막두께가 얇아진 부위에서, 보호층(22)이 30〔㎚〕의 막두께에 의해 남겨지도록 보호층(22)을 작성한 경우이고, 0.8〔W〕의 펄스를 반복하여 인가한 경우, 발열 소자의 저항값이 현저하게 상승하고, 107회 정도의 인가에 의해 시료의 1개가 단선하였다. 이것에 대하여 도 7의 결과는 드라이 에칭에 의해 가장 막두께가 얇아진 부위에서, 보호층(22)이 100〔㎚〕의 막두께에 의해 남겨지도록 보호층(22)을 작성한 경우이고, 0.8〔W〕의 펄스를 반복하여 인가한 경우, 또한 0.9〔W〕의 펄스를 반복하여 인가한 경우의 쌍방에 있어서, 저항율의 변화를 초기치의 5〔%〕 정도로 억제할 수 있었다.
(3) 실시예의 효과
이상의 구성에 의하면, 발열 소자의 잉크 액실측 면에, 배선 패턴 형성 시의 드라이 에칭으로부터 발열 소자를 보호하는 보호층을 형성함으로써, 일렉트로 마이 그레이션 내성을 강화한 배선 재료에 의해 배선 패턴을 작성하는 경우에도, 충분한 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 보호층을 질화실리콘 또는 탄화실리콘에 의해 형성함으로써, 이러한 보호층을 개재시켜 잉크 액실의 잉크를 가열하는 경우에도, 효율 좋게 잉크를 가열할 수 있다.
(4) 다른 실시예
또한 상술한 실시예에 있어서는, 질화실리콘 또는 탄화실리콘에 의해 보호층을 작성하는 경우에 관해서 언급하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 실용상 충분히 효율 좋게 잉크 액실의 잉크를 가열할 수 있는 경우, 예를 들면, 산화실리콘 등에 의해 보호층을 작성하도록 하여도 좋다.
또한 상술한 실시예에 있어서는, 일렉트로 마이그레이션 내성을 강화한 배선 재료에 의해 배선 패턴을 작성하는 경우에 관해서 언급하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 여러 가지 배선 재료를 사용하여 드라이 에칭에 의해 배선 패턴을 작성하는 경우에 널리 적용할 수 있다.
또한 상술한 실시예에 있어서는 본 발명을 프린터 헤드 및 프린터에 적용하여 잉크 액적을 튀어나가게 하는 경우에 관해서 언급하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 잉크 액적 대신에 각종 염료의 액적, 보호층 형성용 액적 등인 프린터 헤드, 그 위에 액적이 시약 등인 마이크로 디스펜서, 각종 측정 장치, 각종 시험 장치, 액적이 에칭으로부터 부재를 보호하는 약제인 각종의 패턴 묘화 장치 등에 널리 적용할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 발열 소자의 잉크 등의 액체의 액실측 면에 배선 패턴 형성 시의 드라이 에칭으로부터 발열 소자를 보호하는 보호층을 형성함으로써, 일렉트로 마이그레이션 내성을 강화한 배선 재료에 의해 배선 패턴을 작성하는 경우에도 충분한 신뢰성을 확보할 수 있다.
본 발명은 액체 분사 헤드, 액체 분사 장치 및 액체 분사 헤드의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 서멀 헤드에 의한 액체 분사 장치에 적용할 수 있다.
Claims (11)
- 배선 패턴을 개재하여 반도체 기판 상에 형성된 발열 소자를 구동하고, 상기 발열 소자의 발열에 의해 액실(液室)의 액체를 가열하여 소정의 노즐로부터 액적(液滴)을 튀어나가게 하는 액체 분사 헤드에 있어서,상기 발열 소자는 금속 또는 금속 화합물로 이루어지고,상기 발열 소자의 상기 액실측의 면에, 상기 배선 패턴 형성 시의 드라이 에칭으로부터 상기 발열 소자를 보호하는 보호층이 형성된 것을 특징으로 하는, 액체 분사 헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 보호층이 질화실리콘 또는 탄화실리콘에 의해 형성된 것을 특징으로 하는, 액체 분사 헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 보호층이, 상기 발열 소자의 상기 액실측의 면에, 상기 배선 패턴과 접속하는 부위를 제거하고 국소적으로 형성된 것을 특징으로 하는, 액체 분사 헤드.
- 액체 분사 헤드로부터 튀어나가는 액적을 인쇄 대상에 부착시켜 인쇄물을 형성하는 액체 분사 장치에 있어서,상기 액체 분사 헤드는,배선 패턴을 개재하여 반도체 기판 상에 형성된 발열 소자를 구동하고, 상기 발열 소자의 발열에 의해 액실의 액체를 가열하여 소정의 노즐로부터 액적을 튀어나가게 하고,상기 발열 소자는 금속 또는 금속 화합물로 이루어지고,상기 발열 소자의 상기 액실측의 면에, 상기 배선 패턴 형성 시의 드라이 에칭으로부터 상기 발열 소자를 보호하는 보호층이 형성된 것을 특징으로 하는, 액체 분사 장치.
- 배선 패턴을 개재하여 반도체 기판 상에 형성된 발열 소자를 구동하고, 상기 발열 소자의 발열에 의해 액실의 액체를 가열하여 소정의 노즐로부터 액적을 튀어나가게 하는 액체 분사 헤드의 제조 방법에 있어서,상기 반도체 기판에 금속 또는 금속 화합물로 이루어지는 상기 발열 소자를 형성하는 발열 소자 작성 단계와,상기 발열 소자의 상기 액실측의 면에, 상기 배선 패턴 형성 시의 드라이 에칭으로부터 상기 발열 소자를 보호하는 보호층을 형성하는 보호층 형성 단계와,상기 보호층의 상기 액실측에, 상기 배선 패턴의 배선 재료에 의한 배선 재료막을 형성하는 배선막 형성의 단계와,상기 배선 재료막을 드라이 에칭에 의해 패터닝하여 상기 배선 패턴을 작성하는 에칭 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 또는 금속 화합물은 탄탈 또는 탄탈을 갖는 화합물인 것을 특징으로 하는, 액체 분사 헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 보호층의 상기 액실측의 면에, 상기 액체로부터 상기 발열 소자를 보호하는 액체 보호층이 형성된 것을 특징으로 하는, 액체 분사 헤드.
- 제 4 항에 있어서,상기 금속 또는 금속 화합물은 탄탈 또는 탄탈을 갖는 화합물인 것을 특징으로 하는, 액체 분사 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 보호층이 질화실리콘 또는 탄화실리콘에 의해 형성된 것을 특징으로 하는, 액체 분사 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 보호층의 상기 액실측의 면에, 상기 액체로부터 상기 발열 소자를 보호하는 액체 보호층이 형성된 것을 특징으로 하는, 액체 분사 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 배선 패턴을 작성하는 에칭 단계 후에, 상기 보호층의 상기 액실측의 면에, 상기 액체로부터 상기 발열 소자를 보호하는 액체 보호층 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액체 분사 헤드 제조 방법.
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