KR100942871B1 - 잉크젯 프린트 헤드 제조 방법 및 잉크젯 프린트 헤드 - Google Patents

잉크젯 프린트 헤드 제조 방법 및 잉크젯 프린트 헤드 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 범용 반도체 제조 공정을 사용함으로써 에너지 생성 요소가 잉크 통로에 복잡하게 설치되는 잉크젯 프린트 헤드를 용이하게 제조할 수 있는 제조 방법을 제공하는 것이다. 이 목적을 위해, 본 발명은 제거 가능한 돌출부를 갖는 기재를 제공하는 단계와, 돌출부를 따라서 에너지 생성 요소를 형성하는 단계와, 에너지 생성 요소 상에 지지 부재를 형성하는 단계 및 돌출부를 기재로 부터 제거함으로써 잉크 챔버를 형성하는 단계를 포함한다.
에너지 생성 요소, 잉크젯 프린트 헤드, 돌출부, 지지 부재, 잉크 챔버

Description

잉크젯 프린트 헤드 제조 방법 및 잉크젯 프린트 헤드 {INK JET PRINT HEAD MANUFACTURING METHOD AND INK JET PRINT HEAD}
본 발명은 액적의 형태로 잉크를 토출하는 잉크젯 프린트 헤드 제조 방법 및 잉크젯 프린트 헤드에 관한 것이다.
잉크젯 프린팅 장치는 잉크젯 프린트 헤드(이후 단순히 프린트 헤드로 칭함)에 배열된 복수의 잉크 토출 오리피스로부터 미세한 액적으로 잉크를 토출함으로써 화상을 프린트한다. 일반적으로, 잉크젯 프린트 헤드는 복수의 잉크 토출 오리피스, 대응하는 잉크 토출 오리피스와 연통하는 복수의 잉크 통로 및 각각의 잉크 통로에 배열된 에너지 생성 요소로써 복수의 발열 저항기(발열 저항기)를 포함한다. 발열 저항기는 전류가 흐를 때, 전기 에너지를 열 에너지로 변환시키고, 열 에너지에 의해 잉크 통로에 기포를 생성하고, 형성되는 기포의 압력에 의해 잉크 액적의 형태로 잉크 토출 오리피스를 통해 잉크 통로로부터 잉크를 토출한다.
이러한 잉크젯 프린트 헤드에서, 잉크 액적이 잉크 토출 오리피스로부터 토출되는 방향을 안정화시키는 것은 고품질 화상 프린팅을 실현하는 것에 있어 매우 중요하다. 특히, 잉크 토출 오리피스로부터의 잉크 액적 분사(projection) 통로의 높은 수준의 직진성이 요구되고, 즉, 잉크 액적이 높은 정밀도로 프린트 매체 상에 착륙해야 한다.
잉크 액적이 높은 정밀도로 프린트 매체 상에 착륙하기 위해, 발열 저항기가 설치되는 각각의 잉크 통로의 형상은 중요하게 여겨진다. 일본 특허 공개 제4-15595호는 잉크 액적의 착륙성을 향상시키기 위해 잉크 통로 내에 구조물을 갖는 프린트 헤드를 제안한다. 도1에 도시된 바와 같이, 일본 특허 공개 제4-15595호는 잉크를 토출하도록 열 에너지를 생성하고, 잉크 토출 오리피스(11)를 향해 좁아지는 잉크 챔버(9)의 경사면(3a) 상에 배열된 발열 저항기(5)를 개시한다. 일본 특허 공개 제4-15595호는 발열 저항기가 서로 평행하게 마주보는 잉크젯 프린트 헤드도 개시한다.
그러나, 상기 구조의 프린트 헤드를 얻기 위한 매우 실현 가능한 방법, 예를 들어 리세스된 경사면을 적절하게 형성하는 방법은 아직 공지되지 않았다.
본 발명의 목적은 범용 반도체 제조 공정을 사용함으로써, 에너지 생성 요소가 잉크 통로 내에 복잡하게 설치된 잉크젯 프린트 헤드를 용이하게 제조할 수 있는 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다음의 구성을 갖는다.
일 태양의 관점에서, 본 발명은 잉크를 토출하기 위해 사용되는 에너지를 생성하기 위한 에너지 생성 요소, 에너지 생성 요소를 지지하는 지지 부재 및 에너지 생성 요소에 대응하여 형성되는 잉크 토출 오리피스와 연통하는 잉크 챔버를 포함하는 잉크젯 프린트 헤드 제조 방법을 제공하고, 이 방법은 제거 가능한 돌출부를 갖는 기재를 제공하는 단계와, 돌출부의 측벽을 따라서 에너지 생성 요소를 형성하는 단계와, 에너지 생성 요소 상에 지지 부재를 형성하는 단계와, 적어도 돌출부를 기재로부터 제거함으로써 잉크 챔버를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제2 태양은 상기 방법으로 제조된 잉크젯 프린트를 제공한다.
본 발명으로, 잉크 챔버는 먼저 돌출부를 갖는 기재 상의 돌출부를 따라서 에너지 생성 부재를 형성하고, 이후 돌출부를 제거함으로써 형성된다. 이는 복잡한 구조를 갖는 잉크 챔버 및 에너지 생성 요소가 범용 반도제 제조 공정[예를 들어, 포토리토그래피(photolithography) 및 에칭]에 의해 높은 정밀도로 형성될 수 있게 한다. 그 결과, 높은 토출 정확도를 갖는 잉크젯 프린트 헤드는 저가로 용이하게 제조될 수 있다.
본 발명의 추가 특성은 (첨부 도면을 참조하여) 예시적인 실시예의 다음 설명으로부터 명백해진다.
이제, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 다음의 실시예는 본 발명의 범위를 임의의 방식으로 제한하도록 의도되지 않고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 사람들에게 상세한 설명을 주는 예로써 제 공된다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 잉크젯 프린트 헤드를 도시하는 개략적인 사시도이다.
도4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 잉크젯 프린트 헤드(100)는 기재(1) 및 기재에 의해 지지되고 기재 상에 위치된 오리피스 플레이트(4)를 갖는다. 오리피스 플레이트(4)에는 소정의 피치로 복수의 잉크 토출 오리피스(11)가 형성되고, 또한 대응하는 잉크 토출 오리피스와 연통하는 복수의 잉크 챔버(9)가 형성된다. 오리피스 플레이트(4)는 잉크 토출 오리피스(11)로부터의 토출을 위해 각각의 잉크 챔버(9) 내의 잉크를 가열하기 위한 에너지 생성 요소와 같은 발열 저항기(도시 생략)을 지지하는 지지 부재의 역할을 한다. 발열 저항기 대신에, 피에조 요소(piezo element)가 에너지 생성 요소로써 사용될 수 있다. 발열 저항기의 배열 및 잉크 챔버(9)의 형상은 이후 설명한다.
기재(1)에는 잉크 공급 개구(8)가 형성된다. 잉크 공급 개구(8)는 잉크 유동 통로(10)를 통해 잉크 챔버(9)와 연통하고, 잉크 챔버(9)는 관련된 잉크 토출 오리피스(11)에 이어진다. 도시 생략된 잉크 탱크와 같은 잉크 공급원으로부터 잉크는 잉크 공급 개구(8) 및 잉크 유동 통로(10)를 통해 잉크 챔버(9)로 공급된다. 도2f에 도시된 바와 같이, 잉크 유동 통로(10)는 기재(1)와 오리피스 플레이트(4) 사이에 형성된다.
잉크젯 프린팅 장치에 장착될 때, 잉크젯 프린트 헤드는 잉크 공급 개구(8)가 형성된 측면이 프린트 매체의 프린트 면을 향하도록 배열된다. 이후, 열 에너지는 발열 저항기로부터, 잉크 공급 개구(8) 및 잉크 유동 통로(10)를 통해 잉크 챔버(9)로 공급된 잉크에 가해진다. 이것은 잉크 챔버(9) 내의 잉크가 그 안에서 기포를 형성하도록 하여, 그 결과로, 기포의 압력은 잉크 토출 오리피스(11)로부터 잉크 액적을 방출시킨다. 따라서, 토출된 잉크 액적은 프린트 매체로 부착되어 화상을 형성한다.
도2a 내지 도2f는 본 발명의 일 실시예에 따르는 잉크젯 프린트 헤드를 제조하는 연속적인 단계를 도시하는 단면도이다. 이러한 단면은 오리피스 플레이트(4)에 수직인 도4의 ⅡF-ⅡF'선을 통과하는 평면을 따라서 각각의 제조 단계에 대해 취해진다. 본 실시예에서, 연속적인 이러한 제조 단계는 결국 도2f의 단면 구조의 잉크젯 프린트 헤드(100)를 제조하게 된다.
도3은 기재(1)에 평행한 도2f의 Ⅲ-Ⅲ선을 통과하는 평면을 따라 취하고, 잉크 토출 오리피스(11)로부터 기재(1)를 향해 보여지는 잉크젯 프린트 헤드의 개략적인 단면도이다. 오리피스 플레이트(4)에는 상술한 바와 같이, 복수의 잉크 토출 오리피스(11)가 형성되고, 또한, 도3 및 도2f에 도시된 바와 같이 잉크 토출 오리피스(11)를 향해 좁아지는 단면으로 사다리꼴인 잉크 챔버(9)의 내부에 형성되는 절연층(3)이 형성된다. 도3에서, 참조 번호 3a는 잉크 챔버(9)의 경사부를 나타낸다. [오리피스 플레이트(4)와 접촉하는] 절연층(3)의 경사부(3a)의 내면에서, 두 개의 발열 저항기(5)는 잉크 토출 오리피스(11)에 대해 점 대칭 위치에서 매립된다. 그러나, 본 발명은 발열 저항기의 임의의 특정한 숫자 및 배열에 제한되지 않고, 두 개 이상의 발열 저항기가 사용되거나 또는 이들이 원형으로 배열되는 배열을 포함하는 것을 이해해야 한다.
이제, 도2a 내지 도2f에 도시된 제조 공정을 참조하여, 본 실시예에 따르는 잉크젯 프린트 헤드(100) 제조 방법이 설명된다.
먼저, 도2a에 도시된 바와 같이, 경사면을 갖는 돌출부(1a)는 기재(1) 상에 형성된다. 기재(1)는 단결정 실리콘으로 제조되는 것이 양호하다. 돌출부(1a)는 편평한 정상부를 갖는 사다리꼴 단면을 갖도록 형성될 수 있거나 또는 뾰족한 정상부를 갖는 대략 삼각형 단면을 갖는 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 돌출부를 원뿔대, 사각뿔, 다각형 피라미드 및 원뿔과 같은 다양한 다른 형상으로 형성하는 것이 가능하다. 또한, 돌출부(1a)는 반구 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 돌출부(1a)는 만곡면을 갖는다. 기재(1)에 평행한 면을 따라 취해진 돌출부(1a)의 단면적은 단면부와 기재(1) 사이의 거리가 증가할수록 감소한다. 또한, 돌출부는 막대(pole) 형상으로 형성될 수 있고, 측벽은 실질적으로 기재에 수직일 수 있다.
기재(1)가 단결정 실리콘 기재일 때, 돌출부(1a)는 이방성 에칭, 최적 마스크를 통한 건식 에칭 또는 습식 에칭으로 형성될 수 있다.
기재(1)가 단결정 실리콘이 아닐 경우, 돌출부(1a)는 실리콘 산화물 또는, 산 또는 알칼리에 의해 제거될 수 있는 금속 또는 금속 합성물로 형성될 수 있다. 즉, 실리콘 산화물이 사용될 때, 돌출부(1a)는 CVD(화학 기상 증착, chemical vapor deposition) 방법으로 형성될 수 있다. 알루미늄과 같은 금속이 사용될 때, 돌출부(1a)를 형성하도록 스퍼터링이 사용될 수 있다. 또 다른 경우, 증착된 막은 돌출부(1a)를 형성하도록 적절한 마스크를 통해 패터닝 및 에칭된다.
또한, 기재(1)가 단결정 실리콘이 아닐 때, 돌출부(1a)는 포토레지스트 또는 감광성 폴리머를 증착된 막에 도포하고, 이를 적절한 마스크로 덮고, 이를 노광 및 현상 처리함으로써 형성될 수 있다.
다음으로, 도2b에 도시된 바와 같이, 희생층(2)은 돌출부(1a)를 포함하는 기재(1)의 상부면(면들 중 하나)의 일부에 걸쳐 형성된다. 이제, 돌출부(1a) 및 희생층(2)으로 구성된 돌출부가 형성된다. 기재(1)의 상부면 및 희생층(2) 위로, 절연 물질로 제조(제1 절연층 형성 단계)된 절연층(3, 제1 절연층)이 형성된다. 이 때, 희생층(2) 및 절연층(3) 양쪽에는 기재(1)의 돌출부(1a)의 외부면 형상에 순응하는 경사부(2a, 3a)가 형성된다.
희생층(2)은 주변부[기재(1) 및 절연층(3)]의 물질보다 빨리 에칭되는 물질로 제조된다. 주변부의 물질에 따라서, 희생층(2)은 예를 들어, 실리콘 산화물, 폴리실리콘, 알루미늄, 포토레지스트 및 감광성 폴리머로 형성된다. 희생층(2)은 이후 소정의 패턴으로 패터닝된다.
절연층(3)은 이후 형성되는 발열 저항기(5)로 전기 신호를 송신하는 와이어를 절연시키고, 기포 형성 공정 중에 생성되는 충격으로부터 와이어를 보호하고, 또한 에칭 방지, 희생층(2)에 대한 에칭 멈춤층의 기능을 갖는 것이 필요하다. 주변부의 물질에 따라서, 절연층(3)은 예를 들어, 실리콘 질화물 및 실리콘 산화막으로 형성될 수 있다.
다음으로, 도2c에 도시된 바와 같이, 발열 저항기(5)는 돌출부(1a)의 표면 상에 형성된 절연층(3)의 측벽부인 경사부(3a)를 따라 형성된다. 이를 발열 저항기 형성 단계라고 칭한다. 이후, 이에 따라 형성된 발열 저항기에 전기 신호를 송신하는 와이어(도시 생략)가 놓인다. 이후 단계에서 잉크 토출 오리피스를 형성하는 노즐 코어(6) 및 발열 저항기(5)를 지지하는 지지부재로써 오리피스 플레이트(4)가 형성된다. 발열 저항기(5) 및, 발열 저항기(5)로 전기 신호를 송신하기 위한 와이어는 범용 반도체 제조 공정에 의해 형성될 수 있다. 절연층(3)의 경사부(3a)로의 레지스트 도포를 위해, 스프레이 법이 사용될 수 있다. 노광을 위해, 큰 초점 깊이를 갖는 볼록 렌즈를 사용하는 노광 장비가 사용될 수 있다. 본 실시예에서, 다른 절연층(3, 제2 절연층)은 전기 신호를 발열 저항기(5)로 송신하기 위해 모든 발열 저항기(5) 및 와이어를 덮도록 형성된다(제2 절연층 형성 단계). 이는 발열 저항기(5) 및 와이어가 절연층(3) 내에 내포되도록 한다. 노즐 코어(6)는 포토 레지스트 또는 감광성 폴리머를 사용하여 형성될 수 있다. 오리피스 플레이트(4)는 오리피스 플레이트(4)가 도금에 의해 형성되게 하는 금속 물질로 제조되는 것이 양호하다. 이 금속 재료는 예를 들어, 금을 포함한다.
다음으로, 오리피스 플레이트의 표면이 평탄화된다. 오리피스 플레이트(4)는 아래에 놓인 구조물의 균일하지 않은 표면에 의해 굽이치기 때문에, 평탄화되는 것이 필요하다. 이 평탄화 단계는 예를 들어, CMP(화학적 기계 연마, chemical mechanical polishing)를 사용할 수 있다.
희생층(2)의 두께에 관해, 희생층(2)을 형성하는 효율 및 기재(1)로부터 희생층을 제거하는 처리의 간편함을 고려하여, 1,000 내지 10,000Å 범위에서 선택되는 것이 양호하다. 절연층(3)은 개별적인 발열 저항기의 절연과, 와이어 사이의 절연을 확보하는 기능과, 또한 잉크 통로에서 잉크에 대항하여 발열 저항기 및 와이어를 보호하는 기능을 갖는 것이 필요하다. 절연층(3)의 물질 및 두께는 이러한 기능을 고려하여 결정된다. 실리콘 질화물이 절연층(3)으로 사용될 때, 이의 두께는 1,000 내지 20,000Å 범위에서 선택되는 것이 양호하다.
다음 단계에서 노즐 코어(6) 및 오리피스 플레이트(4)를 보호하기 위해, 평탄화 단계 이후 노즐 코어(6) 및 오리피스 플레이트(4)는 환화 고무(cyclized rubber, 도시 생략)로 도포되고 구워지는 것이 바람직하다.
다음, 도2d에 도시된 바와 같이, 기재(1)는 잉크 공급 개구(8)를 형성하도록 이면에서부터 에칭된다. 이 에칭은 잉크 공급 개구(8)가 희생층(2)에 도달할 때까지 계속된다. 이후, 희생층(2)은 형성된 잉크 공급 개구(8)를 통해 제거되고 기재(1)와 절연층(3) 사이에 공간(7)을 제공한다. 도2d는 잉크 공급 개구(8)가 결정 이방성 에칭에 의해 형성되는 경우를 도시한다.
잉크 공급 개구(8)를 형성하는 방법은 기재(1)의 물질에 따라 결정될 수 있다. 기재(1)가 단결정 실리콘으로 제조될 때, 결정 이방성 에칭 또는 건식 에칭으로 에칭되는 것이 양호하다. 결정 이방성 에칭에 대해, 수산화칼륨(potassium hydroxide) 또는 수산화테트라메틸암모늄(TMAH)의 수용액과 같은 알칼리성 수용액이 사용되는 것이 바람직하다. 에칭 마스크는 실리콘 산화물 또는 포토 레지스트를 소정의 패턴으로 패터닝하여 얻을 수 있다.
희생층의 제거에 관해, 희생층(2)이 실리콘 산화물로 형성되는 경우, 플루오르화 수소산 가스는 에칭용으로 사용되는 것이 바람직하다. 희생층(2)이 폴리실리 콘 또는 알루미늄으로 형성되는 경우, 수산화칼륨 또는 수산화테트라메틸암모늄(TMAH) 수용액과 같은 알칼리성 수용액이 사용될 수 있다. 희생층(2)이 포토 레지스트 또는 감광성 폴리머로 형성될 경우, 희생층(2)은 극성 용매(polar solvent) 또는 유기 아민계 제거액에 의해 제거될 수 있다.
다음으로, 잉크 챔버(9)는 도2e에 도시된 바와 같이 형성된다. 잉크 챔버(9) 형성 공정은 도2a의 단계에서 형성된 돌출부(1a)를 제거하기 위해 그리고 기재의 일부를 포함한 면적[도2d에서 일점쇄선 상의 면적(r)]을 에칭하기 위해, 희생층(2)을 제거함으로써 형성되는 공간(7)으로 잉크 공급 개구(8)를 통해 제거 작용제를 도입하는 단계를 포함한다. 이제, 잉크 챔버(9) 및 잉크 유동 통로(10)가 형성된다.
돌출부(1a)를 제거하는 방법에 관해, 돌출부(1a)가 단결정 실리콘으로 형성되는 경우, 결정 이방성 에칭, 습식 에칭 또는 건식 에칭이 적용될 수 있다. 결정 이방성 에칭의 경우, 가능한 에칭제(etchant)는 예를 들어, 수산화칼륨 또는 수산화테트라메틸암모늄(TMAH) 수용액을 포함할 수 있다. 습식 에칭의 경우, 플루오르화 수소산, 질산 및 아세트산의 혼합물이 사용될 수 있다. 건식 에칭의 경우, 크세논 플루오라이드 가스가 사용될 수 있다. 또는 돌출부(1a)가 포토 레지스트 또는 감광성 폴리머로 형성되는 경우, 돌출부(1a)는 극성 용매 또는 유기 아민계 제거액에 의해 제거될 수 있다. 이런 방식으로, 잉크 챔버(9)는 형성될 수 있다.
잉크 유동 통로(10) 형성에 있어서, 기재(1)가 단결정 실리콘으로 형성되는 경우, 결정 이방성 에칭, 습식 에칭 및 건식 에칭이 적용될 수 있다. 결정 이방성 에칭이 실행될 때, 가능한 에칭제는 예를 들어, 수산화칼륨 또는 수산화테트라메틸암모늄(TMAH) 수용액을 포함한다. 습식 에칭이 실행될 때, 플루오르화 수소산, 질산 및 아세트산의 혼합물이 사용될 수 있다. 건식 에칭의 경우, 크세논 플로우라이드 가스가 사용될 수 있다.
기재(1) 및 돌출부(1a)가 모두 단결정 실리콘으로 형성될 경우, 에칭 공정이 고려될 때 알 수 있는 바와 같이, 기재(1)에서의 에칭은 돌출부(1a) 이외의 편평부에서보다 돌출부(1a)에서 먼저 진행된다. 따라서, 기재(1) 및 돌출부(1a)가 모두 단결정 실리콘으로 형성되는 곳에서, 잉크 챔버(9)를 형성하기 위해 돌출부(1a)를 제거하는 단계 및 잉크 유동 통로를 형성하는 단계는 동시에 실행될 수 있다. 상기의 방식으로, 벽면은 기재로 형성될 수 있다.
이후, 상술한 바와 같이, 환화 고무가 노즐 코어(6) 및 오리피스 플레이트(4)를 보호하기 위해 도포되는 경우, 환화 고무는 크실렌과 같은 비극성 용매에 의해 제거된다.
다음으로, 도2e에 도시된 노즐 코어(6)는 잉크 토출 오리피스(11)의 상부를 형성하도록 제거된다. 이후, 도2f에 도시된 바와 같이, 위에 놓인 잉크 토출 오리피스(11) 바로 아래에 존재하는 절연층(3)은 잉크 토출 오리피스(11)를 통해 제거된다. 그 결과, 잉크 챔버(9)와 잉크 챔버의 상부 공간을 연통하는 잉크 토출 오리피스(11)가 형성된다. 본 실시예에서, 발열 저항기(5)를 지지하기 위한 지지 부재는 토출 오리피스(11)가 형성되는 오리피스 플레이트(4)이다.
최종 단계로써, 제조된 기재는 소정 개수의 잉크 토출 오리피스를 갖는 소정 크기의 복수의 잉크젯 프린트 헤드(100)를 제조하기 위해 필요한 만큼 세단기(dicer)에 의해 개별적인 칩으로 커팅된다.
상기 실시예에서, 발열 저항기(5)는 도2d에 도시된 바와 같이 절연층(3)에 내포되도록 기술되었지만, 이들은 도5에 도시된 바와 같이 절연층(3a)의 경사면 외부에 돌출하도록 형성될 수 있다. 즉, 발열 저항기(5)는 지지 부재(4)에 매립되도록 형성될 수 있다. 이는 절연층(3)을 소정의 두께로 형성하고, 발열 저항기(5)를 형성하고, 이후 발열 저항기(5) 및 절연층(3)을 덮도록 지지 부재(4)를 형성함으로써 실현될 수 있다. 또한, 도5에 도시된 바와 같이, 잉크 토출 오리피스(11)는 발열 저항기(5)를 지지하는 지지 부재(12)에 잉크 토출 오리피스(11)를 형성하지 않고 절연층(3)에만 형성될 수 있다.
(실시예)
이제, 본 발명의 잉크젯 프린트 헤드(100) 제조 방법은 다음의 예시적인 실시예를 취함으로써 더 자세히 설명한다.
본 실시예에서, <100>의 잉곳(ingot) 배향을 갖는 두께 625㎛의 실리콘 웨이퍼가 기재(1)로써 준비된다. 포토 레지스트는 기재(1)에 도포되고, 마스크로써 패터닝된다. 이는 도2a에 도시된 바와 같이 경사면을 갖는 돌출부(1a)를 형성하도록 건식 에칭에 의해 테이퍼 에칭된다.
이후, 돌출부(1a)가 형성된 기재(1)는 희생층(2)을 형성하기 위해 CVD(화학 기상 증착)방법에 의해 실리콘 산화물로 증착된다. 다음으로, 포토 레지스트 마스크는 희생층(2)을 패터닝하도록 형성된다. 또한, 실리콘 질화물 막은 도2b에 도시 된 바와 같이 절연층(3)을 형성하도록 증착된다.
다음으로, 범용 반도체 제조 공정을 사용하여, 발열 저항기(5) 및 이의 와이어(도시 생략)가 형성된다. 포토 레지스트는 스프레이 법에 의해 돌출부(1a)의 경사면에 뿌려진다. 노광 장치 또는 스텝퍼(stepper)로써, 큰 초점 깊이를 갖는 렌즈를 사용하는, 우시오 사에서 제작한 분할 투영 노광 장치가 사용된다.
다음으로, 실리콘 질화물 막은 절연층을 한번 더 형성하기 위해 CVD 방법에 의해 형성된다. 이는 (도2c에 도시된 바와 같이) 발열 저항기(5)가 절연층(3) 내에 내포되도록 한다.
다음으로, 잉크 토출 오리피스가 다음 단계에서 형성되는 위치에서, 노즐 코어(6)는 포토 레지스트에 의해 패터닝된다. 이후, 금은 오리피스 플레이트(4)를 형성하도록 전해 도금에 의해 도금된다.
또한, 오리피스 플레이트(4)는 환형 고무(도시 생략)가 노즐 코어(6) 및 오리피스 플레이트(4)에 도포되고 구워진 후, 노즐 코어(6) 및 오리피스 플레이트(4)를 다음 단계로부터 보호하기 위해 이의 표면을 평탄화하도록 연마된다.
다음으로, 실리콘 산화물 막(도시 생략)은 기재(1)의 이면에 형성되고, 잉크 공급 개구(8)의 위치를 형성하는 개구를 형성하기 위해, 포토레지스트를 마스크로 하여 버퍼드(buffered) 플루오르화 수소산에 의해 패터팅된다.
다음으로, 기재 조립체는 83℃의 온도에서 수산화테트라메틸암모늄 수용액 21wt%에 침지되어, 기재(1)의 이면에 형성된 실리콘 산화물 막에 형성된 개구로부터 에칭이 진행된다. 대략 15시간 이내에 에칭은 희생층(2)에 도달하고, 잉크 공 급 개구(8)를 형성한다. 이후, 수소 플로우라이드 가스는 에칭에 의해 희생층(2)을 제거하도록 잉크 공급 개구(8)로부터 도입되어, 공간(7)을 형성한다(도2d).
다음으로, 웨이퍼는 도2d의 단계에서 형성된 공간(7)으로부터 돌출부(1a) 및 기재(1)를 에칭하도록, 수산화테트라에틸암모늄 수용액에 다시 침지된다. 에칭의 결과로써, 잉크 챔버(9) 및 잉크 유동 통로(10)가 형성된다(도2e 참조).
웨이퍼가 완전히 물로 씻겨지고 건조된 이후, 노즐 코어(6) 및 오리피스 플레이트(4)를 보호하기 위해 형성된 환형 고무(도시 생략)는 크실렌에 의해 제거되고, 노즐 코어(6)는 아세톤에 의해 제거되어, 이에 따라, 잉크 토출 오리피스(11)의 상부 부분이 형성된다.
다음으로, 절연층(3)의 일부가 잉크 토출 오리피스(11)를 형성하도록 잉크 토출 오리피스(11)의 정상부로부터 건식 에칭에 의해 제거되어 잉크 챔버(9)는 외부 공간과 연통할 수 있게 된다. 최종 단계로써, 웨이퍼는 세단기에 의해 개별적인 칩으로 커팅되고, 도2f에 도시된 바와 같이 잉크젯 프린트 헤드를 완성한다.
본 발명은 소정의 위치에서 미세한 잉크 액적으로 소정의 색의 잉크를 프린트 매체 상으로 토출함으로써 화상을 형성하는 잉크젯 프린팅 장치에 장착된 잉크젯 프린트 헤드에 적용가능하다.
본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 개시된 예시적인 실시예에 제한되지 않음을 알 수 있다. 다음의 청구항의 범위는 모든 이러한 변경, 등가 구조물 및 기능을 포함하기 위해 넓게 해석된다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 제조 방법에 의해 제조된 잉크젯 프린트 헤드로부터 잉크가 토출되는 방법을 개념적으로 도시하는 개략적인 단면도.
도2a 내지 도2f는 본 발명의 일 실시예에 따르는 잉크젯 프린트 헤드 제조 방법의 일 실시예를 도시하는 개략적인 단면도.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 잉크젯 프린트 헤드의 개략적인 단면도.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 잉크젯 프린트 헤드의 개략적인 사시도.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 제조 방법에 의해 제조된 잉크젯 프린트 헤드를 개념적으로 도시하는 개략적인 단면도.

Claims (11)

  1. 잉크를 토출하도록 사용되는 에너지를 생성하기 위한 에너지 생성 요소와, 에너지 생성 요소를 지지하는 지지 부재와, 에너지 생성 요소에 대응하게 형성된 잉크 토출 오리피스와 연통하는 잉크 챔버를 포함하는 잉크젯 프린트 헤드 제조 방법이며,
    제거 가능한 돌출부를 갖는 기재를 제공하는 단계와,
    상기 돌출부의 측벽을 따라 에너지 생성 요소를 형성하는 단계와,
    상기 에너지 생성 요소 상에 지지 부재를 형성하는 단계와,
    적어도 상기 돌출부를 상기 기재로부터 제거함으로써 잉크 챔버를 형성하는 단계를 포함하는 잉크젯 프린트 헤드 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기재를 제공하는 단계는 돌출부 형성 단계를 포함하고, 상기 돌출부 형성 단계는 결정 이방성 에칭, 습식 에칭 또는 건식 에칭을 사용하여 기재의 일부를 형성하는 단계를 포함하는 잉크젯 프린트 헤드 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 돌출부는 실리콘 산화물, 금속 합성물, 포토 레지스트 또는 감광성 폴리머로 형성되는 잉크젯 프린트 헤드 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 돌출부는 돌출부가 형성되는 표면으로의 영각(an angle of attack)을 이루는 경사면을 갖고, 상기 에너지 생성 요소는 경사면을 따라 형성되는 잉크젯 프린트 헤드 제조 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 돌출부 형성 단계는 제거 가능한 돌출부를 기재 상에 형성하는 단계와, 상기 돌출부의 외부면을 따라 희생층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 희생층은 희생층을 둘러싸는 일부를 형성하는 물질보다 빨리 에칭되는 물질로 형성되는 잉크젯 프린트 헤드 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 절연 물질로 형성되는 절연층이 상기 돌출부의 표면 상에 형성되는 잉크젯 프린트 헤드 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 다른 절연층이 상기 돌출부의 표면 상의 상기 절연층 상에 형성된 상기 에너지 생성 요소 상에 형성되는 잉크젯 프린트 헤드 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 에너지 생성 요소는 발열 저항기인 잉크젯 프린트 헤드 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 지지 부재는 잉크 토출 오리피스를 형성하는 오리피스 플레이트인 잉크젯 프린트 헤드 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 잉크 챔버를 형성하는 단계는 돌출부를 제거하고 잉크 챔버와 연통하는 잉크 통로의 벽을 형성하는 단계를 포함하는 잉크젯 프린트 헤드 제조 방법.
  11. 제1항의 방법에 의해 제조되는 잉크젯 프린트 헤드.
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