KR101687015B1

KR101687015B1 - 노즐 플레이트 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101687015B1
Application number: KR1020100114560A
Authority: KR
Inventors: 강성규
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2016-12-16
Also published as: US20120120153A1; KR20120053339A; US8678552B2

Abstract

돌출형 노즐을 가지는 노즐 플레이트 및 그 제조방법이 개시된다. 개시된 노즐 플레이트는 몸체부와, 이 몸체부로부터 돌출되게 형성되는 것으로, 일정한 단면적을 가지는 출구 부분과 출구 부분으로 갈수록 단면적이 줄어드는 댐퍼 부분을 포함하는 노즐을 구비하며, 상기 노즐의 댐퍼 부분은 서로 다른 경사각을 가지는 복수의 내벽면들을 포함한다.

Description

노즐 플레이트 및 그 제조방법{Nozzle plate and method of manufacturing the same}

노즐 플레이트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 돌출형 노즐을 구비하는 노즐 플레이트와 이 노즐 플레이트를 제조하는 방법이 제공된다.

일반적으로, 잉크젯 프린팅 기술은 노즐 플레이트에 형성된 노즐을 통하여 잉크의 미소한 액적을 인쇄 매체 상의 원하는 위치에 토출시킴으로써 소정 화상을 인쇄하는 기술을 말한다. 최근에는 이러한 잉크젯 프린팅 기술이 화상의 인쇄 이외에도 인쇄 전자공학(printable electronics), 바이오 테크놀러지(biotechnology) 또는 바이오 사이언스(bioscience) 등과 같이 다양한 분야에 응용되고 있다. 이와 같은 잉크젯 프린팅 기술은 한 번의 공정으로 패턴을 형성할 수 있기 때문에 포토리소그라피(photolithography) 공정에 비하여 비용을 크게 낮출 수 있다는 장점이 있다. 그리고, 잉크젯 프린팅 기술은 전자 회로 등을 제작하는 데 있어 유리 기판 이외에 플렉서블(flexible) 기판도 사용될 수 있으므로, 플렉서블 디스플레이 장치 분야에도 유용하게 적용될 수 있다.

잉크젯 프린팅 기술로는 열원을 이용하여 버블을 발생시키고 이 버블이 팽창력에 의하여 액적을 토출시키는 열구동 방식(thermal type) 프린팅 기술과, 압전체의 변형을 이용하여 액적을 토출시키는 압전 방식(piezoelectric type) 프린팅 기술이 있다. 잉크젯 프린팅 기술이 인쇄 전자공학(printable electronics), 바이오 테크놀러지(biotechnology) 또는 바이오 사이언스(bioscience) 등과 같은 분야들에 적용되기 위해서는 노즐로부터 토출되는 액적의 부피가 작아야 하며, 또한 토출된 액적들이 원하는 위치에 정확하게 도달하여야 한다. 그러나, 이러한 열구동 방식 이나 압전 방식의 프린팅 기술과 같은 기존의 잉크젯 프린팅 기술을 인쇄 전자공학 등과 같은 기술분야에 적용하는 것은 액적의 위치 정확도(drop positioning accuracy)가 떨어지거나 액적의 부피가 크다는 이유로 기술적인 한계가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 정전기력(electrostatic force)를 이용하여 액적을 토출시키는 전자 유체역학(electro-hydrodynamic) 방식의 프린팅 기술이 개발되었는데, 이러한 전자 유체역학 방식 프린팅 기술은 기존의 열구동 방식이나 압전 방식에 비하여 토출되는 액적의 부피를 크게 줄일 수 있다는 장점이 있다. 또한, 최근에는 압전 방식의 잉크젯 기술과 전자 유체역학 방식의 프린팅 기술을 병합한 하이브리드 타입의 프린팅 기술이 개발되고 있다. 이러한 하이브리드 타입의 프린팅 기술은 멀티 노즐들 각각의 개별 구동을 구현할 수 있어 미세한 선폭의 프린팅을 요구하는 산업용 프린팅 분야에 적합하다. 한편, 상기한 전자 유체역학 방식의 프린팅 기술이나 하이브리드 타입의 프린팅 기술에서는 강건하고 전기장 집중을 강화할 수 있는 도출된 노즐이 형성된 노즐 플레이트가 구비될 될 것이 요구된다.

본 발명의 실시예들에 따르면 돌출형 노즐을 구비하는 노즐 플레이트와 이 노즐 플레이트를 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 있어서,

몸체부; 및

상기 몸체부로부터 돌출되게 형성되는 것으로, 일정한 단면적을 가지는 출구 부분과 상기 출구 부분으로 갈수록 줄어드는 단면적을 가지는 댐퍼 부분을 포함하는 노즐;을 구비하며,

상기 노즐의 댐퍼 부분은 서로 다른 경사각을 가지는 복수의 내벽면들을 포함하는 노즐 플레이트가 제공된다.

상기 댐퍼 부분의 내벽면들은 상기 출구 부분으로 갈수록 상기 몸체부 표면에 대한 경사각이 증가하도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 노즐의 벽은 상기 노즐의 출구로부터 멀어질수록 두껍게 형성될 수 있다.

상기 댐퍼 부분은 제1 댐퍼와 상기 제1 댐퍼로부터 상기 출구 부분쪽으로 연장된 제2 댐퍼를 포함하고, 상기 제1 댐퍼의 내벽면은 상기 몸체부 표면에 대한 제1 경사각을 가지며, 상기 제2 댐퍼의 내벽면은 상기 제1 경사각보다 큰 제2 경사각을 가질 수 있다.

상기 제2 댐퍼는 상기 노즐의 출구 부분과 접하도록 형성될 수 있으며, 여기서, 상기 노즐의 출구 부분은 예를 들면 대략 10 ~ 50㎛의 직경을 가질 수 있다.

상기 댐퍼 부분은 상기 제2 댐퍼로부터 상기 출구 부분 쪽으로 연장되어 마련되는 것으로, 상기 출구 부분 쪽으로 갈수록 단면적이 줄어드는 제3 댐퍼를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 노즐의 출구 부분은 예를 들면 대략 5 ~ 15㎛의 직경을 가질 수 있다.

상기 몸체부 및 노즐 벽은 실리콘으로 이루어질 수 있다. 상기 몸체부 및 노즐 벽의 표면에는 보호막이 코팅될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 있어서,

기판을 준비하는 단계;

상기 기판의 상면 쪽에 댐퍼 형성용 홈을 소정 깊이로 형성하는 단계;

상기 홈 주위의 기판을 식각하여 상기 기판의 하부로 갈수록 단면적이 줄어들며, 서로 다른 경사각을 가지는 복수의 내벽면을 포함하는 상기 댐퍼 부분을 형성하는 단계;

상기 기판의 하면 쪽에 일정한 단면적을 가지는 노즐의 출구 부분을 소정 깊이로 형성하는 단계; 및

상기 노즐의 출구 부분 주위의 기판을 식각하여 트렌치를 형성하는 단계;를 포함하는 노즐 플레이트의 제조방법이 제공된다.

상기 기판의 상면 쪽에 상기 댐퍼 형성용 홈을 형성하는 단계는, 상기 기판의 상면에 제1 관통공을 가지는 제1 마스크를 형성하는 단계; 상기 기판의 상면에 상기 제1 관통공 보다 작은 제2 관통공을 가지는 제2 마스크를 상기 제1 마스크를 덮도록 형성하는 단계; 및 상기 제2 관통공을 통하여 노출된 기판의 상면을 소정 깊이로 수직 식각하여 상기 홈을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 댐퍼 부분을 형성하는 단계는, 상기 제2 마스크를 제거하는 단계; 및 상기 제1 관통공을 통하여 노출된 기판을 테이퍼 식각(taper etching)함으로써 상기 기판의 하부로 갈수록 단면적이 줄어들며, 서로 다른 경사각을 가지는 복수의 내벽면을 포함하는 상기 댐퍼 부분을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. 상기 홈 및 댐퍼 부분은 예를 들면, 플라즈마 드라이 에칭공정에 의해 수행될 수 있다.

상기 노즐의 출구 부분을 형성하는 단계는, 상기 기판의 하면에 상기 출구 부분에 대응하는 제3 관통공을 가지는 제3 마스크를 형성하는 단계; 상기 제3 마스크 주위로 노출된 기판의 하면을 덮도록 보호막을 형성하는 단계; 및 상기 제3 관통공을 통하여 노출된 기판의 하면을 소정 깊이로 수직 식각하여 상기 노즐의 출구 부분을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제3 마스크는 상기 제3 마스크의 중심으로부터 가장자리까지의 거리가 소정 방향에 따라 달라지는 형상을 가질 수 있다.

상기 노즐의 출구 부분을 형성한 다음, 상기 출구 부분과 상기 제2 댐퍼를 연결하는 것으로 상기 제2 댐퍼 쪽으로 갈수록 단면적이 증가하는 제3 댐퍼를 형성하는 단계가 더 포함될 수 있다. 여기서, 상기 제3 댐퍼를 형성하는 단계는, 상기 기판의 하면에 상기 출구 부분의 바닥면을 노출시키는 제4 마스크를 형성하는 단계; 및 상기 제4 마스크를 통하여 노출된 기판의 바닥면을 식각하여 상기 제3 댐퍼를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 트렌치를 형성하는 단계는, 상기 보호막을 제거한 다음, 상기 제3 마스크 상에 상기 출구 부분을 덮도록 제5 마스크를 형성하는 단계; 및 상기 제3 마스크의 주위에 노출된 기판을 소정 깊이로 식각하여 트렌치를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 트렌치를 형성한 다음, 상기 기판의 표면과 상기 노즐의 내벽면 및 외벽면 상에 보호막을 형성하는 단계가 더 포함될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 있어서,

기판을 준비하는 단계;

상기 기판의 상면 쪽에 상기 기판의 하부로 갈수록 단면적이 줄어드는 댐퍼 부분을 형성하는 단계;

상기 기판의 하면 쪽에 일정한 단면적을 가지는 출구 부분을 상기 댐퍼 부분과 접하도록 형성하는 단계; 및

상기 출구 부분은 예를 들면 대략 50㎛ 이상의 직경을 가지도록 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 돌출된 노즐 출구에서의 노즐벽의 두께는 얇게 형성하고 출구로부터 멀어질수록 노즐벽의 두께를 두껍게 형성함으로써 노즐에서의 전기장 집속효과를 향상시킬 수 있고, 또한 기계적 강성도 증대시킬 수 있다. 따라서, 상기한 전기장 집속효과의 향상에 따라 잉크젯 헤드의 구동전압을 낮출 수 있으며, 또한 토출 액적의 체적을 줄일 수 있고, 토출되는 액적의 직진성이 향상될 수 있다. 그리고, 상기한 기계적 강성의 증대에 따라 노즐 길이를 증대시킬 수 있고, 이에 따라 전기장 집속효과를 보다 향상시킬 수 있다. 그리고, 드라이 에칭을 통해 노즐의 댐퍼 부분에서의 내벽면의 경사각을 증대시킴으로써 노즐간 피치를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노즐 플레이트의 단면을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 노즐 플레이트의 단면을 도시한 것이다.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 노즐 플레이트의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10 내지 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 노즐 플레이트의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 18 내지 도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 노즐 플레이트의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에서 설명되는 실시예들은 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 한 층이 기판이나 다른 층 위에 마련된다고 설명될 때, 그 층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 마련될 수도 있고, 그 사이에 제3의 층이 존재할 수도 있다. 그리고, 각 층을 이루는 물질은 예시된 물질과 다른 물질이 사용될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노즐 플레이트의 단면을 도시한 것이다. 본 실시예에 따른 노즐 플레이트는 하나 이상의 노즐을 포함하지만, 도 1에서는 편의상 하나의 노즐만이 도시되어 있으며, 다른 도면들에서도 동일하다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 노즐 플레이트는 몸체부(110)와, 상기 몸체부(110)로부터 돌출되게 마련된 적어도 하나의 노즐을 포함한다. 상기 몸체부(110) 및 노즐벽(140)은 예를 들면 실리콘으로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 실리콘으로는 예를 들면, <100>, <111> 또는 <110> 등의 결정방향을 가지는 실리콘이 사용될 수 있다. 하지만 본 실시예는 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 노즐은 일정한 단면적을 가지는 출구 부분(130)과 상기 출구 부분(130)에서 몸체부(110) 쪽으로 연장되는 것으로 출구 부분(130) 쪽으로 갈수록 줄어드는 단면적을 가지는 댐퍼 부분(120)을 포함한다. 여기서, 상기 노즐의 출구부분(130)은 대략 10 ~ 50㎛ 정도의 직경(D1)을 가질 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 이외에 다른 크기의 직경을 가질 수도 있다. 상기 노즐의 출구 부분(130)의 내벽면은 원형 또는 다각형의 단면을 가질 수 있다.

본 실시예에서, 상기 댐퍼 부분(120)은 서로 다른 경사각을 가지는 복수의 내벽면(121a,122a)을 포함한다. 여기서, 상기 댐퍼 부분(120)의 내벽면들(121a,122a)은 상기 출구 부분(130)으로 갈수록 몸체부(110) 표면에 대한 경사각이 증가하도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 댐퍼 부분(120)은 상기 몸체부(110) 쪽에 마련되는 제1 댐퍼(121)와 상기 제1 댐퍼(121)로부터 출구 부분쪽(130)으로 연장되어 마련되는 제2 댐퍼(122)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2 댐퍼(122)는 출구 부분(130)과 접하도록 형성될 수 있다. 상기 제1 댐퍼(121)의 내벽면(121a)은 상기 몸체부(110)의 표면에 대해 제1 경사각(θ₁)을 가지며, 상기 제2 댐퍼(122)의 내벽면(122a)은 상기 몸체부(110)의 표면에 대해 상기 제1 경사각(θ₁) 보다 큰 제2 경사각(θ₂)을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 몸체부(110)가 <100> 결정방향(crystalline direction)을 가지는 실리콘 기판으로 이루어진 경우, 상기 제1 경사각(θ₁)은 대략 57도 정도가 될 수 있으며, 상기 제2 경사각(θ₂)은 대략 72도 정도가 될 수 있다. 하지만 이는 단지 예시적인 것으로, 상기 제1 및 제2 경사각(θ₁,θ₂)은 다양하게 변형될 수 있다. 그리고, 상기 제1 및 제2 댐퍼(121,122)의 내벽면들(121a,122a)은 원형 단면이나 또는 다각형의 단면을 가질 수 있다.

상기 노즐 벽(140)은 상기 노즐의 출구로부터 멀어질수록 점점 두껍게 형성될 수 있다. 구체적으로, 동일한 높이에서 상기 몸체부(110)의 표면에 대해 상기 댐퍼 부분(120)의 내벽면(구체적으로, 제2 댐퍼(122)의 내벽면(122a))이 이루는 제2 경사각(θ₂)이 상기 몸체부(110)의 표면에 대해 상기 노즐의 외벽면(140b)이 이루는 제3 경사각(θ₃) 보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 노즐 벽(140)은 노즐의 출구로부터 멀어질수록 그 두께가 두꺼워지게 된다. 한편, 상기 출구 부분(130)에서의 노즐의 외벽면(140b)은 원형 단면이나 예를 들면 8각형 등과 같은 다각형 단면을 가질 수 있다.

그리고, 상기 몸체부(110) 및 노즐벽(140)의 표면에는 보호막(150)이 코팅될 수 있다. 여기서, 상기 보호막(150)은 예를 들면 thermal SiO₂또는 TEOS(tetraethyl orthosilicate) oxide 등으로 이루어질 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 보호막(150)으로 다른 물질이 사용될 수도 있다. 한편, 도 1에는 도시되어 있지 않으나, 상기 몸체부의 가장자리 부분에는 상기 노즐과 동일한 높이의 돌출부가 형성될 수 있다. 이러한 돌출부는 돌출된 노즐이 파손되지 않도록 보호하는 역할을 하게 된다.

이상과 같이 본 실시예에 따른 노즐 플레이트에서는 노즐의 댐퍼 부분(120)이 출구 쪽으로 갈수록 큰 경사각을 가지는 내벽면들(121a,122a)을 포함하게 되며, 노즐벽(140)은 노즐의 출구부터 멀어질수록 점점 두껍게 형성된다. 이에 따라, 노즐 출구에서의 노즐벽(140)의 두께는 얇게 형성되고 노즐의 출구로부터 멀어질수록 노즐벽(140)의 두께가 두껍게 형성됨으로써 전기장 집속효과가 향상될 수 있고, 또한 기계적 강성도 증대될 수 있다. 그리고, 이러한 노즐 플레이트를 채용한 잉크젯 헤드에서는 전기장 집속효과의 향상에 따라 잉크젯 헤드의 구동전압을 낮출 수 있고, 또한 토출되는 액적의 체적을 줄일 수 있으며, 토출되는 액적의 직진성도 향상시킬 수 있다. 그리고, 상기한 기계적 강성의 증대에 따라 노즐 길이를 증대시킬 수 있고, 이에 따라 전기장 집속효과를 보다 향상시킬 수 있다. 그리고, 상기 노즐의 출구 부분(130)에 접하는 제2 댐퍼(122)의 내벽면(122a)가 높은 경사각을 가지므로 인접하는 노즐들 간의 피치(pitch)도 줄일 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 노즐 플레이트의 단면을 도시한 것이다. 이하에서는 전술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 노즐 플레이트는 몸체부(210)와, 상기 몸체부(210)로부터 돌출되게 마련된 적어도 하나의 노즐을 포함한다. 상기 노즐은 일정한 단면적을 가지는 출구 부분(230)과 상기 출구 부분(230)에서 몸체부(210) 쪽으로 연장되는 것으로 출구 부분(230) 쪽으로 갈수록 줄어드는 단면적을 가지는 댐퍼 부분(220)을 포함한다. 여기서, 상기 노즐의 출구 부분(230)은 대략 5 ~ 15㎛ 정도의 작은 직경(D2)을 가질 수 있다. 하지만 이는 예시적인 것으로 본 실시예는 이에 한정되는 것은 아니며 다른 크기의 직경을 가질 수도 있다.

상기 댐퍼 부분(220)은 서로 다른 경사각을 가지는 복수의 내벽면들(221a,222a)을 포함한다. 구체적으로, 상기 댐퍼 부분(220)은 상기 몸체부(210) 쪽에 마련되는 제1 댐퍼(221)와 상기 제1 댐퍼(221)로부터 출구 부분(230)쪽으로 연장되어 마련되는 제2 댐퍼(222)와, 상기 제2 댐퍼(222)로부터 출구 부분(230) 쪽으로 연장되어 마련되는 제3 댐퍼(223)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제3 댐퍼(223)는 출구 부분(230)과 접하도록 형성될 수 있다. 상기 제1 댐퍼(221)의 내벽면(221a)은 상기 몸체부(210)의 표면에 대해 제1 경사각(θ₁)을 가지며, 상기 제2 댐퍼(222)의 내벽면(222a)은 상기 몸체부(210)의 표면에 대해 상기 제1 경사각(θ₁) 보다 큰 제2 경사각(θ₂)을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제3 댐퍼(223)는 제2 댐퍼(222)로부터 출구 부분(230)쪽으로 갈수록 단면적이 줄어드는 형상을 가질 수 있다. 여기서, 상기 제3 댐퍼(223)는 노출의 출구 부분(230)이 작은 직경을 가짐에 따라 발생되는 출구 부분(230)에서의 유동 저항 증가를 방지할 수 있다.

상기 노즐 벽(240)은 상기 노즐의 출구부터 멀어질수록 점점 두껍게 형성될 수 있다. 구체적으로, 동일한 높이에서 상기 몸체부(210)의 표면에 대해 상기 댐퍼 부분(220)의 내벽면(구체적으로, 제2 댐퍼(222)의 내벽면(222a))이 이루는 제2 경사각(θ₂)이 상기 몸체부(210)의 표면에 대해 상기 노즐의 외벽면(140b)이 이루는 제3 경사각(θ₃) 보다 클 수 있다. 그리고, 상기 몸체부(210) 및 노즐벽(240)의 표면에는 보호막(250)이 코팅될 수 있다. 여기서, 상기 보호막(250)은 예를 들면 thermal SiO₂또는 TEOS oxide 등으로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 3 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 도 1에 도시된 노즐 플레이트를 제조하는 방법을 설명하는 도면들이다.

도 3을 참조하면, 먼저 소정 두께(예를 들면, 대략 700㎛ 정도 두께)를 가지는 기판(105)을 준비한다. 상기 기판(105)으로는 예를 들면, <100> 결정방향을 가지는 실리콘 기판이 사용될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 결정면, 즉 <111> 또는 <110> 결정방향 등을 가지는 실리콘 기판이 사용될 수도 있다. 한편, 상기 기판(105)은 실리콘 외에 다른 재질로 이루어질 수도 있다. 이어서, 상기 기판(105)의 상면에 제1 관통공(161a)을 가지는 제1 마스크(161)를 형성한 다음, 상기 제1 관통공(161a)보다 작은 제2 관통공(162a)을 가지는 제2 마스크(162)를 상기 제1 마스크(161)를 덮도록 형성한다. 상기 제1 관통공(161a)은 예를 들면 대략 10 ~ 50㎛ 정도의 직경을 가질 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 여기서, 상기 제1 마스크(161)는 예를 들면, thermal Oxide로 이루어질 수 있으며, 상기 제2 마스크(162)는 포토레지스트(photoresist)로 이루어질 수 있다. 하지만, 본 실시예는 이에 한정되지 않으며 이외 다른 다양한 물질이 사용될 수 있다.

다음으로, 상기 제2 관통공(162a)을 통하여 노출된 기판(105)의 상면을 소정 깊이로 수직 식각함으로써 댐퍼 형성용 홈(125)을 형성한다. 여기서, 상기 댐퍼 형성용 홈(125)은 후술하는 공정에서 형성되는 댐퍼 부분(120)의 깊이 보다 약간 낮은 깊이로 형성한다. 이러한 댐퍼 형성용 홈(125)은 후술하는 댐퍼 부분(120)의 형성 공정에서 서로 다른 경사각을 가지는 내벽면들(121a,122a)을 형성하는 역할을 하게 된다. 이러한 댐퍼 형성용 홈(125)은 드라이 에칭, 구체적으로 예를 들면 플라즈마 드라이 에칭(plasma dry etching) 공정에 의해 수행될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이어서, 상기 제1 마스크(161) 위에 형성된 제2 마스크(162)를 제거한다.

도 4를 참조하면, 상기 제1 마스크(161)의 제1 관통공(161a)을 통하여 상기 기판(105)의 상면을 테이퍼 식각함으로써 노즐의 댐퍼 부분(120)을 형성한다. 여기서, 상기 댐퍼 부분(120)은 기판(105)의 하부로 갈수록 단면적이 줄어드는 형상을 가진다. 이러한 테이퍼 식각 공정에 의해 상기 댐퍼 부분(120)은 서로 다른 경사각의 내벽면들(121a,122a)을 가지도록 형성된다. 구체적으로, 상기 댐퍼 부분(120)은 상기 기판(105)의 상부에 형성되는 제1 댐퍼(121)와 상기 제1 댐퍼(121)로부터 기판(105)의 하부 방향으로 연장되는 제2 댐퍼(122)로 구성된다. 여기서, 상기 제1 댐퍼(121)의 내벽면(121a)은 상기 기판(105)의 표면에 대해 제1 경사각(θ₁)을 가지도록 형성되며, 상기 제2 댐퍼(122)의 내벽면(122a)은 상기 기판(105)의 표면에 대해 상기 제1 경사각(θ₁) 보다 큰 제2 경사각(θ₂)을 가지도록 형성된다. 이러한 테이퍼 식각 공정은 드라이 에칭, 구체적으로 예를 들면 플라즈마 드라이 에칭 공정에 의해 수행될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 상기 테이퍼 식각 공정에 의해 상기 댐퍼 형성용 홈(125)의 바닥면도 식각됨으로써 원하는 깊이의 댐퍼 부분(120)을 얻을 수 있게 된다.

상기한 테이퍼 식각 공정에 의해 서로 다른 경사각을 가지는 내벽면들(121a,122a)이 형성되는 과정은 다음과 같다. 먼저, 테이퍼 식각공정이 시작되면 언더 컷 에칭(under cut etching)에 의하여 제1 마스크(161) 아래에 있는 기판(105)이 1차 식각되어 제1 경사각(θ₁)을 가지는 내벽면(121a)이 형성된다. 이어서, 테이퍼 식각공정이 계속 진행됨에 따라 상기 제1 경사각(θ₁)을 가지는 내벽면(121a) 하부와 댐퍼 형성용 홈(125) 사이의 기판(105)이 2차 식각되게 된다. 그리고, 이러한 2차 식각이 완료되면 상기 제1 경사각(θ₁) 보다 큰 제2 경사각(θ₂)을 가지는 내벽면(122a)이 형성되게 된다. 따라서, 상기한 테이퍼 식각 공정을 수행하게 되면 서로 다른 경사각을 가지는 내벽면들(121a,122a)을 포함하는 제1 및 제2 댐퍼(121,122)가 형성된다. 이후, 상기 기판(105)의 상면으로부터 제1 마스크(161)는 제거된다.

도 5를 참조하면, 상기 기판(105)의 상면 및 상기 댐퍼 부분(120)의 내벽면 상에 제1 보호막(150')을 형성한다. 여기서, 제1 보호막(150')은 예를 들면 thermal SiO₂또는 TEOS oxide 등으로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 본 공정에서 원하는 노즐 길이를 얻기 위하여 상기 기판(105)을 소정 두께로 가공하는 단계가 더 포함될 수 있다. 이어서, 상기 기판(105)의 하면에 제3 관통공(171a)을 가지는 소정 형상의 제3 마스크(171)를 형성한다. 이러한 제3 마스크(171)는 후술하는 노즐의 출구 부분(130) 및 트렌치(190)를 형성하기 위한 것이다. 여기서, 상기 제3 마스크(171)는 예를 들면 thermal SiO₂및/또는 TEOS oxide로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 상기 제3 관통공(171a)은 상기 노즐의 출구 부분(130)에 대응하는 형상을 가질 수 있다.

상기 제3 마스크(171)는 예를 들면 원형이나 다각형 또는 그 이외에 다른 다양한 형상을 가질 수 있다. 도 6에는 본 실시예에 적용될 수 있는 예시적인 제3 마스크(171)가 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 상기 제3 마스크(171)는 대략 원형과 사각형이 혼합된 형상을 가진다. 구체적으로, 상기 제3 마스크(171)는 제3 마스크(171)의 중심으로부터 <110> 방향에 따른 가장자리까지의 거리가 제3 마스크(171)의 중심으로부터 <100> 방향에 따른 가장자리까지의 거리보다 작은 형상을 가진다. 상기 기판(105)으로 <100> 결정 방향을 가지는 실리콘 기판이 사용되는 경우에는 <100> 방향으로의 기판 식각 속도보다 <110> 방향으로 식각 속도가 더 느리다. 따라서, 본 실시예에 도 6에 도시된 바와 같은 원형과 사각형이 혼합된 형상을 가지는 제3 마스크(171)를 사용하게 되면 노즐의 출구 부분(130)에서의 노즐 외벽면(도8의 140b)을 다각형, 예를 들면 8각형으로 형성할 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 제3 마스크(171) 주위로 노출된 기판(105)의 하면에 제2 보호막(172)을 형성한다. 상기 제2 보호막(172)은 후술하는 출구 부분(130) 형성 공정에서 제3 마스크(171) 주위로 노출된 기판(105)의 하면을 보호하기 위한 것이다. 이러한 제2 보호막(172)은 예를 들면 포토레지스트로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이어서, 상기 제3 마스크(171)의 제3 관통공(171a)을 통하여 노출된 기판(105)의 하면을 수직 식각함으로써 노즐의 출구 부분(130)을 형성한다. 여기서, 상기 출구 부분(130)은 일정한 단면적을 가지도록 형성될 수 있다. 상기 노즐의 출구 부분(130)은 대략 10 ~ 50㎛ 정도의 직경(도 1의 D1)을 가질 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로 이외에 다른 크기의 직경을 가질 수도 있다. 상기 노즐의 출구 부분(130)은 상기 제2 댐퍼(122)와 접하도록 형성될 수 있다. 이러한 출구 부분(130)의 형성은 드라이 에칭, 구체적으로 예를 들면 플라즈마 드라이 에칭 공정에 의해 수행될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 이후 상기 제2 보호막(172)은 제거된다.

도 8을 참조하면, 상기 제3 마스크(171) 상에 상기 제3 관통공(171a)을 덮도록 제4 마스크(173)를 형성한다. 상기 제4 마스크(173)는 후술하는 트렌치(190) 형성 공정시 노즐의 출구 부분(130)을 보호하기 위한 것이다. 이러한 제4 마스크(173)는 상기 제3 마스크(171)를 덮도록 기판(105)의 하면에 예를 들면 드라이 필름 레지스트(dry film resist)을 라미네이션(lamination)한 다음, 이를 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 이어서, 상기 제3 마스크(171) 주위에 노출된 기판(105)의 하면을 소정 깊이로 테이퍼 식각하여 트렌치(trench,190)를 형성한다. 이러한 기판(105)의 식각에 의해 몸체부(110) 및 이 몸체부(110)로부터 돌출된 노즐이 형성된다. 본 트렌치(190) 형성 공정에 의해 형성된 노즐 벽(140)은 노즐의 출구로부터 멀어질수록 두껍게 형성될 수 있다. 즉, 동일한 높이에서 상기 몸체부(110)의 표면에 대해 상기 노즐의 외벽면(140b)이 이루는 제3 경사각(θ₃)은 상기 몸체부(110)의 표면에 대해 상기 댐퍼 부분(120)의 내벽면(구체적으로, 제2 댐퍼(122)의 내벽면(122a))이 이루는 제2 경사각(θ₂)보다 작아지게 된다. 이러한 트렌치(190) 형성은 드라이 에칭, 구체적으로 예를 들면 플라즈마 드라이 에칭 공정에 의해 수행될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 이후, 상기 제3 및 제4 마스크(171,173)는 제거된다.

도 9를 참조하면, 상기 기판(105)의 상면 및 댐퍼 부분(120)의 내벽면들(121a,122a) 상에 형성되었던 제1 보호막(150')을 제거한 다음, 상기 몸체부(110) 및 노즐벽(140)의 표면 상에 제3 보호막(150)을 형성한다. 여기서, 상기 제3 보호막(150)은 예를 들면 thermal SiO₂또는 TEOS oxide 등으로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

이상과 같이, 본 실시예에서는 플라즈마 드라이 에칭을 이용함으로써 노즐의 댐퍼 부분(120)이 서로 다른 경사를 가지는 내벽면들(121a,122a)을 포함하도록 형성할 수 있고, 또한 노즐벽(140)을 노즐의 출구로부터 멀어질수록 그 두께를 두껍게 형성할 수 있다.

도 10 내지 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 도 2에 도시된 노즐 플레이트를 제조하는 방법을 설명하는 도면들이다. 이하에서는 전술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명하기로 한다.

도 10을 참조하면, 기판(205)을 준비한 다음, 상기 기판(205)의 상면에 제1 및 제2 마스크(261,262)를 순차적으로 형성한다. 여기서, 상기 제1 마스크(261)에 형성된 제1 관통공(261a)은 상기 제2 마스크(262)에 형성된 제2 관통공(262a) 보다 크다. 상기 제1 관통공(261a)은 예를 들면 대략 10 ~ 50㎛ 정도의 직경을 가질 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 이어서, 상기 제2 관통공(262a)을 통하여 노출된 기판(205)의 상면을 소정 깊이로 수직 식각함으로써 댐퍼 형성용 홈(225)을 형성한다. 이러한 댐퍼 형성용 홈(225)은 드라이 에칭, 구체적으로 예를 들면 플라즈마 드라이 에칭 공정에 의해 수행될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이어서, 상기 제1 마스크(261) 위에 형성된 제2 마스크(262)를 제거한다.

도 11을 참조하면, 상기 제1 마스크(261)의 제1 관통공(261a)을 통하여 상기 기판(205)의 상면을 테이퍼 식각함으로써 제1 및 제2 댐퍼(221,222)를 형성한다. 상기 제1 댐퍼(221)는 기판(205)의 상부에 형성되며, 상기 제2 댐퍼(222)는 상기 제1 댐퍼(221)로부터 기판(205)의 하부 방향으로 연장된다. 여기서, 상기 제1 및 제2 댐퍼(221,222)는 기판(205)의 하부로 갈수록 단면적이 줄어드는 형상을 가진다. 이러한 테이퍼 식각 공정에 의해 상기 제1 및 제2 댐퍼(221,222)는 각각 서로 다른 경사각의 제1 및 제2 내벽면(221a,222a)을 가지게 된다. 여기서, 상기 제1 댐퍼(221)의 내벽면(221a)은 상기 기판(205)의 표면에 대해 제1 경사각(θ₁)을 가지도록 형성되며, 상기 제2 댐퍼(222)의 내벽면(222a)은 상기 기판(205)의 표면에 대해 상기 제1 경사각(θ₁) 보다 큰 제2 경사각(θ₂)을 가지도록 형성된다. 이러한 테이퍼 식각 공정은 드라이 에칭, 구체적으로 예를 들면 플라즈마 드라이 에칭 공정에 의해 수행될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 제1 및 제2 댐퍼의 구체적인 형성에 대해서는 전술한 실시예에서 상세하게 설명되었으므로 이에 대한 설명은 생략한다. 이후, 상기 기판(205)의 상면으로부터 제1 마스크(261)는 제거된다.

도 12를 참조하면, 상기 기판(205)의 상면 및 상기 댐퍼 부분(220)의 내벽면들(221a,222a) 상에 제1 보호막(250')을 형성한다. 여기서, 제1 보호막(250')은 예를 들면 thermal SiO₂또는 TEOS oxide 등으로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이어서, 상기 기판(205)의 하면에 제3 관통공(271a)을 가지는 소정 형상의 제3 마스크(271)를 형성한다. 이러한 제3 마스크(271)는 후술하는 노즐의 출구 부분(230) 및 트렌치(290)를 형성하기 위한 것이다. 상기 제3 관통공(271a)은 상기 노즐의 출구 부분(230)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제3 마스크(271)는 예를 들면 원형이나 다각형 또는 그 이외에 다른 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면 상기 제3 마스크(271)는 도 6에 도시된 형상을 가질 수 있다. 다음으로, 상기 제3 마스크(271) 주위로 노출된 기판(205)의 하면에 제2 보호막(272)을 형성한다. 이 제2 보호막(272)은 후술하는 출구 부분(230) 형성 공정에서 제3 마스크(271) 주위로 노출된 기판(205)의 하면을 보호하기 위한 것이다.

도 13을 참조하면, 상기 제3 마스크(271)의 제3 관통공(271a)을 통하여 노출된 기판(205)의 하면을 수직 식각함으로써 노즐의 출구 부분(230)을 일정 깊이로 형성한다. 여기서, 상기 출구 부분(230)은 일정한 단면적을 가지도록 형성될 수 있다. 상기 노즐의 출구 부분(230)은 예를 들면 대략 5 ~ 15㎛ 정도의 작은 직경(도 2의 D2)을 가질 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로 이외에 다른 크기의 직경을 가질 수도 있다. 이러한 출구 부분(230)의 형성은 드라이 에칭, 구체적으로 예를 들면 플라즈마 드라이 에칭 공정에 의해 수행될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 이후 상기 제2 보호막(272)은 제거된다. 다음으로, 상기 기판(205)의 하면, 제3 마스크(271) 및 출구 부분(230)의 내벽을 덮도록 제3 보호막(280')을 형성한다. 여기서, 상기 제3 보호막(280')은 thermal SiO₂또는 TEOS oxide 등으로 이루어질 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

도 14를 참조하면, 상기 노즐의 출구 부분(230)을 노출시키는 제4 보호막(274)을 상기 제3 보호막(280') 상에 형성한 다음, 상기 제4 보호막(274)을 식각마스크로 이용하여 상기 제3 보호막(280')을 식각한다. 이 과정에서, 상기 출구 부분(230)의 바닥면에 형성된 제3 보호막(280')만 선택적으로 제거됨으로써 제4 마스크(280)가 형성된다. 구체적으로, 상기 제3 및 제4 보호막(280',274)이 각각 예를 들면 thermal SiO₂및 TEOS oxide 등으로 이루어진 경우, 상기 제4 보호막(274)을 식각마스크로 이용하여 상기 제3 보호막(280')에 예를 들어 반응성 이온 식각(RIE; reactive ion etching) 공정을 수행하게 되면 출구 부분(230)의 측벽에 형성된 제3 보호막(280')의 식각 속도와 출구 부분(230)의 바닥면에 형성된 제3 보호막(280')의 식각 속도가 차이가 나게 된다. 이러한 식각 속도의 차이에 따라 출구 부분(230)의 바닥면에 형성된 제3 보호막(280')만 선택적으로 제거될 수 있다. 이후, 상기 제4 보호막(274)은 제거된다.

도 15를 참조하면, 상기 제3 보호막(280')의 식각으로 형성된 제4 마스크(280)를 이용하여 출구 부분(230)의 바닥면을 식각하여 제3 댐퍼(223)를 형성한다. 이러한 제3 댐퍼(223)의 형성은 드라이 에칭, 구체적으로 예를 들면 플라즈마 드라이 에칭 공정에 의해 수행될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 상기 제3 댐퍼(223)는 상기 출구 부분(230)에서 상기 제2 댐퍼(222) 쪽으로 갈수록 단면적이 넓어지는 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 제3 댐퍼의 형상에 의해 직경이 작은 출구 부분에 의해 발생될 수 있는 유동 저항의 증가가 방지될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1, 제2 및 제3 댐퍼(221,222,223)로 구성되는 댐퍼 부분(220)이 완성된다. 이후, 상기 제4 마스크(280)는 제거된다.

도 16을 참조하면, 상기 제3 마스크(271) 상에 상기 제3 관통공(271a)을 덮도록 제5 마스크(275)를 형성한다. 상기 제5 마스크(275)는 후술하는 트렌치(290) 형성 공정시 노즐의 출구 부분(230)을 보호하기 위한 것이다. 이어서, 상기 제3 마스크(271) 주위에 노출된 기판(205)의 하면을 소정 깊이로 테이퍼 식각하여 트렌치(290)를 형성한다. 이러한 기판(205)의 식각에 의해 몸체부(210) 및 이 몸체부(210)로부터 돌출된 노즐이 형성된다. 본 트렌치(290) 형성 공정에 의해 형성된 노즐 벽(240)은 노즐의 출구로부터 멀어질수록 두껍게 형성될 수 있다. 즉, 동일한 높이에서 상기 몸체부(210)의 표면에 대해 상기 노즐의 외벽면(240b)이 이루는 제3 경사각(θ₃)은 상기 몸체부(210)의 표면에 대해 상기 댐퍼 부분(220)의 내벽면이 이루는 경사각(예를 들면, 제2 경사각(θ₂))보다 작아지게 된다. 이러한 트렌치(290) 형성은 드라이 에칭, 구체적으로 예를 들면 플라즈마 드라이 에칭 공정에 의해 수행될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 이후, 상기 제3 및 제5 마스크(271,275)는 제거된다.

도 17을 참조하면, 상기 기판(205)의 상면 및 댐퍼 부분(220)의 제1 및 제2 내벽면들(221a,222a) 상에 형성되었던 제1 보호막(250')을 제거한 다음, 상기 몸체부(210) 및 노즐벽(240)의 표면 상에 제5 보호막(250)을 형성한다. 여기서, 상기 제5 보호막(250)은 예를 들면 thermal SiO₂또는 TEOS oxide 등으로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

이상과 같이, 본 실시예에서는 노즐의 출구 부분(230)이 작은 직경을 가지는 경우에는 상기 출구 부분(230)과 제2 댐퍼(222)를 연결하는 테이퍼 형상의 제3 댐퍼(223)를 더 형성할 수 있다. 그리고, 이러한 제3 댐퍼(23)의 형성에 의해 노즐 출구의 작은 직경으로 인해 발생될 수 있는 유동 저항 증가 문제를 해결할 수 있다.

도 18 내지 도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 노즐 플레이트의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다. 이하에서는 전술한 실시예들과 다른 점을 중심으로 설명하기로 한다.

도 18을 참조하면, 기판(305)을 준비한 다음, 상기 기판의 상면에 제1 관통공(361a)이 형성된 제1 마스크(361)를 형성한다. 여기서, 상기 제1 관통공(361a)은 예를 들면 대략 50㎛ 이상의 직경을 가질 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며 다른 크기의 직경을 가질 수도 있다. 도 19를 참조하면, 상기 제1 관통공(361a)을 통하여 노출된 기판(305)의 상면을 소정 깊이로 테이퍼 식각함으로써 댐퍼 부분(320)을 형성한다. 여기서, 상기 댐퍼 부분(320)의 내벽면(320a)은 기판(305)의 표면에 대해 제1 경사각(θ₁)을 가지도록 형성될 수 있다. 이후, 상기 제1 마스크(361)는 제거된다.

도 20을 참조하면, 상기 기판(305)의 상면 및 상기 댐퍼 부분(320)의 내벽면(320a) 상에 제1 보호막(350')을 형성한다. 이어서, 상기 기판(305)의 하면에 제2 관통공(371a)을 가지는 소정 형상의 제2 마스크(371)를 형성한다. 이러한 제2 마스크(371)는 후술하는 노즐의 출구 부분(330) 및 트렌치(390)를 형성하기 위한 것이다. 상기 제2 관통공(371a)은 상기 노즐의 출구 부분(330)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 다음으로, 상기 제2 마스크(371) 주위로 노출된 기판(305)의 하면에 제2 보호막(372)을 형성한다. 상기 제2 보호막(372)은 후술하는 출구 부분(330) 형성 공정에서 제2 마스크(371) 주위로 노출된 기판(305)의 하면을 보호하기 위한 것이다.

이어서, 상기 제2 마스크(371)의 제2 관통공(371a)을 통하여 노출된 기판(305)의 하면을 수직 식각함으로써 노즐의 출구 부분(330)을 형성한다. 여기서, 상기 출구 부분(330)은 일정한 단면적을 가지도록 형성될 수 있다. 상기 노즐의 출구 부분(330)은 대략 50㎛ 이상의 큰 직경(도 22의 D3)을 가질 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로 이외에 다른 크기의 직경을 가질 수도 있다. 상기 노즐의 출구 부분(330)은 상기 댐퍼 부분(320)과 접하도록 형성될 수 있다. 이러한 출구 부분(330)의 형성은 드라이 에칭, 구체적으로 예를 들면 플라즈마 드라이 에칭 공정에 의해 수행될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 이후 상기 제2 보호막(372)은 제거된다.

도 21을 참조하면, 상기 제2 마스크(371) 상에 상기 제2 관통공(371a)을 덮도록 제3 마스크(373)를 형성한다. 상기 제3 마스크(373)는 후술하는 트렌치(390) 형성 공정시 노즐의 출구 부분(330)을 보호하기 위한 것이다. 이어서, 상기 제2 마스크(371) 주위에 노출된 기판(305)의 하면을 소정 깊이로 테이퍼 식각하여 트렌치(390)를 형성한다. 이러한 기판(305)의 식각에 의해 몸체부(310) 및 이 몸체부(310)로부터 돌출된 노즐이 형성된다. 본 트렌치(390) 형성 공정에 의해 형성된 노즐 벽(340)은 노즐의 출구로부터 멀어질수록 두껍게 형성될 수 있다. 즉, 동일한 높이에서 상기 몸체부(310)의 표면에 대해 상기 노즐의 외벽면(340b)이 이루는 제3 경사각(θ₃)은 상기 몸체부(310)의 표면에 대해 상기 댐퍼 부분(320)의 내벽면(320a)이 이루는 제1 경사각(θ₁)보다 작아지게 된다. 이러한 트렌치(390) 형성은 드라이 에칭, 구체적으로 예를 들면 플라즈마 드라이 에칭 공정에 의해 수행될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 이후, 상기 제2 및 제3 마스크(371,373)는 제거된다.

도 22를 참조하면, 상기 기판(305)의 상면 및 댐퍼 부분(320)의 내벽면(320) 상에 형성되었던 제1 보호막(350')을 제거한 다음, 상기 몸체부(310) 및 노즐벽(340)의 표면 상에 제3 보호막(350)을 형성한다.

본 실시예에서와 같이, 노즐의 출구 부분이 예를 들면 50㎛ 이상의 큰 직경(D3)을 가지는 경우에는 댐퍼 부분(320)이 일정한 경사각을 가지는 내벽면(320a)을 포함하게 되며, 노출의 출구로부터 멀어질수록 노즐벽(340)의 두께는 두꺼워지게 된다.

이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

105,205,305... 기판 110,210,310... 몸체부
120,220,320... 노즐의 댐퍼부분
121,221... 제1 댐퍼 122,222... 제2 댐퍼
121a,221a... 제1 댐퍼의 내벽면
122a,221a... 제2 댐퍼의 내벽면
125,225... 댐퍼 형성용 홈
130,230,330... 노즐의 출구부분
140,240,340... 노즐벽
140b,240b,340b... 노즐의 외벽면
150,150',172,250,250',272,280',350,372... 보호막
161,261,361... 제1 마스크 162,262,371... 제2 마스크
171,271,373... 제3 마스크 173,280... 제4 마스크
323... 제3 댐퍼 275... 제5 마스크
190,290,390... 트렌치
D1,D2,D3... 노즐 출구부분의 직경

Claims

몸체부; 및
상기 몸체부로부터 돌출되게 형성되는 것으로, 일정한 단면적을 가지는 출구 부분과 상기 출구 부분으로 갈수록 줄어드는 단면적을 가지는 댐퍼 부분을 포함하는 노즐;을 구비하며,
상기 댐퍼 부분은 제1 댐퍼와 상기 제1 댐퍼로부터 상기 출구 부분 쪽으로 연장되는 제2 댐퍼를 포함하고,
상기 제1 댐퍼의 내벽면은 상기 몸체부 표면에 대해 일정한 제1 경사각을 가지며, 상기 제2 댐퍼의 내벽면은 상기 몸체부 표면에 대해 일정한 제2 경사각을 가지며, 상기 제2 경사각은 상기 제1 경사각보다 큰 노즐 플레이트.
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제 1 항에 있어서,
상기 노즐의 벽은 상기 노즐의 출구로부터 멀어질수록 두껍게 형성되는 노즐 플레이트.
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제 1 항에 있어서,
상기 제2 댐퍼는 상기 노즐의 출구 부분과 접하도록 형성되는 노즐 플레이트.
제 5 항에 있어서,
상기 노즐의 출구 부분은 10 ~ 50㎛의 직경을 가지는 노즐 플레이트.
제 1 항에 있어서,
상기 댐퍼 부분은 상기 제2 댐퍼로부터 상기 출구 부분 쪽으로 연장되어 마련되는 것으로, 상기 출구 부분 쪽으로 갈수록 단면적이 줄어드는 제3 댐퍼를 포함하는 노즐 플레이트.
제 7 항에 있어서,
상기 노즐의 출구 부분은 5 ~ 15㎛의 직경을 가지는 노즐 플레이트.
제 1 항에 있어서,
상기 몸체부 및 노즐 벽은 실리콘으로 이루어지는 노즐 플레이트.
제 1 항에 있어서,
상기 몸체부 및 노즐 벽의 표면에는 보호막이 코팅된 노즐 플레이트.
기판을 준비하는 단계;
상기 기판의 상면 쪽에 댐퍼 형성용 홈을 소정 깊이로 형성하는 단계;
상기 홈 주위의 기판을 식각하여 상기 기판의 하부로 갈수록 단면적이 줄어들며, 서로 다른 경사각을 가지는 복수의 내벽면을 포함하는 댐퍼 부분을 형성하는 단계;
상기 기판의 하면 쪽에 일정한 단면적을 가지는 노즐의 출구 부분을 소정 깊이로 형성하는 단계; 및
상기 노즐의 출구 부분 주위의 기판을 식각하여 트렌치를 형성하는 단계;를 포함하는 노즐 플레이트의 제조방법.
제 11 항에 있어서,
상기 기판의 상면 쪽에 상기 댐퍼 형성용 홈을 형성하는 단계는,
상기 기판의 상면에 제1 관통공을 가지는 제1 마스크를 형성하는 단계;
상기 기판의 상면에 상기 제1 관통공 보다 작은 제2 관통공을 가지는 제2 마스크를 상기 제1 마스크를 덮도록 형성하는 단계; 및
상기 제2 관통공을 통하여 노출된 기판의 상면을 소정 깊이로 수직 식각하여 상기 홈을 형성하는 단계;를 포함하는 노즐 플레이트의 제조방법.
제 12 항에 있어서,
상기 댐퍼 부분을 형성하는 단계는,
상기 제2 마스크를 제거하는 단계; 및
상기 제1 관통공을 통하여 노출된 기판을 테이퍼 식각(taper etching)함으로써 상기 기판의 하부로 갈수록 단면적이 줄어들며, 서로 다른 경사각을 가지는 복수의 내벽면을 포함하는 상기 댐퍼 부분을 형성하는 단계;를 포함하는 노즐 플레이트의 제조방법.
제 13 항에 있어서,
상기 홈 및 댐퍼 부분은 플라즈마 드라이 에칭공정에 의해 수행되는 노즐 플레이트의 제조방법.
제 13 항에 있어서,
상기 댐퍼 부분은 제1 댐퍼와 상기 제1 댐퍼로부터 상기 출구 부분쪽으로 연장된 제2 댐퍼를 포함하고, 상기 제1 댐퍼의 내벽면은 상기 기판의 표면에 대한 제1 경사각을 가지며, 상기 제2 댐퍼의 내벽면은 상기 제1 경사각보다 큰 제2 경사각을 가지는 노즐 플레이트의 제조방법.
제 15 항에 있어서,
상기 노즐의 출구 부분을 형성하는 단계는,
상기 기판의 하면에 상기 출구 부분에 대응하는 제3 관통공을 가지는 제3 마스크를 형성하는 단계;
상기 제3 마스크 주위로 노출된 기판의 하면을 덮도록 보호막을 형성하는 단계; 및
상기 제3 관통공을 통하여 노출된 기판의 하면을 소정 깊이로 수직 식각하여 상기 노즐의 출구 부분을 형성하는 단계;를 포함하는 노즐 플레이트의 제조방법.
제 16 항에 있어서,
상기 제3 마스크는 상기 제3 마스크의 중심으로부터 가장자리까지의 거리가 소정 방향에 따라 달라지는 형상을 가지는 노즐 플레이트의 제조방법.
제 16 항에 있어서,
상기 노즐의 출구 부분은 상기 제2 댐퍼와 접하도록 형성되는 노즐 플레이트의 제조방법.
제 16 항에 있어서,
상기 노즐의 출구 부분을 형성한 다음, 상기 출구 부분과 상기 제2 댐퍼를 연결하는 것으로 상기 제2 댐퍼 쪽으로 갈수록 단면적이 증가하는 제3 댐퍼를 형성하는 단계를 더 포함하는 노즐 플레이트의 제조방법.
제 19 항에 있어서,
상기 제3 댐퍼를 형성하는 단계는,
상기 기판의 하면에 상기 출구 부분의 바닥면을 노출시키는 제4 마스크를 형성하는 단계; 및
상기 제4 마스크를 통하여 노출된 기판의 바닥면을 식각하여 상기 제3 댐퍼를 형성하는 단계;를 포함하는 노즐 플레이트의 제조방법.
제 16 항에 있어서,
상기 트렌치를 형성하는 단계는,
상기 보호막을 제거한 다음, 상기 제3 마스크 상에 상기 출구 부분을 덮도록 제5 마스크를 형성하는 단계; 및
상기 제3 마스크의 주위에 노출된 기판을 소정 깊이로 식각하여 트렌치를 형성하는 단계;를 포함하는 노즐 플레이트의 제조방법.
제 21 항에 있어서,
상기 트렌치는 플라즈마 드라이 에칭 공정에 의해 형성되는 노즐 플레이트의 제조방법.
제 21 항에 있어서,
상기 제3 마스크의 주위에 노출된 기판을 소정 깊이로 식각하여 상기 트렌치를 형성함으로써 상기 노즐의 출구 부분로부터 멀어질수록 두꺼운 노즐벽을 형성되는 노즐 플레이트의 제조방법.
제 11 항에 있어서,
상기 트렌치를 형성한 다음, 상기 기판의 표면과 상기 노즐의 내벽면 및 외벽면 상에 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 노즐 플레이트의 제조방법.
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