KR20040080099A - 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드는 반도체 소자 영역에 형성된 반도체 소자 보다 아래에 위치하도록 형성된 쳄버 플레이트의 유로구조를 갖는다. 이를 위해 쳄버 플레이트는 폴리-실리콘 에피텍셜층으로 형성된다. 본 발명의 프린트 헤드 제조방법은 히터를 형성한 기판의 전면에 폴리-실리콘 에피텍셜층을 형성하는 단계, 폴리-실리콘 에피텍셜층에 히터의 배선을 형성하는 단계, 히터의 배선을 형성한 기판에 노즐을 갖는 노즐 플레이트를 형성하는 단계, 및 노즐 플레이트의 노즐을 통해 에피텍셜층을 식각하여 잉크 쳄버를 형성하는 단계를 포함한다. 본 발명의 프린트 헤드는 트렌지스터와 같은 반도체 소자가 잉크 쳄버 보다 위쪽에 형성되어 반도체 소자가 고열을 발생하는 히터 등에 의한 열적 영향을 적게 받을 뿐 아니라, 쳄버 플레이트를 에피텍셜층으로 형성함으로서 종래의 모노리식 제조방법에서 나타나는 상층의 노즐 플레이트 형성시 하층의 쳄버 플레이트를 구성하는 포토 레지스트가 용해되어 잉크 쳄버, 리스트릭터 등의 유로구조의 치수 정확성 및 셀간 균일도가 저하되는 문제를 방지할 수 있다.

Description

모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제조방법{Monolithic bubble-ink jet print head and fabrication method therefor}

본 발명은 잉크젯 프린터의 프린트 헤드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모노리식(monolithic) 버블 잉크젯(bubble-ink jet) 프린트 헤드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 잉크젯 프린터는 소음이 작고 해상도가 우수할 뿐 아니라 저가로 칼라 구현이 가능하기 때문에, 소비자의 수요가 급속하게 신장되고 있다.

또한, 반도체 기술의 발전과 더불어, 잉크젯 프린터의 핵심 부품인 프린터 헤드의 제조 기술도 지난 10년 동안 비약적으로 발전하였다. 그 결과, 현재 약 300개의 분사 노즐을 구비하며 1200dpi의 해상도를 제공할 수 있는 프린트 헤드가 사용후 폐기 가능한 형태의 잉크 카트리지에 장착되어 사용되고 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 잉크젯 프린터용 프린트 헤드(10)가 개략적으로 예시되어 있다.

통상적으로, 잉크는 프린트 헤드(10)의 기판(1) 하면으로부터 잉크 공급로(2)를 통하여 기판(1)의 상면으로 공급된다.

잉크 공급로(2)를 통해서 공급되는 잉크는 쳄버 플레이트(8)와 노즐 플레이트(9)에 의해 형성된 리스트릭터(3)를 따라서 잉크 쳄버(4)에 도달한다. 잉크 쳄버(4)에 일시적으로 정체된 잉크는 보호층(5) 아래에 있는 히터(6)로부터 발생된열에 의해서 순간적으로 가열된다.

이 때, 잉크는 폭발성 버블을 발생하고, 이에 따라 잉크 쳄버(4)내의 잉크 중 일부가 발생된 버블에 의해 잉크 쳄버(4) 위에 형성된 잉크 노즐(7)을 통하여 프린트 헤드(10) 밖으로 토출된다.

이러한 프린트 헤드(10)에서, 쳄버 플레이트(8)와 노즐 플레이트(9)는 잉크의 흐름, 잉크의 분사 모양, 및 분사 주파수 특성에 영향을 주는 중요한 요소이다. 따라서, 쳄버 플레이트(8)와 노즐 플레이트(9)의 재질, 형상 및 제조방법 등에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.

현재, 쳄버 플레이트 및 노즐 플레이트와 관련한 프린트 헤드의 제조방식은 기판과 노즐 플레이트를 별도로 제조한 후 이들을 정렬시켜서 감광성을 갖는 고분자 박막으로 붙이는 접합 방식과 쳄버 플레이트와 노즐 플레이트를 기판위에 일체 또는 별개로 직접 형성하는 모노리식 방식이 널리 사용되고 있다.

또, 접합 방식은 노즐 플레이트 만을 따로 제조한 후 중합체(polymer)로 만들어진 쳄버 플레이트가 있는 기판 위에 정렬시켜서 접착제로 붙이는 방식, 및 노즐 플레이트와 쳄버 플레이트를 같이 제조한 후 기판에 정렬시켜서 접착제로 붙이는 방식으로 나눌 수 있다.

일반적으로, 모노리식 방식에 따른 프린트 헤드의 제조방법은 접합 방식에 비해서 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 모노리식 방식은 까다로운 조건을 만족시켜야만 하는 접착제가 불필요하고, 노즐 플레이트를 기판과 정렬시켜서 접착제로 붙이는 작업과 이를 수행하기위한 장비들이 불필요하다.

둘째, 모노리식 방식은 접합 방식에 비해서 보다 정교하게 기판, 쳄버 플레이트 및 노즐 플레이트들을 정렬시킬 수 있다. 그러므로, 제조 공정을 줄일 수 있어서 제조 원가의 절감과 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 정밀한 정렬이 필요한 고 해상도용 프린트 헤드의 제조에 적당하다.

이러한 모노리식 방식에 따른 종래의 프린트 헤드(10'; 도 2e)의 제조과정의 한 예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이, 트랜지스터와 같은 반도체 소자(도시하지 않음), 히터(6) 및 보호층(5)이 형성된 실리콘 기판(1)의 뒷면에 잉크 공급구를 구성하는 잉크 공급로(2)를 형성하기 위한 예비 잉크 공급로(2')가 형성된다. 이 때, 기판(1)은 예비 잉크 공급로(2')에서 완전히 관통되지 않고 일정 두께가 남겨진다.

그 다음, 기판(1)의 보호층(5) 위쪽에 포지티브 포토 레지스트(도시하지 않음)가 형성되고, 포지티브 포토 레지스트는 포토 마스크(도시하지 않음)를 사용하는 포토리소그래피(photolithography) 공정에 의해 패터닝되고, 그 결과 도 2b에 도시한 바와 같이, 보호층(5) 위에 희생층인 포지티브 포토레지스트 몰드(photoresist mold)(3')가 형성된다. 포지티브 포토레지스트 몰드(3')는 추후 에칭으로 제거되어 리스트릭터(3), 잉크 쳄버(4) 등의 유로구조를 제공한다. 포지티브 포토 레지스트 몰드(3')의 두께는 약 30~40㎛로, 추후 형성될 리스트릭터(3)와 잉크 쳄버(4)의 높이가 된다.

보호층(5) 위에 포지티브 포토레지스트 몰드(3')가 형성된 후, 기판(1)의 전면에는 네가티브 포토 레지스트로써 감광성 에폭시 수지층(도시하지 않음)이 코팅으로 형성된다.

그 다음, 감광성 에폭시 수지층은 노즐의 패턴이 형성된 포토 마스크(도시하지 않음)에 의해 노광된 후 마이크로펀칭(micro-punching) 또는 리소그래피 공정에 의해 패터닝되고, 그 결과 도 2c에 도시한 바와 같이, 노즐(7')이 형성된 쳄버/노즐 플레이트(9')가 형성된다.

쳄버/노즐 플레이트(9')가 형성된 후, 기판(1)의 뒷면에서 예비 잉크 공급로(2')를 형성하는 기판부분은 실리콘 에칭에 의해 등방성(isotropic)으로 제거되며, 그 결과 잉크 공급로(2)가 형성된다.

그 후, 포토 레지스트 몰드(3')가 용매에 의해 용해되어 제거되면, 잉크 쳄버(4) 및 리스트릭터(3)가 형성되고, 프린트 헤드(10')의 제조가 종료된다.

그러나, 이러한 종래의 모노리식 방식에 따른 프린트 헤드(10')는 트랜지스터와 같은 반도체 소자가 기판위의 반도체 소자영역에서 히터가 위치한 인접 잉크 쳄버와 거의 동일한 높이에 형성되므로, 장시간 사용할 경우 반도체 소자가 히터 등에서 발생하는 고열에 의해 손상될 가능성이 있었다.

또한, 종래의 프린트 헤드(10')의 제조 방법은 유로 구조 및 노즐을 히터와 포토리소그래피 공정으로 정렬하기 때문에 미스얼라인먼트가 발생하지 않음으로 셀간 균일도와 단위 셀당 헤드 토출 및 인쇄성능 저하가 방지될 수 있고, 또 노즐 플레이트와 쳄버 플레이트가 일체로 형성된다는 잇점은 있으나, 포지티브 포토 레지스트 몰드(3') 위에 네가티브 포토 레지스트를 형성하는 구조를 가짐으로, 상층의네가티브 포토 레지스트가 하층의 포지티브 포토 레지스트 몰드(3') 위에 코팅될 때, 하층의 포지티브 포토 레지스트 몰드(3')가 상층의 네가티브 포토 레지스트의 용매에 의해 쉽게 용해되며, 이로 인해 정확한 치수의 잉크 쳄버(4), 리스트릭터(3) 등의 유로구조가 형성되기 어려운 문제점이 있었다.

이러한 문제를 방지하기 위해, 네가티브 포토 레지스트에 강한 포지티브 포토 레지스트를 사용하는 방법을 고려해 볼수 있으나, 네가티브 포토 레지스트에 강한 포지티브 포토 레지스트는 대부분 두께 10㎛ 이상으로 코팅하기 어려울 뿐 아니라 UV 감광도가 낮아 충분한 깊이로 패터닝되지 않는다.

이와 같이, 네가티브 포토 레지스트에 강한 포지티브 포토 레지스트를 사용하더라도, 충분한 두께의 코팅력과 UV 감광도를 갖는 조건을 만족하는 최적의 포지티브 포토 레지스트 재료를 구하기 어렵기 때문에, 포지티브 포토 레지스트 몰드가 네가티브 포토 레지스트의 용매에 의해 용해되는 문제를 완벽하게 방지하지는 못한다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 한 목적은 트렌지스터와 같은 반도체 소자가 잉크 쳄버 보터 위쪽에 형성되어 반도체 소자가 고열을 발생하는 히터 등에 의해 열적 영향을 적게 받도록 한 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 쳄버 플레이트를 에피텍셜층으로 형성함으로써, 종래의 모노리식 제조방법에서 나타나는 상층의 노즐 플레이트 형성시 하층의 쳄버 플레이트를 구성하는 포토 레지스트가 용해되어 잉크 쳄버, 리스트릭터 등의 유로구조의 치수 정확성 및 셀간 균일도가 저하되는 문제를 방지하게 한 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 히터의 배선이 형성되는 비아 홀에 스페이서를 형성하여 배선의 절연성을 향상시킨 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 프린트 헤드의 부분 단면도.

도 2는 종래의 모노리식 프린트 헤드의 제조 방법을 예시하는 공정도.

도 3은 본 발명에 따른 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드의 평면도.

도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d, 도 4e, 도 4f, 도 4g, 도 4h, 및 도 4i는 도 3의 선 I-I을 따라 도시한 본 발명의 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도.

도 5는 반도체 소자 영역에 형성된 트랜지스터를 예시하는 본 발명의 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드의 부분 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1, 101: 기판 10, 10', 100: 프린트 헤드

2, 102: 잉크 공급로 3, 103: 리스트릭터

4, 104: 잉크 쳄버 6, 106: 히터

7, 7', 107: 잉크 노즐 8, 108: 쳄버 플레이트

9, 109: 노즐 플레이트 110: 배선

112: 에피텍셜 층 114: 비아홀

115: 스페이서 120: 반도체 소자

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 실시양태에 따르면, 잉크를 가열하기 위한 다수의 저항체를 형성한 기판; 잉크 공급구와 연결된 다수의 리스트릭터, 리스트릭터와 연결된 다수의 잉크 쳄버 등의 유로구조를 형성하도록 기판위에 형성된 쳄버 플레이트; 및 다수의 노즐을 형성하도록 쳄버 플레이트 위에 형성된 노즐 플레이트를 포함하는 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드에 있어서, 반도체 소자 영역에서 쳄버 플레이트의 유로구조 보다 위쪽에 위치하도록 형성된 반도체 소자를 포함하는 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드를 제공한다.

양호한 실시예에서, 쳄버 플레이트는 폴리-실리콘 에피텍셜(Poly-si epitaxial)층으로 형성되고, 노즐 플레이트는 폴리이미드층으로 형성된다.

저항체는 폴리-실리콘 에피텍셜층에 형성된 비아홀에 형성된 스페이서에 의해 절연된 배선을 갖는다.

이 때, 배선은 잉크 쳄버의 측벽중 최소한 하나를 감싸도록 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 본 발명은 저항체를 형성한 기판의 전면에 폴리-실리콘 에피텍셜층을 형성하는 단계, 폴리-실리콘 에피텍셜층에 저항체의 배선을 형성하는 단계, 저항체의 배선을 형성한 기판에 노즐을 갖는 노즐 플레이트를 형성하는 단계, 및 노즐 플레이트의 노즐을 통해 폴리-실리콘 에피텍셜층을 식각하여 잉크 쳄버, 리스트릭터 등의 유로구조를 형성하는 단계를 포함하는 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드의 제조 방법을 제공한다.

양호한 실시예에 있어서, 저항체의 배선을 형성하는 단계는 폴리-실리콘 에피텍셜층에 저항체를 오픈하는 비아홀을 형성하는 단계, 비아홀을 형성한 폴리-실리콘 에피텍셜층 상에 절연막을 도포하는 단계, 비아홀 내의 저항체가 노출될 때까지 절연막을 등방성으로 식각하여 비아홀에 스페이서를 형성하는 단계, 스페이서를 형성한 비아홀에 배선 금속층을 형성하는 단계, 및 배선 금속층을 배선 패턴에 따라 패터닝하는 단계로 구성된다.

노즐 플레이트를 형성하는 단계는 포토리소그래피 공정을 통하여 폴리-실리콘 에피텍셜층의 일부를 노즐 플레이트의 하면 형상에 상응하는 패턴으로 패터닝하는 단계, 폴리-실리콘 에피텍셜층에 폴리이미드층을 도포하는 단계, 및 포토리소그래피 공정을 통하여 폴리이미드층을 노즐 패턴으로 패터닝하는 단계로 구성된다.

유로구조를 형성하는 단계는 폴리이미드층에 형성된 노즐을 통해 폴리-실리콘 에피텍셜층을 식각하는 단계로 구성된다.

또한, 본 발명의 방법은 폴리-실리콘 에피텍셜층을 형성하는 단계와 저항체의 배선을 형성하는 단계사이에서 반도체 소자 영역에서 폴리-실리콘 에피텍셜층위에 반도체 소자를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제조방법을 첨부 도면에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4i를 참조하면, 본 발명에 따른 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드(100)가 예시되어 있다.

본 발명의 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드(100)는 잉크를 가열하기 위한 다수의 히터(106)와 잉크 카트리지(도시하지 않음)로부터 잉크를 공급하는 잉크 공급구를 구성하는 잉크 공급로(102)를 형성한 기판(101); 잉크 공급로(102)와 연결된 다수의 리스트릭터(103), 리스트릭터(103)와 연결된 다수의 잉크 쳄버(104) 등의 유로구조를 형성하도록 기판(101)위에 형성된 쳄버 플레이트(108); 및 다수의 노즐(107)을 형성하도록 쳄버 플레이트(108) 위에 형성된 노즐 플레이트(109)를 포함한다.

쳄버 플레이트(108)는 폴리-실리콘 에피텍셜층(112; 도 4h)으로 형성되고, 노즐 플레이트(109)는 폴리이미드층으로 형성된다.

히터(106)는 사각형 형태를 갖는 용융온도가 1,200℃ 이상인 도체로 구성된 저항 발열체로 이루어진다.

히터(106)와 기판(101) 사이 및 히터(106) 위에는 제 1 및 제 2 절연막(105a, 105b)이 형성된다. 제 1 및 제 2 절연막(105a, 105b)은 산화막(oxide), 실리콘 질화막(silicon nitride), 실리콘 탄소막(silicon carbide) 등으로 구성될 수 있다.

잉크 공급로(102)는 잉크 카트리지(도시하지 않음)와 연결되도록 기판(101)의 하면쪽에 형성되고 노즐(107)의 세로열들 사이에 배치되는 하나의 긴 지그재그형 홀로 이루어 진다.

히터(106)의 배선(110)은 폴리-실리콘 에피텍셜층(112)에 형성된 비아홀(114; 도 4d)에 형성된 스페이서(115)에 의해 절연되며, 각각의 잉크 쳄버(104)의 한면을 감싸도록 배치된다.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 프린트 헤드(100)는 반도체 소자 영역에서 폴리-실리콘 에피텍셜층(112) 위에 형성된 트랜지스터로 구성된 반도체 소자(120)를 포함한다.

따라서, 고열을 발생하는 잉크 쳄버(104), 리스트릭터(103) 등의 쳄버 플레이트(108)의 유로구조가 반도체 소자 영역에 형성된 반도체 소자(120) 보다 아래에 위치하므로, 반도체 소자가 히터가 위치한 잉크 쳄버와 거의 동일한 높이에 형성된 종래의 프린트 헤드(10, 10')에서와 같이, 장시간 사용할 경우 반도체 소자가 히터 등에서 발생하는 고열에 의해 손상되는 문제가 방지될 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법을 도 4a 내지 도 4i에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이, 실리콘 기판과 같은 반도체 기판(101)에는 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 탄소막 등과 같은 제 1 절연막(105a)이 형성된다.

이어서, 용융온도가 1,200℃ 이상인 도체로 이루어진 금속층(도시하지 않음)을 제 1 절연막(105a)위에 도포한 후, 포토리소그래피 공정으로 형성된 히터 패턴(도시하지 않음)을 식각 마스크로 사용하여 금속층을 식각하는 것에 의해 히터(106)가 형성된다.

히터(106)가 형성된 후, 다시 기판(101)에는 제 2 절연막(105b)이 도포된다.

그 후, 도 4b에 도시한 바와 같이, 제 1 및 제 2 절연막(105a, 105b)은 포토 레지스트(도시하지 않음)를 노광 및 현상하는 포토리소그래피 공정을 통해 형성된 절연막 패턴(111)을 식각 마스크로 사용하여 소정 형태로 식각된다.

그 다음, 도 4c에 도시한 바와 같이, 기판(101)의 전면에는 추후 잉크 쳄버(104)를 형성하는 1-140㎛ 두께의 폴리-실리콘 에피텍셜층(112)이 형성된다.

폴리-실리콘 에피텍셜층(112)이 형성된 후, 도 5에 도시한 바와 같이, 반도체 소자 영역의 폴리-실리콘 에피텍셜층(112) 상에는 트랜지스터로 구성된 반도체 소자(120)가 공지의 방법으로 형성된다.

그 후, 반도체 소자(120)와 연결될 히터(106)의 배선(110)을 형성하기 위하여, 도 4d에 도시한 바와 같이, 폴리-실리콘 에피텍셜층(112)은 포토 레지스트(도시하지 않음)를 노광 및 현상하는 포토리소그래피 공정을 통해 형성한 비아홀 패턴(113)을 식각 마스크로 사용하여 식각되고, 그 결과, 폴리-실리콘 에피텍셜층(112)에는 깊은 트렌치로 이루어진 비아홀(114)이 형성된다.

비아홀(114)이 형성된 후, 기판(101)의 전면에는 스페이서 물질막으로 산화막과 같은 제 3 절연막(도시하지 않음)이 형성된다.

이어서, 제 3 절연막은 비아홀(114) 내에서 히터(106) 위에 형성된 제 2 절연막(105b)의 일부가 제거되어 히터(106)의 일부가 노출될 때 까지 건식식각에 의해 등방성으로 식각되며, 그 결과, 도 4e에 도시한 바와 같이, 비아홀(114)에는 추후 비아홀(114)에 형성되는 히터(106)의 배선(110)을 잉크 쳄버(104) 및 폴리-실리콘 에피텍셜층(112)으로부터 절연하는 스페이서(115)가 형성된다.

스페이서(115)가 형성된 후, 히터(106)의 배선(110)을 형성할 도전성이 좋고 패터닝이 용이한 금속, 예를들면 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 배선 금속층(도시하지 않음)이 기판(101)의 전면에 스퍼터링법으로 증착된다.

그 다음, 배선 금속층 위에 포토 레지스트(도시하지 않음)를 도포한 후 히터 배선용 포토 마스크(도시하지 않음)를 이용한 노광 및 현상으로 히터 배선 패턴(119)을 형성한 다음, 히터 배선 패턴(119)을 식각 마스크로 사용하여 배선 금속층을 패터닝한다.

그 결과, 기판(101)에는 히터(106)의 배선(110)이 형성된다.

또한, 이 때, 도시하지는 않았지만, 반도체 소자 영역에서는 히터(106)의 배선(110)과 연결되는 반도체 소자 배선(도시하지 않음)이 형성된다.

도 4f에 도시한 바와 같이, 히터(106)의 배선(110)이 형성된 후, 히터 배선 패턴(119)이 제거되고, 기판(101)에는 P-SiN과 같은 실리콘 질화막으로 이루어진 패시베이션층(116)이 형성된다,

이어서, 도 4g에 도시한 바와 같이, 포토 레지스트(도시하지 않음)를 노광 및 현상하는 포토리소그래피 공정을 통해 형성된 노즐 플레이트(109)의 하면형상 패턴(117)을 식각 마스크로 사용하여 패시베이션층(116)과 폴리-실리콘 에피텍셜층(112)의 일부를 노즐 플레이트(109)의 하면 형상(118)에 상응하는 패턴으로 식각한 후, 하면형상 패턴(117)이 제거된다.

하면형상 패턴(117)이 제거된 후, 기판(101)에는 노즐 플레이트(109)를 형성하기 위하여 폴리이미드층(도시하지 않음)이 형성된다.

그 다음, 폴리이미드층은 노즐 패턴을 갖는 포토 마스크(도시하지 않음)를 사용하여 노광 및 현상된다. 그 결과, 도 4h에 도시한 바와 같이, 노즐(107)이 형성된 노즐 플레이트(109)가 형성된다.

그 후, 기판(101)의 전면에서 노즐 플레이트(109)에 형성된 노즐(107)을 통해 폴리-실리콘 에피텍셜층(112)이 XeF₂와 같은 식각 가스를 사용하는 건식식각으로 식각되며, 그 결과, 도 4i에 도시한 바와 같이, 폴리-실리콘 에피텍셜층(112)에는 잉크 쳄버(104), 리스트릭터(103) 등의 유로구조가 형성된 쳄버 플레이트(108)가 형성된다.

이어서, 기판(101)의 뒷면은 포토리소그래피 공정으로 형성한 잉크 공급구 패턴(도시하지 않음)을 식각마스크로 사용하여 건식식각으로 이방성 식각되며, 이에 따라 잉크 카트리지와 연결되는 잉크 공급구(102)가 형성된다.

이 때, 기판(101)과 제 1 절연막(105a) 사이의 계면에서는 제 1 절연막(105a)을 구성하는 식각 선택비가 높은 산화막이 식각 스톱층의 역할을 하기 때문에, 대전(Charging)에 의한 측방향 식각(Lateral etching)이 발생하여 노치 또는 언터컷(102a)이 형성된다. 그러나 이러한 언더컷(102a)은 잉크 쳄버(104) 내의 잉크와 히터(106)의 접촉면적을 증가 시키는 역할을 한다.

이와 같이, 잉크 공급구(102)가 형성되면, 본 발명의 프린트 헤드의 제조는 종료된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제조방법은 트렌지스터와 같은 반도체 소자가 잉크 쳄버 보터 위쪽에 형성되어 반도체 소자가 고열을 발생하는 히터 등에 의한 열적 영향을 적게 받는 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제조방법은 쳄버 플레이트를 에피텍셜층으로 형성함으로써, 종래의 모노리식 제조방법에서 나타나는 상층의 노즐 플레이트 형성시 하층의 쳄버 플레이트를 구성하는 포토 레지스트가 용해되어 잉크 쳄버, 리스트릭터 등의 유로구조의 치수 정확성 및 셀간 균일도가 저하되는 문제를 방지하는 효과를 제공함을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제조방법은 히터의 배선이 형성되는 비아홀에 스페이서를 형성하여 배선의 절연성을 향상시키는 효과를 제공한다.

이상에서, 본 발명의 특정한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지와 사상을 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (9)

1. 잉크를 가열하기 위한 다수의 저항체를 형성한 기판; 잉크 공급구와 연결된 다수의 리스트릭터, 상기 리스트릭터와 연결된 다수의 잉크 쳄버 등의 유로구조를 형성하도록 상기 기판위에 형성된 쳄버 플레이트; 및 다수의 노즐을 형성하도록 상기 쳄버 플레이트 위에 형성된 노즐 플레이트를 포함하는 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드에 있어서,

   반도체 소자 영역에서 상기 쳄버 플레이트의 상기 유로구조 보다 위쪽에 위치하도록 형성된 반도체 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 쳄버 플레이트는 폴리-실리콘 에피텍셜층을 포함하며;

   상기 노즐 플레이트는 폴리이미드층을 포함하는 것을 특징으로 하는 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 저항체는 상기 폴리-실리콘 에피텍셜층에 형성된 비아홀에 형성된 스페이서에 의해 절연된 배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드.
4. 제 3항에 있어서, 상기 배선은 상기 잉크 쳄버의 측벽중 최소한 하나를 감싸도록 배치된 것을 것을 특징으로 하는 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드.
5. 저항체를 형성한 기판의 전면에 폴리-실리콘 에피텍셜층을 형성하는 단계;

   상기 폴리-실리콘 에피텍셜층에 저항체의 배선을 형성하는 단계;

   상기 저항체의 상기 배선을 형성한 상기 기판에 노즐을 갖는 노즐 플레이트를 형성하는 단계;및

   상기 노즐 플레이트의 상기 노즐을 통해 상기 폴리-실리콘 에피텍셜층을 식각하여 잉크 쳄버, 리스트릭터 등을 포함하는 유로구조를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드의 제조 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 저항체의 배선을 형성하는 상기 단계는,

   상기 폴리-실리콘 에피텍셜층에 상기 저항체를 오픈하는 비아홀을 형성하는 단계;

   상기 비아홀을 형성한 상기 폴리-실리콘 에피텍셜층 상에 절연막을 도포하는 단계;

   상기 비아홀 내의 상기 저항체가 노출될 때까지 상기 절연막을 등방성으로 식각하여 상기 비아홀에 스페이서를 형성하는 단계;

   상기 스페이서를 형성한 상기 비아홀에 배선 금속층을 형성하는 단계; 및

   상기 배선 금속층을 배선 패턴에 따라 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드의 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 노즐 플레이트를 형성하는 상기 단계는,

   포토리소그래피 공정을 통하여 상기 폴리-실리콘 에피텍셜층의 일부를 상기 노즐 플레이트의 하면 형상에 상응하는 패턴으로 패터닝하는 단계;

   상기 폴리-실리콘 에피텍셜층에 폴리이미드층을 도포하는 단계; 및

   포토리소그래피 공정을 통하여 상기 폴리이미드층을 노즐 패턴으로 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드의 제조 방법.
8. 제 7항에 있어서, 상기 유로구조를 형성하는 상기 단계는,

   상기 폴리이미드층에 형성된 상기 노즐을 통해 상기 폴리-실리콘 에피텍셜층을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드의 제조 방법.
9. 제 5 항에 있어서, 상기 폴리-실리콘 에피텍셜층을 형성하는 상기 단계와 상기 저항체의 배선을 형성하는 상기 단계사이에서 반도체 소자 영역의 폴리-실리콘 에피텍셜층 위에 반도체 소자를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드의 제조 방법.