(57)【要約】【課題】  いくつかの基板除去技法を組み合わせて、各基板除去工程の特徴を利用できるようにする。【解決手段】  基板３００の厚みの大部分の中を通ってブラインド形状４１２を形成するステップであって、ブラインド形状４１２は少なくとも１つの側壁表面４１６および底面４１８によって画定されるものである、ブラインド形状を形成するステップと、ブラインド形状４１２にウエットエッチレジスト材料を被着するステップと、底面４１８の少なくとも一部から前記ウエットエッチレジスト材料を除去するステップと、基板３００の前記厚みを通して貫通形状３０５を形成するほど十分に、少なくとも底面４１８を通して基板３００をウエットエッチングするステップとを含んでなる方法を提供する。【選択図】        図１
2006009149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の厚みの大部分にわたるブラインド形状を形成するステップであって、該ブラインド形状は少なくとも１つの側壁表面および底面によって画定されるものである、ブラインド形状を形成するステップと、
該ブラインド形状にウエットエッチレジスト材料を被着するステップと、
該ウエットエッチレジスト材料を前記底面の少なくとも一部から除去するステップと、
前記基板の前記厚みにわたる貫通形状を形成するほど十分に、少なくとも前記底面を通して前記基板をウエットエッチングするステップと
を含んでなる方法。
【請求項２】
前記形成するステップは、前記少なくとも１つの側壁表面が第１の表面に直交して延在するように、前記基板の前記第１の表面を通って前記ブラインド形状を形成することを含むものである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記形成するステップは、レーザマシニング、方向性ドライエッチング、反応性イオンエッチング、または、その組み合わせを含むものである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記被着するステップは、化学気相成長、プラズマ化学気相成長、イオン化堆積、めっきあるいは物理気相成長のうちの１つ以上を介して前記ウエットエッチレジスト材料を堆積することを含むものである請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記除去するステップは、レーザマシニング、方向性ドライエッチング、イオンミリング、反応性イオンエッチング、鋸引き、または、その組み合わせを含むものである請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ウエットエッチングは、ウエットエッチング剤に前記基板を浸すことを含むものである請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記形成するステップは、前記基板の第１の表面内に前記ブラインド形状を形成することを含み、前記ウエットエッチングは、前記底面から基板材料を除去することと、前記第１の表面の反対側にある前記基板の第２の表面から基板材料を除去することとを含むものである請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ウエットエッチレジスト材料を被着するステップは、前記第２の表面上で前記ウエットエッチレジスト材料をパターニングすることを含むものである請求項７に記載の方法。
【請求項９】
第１の基板表面と第２の基板表面との間に延在する少なくとも１つの形状を含むマイクロデバイス基板を含んでおり、該少なくとも１つの形状は、少なくとも部分的に、少なくとも一対の向かい合う相互にテーパが付けられて離隔して配置される狭窄構造によって画定されているマイクロデバイス基板。
【請求項１０】
前記狭窄構造のそれぞれが１つ以上の小平面を含むものである請求項９に記載のマイクロデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小電気機械システムデバイス用の基板として利用されるマイクロデバイス基板とその形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体吐出デバイスのような微小電気機械システムデバイスがプリントカートリッジを含む種々の役割において用いられる。多くの微小電気機械システムデバイスは、その中にスロットを形成された基板を利用する。種々の適当な基板除去技法を用いてこのスロットを形成することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
基板除去技法が異なると、基板除去速度や、その技法で形成されることができるスロット形状や、その技法の制御性などの属性も異なる。基板除去処理技法を組み合わせて用いて、これらの属性を利用することにより、改善されたスロットおよび／または処理パラメータを達成することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、いくつかの基板除去処理技法を組み合わせて用いることにより、改善されたスロットおよび／または処理パラメータにより上記基板を形成する方法を提供するものである。
具体的には、基板の厚みの大部分にわたるブラインド形状（blind feature）を形成するステップであって、該ブラインド形状は少なくとも１つの側壁表面および底面によって画定されるものである、ブラインド形状を形成するステップと、該ブラインド形状にウエットエッチレジスト材料を被着するステップと、該ウエットエッチレジスト材料を前記底面の少なくとも一部から除去するステップと、前記基板の前記厚みにわたる貫通形状を形成するほど十分に、少なくとも前記底面を通して前記基板をウエットエッチングするステップとを含んでなる方法を提供する。
また、本発明は、マイクロデバイス基板を提供する。具体的には、第１の基板表面と第２の基板表面との間に延在する少なくとも１つの形状を含むマイクロデバイス基板であって、該少なくとも１つの形状は、少なくとも部分的に、少なくとも一対の向かい合う相互にテーパが付けられて離隔して配置される狭窄構造によって画定されているマイクロデバイス基板を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
類似の形状および構成要素を参照するために、可能な限り図面を通して同じ構成要素が用いられる。アルファベットの添字を用いて、異なる実施形態が指示される。以下に説明される種々の構成要素は縮尺どおりに描かれていない場合もある。むしろ、含まれる図面は、概略図として、本明細書に記載される本発明の種々の原理を読者に例示することを意図している。
【０００６】
以下に説明される実施形態は、スロットのような貫通形状を基板内に形成するための方法およびシステムに関する。これ以降、いくつかの実施形態が提供されるが、その実施形態では、スロットは流体を処理するためのスロットを含む。多くの他の応用形態において用いられる基板内にスロットを形成することもできる。
【０００７】
第１の基板除去工程と、その後の第２の基板除去工程とによって、スロットのような貫通形状を形成することができる。基板除去工程のそれぞれを、その具体的な除去工程の特徴に基づいて選択することができる。一実施態様では、数ある選択基準の中でも、基板除去の速度と所望の構成を有するスロット側壁を形成する能力とに基づいて、第１の基板除去技法を選択することができる。第２の基板除去工程から基板のある表面部分を保護するために、その表面部分に保護材料を選択的に被着することができる。少なくとも部分的には、その選択的な除去特性に基づいて、第２の基板除去工程を選択することができる。
【０００８】
［例示的な印刷装置］
図１は、１つの例示的なプリントカートリッジを利用することができる１つの例示的な印刷装置の概略図を示す。この実施形態では、印刷装置はプリンタ１００を含む。ここに図示されるプリンタは、インクジェットプリンタの形で具現化されている。プリンタ１００は、白黒および／またはカラーで印刷する能力を有することがある。用語「印刷装置」は、その機能の少なくとも一部を達成するためにスロット付基板（複数可）を用いる、任意のタイプの印刷装置および／または画像形成装置を指している。そのような印刷装置の例は、限定はしないが、プリンタとファクシミリ装置と写真複写機とを含みうる。この例示的な印刷装置では、スロット付基板は、プリントカートリッジに組み込まれるプリントヘッドの一部を含んでおり、その一例が以下に説明されている。
【０００９】
印刷業界を越えて、種々の微小電気機械システム（micro electro mechanical system：以下、「ＭＥＭＳ」とよぶ）デバイス内に、その中にスロットを形成した例示的な基板を組み込むことができる。例示的なＭＥＭＳデバイスとしては、特に、医療分野および研究室での応用形態において利用される流体吐出デバイスを含みうる。また、種々の他の応用形態において例示的な基板を利用することもできる。例示的なＭＥＭＳデバイスの他の例は、スロット付基板を用いて視認ディスプレイを形成するディスプレイ装置を含みうる。
【００１０】
［例示的な製造物および方法］
図２は、１つの典型的な印刷装置において利用可能な１つの例示的なプリントカートリッジ２０２の概略図を示す。この特定の構成では、プリントカートリッジは、プリントヘッド２０４と、プリントヘッドを支持するカートリッジ本体２０６とから構成される。このプリントカートリッジ２０２上では単一のプリントヘッド２０４が用いられるが、他の例示的な構成は、１つのカートリッジ上で多数のプリントヘッドを用いることができる。
【００１１】
プリントカートリッジ２０２は、カートリッジ本体２０６内に内蔵型の流体またはインク供給源を有するように構成される。別法として、またはそれに加えて、他のプリントカートリッジ構成を、外部の供給源から流体を受け取るように構成することができる。他の例示的な構成は当業者には理解されるであろう。
【００１２】
図３は、図２に示されるような例示的なプリントヘッド２０４の一部の側断面の概略図を示す。図３の図は、（後に説明されるように）流体供給スロットのｘ軸を横切って得られたものであり、その軸は図３が示される紙面に対して垂直に延在する。ここで、基板３００は、第１の基板表面（「第１の表面」）３０２と第２の基板表面（「第２の表面」）３０３との間に延在する厚みｔを有する。貫通形状またはスロット３０５は、第１の表面３０２と第２の表面３０３との間で基板３００を貫通する。
【００１３】
この特定の実施形態では、ドープされることができるか、または、ドープされないシリコンを基板３００は含む。さらに、この特定の実施形態では、基板３００は、＜１００＞シリコンと呼ばれるものであり、その呼び方はシリコン分子の分子配向に関係する。他の実施形態は＜１１０＞、および／または、＜１１１＞シリコンを利用することができる。他の基板材料は、限定はしないが、ガリウムヒ素、ガリウムリン、インジウムリン、ガラス、石英、または、他の材料を含みうる。
【００１４】
基板厚ｔは、意図された応用形態に適した任意の適当な寸法を有することができる。いくつかの実施形態では、基板厚ｔは、１００ミクロン未満〜２０００ミクロン以上の範囲を有することができる。１つの例示的な実施形態は、約６７５ミクロン厚の基板を用いることができる。本明細書では単一の基板が説明されるが、他の適当な実施形態は、組み立て中に、および／または、完成した製造物において多数の構成要素を有する基板を含みうる。たとえば、あるそのような実施形態は、第１の構成要素と、処理中のある時点において破棄される第２の犠牲構成要素（sacrificial component）とを有する基板を利用することができる。
【００１５】
この特定の実施形態では、１つ以上の層３１４、たとえば薄膜層が基板の第２の表面３０３上に配置される。少なくともいくつかの実施形態では、障壁層３１６と、オリフィスプレートまたはオリフィス層３１８とが、層３１４上に配置される。
【００１６】
一実施形態では、１つ以上の層３１４は、１つ以上の導電性トレース（図示せず）と、抵抗３２０などの電気部品とを含みうる。電気的トレースを介して個々の抵抗を選択的に制御することができる。またいくつかの実施形態では、層３１４は、少なくとも部分的に、その中を流体が通過することができる多数の流体供給路３２２の壁または表面を画定することができる。層３１４は、特に、フィールド層または熱酸化物層を含みうる。障壁層３１６は、少なくとも部分的に、多数の発射チャンバ３２４を画定することができる。いくつかの実施形態では、流体供給路３２２は、単独で、または層３１４と組み合わせて、障壁層３１６内に画定されることができる。オリフィス層３１８は、多数の発射ノズル３２６を画定することができる。個々の発射ノズルを個々の発射チャンバ３２４とそれぞれ位置合わせすることができる。
【００１７】
動作時に、インクなどの流体が、図２に示されるカートリッジ本体からスロット３０５に入ることができる。そして、流体は、個々の供給路３２２を通って、個々のチャンバ３２４に流入することができる。個々の抵抗３２０の中に電流が流されるとき、チャンバから流体を吐出することができる。その電流によって、膨張して個々に配置されるノズル３２６から流体の一部を吐出するように、抵抗は、発射チャンバ内に収容される流体のある量をその沸点まで十分に加熱することができる。そして、吐出した流体の代わりに、供給路３２２からさらに別の流体を補給することができる。
【００１８】
図４ａ〜図６ｈは、一実施形態による１つの例示的なスロット付基板を形成するための工程ステップの概略図を示す。図４ａは、基板の第２の表面３０３ａの平面図を示す。図４ｂ〜図６ｈは、基板３００ａの側断面図を示す。
【００１９】
図４ａおよび図４ｂは、第２の表面３０３ａ上にパターニングされる第１のエッチレジスト層４０２を示す。一実施形態では、第１のエッチレジスト層４０２は、図３に関連して示されるものに類似する種々の薄膜層を含む。第２の表面３０３ａにおいてスロットのサイズおよび相対的な場所を画定することができる開口部またはフットプリント４０４を画定するように、第１のエッチレジスト層４０２をパターニングすることができる。以下に示される処理ステップにおいて、基板３００ａ内にスロットを形成することができる。
【００２０】
図３に関連して示されるものに類似する薄膜層を、第１のエッチレジスト層４０２として用いることができるが、他の既知の材料を用いて、第１のエッチレジスト層４０２を形成することができることに留意されたい。そのような実施形態では、薄膜層、および／または、他のデバイスもしくは構造を、基板３００／３００ａ内に形状を形成した後またはその形状の形成中に形成することができる。
【００２１】
図５ｃを参照すると、第１の基板除去工程を用いて、基板３００ａ内にブラインド形状（blind feature）４１２が形成される。第１の基板除去工程は、特に、レーザマシニングと、エッチングと、鋸引きと、砥粒噴射加工とのうちの１つ以上を含みうる。いくつかの実施形態では、第１の基板除去工程は、深さｄによって示されるような、基板の厚みｔの大部分にわたるブラインド形状を形成する。この特定の実施形態では、ブラインド形状は、基板の厚みｔの約７５％を通過する。他の実施形態は、第１の基板除去工程によって、２５％〜約９９％の範囲内の深さまで基板を除去することができる。他の実施形態は、多数の基板除去工程を組み合わせて、ブラインド形状４１２（行き止まりになっている形状）を実現することができる。
【００２２】
少なくとも側壁表面および底面によってブラインド形状を画定することができる。この例示される実施形態では、第１の側壁表面４１６ａと、第２の側壁表面４１６ｂと、底面４１８とによって、ブラインド形状４１２を画定することができる。この特定の実施形態では、側壁表面４１６ａ、４１６ｂは第１の表面３０２ａに一般に直交しており、一方、底面４１８は第１の表面に対して一般に平行である。他の実施形態では、側壁表面は、第１の表面に対して傾斜することがある。さらに、この例示される実施形態では、底面４１８は、一般に平坦である。他の実施形態は、不連続または不規則な底面を有することがある。
【００２３】
図５ｄを参照すると、第２のエッチレジスト材料４２０が、側壁表面４１６ａ、４１６ｂの少なくとも一部を含む基板３００ａの表面の少なくともある部分に被着される。この特定の実施形態では、第２のエッチレジスト材料は、ウエットエッチレジスト材料を含む。一実施形態では、第２のエッチレジスト材料４２０は、一般に、第１の表面３０２ａと、側壁表面４１６ａ、４１６ｂと、底面４１８とにわたって配置される。第２のエッチレジスト材料として、任意の適当なエッチレジスト材料を用いることができる。その例は、限定されないが、ドープされた酸化シリコンおよびドープされない酸化シリコンと、炭化シリコンおよび窒化シリコンとを含む。いくつかのそのような例は、その材料がウエットエッチング剤に耐えることができるように選択される。第２のエッチレジスト材料は、任意の適当な工程を用いて、基板上に配置されることができる。その例は、限定されないが、化学気相成長と、プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）と、イオン化堆積と、物理気相成長とを含む。
【００２４】
図５ｅおよび図５ｆを参照すると、後続する工程ステップによって、底面４１８の少なくとも一部から第２のエッチレジスト材料４２０が除去される。この事例では、第２のエッチレジスト材料は、底面４１８の全体から概ね除去される。他の実施形態は、底面の一部のみから第２のエッチレジスト材料を除去することができる。側壁４１６ａ、４１６ｂの少なくとも一部には、第２のエッチレジスト材料４２０を残すことができる。この例示される実施形態では、側壁４１６ａ、４１６ｂは、底面４１８から第２のエッチレジスト材料４２０が除去された後であっても、第２のエッチレジスト材料４２０によって概ね覆われたままである。
【００２５】
種々の工程を用いて、第２のエッチレジスト材料４２０を除去することができる。一実施形態では、レーザビーム４２２が第２のエッチレジスト材料を除去する。レーザビームには、第２のエッチレジスト材料を除去することができる任意のレーザビームを用いることができる。そのようなレーザビームは当業者には知られているべきものである。この事例では、レーザビームは、いくつかの実施形態においてレーザビームが入るブラインド形状４１２の深さｄを大きくは増加させない。特に、方向性ドライエッチングまたはイオンミリング、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、または、これらの組み合わせによって、エッチレジスト材料４２０を除去することもできる。
【００２６】
図６ｇを参照すると、後続の工程ステップによりウエットエッチング剤に基板３００ａを曝露し、さらに多くの基板材料を除去する。この特定の工程では、基板３００ａは、ウエットエッチング剤が第１の表面３０２ａから図５ｆのブラインド形状４１２に入ることができるように、ウエットエッチング剤に浸される。ウエットエッチング剤は、開口部４０４を含む第２の表面３０３ａの露出された基板材料にも作用することができる。ウエットエッチング剤は、基板の厚みｔを貫通して貫通形状を形成するだけの十分な基板材料を除去するまで、第２の表面３０３ａの露出された部分および底面に対して異方性エッチングを施すように作用することができる。この事例では、貫通形状はスロット３０５ａを含む。任意の適当なウエットエッチング剤を用いることができる。ウエットエッチング剤の例は、限定はしないが、特に水酸化カリウムと水酸化テトラメチルアンモニウムとを含みうる。
【００２７】
図６ｈは、基板３００ａおよびスロット３０５ａのプロファイルの別の側断面図を示す。この特定の構成では、第１の長方形４３２の部分と概ね同じ形の第１の部分４３０と、第２の長方形４３６の部分と概ね同じ形の第２の部分４３４とから、スロット３０５ａを構成することができる。この事例では、第１の長方形４３２は、第１の表面３０２ａに概ね直交する少なくとも１つの辺４３３を有する。第２の長方形４３６は、第１の表面３０２ａに対して斜めに向けられる辺４３８を含む。
【００２８】
図４ａ〜図６ｈに示される実施形態は、１つの例示的なスロット構成しか提供しない。スロット形成工程に対して種々のパラメータを選択することにより、種々のスロット構成を達成することができることは当業者に理解されるであろう。そのようなパラメータは、限定されないが、基板のタイプと、エッチング剤の条件と、開口部および／または形状の相対的なサイズおよび深さとを含みうる。たとえば、図６ｉは、スロット３０５ａのための別の構成を示す。さらに他の構成も当業者には理解されるであろう。
【００２９】
図７ａ〜図１０ｉは、別の例示的な基板構成と、その基板を形成するための工程ステップとを示す。
【００３０】
図７ａおよび図７ｂは、別の例示的な基板の第１の表面３０２ｂおよび第２の表面３０３ｂの平面図をそれぞれ表している。開口部４０４ｂが第１の表面３０２ｂ上に配置される第１のエッチレジスト材料４０２ｂ内にパターニングされ、幅ｗ1および長さｌ1が画定される。開口部４０４ｃが第２の表面３０３ｂ上に配置される第１のエッチレジスト材料４０２ｃ内にパターニングされる。図７ａおよび図７ｂに示される実施形態では、開口部４０４ｂは、サイズおよび相対的な向きにおいて、開口部４０４ｃと概ね同じである。他の構成は、異なるサイズおよび／または相対的な向きの開口部を用いることができる。
【００３１】
第１のエッチレジスト材料４０２ｃは、第１のエッチレジスト材料４０２ｂが第１の表面３０２ｂ上に配置された直後、または、配置される直前以外の時点において、第２の表面３０３ｂ上に配置されることができることにも留意されたい。
【００３２】
図８ｃは基板３００ｂの斜視図を表しており、一方、図８ｄおよび図８ｅは平面図および断面図をそれぞれ表す。図８ｃ〜図８ｅは、基板３００ｂ内に形成される複数のブラインド形状を示す。ブラインド形状は第１の表面３０２ｂを貫通して、図７ａに示される開口部４０４ｂに対応する基板３００ｂ内のエリア内に一般に形成される。この事例では、２つのブラインド形状４１２ｂ、４１２ｃ（行き止まりになっている形状）が存在する。他の実施形態は、所望によりさらに多くのブラインド形状を用いることができ、それは後に明らかになるであろう。
【００３３】
限定されないが、特に、レーザマシニングと、鋸引きと、エッチングとを含む、任意の適当な基板除去工程を用いて、ブラインド形状４１２ｂ、４１２ｃを形成することができる。ブラインド形状は、基板の厚みｔの約２５％〜約９９％を通過する深さｄまで形成されることができる。この例示される実施形態では、深さｄは厚みｔの約９０％である。
【００３４】
この例示される構成では、ブラインド形状４１２ｂ、４１２ｃは幅ｗ2および長さｌ2を有する。幅ｗ2は、図７ａに示される開口部４０４ｂの幅ｗ1に概ね対応する。個々のブラインド形状は、長さｌ3を有する基板材料５１０によって分離され、その長さｌ3は一実施形態では、約１００ミクロン未満〜約５０ミリメートルの範囲内にあり、ここに示される事例では、約１ミリメートルを含む。
【００３５】
さらに、深さｄは、基板材料５１０の高さが基板３００ｂの第１の表面３０２ｂより低くなるような深さにすることができる。
【００３６】
ブラインド形状４１２ｂ、４１２ｃは、説明するために与えられるｘ軸に沿って概ね一直線に配列される。いくつかのブラインド形状が合わさって、図７ａに示される開口部の長さｌ1に概ね対応する全長あるいは最も外側の間の長さｌ4を画定する。ここに示されるブラインド形状は概ね直線上に配列されるが、後に明らかになるように、スロット構成を達成するために他のブラインド形状を他の構成に配列することができる。いくつかの実施形態では、個々のブラインド形状は、約１ミリメートル未満〜約５０ミリメートル以上の範囲内の長さｌ2を有することがある。
【００３７】
図９ｆ〜図９ｈは、図８ｃ〜図８ｅにそれぞれ示される図に類似の図を示す。図１０ｉはスロット３０５ｂを通って切り取った基板３００ｂの斜視図を示す。一実施形態では、基板３００ｂはウエットエッチング剤に曝露される。この事例では、ウエットエッチング剤は、隣接するブラインド形状を流通可能に接続し、基板の厚みｔを貫通して貫通形状を形成するほど十分に基板に作用するようになされる。この実施形態では、貫通形状は、ｘ軸に沿って測定されるようなブラインド形状の全長ｌ1に概ね近い長さを有する、全体として細長いスロット３０５ｂを含みうる。スロット３０５ｂは、第１および第２の表面３０２ｂ、３０３ｂにおいて、開口部４０４ｂ、４０４ｃによって概ね画定される寸法を有することがある。
【００３８】
いくつかの実施形態では、エッチング工程の完了時に、少なくとも部分的には、全体として５２０で示される、基板内にある少なくとも一対の構造によって、その形状を画定することができる。この実施形態では、構造の対は、同じようなテーパが付けられた狭窄構造（constriction structure）５２２ａ、５２２ｂを含む。狭窄構造５２２ａ、５２２ｂは互いに離隔して、概ね向かい合って配置される。この特定の実施形態では、各狭窄構造は、１つ以上の小平面５２４を含む。数ある供給源の中でも、狭窄構造５２２ａ、５２２ｂは、図８ｃ〜図８ｅに関連して先に説明された基板材料５１０からの残留の基板材料を含みうる。図９ｇおよび図１０ｉに示される例示的な狭窄構造の構成は１つの実現可能な構成にすぎない。狭窄構造を作り出し、その構成に影響を及ぼすことに種々の要因が寄与することができる。そのような要因は、限定はしないが、特に、ブラインド形状の相対的な深さと、ブラインド形状間の距離と、エッチング中の条件と、エッチング工程の持続時間と、基板が結晶性である場合にはその基板の結晶面方位と、基板の組成および分子構造とを含みうる。
【００３９】
図１１ａ〜図１５ｊは、さらに別の例示的な基板と、その基板内の形状（複数も可）を形成するための処理ステップとを示す。図１１ａは、図７ａに類似の図を表す。同様に、図１２ｂ〜図１２ｄは、図８ｃ〜図８ｅに類似の図を表す。図１３ｅおよび図１３ｆは、基板３００ｄの断面図である。図１４ｇ〜図１４ｉはそれぞれ斜視図と平面図と断面図であり、図９ｆ〜図９ｈにそれぞれ類似するものである。図１５ｊは、図１１ａに示される図に類似の平面図である。
【００４０】
ここで、図１１ａを参照すると、エッチレジスト材料４０２ｄが第２の表面３０３ｄ上でパターニングされて、開口部４０４ｄが形成される。先に説明されたように、その開口部は、基板を貫通して形成されるスロットの相対的なサイズおよび第２の表面における場所を決定することができる。
【００４１】
図１２ｂ〜図１２ｄに示されるように、第１の基板除去工程によって、基板の第１の表面３０２ｄの中に多数の形状が形成される。この事例では、３つの形状４１２ｄ〜４１２ｆが第１の表面３０２ｄの中に形成される。基板材料５１０ｂ、５１０ｃが個々の形状を分離する。図１２ｂは基板３００ｄの斜視図を表しており、一方、図１２ｃおよび図１２ｄはそれぞれ平面図および断面図を表す。種々の第１の基板除去工程がこれまでに説明されている。
【００４２】
図１３ｅを参照すると、第２のエッチレジスト材料４２０ｄが第１の表面３０２ｄ上および形状４１２ｄ〜４１２ｆ内に配置される。図１３ｆに示されるように、さらに別の工程ステップが、形状の底面４１８ｄ〜４１８ｆから保護材料４２０ｄを除去する。エッチレジスト材料を除去するのに適した工程はこれまでに説明されている。
【００４３】
ここで図１４ｇ〜図１５ｊを参照すると、エッチング剤が余分な基板材料を除去して、少なくとも部分的に図１２ｂ〜図１３ｆに示される形状４１２ｄ〜４１２ｆから、スロット３０５ｄが形成される。
【００４４】
エッチング中に、全体として５１０ｄ、５１０ｅで示される基板材料がスロットの両側に延在するようにするほど十分に、エッチレジスト材料４２０ｄが形状の側壁を保護する。スロットの長手方向の軸にわたって延在するそのような基板材料はリブ（rib）と呼ばれることがあり、そのようなリブのないスロット付基板と比べて基板を強化することができる。基板の厚みｔのパーセンテージとしてのリブの深さｄは、図１２ｂおよび図１２ｄに示される第１の工程で形成される形状の深さによって決定されることができることは当業者には理解されたい。別法としてまたはそれに加えて、第２のエッチレジスト材料４２０ｄによってエッチング工程から保護されるリブの面積が、リブ構成に影響を及ぼすことがある。図１４ｈに示される第１の表面３０２ｄの平面図と、図１４ｇおよび図１４ｉとともに図１５ｊに示される第２の表面３０３ｄの平面図とを比較することによって明らかにすることができるように、スロット３０５ｄは、第１の表面３０２ｄに隣接した概ね連続した領域６１０と、第１の表面３０２ｄに隣接した全体として不連続な領域６１２とを有する。そのような構成によって、基板材料５１０ｄ、５１０ｅを含むリブが、スロット３０５ｄの両端に延在できるようになるため、スロット付基板３００ｄの強度を高めることができると同時に、第２の表面における概ね均一な流体環境が、図３に関連して先に説明されたチャンバ３２４のような種々の構造を与えることができる。
【００４５】
上記の実施形態は貫通形状に関連するが、別法としてまたはそれに加えて、例示的な工程ステップを用いて、例示的なブラインド形状を形成することができる。図１６ａ〜図１６ｄは、そのような工程と、結果として形成される形状とを示す。
【００４６】
図１６ａは、第１の基板除去工程によって基板３００ｇの第１の表面３０２ｇ内に形成されるブラインド形状４１２ｇを示す。第１のエッチレジスト材料４０２ｇが第２の表面３０３ｇ上に配置される。この特定の実施態様では、ブラインド形状４１２ｇは、基板の厚みｔの約半分を含む深さｄまで延在する。他の実施態様では、さらに深くまでまたはさらに浅いブラインド形状を形成することができる。少なくとも部分的には、第１の表面３０２ｇに隣接する第１の幅ｗ1によってブラインド形状４１２ｇを画定することができ、その幅は、幅ｗ1よりも第１の表面から離れた第２の幅ｗ2以上である。幅ｗ1およびｗ2は、基板の１つの軸に沿って、第１の表面と平行に測定される。この事例では、第１および第２の幅は第１および第２の側壁４１６ｇ、４１６ｈによって画定され、この実施形態では、それらの側壁は第１の表面３０２ｇに概ね直交する。
【００４７】
図１６ｂは、第１の表面３０２ｇおよびブラインド形状４１２ｇ上に配置される第２のエッチレジスト材料４２０ｇを示す。例示的なエッチレジスト材料はこれまでに説明されている。
【００４８】
図１６ｃは、ブラインド形状４１２ｇの底面４１８ｇから第２のエッチレジスト材料４２０ｇを除去するための工程ステップを示す。種々の適当な工程がこれまでに説明されている。
【００４９】
図１６ｄは、さらに多くの基板材料を除去してブラインド形状４１２ｇ1を形成するだけの十分なエッチング剤に基板３００ｇを曝露する、さらに別の工程ステップを示す。この事例では、特に、硝酸、フッ化水素酸、酸性の酸の混合物のようなエッチング剤を用いることができる。エッチングによって、ブラインド形状４１２ｇ1は、第１および第２の幅ｗ1、ｗ2よりも第１の表面から離れており、第１および第２の幅よりも大きな第３の幅ｗ3を有するようになる。第２のエッチレジスト材料４２０ｇは、既知の技法を利用する後続の工程ステップにおいて、ブラインド形状４１２ｇ1のさらに多くの部分から除去されることがあるか、または、ブラインド形状内に残されることがある。図１６ｄに示されるようなブラインド形状４１２ｇ1は、数多くの多様な応用形態において利用されることができる。たとえば、そのような応用形態は、小型バイオリアクタのためのインキュベータと、ＤＮＡ検査を含む体液の医療検定法のためのアッセイポケット（assay pocket）および種々の微小電気機械デバイスとを含みうる。
【００５０】
上記の工程ステップによって、種々の基板除去技法を組み合わせて、基板を貫通する形状を形成できるようになる。いくつかの実施形態は、第１の基板除去工程によって多数のブラインド形状を形成することができ、基板をエッチングすることによって、さらに多くの基板材料を除去することができる。スロットのような貫通形状を形成するためのエッチングによって、所望するように基板の表面にそのスロットを配置できるようにする。さらに、エッチング工程の選択性に起因して、薄膜構造のような他の、近接して配置される材料に損傷を与えることなく、基板材料を除去することができる。いくつかの実施形態は、表面上にエッチレジスト材料を配置して、形状を画定することにより、エッチングが行われる場所をさらに制御する。
【００５１】
具体的な構造的特徴および方法のステップを説明してきたが、添付の特許請求の範囲において規定される本発明の概念は、必ずしも説明された個々の形状またはステップに限定されないことを理解されたい。むしろ、個々の形状およびステップは、本発明の概念の実施態様の形態として開示される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】一実施形態による１つの例示的なプリンタの概略正面図である。
【図２】一実施形態による図１に示される例示的なプリンタにおいて用いるのに適したプリントカートリッジの概略斜視図である。
【図３】一実施形態による図２に示されるプリントカートリッジの一部の概略側断面図である。
【図４】ａおよびｂは、一実施形態による１つの例示的なスロット付基板を形成するための工程のステップの概略図である。
【図５】ｃ〜ｆは、一実施形態による１つの例示的なスロット付基板を形成するための工程のステップの概略図である。
【図６】ｇおよびｈは、一実施形態による１つの例示的なスロット付基板を形成するための工程のステップの概略図である。ｉは、一実施形態による別の例示的なスロット付基板の概略側断面図である。
【図７】ａおよびｂは、別の実施形態による１つの例示的なスロット付基板を形成するための工程のステップの概略図である。
【図８】ｃ〜ｅは、別の実施形態による１つの例示的なスロット付基板を形成するための工程のステップの概略図である。
【図９】ｆ〜ｈは、別の実施形態による１つの例示的なスロット付基板を形成するための工程のステップの概略図である。
【図１０】ｉは、別の実施形態による１つの例示的なスロット付基板を形成するための工程のステップの概略図である。
【図１１】ａは、別の実施形態による１つの例示的なスロット付基板を形成するための工程のステップの概略図である。
【図１２】ｂ〜ｄは、別の実施形態による１つの例示的なスロット付基板を形成するための工程のステップの概略図である。
【図１３】ｅおよびｆは、別の実施形態による１つの例示的なスロット付基板を形成するための工程のステップの概略図である。
【図１４】ｇ〜ｉは、別の実施形態による１つの例示的なスロット付基板を形成するための工程のステップの概略図である。
【図１５】ｊは、別の実施形態による１つの例示的なスロット付基板を形成するための工程のステップの概略図である。
【図１６】ａ〜ｄは、一実施形態による１つの例示的な基板を形成するための工程のステップの概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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