(57)【要約】内部表面（１５０）と、外部表面（１６０）と、内部表面（１５０）に接触する流体が排出されることを可能にするオリフィス（１４０）とを有する流体エゼクター（１０５）。流体エゼクター（１０５）は、流体エゼクター（１０５）の外部表面（１６０）の少なくとも一部分をカバーし、流体エゼクター（１０５）のオリフィス（１４０）を囲む、非湿性単一層（１７０）を有する。非湿性単一層の組立ては、流体エゼクターのオリフィスを囲む第１の領域に非湿性単一層を残しながら、流体エゼクターの第２の領域から非湿性単一層を除去すること、または流体エゼクターの第２の領域をそこに形成される非湿性単一層を有することから保護され、この場合、第２の領域は流体エゼクターのオリフィスを囲む第１の領域を含まない。
2008544852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部表面と、外部表面と、該内部表面に接触して流体が排出されることを可能にするオリフィスとを有する流体エゼクターであって、該流体エゼクターは、
流体エゼクターの外部表面の少なくとも一部分をカバーし、該流体エゼクターのオリフィスを囲む、非湿性単一層を備えている、流体エゼクター。
【請求項２】
前記非湿性単一層は、炭素およびフッ素の各々の少なくとも１つの原子を含む分子を含む、請求項１に記載の流体エゼクター。
【請求項３】
前記非湿性単一層は、前記流体エゼクターの内部表面のどの部分もカバーしない、請求項１に記載の流体エゼクター。
【請求項４】
流体エゼクターの選択された部分に非湿性単一層を形成する方法であって、該方法は、
流体エゼクターのオリフィスを囲む第１の領域に該非湿性単一層を残しながら、該流体エゼクターの第２の領域から非湿性単一層を除去すること
を包含する、方法。
【請求項５】
前記第２の領域から前記非湿性単一層を除去する前に、前記第１の領域を保護することをさらに包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
保護することは、前記第２の領域から前記非湿性単一層を除去する前に、テープ、フォトレジストまたはワックスのうちの少なくとも１つを前記第１の領域に塗布することと、該非湿性単一層を除去した後に、該テープ、フォトレジストまたはワックスのうちの少なくとも１つを除去することとを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の領域から前記非湿性単一層を除去することは、該第２の領域にプラズマを当てること、該第２の領域をレーザアブレーションすること、または該第２の領域に紫外光を当てることのうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の領域は前記流体エゼクターの外部表面を含み、前記第２の領域は該流体エゼクターの内部表面を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
流体エゼクターの選択された部分に非湿性単一層を形成する方法であって、該方法は、
流体エゼクターの第１の領域および第２の領域に非湿性単一層を形成することであって、該第１の領域は該流体エゼクターのオリフィスを囲む、ことと、
該第１の領域に該非湿性単一層を残しながら、該第２の領域から該非湿性単一層を除去することと
を包含する、方法。
【請求項１０】
前記第２の領域から前記非湿性単一層を除去する前に、前記第１の領域を保護することをさらに包含する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
保護することは、前記第２の領域から前記非湿性単一層を除去する前に、テープ、フォトレジストまたはワックスのうちの少なくとも１つを前記第１の領域に塗布することと、該非湿性単一層を除去した後に、該テープ、フォトレジストまたはワックスのうちの少なくとも１つを除去することとを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の領域から前記非湿性単一層を除去することは、該第２の領域にプラズマを適用すること、該第２の領域をレーザアブレーションすること、または該第２の領域に紫外光を当てることのうちの少なくとも１つを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の領域は前記流体エゼクターの外部表面を含み、前記第２の領域は該流体エゼクターの内部表面を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
流体エゼクターの選択された部分に非湿性単一層を形成する方法であって、該方法は、
流体エゼクターの第２の領域に形成される非湿性単一層を有することから該流体エゼクターの第２の領域を保護することであって、該第２の領域は、該流体エゼクターのオリフィスを囲む第１の領域を含まない、ことを包含する、方法。
【請求項１５】
前記第２の領域は前記オリフィスの内部を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２の領域を保護することは前記流体エゼクターにシリコン基板を接着することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
第２の領域を保護することは、前記非湿性単一層を形成する前に、テープ、フォトレジストまたはワックスのうちの少なくとも１つを前記流体エゼクターに塗布することと、該非湿性単一層を形成した後に、該テープ、フォトレジストまたはワックスのうちの少なくとも１つを除去することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
流体エゼクターの選択された部分に非湿性単一層を形成する方法であって、該方法は、
流体エゼクターの第２の領域を保護することと、
該流体エゼクターの第１の領域に非湿性単一層を形成することであって、該第１の領域は該流体エゼクターのオリフィスを囲む、ことと
を包含する、方法。
【請求項１９】
前記第２の領域は前記オリフィスの内部を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２の領域を保護することは前記流体エゼクターにシリコン基板を接着することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２の領域を保護することは、前記非湿性単一層を形成する前に、テープ、フォトレジストまたはワックスのうちの少なくとも１つを前記流体エゼクターに塗布することと、該非湿性単一層を形成した後に、該テープ、フォトレジストまたはワックスのうちの少なくとも１つを除去することとを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
流体エゼクターの選択された部分に非湿性単一層を形成する方法であって、該方法は、
流体エゼクター基板に付着領域を形成することであって、該付着領域は第１の材料を含み、該流体エゼクター基板は第２の材料を含む、付着領域を形成することと、
選択的前駆物質から該付着領域に非湿性単一層を形成することであって、
該選択的前駆物質は、該第１の材料に付着し、該第２の材料に実質的に付着しない、ことと
を包含する、方法。
【請求項２３】
前記付着領域は前記流体エゼクター基板のオリフィスを囲む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記非湿性単一層を形成する前に、前記流体エゼクター基板に前記オリフィスを形成することをさらに包含する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記選択的前駆物質はチオール終結を含み、前記第１の材料は金を含み、前記第２の材料はシリコンを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
付着領域を形成することは、前記流体エゼクター基板に前記第１の材料をスパッタリングすることと、前記第１の材料をパターニングすることとを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
内部表面と、外部表面と、該内部表面に接触して流体が排出されることを可能にするオリフィスとを有する流体エゼクターであって、該流体エゼクターは、
流体エゼクターの外部表面の少なくとも一部分をカバーし、該流体エゼクターのオリフィスを囲む、付着領域と、
該付着領域の全体を実質的にカバーし、該付着領域から離れた該流体エゼクターの該外部表面のどれも実質的にカバーしない、非湿性単一層と
を備えている、流体エゼクター。
【請求項２８】
前記付着領域は、前記流体エゼクターの前記外部表面に実質的に存在しない第１の材料を含む、請求項２７に記載の流体エゼクター。
【請求項２９】
前記非湿性単一層の前駆物質はチオール終結を含み、前記付着領域は金原子を含み、前記流体エゼクターの前記外部表面はケイ素原子を含む、請求項２７に記載の流体エゼクター。
【請求項３０】
前記付着領域は、前記流体エゼクターの内部表面のどの部分もカバーしない、請求項２７に記載の流体エゼクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（優先権の主張）
この出願は、２００５年７月１日出願の米国仮特許出願第６０／６９６，０３５号の利益を主張する。
【０００２】
（背景）
本発明は流体エゼクターのコーティングに関する。
【背景技術】
【０００３】
流体エゼクター（例えば、インクジェットプリントヘッド）は、典型的には、内部表面と、流体がそこを通って排出されるオリフィスと、および外部表面とを有する。流体がオリフィスから排出される場合、流体は流体エゼクターの外部表面に蓄積し得る。流体がオリフィスに隣接した外部表面に蓄積する場合、オリフィスから排出された更なる流体は、意図された進行経路からそらされるかまたは蓄積された流体の相互作用によって（例えば、表面張力により）完全に阻止され得る。流体エゼクターが組み立てられる一部の材料（例えば、シリコン）は親水性であり、流体が排出される場合の蓄積の問題を典型的には悪化させる。
【０００４】
Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）およびフッ化炭素ポリマーなどの非湿性コーティングが表面のコーティングに用いられ得る。しかしながら、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）およびフッ化炭素ポリマーは典型的には、柔らかく、耐久性のあるコーティングではない。これらのコーティングはまた、高価で、パターニングが困難であり得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（概要）
一局面において、本発明は、内部表面と、外部表面と、内部表面に接触して流体が排出されることを可能にするオリフィスとを有する流体エゼクターに関する。流体エゼクターは、流体エゼクターの外部表面の少なくとも一部分をカバーし、流体エゼクターのオリフィスを囲む、非湿性単一層を有する。
【０００６】
本発明のインプリメンテーションは以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。非湿性単一層は、炭素およびフッ素の各々の少なくとも１つの原子を含む分子を含み得る。非湿性単一層は、前記流体エゼクターの内部表面のどの部分もカバーし得ない。
【０００７】
別の局面において、本発明は、流体エゼクターの選択された部分に非湿性単一層を形成する方法を特徴とする。非湿性単一層は、流体エゼクターのオリフィスを囲む第１の領域に非湿性単一層を残しながら、流体エゼクターの第２の領域から除去される。
【０００８】
別の局面において、非湿性単一層は流体エゼクターの第１の領域および第２の領域に形成され、この場合、第１の領域は流体エゼクターのオリフィスを囲む。非湿性単一層は、第１の領域に非湿性単一層を残しながら、第２の領域から除去される。
【０００９】
特定のインプリメンテーションは以下の特徴の１つ以上を含み得る。第１の領域は、第２の領域から非湿性単一層を除去する前に、保護され得る。保護することは、第２の領域から非湿性単一層を除去する前に、テープ、フォトレジストまたはワックスのうちの少なくとも１つを第１の領域に塗布することと、非湿性単一層を除去した後に、テープ、フォトレジストまたはワックスのうちの少なくとも１つを除去することとを含み得る。第２の領域から非湿性単一層を除去することは、第２の領域にプラズマを当てること、第２の領域をレーザアブレーションすること、または第２の領域に紫外光を当てることのうちの少なくとも１つを含み得る。第１の領域は流体エゼクターの外部表面を含み得、第２の領域は流体エゼクターの内部表面を含み得る。
【００１０】
なおも別の局面において、本発明は、流体エゼクターの選択された部分に非湿性単一層を形成する方法を特徴とする。流体エゼクターの第２の領域は保護され、非湿性単一層は流体エゼクターの第１の領域に形成され、この場合、第１の領域は流体エゼクターのオリフィスを囲む。
【００１１】
なおも別の局面において、流体エゼクターの第２の領域はそこに形成される非湿性単一層を有することから保護され、この場合、第２の領域は流体エゼクターのオリフィスを囲む第１の領域を含まない。
【００１２】
特定のインプリメンテーションは以下の特徴の１つ以上を含み得る。第２の領域はオリフィスの内部を含み得る。第２の領域を保護することは流体エゼクターにシリコン基板を接着することを含み得る。第２の領域を保護することは、非湿性単一層を形成する前に、テープ、フォトレジストまたはワックスのうちの少なくとも１つを流体エゼクターに塗布することと、非湿性単一層を形成した後に、テープ、フォトレジストまたはワックスのうちの少なくとも１つを除去することとを含み得る。
【００１３】
なおも別の局面において、本発明は、流体エゼクターの選択された部分に非湿性単一層を形成する方法を特徴とする。付着領域が流体エゼクター基板に形成され、この場合、付着領域は第１の材料を含み、流体エゼクター基板は第２の材料を含む。非湿性単一層は選択的前駆物質から付着領域に形成され、この場合、選択的前駆物質は、第１の材料に付着し、第２の材料に実質的に付着しない。
【００１４】
特定のインプリメンテーションは以下の特徴の１つ以上を含み得る。付着領域は流体エゼクター基板のオリフィスを囲み得る。オリフィスは、非湿性単一層を形成する前に、流体エゼクター基板に形成され得る。選択的前駆物質はチオール終結を含み得、第１の材料は金を含み得、第２の材料はシリコンを含み得る。付着領域を形成することは、第１の材料を流体エゼクター基板にスパッタリングすることと、第１の材料をパターニングすることとを含み得る。
【００１５】
なおも別の局面において、本発明は、内部表面と、外部表面と、内部表面に接触して流体が排出されることを可能にするオリフィスとを有する流体エゼクターを特徴とする。付着領域は、流体エゼクターの外部表面の少なくとも一部分をカバーし、流体エゼクターのオリフィスを囲み、非湿性単一層は付着領域の全体を実質的にカバーし、付着領域から離れた流体エゼクターの外部表面のどれも実質的にカバーしない。
【００１６】
特定のインプリメンテーションは以下の特徴の１つ以上を含み得る。付着領域は、流体エゼクターの外部表面に実質的に存在しない第１の材料を含み得る。非湿性単一層の前駆物質はチオール終結を含み得、付着領域は金原子を含み得、流体エゼクターの外部表面はケイ素原子を含み得る。付着領域は、流体エゼクターの内部表面のどの部分もカバーする必要はない。
【００１７】
本発明は、以下の利点の１つ以上を実現するためにインプリメントされ得る。
【００１８】
非湿性単一層は、流体エゼクターの外部表面における流体の蓄積を減少させ得る。単一層は、耐久性があり得、ほとんどの溶剤に不溶解性であり得、複数の種類のインクが流体エゼクターと共に用いられることを可能にする。単一層の薄さのために、コーティング材料は節約され得る。流体エゼクターをエッチングした後で湿式処理は不要であり、従って、湿式処理に関連する残渣は避けられ得る。
【００１９】
非湿性単一層が堆積後、除去される場合、コーティングは、基板の第１の保護またはマスク領域なしで、堆積され得る。下にある層がコーティングの堆積の前にマスクされる場合、非湿性単一層の望まない領域を除去する処理ステップは除かれ得る。非湿性単一層は、基板の望む領域に容易にかつ正確に堆積され得る。
【００２０】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細は、添付の図面および下記の説明において述べられる。本発明の他の特徴、目的および利点は、説明、図面および特許請求の範囲から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
様々な図面における同様の参照符号は、同様のエレメントを指し示す。
【００２２】
（詳細な説明）
図１Ａは、コーティングされていない流体エゼクター１００（例えば、インクジェットプリントヘッドノズル）の断面図であり、該エゼクター１００は、米国特許出願第１０／９１３，５７１号に記述されるように組み立てられ得る。コーティングされていない流体エゼクター１００は流路モジュール１１０およびノズル層１２０を含み、これらはともに、シリコン（例えば、単結晶シリコン）から作られ得る。一実施形態において、コーティングされていない流体エゼクター１００は単一のユニットであり、流路モジュール１１０およびノズル層１２０は別々の部品ではない。コーティングされていない流体エゼクター１００は内部表面１５０および外部表面１６０を含む。薄膜層１８２はポンプチャンバ１３５の上に位置する。アクチュエータ１７２は、ポンプチャンバ内の流体（インク、例えば、水性インクなど）を加圧し、流体は、デセンダ１３０を通って流れ、ノズル層１２０のオリフィス１４０を通って排出される。アクチュエータ１７２は、圧電層１７６と、下部電極１７８（例えば、接地電極）と、および上部電極１７４（例えば、駆動電極）とを含む。薄膜層１８２およびアクチュエータ１７２は、以下の図では示されないが、存在し得る。
【００２３】
図１Ｂに示されるように、コーティングされていない流体エゼクター１００は、オプションで、ノズル層１２０上に形成される無機層１６５を含み得、この場合、コーティングされていないエゼクターの外部表面１６０は、無機層１６５の外部表面であると考えられ得る。無機層１６５は、非湿性コーティングの粘着を促進する、ＳｉＯ２などの材料の層である。一インプリメンテーションにおいて、無機シード層１６５は天然酸化物層である（そのような天然酸化物は典型的には１〜３ｎｍの厚さを有する）。別のインプリメンテーションにおいて、無機層は、堆積シード層である。例えば、ＳｉＯ２の無機シード層１６５は、例えば、コーティングされていない流体エゼクター１００を含む化学蒸着法（ＣＶＤ）リアクタに、ＳｉＣｌ４および水蒸気を導入することによって、ノズル層１２０上に形成され得る。ＣＶＤチャンバと真空ポンプとの間のバルブは、流体をくみ出しチャンバを空にした後、閉じられ、ＳｉＣｌ４およびＨ２Ｏの蒸気がチャンバの中に導入される。ＳｉＣｌ４の分圧は０．０５〜４０トルの間（例えば、０．１〜５トル）であり得、Ｈ２Ｏの分圧は０．０５〜２０トルの間（例えば、０．２〜１０トル）であり得る。堆積温度は、典型的には、室温と摂氏１００度との間である。あるいは、無機シード層１６５はノズル層１２０上にスパッタリングされ得る。無機シード層１６５によってコーティングされるべき表面は、無機シード層１６５を形成する前に、（例えば、酸素プラズマを当てることによって）洗浄され得る。
【００２４】
シード層の厚さは、例えば、５ｎｍ〜１００ｎｍであり得る。排出される一部の流体に関して、性能は無機層の厚さによって影響され得る。例えば、一部の「困難な」流体に関して、例えば３０ｎｍ以上、４０ｎｍ以上など、例えば、５０ｎｍ以上の、より厚い層は向上した性能を提供する。そのような「困難な」流体は、例えば、ＰＥＤＯＴおよび発光ポリマーを含み得る。
【００２５】
製造プロセスの一インプリメンテーションは、シード材料の層に当てることと層に非湿性コーティングを形成することとを交互に行なう。この場合、個々のシード層は、例えば、５〜２０ｎｍの厚さであり得る。デバイスの露出された表面は、シード材の層を形成する前に、（例えば、酸素プラズマを当てることによって）洗浄され得る。仮説上、この製造プロセスは、シード材料と非湿性コーティングとの交互の層を有する層スタックという結果となり得る。しかしながら、任意の特定な理論に限定されることなく、一部の条件の下で、洗浄プロセスは、直前に堆積された非湿性コーティングを除去し得、その結果のデバイスは、（酸化物と非湿性コーティングとの交互の層よりはむしろ）単一の連続した厚さのシード層を有する。
【００２６】
製造プロセスの別のインプリメンテーションは、単一の連続ステップで全体のシード層を単に堆積し、一元のモノリシックシード層を提供する。
【００２７】
図１Ｂおよび図１Ｃを参照すると、単一の分子層を含む集合単一層などの非湿性コーティング１７０は、コーティングされていない流体エゼクター１００の外部表面１６０に塗布され、コーティングされた流体エゼクター１０５を形成する。非湿性コーティング１７０は、ブラシ、ロールまたはスピンオンではなくむしろ、蒸着法を用いて塗布され得る。流体エゼクターの外部表面は、非湿性コーティング１７０を塗布する前に、（例えば、酸素プラズマを当てることによって）洗浄され得る。一インプリメンテーションにおいて、内部表面１５０、デセンダ１３０およびオリフィス１４０の内部表面は、最終流体エゼクター製品においてコーティングされていない。非湿性コーティング１７０は、例えば、低圧力で前駆物質および水蒸気をＣＶＤリアクタの中に導入することによって、コーティングされていない流体エゼクター１００の外部表面１６０上に堆積され得る。前駆物質の分圧は、０．０５〜１トルの間（例えば、０．１〜０．５トル）であり得、Ｈ２Ｏの分圧は０．０５〜２０トルの間（例えば、０．１〜２トル）であり得る。堆積温度は、室温と摂氏１００度との間であり得る。コーティングプロセスおよび無機シード層１６５の形成は、例として、Ａｐｐｌｉｅｄ  ＭｉｃｒｏＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，Ｉｎｃ．からのＭｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＭＶＤ）ＴＭマシンを用いて、実行され得る。
【００２８】
非湿性コーティング１７０のための適切な前駆物質は、例として、非湿性終結および流体エゼクターの表面に付着し得る終結を含む分子を含む前駆物質を含む。例えば、１つの端が−ＣＦ３基で終結され、第２の端が−ＳｉＣｌ３基で終結される炭素鎖を含む前駆物質分子が用いられ得る。シリコン表面に付着する適切な前駆物質の特定の例は、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）および１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロデシルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ)を含む。どんな特定の理論によっても限定されないで、前駆物質の分子が−ＳｉＣｌ３終結を含む前駆物質（ＦＯＴＳまたはＦＤＴＳなど）が、水蒸気によってＣＶＤリアクタに導入される場合、−ＳｉＣｌ３基からのケイ素原子は、無機シード層１６５またはノズル層１２０の天然酸化物において−ＯＨ基からの酸素原子と結合すると考えられる。
【００２９】
別のインプリメンテーションにおいて、コーティングされた流体エゼクター１０５は、無機シード層１６５を含まず、非湿性コーティング１７０は、ノズル層１２０に直接に塗布される。この場合、コーティングされていないエゼクターの外部表面１６０は、ノズル層１２０の外部表面を考えられ得る。
【００３０】
図２はコーティングされたエゼクター１０５の底面図を示す。オリフィス１４０は長方形の開口部として示されるが、ただし、円または５つ以上の面を有する多角形などの他の開口部の形状は適切であり得る。
【００３１】
図３に示されるように、複数層の非湿性コーティング３７０は、流体エゼクター３００の外部表面３６０に塗布される。複数の層は、図１Ｂに関連して記述される堆積ステップを繰り返し実行することによって、塗布される。一インプリメンテーションにおいて、非湿性コーティングのフルオロカーボン鎖は分離され、非湿性コーティング３７０の層を堆積する前に、ケイ素原子または−ＣＨ２基を露出させる。フルオロカーボン鎖は、酸素プラズマ処理によって分離（エッチング）され得る。高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）源は活性酸素遊離基を生成するために用いられ、遊離基は非湿性コーティングのフルオロカーボン鎖をエッチングする。酸素は、例えば、０．４トルの圧力および２６０ｓｃｃｍの流量でＣＶＤリアクタに導入され得る。ＩＣＰ源からのＲＦ電力は、２００Ｗで３０秒間、印加され得る。
【００３２】
再び図１Ｂおよび図１Ｃを参照すると、流路モジュール１１０とノズル層１２０とが結合される前または後に、およびオリフィス１４０がノズル層１２０に形成される前または後に、非湿性コーティング１７０はコーティングされていない流体エゼクターの外部表面１６０に堆積され得る。非湿性コーティング１７０を堆積した後に、オリフィス１４０が形成される場合、非湿性コーティング１７０の損傷を防ぐためにオリフィス１４０が形成されている間、非湿性コーティング１７０は典型的にはマスクされる。オリフィス１４０が形成された後に、非湿性コーティング１７０が塗布される場合、コーティングされた流体エゼクター１０５の内部表面１５０に堆積された非湿性コーティングを、外部表面１６０に堆積されたままにして、除去され得る。非湿性コーティングが実質的に全く内部表面１５０に堆積されないように、オリフィス１４０も、非湿性コーティング１７０の塗布の間、マスクされ得る。
【００３３】
ノズル層１２０に１つ以上のオリフィス（例えば、オリフィス１４０）を形成した後に、非湿性コーティング１７０を塗布することは有利であり得る。図４は、ノズル層４２０が流路モジュールに結合される前に非湿性コーティング４７０（例えば、非湿性単一層）が塗布されたノズル層４２０を示す。ＣＶＤプロセスを用いて塗布された場合、非湿性コーティング４７０は、典型的には、ノズル層４２０のすべての露出された表面をコーティングする。非湿性コーティング４７０は、ノズル層４２０の内部表面４５０および外部表面４６０の両方をコーティングする。無機層（例えば、図１Ｂの無機シード層１６５または天然の酸化物）は、ノズル層４２０に存在し得るが、明快さのために図４には示されない。
【００３４】
ノズル層４２０の選択された領域が非湿性コーティングでカバーされないことは有利であり得る。従って、非湿性コーティングは選択された領域から除去され得る。例えば、非湿性コーティング４７０は、ノズル層４２０の内部表面４５０から除去され得る。図５に示されるように、マスキング層５８０（例えば、テープ）は、ノズル層４２０の外部表面４６０の非湿性コーティング４７０にわたって当てられ得、マスクされたノズル層は、シリコン基板５９０などの固体の表面に置かれ得る。エッチング液（例えば、酸素プラズマ）は、ノズル層４２０の内部表面４５０に塗布され得、内部表面４５０の非湿性コーティング４７０の部分を除去する。図６に示されるように、シリコン基板５９０およびマスキング層５８０は、エッチング液を塗布した後に、除去され得、外部表面４６０においてのみ、非湿性コーティング４７０を有するノズル層４２０が残される。
【００３５】
あるいは、光（例えば、紫外光（ＵＶ）、濃いＵＶ、またはレーザからの緑色光）は、選択された領域から非湿性コーティングを除去するために用いられ得る。例えば、再び図４を参照すると、光は、ノズル層４２０の内部表面４５０に放射して、内部表面４５０の非湿性コーティング４７０の部分を除去するために用いられ得る。光は、例えば、エキシマーレーザ（例えば、ＡｒＦまたはＫｒＦエキシマーレーザ）などのレーザによって供給され得る。ノズル層４２０は、オリフィス４４０の壁が照射されるように光源に対して傾けられ得る。
【００３６】
内部表面４５０から非湿性コーティング４７０を除去した後で、ノズル層４２０は、流路モジュール（例えば、図１Ａの流路モジュール）に付着され得る。ノズル層４２０が流路モジュールに付着した後に非湿性コーティング４７０が塗布される場合も、ここで論議される方法は用いられ得る。例えば、エッチング液は、流路モジュールのデセンダ（例えば、図１Ａのデセンダ１３０）を通って内部表面４５０に塗布され得る。デセンダを通ってエッチング液を塗布する１つの方法は、オゾン発生器を組み立てられた流体エゼクターのインレットポートに接続し、インレットポートを通ってデセンダおよび内部表面４５０にオゾン（例えば、酸素ガスまたは酸素と窒素の混合における２％以上の濃度で）を供給する。オゾンがデセンダおよび内部表面４５０に供給される間、外部表面４６０はテープで保護され得る。さらに、オゾンはデセンダに注入される前に、加熱され得る（例えば、摂氏８０度を越える温度、例えば、摂氏１２０度に）。代替のインプリメンテーションにおいて、酸素プラズマがオゾンの代わりに用いられ得る。
【００３７】
選択された領域から非湿性コーティングを除去する代案として、非湿性コーティングは、選択された領域において形成することを妨げられ得る。例えば、非湿性コーティング４７０は、堆積ステップの間、ノズル層４２０の内部表面４５０に形成することを妨げられ得る。別の代案は、非湿性コーティングが、選択された領域において材料（例えば、ＳｉＯ２）の層を非湿性コーティングの上に形成し堆積することを可能にし、選択された領域を親水性にすることである。
【００３８】
図７Ａに示されるように、保護構造７８５は、ノズル層７２０の上の領域（例えば、オリフィス７４０）に対して形成され得る。保護構造７８５は、例えば、保護構造７８５の上にシリコン酸化物７８７の領域を形成すること、および高周波誘導結合プラズマを用いてシリコン基板７９５をエッチングし、持ち上げられた領域を形成することによって、シリコン基板７９５に形成され得る。
【００３９】
図７Ｂに示されるように、ノズル層７２０および保護シリコン基板７９５は接触または接着して置かれ得、それにより保護構造７８５によって、領域、この場合はオリフィス７４０をマスクする。図７Ｃに示されるように、保護構造７８５によってマスクされないノズル層７２０の外部表面７６０上の領域に非湿性コーティング７７０を塗布するために、蒸着法が用いられ得る。図７Ｄは、シリコン基板７９５が除去され、保護構造７８５によってカバーされなかった領域においてノズル層７２０の外部表面７６０に非湿性コーティング７７０を残した後のノズル層７２０を示す。
【００４０】
非湿性コーティングの特定の前駆物質は、特定の材料に選択的に付着して、他の材料には実質的に付着しない。例えば、チオール終結前駆物質は金に付着するが、実質的にシリコンに付着しない。選択的終結および非湿性終結を有する前駆物質は、非湿性コーティングが基板（例えばシリコン）上に形成される領域を制御するために用いられ得る。例えば、図８Ａに示されるように、酸化物層８１０は、オプションでシリコン基板８２０にパターニングされる。図８Ｂにおいて、選択的前駆物質が付着する材料（例えば、金）は、シリコン基板８２０、または、もし存在する場合は酸化物層８１０にスパッタリングされ、付着領域８３０の中にパターニングされる（例えば、フォトレジストを用いて）。図８Ｃは、オリフィス８４０がエッチングされ（例えば、高周波誘導結合プラズマを用いて）、付着領域８３０に付着するが、酸化物層８１０またはシリコン基板８２０には付着しない選択的前駆物質（例えば、チオール終結前駆物質）を用いて、非湿性コーティング８７０が形成された後のシリコン基板８２０を示す。
【００４１】
あるいは、図９Ａに示されるように、選択的前駆物質が付着する材料がシリコン基板９２０に直接にスパッタリングされ、付着領域９３０の中にパターニングされる。図９Ｂは、オリフィス９４０がエッチングされ、選択的前駆物質を用いて、非湿性コーティング９７０が形成された後のシリコン基板９２０を示す。
【００４２】
非湿性コーティングを堆積する前に、非湿性コーティングが所望されないノズル層の領域をマスクするために様々な方法が用いられ得る。マスキングはまた、堆積の後に非湿性コーティングの部分が除去された場合、非湿性コーティングの領域を保護するために用いられ得る。例えば、テープ、ワックスまたはフォトレジストは、非湿性コーティングがノズル層の選択された領域において堆積されるのを妨げるマスクとして用いられ得る。テープ、ワックスまたはフォトレジストは、非湿性コーティングがノズル層に堆積された後に除去され得る。同様に、テープ、ワックスまたはフォトレジストは、非湿性コーティングの堆積の後に起こる処理ステップの間に、これらの領域において非湿性コーティングの除去を妨げるために非湿性コーティングの選択された領域にわたって、塗布され得る。
【００４３】
ハードマスクを用いてまたはサーボ制御のレーザを用いて、レーザアブレーションによる非湿性コーティングの全体を除去することなく、非湿性コーティングの選択された領域は、除去され得る。非湿性コーティングの選択された領域はまた、例えば、マスク（フォトレジストなど）を用いて除去されない非湿性コーティングの領域を保護しながら、プラズマで非湿性コーティングをエッチングすることによって除去され得る。ＵＶ光はまた、非湿性コーティングの選択された領域を除去するために用いられ得、除去されない領域はマスク（例えば、メタルコンタクトマスク）によって保護され得る。
【００４４】
本発明の多数の実施形態が記述された。それでもなお、様々な修正が本発明の精神と範囲から逸脱することなくなされ得ることは理解される。例えば、方法のステップは異なる順序で実行され、好ましい結果をなおも生成し得る。従って、他の実施形態は、添付の特許請求の範囲の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１Ａ】図１Ａは、コーティングされていない流体エゼクターのインプリメンテーションの断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、コーティングされていない流体エゼクターのインプリメンテーションの断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、外部表面に非湿性コーティングを有する図１Ｂからの流体エゼクターのインプリメンテーションの断面図である。
【図２】図２は、図１Ｃからの流体エゼクターの底面図である。
【図３】図３は、外部表面に非湿性コーティングを有する流体エゼクターの第２のインプリメンテーションの断面図である。
【図４】図４は、非湿性コーティングでコーティングされたノズル層の断面図である。
【図５】図５は、外部表面に保護テープを有するノズル層の断面図である。
【図６】図６は、ノズル層の断面図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｄは、ノズル層に非湿性コーティングを形成する方法の１つのインプリメンテーションにおける処理ステップを例示する。
【図８】図８Ａ〜図８Ｃは、ノズル層に非湿性コーティングを形成する方法の第２のインプリメンテーションにおける処理ステップを例示する。
【図９】図９Ａ〜図９Ｂは、ノズル層に非湿性コーティングを形成する方法の第３のインプリメンテーションにおける処理ステップを例示する。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【国際調査報告】
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