(57)【要約】【課題】簡易な工程で製造できるインクジェットプリントヘッド及びその製造方法を提供する。【解決手段】インクが供給されるインクフィードホール１１１が形成された基板１１０と、基板上に積層され、インクフィードホールから供給されたインクが充填される複数のインクチャンバ１２２が形成されたチャンバ層１２０と、チャンバ層上に積層され、複数のビアホール１３５及びインクが吐出される複数のノズル１３２が形成されたノズル層１３０と、を備え、インクフィールドホールは基板を貫通し、ノズルはノズル層を貫通することにより形成されていることを特徴とする。【選択図】図３
2008087478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが供給されるインクフィードホールが形成された基板と、
前記基板上に積層され、前記インクフィードホールから供給されたインクが充填される複数のインクチャンバが形成されたチャンバ層と、
前記チャンバ層上に積層され、複数のビアホール及びインクが吐出される複数のノズルが形成されたノズル層と、を備え、
前記インクフィールドホールは前記基板を貫通し、前記ノズルは前記ノズル層を貫通することにより形成されていることを特徴とするインクジェットプリントヘッド。
【請求項２】
前記ビアホールは、前記インクフィードホールの上部に位置することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項３】
前記基板の上面には、絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項４】
前記絶縁層上には、前記インクチャンバ内のインクを加熱してバブルを発生させる複数のヒータが形成されており、前記ヒータ上には、電流印加のための複数の電極が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項５】
前記ヒータ及び電極の上面には、保護層が形成されていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項６】
前記ヒータの上部に位置する前記保護層の上面には、バブルの消滅時に発生するキャビテーション圧力から前記ヒータを保護するための複数のキャビテーション防止層が形成されることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項７】
前記チャンバ層には、前記インクフィードホールとインクチャンバとを連結する通路である複数のリストリクタが形成されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項８】
基板を準備する工程と、
基板上にチャンバ物質層を形成する工程と、
前記チャンバ物質層の上部にインクチャンバパターンが形成された第１フォトマスクを設け、前記チャンバ物質層を露光させて前記チャンバ物質層に複数のインクチャンバを定義するチャンバ層を形成する工程と、
前記露光されたチャンバ物質層上にノズル物質層を形成する工程と、
前記ノズル物質層の上部にノズルパターンが形成された第２フォトマスクを設け、前記ノズル物質層を露光させて前記ノズル物質層に複数のノズルを定義するノズル層を形成する工程と、
前記チャンバ物質層の下面が露出されるまで前記基板の下面側の一部をエッチングしてインクフィードホールを形成する工程と、
前記インクチャンバ内のチャンバ物質層及び前記ノズル内のノズル物質層を現像液で除去する工程と、
を含むことを特徴とするインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記チャンバ物質層及びノズル物質層は、露光されていない部分が現像液で除去されるネガティブフォトレジストからなることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記チャンバ物質層及びノズル物質層は、露光された部分が現像液で除去されるポジティブフォトレジストからなることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記基板を準備する工程後、前記基板上に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に複数のヒータを形成する工程と、前記ヒータ上に複数の電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記電極を形成する工程後、前記ヒータ及び電極を覆う保護層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記保護層を形成する工程後、前記ヒータの上部に位置する前記保護層上にキャビテーション防止層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１４】
基板を準備する工程と、
前記基板上にチャンバ物質層を形成する工程と、
前記チャンバ物質層の上部にインクチャンバパターンが形成された第１フォトマスクを設け、前記チャンバ物質層を露光させて前記チャンバ物質層に複数のインクチャンバを定義するチャンバ層を形成する工程と、
前記露光されたチャンバ物質層上にノズル物質層を形成する工程と、
前記ノズル物質層の上部にノズルパターン及びビアホールパターンが形成された第２フォトマスクを設け、前記ノズル物質層を露光させて前記ノズル物質層に複数のノズル及びビアホールを定義するノズル層を形成する工程と、
前記チャンバ物質層の下面が露出されるまで前記基板の下面側の一部をエッチングしてインクフィードホールを形成する工程と、
前記インクチャンバ内のチャンバ物質層及び前記ノズルとビアホール内のノズル物質層を現像液で除去する工程と、
を含むことを特徴とするインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記ビアホールは、前記インクフィードホールの上部に位置するように形成されることを特徴とする請求項１４に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１６】
基板を準備する工程と、
前記基板上にチャンバ物質層を形成する工程と、
前記チャンバ物質層上にノズル物質層を形成する工程と、
前記ノズル物質層の上部にインクチャンバパターンが形成された第１フォトマスクを設け、前記ノズル物質層及びチャンバ物質層を露光させて前記チャンバ物質層に複数のインクチャンバを定義するチャンバ層を形成する工程と、
前記ノズル物質層の上部にノズルパターンが形成された第２フォトマスクを設け、前記ノズル物質層を露光させて前記ノズル物質層に複数のノズルを定義するノズル層を形成する工程と、
前記チャンバ物質層の下面が露出されるまで前記基板の下面側の一部をエッチングしてインクフィードホールを形成する工程と、
前記インクチャンバ内のチャンバ物質層及び前記ノズル内のノズル物質層を現像液で除去する工程と、
を含むことを特徴とするインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１７】
前記チャンバ物質層及びノズル物質層は、露光されていない部分が現像液で除去されるネガティブフォトレジストからなることを特徴とする請求項１６に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１８】
前記チャンバ物質層及びノズル物質層は、露光された部分が現像液で除去されるポジティブフォトレジストからなることを特徴とする請求項１６に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１９】
前記基板を準備する工程後、前記基板上に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に複数のヒータを形成する工程と、前記ヒータ上に複数の電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項１６に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２０】
前記電極を形成する工程後、前記ヒータ及び電極を覆う保護層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２１】
前記保護層を形成する工程後、前記ヒータの上部に位置する前記保護層上にキャビテーション防止層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２２】
前記チャンバ物質層を形成する工程後、前記ノズル物質層を形成する工程前に、前記チャンバ物質層の上面に光透過制限層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２３】
基板を準備する工程と、
前記基板上にチャンバ物質層を形成する工程と、
前記チャンバ物質層上にノズル物質層を形成する工程と、
前記ノズル物質層の上部にインクチャンバパターンが形成された第１フォトマスクを設け、前記ノズル物質層及びチャンバ物質層を露光させて前記チャンバ物質層に複数のインクチャンバを定義するチャンバ層を形成する工程と、
前記ノズル物質層の上部にノズルパターン及びビアホールパターンが形成された第２フォトマスクを設け、前記ノズル物質層を露光させて前記ノズル物質層に複数のノズル及びビアホールを定義するノズル層を形成する工程と、
前記チャンバ物質層の下面が露出されるまで前記基板の下面側の一部をエッチングしてインクフィードホールを形成する工程と、
前記インクチャンバ内のチャンバ物質層及び前記ノズルとビアホール内のノズル物質層を現像液で除去する工程と、
を含むことを特徴とするインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２４】
前記ビアホールは、前記インクフィードホールの上部に位置するように形成されることを特徴とする請求項２３に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリントヘッド及びその製造方法に係り、詳細には、より簡易な工程で製造できる熱駆動方式のインクジェットプリントヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、インクジェットプリントヘッドは、インクの微小な液滴を印刷媒体上の所望の位置に吐出させて所定色相の画像を形成する装置である。このようなインクジェットプリントヘッドは、インク液滴の吐出メカニズムによって２つの方式に大別される。その一つは、熱源を利用してインクにバブルを発生させて、そのバブルの膨張力によってインク液滴を吐出させる熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドであり、他の一つは、圧電体を使用してその圧電体の変形によってインクに加えられる圧力によってインク液滴を吐出させる圧電駆動方式のインクジェットプリントヘッドである。
【０００３】
熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドにおけるインク液滴吐出メカニズムをさらに詳細に説明すれば、次の通りである。抵抗発熱体からなるヒータにパルス状の電流が流れると、ヒータから熱が発生し、ヒータに隣接したインクは、約３００℃に瞬間加熱される。これにより、インクが沸騰してバブルが生成され、生成されたバブルは、膨脹してインクチャンバ内に充填されたインクに圧力を加える。これにより、ノズル近くにあったインクがノズルを通じて液滴の形態でインクチャンバ外に吐出される。
【０００４】
図１は、従来の熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの概略的な断面を示した図である。図１を参照すれば、従来のインクジェットプリントヘッドは、複数の物質層が形成された基板１０と、基板１０上に積層されたチャンバ層２０と、チャンバ層２０上に積層されたノズル層３０と、を備える。チャンバ層２０には、吐出されるインクが充填される複数のインクチャンバ２２が形成されており、ノズル層３０には、インクの吐出される複数のノズル３２が形成されている。そして、基板１０には、インクチャンバ２２にインクを供給するためのインクフィードホール１１が基板を貫通して形成されている。また、チャンバ層２０には、インクチャンバ２２とインクフィードホール１１とを連結する複数のリストリクタ２４が形成されている。
【０００５】
一方、基板１０上には、ヒータ１４と基板１０との間の絶縁のための絶縁層１２が形成されている。そして、絶縁層１２上には、インクを加熱してバブルを発生させるための複数のヒータ１４が形成されており、このヒータ１４上には、電極１６が形成されている。ヒータ１４及び電極１６の表面には、これらを保護するための保護層１８が形成されており、この保護層１８上には、バブルの消滅時に発生するキャビテーション圧力からヒータ１４を保護するための複数のキャビテーション防止層１９が形成されている。
【０００６】
このような構造のインクジェットプリントヘッドの製造において、従来、インクチャンバ２２が形成されたチャンバ層２０を形成した後、インクチャンバ２２内に犠牲層を充填し、この犠牲層を化学機械的研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）工程によって上面を平坦化させた後、その上にノズル層３０を形成する方法が使われている。しかし、犠牲層の形成及びＣＭＰは、長時間を要するとともに高コストであり、また、ＣＭＰでは、チャンバ層２０の厚さを正確に調節し難い。さらに、従来は、ノズル３２及びインクフィードホール１１を通じて所定の溶媒を注入することによって犠牲層を除去するために、この犠牲層の除去に長時間がかかるという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、より簡易な工程で製造できる熱駆動方式のインクジェットプリントヘッド及びその製造方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明によるインクジェットプリントヘッドは、インクが供給されるインクフィードホールが形成された基板と、前記基板上に積層され、前記インクフィードホールから供給されたインクが充填される複数のインクチャンバが形成されたチャンバ層と、前記チャンバ層上に積層され、複数のビアホール及びインクが吐出される複数のノズルが形成されたノズル層と、を備え、前記インクフィールドホールは前記基板を貫通し、前記ノズルは前記ノズル層を貫通することにより形成されていることを特徴とする。
【０００９】
前記ビアホールは、前記インクフィードホールの上部に位置しうる。
【００１０】
本発明によるインクジェットプリントヘッドの製造方法は、基板を準備する工程と、基板上にチャンバ物質層を形成する工程と、前記チャンバ物質層の上部にインクチャンバパターンが形成された第１フォトマスクを設け、前記チャンバ物質層を露光させて前記チャンバ物質層に複数のインクチャンバを定義するチャンバ層を形成する工程と、前記露光されたチャンバ物質層上にノズル物質層を形成する工程と、前記ノズル物質層の上部にノズルパターンが形成された第２フォトマスクを設け、前記ノズル物質層を露光させて前記ノズル物質層に複数のノズルを定義するノズル層を形成する工程と、前記チャンバ物質層の下面が露出されるまで前記基板の下面側の一部をエッチングしてインクフィードホールを形成する工程と、前記インクチャンバ内のチャンバ物質層及び前記ノズル内のノズル物質層を現像液で除去する工程と、を含む。
【００１１】
また、本発明によるインクジェットプリントヘッドの製造方法は、基板を準備する工程と、前記基板上にチャンバ物質層を形成する工程と、前記チャンバ物質層の上部にインクチャンバパターンが形成された第１フォトマスクを設け、前記チャンバ物質層を露光させて前記チャンバ物質層に複数のインクチャンバを定義するチャンバ層を形成する工程と、前記露光されたチャンバ物質層上にノズル物質層を形成する工程と、前記ノズル物質層の上部にノズルパターン及びビアホールパターンが形成された第２フォトマスクを設け、前記ノズル物質層を露光させて前記ノズル物質層に複数のノズル及びビアホールを定義するノズル層を形成する工程と、前記チャンバ物質層の下面が露出されるまで前記基板の下面側の一部をエッチングしてインクフィードホールを形成する工程と、前記インクチャンバ内のチャンバ物質層及び前記ノズルとビアホール内のノズル物質層を現像液で除去する工程と、を含む。
【００１２】
また、本発明によるインクジェットプリントヘッドの製造方法は、基板を準備する工程と、前記基板上にチャンバ物質層を形成する工程と、前記チャンバ物質層上にノズル物質層を形成する工程と、前記ノズル物質層の上部にインクチャンバパターンが形成された第１フォトマスクを設け、前記ノズル物質層及びチャンバ物質層を露光させて前記チャンバ物質層に複数のインクチャンバを定義するチャンバ層を形成する工程と、前記ノズル物質層の上部にノズルパターンが形成された第２フォトマスクを設け、前記ノズル物質層を露光させて前記ノズル物質層に複数のノズルを定義するノズル層を形成する工程と、前記チャンバ物質層の下面が露出されるまで前記基板の下面側の一部をエッチングしてインクフィードホールを形成する工程と、前記インクチャンバ内のチャンバ物質層及び前記ノズル内のノズル物質層を現像液で除去する工程と、を含む。
【００１３】
また、本発明によるインクジェットプリントヘッドの製造方法は、基板を準備する工程と、前記基板上にチャンバ物質層を形成する工程と、前記チャンバ物質層上にノズル物質層を形成する工程と、前記ノズル物質層の上部にインクチャンバパターンが形成された第１フォトマスクを設け、前記ノズル物質層及びチャンバ物質層を露光させて前記チャンバ物質層に複数のインクチャンバを定義するチャンバ層を形成する工程と、前記ノズル物質層の上部にノズルパターン及びビアホールパターンが形成された第２フォトマスクを設け、前記ノズル物質層を露光させて前記ノズル物質層に複数のノズル及びビアホールを定義するノズル層を形成する工程と、前記チャンバ物質層の下面が露出されるまで前記基板の下面側の一部をエッチングしてインクフィードホールを形成する工程と、前記インクチャンバ内のチャンバ物質層及び前記ノズルとビアホール内のノズル物質層を現像液で除去する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、２回の露光工程と１回の現像工程によりチャンバ層及びノズル層を形成することによって、犠牲層の形成及びＣＭＰが要求される従来の方法より簡易な工程でインクジェットプリントヘッドを製造でき、製造時間を短縮させることができる。また、ノズル層に複数のビアホールを形成する場合には、インクジェットプリントヘッドの製造時間をさらに短縮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。図面において同じ参照符号は、同じ構成要素を指し、各構成要素のサイズや厚さは、説明を明確にするために誇張している。一方、以下に説明する実施形態は、例示的なものに過ぎず、このような実施形態から多様な変形が可能である。例えば、一層が基板や他の層上に存在すると説明されるとき、その層は、基板や他の層に直接接しつつ、その上に存在することもあり、その間に第３の層が存在することもある。そして、インクジェットプリントヘッドの各構成要素は、例示された物質とは異なる物質が使われ、各物質の積層及び形成方法も単に例示されたものであって、例示された方法以外に多様な方法が使われうる。また、インクジェットプリントヘッドの製造方法において、各工程の順序は、場合によって例示されたものと異ならせることもある。
【００１６】
図２は、本発明の一実施形態によるインクジェットプリントヘッドの平面を概略的に示す図であり、図３は、図２のIII−III´線における断面図である。
【００１７】
図２及び図３を参照すれば、本発明の一実施形態によるインクジェットプリントヘッドは、複数の物質層が形成された基板１１０と、基板１１０上に積層されるチャンバ層１２０と、チャンバ層１２０上に積層されるノズル層１３０とを備える。
【００１８】
基板１１０は、シリコン基板が使われる。そして、基板１１０には、インク供給のためのインクフィードホール１１１が形成される。このようなインクフィードホール１１１は、基板１１０の表面に対して垂直に貫くように形成されている。基板１１０の上面には、基板１１０とヒータ１１４との間に断熱及び絶縁のための絶縁層１１２が形成されうる。ここで、絶縁層１１２は、例えば、シリコン酸化物で形成される。そして、絶縁層１１２の上面には、インクチャンバ１２２内のインクを加熱してバブルを発生させるための複数のヒータ１１４が形成されている。このようなヒータ１１４は、例えば、タンタル−アルミニウム合金、窒化タンタル、窒化チタン、タングステンシリサイドのような発熱抵抗体で形成される。そして、ヒータ１１４の上面には、ヒータ１１４に電流を印加するための電極１１６が形成されている。電極１１６は、電気伝導性に優れた金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）からなる。
【００１９】
ヒータ１１４及び電極１１６の上面には、保護層１１８がさらに形成される。保護層１１８は、ヒータ１１４及び電極１１６がインクと接触することにより酸化または腐食されることを防止するための層であって、例えば、酸化シリコンまたは窒化シリコンで形成される。そして、インクチャンバ１２２の底部をなす保護層１１８、すなわち、ヒータ１１４の上部に位置する保護層１１８の上面には、複数のキャビテーション防止層１１９がさらに形成される。キャビテーション防止層１１９は、バブルの消滅時に発生するキャビテーション圧力からヒータ１１４を保護するための層であって、例えば、タンタル（Ｔａ）で形成される。
【００２０】
保護層１１８上には、チャンバ層１２０が積層されている。ここで、チャンバ層１２０には、インクフィードホール１１１から供給されたインクが充填される複数のインクチャンバ１２２が形成されている。このようなインクチャンバ１２２は、ヒータ１１４の上部に位置する。そして、チャンバ層１２０には、インクフィードホール１１１とインクチャンバ１２２とを連結する通路である複数のリストリクタ１２４がさらに形成される。
【００２１】
チャンバ層１２０上には、ノズル層１３０が積層される。ここで、ノズル層１３０には、インクチャンバ１２２に充填されたインクが外部に吐出される複数のノズル１３２が形成されている。このようなノズル１３２は、インクチャンバ１２２の上部に位置する。ここで、ノズル１３２のそれぞれの直径は、例えば、約１２μｍほどとなるが、これに限定されるものではない。ノズル層１３０には、複数のビアホール１３５がノズル層を貫くように形成される。ここで、ビアホール１３５は、インクフィードホール１１１の上部に位置しうる。ここで、ビアホール１３５の直径は、例えば、約２μｍ〜１５μｍとなりうるが、これに限定されるものではない。このようなビアホール１３５は、後述するように、インクジェットプリントヘッドの製造において、ノズル１３２及びインクチャンバ１２２を形成するための現像工程時間を大きく減少させる役割を担う。すなわち、ノズル層１３０を貫通して形成されたビアホール１３５によってインクジェットプリントヘッドは、より早い時間で製造される。一方、ビアホール１３５は、例として、その断面が円形であるが、これに限定されず、多様な形状を有しうる。図４を参照すれば、ノズル１３２´の形成されたノズル層１３０´にスリット形状のビアホール１３５´が形成されている。
【００２２】
次に、本発明の他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明する。図５ないし図１２は、本発明の他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図である。
【００２３】
図５を参照すれば、まず基板２１０を準備する。基板２１０としては、一般的にシリコン基板を用いる。基板２１０の上面に絶縁層２１２を所定厚さに形成する。絶縁層２１２は、基板２１０と後述するヒータ２１４との間の断熱及び絶縁のためのものであって、例えば、シリコン酸化物で形成される。次に、絶縁層２１２の上面にインクを加熱してバブルを発生させるためのヒータ２１４を形成する。ヒータ２１４は、絶縁層２１２の上面に、例えば、タンタル−アルミニウム合金、窒化タンタル、窒化チタン、タングステンシリサイドのような発熱抵抗体を蒸着した後、これをパターニングすることによって形成される。次に、ヒータ２１４の上面に電流印加のための電極２１６を形成する。電極２１６は、ヒータ２１４の上面に電気伝導性に優れた金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）を蒸着した後、これをパターニングすることによって形成される。
【００２４】
図６を参照すれば、ヒータ２１４及び電極２１６を覆うように、絶縁層２１２上に保護層２１８を形成しうる。保護層２１８は、ヒータ２１４及び電極２１６がインクと接触して酸化または腐食されることを防止するための層である。このような保護層２１８は、例えば、酸化シリコンまたは窒化シリコンから形成される。そして、ヒータ２１４の上部に位置する保護層２１８、すなわち、後述するインクチャンバ（図１２の２２２）の底部をなす保護層２１８の上面にキャビテーション防止層２１９をさらに形成しうる。キャビテーション防止層２１９は、バブルの消滅時に発生するキャビテーション圧力からヒータ２１４を保護するための層である。このようなキャビテーション防止層１１９は、保護層２１８の上面に、例えば、タンタル（Ｔａ）を蒸着した後、これをパターニングすることによって形成される。
【００２５】
図７を参照すれば、図６に示した結果物の全面にチャンバ物質層２２０´を所定厚さに形成する。ここで、チャンバ物質層２２０´は、露光されない部分が現像液によって除去されるネガティブフォトレジストで形成される。
【００２６】
図８を参照すれば、チャンバ物質層２２０´の上部にインクチャンバパターンの形成された第１フォトマスク２５１を設置し、この第１フォトマスク２５１を通じてチャンバ物質層２２０´を露光する。このようにインクチャンバパターンの形成された第１フォトマスク２５１を利用してチャンバ物質層２２０´を露光すれば、チャンバ物質層２２０´には、複数のインクチャンバ（図１２の２２２）を定義するチャンバ層２２０が形成される。一方、チャンバ層２２０には、インクフィードホール（図１２の２１１）とインクチャンバ２２２とを連結する通路である複数のリストリクタ（図１２の２２４）がさらに定義されることもある。具体的には、チャンバ物質層２２０´のうち露光された部分は、チャンバ層２２０となり、チャンバ物質層２２０´のうち非露光の部分２２０´ａは、後述する現像工程において現像液によって除去されることにより複数のインクチャンバ２２２が形成される。
【００２７】
図９を参照すれば、図８に示された露光工程を経たチャンバ物質層２２０、２２０´ａの上面にノズル物質層２３０´を所定厚さに形成する。ここで、ノズル物質層２３０´は、チャンバ物質層２２０´と同様に、露光されていない部分が現像液によって除去されるネガティブフォトレジストで形成される。
【００２８】
図１０を参照すれば、ノズル物質層２３０´の上部にノズルパターンの形成された第２フォトマスク２５２を設置し、この第２フォトマスク２５２を通じてノズル物質層２３０´を所定時間露光する。このようにノズルパターンの形成された第２フォトマスク２５２を利用してノズル物質層２３０´を露光すれば、ノズル物質層２３０´には、複数のノズル（図１２の２３２）を定義するノズル層２３０が形成される。具体的には、ノズル物質層２３０´のうち露光された部分は、ノズル層２３０となり、ノズル物質層２３０´のうち非露光の部分２３０´ａは、後述する現像工程において現像液によって除去されることにより、複数のノズル２３２が形成される。このようなノズル物質層２３０´の露光工程で、ノズル物質層２３０´のみが露光されるように露光時間を調節すれば、所望の厚さのノズル層２３０及びチャンバ層２２０を正確に得られる。一方、ノズル物質層２３０´がチャンバ物質層２２０´と若干異なる透光率を有する物質で形成される場合には、容易に所望の厚さのノズル層２３０及びチャンバ層２２０を正確に形成できる。
【００２９】
図１１を参照すれば、基板２１０の下面側をエッチングしてインク供給のためのインクフィードホール２１１を形成する。インクフィードホール２１１は、非露光のチャンバ物質層２２０´ａの下面が露出されるまで基板２１０及び絶縁層２１２を貫通するようにエッチングすることによって形成される。ここで、インクフィードホール２１１は、一定の幅を有し、基板２１０の表面に垂直に形成される。また、インクフィードホール２１１は、上部側ほど幅が狭くなる形状、またはそれ以外の多様な形状に形成してもよい。
【００３０】
図１２を参照すれば、ノズル２３２内にある非露光のノズル物質層２３０´ａ及びインクチャンバ２２２内にある非露光のチャンバ物質層２２０´ａを現像液で除去する。これにより、チャンバ層２２０には、複数のインクチャンバ２２２が形成され、ノズル層２３０には、複数のノズル２３２が形成される。ここで、インクチャンバ２２２は、ヒータ２１４の上部に位置し、ノズル２３２は、インクチャンバ２２２の上部に位置する。一方、チャンバ層２２０には、インクフィードホール２１１とインクチャンバ２２２とを連結する通路である複数のリストリクタ２２４がさらに形成されることもある。
【００３１】
以上、チャンバ物質層２２０´及びノズル物質層２３０´がネガティブフォトレジストを用いて形成された場合について説明したが、チャンバ物質層２２０´及びノズル物質層２３０´は、露光された部分が現像液で除去されるポジティブフォトレジストで形成されることもある。この場合、チャンバ物質層２２０´のうち非露光の部分は、チャンバ層２２０となり、チャンバ物質層２２０´のうち露光された部分は、現像液によって除去されて複数のインクチャンバ２２２が形成される。そして、ノズル物質層２３０´のうち非露光の部分は、ノズル層２３０となり、ノズル物質層２３０´のうち露光された部分は、現像液によって除去されて複数のノズル２３２が形成される。
【００３２】
このように、本実施形態においては、２回の露光工程と１回の現像工程とでチャンバ層２２０及びノズル層２３０を形成しうるので、従来よりも簡易な工程でインクジェットプリントヘッドを製造しうる。
【００３３】
次に、本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明する。図１３ないし図１６は、本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図である。以下、前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。本実施形態においては、図５ないし図９に示された工程が同一に適用されるので、これらの図及び詳細な説明は省略する。図１３は、図９と同じ図面である。
【００３４】
図１４を参照すれば、ノズル物質層２３０´の上部にノズルパターン及びビアホールパターンの形成された第２フォトマスク２５３を設置し、この第２フォトマスク２５３を通じてノズル物質層２３０´を所定時間露光する。このようにノズルパターン及びビアホールパターンの形成された第２フォトマスク２５３を利用してノズル物質層２３０´を露光すれば、ノズル物質層２３０´には、複数のノズル（図１６の２３２）及びビアホール（図１６の２３５）を定義するノズル層２３０が形成される。具体的には、ノズル物質層２３０´のうち露光された部分は、ノズル層２３０となり、非露光の部分、すなわちノズル２３２内のノズル物質層２３０´ａとビアホール２３５内のノズル物質層２３０´ｂとは、現像工程で現像液によって除去されることによって複数のノズル２３２及びビアホール２３５が形成される。
【００３５】
図１５を参照すれば、基板２１０の下面側をエッチングしてインク供給のためのインクフィードホール２１１を形成する。インクフィードホール２１１は、非露光のチャンバ物質層２２０´ａの下面が露出されるまで、基板２１０及び絶縁層２１２を貫通してエッチングすることによって形成される。
【００３６】
図１６を参照すれば、ノズル２３２及びビアホール２３５内にある非露光のノズル物質層２３０´ａ,２３０´ｂ及びインクチャンバ２２２内にある非露光のチャンバ物質層２２０´ａを現像液として除去する。この過程で、ノズル２３２及びインクフィードホール２１１だけでなく、ビアホール２３５を通じて入った現像液が非露光のチャンバ物質層２２０´ａを除去するので、前述した実施形態より現像工程時間をさらに短縮することによりインクジェットプリントヘッドの製造時間を短縮させうる。このような現像工程によって、チャンバ層２２０には複数のインクチャンバ２２２が形成され、ノズル層２３０には、複数のノズル２３２及びビアホール２３５が形成される。一方、前述したように、チャンバ層２２０には、インクフィードホール２１１とインクチャンバ２２２とを連結する通路の複数のリストリクタ２２４がさらに形成されることもある。
【００３７】
以上、チャンバ物質層２２０´及びノズル物質層２３０´がネガティブフォトレジストで形成された場合について説明したが、前述したようにチャンバ物質層２２０´及びノズル物質層２３０´は、露光された部分が現像液で除去されるポジティブフォトレジストにより形成することも可能である。
【００３８】
次に、本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明する。図１７ないし図２２は、本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図である。以下、前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。本実施形態においては、図５及び図６に示された工程と同一の工程が適用されるので、これらの工程についての図及び詳細な説明は省略する。
【００３９】
図１７を参照すれば、図６に示された結果物の全面にチャンバ物質層３２０´を所定厚さに形成する。ここで、チャンバ物質層３２０´は、露光されていない部分が現像液によって除去されるネガティブフォトレジストで形成される。一方、図１７で、３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３１９は、それぞれ基板、絶縁層、ヒータ、電極、保護層、キャビテーション防止層を表す。
【００４０】
図１８を参照すれば、チャンバ物質層３２０´の上面にノズル物質層３３０´を所定厚さに形成する。ここで、ノズル物質層３３０´は、チャンバ物質層３２０´と同様に、ネガティブフォトレジストで形成される。一方、ノズル物質層３３０´がチャンバ物質層３２０´と若干異なる透光率を有する物質で形成される場合には、所望の厚さのノズル層（図２２の３３０）及びチャンバ層（図２２の３２０）を正確に形成できる。図には示されていないが、ノズル物質層３３０´を形成する前にチャンバ物質層３２０´の上面に光透過制限層（図示せず）をさらに形成しうる。このような光透過制限層は、ノズル物質層３３０´とチャンバ物質層３２０´との間に形成されて紫外線の透過を制限することによって、所望の厚さのノズル層３３０及びチャンバ層３２０をさらに正確に形成できる。
【００４１】
図１９を参照すれば、ノズル物質層３３０´の上部にインクチャンバパターンが形成された第１フォトマスク３５１を設置し、この第１フォトマスク３５１を通じてノズル物質層３３０´及びチャンバ物質層２２０´を何れも露光する。これにより、ノズル物質層３３０´の下部のチャンバ物質層３２０´には、複数のインクチャンバ（図２２の３２２）を定義するチャンバ層３２０が形成される。具体的には、チャンバ物質層３２０´のうち露光された部分は、チャンバ層３２０となり、チャンバ物質層３２０´のうち非露光の部分３２０´ａは、後述する現像工程で現像液によって除去されることによって複数のインクチャンバ３２２が形成される。一方、チャンバ層３２０には、インクフィードホール（図２２の３１１）とインクチャンバ３２２とを連結する通路である複数のリストリクタ（図２２の３２４）がさらに形成されることもある。ノズル物質層３３０´の露光された部分３３１は、チャンバ層３２０と同じ形状を有する。
【００４２】
次に、図２０を参照すれば、露光工程を経たノズル物質層３３０´の上部にノズルパターンが形成された第２フォトマスク３５２を設置し、この第２フォトマスク３５２を通じてノズル物質層３３０´を再び露光する。これにより、ノズル物質層３３０´には、複数のノズル（図２２の３３２）を定義するノズル層３３０が形成される。具体的には、ノズル物質層３３０´のうち露光された部分は、ノズル層３３０となり、ノズル物質層３３０´のうち非露光の部分３３０´ａは、後述する現像工程で現像液によって除去されることによって複数のノズル３３２が形成される。このようなノズル物質層３３０´の露光工程で、ノズル物質層３３０´のみが露光されるように露光時間を調節すれば、所望の厚さのノズル層３３０及びチャンバ層３２０が正確に得られる。一方、ノズル物質層３３０´がチャンバ物質層３２０´と若干異なる透光率を有する物質で形成される場合には、容易に所望の厚さのノズル層３３０及びチャンバ層３２０を正確に形成できる。そして、ノズル物質層３３０’を形成する前にチャンバ物質層３２０´の上面に光透過制限層（図示せず）をさらに形成すれば、所望の厚さのノズル層３３０及びチャンバ層３２０をさらに正確に形成できる。
【００４３】
図２１を参照すれば、基板３１０の下面側をエッチングしてインク供給のためのインクフィードホール３１１を形成する。インクフィードホール３１１は、非露光のチャンバ物質層３２０ａの下面が露出されるまで、基板３１０及び絶縁層３１２を貫通するようにエッチングすることによって形成される。
【００４４】
図２２を参照すれば、ノズル３３２内にある非露光のノズル物質層３３０´ａ及びインクチャンバ３２２内にある非露光のチャンバ物質層３２０´ａを現像液で除去する。これにより、チャンバ層３２０には、複数のインクチャンバ３２２が形成され、ノズル層３３０には、複数のノズル３３２が形成される。また、チャンバ層３２０には、インクフィードホール３１１とインクチャンバ３２２とを連結する通路である複数のリストリクタ３２４がさらに形成されることもある。
【００４５】
以上、チャンバ物質層３２０´及びノズル物質層３３０´がネガティブフォトレジストで形成された場合について説明したが、前述したように、チャンバ物質層３２０´及びノズル物質層３３０´は、露光された部分が現像液で除去されるポジティブフォトレジストで形成されることも可能である。
【００４６】
このように、本実施形態では、２回の露光工程と１回の現像工程とでチャンバ層３２０及びノズル層３３０を形成しうるので、従来よりも簡易な工程でインクジェットプリントヘッドを製造しうる。
【００４７】
次に、本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明する。図２３ないし図２６は、本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。以下、前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。本実施形態においては、図１７ないし図１９に示された工程が同一に適用されるので、これらについての図及び詳細な説明は省略する。図２３は、図１９と同じ図面である。
【００４８】
図２４を参照すれば、露光工程を経たノズル物質層３３０´の上部にノズルパターン及びビアホールパターンが形成された第２フォトマスク３５３を設置し、この第２フォトマスク３５３を通じてノズル物質層３３０´を再び露光する。これにより、ノズル物質層３３０´には、複数のノズル（図２６の３３２）及びビアホール（図２６の３３５）を定義するノズル層３３０が形成される。具体的には、ノズル物質層３３０´のうち露光された部分は、ノズル層３３０となり、ノズル物質層３３０´のうち非露光の部分、すなわち、ノズル３３２内のノズル物質層３３０´ａとビアホール３３５内のノズル物質層３３０´ｂは、現像工程で現像液によって除去されることによって複数のノズル３３２及びビアホール３３５が形成される。
【００４９】
図２５を参照すれば、基板３１０の下面側をエッチングしてインク供給のためのインクフィードホール３１１を形成する。インクフィードホール３１１は、非露光のチャンバ物質層３２０´ａの下面が露出されるまで基板３１０及び絶縁層３１２を貫通するようにエッチングすることによって形成される。
【００５０】
図２６を参照すれば、ノズル３３２及びビアホール３３５内にある非露光のノズル物質層３３０´ａ,３３０´ｂ及びインクチャンバ３２２内にある非露光のチャンバ物質層３２０´ａを現像液で除去する。この過程で、ノズル３３２及びインクフィードホール３１１だけでなく、ビアホール３３５を通じて入った現像液が非露光のチャンバ物質層３２０´ａを除去するので、現像工程時間を短縮してインクジェットプリントヘッドの製造時間を短縮させうる。このような現像工程により、チャンバ層３２０には、複数のインクチャンバ３２２が形成され、ノズル層３３０には、複数のノズル３３２及びビアホール３３５が形成される。一方、チャンバ層３２０には、インクフィードホール３１１とインクチャンバ３２２とを連結する通路である複数のリストリクタ３２４がさらに形成されることもある。
【００５１】
以上、チャンバ物質層３２０´及びノズル物質層３３０´がネガティブフォトレジストで形成された場合について説明したが、前述したように、チャンバ物質層３２０´及びノズル物質層３３０´は、露光された部分が現像液で除去されるポジティブフォトレジストで形成されることも可能である。
【００５２】
本発明は、図面に示した実施形態に基づき説明されたが、これらの実施形態は、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これらの実施形態から多様な変形及び均等な他の実施形態により本発明の実施が可能であるということが理解できるであろう。本発明の真の技術的範囲は、特許請求の範囲に記載された技術的思想によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、熱駆動方式のインクジェットプリントヘッド関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】従来のインクジェットプリントヘッドの概略的な断面を示す図面である。
【図２】本発明の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの平面を概略的に示す図面である。
【図３】図２のIII−III´線による断面図である。
【図４】本発明の実施形態によるインクジェットプリントヘッドに使われるノズル層の他の例を示す図面である。
【図５】本発明の他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図６】本発明の他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図７】本発明の他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図８】本発明の他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図９】本発明の他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図１０】本発明の他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図１１】本発明の他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図１２】本発明の他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図１４】本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図１５】本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図１６】本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図１７】本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図１８】本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図１９】本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図２０】本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図２１】本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図２２】本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図２３】本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図２４】本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図２５】本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【図２６】本発明のさらに他の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００５５】
１１０    基板、
１１１    インクフィードホール、
１１２    絶縁層、
１１４    ヒータ、
１１６    電極、
１１８    保護層、
１１９    キャビテーション防止層、
１２０    チャンバ層、
１２２    インクチャンバ、
１２４    リストリクタ、
１３０    ノズル層、
１３２    ノズル、
１３５    ビアホール。
【図１】
2008087478.tif 000003
【図２】
2008087478.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2008087478.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2008087478.tif 000010
【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】
2008087478.tif 000016
【図１５】
2008087478.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2008087478.tif 000019
【図１８】
2008087478.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
2008087478.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
2008087478.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2008087478.tif 000027
【図２６】
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