(57)【要約】　　　（修正有）【課題】特定のダイにおいてスロットを互いに近づけて形成することを可能とする。【解決手段】基板６０を貫通する開口部５０を最小限に形成する。開口部の第１の部分５２を形成するように第１の側面６２から基板をエッチングし、開口部５０の第２の部分５４を形成するように第１の側面６２と反対側にある第２の側面６４から基板をエッチングし、開口部の第１の部分５２と第２の部分５４とを連通するように、第１の側面６２および第２の側面６４のうちの少なくとも一方から、他方に向かって基板へのエッチングを続けて、第１の部分５２と第２の部分５４とをオーバーエッチングすることによって第３の部分５６を形成する。【選択図】図３Ｂ
2004001174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（６０）を貫通する開口部（５０／５０’／１５０／１５０’）を形成する方法であって、
第１の側面（６２）から前記基板をエッチングすることであって、前記開口部の第１の部分（５２／１５２）を形成することを含む、該エッチングすることと、
前記第１の側面と反対側にある第２の側面（６４）から前記基板をエッチングすることであって、前記開口部の第２の部分（５４／１５４）を形成することを含む、該エッチングすることと、
前記第１の側面および前記第２の側面のうちの少なくとも一方から前記第１の側面および前記第２の側面のうちの他方に向かって前記基板へのエッチングを続けることであって、前記開口部の前記第１の部分と前記第２の部分とを連通することを含む、該エッチングを続けることと、
前記開口部の前記第１の部分と前記第２の部分との間の境界部（５５／１５５）から前記基板をエッチングすることであって、前記基板の第２の側面に向かってエッチングすることおよび前記開口部の第３の部分（５６／５６’／１５６）を形成することを含む、該エッチングすることとを含む方法。
【請求項２】
前記開口部の前記第１の部分と前記第２の部分との間の境界部から前記基板をエッチングすることは、前記基板の前記第２の側面に対してある角度をなして前記基板の前記第２の側面に向かってエッチングすることを含み、前記角度は、前記基板の前記第２の側面に対して平行ではなく、かつ直交しない請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記開口部の前記第１の部分と前記第２の部分との間の境界部から前記基板をエッチングすることは、前記基板の前記第１の側面に向かってエッチングすることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記開口部の前記第１の部分と前記第２の部分との間の境界部から前記基板をエッチングすることは、前記基板の前記第１の側面に対してある角度をなして前記基板の前記第１の側面に向かってエッチングすることを含み、前記角度は、前記基板の前記第１の側面に対して平行ではなく、かつ直交しない請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記基板はシリコン基板であり、前記第１の側面から前記基板をエッチングすることは、前記シリコン基板の第１の結晶面（７６）に沿ってエッチングすることを含み、前記第２の側面から前記基板をエッチングすることは、前記シリコン基板の第２の結晶面（７７）に沿ってエッチングすることを含み、前記開口部の前記第１の部分と前記第２の部分との間の境界部から前記基板をエッチングすることは、前記シリコン基板の第３の結晶面（７８）に沿ってエッチングすることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記シリコン基板の前記第１の結晶面、前記第２の結晶面および前記第３の結晶面は、それぞれ前記シリコン基板の低指数面である請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記シリコン基板の前記第１の結晶面および前記第２の結晶面はそれぞれ前記シリコン基板の低指数面であり、前記シリコン基板の前記第３の結晶面は前記シリコン基板の高指数面である請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の側面から前記基板をエッチングすることは、前記基板への異方性のウエットエッチングを含み、前記第２の側面から前記基板をエッチングすることは、前記基板への異方性のウエットエッチングを含み、前記開口部の前記第１の部分と前記第２の部分との間の境界部から前記基板をエッチングすることは、前記基板への異方性のウエットエッチングを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
流体吐出装置のための基板（６０）であって、前記基板は、
第１の側面（６２）と、
前記第１の側面と反対側にある第２の側面（６４）と、
前記第１の側面および前記第２の側面と連通する流体通路（５０／５０’／１５０／１５０’）とを含み、
前記流体通路の第１の部分（５２／１５２）は前記第１の側面から前記第２の側面に向かって延在し、前記流体通路の第２の部分（５４／１５４）は前記第２の側面から前記第１の側面に向かって延在し、前記流体通路の第３の部分（５６／５６’／１５６）は、前記流体通路の前記第１の部分と前記第２の部分との間の境界部（５５／１５５）から前記第２の側面に向かって延在する、流体吐出装置のための基板。
【請求項１０】
前記流体通路の前記第３の部分は、前記流体通路の前記第１の部分と前記第２の部分との間の境界部から前記第１の側面に向かって延在する請求項９に記載の基板。
【請求項１１】
前記流体通路の前記第３の部分は、前記流体通路の前記第２の部分の少なくとも一方から延在する請求項９に記載の基板。
【請求項１２】
第１の方向において、前記流体通路の前記第３の部分は、前記第２の側面から前記第１の側面に向かって拡大し、第２の方向において、前記流体通路の前記第３の部分は、前記第２の側面から前記第１の側面に向かって収束する請求項９に記載の基板。
【請求項１３】
流体吐出装置のための基板（６０）であって、前記基板は、
第１の側面（６２）と、
前記第１の側面と反対側にある第２の側面（６４）と、
前記第１の側面および前記第２の側面と連通する流体通路（５０／５０’／１５０／１５０’）とを含み、
前記流体通路の第１の部分（５２／１５２）は前記第１の側面から前記第２の側面に向かって収束し、前記流体通路の第２の部分（５４／１５４）は前記第２の側面から前記第１の側面に向かって収束し、前記流体通路の第３の部分（５６／５６’／１５６）は前記第２の側面から前記第１の側面に向かって拡大する、流体吐出装置のための基板。
【請求項１４】
前記流体通路の前記第３の部分は、第１の方向において、前記第２の側面から前記第１の側面に向かって拡大し、第２の方向において、前記第２の側面から前記第１の側面に向かって収束する請求項１３に記載の基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は全般に、流体吐出装置に関し、より詳細には流体吐出装置のための基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリントヘッドのようないくつかの流体吐出装置では、基板上に液滴吐出素子が形成され、流体は、基板内の開口部あるいはスロットを通して液滴吐出素子の吐出室に送られる。多くの場合に、基板はシリコンウェーハであり、スロットは化学エッチングによってウェーハ内に形成される。しかしながら、既存の化学エッチングプロセスは、エッチング角度に起因して、基板の背面に非常に幅が広いスロット開口部が生じるようになる。基板の背面は、液滴吐出素子が形成される面とは反対側にある基板の面と定義される。
【０００３】
背面スロット開口部の幅が広いことは、特定のダイにおいてスロットを互いにいかに近づけて形成することができるかを制限するという問題がある。さらに、幅が広い背面スロット開口部は基板の背面の有用な面積を低減する。たとえば、幅が広い背面スロット開口部は、基板の背面の接着面積を低減する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、流体吐出装置の基板において、基板の背面にある開口部のサイズを最小限に抑えることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様は、基板を貫通する開口部を形成する方法を提供する。その方法は、開口部の第１の部分を形成するように第１の側面から基板をエッチングすることと、開口部の第２の部分を形成するように第１の側面と反対側にある第２の側面から基板をエッチングすることと、開口部の第１の部分と第２の部分とを連通するように、第１の側面および第２の側面のうちの少なくとも一方から、第１の側面および第２の側面のうちの他方に向かって基板へのエッチングを続けることと、基板の第２の側面に向かってエッチングし、開口部の第３の部分を形成することを含む、開口部の第１の部分と第２の部分との間の境界部から基板をエッチングすることとを含む。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に記載される好ましい実施形態の詳細な説明では、この文書の一部を形成し、一例として本発明が実施され得る具体的な実施形態が示される添付の図面が参照される。これに関して、「上側」、「下側」、「前方」、「後方」、「前縁」、「後縁」等のような方向に関する用語は、説明されている図面の向きを参照して用いられる。本発明の構成要素は多数の異なる向きに配置されることができるので、その方向に関する用語は一例として用いられており、限定するものではない。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が用いられる場合があり、構造的あるいは論理的変更がなされる場合があることは理解されたい。それゆえ、以下の詳細な説明は、限定する意味にとられるべきではなく、本発明の範囲は併記の特許請求の範囲によって規定される。
【０００７】
図１は、本発明によるインクジェットプリンティングシステム１０の一実施形態を示す。インクジェットプリンティングシステム１０は、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１２と、インク供給アセンブリ１４と、搭載アセンブリ１６と、媒体輸送アセンブリ１８と、電子コントローラ２０とを具備する。インクジェットプリントヘッドアセンブリ１２は本発明の一実施形態にしたがって形成され、印刷媒体１９上に印刷するように、複数のオリフィスあるいはノズル１３を通して印刷媒体１９に向けてインク滴を吐出する１つあるいは複数のプリントヘッドすなわち流体吐出装置を含む。印刷媒体１９は、紙、カード用厚紙、透明紙、マイラ等のような任意のタイプの適当なシート材料である。典型的には、ノズル１３は１つあるいは複数の列あるいはアレイに配列され、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１２および印刷媒体１９が互いに対して移動するのに応じて、ノズル１３からのインクが適当な順序で吐出されることにより、文字、記号および／または他のグラフィックスあるいは画像が印刷媒体１９上に印刷されるようになる。
【０００８】
インク供給アセンブリ１４は、プリントヘッドアセンブリ１２にインクを供給するものであり、インクを貯蔵するためのインク溜め１５を含む。その場合に、インクはインク溜め１５からインクジェットプリントヘッドアセンブリ１２に流れる。インク供給アセンブリ１４およびインクジェットプリントヘッドアセンブリ１２は、一方向のインク給送システムか、あるいは再循環式のインク給送システムのいずれかを形成することができる。一方向のインク給送システムでは、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１２に供給されるインクの概ね全てが印刷中に消費される。しかしながら、再循環式のインク給送システムでは、プリントヘッドアセンブリ１２に供給されるインクのうちの一部のみが印刷中に消費される。その場合に、印刷中に消費されないインクの部分はインク供給アセンブリ１４に戻される。
【０００９】
一実施形態では、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１２およびインク供給アセンブリ１４はともにインクジェットカートリッジあるいはペン内に収容される。別の実施形態では、インク供給アセンブリ１４はインクジェットプリントヘッドアセンブリ１２から分離され、供給管のようなインターフェース接続部を通してインクジェットプリントヘッドアセンブリ１２にインクを供給する。いずれの実施形態においても、インク供給アセンブリ１４のインク溜め１５は取り出され、交換され、かつ／または補充され得る。インクジェットプリントヘッドアセンブリ１２およびインク供給アセンブリ１４がともにインクジェットカートリッジに収容される一実施形態では、インク溜め１５は、カートリッジ内に配置される内部インク溜め、および／またはカートリッジとは個別に配置される大型のインク溜めを含む。その場合に、個別の大型のインク溜めは内部のインク溜めを補充するための役割を果たす。したがって、個別の大型のインク溜めおよび／または内部のインク溜めが取り出され、交換され、かつ／または補充され得る。
【００１０】
搭載アセンブリ１６は媒体輸送アセンブリ１８に対してインクジェットプリントヘッドアセンブリ１２を位置決めし、媒体輸送アセンブリ１８はインクジェットプリントヘッドアセンブリ１２に対して印刷媒体１９を位置決めする。こうして、印刷ゾーン１７は、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１２と印刷媒体１９との間の領域内にノズル１３に隣接して画定される。一実施形態では、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１２は走査式のプリントヘッドアセンブリである。その場合に、搭載アセンブリ１６は、印刷媒体１９を走査するために、媒体輸送アセンブリ１８に対してインクジェットプリントヘッドアセンブリ１２を移動させるためのキャリッジを含む。別の実施形態では、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１２は非走査式のプリントヘッドアセンブリである。その場合に、搭載アセンブリ１６は、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１２を、媒体輸送アセンブリ１８に対して所定の位置に固定する。こうして、媒体輸送アセンブリ１８は、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１２に対して印刷媒体１９を位置決めする。
【００１１】
電子コントローラ２０は、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１２、搭載アセンブリ１６および媒体輸送アセンブリ１８と通信する。電子コントローラ２０は、コンピュータのようなホストシステムからデータ２１を受信し、データ２１を一時的に格納するためのメモリを含む。通常、データ２１は、電子、赤外線、光あるいは他の情報転送経路に沿ってインクジェットプリンティングシステム１０に送信される。データ２１は、たとえば印刷されることになるドキュメントおよび／またはファイルを表す。その場合に、データ２１は、インクジェットプリンティングシステム１０のための印刷ジョブを構成し、１つあるいは複数の印刷ジョブコマンドおよび／またはコマンドパラメータを含む。
【００１２】
一実施形態では、電子コントローラ２０は、ノズル１３からインク滴を吐出するためのタイミング制御を含む、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１２の制御を行うことができる。その場合に、電子コントローラ２０は、印刷媒体１９上に文字、記号および／または他のグラフィックスあるいは画像を形成する、吐出されるインク滴のパターンを画定する。タイミング制御、それゆえ吐出されるインク滴のパターンは、印刷ジョブコマンドおよび／またはコマンドパラメータによって決定される。一実施形態では、電子コントローラ２０の一部を形成する論理および駆動回路がインクジェットプリントヘッドアセンブリ１２上に配置される。別の実施形態では、論理および駆動回路はインクジェットプリントヘッドアセンブリ１２とは別に配置される。
【００１３】
図２は、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１２の一部の一実施形態を示す。インクジェットプリントヘッドアセンブリ１２は、印刷あるいは液滴吐出素子３０のアレイを含む。液滴吐出素子３０は、その中にインク給送スロット４２が形成された基板４０上に形成される。その場合に、インク給送スロット４２は、液滴吐出素子３０への液体インクの供給源を提供する。各液滴吐出素子３０は、薄膜構造体３２と、オリフィス層３４と、発射抵抗３８とを含む。薄膜構造体３２は、その中に形成されたインク給送路３３を持ち、それは基板４０のインク給送スロット４２と連通する。オリフィス層３４は、前面３５と、その前面３５内に形成されるノズル開口部３６とを有する。またオリフィス層３４は、その中に形成されたノズル室３７を持ち、それはノズル開口部３６および薄膜構造体３２のインク給送路３３と連通する。発射抵抗３８はノズル室３７内に配置され、発射抵抗３８を駆動信号およびグランドに電気的に接続するリード３９を含む。
【００１４】
印刷中に、インクは、インク給送路３３を経由して、インク給送スロット４２からノズル室３７に流れる。発射抵抗３８の起動時に、インク滴がノズル室３７からノズル開口部３６を介して（たとえば、発射抵抗３８の面に垂直に）印刷媒体に向かって吐出されるように、ノズル開口部３６は発射抵抗３８と協動する。
【００１５】
インクジェットプリントヘッドアセンブリ１２の例示的な実施形態は、サーマルプリントヘッド、圧電プリントヘッド、フレックステンショナルプリントヘッド、あるいは当分野において知られている任意の他のタイプの流体吐出装置を含む。一実施形態では、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１２は、完全に一体化されたサーマルインクジェットプリントヘッドである。その場合に、基板４０は、たとえばシリコン、ガラスあるいは安定性のポリマーから形成され、薄膜構造体３２は、二酸化シリコン、シリコンカーバイド、窒化シリコン、タンタル、ポリシリコンガラス、あるいは他の適当な材料からなる１つあるいは複数のパッシベーションあるいは絶縁体層によって形成される。また薄膜構造体３２は、発射抵抗３８とリード３９とを画定する導電層も備える。導電層は、たとえばアルミニウム、金、タンタル、タンタル−アルミニウムあるいは他の金属または合金によって形成される。
【００１６】
図３Ａ〜図３Ｄは基板６０を貫通する開口部５０の一実施形態を示す。基板６０は、第１の側面６２と第２の側面６４とを有する。第２の側面６４は第１の側面６２の反対側にあり、一実施形態では、第１の側面６２と概ね平行に向けられる。開口部５０は、基板６０内を通る経路あるいは通路を提供するように、基板６０の第１の側面６２および第２の側面６４と連通する。
【００１７】
一実施形態では、基板６０はインクジェットプリントヘッドアセンブリ１２の基板４０を表し、開口部５０は基板４０内に形成されるインク給送スロット４２を表す。その場合に、インクジェットプリントヘッドアセンブリ１２の液滴吐出素子３０は、基板６０の第１の側面６２上に形成される。こうして、第１の側面６２は基板６０の前面を形成し、第２の側面６４は基板６０の背面を形成し、インクは背面から前面まで開口部５０、それゆえ基板６０内を通って流れる。したがって、開口部５０は、基板６０を貫通してインクを液滴吐出素子３０に流通するための流体通路を提供する。
【００１８】
図３Ａの実施形態に示されるように、開口部５０は第１の部分５２と第２の部分５４とを含む。開口部５０の第１の部分５２は基板６０の第１の側面６２内に形成され、第１の側面６２と連通し、開口部５０の第２の部分５４は基板６０の第２の側面６４内に形成され、第２の側面６４と連通する。その場合に、第１の部分５２は第１の側面６２内に孔６３を形成し、第２の部分５４は第２の側面６４内に孔６５を形成する。第１の部分５２および第２の部分５４は、基板６０を貫通して開口部５０の一部を形成するように互いに連通する。
【００１９】
一実施形態では、開口部５０の第１の部分５２は細長いスロットあるいは溝の形をとり、概ねＶ字形あるいは逆三角形の断面を有する。別の実施形態では、開口部５０の第１の部分５２は概ね台形の断面を有する。さらに、一実施形態では、開口部５０の第２の部分５４は多面体の形をとり、概ね三角形の断面を有する。別の実施形態では、開口部５０の第２の部分５４は概ね台形の断面を有する。第１の部分５２の谷部は第２の部分５４の頂部と連通することが好ましい。その場合に、第１の部分５２および第２の部分５４は、基板６０を貫通する開口部５０の一部を形成するように連通あるいは接続する。
【００２０】
図３Ｂの実施形態に示されるように、開口部５０は第３の部分５６も含む。開口部５０の第３の部分５６は基板６０内に形成され、開口部５０の第１の部分５２と第２の部分５４との間に延在する。より具体的には、第３の部分５６は、第１の部分５２と第２の部分５４との間に形成される境界部５５から第２の側面６４に向かって延在する。第１の部分５２と第２の部分５４とをオーバーエッチングすることにより第３の部分５６を形成する一実施形態が図５Ｄ〜図５Ｆを参照して以下に図示および記載される。
【００２１】
第３の部分５６の１つの側面は第１の部分５２と連通し、第３の部分５６の隣接する側面は第２の部分５４と連通し、第３の部分５６の別の側面は第２の側面６４から第１の側面６２に向かって第１の部分５２まで延在する。こうして、第３の部分５６は、基板６０を貫通する開口部５０のさらに別の部分を形成するように、第１の部分５２と第２の部分５４と連通する。一実施形態では、第３の部分５６は第２の部分５４の２つの相対する側面から延在する。しかしながら、第３の部分５６が第２の部分５４の１つの側面からのみ延在する場合も本発明の範囲内にある。
【００２２】
一実施形態では、以下に記載されるように、第３の部分５６は基板６０の低指数の面に沿ってエッチングすることにより形成される。その場合に、開口部５０の第３の部分５６は概ね三角形の縦断面と、概ね台形の横断面とを有し、第２の部分５４と第１の部分５２との間で大きさが先細りになる。より具体的には、第３の部分５６の概ね台形の横断面は、開口部５０の第２の部分５４の一辺から開口部５０の第１の部分５２の端部に向かって先細りになる。その場合に、第３の部分５６の底辺は第２の部分５４の一辺と連通し、第３の部分５６の先端部は第１の部分５２と連通する。
【００２３】
図３Ｃの実施形態に示されるように、第１の部分５２、第２の部分５４および第３の部分５６は、基板６０を貫通する開口部５０を形成するために互いに連通する。より具体的には、第１の部分５２、第２の部分５４および第３の部分５６は、第１の側面６２内の孔６３と第２の側面６４内の孔６５とを連通するように結合する。その場合に、開口部５０は基板６０を貫通する経路あるいは通路を提供する。
【００２４】
本発明を明確にするために、基板６０を貫通する開口部５０の成形物７０が図３Ｄの実施形態に示される。成形物７０によれば、第１の部分５２と、第２の部分５４と、第３の部分５６とによって形成される合成開口部５０が立体形として示される。
【００２５】
開口部５０の第１の部分５２、第２の部分５４および第３の部分５６は、以下に記載されるように、本発明の一実施形態にしたがって形成される。第１の部分５２は、第２の部分５４の前、後および／または第２の部分５４と同時に形成される場合があるか、あるいは第２の部分５４は第１の部分５２の前、後および／または第１の部分５２と同時に形成される場合がある。一実施形態では、開口部５０の第１の部分５２が最初に形成され、基板６０内に自己終止する。その場合に、次に、開口部５０の第２の部分５４が第１の部分５２と連通するように形成される。別の実施形態では、開口部５０の第２の部分５４が最初に形成され、基板６０内に自己終止する。その場合に、次に、開口部５０の第１の部分５２が第２の部分５４と連通するように形成される。別の実施形態では、開口部５０の第１の部分５２および第２の部分５４が同時に形成される。その場合に、開口部５０の第１の部分５２は基板６０内に自己終止し、開口部５０の第２の部分５４が第１の部分５２と連通するように形成される。
【００２６】
図４Ａ〜図４Ｄは基板６０を貫通する開口部５０の別の実施形態を示す。開口部５０’は、開口部５０と類似であり、基板６０を貫通する経路あるいは通路を提供するように、基板６０の第１の側面６２と第２の側面６４と連通する。図４Ａの実施形態に示されるように、開口部５０’は、開口部５０を参照して先に記載されたように、第１の部分５２と第２の部分５４とを含む。
【００２７】
図４Ｂの実施形態に示されるように、開口部５０’は第３の開口部５６’も含む。開口部５０’の第３の部分５６’は、開口部５０の第３の部分５６と類似であり、基板６０内に形成され、開口部５０’の第１の部分５２と第２の部分５４との間に延在する。より具体的には、第３の部分５６’は、第１の部分５２と第２の部分５４との間に形成される境界部５５から第２の側面６４に向かって延在する。第１の部分５２と第２の部分５４とをオーバーエッチングすることにより第３の部分５６’を形成する一実施形態が図６Ｄ〜図６Ｆを参照して以下に図示および記載される。
【００２８】
第３の部分５６’の１つの側面は第１の部分５２と連通し、第３の部分５６’の隣接する側面は第２の部分５４と連通し、第３の部分５６’の別の側面は第２の側面６４から第１の側面６２に向かって第１の部分５２まで延在する。こうして、第３の部分５６’は、基板６０を貫通する開口部５０’のさらに別の部分を形成するように、第１の部分５２と第２の部分５４と連通する。一実施形態では、第３の部分５６’は第２の部分５４の２つの相対する側面から延在する。しかしながら、第３の部分５６’が第２の部分５４の１つの側面からのみ延在する場合も本発明の範囲内にある。
【００２９】
一実施形態では、以下に記載されるように、第３の部分５６’は基板６０の高指数の面に沿ってエッチングすることにより形成される。その場合に、開口部５０’の第３の部分５６’は、ある角度に向けられた、すなわち傾けられた多面体の形をとり、概ねダイヤモンド形の底面を有する。こうして、第３の部分５６’は、第２の部分５４と第１の部分５２との間で先細りになる概ねダイヤモンド形の断面を有する。より具体的には、第３の部分５６’の概ねダイヤモンド形の断面は、開口部５０’の第２の部分５４の一辺から開口部５０’の第１の部分５２の端部に向かって先細りになる。その場合に、第３の部分５６’の底辺は第２の部分５４の一辺と連通し、第３の部分５６’の先端部は第１の部分５２と連通する。さらに、第３の部分５６’は、開口部５０’の第１の部分５２と第２の部分５４との間に複雑な表面を形成する。その複雑な表面は、たとえば、第２の部分５４の一辺と第１の部分５２の端部との間に延在し、第２の部分５４の一辺から第１の部分５２の端部に向かって先細りになる、相対する概ねＶ字形の表面を含む。
【００３０】
図４Ｃの実施形態に示されるように、第１の部分５２、第２の部分５４および第３の部分５６’は、基板６０を貫通する開口部５０’を形成するために互いに連通する。より具体的には、第１の部分５２、第２の部分５４および第３の部分５６’は、第１の側面６２内の孔６３と第２の側面６４内の孔６５とを連通するように結合する。その場合に、開口部５０’は基板６０を貫通する経路あるいは通路を提供する。
【００３１】
本発明を明確にするために、基板６０を貫通する開口部５０’の成形物７０’が図４Ｄの実施形態に示される。成形物７０’によれば、第１の部分５２と、第２の部分５４と、第３の部分５６’とによって形成される合成開口部５０’が立体形として示される。
【００３２】
開口部５０’の第１の部分５２、第２の部分５４および第３の部分５６’は、以下に記載されるように、本発明の一実施形態にしたがって形成される。さらに、開口部５０を参照して先に記載されたように、第１の部分５２は、第２の部分５４の前、後および／または第２の部分５４と同時に形成される場合があるか、あるいは第２の部分５４は第１の部分５２の前、後および／または第１の部分５２と同時に形成される場合がある。
【００３３】
図５Ａ〜図５Ｆおよび図６Ａ〜図６Ｆは基板６０を貫通する、それぞれ開口部５０および開口部５０’を形成する一実施形態を示す。図５Ａ〜図５Ｆおよび図６Ａ〜図６Ｆはそれぞれ、基板６０を貫通する、それぞれ開口部５０および開口部５０’を形成する概略的な断面を示す端面図および側面図を含む。したがって、概略的な側面図は第１の方向の断面図を表し、概略的な端面図は、第１の方向と概ね垂直な第２の方向の断面図を表す。１つの開口部５０と１つの開口部５０’のみが形成されるものとして示されるが、基板６０を貫通して多数の開口部５０および／または５０’が形成される場合があることは理解されたい。
【００３４】
一実施形態では、基板６０はシリコン基板であり、開口部５０および５０’は化学エッチングによって基板６０内に形成される。開口部５０および５０’は異方性の化学エッチングプロセスを用いて形成されることが好ましい。より具体的には、化学エッチングプロセスはウエットエッチングプロセスであり、テトラメチル水酸化アンモニウム（ＴＭＡＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）あるいは他のアルカリ性エッチング剤のようなウエット異方性エッチング剤を用いる。その場合に、基板６０を貫通する開口部５０および５０’の形状は、以下に記載されるように、シリコン基板の結晶面によって画定される。たとえば、ウエット異方性エッチング剤の濃度を変更することにより、シリコン基板の種々の結晶面がエッチングされる。
【００３５】
図５Ａおよび図６Ａの実施形態に示されるように、基板６０がエッチングされる前に、基板６０上にマスク層７２および７４が形成される。より具体的には、マスク層７２は基板６０の第１の側面６２上に形成され、マスク層７４は基板６０の第２の側面６４上に形成される。マスク層７２および７４を用いて、それぞれ第１の側面６２および第２の側面６４のエッチングが選択的に制御あるいは阻止される。その場合に、マスク層７２は基板６０の第１の側面６２に沿って形成され、パターニングされて、第１の側面６２の領域を露出し、開口部５０および５０’の孔６３および第１の部分５２を形成するために基板６０がエッチングされることになる場所を画定する。さらに、マスク層７４は基板６０の第２の側面６４に沿って形成され、パターニングされて、第２の側面６４の領域を露出し、開口部５０および５０’の孔６５および第２の部分５４を形成するために基板６０がエッチングされることになる場所を画定する。マスク層７２および／またはマスク層７４はそれぞれ第１の側面６２および第２の側面６４上に形成される１つあるいは複数の層を含む場合があることは理解されたい。
【００３６】
一実施形態では、マスク層７２および７４は堆積することにより形成され、フォトリソグラフィおよびエッチングによってパターニングされて、基板６０の第１の側面６２および第２の側面６４の露出された部分を画定する。より具体的には、マスク層７２は、第１の側面６２にある孔６３と、第１の側面６２から基板６０内に形成されることになる開口部５０および５０’の第１の部分５２との輪郭を形成するようにパターニングされる。さらに、マスク層７４は、第２の側面６４にある孔６５と、第２の側面６４から基板６０内に形成されることになる開口部５０および５０’の第２の部分５４との輪郭を形成するようにパターニングされる。マスク層７２および７４はそれぞれ、上記のように、基板６０をエッチングするために用いられるエッチング剤に対して耐性のある材料から形成される。マスク層７２および７４のために適した材料の例には、二酸化シリコンあるいは窒化シリコンが含まれる。
【００３７】
次に、図５Ｂおよび図６Ｂの実施形態に示されるように、孔６３が基板６０の第１の側面６２内にエッチングされ、孔６５が基板６０の第２の側面６４内にエッチングされる。その場合に、孔６３は開口部５０および５０’の第１の部分５２の一部として形成され、孔６５は開口部５０および５０’の第２の部分５４の一部として形成される。こうして、開口部５０および５０’の第１の部分５２は第１の側面６２から第２の側面６４に向かって基板６０をエッチングすることにより形成され、開口部５０および５０’の第２の部分５４は第２の側面６４から第１の側面６２に向かって基板６０をエッチングすることにより形成される。
【００３８】
開口部５０および５０’の第１の部分５２および第２の部分５４は、上記のように、異方性ウエットエッチングプロセスを用いて形成されることが好ましい。その場合に、開口部５０および５０’の第１の部分５２は基板６０の結晶面７６に従い、開口部５０および５０’の第２の部分５４は基板６０の結晶面７７に従う。一実施形態では、基板６０は＜１００＞Ｓｉ結晶方位を有し、第１の部分５２および第２の部分５４のウエット異方性エッチングは基板６０の＜１１１＞Ｓｉ面に従う。その場合に、結晶面７６および７７は、基板６０の＜１１１＞Ｓｉ面を含む。こうして、開口部５０および５０’の第１の部分５２の側面および開口部５０および５０’の第２の部分５４の側面は約５４°の角度に向けられる。基板６０の＜１１１＞Ｓｉ面は二値（「０」、「１」）面であり、基板６０の低指数の面を表す。種々の結晶方位を有するウェーハを用いる際に用いられる場合がある低指数面の他の例には、＜１００＞および＜１１０＞Ｓｉ面が含まれる。
【００３９】
図５Ｃおよび図６Ｃの実施形態に示されるように、第１の側面６２から第２の側面６４への基板６０へのエッチング、および／または第２の側面６４から第１の側面６２への基板６０へのエッチングは、開口部５０および５０’の第１の部分５２および開口部５０および５０’の第２の部分５４が接続あるいは連通するように続けられる。その場合に、第１の部分５２と第２の部分５４との間に境界部５５が形成される。さらに、開口部５０および５０’の第１の部分５２は第１の側面６２から第２の側面６４に向かって収束し、開口部５０および５０’の第２の部分５４は第２の側面６４から第１の側面６２に向かって収束する。その場合に、開口部５０および５０’の第１の部分５２は第１の側面６２において最も幅が広く、開口部５０および５０’の第２の部分５４は第２の側面６４において最も幅が広い。上記のように、開口部５０および５０’の第１の部分５２は第２の部分５４の前、後および／または第２の部分５４と同時に形成されることができ、開口部５０および５０’の第２の部分５４は第１の部分５２の前、後および／または第１の部分５２と同時に形成されることができる。
【００４０】
次に図５Ｄおよび図６Ｄの実施形態に示されるように、開口部５０の第３の部分５６および開口部５０’の第３の部分５６’が、それぞれ開口部５０および開口部５０’の第１の部分５２と第２の部分５４との間の境界部５５において基板６０をエッチングすることにより形成される。一実施形態では、基板６０は、境界部５５から基板６０の第１の側面６２に向かって、かつ境界部５５から基板６０の第２の側面６４に向かってエッチングされる。より具体的には、第３の部分５６および５６’はそれぞれ、図５Ｄおよび図６Ｄの端面図に示されるように、境界部５５から第１の側面６２に対してある角度をなして第１の側面６２に向かって、かつ、図５Ｄおよび図６Ｄの側面図に示されるように、境界部５５から第２の側面６４に対してある角度をなして第２の側面６４に向かって基板６０をエッチングすることにより形成される。その場合に、第１の部分５２および第２の部分５４はそれぞれ第３の部分５６および５６’を形成するためにオーバーエッチングされる。第３の部分５６および５６’がエッチングされる角度は、第１の側面６２および／または第２の側面６４に平行ではなく、かつ直交しないことが好ましい。
【００４１】
開口部５０の第３の部分５６および開口部５０’の第３の部分５６’はそれぞれ、上記のように異方性エッチングプロセスを用いて形成されることが好ましい。その場合に、開口部５０の第３の部分５６および開口部５０’の第３の部分５６’はそれぞれ基板６０の結晶面７８に従う。一実施形態では、第３の部分５６のウエット異方性エッチングは、開口部５０の第３の部分５６の側面が約５４°の角度に向けられるように、基板６０の＜１１１＞Ｓｉ面に従う。こうして、第３の部分５６の結晶面７８は基板６０の＜１１１＞Ｓｉ面を含む。基板６０の＜１１１＞Ｓｉ面は二値面であり、基板６０の低指数面を表す。一実施形態では、第３の部分５６’のウエット異方性エッチングは、開口部５０’の第３の部分５６’の側面が約１８°の角度に向けられるように、基板６０の＜３１０＞Ｓｉ面に従う。こうして、第３の部分５６’の結晶面７８は基板６０の＜３１０＞Ｓｉ面を含む。基板６０の＜３１０＞Ｓｉ面は二値面ではなく、基板６０の高指数面を表す。高指数面の他の例には、＜２１０＞、＜３１１＞、＜７１１＞および＜５１０＞Ｓｉ面が含まれる。
【００４２】
図５Ｅおよび図６Ｅの実施形態に示されるように、境界部５５から第１の側面６２に向かう基板６０へのエッチングは第１の側面６２に対してある角度をなして続けられ、境界部５５から第２の側面６４に向かう基板６０へのエッチングは基板６０の第２の側面６４に対してある角度をなして続けられる。それぞれ開口部５０および５０’の第１の部分５２および第２の部分５４の１つあるいは複数の相対する側面に沿って開口部５０の第３の部分５６および開口部５０’の第３の部分５６’をエッチングすることにより、開口部５０および５０’の第１の部分５２および第２の部分５４がオーバーエッチングされる。
【００４３】
図５Ｆおよび図６Ｆの実施形態に示されるように、境界部５５から第１の側面６２および第２の側面６４に向かう基板６０へのエッチングは、開口部５０の第３の部分５６および開口部５０’の第３の部分５６’がそれぞれ、基板６０の第２の側面６４を開口部５０および５０’の第１の部分５２と連通するように続けられる。その場合に、開口部５０の第３の部分５６および開口部５０’の第３の部分５６’はそれぞれ、第２の側面６４の孔６５を開口部５０および５０’の第１の部分５２、それゆえ第１の側面６２の孔６３と連通する。ある角度をなして境界部５５から第１の側面６２および第２の側面６４に向かう、開口部５０の第３の部分５６および開口部５０’の第３の部分５６’のエッチングは、第２の側面６４から第１の側面６２まで基板６０を貫通する、それぞれ開口部５０および５０’の横方向、すなわち水平方向面積を最小限に抑えることが好ましい。
【００４４】
一実施形態では、ある角度をなして境界部５５から第１の側面６２および第２の側面６４に向かう、開口部５０の第３の部分５６および開口部５０’の第３の部分５６’のエッチングは、第１の方向において、基板６０の第２の側面６４から第１の側面６２に向かって開口部５０および５０’の第２の部分５４を拡大し、第１の方向に概ね垂直な第２の方向において、基板６０の第２の側面６４から第１の側面６２に向かって開口部５０および５０’の第２の部分５４を収束させることを含む。その場合に、１つの方向において、開口部５０および５０’の第２の部分５４は第１の側面６２に向かって最も幅が広くなる。したがって、図５Ｆおよび図６Ｆの側面図に示されるように、１つの方向では、開口部５０および５０’は第２の側面６４から第１の側面６２に向かって拡大され、図５Ｆおよび図６Ｆの端面図に示されるように、別の方向では、開口部５０および５０’は第２の側面６４から第１の側面６２に向かって収束する。こうして、ある方向では、孔６５は孔６３よりも幅が広くなる。しかしながら、別の方向では、孔６３は孔６５よりも長くなる。
【００４５】
図７および図８はそれぞれ従来の方法および本発明による、基板６０を貫通して形成される一対の開口部を示す。図７に示されるように、開口部９０ａおよび９０ｂは、従来のエッチング技法を含む従来の方法にしたがって基板６０を貫通して形成され、それぞれ基板６０の第１の側面あるいは前面に形成されるスロット９２と、基板６０の第２の側面あるいは背面に形成されるスロット９４とを含む。しかしながら、従来のエッチング技法を用いることにより、スロット９４は１つの細長いスロットあるいはトレンチとして形成される。
【００４６】
スロット９４が１つの細長いトレンチとして形成される場合、多量の材料が、基板６０、より具体的には基板６０の背面などから除去されるという問題がある。その場合に、基板６０の強度は低下し、基板６０の背面の機能可能な、あるいは有用な面積が低減される。さらに、基板６０内の複数の開口部９０ａおよび９０ｂを収容するために、開口部９０ａおよび９０ｂは、互いから、かつ基板６０の端面から十分な距離だけ離隔して配置し、強度および背面支持、および／または開口部９０ａと９０ｂとの間および／または開口部９０ａと９０ｂとの周囲の接着領域のような基板設計の制約あるいは要件に対応しなければならない。
【００４７】
しかしながら、図８の実施形態に示されるように、本発明にしたがって基板６０を貫通して形成される開口部５０ａおよび５０ｂはそれぞれ、上記のように、基板６０の第１の側面６２から形成される第１の部分５２と、基板６０の第２の側面６４から形成される第２の部分５４と、第２の部分５４と第１の部分５２との間に形成される第３の部分５６（第３の部分５６’を含む）とを含む。その場合に、各開口部５０ａおよび５０ｂの第１の部分５２は、基板６０の第１の側面６２に１つの細長いスロットを形成し、各開口部５０ａおよび５０ｂの第２の部分５４は、基板６０の第２の側面６４に、より短いスロットを形成する。
【００４８】
第１の部分５２、第２の部分５４および第３の部分５６（第３の部分５６’を含む）を用いて基板６０に開口部５０（開口部５０’を含む）を形成することにより、縮小されたサイズのスロットが、１つの細長いスロットを提供することができる。より具体的には、開口部５０の第２の部分５４をオーバーエッチングし、第２の部分５４と第１の部分５２との間に開口部５０の第３の部分５６を形成することにより、第２の側面６４の孔６５を第１の側面６２の孔６３よりも短くすることができる。なぜなら、１つの方向において、第３の部分５６は第２の側面６４から第１の側面６２に向かって開口部５０を広げる、すなわち開口部５０の寸法を拡大するためである。その場合に、孔６５の端部が孔６３の端部を越えて延在することが避けられる。したがって、一般にヘッドランドと呼ばれる第１の側面６２の孔６３の端部と基板６０の端部との間の寸法あるいは面積は、孔６５の端部がもはや孔６３の端部を越えて延在しないので低減されることができる。
【００４９】
さらに、基板６０の第２の側面６４から基板６０の第１の側面６２に向かって１つの軸において収束する、すなわち開口部５０（開口部５０’を含む）の寸法が減少し、かつ基板６０の第２の側面６４から基板６０の第１の側面６２に向かって別の軸において広がる、すなわち開口部５０（開口部５０’を含む）の寸法が拡大することに起因して、開口部５０において、バブルトラップ領域を形成することに繋がる横方向に流れる領域が回避される。こうして、第１の部分５２、第２の部分５４、および第２の部分５４と第１の部分５２との間に延在する第３の部分５６を用いて基板６０内に開口部５０を形成することにより、開口部５０は好都合に気体を放出し、明らかなバブルトラップは設けられない。
【００５０】
図９Ａおよび図９Ｂは基板６０を貫通する開口部５０の別の実施形態を示す。開口部１５０は、開口部５０および５０’と同様に、基板６０の第１の側面６２および第２の側面６４と連通し、基板６０を貫通する経路あるいは通路を提供する。さらに、開口部５０および５０’と同様に、開口部１５０は、基板６０の第１の側面６２に形成され、第１の側面６２と連通する第１の部分１５２を含む。その場合に、第１の部分５２と同様に、第１の部分１５２は第１の側面６２に孔６３を形成する。
【００５１】
しかしながら、開口部１５０は、基板６０の第２の側面６４に形成され、第２の側面６４と連通する複数の第２の部分１５４ａ、１５４ｂを含む。その場合に、第２の部分１５４ａ、１５４ｂは、それぞれ第２の側面６４内に孔６５ａ、孔６５ｂを形成する。したがって、開口部１５０は、基板６０内に形成され、開口部１５０の第１の部分１５２と各第２の部分１５４ａ、１５４ｂとの間に延在する複数の第３の部分１５６ａ、１５６ｂも含む。より具体的には、第３の部分１５６ａ、１５６ｂはそれぞれ、第１の部分１５２と連通する側面と、各第２の部分１５４ａ、１５４ｂと連通する側面と、第２の側面６４から第１の側面６２に向かって第１の部分１５２まで延在する側面とを有する。こうして、第１の部分１５２と、第２の部分１５４ａ、１５４ｂと、第３の部分１５６ａ、１５６ｂとは結合して、基板６０を貫通する開口部１５０を形成する。
【００５２】
第２の部分１５４ａ、１５４ｂは第２の側面６４に沿って離隔して配置されることが好ましい。一実施形態では、第２の部分１５４ａ、１５４ｂは、第１の部分１５２と、それぞれ隣接する第２の部分１５４ａ、１５４ｂとの間に延在する、隣接する第３の部分１５６ａ、１５６ｂが連通するように離隔して配置される。より具体的には、第１の部分１５２と第２の部分１５４ａとの間に延在する第３の部分１５６ａは、第１の部分１５２と第２の部分１５４ｂとの間に延在する第３の部分１５６ｂと連通する。その場合に、隣接する第２の部分１５４ａ、１５４ｂは、それぞれ第３の部分１５６ａ、１５６ｂを介して連通し、第２の側面６４の孔６５ａおよび６５ｂはそれぞれ第１の側面６２の孔６３と連通する。より具体的には、孔６５ａは、第２の部分１５４ａと、第３の部分１５６ａと、第１の部分１５２とを介して孔６３と連通し、孔６５ｂは、第２の部分１５４ｂと、第３の部分１５６ｂと、第１の部分１５２とを介して孔６３と連通する。第３の部分１５６ａ、１５６ｂは、それぞれ第２の部分１５４ａ、１５４ｂをオーバーエッチングすることにより形成されるとき、隣接する第２の部分１５４ａ、１５４ｂは直に連通する。
【００５３】
図１０Ａ〜図１０Ｆは基板６０を貫通する開口部１５０を形成する一実施形態を示す。１つの開口部１５０のみが形成されるように示されるが、基板６０を貫通して多数の開口部１５０が形成され得ることは理解されよう。図１０Ａの実施形態に示されるように、マスク層７２および７４’が基板６０上に形成される。マスク層７２および７４’を用いて、基板６０のそれぞれ第１の側面６２および第２の側面６４のエッチングが選択的に制御すなわち阻止される。マスク層７２および７４’は上記のように形成され、パターニングされるが、例外的にマスク層７４’は基板６０の第２の側面６４の複数の露出された部分を画定するようにパターニングされる。
【００５４】
次に図１０Ｂの実施形態に示されるように、開口部１５０の第１の部分１５２が、第１の側面６２から第２の側面６４に向かって基板６０をエッチングすることにより形成され、第２の部分１５４ａ、１５４ｂが、第２の側面６４から第１の側面６２に向かって基板６０をエッチングすることにより形成される。第１の部分１５２および第２の部分１５４ａ、１５４ｂは、上記のように、異方性のウエットエッチングプロセスを用いて形成されることが好ましい。その場合に、開口部１５０の第１の部分１５２は基板６０の結晶面７６に従い、開口部１５０の第２の部分１５４ａ、１５４ｂは基板６０の結晶面７７に従う。一実施形態では、結晶面７６および結晶面７７は、上記のように、基板６０の＜１１１＞Ｓｉ面を含む。
【００５５】
図１０Ｃの実施形態に示されるように、第１の側面６２から第２の側面６４に向かう基板６０へのエッチング、および／または第２の側面６４から第１の側面６２に向かう基板６０へのエッチングは、開口部１５０の第１の部分１５２および開口部１５０の第２の部分１５４ａ、１５４ｂが接続あるいは連通するように続けられる。その場合に、第１の部分１５２と各第２の部分１５４ａ、１５４ｂとの間に境界部１５５ａ、１５５ｂが形成される。
【００５６】
次に図１０Ｄの実施形態に示されるように、開口部１５０の第３の部分１５６ａ、１５６ｂが、第１の部分１５２と各第２の部分１５４ａ、１５４ｂとの間の各境界部１５５ａ、１５５ｂから、基板６０の第１の側面６２に向かって、かつ基板６０の第２の側面６４に向かって基板６０をエッチングすることにより形成される。開口部１５０の第３の部分１５６ａ、１５６ｂは、上記のように、異方性エッチングプロセスを用いて形成されるのが好ましい。その場合に、開口部１５０の第３の部分１５６ａ、１５６ｂは基板６０の結晶面７８に従う。一実施形態では、結晶面７８は、基板６０の＜１１１＞Ｓｉ面のような低指数面を含む。別の実施形態では、結晶面７８は、基板６０の＜３１０＞Ｓｉ面のような高指数面を含む。
【００５７】
図１０Ｅの実施形態に示されるように、境界部１５５ａ、１５５ｂから第１の側面６２に向かう基板６０へのエッチングは第１の側面６２に対してある角度をなして続けられ、境界部１５５ａ、１５５ｂから第２の側面６４に向かう基板６０へのエッチングは基板６０の第２の側面６２に対してある角度をなして続けられる。その場合に、開口部１５０の第１の部分１５２および第２の部分１５４ａ、１５４ｂは、上記のようにオーバーエッチングされる。
【００５８】
図１０Ｆの実施形態に示されるように、境界部１５５ａ、１５５ｂから第１の側面６２および第２の側面６４に向かう基板６０へのエッチングは、開口部１５０の第３の部分１５６ａ、１５６ｂが基板６０の第２の側面６４を、開口部１５０の第１の部分１５２、それゆえ基板６０の第１の側面６２と連通するように続けられる。一実施形態では、第３の部分１５６ａ、１５６ｂのエッチングは、上記のように、第３の部分１５６ａおよび１５６ｂが連通するように続けられる。第３の部分１５６ａ、１５６ｂが各第２の部分１５４ａ、１５４ｂをオーバーエッチングすることにより形成されるとき、隣接する第２の部分１５４ａ、１５４ｂは直に連通する。境界部１５５ａ、１５５ｂから第１の側面６２および第２の側面６４に向かってある角度をなして開口部１５０の第３の部分１５６ａ、１５６ｂをエッチングすることにより、第２の側面６４から第１の側面６２に基板６０を貫通する開口部１５０の横方向あるいは水平方向面積が最小限に抑えられることが好ましい。
【００５９】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、本発明による、基板６０を貫通して形成される一対の開口部１５０’の成形物１７０の一実施形態を示す。各開口部１５０’は第１の部分１５２と、複数の第２の部分１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃと、上記のものと同じように形成される複数の第３の部分１５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃ、１５６ｄ、１５６ｅとを含む。より具体的には、第３の部分１５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃ、１５６ｄ、１５６ｅは、上記のように、基板６０の高指数面に沿ってエッチングすることにより形成される。その場合に、第１の部分１５２と、複数の第２の部分１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃと、複数の第３の部分１５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃ、１５６ｄ、１５６ｅとは、基板６０を貫通する開口部１５０’を形成するように連通する。その場合に、第１の部分１５２と、複数の第２の部分１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃと、複数の第３の部分１５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃ、１５６ｄ、１５６ｅとによって形成される、結合された開口部１５０’がそれぞれ成形物１７０によって立体形として示される。
【００６０】
図１２および図１３はそれぞれ本発明による基板６０を貫通して形成される一対の開口部を示す。図１２の実施形態に示されるように、開口部１５０ａおよび１５０ｂはそれぞれ、基板６０の第１の側面６２から形成される第１の部分１５２と、基板６０の第２の側面６４から形成される複数の第２の部分１５４と、上記のように、各第２の部分１５４と第１の部分１５２との間に形成される複数の第３の部分１５６とを含む。その場合に、各開口部１５０ａおよび１５０ｂの第１の部分１５２は基板６０の第１の側面６２に１つの細長いスロットを形成し、各開口部１５０ａおよび１５０ｂの第２の部分１５４は、基板６０の第２の側面６４に複数の離隔して配置されるスロットを形成する。こうして、第２の側面６４に離隔して配置されるスロットを有する開口部１５０ａおよび１５０ｂを形成することにより、基板６０の第２の側面６４に１つの細長いトレンチが形成されることが回避される。したがって、基板６０の強度が高められ、第２の側面６４の機能可能あるいは有用な領域６４が増加する。
【００６１】
図１３の実施形態に示されるように、開口部１５０ａ’および１５０ｂ’はそれぞれ、基板６０の第１の側面６２から形成される第１の部分１５２と、基板６０の第２の側面６４から形成される複数の第２の部分１５４と、上記のように、各第２の部分１５４と第１の部分１５２との間に形成される複数の第３の部分１５６とを含む。第２の側面６４に離隔して配置されるスロットを有する開口部１５０ａ’および１５０ｂ’を形成することにより、開口部１５０ａ’および１５０ｂ’を互い違いに、および／またはオフセットにすることができる。その場合に、強度および背面支持および／または開口部１５０ａ’と１５０ｂ’との間の接着面積のような基板の設計上の制約を維持しながら、隣接する開口部１５０ａ’と１５０ｂ’との間の間隔を低減することができる。
【００６２】
図１２および図１３の実施形態に示されるように、開口部１５０ａおよび１５０ａ’の第１の部分１５２は、基板６０の第１の側面６２に第１のスロットを形成し、開口部１５０ｂおよび１５０ｂ’の第１の部分１５２は、基板６０の第１の側面６２に第２のスロットを形成し、第１および第２のスロットが互いから離隔して配置され、基板６０内に一対の第１の側面のスロットを形成するようにする。さらに、開口部１５０ａおよび開口部１５０ａ’の第２の部分１５４は基板６０の第２の側面６４に第１の複数のスロットを形成し、開口部１５０ｂおよび１５０ｂ’の第２の部分１５４は基板６０の第２の側面６４に第２の複数のスロットを形成し、第１の複数のスロットが基板６０の第１の側面６２の第１のスロットと整列し、第２の複数のスロットが基板６０の第１の側面６２の第２のスロットと整列するようにする。こうして、第２の側面６４の第１の複数のスロットは基板６０の第１の複数の第２の側面のスロットを形成し、第２の側面６４の第２の複数のスロットは基板６０の第２の複数の第２の側面のスロットを形成する。
【００６３】
一実施形態では、図１２に示されるように、第２の側面６４の第１の複数のスロット、および第２の側面６４の第２の複数のスロットは概ね互いに位置合わせされる。別の実施形態では、図１３に示されるように、第２の側面６４の第１の複数のスロット、および第２の側面６４の第２の複数のスロットは互い違いになるか、あるいは互いにオフセットする。その場合に、開口部１５０ａ’と１５０ｂ’との間の間隔、より具体的には開口部１５０ｂの第１の部分１５２と開口部１５０ｂ’の第１の部分１５２との間の間隔を含む開口部１５０ａ’と１５０ｂ’との間の間隔は、上記のように低減されることができる。一実施形態では、図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるように、第２の側面６４の第１の複数のスロットと第２の側面６４の第２の複数のスロットとが互い違いになるか、あるいは互いにオフセットする場合、開口部１５０ａ’と開口部１５０ｂ’との間の間隔は、第２の側面６４の第１の複数のスロットと、第２の側面６４の第２の複数のスロットとが重なり合うように低減される。より具体的には、第２の側面６４の第１の複数のスロットと、第２の側面６４の第２の複数のスロットとを交互に配置するか、あるいは重ね合わせることにより、開口部１５０ｂの第１の部分１５２と開口部１５０ｂ’の第１の部分１５２との間の間隔をさらに低減することができる。
【００６４】
上記の説明は、インクジェットプリントヘッドアセンブリにおいて、その中に開口部５０（開口部５０’、１５０、１５０’を含む）が形成される基板６０を含むことに言及するが、その中に開口部５０が形成された基板６０は、印刷以外の応用形態あるいはシステムを含む他の流体吐出システム、および医療装置のような、基板を貫通する流体通路を有する他の応用形態に組み込まれ得ることは理解されよう。したがって、本発明はプリントヘッドには限定されず、任意のスロット付きの基板に適用することができる。
【００６５】
好ましい実施形態を説明するために、本明細書において特定の実施形態が図示され、記載されてきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、同じ目的を果たすように意図された種々の別の実施態様および／または等価な実施態様が、その特定の実施形態の代わりに用いられる場合があることは当業者には理解されよう。本発明を多種多様な実施形態において実施することができることは、化学、機械、電気機械、電子およびコンピュータ技術の熟練者であれば容易に理解されよう。本特許出願は、そこに説明される好ましい実施形態の任意の適合形態あるいは変形形態を網羅することが意図されている。それゆえ、本発明が特許請求の範囲およびその等価物によってのみ限定されることが明らかに意図されている。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、流体吐出装置の基板において、基板の背面にある開口部のサイズを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインクジェットプリンティングシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明による流体吐出装置の一部の一実施形態を示す概略的な断面図である。
【図３Ａ】本発明による基板を貫通する開口部の一実施形態を示す図である。
【図３Ｂ】本発明による基板を貫通する開口部の一実施形態を示す図である。
【図３Ｃ】本発明による基板を貫通する開口部の一実施形態を示す図である。
【図３Ｄ】Ｃの開口部の成形物の一実施形態を示す図である。
【図４Ａ】本発明による基板を貫通する開口部の別の実施形態を示す図である。
【図４Ｂ】本発明による基板を貫通する開口部の別の実施形態を示す図である。
【図４Ｃ】本発明による基板を貫通する開口部の別の実施形態を示す図である。
【図４Ｄ】Ｃの開口部の成形物の一実施形態を示す図である。
【図５Ａ】本発明による基板を貫通する開口部を形成する一実施形態の概略的な断面を示す端面図および側面図である。
【図５Ｂ】本発明による基板を貫通する開口部を形成する一実施形態の概略的な断面を示す端面図および側面図である。
【図５Ｃ】本発明による基板を貫通する開口部を形成する一実施形態の概略的な断面を示す端面図および側面図である。
【図５Ｄ】本発明による基板を貫通する開口部を形成する一実施形態の概略的な断面を示す端面図および側面図である。
【図５Ｅ】本発明による基板を貫通する開口部を形成する一実施形態の概略的な断面を示す端面図および側面図である。
【図５Ｆ】本発明による基板を貫通する開口部を形成する一実施形態の概略的な断面を示す端面図および側面図である。
【図６Ａ】本発明による基板を貫通する開口部を形成する別の実施形態の概略的な断面を示す端面図および側面図である。
【図６Ｂ】本発明による基板を貫通する開口部を形成する別の実施形態の概略的な断面を示す端面図および側面図である。
【図６Ｃ】本発明による基板を貫通する開口部を形成する別の実施形態の概略的な断面を示す端面図および側面図である。
【図６Ｄ】本発明による基板を貫通する開口部を形成する別の実施形態の概略的な断面を示す端面図および側面図である。
【図６Ｅ】本発明による基板を貫通する開口部を形成する別の実施形態の概略的な断面を示す端面図および側面図である。
【図６Ｆ】本発明による基板を貫通する開口部を形成する別の実施形態の概略的な断面を示す端面図および側面図である。
【図７】その中を一対の従来の開口部が貫通する基板の一実施形態を示す平面図である。
【図８】本発明による、その中を一対の開口部が貫通する基板の一実施形態を示す平面図である。
【図９Ａ】本発明による基板を貫通する開口部の別の実施形態を示す図である。
【図９Ｂ】本発明による基板を貫通する開口部の別の実施形態を示す図である。
【図１０Ａ】本発明による基板を貫通する開口部を形成する別の実施形態の概略的な断面を示す側面図である。
【図１０Ｂ】本発明による基板を貫通する開口部を形成する別の実施形態の概略的な断面を示す側面図である。
【図１０Ｃ】本発明による基板を貫通する開口部を形成する別の実施形態の概略的な断面を示す側面図である。
【図１０Ｄ】本発明による基板を貫通する開口部を形成する別の実施形態の概略的な断面を示す側面図である。
【図１０Ｅ】本発明による基板を貫通する開口部を形成する別の実施形態の概略的な断面を示す側面図である。
【図１０Ｆ】本発明による基板を貫通する開口部を形成する別の実施形態の概略的な断面を示す側面図である。
【図１１Ａ】本発明による基板を貫通する一対の開口部の成形物の一実施形態を示す上から見た斜視図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの成形物を下から見た斜視図である。
【図１２】本発明による、その中を一対の開口部が貫通する基板の別の実施形態を示す平面図である。
【図１３】本発明による、その中を一対の開口部が貫通する基板の別の実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
５０，５０’，１５０，１５０’　　　開口部
６０　　　　　　　　基板
６２　　　　　　　　第１の側面
６４　　　　　　　　第２の側面
５２，１５２　　　　　　第１の部分
５４，１５４　　　　　　第２の部分
５５，１５５　　　　　　境界部
５６，５６’，１５６　　　　　第３の部分
７６　　　　　　　　第１の結晶面
７７　　　　　　　　第２の結晶面
７８　　　　　　　　第３の結晶面
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
2004001174.tif 000007
【図３Ｄ】
2004001174.tif 000008
【図４Ａ】
2004001174.tif 000009
【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2004001174.tif 000014
【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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