(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリントヘッドを作製するための方法であって、
開始ウェーハの上に導体層を堆積するステップであって、前記開始ウェーハは、プリントヘッドの制御電子回路を含むことからなる、ステップと、
前記ウェーハを横断する単一の抵抗窓を形成するために、前記導体層中に単一の細長い窓をエッチングするステップと、
前記導体層及び抵抗窓の上に抵抗層を堆積するステップと、
複数のトレース及び複数の抵抗器を形成するために、前記抵抗層及び導体層をエッチングするステップと、
前記トレース及び抵抗器の上にパッシベーション膜を堆積するステップと、
前記パッシベーション膜の上に耐キャビテーション膜を堆積するステップと、
前記パッシベーション膜の上にプライマー層を形成するステップと、
前記プライマー層の上に流れ構造を形成するステップと、
前記流れ構造の上にキャップ及びノズルを形成するステップ
を含み、
前記複数の抵抗器の長さは、前記抵抗窓の対向するエッジによって画定されることからなる、方法。
【請求項２】
実質的に同じ長さの抵抗器を形成するために、前記単一の細長い窓を実質的に一定の幅でエッチングするステップを含む、請求項１の方法。
【請求項３】
異なる長さの抵抗器を形成するために、前記単一の細長い窓を異なる幅でエッチングするステップを含む、請求項１の方法。
【請求項４】
前記対向するエッジのうちの一方のエッジに沿って前記抵抗器の端を揃えるステップを含む、請求項３の方法。
【請求項５】
インク供給室に沿って前記抵抗器の端を揃えるステップを含む、請求項４の方法。
【請求項６】
前記単一の細長い窓の前記異なる幅の間の部分を面取りするステップを含む、請求項３の方法。
【請求項７】
長さが異なる抵抗器を交互に形成するために、前記単一の細長い窓が交互に配置された２つの異なる幅を有するようにするステップを含む、請求項３〜６のいずれかの方法。
【請求項８】
幅が相対的に広い抵抗器と幅が相対的に狭い抵抗器にエネルギーが供給されたときに、該幅が相対的に広い抵抗器と該幅が相対的に狭い抵抗器によって互いに異なるサイズの液滴が噴射されるようにするために、前記抵抗層及び導体層を２つの異なる幅でエッチングして、該幅が相対的に広い抵抗器と該幅が相対的に狭い抵抗器の交互のパターンを形成するステップを含む、請求項１〜７のいずれかの方法。
【請求項９】
前記幅が相対的に狭い抵抗器よりも長さが長くなるように前記幅が相対的に広い抵抗器を形成するステップを含む、請求項８の方法。
【請求項１０】
前記耐キャビテーション膜の上に誘電体層を堆積するステップを含む、請求項１〜９のいずれかの方法。
【請求項１１】
プリントヘッドであって、
前記プリントヘッド内の導電層内の単一の抵抗窓と、
前記単一の抵抗窓の上に堆積された抵抗膜中に形成された複数の抵抗器
を備え、
前記複数の抵抗器は２つの異なる幅を有し、
前記幅が異なる抵抗器の各々は、エネルギーが供給されると、異なる大きさの液滴を噴射することができ、
前記複数の抵抗器の長さは、前記抵抗窓の対向するエッジによって画定されることからなる、プリントヘッド。
【請求項１２】
実質的に同じオーバーエネルギーを提供するために、前記複数の抵抗器の各々は、実質的に同じ長さを有することからなる、請求項１１のプリントヘッド。
【請求項１３】
前記単一の抵抗窓は、相対的に短い抵抗器と相対的に長い抵抗器を交互に設けるために異なる幅を交互に有し、前記相対的に短い抵抗器は、前記相対的に長い抵抗器よりも幅が狭いことからなる、請求項１１のプリントヘッド。
【請求項１４】
前記交互に設けられる相対的に短い抵抗器と相対的に長い抵抗器は、前記対向するエッジのうちの一方のエッジに沿って揃えられることからなる、請求項１３のプリントヘッド。
【請求項１５】
プリントバーを備えるプリンターであって、
前記プリントバーはプリントヘッドを備え、
前記プリントヘッドは、
直線配列をなす複数のノズルと、
前記プリントヘッド内の導電層内の単一の抵抗窓と、
前記単一の抵抗窓の上に堆積された抵抗膜中に形成された複数の抵抗器と、
前記複数の抵抗器の各々に実質的に同じ噴射パルスを与えるように構成されたコントローラ
を備え、
前記抵抗器の各々は前記ノズルの各々の下にあり、
前記複数の抵抗器は、幅が相対的に狭い抵抗器と幅が相対的に広い抵抗器を含み、幅が相対的に狭い抵抗器の各々は、幅が相対的に広い抵抗器に隣接して配置され、
前記幅が相対的に狭い抵抗器と前記幅が相対的に広い抵抗器のそれぞれの上にあるそれぞれの前記ノズルは互いに異なるサイズの液滴を噴射し、
前記複数の抵抗器の長さは、前記抵抗窓の対向するエッジによって画定されることからなる、プリンター。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
サーマルインクジェットプリントヘッドは、複数列のヒータ抵抗を有して作製される。該プリントヘッドは、集積回路に使用される製造技術（たとえば、ウェーハ上への層の堆積、その後マスキング、光架橋処理、及びエッチング）と類似の製造技術を用いて形成される。ヒータ抵抗用の開口を形成するために使用されるマスクの従来の設計は、各抵抗器の周囲に単一の長方形を用いる。この設計の１つの利点は、抵抗器の長さが異なることに理由がある場合には、抵抗器の長さを同じにする必要がないことである。しかしながら、この構成のトポグラフィー（表面の凹凸などの表面粗さないし表面形状）はより複雑であり、上部の層をでこぼこにする反射を生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】（補充可能性あり）
【図面の簡単な説明】
【０００３】
いくつかの例を、下記の詳細な説明において図面を参照して説明する。
【図１】印刷媒体に画像を形成するためにインクジェットプリントヘッドを使用する例示的な印刷機を示す図である。
【図２】インクジェットプリントヘッドを用いて画像を形成するために使用することができるインクジェット印刷システムの１例のブロック図である。
【図３】例示的な印刷構成、たとえばプリントバーにおける一群のインクジェットプリントヘッドを示す図である。
【図４Ａ】プリントヘッドのノズル領域の形成中におけるウェーハの垂直断面図であり、抵抗窓のエッチングを示す。
【図４Ｂ】プリントヘッドのノズル領域の形成中におけるウェーハの垂直断面図であり、抵抗窓のエッチングを示す。
【図４Ｃ】プリントヘッドのノズル領域の形成中におけるウェーハの垂直断面図であり、抵抗窓のエッチングを示す。
【図５】ウェーハを横断してエッチングされた単一の抵抗窓の１例を示すウェーハの上面図である。
【図６Ａ】導体層を横断してエッチングされた単一の抵抗窓の１例を示すウェーハの上面図であり、該エッチング後に、プリントヘッド用のトレースが形成されている。
【図６Ｂ】導体層を横断してエッチングされた単一の抵抗窓の１例を示すウェーハの上面図であり、該エッチング後に、プリントヘッド用のトレースが形成されている。
【図７Ａ】導体層を横断してエッチングされた単一の抵抗窓の１例を示すウェーハの上面図であり、該エッチング後に、プリントヘッド用のトレースが形成されている。
【図７Ｂ】導体層を横断してエッチングされた単一の抵抗窓の１例を示すウェーハの上面図であり、該エッチング後に、プリントヘッド用のトレースが形成されている。
【図８】抵抗器の上にある隣接するノズルを示す例示的なプリントヘッドの上面図である。
【図９Ａ】図８に示されている線に沿ったプリントヘッドの断面図であり、最終的なプリントヘッドを形成するために抵抗器及びトレースの上に堆積された層の１例が示されている。
【図９Ｂ】図８に示されている線に沿ったプリントヘッドの断面図であり、最終的なプリントヘッドを形成するために抵抗器及びトレースの上に堆積された層の１例が示されている。
【図１０】インクジェットプリントヘッドを作製するための例示的な方法の処理フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
本明細書に開示されている技術は、インクジェットプリンタ用のプリントヘッドを形成するための技術である。プリントヘッドの列の下方に（ヒータ抵抗を含む）液滴発生器を交互に配置することによって、それらのプリントヘッドを、インタースティシャルデュアルドロップウェイト（interstitial dual drop weight）を有するように設計することができる。抵抗器領域は、液滴重量の増加と共に大きくなり、噴射エネルギーは抵抗器領域の増大とともに大きくなる。該エネルギーは、既知の電圧及びパルス幅の１以上の電気パルス（噴射パルス）として供給される。いくつかの場合には単純な三角形状の噴射パルスが使用されるが、他の場合には、（パルス間に）短い無駄時間（dead time）を有する一連の２つのより小さな噴射パルスが使用される。
【０００５】
プリントヘッドの正常な動作はエネルギーが狭い範囲内にあることを必要とする。エネルギーが不十分な場合には、液滴の噴射は不十分でるかまたは噴射が起こらないであろう。これとは対照的に、エネルギーが過剰な場合には、プリントヘッドは、インク滴を印刷媒体へと適切には送り出さないであろう。なぜなら、流体から気体が抜けることによってより大きな気泡が生成されるからである。動作温度は、オーバーエネルギーと相互に関連しており、加えられた実際のエネルギーと液滴を噴射するのに必要な最小のエネルギーとの比に影響を与えうる。たとえば、異なる液滴サイズ用の２つの異なる抵抗器が同じプリントヘッドで使用されるときには、適正なパルスがそれぞれの抵抗器に対して確実に使用されるように注意しなければならない。したがって、たとえば長さが異なるそれぞれの抵抗器用の別個の抵抗窓は、軽い液滴重量用と重い液滴重量用に異なる噴射パルスを必要としうる。異なる噴射パルスの使用は制御方式を複雑にする。
【０００６】
さらに、複数の抵抗窓の使用は上部の層の下のトポロジー（配置や構造など）を複雑にするが、これは、インクをプリントヘッドへと供給する流路の画像化に欠陥を生じさせうる。たとえば、プリントヘッド上の流路を、感光性エポキシ（photoimageable epoxy：フォトイメージャブルエポキシ）から構成することができる。この材料は、光にさらされると架橋（cross-link）し、それゆえ、構造を形成するために、該材料をマスクした状態で露光して現像することができる。流路は、抵抗膜の上に配置されて、該抵抗膜が処理されて、タンタルからなる誘電体層及び反射層などの種々の他の層でオーバーコートされた後に画像化される。抵抗層中の平坦ではないトポグラフィーからの反射は、エポキシの画像化の品質に影響を与えることがわかっている。
【０００７】
本明細書に記載されている例では、単一の抵抗窓が、ウェーハの最上部からアルミニウム層を部分的に除去することによって形成される。次に、抵抗材料の層をウェーハ全体の上に堆積し、トレース（配線またはパターン。以下同じ）が、抵抗材料及びアルミニウムの層からエッチングされる。抵抗器は、アルミニウムが除去された領域に形成され、該領域には、該トレースに電流を流すために抵抗材料だけが残される。
【０００８】
図１は、印刷媒体に画像を形成するためにインクジェットプリントヘッドを用いる例示的な印刷機１００の図である。印刷機１００は、大きなロール１０２から印刷媒体の連続シートを供給することができる。印刷媒体を、印刷システム１０４などのいくつかの印刷システムを介して供給することができる。印刷システム１０４では、複数のプリントヘッドを収容しているプリントバーが、印刷媒体上にインク滴を噴射する。第２の印刷システム１０６を用いて追加の色を印刷することができる。たとえば、第１の印刷システム１０４はブラック（黒）を印刷することができ、第２の印刷システム１０６はシアン、マゼンタ、及びイエロー（ＣＭＹ）を印刷することができる。たとえば所望の色及び印刷機１００の速さに依存して、任意の数のシステムを使用することができるので、印刷システム１０４及び１０６は、２つに限定されず、また、上記の色の組み合わせにも限定されない。
【０００９】
印刷された印刷媒体が第２のシステム１０６を通った後で、該印刷媒体を、後の処理のために巻き取りロール１０８で巻き取ることができる。いくつかの例では、とりわけシートカッターやバインダーなどの他のユニットを巻き取りロール１０８の代わりに使用することができる。
【００１０】
図２は、インクジェットプリントヘッドを用いて画像を形成するために使用することができる例示的なインクジェット印刷システム２００のブロック図である。インクジェット印刷システム２００は、プリントバー２０２及びインク供給アセンブリ２０６を備え、プリントバー２０２は、複数のプリントヘッド２０４を備えている。インク供給アセンブリ２０６は、インク容器２０８を備えている。インク２１０は、インク容器２０８からプリントバー２０２に供給されて、プリントヘッド２０４に送られる。インク供給アセンブリ２０６及びプリントバー２０２は、一方向インク配送システムまたは循環式インク配送システムを用いることができる。一方向インク配送システムでは、プリントバー２０２に供給されるインクは実質的に全て、印刷中に消費される。循環式インク配送システムでは、プリントバー２０２に供給されるインク２１０は、そのうちの一部分が印刷中に消費され、他の部分はインク供給アセンブリに戻される。１例では、インク供給アセンブリ２０６は、プリントバー２０２から分離しており、供給管（不図示）などの管状接続を介してプリントバー２０２にインク２１０を供給する。他の例では、たとえば、単一のユーザープリンターにおいて、プリントバー２０２は、プリントヘッド２０２と共に、インク供給アセンブリ２０６及びインク容器２０８を備えることができる。いずれの例においても、インク供給アセンブリ２０６のインク容器２０８を、取り外して交換することができ、または（インクを）補充することができる。
【００１１】
インク２１０は、紙やマイラー（商標）やカード用紙などの印刷媒体２１４に向かって、プリントヘッド２０４のノズルからインク滴２１２として噴射される。プリントヘッド２０４のノズルは、１以上の列すなわちアレイをなすように配置されて、プリントバー２０２と印刷媒体２１４が相対移動しているときに、適切な順番でインク２１０を噴射することにより、印刷媒体２１４上に印刷される文字、記号、図形またはその他の画像を形成できるようになっている。インク２１０は、可視画像を印刷媒体上に形成するために使用される着色液体には限定されず、たとえば、インク２１０を、太陽電池などの回路パターンを印刷するために使用される電気活性物質とすることができる。
【００１２】
搭載アセンブリ２１６を用いて、プリントバー２０２を印刷媒体２１４に対して位置決めすることができる。１例では、印刷媒体２１４の上に複数のプリントヘッド２０４を保持するように、搭載アセンブリ２１６を定位置に固定することができる。別の例では、たとえば、プリントバー２０２が１〜４個だけのプリントヘッド２０４を備えている場合には、搭載アセンブリ２１６は、印刷媒体２１４の端から端へとプリントバー２０２を往復移動させるモーターを備えることができる。媒体搬送アセンブリ２１８は、印刷媒体２１４を、プリントバーに対して（たとえばプリントバー２０２に対して垂直に）移動させる。図１の例では、媒体搬送アセンブリ２１８は、ロール１０２及び１０８、並びに、印刷システム１０４及び１０６を介して印刷媒体を引き出すために使用される任意の数の電動式ピンチロールを備えることができる。プリントバー２０２が動かされる場合には、媒体搬送アセンブリ２１８は、印刷媒体２１４を新たな位置に進めることができる。プリントバー２０２が動かされない例では、印刷媒体２１４の移動を連続的に行うことができる。
【００１３】
コントローラ２２０は、コンピューターなどのホストシステム２２２からデータを受け取る。とりわけ電気的接続もしくは光ファイバー接続もしくは無線接続でありうるネットワーク接続２２４を介して該データを送信することができる。データ２２０は、印刷される文書やファイルを含むことができ、または、文書やラスタライズされた文書のカラープレーンなどのより基本的なアイテムを含むことができる。コントローラ２２０は、分析のために、該データをローカルメモリに一時的に格納することができる。該分析には、プリントヘッド２０４からのインク滴の噴射並びに印刷媒体２１４の動き及びプリントバー２０２の任意の動きのタイミング制御を決定することを含めることができる。コントローラ２２０は、制御線２２６を介して印刷システムの個々の部分を動作させることができる。したがって、コントローラ２２０は、文字、記号、図形または他の画像を印刷媒体２１４上に形成する噴射インク滴２１２のパターンを画定する。
【００１４】
インクジェット印刷システム２００は、図２に示されているアイテム（要素）に限定されない。たとえば、コントローラ２２０を、ネットワーク内で結合されたクラスタコンピューティングシステムであって、該システムの個々の部分に対する個別のコンピューター制御を有するクラスタコンピューティングシステムとすることができる。たとえば、別個のコントローラを、搭載アセンブリ２１６、プリントバー２０２、インク供給アセンブリ２０６、及び媒体搬送アセンブリ２１８の各々に関連付けることができる。この例では、制御線２２６を、個々のコントローラを単一のネットワークに結合するネットワーク接続とすることができる。他の例では、たとえば搭載アセンブリ２１６の移動がプリントバー２０２によって必要とされない場合には、搭載アセンブリ２１６はプリントバー２０２から分離したアイテム（要素）でなくてもよい。
【００１５】
図３は、例示的な印刷構成（たとえばプリントバー２０２）における一群のインクジェットプリントヘッド２０４の図である。図２と同じ番号が付されたアイテムは、図２に関して説明されている。図３に示されているプリントバー２０２を、プリントヘッドを移動させない構成において使用することができる。したがって、プリントヘッド２０４を、印刷範囲を完全にカバーするためのオーバーラップする構成をなすようにプリントバー２０２に取り付けることができる。それぞれのプリントヘッド２０４は、インク滴を噴射するために使用されるノズル及び回路を有する複数のノズル領域３０２を有している。
【００１６】
図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃは、プリントヘッドのノズル領域の形成中におけるウェーハ４００の垂直断面図であり、抵抗窓のエッチングを示している。図中の軸４０２は、後続の図に対するウェーハ４００の向きを示している。本技術分野において既知の技術を用いて、初期ウェーハ４０２が、抵抗器に電力を供給するための制御電子回路を形成するために作製される。バイア、すなわち、制御回路からの導電経路が、最上部の誘電体を貫通してトレース及び抵抗器に接続点を提供する。図４Ａに示されているように、抵抗体処理が、アルミニウムなどの導電層４０６を、初期ウェーハ４０４上に最初に堆積させることによって実行される。その後、図４Ｂに示されているように、開口４０８（該開口に抵抗器が必要とされている）が残るように導電層４０６を画像化してエッチングする。本明細書に記載されているように、タングステン−ケイ素（シリコン）−窒化物（ＷＳiＮ）などの抵抗層４１０が、図４Ｃに示されているように、構造全体の上に堆積される。その後、抵抗層４１０及びその下にある導電層４０６が、トレース及び抵抗器を形成するために画像化される。
【００１７】
図５は、ウェーハ５００（のたとえば一方のエッジから他方のエッジまで）を横断してエッチングされた例示的な単一の抵抗窓４０８を示すウェーハ５００の上面図である。図４を再度参照すると、トレース５０２は、抵抗膜４１０が導電層４０６の上に堆積された場所に形成され、一方、抵抗器５０４は、抵抗膜４１０が導電層４０６内の開口４０８の上に堆積されたどの場所にも形成される。処理シーケンスは、両方のステップで実行されるオーバーエッチングから抵抗器５０４の側部にトポグラフィーを生成する。トレース５０２は、抵抗器５０４を、バイア５０６を介して、下側の層に配置されている駆動回路に結合する。
【００１８】
図５に示されている例では、単一の抵抗窓４０８はトポグラフィーを減少させる。これは、反射を低減させ、図９Ａ及び図９Ｂに関して記載されているように、流路を形成するために使用されるエポキシ材料などの後続の層の画像化を改善することができる。
【００１９】
さらに、単一の抵抗窓４０８を用いて、全てが同じ長さを有する（複数の）抵抗器４０８を形成することができる。ただし、（抵抗器の）幅は、各抵抗器５０４の所望の面積に合わせるために変えることができ、これによって、液滴の重量が制御される。（複数の）抵抗器５０４の長さが（幅または面積には関係なく）同じである場合には、各抵抗器５０４は、同じ噴射パルスが加えられたときに、実質的に同じオーバーエネルギーで動作することになる。一般に、耐キャビテーション膜の表面の温度を(たとえば駆動バブルが形成される温度である)約３２０℃まで上げるために抵抗器５０４に加えられるエネルギー量が、オーバーエネルギーである。液滴のサイズは、使用された電流の全量に正比例する。抵抗器５０４の幅が大きいほど、全抵抗は小さくなり、したがって、より多くの電流が流れる。（複数の）抵抗器５０４の幅に対して一定の抵抗器長（一定の抵抗器の長さ）が使用される例では、設計及びプリンター噴射方式は、全ての抵抗器に対して同じ噴射パルスを使用する能力によって単純化される。
【００２０】
本明細書に記載されている技術は、同等の長さの抵抗器５０４を形成することに限定されない。いくつかの例では、長さが異なる抵抗器に対してオーバーラップする窓を依然として形成することができる。これは、それらの異なる抵抗器に対して異なる噴射パルスが必要とされる場合でも、トポグラフィーを減少させるであろう。
【００２１】
図６Ａ及び図６Ｂは、導体層を横断してエッチングされ、その後に、プリントヘッド用のトレース５０２が形成された例示的な単一の抵抗窓６０２を示すウェーハ６００の上面図である。図５と同じ番号が付されたアイテムは図５に関して説明されている。この例では、単一の抵抗窓６０２の幅は、たとえば幅が相対的に狭いトレース５０２上に相対的に短い抵抗器６０４が形成され、たとえば幅が相対的に広いトレース５０２上に相対的に長い抵抗器６０６が形成されるというように、変化している。図６Ａの例に示されているように、２つの異なる抵抗器の抵抗器開口間の交差部を、単純な重なり部分とする（たとえば単一の窓を形成する）ことができ、または、図６Ｂの例に示されているように、（窓の幅が変化する部分の角を）面取りすることができる。単一の抵抗窓６０２は、反射の回数を少なくして、流路をより平坦に形成することができる。しかしながら、抵抗器６０４及び６０６の長さが異なると、オーバーエネルギーが異なるために、各々の抵抗器に対する噴射パルスが異なることになるであろう。したがって、この構成のための制御方式はより複雑であろう。
【００２２】
図７Ａ及び図７Ｂは、導体層を横断してエッチングされ、その後に、プリントヘッド用のトレース５０２が形成された例示的な単一の抵抗窓７０２を示すウェーハ７００の上面図である。図５及び図６と同じ番号が付されたアイテムは、図５及び図６に関して説明されている。これらの例では、複数の抵抗器長が使用されているが、この設計では、抵抗器６０２及び６０４はそれらの一方の端が（抵抗窓の一方のエッジに沿って）揃えられている。この設計もまた反射を制限して、抵抗窓７０２の大部分に対する処理を改善する。しかしながら、揃えられていない方の端の近くのエポキシの画像化は改善されないであろう。なぜなら、互い違いの窓は追加の反射を生じるからである。この例では、該設計の異なる側面を改善するために（抵抗器の）端を揃える位置を選択することができる。たとえば、図７Ａに示されているように、端を揃える位置がインク供給室に近接しているときには、シフトされた抵抗器に対する補充時間は短くなる。これが２つの液滴重量のうちの軽い方である例では、短い補充時間は有利でありうる。図７Ｂに示されているように、端を揃える位置がインク供給室からより離れているときには、改善されたエポキシ処理は、より高い品質の（たとえば、より平坦な）流入路（流入チャンネル）を生じる。
【００２３】
図８は、抵抗器８０６及び８０８の上の隣接するノズル８０２及び８０４をそれぞれ示す例示的なプリントヘッド８００の上面図である。相対的に小さいノズル（小さい方のノズル）８０２は、相対的に小さい液滴サイズ（たとえば約４ナノグラム（ｎｇ）の重量の液滴）を提供するために、幅が相対的に狭い抵抗器トレース８０６の上に配置されている。相対的に大きいノズル（大きい方のノズル）８０４は、相対的に大きい液滴サイズ（たとえば約９ｎｇの重量の液滴）を提供するために、幅が相対的に広い抵抗器トレース８０８の上に配置されている。インク補充領域８１０は、補充領域８１２を介してそれぞれのノズル８０２及び８０４に結合されている（図面を単純にするために、それらの補充領域の一部だけにラベルを付けている）。たとえば補充領域８１２を通る線９Ａに沿った断面図とノズル８０２及び８０４を通る線９Ｂに沿った断面図である、形成された追加の層を示すプリントヘッド８００の断面図が、それぞれ、図９Ａ及び図９Ｂに示されている。
【００２４】
図９Ａ及び図９Ｂは、図８に示されている線に沿ったプリントヘッド８００の断面図であり、最終的なプリントヘッド８００を形成するために、抵抗器及びトレースの上に堆積させられた例示的ないくつかの層が示されている。図４、図８、及び図９と同じ番号が付されたアイテムは、それらの図に関して説明されている。図４〜図７に関して説明したように、導体層４０６及び抵抗層４１０がエッチングされてトレース及び抵抗器が形成されると、プリントヘッド８００を完成させるために、さらなる層を形成することができる。
【００２５】
耐キャビテーション膜などの後続の層中の材料から抵抗器及びトレースを絶縁（または分離）するために、それらの抵抗器及びトレースの上にパッシベーション膜を堆積させることができる。該パッシベーション膜を、ＳｉＮの層の上にＳｉＣの層が積層した２層構造から形成することができる。使用することができる他の誘電材料には、とりわけＡｌ２Ｏ３及びＨｆＯ２がある。タンタル層などの耐キャビテーション膜をパッシベーション膜の上に堆積させることができる。耐キャビテーション膜は、キャビテーション（たとえば抵抗器の上面における気泡の形成及び崩壊）による浸食を低減する。パッシベーション層及び耐キャビテーション層は基本的ないし本質的に薄い膜であるので、それらの層は図９には示されていない。その後、誘電体層９０２をウェーハの上に堆積して、流体構造の残りの部分を形成するために使用される光硬化性ポリマーの接着力を強化することができる。
【００２６】
プライマー層（下塗層）９０４を堆積させて、後続の層９０６及び９０８の接着力を強化することができる。層９０４、９０６、及び９０８を、架橋を生じさせるために紫外線（ＵＶ）光開始剤を含む、（２つのモノマーを含む）エポキシ樹脂または（３つ以上のモノマーを含む）エポキシ共重合体（コポリマー）樹脂などの同じまたは異なる光硬化性ポリマーから形成することができる。光硬化性ポリマーは表面上の層に覆われ、その後、マスクを用いて、除去することが可能な領域を保護する。ＵＶ光にさらす（露光する）ことによって、マスクによって保護されていない場所にある樹脂を架橋させる。光にさらした後、マスクによって保護されていたために架橋していない領域を、たとえば溶剤を用いて、表面から除去することができる。いくつかの例では、これを逆にすることができる。たとえば、ポジ型フォトレジストを用いて、光にさらされた領域を破壊して、エッチング液によって除去することができる。いくつかの例では、プライマー層９０４を構造全体の上に残すことができ、他の例では、プライマー層を、噴射チャンバー（吐出室）に通じる流路から除去することができる。
【００２７】
プライマー層９０６を硬化させた後、壁を形成できるようにするために、光硬化性エポキシからなる別の層などの第２の層９０８を、プライマー層９０６の上に堆積してマスクすることができる。次に、第２の層９０８中の硬化していない材料を溶剤によって除去して、流路及びチャンバー（室）９１０を露にすることができる。本明細書に記載されている例では、単一の抵抗窓は、下にある表面のトポグラフィーの複雑さを減少させ、耐キャビテーション層などの被膜（コーティング）からのＵＶ光の不要反射の量を少なくする。したがって、第２の層９０８から形成された壁が、不要反射によって生じる架橋によって被る歪ないし変形はより小さく、このため、プリントヘッドの品質を向上させることができる。
【００２８】
流路キャップ９１２及びノズル９１４を形成できるようにするために、エポキシからなる別の層などの第３の層９０８が、第２の層９０８の上に付加されてマスクされる。第２の層９０６に関しては、たとえば単一の抵抗窓の使用による下側のトポグラフィーの単純化は、不要反射を低減して、プリントヘッド８００の品質を向上させることができる。しかしながら、これらの効果は、第３の層９０８に関してはより小さくなりうる。
【００２９】
図１０は、インクジェットプリントヘッドを作製するための例示的な方法１０００の処理フロー図である。方法１０００は、開始ウェーハ（starting wafer）を作製するブロック１００２から開始する。開始ウェーハは、典型的には、既に画定されている制御電子回路（または制御電子部品）と、導体層が結合（たとえば接着）することができる最上部の誘電体層を貫通するバイアとを有している。
【００３０】
いくつかの初期のアクションを用いて、表面に向けて液滴が噴射されるようにインクを加熱するために使用されるトレース及び抵抗器を形成することができる。ブロック１００４において、アルミニウムなどの導体層が開始ウェーハの上に堆積させられる。ブロック１００６において、たとえば、該導体層をマスキング及びエッチングすることによって、抵抗器開口が形成される。本明細書に記載されている種々の例では、抵抗窓は、抵抗器領域を横断して延びる導体層内の単一の開口（部）であり、後続の層のトポロジーの複雑さを減少させ、及び流路及びチャンバーを形成するために使用される層の品質を向上させる。１例では、抵抗窓は、実質的に一定の幅を有し、後続のステップにおいて、実質的に一定の長さを有する抵抗器を形成する。ブロック１００８において、抵抗材料が、残っている導体及びエッチングされた抵抗窓を含むウェーハ全体の上に堆積させられる。ブロック１０１０において、トレース及び抵抗器が、導体層及び抵抗層を所望のパターンでマスキング及びエッチングすることによって画定される。本明細書に記載されているいくつかの例では、異なる液滴サイズを提供するために、形成されたトレース及び抵抗器は、相対的に広い領域と（それより）相対的に狭い領域を交互に繰り返すように設けられる。
【００３１】
さらなるステップを用いて、それらのトレース及び抵抗器を保護し、及び、プリントヘッドの完成のためにウェーハの準備を整える。ブロック１０１２において、たとえばそれらのトレース及び抵抗器を、物理的または化学的な損傷から保護し及び後続の層から絶縁（または分離）するために、パッシベーション膜がそれらのトレース及び抵抗器の上に堆積させられる。ブロック１０１４において、たとえば該抵抗器をキャビテーションから保護するために、耐キャビテーション膜が該パッシベーション膜の上に堆積させられる。ブロック１０１６において、エポキシプライマー層などの後続の層の接着力を強化するために、誘電体膜（誘電体層）を該パッシベーション膜の上に堆積することができる。いくつかの例では、該誘電体層を省くことができる。
【００３２】
表面の準備ができると、プリントヘッドを完成させるために後続の層を形成することができる。ブロック１０１８において、後続の層の接着力を強化するために、第１の層が堆積させられる。ブロック１０２０において、架橋していない材料が除去されると、流路及びチャンバーを形成するために、第２の層が、堆積させられ、その後、マスクされて光にさらされる。この時点で、抵抗器の形成に起因するトポグラフィーが減少するという利益を得ることができる。タンタルパッシベーションなどのより複雑な形状的特徴部からの反射は、流路及びチャンバーにおいて、予期しない領域の架橋を引き起こし、または粗い表面を生成し、または可能性のある部分的な閉塞ないし障害物さえも生じさせる場合がある。粗い表面は、ノズル内へのインクの流れを妨げる可能性がある。ブロック１０２２において、第３の層が、流路及びチャンバーの上に堆積させられる。ノズル及び流路キャップを形成するために、この層をマスクして光にさらすことができる。その後、プリントヘッドを形成するために、完成したウェーハをセグメントに分割して取り付けることができる。
【００３３】
本明細書に記載されているインクジェットプリントヘッドを、２次元印刷以外の他の用途でも使用することができ、たとえば、とりわけ、３次元印刷やデジタル滴定（digital titration）で使用することができる。それらの例では、他の理由で、液滴発生器のサイズが異なることが有利でありうる。デジタル滴定では、終点に早く近づくためにＨＤＷ液滴発生器を用いることができ、一方、終点を正確に決定するためにＬＤＷ液滴発生器を用いることができる。
【００３４】
上記の例に種々の変更を加えることや代替形態を用いることができ、上記の例は説明のためだけに示されたものである。さらに、本発明の技術を本明細書に開示されている特定の例に限定することは意図されていないことが理解されるべきである。実際に、特許請求の範囲には、開示されている本発明の主題が関連する技術分野における当業者には明らかである全ての代替形態、変更形態、及び等価物が含まれる。
【図１】
0006431605.tif 000002
【図２】
0006431605.tif 000003
【図３】
0006431605.tif 000004
【図４Ａ】
0006431605.tif 000005
【図４Ｂ】
0006431605.tif 000006
【図４Ｃ】
0006431605.tif 000007
【図５】
0006431605.tif 000008
【図６Ａ】
0006431605.tif 000009
【図６Ｂ】
0006431605.tif 000010
【図７Ａ】
0006431605.tif 000011
【図７Ｂ】
0006431605.tif 000012
【図８】
0006431605.tif 000013
【図９Ａ】
0006431605.tif 000014
【図９Ｂ】
0006431605.tif 000015
【図１０】
0006431605.tif 000016