JP4166476B2 - スロットをつけた基板の形成技術 - Google Patents
スロットをつけた基板の形成技術 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4166476B2 JP4166476B2 JP2002011197A JP2002011197A JP4166476B2 JP 4166476 B2 JP4166476 B2 JP 4166476B2 JP 2002011197 A JP2002011197 A JP 2002011197A JP 2002011197 A JP2002011197 A JP 2002011197A JP 4166476 B2 JP4166476 B2 JP 4166476B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- thin film
- slot
- depositing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 124
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 155
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 59
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 27
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 11
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RVSGESPTHDDNTH-UHFFFAOYSA-N alumane;tantalum Chemical compound [AlH3].[Ta] RVSGESPTHDDNTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 26
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 13
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000010408 film Substances 0.000 description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 6
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011153 ceramic matrix composite Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000011156 metal matrix composite Substances 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 240000007049 Juglans regia Species 0.000 description 1
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 description 1
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- 229910004490 TaAl Inorganic materials 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- BGTFCAQCKWKTRL-YDEUACAXSA-N chembl1095986 Chemical compound C1[C@@H](N)[C@@H](O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]([C@H]1C(N[C@H](C2=CC(O)=CC(O[C@@H]3[C@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O3)O)=C2C=2C(O)=CC=C(C=2)[C@@H](NC(=O)[C@@H]2NC(=O)[C@@H]3C=4C=C(C(=C(O)C=4)C)OC=4C(O)=CC=C(C=4)[C@@H](N)C(=O)N[C@@H](C(=O)N3)[C@H](O)C=3C=CC(O4)=CC=3)C(=O)N1)C(O)=O)=O)C(C=C1)=CC=C1OC1=C(O[C@@H]3[C@H]([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO[C@@H]5[C@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](C)O5)O)O3)O[C@@H]3[C@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O3)O[C@@H]3[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O3)O)C4=CC2=C1 BGTFCAQCKWKTRL-YDEUACAXSA-N 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011160 polymer matrix composite Substances 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000010963 scalable process Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1631—Manufacturing processes photolithography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1601—Production of bubble jet print heads
- B41J2/1603—Production of bubble jet print heads of the front shooter type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1626—Manufacturing processes etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1632—Manufacturing processes machining
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
- B41J2/1642—Manufacturing processes thin film formation thin film formation by CVD [chemical vapor deposition]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
- B41J2/1646—Manufacturing processes thin film formation thin film formation by sputtering
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリントヘッド等において用いられるもの等の、基板に関する。特に、基板は少なくとも１つの薄膜層でコーティングされ、基板と薄膜層とを貫いてスロット領域が延びている。
【０００２】
【従来の技術】
様々なインクジェット印字装置が、当該技術分野において既知であり、このなかには、熱的に作動するプリントヘッドと機械的に作動するプリントヘッドの両方が含まれる。熱的に作動するプリントヘッドは、抵抗要素等を用いてインクの吐出を行い、機械的に作動するプリントヘッドは、圧電トランスデューサ等を用いる。
【０００３】
代表的な熱インクジェットプリントヘッドは、半導体基板上に設けた複数の薄膜抵抗器を有する。基板上には、ノズル板とバリアー層とが設けられて、それぞれの抵抗器近くに発射チャンバを規定する。抵抗器を通って電流すなわち「発射信号」が伝わることによって、対応する発射チャンバ内のインクが加熱され、対応するノズルを通って吐出される。
【０００４】
インクは、典型的には、半導体基板内に機械加工した供給スロットを通って発射チャンバに送出される。基板の形状は通常長方形であり、スロットは基板内に長さ方向に配置されている。抵抗器は、典型的には、スロットの両側に２行に配置され、好ましくは、この２つの行はスロットからの距離が略等しく、それぞれの抵抗器におけるインクチャネル長さが略等しいようになっている。プリントヘッドが１度通過することによって達成される印字スウォース（print swath）の幅は、抵抗器の各行の長さと略等しく、抵抗器の各行の長さは、スロットの長さと略等しい。
【０００５】
供給スロットは、典型的には、サンドドリリング（「サンドスロッティング」としても知られている）によって形成されている。この方法は、速く、比較的簡単かつスケーラブルなプロセスである。サンドブラスト法では、高精度に基板に開口部を形成することができるとともに、周囲の部品および材料の実質的な損傷を一般的に回避する。また、過度な熱を生成することなく、多くの異なるタイプの基板に切断によって開口部を形成することができる。さらに、製造プロセス中の相対的な配置の精度を改良することができる。
【０００６】
サンドスロッティングは、このように明白な利点をもたらすが、また、半導体基板にマイクロクラックが生じてしまう可能性があるという点で、不利でもある。このようなマイクロクラックは、基板の破壊強度をかなり下げ、その結果、チップにもクラックが生じるため、かなりの歩留まりロスが生じてしまう。また、破壊強度が低いと、基板の長さも制限されてしまい、それによって今度は、印字スウォースの高さおよび全体的な印字速度が悪影響を受けてしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
さらに、サンドスロッティングによって、通常、スロットの入力側と出力側の両方で、基板に削りくずが生じてしまう。このような削りくずによって、２つの別個の問題が生じる。通常、削りくずは数十ミクロンの大きさであり、発射チャンバをスロットの縁にどれだけ近づけて配置することができるかを制限する。時には削りくずはこれよりも大きく、製造工程における歩留まりロスが生じてしまう。この削りくずの問題は、所望のスロット長さが長くなり所望のスロット幅が狭くなるにつれて、より頻繁になる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明において、中央供給プリントヘッド用のコーティングした基板は、基板と、基板の上に施した薄膜と、基板と薄膜とを貫いて延びるスロット領域とを有する。１実施形態において、複数の薄膜、または薄膜のスタックが、基板の上にデポジットされる。この実施形態において、スロット領域は、複数の薄膜を貫いて延びる。
【０００９】
基板および薄膜のスロット領域を貫いて、スロットが形成される。基板の上に施した薄膜によって、スロットを取り囲む棚状部における削りくずの数と、基板を貫くクラック形成とが、最小になる。１実施形態において、スロットは機械的に形成される。
【００１０】
１実施形態において、薄膜は、金属膜、ポリマー膜、および誘電膜のうちの少なくとも１つである。他の実施形態において、薄膜材料は、展性を有する、および／または圧縮下でデポジット（堆積）される。
【００１１】
１実施形態において、基板はシリコンであり、薄膜は、フィールド酸化物等の、基板から成長した絶縁層である。１実施形態において、薄膜はＰＳＧである。１実施形態において、薄膜は、窒化ケイ素と炭化ケイ素のうちの少なくとも１つ等の、パッシベーション層である。１実施形態において、薄膜は、タンタル等のキャビテーションバリアー層である。本発明において、いかなる組み合わせの薄膜を基板の上に施してもよい。
【００１２】
それぞれの薄膜層の最小厚さは、約０．２５ミクロンである。基板の上にコーティングされた薄膜が複数ある１実施形態において、薄膜の厚さは、約５０ミクロンまでであり、個々の層の材料および厚さによって決まる。１実施形態において、薄膜のスタックの厚さは、少なくとも約２．５ミクロンである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
金属、誘電体、ポリマー、等の材料を基板の上にコーティングすることによって、スロット形成の結果生じる基板における削りくずは、大きさが小さくなり、数が減る。一般的に、層の数および各層の厚さは、削りくずの大きさおよび数の低減に直接的な相関関係がある。他の実施形態において、破壊前に大きく変形することができる、展性を有する、すなわち非脆性の材料が、本発明とともに用いられる。さらに他の実施形態において、基板をコーティングする層は、圧縮応力下でこの構造を配置する。この圧縮応力は、スロット形成中にコーティングした基板構造が受ける張力に対抗する。
【００１４】
以下でより詳細に説明するように、一般的に、基板の上にデポジットされる層の数、デポジットされる各層の厚さ、各層における圧縮応力の量、および各層における材料の展性はそれぞれ、チップの棚状部における削りくずの数の低減に直接的な相関関係がある。
【００１５】
図１は、本発明のプリントヘッド１４を有するインクジェットカートリッジ１０の斜視図である。
【００１６】
図２Ａおよび図２Ｂは、それぞれ図１のＡ−Ａ線を通る概略の部分側断面図およびＢ−Ｂ線を通る概略の部分正面断面図である。図２Ａおよび図２Ｂにおいて、基板２８の上には薄膜のスタック２０が施されている。薄膜のスタック２０と基板２８とを貫くスロット領域１２０の区域を、破線で示す。薄膜のスタック２０の各層が基板の上にデポジットされるにつれて、スロット領域１２０は薄膜のスタック２０を貫いて延びる。
【００１７】
プリントヘッド１４の製造工程は、基板２８から始まる。１実施形態において、基板２８は、当業者に既知の単結晶シリコンウエハーである。直径４インチであれば約５２５ミクロンの、直径６インチであれば約６２５ミクロンのウエハーが適当である。１実施形態において、シリコン基板は、約０．５５オーム／ｃｍまで低濃度にドープしたｐ型である。
【００１８】
または、出発の基板は、ガラス、半導体材料、金属基複合材料（ＭＭＣ）、セラミックス基複合材料（ＣＭＣ）、ポリマー基複合材料（ＰＭＣ）、またはサンドイッチ状Ｓｉ／ｘＭｃであってもよい。ｘというフィラー（充填）材料は、真空処理後エッチングによって複合材料から取り除かれる。
【００１９】
基板２８を、キャッピング層３０が覆いシールし、それによって気体および液体バリアー層を提供する。キャッピング層３０はバリアー層なので、流体は基板２８に流入することができない。キャッピング層３０は、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、およびガラス等、様々な異なる材料で形成してもよい。また、キャッピング層３０に絶縁誘電材料を用いることも、導電トレースによる相互接続（図示せず）から基板２８を絶縁するのに役立つ。キャッピング層３０は、スパッタリング、蒸着、およびプラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）等、当業者に既知の様々な方法のうちのいずれを用いて形成してもよい。キャッピング層３０の厚さは、基板２８を覆いシールするのに十分であれば、いかなる所望の厚さであってもよい。一般的に、キャッピング層３０の厚さは、約１から２ミクロンまでである。
【００２０】
１実施形態において、キャッピング層は、フィールド酸化物（ＦＯＸ）３０であり、露出した基板２８上に熱成長２０５する。この工程によって、ＦＯＸがシリコン基板内に成長するとともに上にデポジットされ、全体で約１．３ミクロンの厚みにわたって形成される。ＦＯＸ層がシリコンを基板から引っ張るために、ＦＯＸ層と基板との間には強力な化学結合が確立される。この層は、形成されるＭＯＳＦＥＴ同士を互いから絶縁し、熱インクジェットのヒータ抵抗器の酸化物下地層の一部として機能する。
【００２１】
ＰＥＣＶＤ技術によって、リンをドープした（ｎ＋）二酸化ケイ素の相互誘電性の絶縁ガラス層（ＰＳＧ）３２がデポジットされる。一般的に、ＰＳＧ層３２の厚さは、約１から２ミクロンまでである。１実施形態において、この層は厚さが約０．５ミクロンで、熱インクジェットのヒータ抵抗器の酸化物下地層の残りを形成する。他の実施形態において、厚さの範囲は約０．７から０．９ミクロンである。
【００２２】
マスクが施され、ＰＳＧ層がエッチングされて、ＭＯＳＦＥＴ用の相互接続ビアのための開口部をＰＳＧに設ける。別のマスクが施されエッチングが行われて、ベースのシリコン基板２８に接続できるようにする。ビアの形成および使用については、その参照によってその全体が組み込まれる、「Process for Manufacturing Thermal Ink Jet Printhead and Integrated Circuit(IC)Structures Produced Thereby」についてのStoffelへの米国特許番号第４，８６２，１９７号（本願の出願人に譲渡されている）において説明されている。
【００２３】
この構造の上に抵抗材料でできた層１１４をデポジットすることによって、発射抵抗器が形成される。１実施形態において、スパッタデポジション技術を用いて、この構造を横切って、タンタルアルミニウムの混合物でできた層１１４をデポジットする。この混合物の面抵抗は、約３０オーム／□（オーム／スクウェア）である。一般的に、抵抗器層１１４の厚さは約１から２ミクロンまでである。
【００２４】
当業者には、タンタルアルミニウム、ニッケルクロム、および窒化チタンを含む様々な好適な抵抗材料が既知である。これらは、任意で酸素、窒素、および炭素等の適当な不純物をドープして、材料の抵抗を調整してもよい。抵抗材料は、スパッタリングや蒸着等、いかなる好適な方法によってデポジットしてもよい。典型的には、抵抗器層は厚さが約１００オングストロームから３００オングストロームの範囲内である。しかし、厚さがこの範囲外の抵抗器層もまた、本発明の範囲内である。
【００２５】
抵抗器層１１４の上には、導電層１１５が施される。導電層１１５は、アルミニウム／銅（４％）、銅、および金を含む様々な異なる材料のうちのいずれで形成してもよく、スパッタリングや蒸着等、いかなる方法によってデポジットしてもよい。一般的に、導電層１１５の厚さは約１から２ミクロンまでである。１実施形態において、スパッタデポジションを用いて、アルミニウムでできた層１１５を、約０．５ミクロンの厚さまでデポジットする。
【００２６】
抵抗器層１１４と導電層１１５とは、フォトリソグラフィー等によってパターニングされ、エッチングされる。図３および図４に示すように、導電層１１５のうちのある区域がエッチングによって取り除かれて、導電トレース１１５の下で抵抗器層１１４から個々の抵抗器１３４を形成する。１実施形態において、マスクが施されエッチングされて、抵抗器ヒータの幅と導電トレースとを規定する。次に、別のマスクを同様に用いて、ヒータ抵抗器の長さとアルミニウム導線１１５の末端を規定する。
【００２７】
抵抗器および導電トレースの上に、絶縁パッシベーション層１１７を形成して、導電性の流体を用いた場合の、流体の帯電や装置の腐食を防止する。パッシベーション層１１７は、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、およびガラス等のいかなる好適な材料で、スパッタリング、蒸着、およびＰＥＣＶＤ等のいかなる好適な方法によって、形成してもよい。一般的に、パッシベーション層１１７の厚さは、約１から２ミクロンまでである。
【００２８】
１実施形態において、ＰＥＣＶＤ法を用いて、構成要素のパッシベーションとして機能する窒化ケイ素／炭化ケイ素の混合物の層１１７をデポジットする。このパッシベーション層１１７は、厚さが約０．７５ミクロンである。他の実施形態において、厚さは約０．４ミクロンである。この構造の表面には、マスクが施されエッチングされて、金属の相互接続用のビアが作成される。１実施形態において、パッシベーション層１１７は、圧縮応力下においてこの構造で形成される。
【００２９】
パッシベーション層１１７の上に、キャビテーションバリアー層１１９が付け加えられる。キャビテーションバリアー層１１９は、それぞれの噴出される流体滴の後に残る、つぶれていく駆動気泡の力を分散させるのに役立つ。一般的に、キャビテーションバリアー層１１９の厚さは、約１から２ミクロンまでである。１実施形態において、キャビテーションバリアー層１１９はタンタルである。タンタル層１１９は、厚さが約０．６ミクロンであり、パッシベーション、アンチキャビテーション、および接着の層として働く。１実施形態において、キャビテーションバリアー層１１９は、スロット形成中に基板からエネルギーを吸収して取り去る。タンタルは、ベータ相でデポジットされる、強靱で展性を有する材料である。この材料の結晶粒構造は、この層がまた圧縮応力下での構造をとるようなものになっている。タンタル層は、迅速にスパッタデポジションされ、それによって層内の分子を所定位置に保持する。しかし、タンタル層をアニーリングすると、圧縮応力は開放される。
【００３０】
図３に示すように、スロット領域１２０の区域全般において、基板および薄膜のスタックにドリルスロット１２２が形成される。ドリルスロット１２２を形成する方法として、ひとつには、研磨サンドブラストがある。ブラスト装置は、加圧気体（例えば、圧縮空気）源を用いて、薄膜層でコーティングした基板に向かって研磨粒子を噴出して、スロットを形成する。粒子は、気流が高流量（例えば、約２−２０グラム／分の流量）で装置から運ぶ。次に粒子はコーティングした基板に接触し、基板を貫いて開口部が形成される。
【００３１】
研磨粒子の大きさは、直径が約１０−２００ミクロンの範囲である。研磨粒子には、例えば、酸化アルミニウム、ガラスビーズ、炭化ケイ素、炭酸水素ナトリウム、ドロマイト、およびウォルナットシェルを含む。
【００３２】
１実施形態において、研磨サンドブラストは、スロット領域１２０に向ける研磨粒子として酸化アルミニウム粒子を用いている。サンドブラストにおいては、約５６０から６１０ｋＰａの圧力を用いる。用いるサンドのタイプは、２５０ＯＰＴである。
【００３３】
本発明において、金属、プラスチック、ガラス、およびシリコンを含む基板を、貫いてスロットが形成されていてもよい。しかし、本発明は、いかなる特定の基板材料の切断にも限定されるべきではない。同様に、本発明は、いかなる特定の研磨粉の使用にも限定されるべきではない。幅広い様々な異なるシステムおよび粉末を用いることができる。
【００３４】
図３に示すように、キャビテーションバリアー層１１９の上に、ポリマーバリアー層１２４がデポジットされる。一般的に、バリアー層１２４の厚さは約２０ミクロンまでである。１実施形態において、バリアー層１２４は、フォトイメージング可能なエポキシ（ＩＢＭが開発したＳＵ８等）等の、高速な架橋ポリマーや、信越化学（ＳｈｉｎＥｔｓｕTM）が製造したＳＩＮＲ−３０１０等の、フォトイメージング可能なポリマーまたは感光性シリコーン誘電体から構成されている。
【００３５】
他の実施形態において、バリアー層１２４は、インクの腐食作用に略不活性の有機ポリマープラスチックでできている。この目的に好適なプラスチックポリマーには、例えば、米国デラウェア州ウィルミントン市のデュポン社がＶＡＣＲＥＬおよびＲＩＳＴＯＮの商標名で販売している製品がある。バリアー層１２４の厚さは、約２０から３０ミクロンである。
【００３６】
１実施形態において、スロットのドリリング（穴あけ）の前に、バリアー層１２４が施されパターニングされる。この実施形態において、図２Ｂに示すように、ドリルスロット領域１２０の終わりはキャビテーションバリアー層１１９である。
【００３７】
他の実施形態において、図２Ｃに示すように、スロット領域１２０はバリアー層１２４を貫いて延びる。この実施形態において、研磨サンドブラスト工程は、バリアー層１２４を貫いて施される。バリアー材料の特性は、スロット形成での棚状部における削りくずの数を減らす助けとなる。ポリマーバリアー材料は、スロット形成中に基板からエネルギーを吸収して取り去り、それによって、基板構造に与える影響を弱める。その結果、基板を貫くクラックの拡大は遅くなり、棚状部における削りくずは減る。
【００３８】
１実施形態において、バリアー層１２４は、本願において説明するように、そこを通って流体が噴出されるオリフィスを含む。他の実施形態において、バリアー層の上にオリフィス層が施され、それによって発射チャンバ１３２の上にオリフィスが形成される。これについては、以下でより詳細に説明する。
【００３９】
図４は、コーティングした基板の平面図であり、図３のＣ−Ｃ線（バリアー層）を通る構造を示す。図４に示すように、基板の形状は通常長方形であり、スロット１２２は基板内に長さ方向に配置されている。プラスチックバリアー層１２４は、マスクが施されエッチングされて、棚状部１２８、流体流チャネル１３０、および発射チャンバ１３２を規定する。棚状部１２８は、スロット１２２を取り囲んで、チャネル１３０まで延びている。それぞれの発射チャンバ１３２は、少なくとも１つの流体チャネル１３０を有する。バリアー層内の流体チャネル１３０には、棚状部１２８に沿って流れる流体の入口がある。図３の矢印で示すように、供給流体（図示せず）は基板２８の下にあり、加圧されて、ドリルスロット１２２を通り発射チャンバ１３２内へと流れ上がる。図３の矢印で示すように、流体チャネル１３０は、スロット１２２から対応する発射チャンバ１３２に流体を向ける。
【００４０】
それぞれの発射チャンバ１３２内には、加熱要素１３４がある。加熱要素１３４は、抵抗材料層１１４で形成されており、パッシベーション層およびキャビテーションバリアー層でコーティングされている（図３に示す）。加熱要素１３４を通って電流すなわち「発射信号」が伝わることによって、対応する発射チャンバ内の流体が加熱され、対応するノズルを通って吐出される。
【００４１】
加熱要素１３４と対応する発射チャンバ１３２とは、スロット１２２の両側の２つの行に配置され、この２つの行はスロットからの距離が略等しく、それぞれの抵抗器におけるインクチャネル長さが略等しいようになっている。プリントヘッドが１度通過することによって達成される印字スウォースの幅は、抵抗器の各行の長さと略等しく、抵抗器の各行の長さは、スロットの長さと略等しい。
【００４２】
本発明の他の実施形態において、マルチスロットのチップと、プリントヘッド１４内で互いに隣接するチップとがある。マルチスロットのチップ１つの中での、およびチップ同士の間でのスロット間距離は、スロット形成前に基板をコーティングする本発明を用いて、棚状部における削りくずの大きさおよび数を低減することによって、約２０％までの割合だけ小さくなる。ドリルの歩留まり（ドリリング後に仕様書の範囲内におさまるチップの数）は、本発明の方法を用いて約２５−２７％までの割合だけ上昇する。削りくずの歩留まりロス（削りくずによる歩留まりロス）もまた、約３０％までの割合だけ低下する。ドリル歩留まりと削りくずの歩留まりロスとに高い相関関係があるのは、削りくずが歩留まりロスの最も大きい要因であるという事実による。
【００４３】
パターニングしたＦＯＸ層、ＰＳＧ層、およびパッシベーション層が基板上にデポジットされた第１の実施形態において、スロット歩留まりは約８３％であった。パターニングしたＦＯＸ層、ＰＳＧ層、パッシベーション層、およびタンタル層が基板上にデポジットされた第２の実施形態において、スロット歩留まりは約８７％であった。第１の実施形態と第２の実施形態との間の割合の差は、９５％の確かさのレベルで統計的に有意である。パターニングしないＦＯＸ層、ＰＳＧ層、パッシベーション層、ＴａＡｌ／Ａｌ層、およびタンタル層が基板上にデポジットされた第３の実施形態において、スロット歩留まりは約８８％であった。
【００４４】
本発明において、ドリリング前に基板上に薄膜層を施すことによって、削りくずの数が約９０％までの割合だけ減る。１実施形態において、長さがスロット幅の約１／４よりも長い削りくずの数は、約４０個以下である。（スロット幅は、典型的には約１５０から２００ミクロンである。１実施形態において、スロット幅は約１７０ミクロンであり、カウントされる削りくずの長さは約４０ミクロンである。）他の実施形態において、削りくずの数は、約１０個以下である。特に、ＦＯＸ、パッシベーション、アルミニウム、タンタルアルミニウム、およびタンタルがシリコン基板上にデポジットされる１実施形態において、削りくずの数は、約１０個から約３０個の間である。
【００４５】
本発明の原理、好ましい実施形態、および実施例を上で説明した。しかし、本発明は、説明した特定の実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。例えば、プリントヘッドを形成する他の実施形態において基板の上に施される、ゲート酸化物（ＧＯＸ）層、金、バリアー材料用に用いるポリマー層、および多結晶シリコン等の層が、基板の上にデポジットされてもよい。
【００４６】
１実施形態において、基板の上には１つの層が施される。または、基板の上には１つよりも多い層が施される。さらに、本発明は、説明した各層の順番に限定されるものではない。本発明は、上述の各層をいかなる順番で配置することも含む。特に、基板の上に以下の各層のうちの１つまたはそれよりも多くを施してもよい。すなわち、次のいかなる組み合わせでもよい、展性を有する材料の層、金属、圧縮応力下にある材料、抵抗材料（タンタルアルミニウム等）、導電材料（アルミニウム等）、キャビテーションバリアー層（タンタル等）、パッシベーション層（窒化ケイ素や炭化ケイ素等）、基板から成長した絶縁層（ＦＯＸ等）、ＰＳＧ、ポリマー層、および誘電層。
【００４７】
１実施形態において、スロット領域の上の薄膜のスタックの厚さは、０．２５ミクロンから約５０ミクロンまでの範囲である。他の実施形態において、膜の厚さは少なくとも約２1/2ミクロンである。他の実施形態において、膜の厚さは少なくとも約３ミクロンである。
【００４８】
さらに、基板のスロットは、ダイヤモンドソーによる切断等、他の機械的方法によって形成してもよく、レーザー切断／アブレーションによって形成してもよい。したがって、上述の実施形態は、限定的ではなく例示的であるとみなすべきであり、特許請求項の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく当業者がそのような実施形態において変形を行ってもよい、ということが理解されるべきである。
【００４９】
上記の実施形態は、以下の発明を含んでいる。
【００５０】
１． スロット１２２を取り囲む棚状部（１２８）における削りくずの数を最小にしながらスロットをつけた基板（２８）を形成する方法であって、基板（２８）の上に薄膜（２０、３０、３２、１１４、１１５、１１７、１１９および／または１２４）をデポジットする段階と、前記基板（２８）と前記薄膜（２０、３０、３２、１１４、１１５、１１７、１１９および／または１２４）とを貫いて延びるスロット領域（１２０）を貫いて前記基板（２８）に前記スロット（１２２）を形成する段階とを含む方法。
【００５１】
２． 前記薄膜は金属膜（１１４、１１５および／または１１９）である、前記１に記載の方法。
【００５２】
３． 前記薄膜はポリマー膜（１２４）である、前記１に記載の方法。
【００５３】
４． 薄膜は誘電膜（３０、３２、および／または１２４）である、前記１に記載の方法。
【００５４】
５． 前記薄膜は展性を有する材料である、前記１に記載の方法。
【００５５】
６． 前記デポジットされる薄膜は圧縮応力を受ける、前記１に記載の方法。
【００５６】
７． スロット（１２２）を取り囲む棚状部（１２８）におけるクラック形成を最小にしながらスロットをつけた基板（２８）を形成する方法であって、基板（２８）の上に薄膜（２０、３０、３２、１１４、１１５、１１７、１１９および／または１２４）をデポジットする段階と、前記基板（２８）と前記薄膜とを貫いて延びるスロット領域（１２０）を貫いて前記基板（２８）に前記スロット（１２２）を形成する段階とを含む方法。
【００５７】
８． 基板（２８）にスロット（１２２）を形成する方法であって、基板（２８）の上に展性を有する薄膜（２０、３０、３２、１１４、１１５、１１７、１１９および／または１２４）をデポジットする段階と、前記基板（２８）と前記展性を有する薄膜とを貫いて延びるスロット領域（１２０）を貫いて前記基板（２８）にスロット（１２２）を形成する段階とを含む方法。
【００５８】
９． 前記薄膜は圧縮応力を受けた状態でデポジットされる、前記８に記載の方法。
【００５９】
１０． 中央供給プリントヘッド（１４）用のコーティングした基板（２８）であって、基板（２８）と、該基板（２８）の上に施されるポリマー膜（１２４）と、前記基板（２８）と前記ポリマー膜（１２４）とを貫いて延びる、スロット領域（１２０）とを含む、コーティングした基板。
【００６０】
１１． 中央供給プリントヘッド（１４）用のコーティングした基板（２８）であって、基板（２８）と、該基板（２８）の上に施される金属膜（１１４、１１５および／または１１９）と、前記基板（２８）と前記金属膜（１１４、１１５および／または１１９）とを貫いて延びる、スロット領域（１２０）とを含む、コーティングした基板。
【００６１】
１２． 前記金属膜（１１４、１１５および／または１１９）は圧縮応力を受けた状態にある、前記１１に記載の基板（２８）。
【００６２】
１３． 中央供給プリントヘッド（１４）用のコーティングした基板（２８）であって、基板（２８）と、該基板（２８）の上に施される膜（３０、３２、１１４、１１５、１１７、１１９および／または１２４）であって、厚さが少なくとも約２．５ミクロンである膜と、前記基板（２８）と前記膜とを貫いて延びる、スロット領域（１２０）とを含む、コーティングした基板。
【００６３】
１４． 中央供給プリントヘッド（１４）であって、基板（２８）と、該基板（２８）の上に施される金属膜（１１４、１１５および／または１１９）と、前記基板（２８）と前記金属膜（１１４、１１５および／または１１９）とを貫いて延びる、スロット領域（１２０）とを含む、中央供給プリントヘッド。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のプリントヘッドを有するインクジェットカートリッジの図である。
【図２】 本発明の薄膜のスタックを示す図である。（Ａ）は基板の上に薄膜コーティングを施した状態の、図１のＡ−Ａ線を通る概略側断面図である。（Ｂ）は薄膜コーティングおよび基板の、図１のＢ−Ｂ線を通る概略正面断面図である。（Ｃ）はバリアー層をその上に施した状態の、図２Ｂの構造図である。
【図３】 スロット領域を取り除いた状態の、図２Ｂの構造図である。
【図４】 図３の構造のＣ−Ｃ線を通る図である。
【符号の説明】
１４ 中央供給プリントヘッド
２８ 基板
３０キャッピング層
３２ 絶縁ガラス層
１１４抵抗器層
１１５導電層
１１９ キャビテーションバリアー層
１２０ スロット領域
１２２ スロット
１２４ ポリマーバリアー膜
１２８ 棚状部
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリントヘッド等において用いられるもの等の、基板に関する。特に、基板は少なくとも１つの薄膜層でコーティングされ、基板と薄膜層とを貫いてスロット領域が延びている。
【０００２】
【従来の技術】
様々なインクジェット印字装置が、当該技術分野において既知であり、このなかには、熱的に作動するプリントヘッドと機械的に作動するプリントヘッドの両方が含まれる。熱的に作動するプリントヘッドは、抵抗要素等を用いてインクの吐出を行い、機械的に作動するプリントヘッドは、圧電トランスデューサ等を用いる。
【０００３】
代表的な熱インクジェットプリントヘッドは、半導体基板上に設けた複数の薄膜抵抗器を有する。基板上には、ノズル板とバリアー層とが設けられて、それぞれの抵抗器近くに発射チャンバを規定する。抵抗器を通って電流すなわち「発射信号」が伝わることによって、対応する発射チャンバ内のインクが加熱され、対応するノズルを通って吐出される。
【０００４】
インクは、典型的には、半導体基板内に機械加工した供給スロットを通って発射チャンバに送出される。基板の形状は通常長方形であり、スロットは基板内に長さ方向に配置されている。抵抗器は、典型的には、スロットの両側に２行に配置され、好ましくは、この２つの行はスロットからの距離が略等しく、それぞれの抵抗器におけるインクチャネル長さが略等しいようになっている。プリントヘッドが１度通過することによって達成される印字スウォース（print swath）の幅は、抵抗器の各行の長さと略等しく、抵抗器の各行の長さは、スロットの長さと略等しい。
【０００５】
供給スロットは、典型的には、サンドドリリング（「サンドスロッティング」としても知られている）によって形成されている。この方法は、速く、比較的簡単かつスケーラブルなプロセスである。サンドブラスト法では、高精度に基板に開口部を形成することができるとともに、周囲の部品および材料の実質的な損傷を一般的に回避する。また、過度な熱を生成することなく、多くの異なるタイプの基板に切断によって開口部を形成することができる。さらに、製造プロセス中の相対的な配置の精度を改良することができる。
【０００６】
サンドスロッティングは、このように明白な利点をもたらすが、また、半導体基板にマイクロクラックが生じてしまう可能性があるという点で、不利でもある。このようなマイクロクラックは、基板の破壊強度をかなり下げ、その結果、チップにもクラックが生じるため、かなりの歩留まりロスが生じてしまう。また、破壊強度が低いと、基板の長さも制限されてしまい、それによって今度は、印字スウォースの高さおよび全体的な印字速度が悪影響を受けてしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
さらに、サンドスロッティングによって、通常、スロットの入力側と出力側の両方で、基板に削りくずが生じてしまう。このような削りくずによって、２つの別個の問題が生じる。通常、削りくずは数十ミクロンの大きさであり、発射チャンバをスロットの縁にどれだけ近づけて配置することができるかを制限する。時には削りくずはこれよりも大きく、製造工程における歩留まりロスが生じてしまう。この削りくずの問題は、所望のスロット長さが長くなり所望のスロット幅が狭くなるにつれて、より頻繁になる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明において、中央供給プリントヘッド用のコーティングした基板は、基板と、基板の上に施した薄膜と、基板と薄膜とを貫いて延びるスロット領域とを有する。１実施形態において、複数の薄膜、または薄膜のスタックが、基板の上にデポジットされる。この実施形態において、スロット領域は、複数の薄膜を貫いて延びる。
【０００９】
基板および薄膜のスロット領域を貫いて、スロットが形成される。基板の上に施した薄膜によって、スロットを取り囲む棚状部における削りくずの数と、基板を貫くクラック形成とが、最小になる。１実施形態において、スロットは機械的に形成される。
【００１０】
１実施形態において、薄膜は、金属膜、ポリマー膜、および誘電膜のうちの少なくとも１つである。他の実施形態において、薄膜材料は、展性を有する、および／または圧縮下でデポジット（堆積）される。
【００１１】
１実施形態において、基板はシリコンであり、薄膜は、フィールド酸化物等の、基板から成長した絶縁層である。１実施形態において、薄膜はＰＳＧである。１実施形態において、薄膜は、窒化ケイ素と炭化ケイ素のうちの少なくとも１つ等の、パッシベーション層である。１実施形態において、薄膜は、タンタル等のキャビテーションバリアー層である。本発明において、いかなる組み合わせの薄膜を基板の上に施してもよい。
【００１２】
それぞれの薄膜層の最小厚さは、約０．２５ミクロンである。基板の上にコーティングされた薄膜が複数ある１実施形態において、薄膜の厚さは、約５０ミクロンまでであり、個々の層の材料および厚さによって決まる。１実施形態において、薄膜のスタックの厚さは、少なくとも約２．５ミクロンである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
金属、誘電体、ポリマー、等の材料を基板の上にコーティングすることによって、スロット形成の結果生じる基板における削りくずは、大きさが小さくなり、数が減る。一般的に、層の数および各層の厚さは、削りくずの大きさおよび数の低減に直接的な相関関係がある。他の実施形態において、破壊前に大きく変形することができる、展性を有する、すなわち非脆性の材料が、本発明とともに用いられる。さらに他の実施形態において、基板をコーティングする層は、圧縮応力下でこの構造を配置する。この圧縮応力は、スロット形成中にコーティングした基板構造が受ける張力に対抗する。
【００１４】
以下でより詳細に説明するように、一般的に、基板の上にデポジットされる層の数、デポジットされる各層の厚さ、各層における圧縮応力の量、および各層における材料の展性はそれぞれ、チップの棚状部における削りくずの数の低減に直接的な相関関係がある。
【００１５】
図１は、本発明のプリントヘッド１４を有するインクジェットカートリッジ１０の斜視図である。
【００１６】
図２Ａおよび図２Ｂは、それぞれ図１のＡ−Ａ線を通る概略の部分側断面図およびＢ−Ｂ線を通る概略の部分正面断面図である。図２Ａおよび図２Ｂにおいて、基板２８の上には薄膜のスタック２０が施されている。薄膜のスタック２０と基板２８とを貫くスロット領域１２０の区域を、破線で示す。薄膜のスタック２０の各層が基板の上にデポジットされるにつれて、スロット領域１２０は薄膜のスタック２０を貫いて延びる。
【００１７】
プリントヘッド１４の製造工程は、基板２８から始まる。１実施形態において、基板２８は、当業者に既知の単結晶シリコンウエハーである。直径４インチであれば約５２５ミクロンの、直径６インチであれば約６２５ミクロンのウエハーが適当である。１実施形態において、シリコン基板は、約０．５５オーム／ｃｍまで低濃度にドープしたｐ型である。
【００１８】
または、出発の基板は、ガラス、半導体材料、金属基複合材料（ＭＭＣ）、セラミックス基複合材料（ＣＭＣ）、ポリマー基複合材料（ＰＭＣ）、またはサンドイッチ状Ｓｉ／ｘＭｃであってもよい。ｘというフィラー（充填）材料は、真空処理後エッチングによって複合材料から取り除かれる。
【００１９】
基板２８を、キャッピング層３０が覆いシールし、それによって気体および液体バリアー層を提供する。キャッピング層３０はバリアー層なので、流体は基板２８に流入することができない。キャッピング層３０は、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、およびガラス等、様々な異なる材料で形成してもよい。また、キャッピング層３０に絶縁誘電材料を用いることも、導電トレースによる相互接続（図示せず）から基板２８を絶縁するのに役立つ。キャッピング層３０は、スパッタリング、蒸着、およびプラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）等、当業者に既知の様々な方法のうちのいずれを用いて形成してもよい。キャッピング層３０の厚さは、基板２８を覆いシールするのに十分であれば、いかなる所望の厚さであってもよい。一般的に、キャッピング層３０の厚さは、約１から２ミクロンまでである。
【００２０】
１実施形態において、キャッピング層は、フィールド酸化物（ＦＯＸ）３０であり、露出した基板２８上に熱成長２０５する。この工程によって、ＦＯＸがシリコン基板内に成長するとともに上にデポジットされ、全体で約１．３ミクロンの厚みにわたって形成される。ＦＯＸ層がシリコンを基板から引っ張るために、ＦＯＸ層と基板との間には強力な化学結合が確立される。この層は、形成されるＭＯＳＦＥＴ同士を互いから絶縁し、熱インクジェットのヒータ抵抗器の酸化物下地層の一部として機能する。
【００２１】
ＰＥＣＶＤ技術によって、リンをドープした（ｎ＋）二酸化ケイ素の相互誘電性の絶縁ガラス層（ＰＳＧ）３２がデポジットされる。一般的に、ＰＳＧ層３２の厚さは、約１から２ミクロンまでである。１実施形態において、この層は厚さが約０．５ミクロンで、熱インクジェットのヒータ抵抗器の酸化物下地層の残りを形成する。他の実施形態において、厚さの範囲は約０．７から０．９ミクロンである。
【００２２】
マスクが施され、ＰＳＧ層がエッチングされて、ＭＯＳＦＥＴ用の相互接続ビアのための開口部をＰＳＧに設ける。別のマスクが施されエッチングが行われて、ベースのシリコン基板２８に接続できるようにする。ビアの形成および使用については、その参照によってその全体が組み込まれる、「Process for Manufacturing Thermal Ink Jet Printhead and Integrated Circuit(IC)Structures Produced Thereby」についてのStoffelへの米国特許番号第４，８６２，１９７号（本願の出願人に譲渡されている）において説明されている。
【００２３】
この構造の上に抵抗材料でできた層１１４をデポジットすることによって、発射抵抗器が形成される。１実施形態において、スパッタデポジション技術を用いて、この構造を横切って、タンタルアルミニウムの混合物でできた層１１４をデポジットする。この混合物の面抵抗は、約３０オーム／□（オーム／スクウェア）である。一般的に、抵抗器層１１４の厚さは約１から２ミクロンまでである。
【００２４】
当業者には、タンタルアルミニウム、ニッケルクロム、および窒化チタンを含む様々な好適な抵抗材料が既知である。これらは、任意で酸素、窒素、および炭素等の適当な不純物をドープして、材料の抵抗を調整してもよい。抵抗材料は、スパッタリングや蒸着等、いかなる好適な方法によってデポジットしてもよい。典型的には、抵抗器層は厚さが約１００オングストロームから３００オングストロームの範囲内である。しかし、厚さがこの範囲外の抵抗器層もまた、本発明の範囲内である。
【００２５】
抵抗器層１１４の上には、導電層１１５が施される。導電層１１５は、アルミニウム／銅（４％）、銅、および金を含む様々な異なる材料のうちのいずれで形成してもよく、スパッタリングや蒸着等、いかなる方法によってデポジットしてもよい。一般的に、導電層１１５の厚さは約１から２ミクロンまでである。１実施形態において、スパッタデポジションを用いて、アルミニウムでできた層１１５を、約０．５ミクロンの厚さまでデポジットする。
【００２６】
抵抗器層１１４と導電層１１５とは、フォトリソグラフィー等によってパターニングされ、エッチングされる。図３および図４に示すように、導電層１１５のうちのある区域がエッチングによって取り除かれて、導電トレース１１５の下で抵抗器層１１４から個々の抵抗器１３４を形成する。１実施形態において、マスクが施されエッチングされて、抵抗器ヒータの幅と導電トレースとを規定する。次に、別のマスクを同様に用いて、ヒータ抵抗器の長さとアルミニウム導線１１５の末端を規定する。
【００２７】
抵抗器および導電トレースの上に、絶縁パッシベーション層１１７を形成して、導電性の流体を用いた場合の、流体の帯電や装置の腐食を防止する。パッシベーション層１１７は、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、およびガラス等のいかなる好適な材料で、スパッタリング、蒸着、およびＰＥＣＶＤ等のいかなる好適な方法によって、形成してもよい。一般的に、パッシベーション層１１７の厚さは、約１から２ミクロンまでである。
【００２８】
１実施形態において、ＰＥＣＶＤ法を用いて、構成要素のパッシベーションとして機能する窒化ケイ素／炭化ケイ素の混合物の層１１７をデポジットする。このパッシベーション層１１７は、厚さが約０．７５ミクロンである。他の実施形態において、厚さは約０．４ミクロンである。この構造の表面には、マスクが施されエッチングされて、金属の相互接続用のビアが作成される。１実施形態において、パッシベーション層１１７は、圧縮応力下においてこの構造で形成される。
【００２９】
パッシベーション層１１７の上に、キャビテーションバリアー層１１９が付け加えられる。キャビテーションバリアー層１１９は、それぞれの噴出される流体滴の後に残る、つぶれていく駆動気泡の力を分散させるのに役立つ。一般的に、キャビテーションバリアー層１１９の厚さは、約１から２ミクロンまでである。１実施形態において、キャビテーションバリアー層１１９はタンタルである。タンタル層１１９は、厚さが約０．６ミクロンであり、パッシベーション、アンチキャビテーション、および接着の層として働く。１実施形態において、キャビテーションバリアー層１１９は、スロット形成中に基板からエネルギーを吸収して取り去る。タンタルは、ベータ相でデポジットされる、強靱で展性を有する材料である。この材料の結晶粒構造は、この層がまた圧縮応力下での構造をとるようなものになっている。タンタル層は、迅速にスパッタデポジションされ、それによって層内の分子を所定位置に保持する。しかし、タンタル層をアニーリングすると、圧縮応力は開放される。
【００３０】
図３に示すように、スロット領域１２０の区域全般において、基板および薄膜のスタックにドリルスロット１２２が形成される。ドリルスロット１２２を形成する方法として、ひとつには、研磨サンドブラストがある。ブラスト装置は、加圧気体（例えば、圧縮空気）源を用いて、薄膜層でコーティングした基板に向かって研磨粒子を噴出して、スロットを形成する。粒子は、気流が高流量（例えば、約２−２０グラム／分の流量）で装置から運ぶ。次に粒子はコーティングした基板に接触し、基板を貫いて開口部が形成される。
【００３１】
研磨粒子の大きさは、直径が約１０−２００ミクロンの範囲である。研磨粒子には、例えば、酸化アルミニウム、ガラスビーズ、炭化ケイ素、炭酸水素ナトリウム、ドロマイト、およびウォルナットシェルを含む。
【００３２】
１実施形態において、研磨サンドブラストは、スロット領域１２０に向ける研磨粒子として酸化アルミニウム粒子を用いている。サンドブラストにおいては、約５６０から６１０ｋＰａの圧力を用いる。用いるサンドのタイプは、２５０ＯＰＴである。
【００３３】
本発明において、金属、プラスチック、ガラス、およびシリコンを含む基板を、貫いてスロットが形成されていてもよい。しかし、本発明は、いかなる特定の基板材料の切断にも限定されるべきではない。同様に、本発明は、いかなる特定の研磨粉の使用にも限定されるべきではない。幅広い様々な異なるシステムおよび粉末を用いることができる。
【００３４】
図３に示すように、キャビテーションバリアー層１１９の上に、ポリマーバリアー層１２４がデポジットされる。一般的に、バリアー層１２４の厚さは約２０ミクロンまでである。１実施形態において、バリアー層１２４は、フォトイメージング可能なエポキシ（ＩＢＭが開発したＳＵ８等）等の、高速な架橋ポリマーや、信越化学（ＳｈｉｎＥｔｓｕTM）が製造したＳＩＮＲ−３０１０等の、フォトイメージング可能なポリマーまたは感光性シリコーン誘電体から構成されている。
【００３５】
他の実施形態において、バリアー層１２４は、インクの腐食作用に略不活性の有機ポリマープラスチックでできている。この目的に好適なプラスチックポリマーには、例えば、米国デラウェア州ウィルミントン市のデュポン社がＶＡＣＲＥＬおよびＲＩＳＴＯＮの商標名で販売している製品がある。バリアー層１２４の厚さは、約２０から３０ミクロンである。
【００３６】
１実施形態において、スロットのドリリング（穴あけ）の前に、バリアー層１２４が施されパターニングされる。この実施形態において、図２Ｂに示すように、ドリルスロット領域１２０の終わりはキャビテーションバリアー層１１９である。
【００３７】
他の実施形態において、図２Ｃに示すように、スロット領域１２０はバリアー層１２４を貫いて延びる。この実施形態において、研磨サンドブラスト工程は、バリアー層１２４を貫いて施される。バリアー材料の特性は、スロット形成での棚状部における削りくずの数を減らす助けとなる。ポリマーバリアー材料は、スロット形成中に基板からエネルギーを吸収して取り去り、それによって、基板構造に与える影響を弱める。その結果、基板を貫くクラックの拡大は遅くなり、棚状部における削りくずは減る。
【００３８】
１実施形態において、バリアー層１２４は、本願において説明するように、そこを通って流体が噴出されるオリフィスを含む。他の実施形態において、バリアー層の上にオリフィス層が施され、それによって発射チャンバ１３２の上にオリフィスが形成される。これについては、以下でより詳細に説明する。
【００３９】
図４は、コーティングした基板の平面図であり、図３のＣ−Ｃ線（バリアー層）を通る構造を示す。図４に示すように、基板の形状は通常長方形であり、スロット１２２は基板内に長さ方向に配置されている。プラスチックバリアー層１２４は、マスクが施されエッチングされて、棚状部１２８、流体流チャネル１３０、および発射チャンバ１３２を規定する。棚状部１２８は、スロット１２２を取り囲んで、チャネル１３０まで延びている。それぞれの発射チャンバ１３２は、少なくとも１つの流体チャネル１３０を有する。バリアー層内の流体チャネル１３０には、棚状部１２８に沿って流れる流体の入口がある。図３の矢印で示すように、供給流体（図示せず）は基板２８の下にあり、加圧されて、ドリルスロット１２２を通り発射チャンバ１３２内へと流れ上がる。図３の矢印で示すように、流体チャネル１３０は、スロット１２２から対応する発射チャンバ１３２に流体を向ける。
【００４０】
それぞれの発射チャンバ１３２内には、加熱要素１３４がある。加熱要素１３４は、抵抗材料層１１４で形成されており、パッシベーション層およびキャビテーションバリアー層でコーティングされている（図３に示す）。加熱要素１３４を通って電流すなわち「発射信号」が伝わることによって、対応する発射チャンバ内の流体が加熱され、対応するノズルを通って吐出される。
【００４１】
加熱要素１３４と対応する発射チャンバ１３２とは、スロット１２２の両側の２つの行に配置され、この２つの行はスロットからの距離が略等しく、それぞれの抵抗器におけるインクチャネル長さが略等しいようになっている。プリントヘッドが１度通過することによって達成される印字スウォースの幅は、抵抗器の各行の長さと略等しく、抵抗器の各行の長さは、スロットの長さと略等しい。
【００４２】
本発明の他の実施形態において、マルチスロットのチップと、プリントヘッド１４内で互いに隣接するチップとがある。マルチスロットのチップ１つの中での、およびチップ同士の間でのスロット間距離は、スロット形成前に基板をコーティングする本発明を用いて、棚状部における削りくずの大きさおよび数を低減することによって、約２０％までの割合だけ小さくなる。ドリルの歩留まり（ドリリング後に仕様書の範囲内におさまるチップの数）は、本発明の方法を用いて約２５−２７％までの割合だけ上昇する。削りくずの歩留まりロス（削りくずによる歩留まりロス）もまた、約３０％までの割合だけ低下する。ドリル歩留まりと削りくずの歩留まりロスとに高い相関関係があるのは、削りくずが歩留まりロスの最も大きい要因であるという事実による。
【００４３】
パターニングしたＦＯＸ層、ＰＳＧ層、およびパッシベーション層が基板上にデポジットされた第１の実施形態において、スロット歩留まりは約８３％であった。パターニングしたＦＯＸ層、ＰＳＧ層、パッシベーション層、およびタンタル層が基板上にデポジットされた第２の実施形態において、スロット歩留まりは約８７％であった。第１の実施形態と第２の実施形態との間の割合の差は、９５％の確かさのレベルで統計的に有意である。パターニングしないＦＯＸ層、ＰＳＧ層、パッシベーション層、ＴａＡｌ／Ａｌ層、およびタンタル層が基板上にデポジットされた第３の実施形態において、スロット歩留まりは約８８％であった。
【００４４】
本発明において、ドリリング前に基板上に薄膜層を施すことによって、削りくずの数が約９０％までの割合だけ減る。１実施形態において、長さがスロット幅の約１／４よりも長い削りくずの数は、約４０個以下である。（スロット幅は、典型的には約１５０から２００ミクロンである。１実施形態において、スロット幅は約１７０ミクロンであり、カウントされる削りくずの長さは約４０ミクロンである。）他の実施形態において、削りくずの数は、約１０個以下である。特に、ＦＯＸ、パッシベーション、アルミニウム、タンタルアルミニウム、およびタンタルがシリコン基板上にデポジットされる１実施形態において、削りくずの数は、約１０個から約３０個の間である。
【００４５】
本発明の原理、好ましい実施形態、および実施例を上で説明した。しかし、本発明は、説明した特定の実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。例えば、プリントヘッドを形成する他の実施形態において基板の上に施される、ゲート酸化物（ＧＯＸ）層、金、バリアー材料用に用いるポリマー層、および多結晶シリコン等の層が、基板の上にデポジットされてもよい。
【００４６】
１実施形態において、基板の上には１つの層が施される。または、基板の上には１つよりも多い層が施される。さらに、本発明は、説明した各層の順番に限定されるものではない。本発明は、上述の各層をいかなる順番で配置することも含む。特に、基板の上に以下の各層のうちの１つまたはそれよりも多くを施してもよい。すなわち、次のいかなる組み合わせでもよい、展性を有する材料の層、金属、圧縮応力下にある材料、抵抗材料（タンタルアルミニウム等）、導電材料（アルミニウム等）、キャビテーションバリアー層（タンタル等）、パッシベーション層（窒化ケイ素や炭化ケイ素等）、基板から成長した絶縁層（ＦＯＸ等）、ＰＳＧ、ポリマー層、および誘電層。
【００４７】
１実施形態において、スロット領域の上の薄膜のスタックの厚さは、０．２５ミクロンから約５０ミクロンまでの範囲である。他の実施形態において、膜の厚さは少なくとも約２1/2ミクロンである。他の実施形態において、膜の厚さは少なくとも約３ミクロンである。
【００４８】
さらに、基板のスロットは、ダイヤモンドソーによる切断等、他の機械的方法によって形成してもよく、レーザー切断／アブレーションによって形成してもよい。したがって、上述の実施形態は、限定的ではなく例示的であるとみなすべきであり、特許請求項の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく当業者がそのような実施形態において変形を行ってもよい、ということが理解されるべきである。
【００４９】
上記の実施形態は、以下の発明を含んでいる。
【００５０】
１． スロット１２２を取り囲む棚状部（１２８）における削りくずの数を最小にしながらスロットをつけた基板（２８）を形成する方法であって、基板（２８）の上に薄膜（２０、３０、３２、１１４、１１５、１１７、１１９および／または１２４）をデポジットする段階と、前記基板（２８）と前記薄膜（２０、３０、３２、１１４、１１５、１１７、１１９および／または１２４）とを貫いて延びるスロット領域（１２０）を貫いて前記基板（２８）に前記スロット（１２２）を形成する段階とを含む方法。
【００５１】
２． 前記薄膜は金属膜（１１４、１１５および／または１１９）である、前記１に記載の方法。
【００５２】
３． 前記薄膜はポリマー膜（１２４）である、前記１に記載の方法。
【００５３】
４． 薄膜は誘電膜（３０、３２、および／または１２４）である、前記１に記載の方法。
【００５４】
５． 前記薄膜は展性を有する材料である、前記１に記載の方法。
【００５５】
６． 前記デポジットされる薄膜は圧縮応力を受ける、前記１に記載の方法。
【００５６】
７． スロット（１２２）を取り囲む棚状部（１２８）におけるクラック形成を最小にしながらスロットをつけた基板（２８）を形成する方法であって、基板（２８）の上に薄膜（２０、３０、３２、１１４、１１５、１１７、１１９および／または１２４）をデポジットする段階と、前記基板（２８）と前記薄膜とを貫いて延びるスロット領域（１２０）を貫いて前記基板（２８）に前記スロット（１２２）を形成する段階とを含む方法。
【００５７】
８． 基板（２８）にスロット（１２２）を形成する方法であって、基板（２８）の上に展性を有する薄膜（２０、３０、３２、１１４、１１５、１１７、１１９および／または１２４）をデポジットする段階と、前記基板（２８）と前記展性を有する薄膜とを貫いて延びるスロット領域（１２０）を貫いて前記基板（２８）にスロット（１２２）を形成する段階とを含む方法。
【００５８】
９． 前記薄膜は圧縮応力を受けた状態でデポジットされる、前記８に記載の方法。
【００５９】
１０． 中央供給プリントヘッド（１４）用のコーティングした基板（２８）であって、基板（２８）と、該基板（２８）の上に施されるポリマー膜（１２４）と、前記基板（２８）と前記ポリマー膜（１２４）とを貫いて延びる、スロット領域（１２０）とを含む、コーティングした基板。
【００６０】
１１． 中央供給プリントヘッド（１４）用のコーティングした基板（２８）であって、基板（２８）と、該基板（２８）の上に施される金属膜（１１４、１１５および／または１１９）と、前記基板（２８）と前記金属膜（１１４、１１５および／または１１９）とを貫いて延びる、スロット領域（１２０）とを含む、コーティングした基板。
【００６１】
１２． 前記金属膜（１１４、１１５および／または１１９）は圧縮応力を受けた状態にある、前記１１に記載の基板（２８）。
【００６２】
１３． 中央供給プリントヘッド（１４）用のコーティングした基板（２８）であって、基板（２８）と、該基板（２８）の上に施される膜（３０、３２、１１４、１１５、１１７、１１９および／または１２４）であって、厚さが少なくとも約２．５ミクロンである膜と、前記基板（２８）と前記膜とを貫いて延びる、スロット領域（１２０）とを含む、コーティングした基板。
【００６３】
１４． 中央供給プリントヘッド（１４）であって、基板（２８）と、該基板（２８）の上に施される金属膜（１１４、１１５および／または１１９）と、前記基板（２８）と前記金属膜（１１４、１１５および／または１１９）とを貫いて延びる、スロット領域（１２０）とを含む、中央供給プリントヘッド。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のプリントヘッドを有するインクジェットカートリッジの図である。
【図２】 本発明の薄膜のスタックを示す図である。（Ａ）は基板の上に薄膜コーティングを施した状態の、図１のＡ−Ａ線を通る概略側断面図である。（Ｂ）は薄膜コーティングおよび基板の、図１のＢ−Ｂ線を通る概略正面断面図である。（Ｃ）はバリアー層をその上に施した状態の、図２Ｂの構造図である。
【図３】 スロット領域を取り除いた状態の、図２Ｂの構造図である。
【図４】 図３の構造のＣ−Ｃ線を通る図である。
【符号の説明】
１４ 中央供給プリントヘッド
２８ 基板
３０キャッピング層
３２ 絶縁ガラス層
１１４抵抗器層
１１５導電層
１１９ キャビテーションバリアー層
１２０ スロット領域
１２２ スロット
１２４ ポリマーバリアー膜
１２８ 棚状部
Claims (11)
- スロットをつけた基板を形成する方法であって、
基板上に第１の層として絶縁誘電バリアー薄膜層を堆積すること、
前記第１の層上に第２の層として層間の誘電薄膜層を堆積すること、
前記第２の層上に第３の層として抵抗薄膜層を堆積すること、
前記第３の層上に第４の層として金属の導電性薄膜層を堆積すること、および
前記複数の薄膜層および前記基板を貫いて、スロット領域により画定されるスロットを形成して延ばすことであって、それにより、スロットを取り囲む棚状部における削りくずの数を最小にするようなスロットを形成して延ばすこと、を含み、
前記絶縁誘電バリアー薄膜層と前記層間の誘電薄膜層の少なくとも一つが圧縮応力下にあることを特徴とする方法。 - 前記第４の層上に第５の層として圧縮応力下にある絶縁パッシベーション層を堆積することをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記第５の層上に第６の層としてキャビテーションバリアー層を堆積すること、および該第６の層上に第７の層としてポリマーバリアー層を堆積すること、をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記スロットは機械的に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 中央供給プリントヘッド用のコーティングした基板であって、
基板と、
該基板上に付着される薄膜であって、少なくとも絶縁誘電バリアー層、層間の誘電薄膜層、抵抗層、および金属導電層からなる複数の層を含む、薄膜と、
前記基板および前記薄膜を貫いて延びるスロット領域であって、前記複数の層が前記基板上に所定の順序で堆積されることにより、スロットが該スロット領域を貫いて前記基板に形成される場合、該スロット領域を取り囲む棚状部における削りくずの数が最小になる、スロット領域と、
を備え、
前記絶縁誘電バリアー層と前記層間の誘電薄膜層のうちの少なくとも一つが圧縮応力下にあることを特徴とするコーティングした基板。 - 前記薄膜はアルミニウムを含むことを特徴とする、請求項５に記載のコーティングした基板。
- 前記薄膜はタンタルを含むことを特徴とする、請求項５に記載のコーティングした基板。
- 前記薄膜はタンタルアルミニウムを含むことを特徴とする、請求項５に記載のコーティングした基板。
- 前記薄膜の厚さは、少なくとも０．２５ミクロンであることを特徴とする、請求項５に記載のコーティングした基板。
- キャビテーションバリアー層をさらに備え、前記スロット領域は、前記キャビテーションバリアー層を貫いて延びることを特徴とする、請求項５に記載のコーティングした基板。
- 圧縮応力下にあるパッシベーション層をさらに備え、前記スロット領域は、前記パッシベーション層を貫いて延びることを特徴とする、請求項５に記載のコーティングした基板。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/772,752 US6648732B2 (en) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | Thin film coating of a slotted substrate and techniques for forming slotted substrates |
| US09/772752 | 2001-01-30 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002248777A JP2002248777A (ja) | 2002-09-03 |
| JP2002248777A5 JP2002248777A5 (ja) | 2005-04-07 |
| JP4166476B2 true JP4166476B2 (ja) | 2008-10-15 |
Family
ID=25096103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002011197A Expired - Fee Related JP4166476B2 (ja) | 2001-01-30 | 2002-01-21 | スロットをつけた基板の形成技術 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6648732B2 (ja) |
| EP (2) | EP1226947B1 (ja) |
| JP (1) | JP4166476B2 (ja) |
| DE (1) | DE60229316D1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100335311B1 (ko) * | 1994-09-13 | 2002-11-14 | 주식회사 디피아이 | 내가스체킹성아크릴수지조성물을포함하는도료조성물 |
| US6648732B2 (en) * | 2001-01-30 | 2003-11-18 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Thin film coating of a slotted substrate and techniques for forming slotted substrates |
| JP2004130579A (ja) * | 2002-10-09 | 2004-04-30 | Sony Corp | 液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体吐出ヘッドの製造方法 |
| JP2004230770A (ja) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | インクジェットヘッド |
| US7594328B2 (en) * | 2003-10-03 | 2009-09-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of forming a slotted substrate with partially patterned layers |
| US7784916B2 (en) * | 2006-09-28 | 2010-08-31 | Lexmark International, Inc. | Micro-fluid ejection heads with multiple glass layers |
| BRPI1011559B1 (pt) * | 2009-06-29 | 2020-01-07 | Videojet Technologies Inc. | Sistema de impressão a jato de tinta e método para preparar um sistema de cabeçote de impressão |
| US8382253B1 (en) | 2011-08-25 | 2013-02-26 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid ejection device and methods of fabrication |
| US8727499B2 (en) | 2011-12-21 | 2014-05-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Protecting a fluid ejection device resistor |
| US9016837B2 (en) | 2013-05-14 | 2015-04-28 | Stmicroelectronics, Inc. | Ink jet printhead device with compressive stressed dielectric layer |
| US9016836B2 (en) | 2013-05-14 | 2015-04-28 | Stmicroelectronics, Inc. | Ink jet printhead with polarity-changing driver for thermal resistors |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2989046A (en) * | 1958-06-05 | 1961-06-20 | Paramount Pictures Corp | Method for drilling finished holes in glass |
| DE2604939C3 (de) | 1976-02-09 | 1978-07-27 | Ibm Deutschland Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren zum Herstellen von wenigstens einem Durchgangsloch insbesondere einer Düse für Tintenstrahldrucker |
| US4239954A (en) * | 1978-12-11 | 1980-12-16 | United Technologies Corporation | Backer for electron beam hole drilling |
| US4894664A (en) | 1986-04-28 | 1990-01-16 | Hewlett-Packard Company | Monolithic thermal ink jet printhead with integral nozzle and ink feed |
| US4862197A (en) | 1986-08-28 | 1989-08-29 | Hewlett-Packard Co. | Process for manufacturing thermal ink jet printhead and integrated circuit (IC) structures produced thereby |
| IT1234800B (it) * | 1989-06-08 | 1992-05-27 | C Olivetti & C Spa Sede Via Je | Procedimento di fabbricazione di testine termiche di stampa a getto d'inchiostro e testine cosi' ottenute |
| GB2241186A (en) | 1990-02-24 | 1991-08-28 | Rolls Royce Plc | Anti-sputtercoating |
| US5105588A (en) * | 1990-09-10 | 1992-04-21 | Hewlett-Packard Company | Method and apparatus for simultaneously forming a plurality of openings through a substrate |
| US5703631A (en) | 1992-05-05 | 1997-12-30 | Compaq Computer Corporation | Method of forming an orifice array for a high density ink jet printhead |
| JP3196796B2 (ja) | 1992-06-24 | 2001-08-06 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット記録ヘッドのノズル形成方法 |
| US5308442A (en) | 1993-01-25 | 1994-05-03 | Hewlett-Packard Company | Anisotropically etched ink fill slots in silicon |
| BE1007894A3 (nl) * | 1993-12-20 | 1995-11-14 | Philips Electronics Nv | Werkwijze voor het vervaardigen van een plaat van niet-metallisch materiaal met een patroon van gaten en/of holten. |
| JPH08267753A (ja) * | 1995-03-29 | 1996-10-15 | Brother Ind Ltd | ノズルの製造方法 |
| US5658471A (en) | 1995-09-22 | 1997-08-19 | Lexmark International, Inc. | Fabrication of thermal ink-jet feed slots in a silicon substrate |
| KR100311880B1 (ko) | 1996-11-11 | 2001-12-20 | 미다라이 후지오 | 관통구멍의제작방법,관통구멍을갖는실리콘기판,이기판을이용한디바이스,잉크제트헤드의제조방법및잉크제트헤드 |
| US6238269B1 (en) * | 2000-01-26 | 2001-05-29 | Hewlett-Packard Company | Ink feed slot formation in ink-jet printheads |
| FR2811588B1 (fr) * | 2000-07-13 | 2002-10-11 | Centre Nat Rech Scient | Tete d'injection et de dosage thermique, son procede de fabrication et systeme de fonctionnalisation ou d'adressage la comprenant |
| US6648732B2 (en) * | 2001-01-30 | 2003-11-18 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Thin film coating of a slotted substrate and techniques for forming slotted substrates |
-
2001
- 2001-01-30 US US09/772,752 patent/US6648732B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-01-21 DE DE60229316T patent/DE60229316D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-21 EP EP02250377A patent/EP1226947B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-21 EP EP08075640A patent/EP2000309A3/en not_active Withdrawn
- 2002-01-21 JP JP2002011197A patent/JP4166476B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-10-03 US US10/679,097 patent/US6945634B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6648732B2 (en) | 2003-11-18 |
| EP2000309A3 (en) | 2009-12-16 |
| JP2002248777A (ja) | 2002-09-03 |
| DE60229316D1 (de) | 2008-11-27 |
| US20040067319A1 (en) | 2004-04-08 |
| EP2000309A2 (en) | 2008-12-10 |
| US20020102918A1 (en) | 2002-08-01 |
| EP1226947B1 (en) | 2008-10-15 |
| EP1226947A1 (en) | 2002-07-31 |
| US6945634B2 (en) | 2005-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1997519B (zh) | 具有高阻加热膜的微流体喷射装置 | |
| US20100321447A1 (en) | Protective layers for micro-fluid ejection devices and methods for depositing same | |
| JP4166476B2 (ja) | スロットをつけた基板の形成技術 | |
| US6786575B2 (en) | Ink jet heater chip and method therefor | |
| US6513913B2 (en) | Heating element of a printhead having conductive layer between resistive layers | |
| JP3408292B2 (ja) | プリントヘッド | |
| US6929349B2 (en) | Thin film ink jet printhead adhesion enhancement | |
| CN101346235B (zh) | 微流喷头及延长其热喷射致动器使用寿命的方法 | |
| EP1270233B1 (en) | Slotted substrate and slotting process | |
| US7198358B2 (en) | Heating element, fluid heating device, inkjet printhead, and print cartridge having the same and method of making the same | |
| CN101607472A (zh) | 喷墨打印头的加热器及该加热器的制造方法 | |
| US20030098900A1 (en) | Ink-jet head, and method for manufacturing the same | |
| KR100553912B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 | |
| US7594328B2 (en) | Method of forming a slotted substrate with partially patterned layers | |
| JPH07125210A (ja) | サーマルインクジェットヘッド | |
| WO2009005489A1 (en) | Protective layers for micro-fluid ejection devices | |
| JP2007276150A (ja) | インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録ヘッドの製造方法 | |
| JPH10181019A (ja) | 液体噴射記録ヘッド | |
| JPH06305145A (ja) | サーマルインクジェットヘッド | |
| JP2003226021A (ja) | インクジェットヘッドおよびインクジェットヘッドの製造方法 | |
| JPH06320730A (ja) | サーマルインクジェットヘッド | |
| JPH05293966A (ja) | サーマルインクジェットヘッドチップの製造方法 | |
| JPH05330047A (ja) | インクジェット記録ヘッド用基板、インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 | |
| HK1105181B (en) | Micro-fluid ejection device having high resistance heater film |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040527 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040527 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070824 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070911 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20071210 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20071213 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080109 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080205 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080604 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20080612 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080701 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080730 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110808 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |