KR100653088B1 - 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
잉크젯 프린터에 사용되는 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법이 개시된다. 상기 제조방법은 웨이퍼에 복수개의 잉크젯 프린트 헤드를 제조하는 단계; 상기 잉크젯 프린트 헤드의 제조과정에서 상기 잉크젯 프린트 헤드의 주변에 보조 측벽을 형성하는 단계; 상기 웨이퍼의 보조 측벽과 프린트 헤드 위에 보호필림을 부착하는 단계; 및 상기 복수개의 잉크젯 프린트 헤드 각각을 절단하여 분리하는 단계;를 포함한다. 상기 제조방법에 의하면, 웨이퍼 단위로 잉크젯 프린트 헤드를 절단(dicing)할 때 웨이퍼의 절단공정을 원활하게 하고, 특히 잉크젯 프린트 헤드의 접속패드의 오염도 방지할 수 있게 된다.
잉크젯, 프린트 헤드, 절단, 접속패드, 오염
Description
도 1은 종래의 잉크젯 프린트 헤드에 대한 구성도로서, 도 1a는 그 단면도이고, 도 1b는 그 평면도이다.
도 2는 종래의 잉크젯 프린트 헤드 칩의 제조과정 중 절단과정을 설명하기 위한 잉크젯 프린트 헤드 웨이퍼에 대한 부분 사시도이다.
도 3은 도 2의 B-B 단면도이다.
도 4는 본 발명의 잉크젯 프린트 헤드의 단면도이다.
도 5a 내지 도 5i는 본 발명의 제1실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 제조공정을 설명하기 위한 잉크젯 프린트 헤드의 단면도,
도 6a 내지 도 6h는 본 발명의 제2실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법을 설명하기 위한 잉크젯 프린트 헤드의 단면도들이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100, 200: 잉크젯 프린트 헤드 110, 210: 웨이퍼
110a, 210a: 기판 111, 211: 절연층
112, 212 : 발열층 113, 213: 전극
114, 214: 보호층 116, 216: 잉크 공급구
117, 217: 챔버 119a, 119b, 219a, 219b: 노즐
본 발명은 잉크젯 프린터(inkjet printer)에 사용되는 프린트 헤드(print head)의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼 단위로 잉크젯 프린트 헤드를 절단(dicing)할 때 챔버 내부 및 접속패드(contact pad)의 오염을 방지할 수 있는 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 잉크젯 프린터는 소음이 작고 해상도가 우수할 뿐 아니라 저가로 칼라 구현이 가능하기 때문에, 소비자의 수요가 급속하게 신장되고 있다. 잉크젯 프린터는 액체 상태의 잉크를 프린트 헤드를 이용하여 노즐을 통해 분사함으로써 화상을 인쇄하는 방식의 프린터이다. 반도체 기술의 발전과 더불어, 잉크젯 프린터의 핵심 부품인 프린터 헤드의 제조 기술도 지난 수년 동안 비약적으로 발전하였다. 그 결과, 현재 약 300개의 분사 노즐을 구비하며 1200dpi의 해상도를 제공할 수 있는 프린트 헤드가 잉크 카트리지에 장착되어 사용되고 있다.
잉크젯 프린트 헤드에서 잉크를 용지에 뿌리는 방법에는 여러가지가 있으나, 일반적으로 발열층(heating layer)에서 열을 발생함으로써 잉크를 담고 있는 잉크챔버(ink chamber)에 기포를 형성시켜 노즐을 통해 잉크를 분사하는 열전사 잉크 분사기술을 채택하고 있다.
도 1은 그러한 방식의 잉크젯 프린트 헤드에 대한 구성도로서, 도 1a는 정단면도이고, 도 1b는 그 평면도이다. 도 1a는 도 1b의 A-A 단면을 도시하고 있다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 종래의 잉크젯 프린트 헤드(10)는 기판(11a), 발열층(12), 전극(13), 보호층(passivation layer, 14), 및 안티-캐비테이션층(anti-cavitation layer, 15)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다.
전극(13)은 발열층(20)의 상부에 형성되고, 통상의 CMOS 로직(미도시) 및 파워 트랜지스터(미도시) 등으로부터 전기신호를 제공받아 발열층(12)으로 전달한다. 발열층(12) 및 전극(13)의 상부에 이들을 보호하기 위한 보호층(14) 및 안티-캐비테이션층(15)이 형성된다. 보호층(14)은 전기 절연 및 외부 충격으로부터 발열층(12) 및 전극(13)을 보호하며, 안티-캐비테이션층(15)은 열에너지로 인하여 발생된 잉크 버블의 소멸시 발생하는 수축 충격(cavitation force)에 의해 발열층(12)이 파손되는 것을 억제한다.
잉크는 프린트 헤드(10)의 기판(11a) 하면으로부터 잉크 공급로(16)를 통하여 기판(11a)의 상면으로 공급된다. 잉크 공급로(16)를 통해서 공급되는 잉크는 챔버 플레이트(chamber plate, 19)로 형성된 잉크챔버(17)에 도달한다. 잉크 챔버(17)에 일시적으로 정체된 잉크는 발열층(12)으로부터 발생된 열에 의해서 순간적으로 가열된다. 발열층(12)은 외부회로에 접속된 접속패드(18)와 연결되는 전극(13)을 통하여 전기적 신호를 받아 열을 발생한다. 잉크는 폭발성 버블을 발생하고, 이에 따라 잉크 챔버(17) 내의 잉크 중 일부가 발생된 버블에 의해 잉크 챔버(17) 위에 형성된 잉크 노즐(19a, 19b)을 통하여 프린트 헤드(10) 밖으로 토출된다.
현재, 이러한 잉크젯 프린트 헤드(10)를 실질적으로 하나의 웨이퍼 단위 (wafer unit)로 제조하는 방법에 관하여 많은 연구가 진행되고 있다. 그러한 종래의 제조방법에 대한 한 예를 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 복수개의 잉크젯 프린트 헤드(10, 10'), 즉 잉크젯 프린트 헤드 어레이(array)가 형성된 웨이퍼(11)에 대한 사시도이며, 도 3은 상기 웨이퍼(11)의 B-B 단면도이다. 설명의 편의상 이웃한 두개의 잉크젯 프린트 헤드(10, 10')만을 도시한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 우선 웨이퍼(11) 위에 발열층(12, 12'), 전극(13, 13'), 보호층(14, 14') 및 안티-캐비테이션층(15, 15')을 순차적으로 형성한다. 그 다음, 보호층(14, 14') 위에 포지티브 포토레지스트 몰드(positive photoresist mold, 미도시)를 형성한 후, 웨이퍼(11)의 전체면에 네가티브 포토 레지스트로서 감광성 에폭시 수지를 코팅한다. 네가티브 포토 레지스트는 노즐의 패턴이 형성된 포토 마스크(미도시)에 의해 UV 노광한 후 UV에 노출되어 경화된 부분을 제외한 부분을 현상액으로 용해하여 제거한다. 그 결과 기판(11a, 11a')의 상부에 노즐(19a, 19b, 19a', 19b')이 형성된 챔버 플레이트(19, 19')가 형성된다. 챔버 플레이트(19, 19')를 제작한 후, 웨이퍼(11)의 하면에 에칭을 통하여 잉크 공급구(16, 16')를 형성한다. 그 후, 상기 포토 레지스트 몰드를 용매에 의해 용해하여 제거하면, 챔버 플레이트(19, 19')에 잉크 챔버(17, 17')가 형성된다.
그 다음, 복수개의 잉크젯 프린트 헤드 어레이(10, 10')가 형성된 웨이퍼(11)로부터 각각의 잉크젯 프린트 헤드(10, 10')를 얻기 위해서, 웨이퍼(11)를 절단하는 공정이 필요하다. 통상적으로, 잉크젯 프린트 헤드 어레이(10, 10')가 형성 된 웨이퍼(11)를 절단할 때 잉크젯 프린트 헤드(10, 10') 내에 오염을 방지하기 위하여, 웨이퍼(11)의 양면에 보호필림(protection film, 31, 32)을 접착한 후, 도 2의 일점 쇄선(도 3의 화살표 참조)을 따라 웨이퍼(11)를 절단한다.
이러한 웨이퍼(11)의 절단공정에서 각 잉크젯 프린트 헤드(10, 10')의 챔버(17, 17') 내부는 보호필림(31, 32)에 의해 충분히 오염이 방지될 수 있다. 그러나 잉크젯 프린트 헤드(10, 10')의 구조상 서로 인접한 잉크젯 프린트 헤드(10, 10') 사이가 넓어 보호필림(31)의 일부분(F로 표시)에 처짐이 발생하여, 웨이퍼(11)의 절단공정이 매끄럽지 못하다. 특히 상기 절단공정에서는 잉크젯 프린트 헤드(10,10')의 외곽 부분에 있는 접속패드(18, 18')가 그대로 외부에 노출되어 접속패드(18, 18')의 오염이 심각하다.
따라서, 본 발명의 목적은 잉크젯 프린터에 사용되는 프린트 헤드의 제조공정에서, 웨이퍼 단위로 잉크젯 프린트 헤드를 절단(dicing)할 때 접속패드의 오염을 방지할 수 있는 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법은, 웨이퍼에 복수개의 잉크젯 프린트 헤드를 제조하는 단계; 상기 잉크젯 프린트 헤드의 제조과정에서 상기 잉크젯 프린트 헤드의 주변에 보조 측벽을 형성하는 단계; 상기 웨이퍼의 보조 측벽과 프린트 헤드 위에 보호필림을 부착하는 단계; 및 상기 복수개의 잉크젯 프린트 헤드 각각을 절단하여 분리하는 단계;를 포함한다.
상기 잉크젯 프린트 헤드의 제조단계는, 바람직하게, 상기 웨이퍼 상에 순차적으로 절연층, 발열층, 전극, 보호층 및 안티-캐비테이션층을 형성하는 단계; 상기 보호층 위의 노즐이 형성될 부위에 챔버 측벽을 형성하는 단계; 상기 챔버 측벽 내에 희생층을 형성한 후, 상기 희생층 위와 챔버 측벽의 상단에 챔버 플레이트를 형성하는 단계; 상기 챔버 플레이트의 노즐이 형성될 부위를 에칭하여 상기 노즐을 형성하는 단계; 상기 노즐이 형성된 웨이퍼의 반대면을 에칭하여 잉크 공급구를 형성하는 단계; 및 상기 희생층을 제거하는 단계;를 포함한다.
상기 전극의 형성단계에서 전극층을 패터닝하여 상기 잉크젯 프린트 헤드의 옆에 접속패드를 형성하는 것이 바람직하다.
바람직하게, 상기 보조 측벽의 형성단계에서 상기 보조 측벽은, 상기 보호층 위에 챔버 측벽을 형성하기 위한 챔버 측벽용 도금층과, 상기 챔버 측벽용 도금층 위에 챔버 플레이트를 형성하기 위한 도금층을 순차적으로 형성한 후 상기 도금층들을 패터닝하여 형성하는 것이다.
바람직하게, 상기 보조 측벽 형성단계에서 상기 보조 측벽은 상기 잉크젯 프린트 헤드의 접속패드 옆에 형성하는 것이다.
상기 보조 측벽은 잉크젯 프린트 헤드의 챔버 플레이트와 동일한 높이로 형성하는 것이 좋다.
바람직하게는, 상기 보호필림의 부착단계에서 상기 보호필림을 접착제에 의해 상기 보조 측벽 위와 상기 프린트 헤드 위에 접착하는 것이다. 상기 보호필림은 그 일면에 접착제가 부착된 것이 바람직하다.
상기 각 프린트 헤드의 분리단계에서 상기 보조 측벽 사이를 절단하여 상기 각 프린트 헤드를 분리하는 것이 바람직하다.
상기 절연층은 열저장층일 수 있다.
또한, 상기 잉크젯 프린트 헤드의 제조단계는, 상기 웨이퍼 상에 순차적으로 절연층, 발열층, 전극층, 보호층 및 안티-캐비테이션층을 형성하는 단계; 상기 보호층에 희생층을 형성하고, 노즐이 형성될 부위의 희생층만 남기고 나머지 희생층을 제거하는 단계; 상기 남은 희생층 위의 노즐이 형성될 부위에 노즐용 몰드를 형성한 후, 상기 희생층 위에 챔버 도금층을 형성하는 단계; 상기 챔버 도금층이 형성된 웨이퍼의 반대면을 에칭하여 잉크 공급구를 형성하는 단계; 상기 노즐용 몰드를 제거하여 노즐을 형성하는 단계; 및 상기 희생층을 제거하는 단계;를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 보조 측벽의 형성단계에서 상기 보조 측벽은, 상기 보호층 위에 챔버 도금층을 패터닝하여 형성할 수 있다.
이러한 잉크젯 프린트 헤드의 제조단계에서, 상기 챔버 도금층의 형성단계는 상기 남은 희생층 위의 노즐이 형성될 부위에 도금 시드층(seed layer)을 형성하는 단계; 및 상기 도금 시드층 위의 노즐이 형성될 부위에 노즐용 몰드를 형성한 후, 상기 도금 시드층 위에 상기 챔버 도금층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 보조 측벽의 형성단계에서 상기 보조 측벽은, 상기 보호층 위에 상기 도금 시드층과 상기 챔버 도금층을 패터닝하여 형성할 수 있다.
이 경우에도, 상기 보조 측벽은 상기 챔버 도금층과 동일한 높이로 형성하는 것이 바람직하다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 잉크젯 프린트 헤드를 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 부합되는 대표적 잉크젯 프린트 헤드의 단면도로서, 상방 토출되는 열전사식 잉크젯 프린트 헤드이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 잉크젯 프린트 헤드(100)는, 기판(110a), 발열층(112), 전극(113) 및 보호층(114) 등의 구조물을 포함한다.
상기 기판(110a)은 통상 주로 사용되는 실리콘 웨이퍼를 사용할 수 있다.
발열층(112)은 기판(110a)의 상부에 형성되는 통상의 박막 히터(Thin film heater)로, 전극(113)으로부터 전달받은 전기신호를 열 에너지로 전환하여 잉크를 순간 가열시키기 위한 열을 발생한다. 발열층(112)은 알루미늄 탄탈(Ta-Al), 질화탄탈(TaN), 실리콘 알루미늄 탄탈(Ta-Al-Si)과 같은 금속성 물질을 사용할 수 있다.
전극(113)은 발열층(112)의 상부에 형성되고, 통상의 CMOS 로직 및 파워 트랜지스터 등으로부터 전기신호를 제공받아 발열층(112)에 전달한다. 전극(113)은 통전성이 높은 재질인 알루미늄, 금, 탄탈 및 백금 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
발열층(112)과 전극(113) 사이에는 폴리 실리콘과 같은 절연층으로 열저장층(thermal storage layer, 111)이 더 형성될 수도 있다.
상기 보호층(114)은 발열층(112)과 전극(113)과 접촉되도록 형성되며, 전기 절연 및 외부 충격에 대하여 발열층(112)과 전극(113)을 보호한다. 바람직하게, 보 호층(114)은 절연성과 열전달효율이 좋은 SiNx 또는 SiOx로 형성될 수 있다.
보호층(114)의 노즐(119a, 119b)이 형성될 부위에 안티-캐비테이션층(115)이 더 형성될 수 있다. 안티-캐비테이션층(115)은 열에너지로 인하여 발생된 잉크 버블의 소멸시 발생하는 수축 충격에 의해 발열층(112)이 파손되는 것을 억제한다.
상기 기판(110a), 발열층(112), 전극(113) 및 보호층(114) 등의 구조물 위에 잉크 챔버(117)가 형성된다. 상기 잉크 챔버(117)에는 상방으로 노즐(119a, 119b)이 형성되어 있으며, 하방으로 잉크 공급구(116)가 형성된다.
본 발명의 잉크젯 프린트 헤드(100)에서, 잉크는 프린트 헤드(100)의 기판(110a)의 하면으로부터 잉크 공급구(116)를 통하여 기판(110a)의 상면으로 공급된다. 잉크 공급구(116)를 통해서 공급되는 잉크는 잉크 챔버(117)에 도달한다. 잉크 챔버(117)에 일시적으로 정체된 잉크는 발열층(112)으로부터 발생된 열에 의해서 순간적으로 가열된다. 발열층(112)은 외부회로에 접속된 접속패드(118)와 연결되는 전극(113)을 통하여 전기적 신호를 받아 열을 발생한다. 잉크는 폭발성 버블을 발생하고, 이에 따라 잉크 챔버(117) 내의 잉크 중 일부가 발생된 버블에 의해 잉크 챔버(117) 위에 형성된 잉크 노즐(119a, 119b)을 통하여 프린트 헤드(100) 밖으로 토출된다.
이러한 잉크젯 프린트 헤드(100)는 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 후술될 본 발명의 제조방법에 의하면, 상기 잉크젯 프린트 헤드(100)를 웨이퍼 단위로 제조할 때 접속패드(118)의 오염을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 구체 적으로 설명한다.
도 5a 내지 도 5i는 상기 잉크젯 프린트 헤드(100)의 제조공정을 설명하기 위한 잉크젯 프린트 헤드(100)의 단면도이다. 도 5a 내지 도 5i에는 설명의 편의상 웨이퍼(110) 상에 서로 이웃한 2개의 잉크젯 프린트 헤드(100, 100')만을 도시한다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 잉크젯 프린터 헤드의 제조방법은, 웨이퍼(110)에 복수개의 잉크젯 프린트 헤드(100, 100')를 제조하는 단계; 복수개의 잉크젯 프린트 헤드(100, 100')의 제조과정에서 복수개의 잉크젯 프린트 헤드(100, 100')의 주변에 보조 측벽(121, 121')을 형성하는 단계; 웨이퍼(110)의 보조 측벽(121, 121')과 복수개의 잉크젯 프린트 헤드(100, 100') 위에 보호필림(131)을 부착하는 단계; 및 복수개의 잉크젯 프린트 헤드(100, 100') 각각을 절단하여 분리하는 단계;를 포함한다.
우선, 복수개의 잉크젯 프린트 헤드(100, 100')의 제조단계는, 도 5a 내지 도 5e에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(110) 상에 순차적으로 절연층(111, 111'), 발열층(112, 112'), 전극(113, 113'), 보호층(114, 114') 및 안티-캐비테이션층(115, 115')을 형성한다.
상기 절연층(111, 111')은 도 5a에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(110) 상에 폴리 실리콘층을 새로이 형성하거나 도핑에 의해 단결정 실리콘 웨이퍼의 표면을 다결정 실리콘층을 형성함으로써 가능하다. 상기 절연층(111, 111')은 발열층(112, 112')에서 발생된 열이 기판(110a, 110a')으로 손실되는 것을 어느 정도 방지할 수 있는 열저장층일 수 있다.
상기 발열층(112, 112')은 도 5b에서와 같이, 웨이퍼(110)에 알루미늄 탄탈, 질화탄탈, 실리콘 알루미늄 탄탈 등의 도전성 금속 중 어느 하나를 증착한 후, 패터닝하여 형성할 수 있다.
그 다음, 발열층(112, 112')이 형성된 웨이퍼(110) 상에 전극(113, 113')을 증착하고, 노즐(119a, 119b)이 형성될 부분을 에칭하여 패터닝한다. 상기 전극(113, 113')의 형성단계에서 전극층을 패터닝하여 잉크젯 프린트 헤드(100, 100')의 옆에 외부단자와 연결되는 접속패드(118, 118')를 형성할 수 있다.
상기 보호층(114, 114')은 도 5c 및 도 5d에서와 같이, 전극(113, 113')과 발열층(112, 112')이 형성된 웨이퍼(110) 상에, 절연과 열전달이 양호한 SiNx 또는 SiOx로 증착하고, 이를 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 보호층(114, 114') 패턴을 형성할 때 절연층(111, 111')까지 에칭하여 잉크 공급구(116, 116')가 형성될 부위를 마련한다.
상기 안티-캐비테이션층(115, 115')은 도 5e에 도시된 바와 같이, 보호층(114, 114')의 노즐(119a, 119b)이 형성될 부위에 증착 및 패터닝에 의해 형성될 수 있다.
그 다음, 도 5f에 도시된 바와 같이, 보호층(114, 114') 위의 노즐이 형성될 부위 및 잉크 공급구(116, 116')가 형성될 부위에 챔버 측벽(117c, 117c')을 형성한다. 챔버 측벽(117c, 117c')은 챔버 측벽 형성을 위한 금속 도금층을 증착하여 그 챔버 측벽(117c, 117c') 부위만을 남겨두도록 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 그리고 희생층(117a, 117a')을 증착하고 챔버 측벽(117c, 117c') 안쪽의 희생층(117a, 117a')만을 남겨둔다.
그 다음, 도 5g에서와 같이, 챔버 측벽(117c, 117c') 내의 희생층(117a, 117a') 위에 증착 또는 도금을 통하여 챔버 플레이트(119c, 119c')를 형성한다. 그리고 챔버 플레이트(119c, 119c')의 노즐이 형성될 부위를 에칭하여 노즐(119a, 119b, 119a', 119b')을 형성한다.
그리고 도 5h에 도시된 바와 같이, 노즐(119a, 119b, 119a', 119b')이 형성된 웨이퍼(110)의 반대면을 에칭하여 잉크 공급구(116, 116')를 형성하고, 희생층(117a, 117a')을 제거한다.
한편, 이러한 제조과정에서 웨이퍼(110) 상의 각 잉크젯 프린트 헤드(100, 100')의 측면에 보조 측벽(121, 121')을 마련한다. 상기 보조 측벽(121, 121')은 잉크젯 프린트 헤드(100, 100')의 접속패드(118, 118') 옆에 형성하는 것이 좋다. 보조 측벽(121, 121')은 후술될 잉크젯 프린트 헤드(100, 100')의 절단과정을 위하여, 잉크젯 프린트 헤드(100, 100')의 높이와 동일한 높이로 형성하는 것이 바람직하다. 예컨대, 제1실시예의 잉크젯 프린트 헤드(100, 100')에서는, 보조 측벽(121, 121')이 챔버 플레이트(119c, 119c')와 동일한 높이를 가지도록 구성한다. 즉, 제1실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(100, 100')의 제조과정에서, 보호층(114, 114'), 챔버 측벽(117c, 117c') 및 챔버 플레이트(119c, 119c')를 형성할 때 상기 구조물들에 의해 보조 측벽(121, 121')을 형성하면, 보조 측벽(121, 121')은 잉크젯 프린트 헤드(100, 100')와 동일한 높이를 가지게 될 것이다. 따라서 제1실시예 에서 보조 측벽(121, 121')은 보호층(114, 114') 위에 챔버 측벽(117c, 117c')을 형성하기 위한 챔버 측벽용 도금층과, 상기 챔버 측벽용 도금층 위에 챔버 플레이트(119c, 119c')를 형성하기 위한 도금층을 순차적으로 형성한 후 상기 도금층들을 패터닝하여 형성하는 것이 바람직하다.
그 다음, 도 5i에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 보조 측벽(121, 121')이 마련된 잉크젯 프린트 헤드(100, 100')를 구비한 웨이퍼(110)의 그 양쪽면에 보호필림(131, 132)을 부착한다. 웨이퍼(110)의 상면에 보호필름(131)을 부착할 때에는 웨이퍼(110)의 보조 측벽(121, 121')과 챔버 플레이트(119c, 119c') 위에 부착한다. 보호필림(131, 132)의 부착은, 보호필림(131, 132)의 일면에 접착제를 도포하거나 보호필림(131, 132) 자체에 접착물질이 형성된 보호필림(131, 132)을 사용하여 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 보호필림(131, 132)은 그 일면에 접착제가 부착된 것이 바람직하다.
그리고, 상기 웨이퍼(110)로부터 복수개의 잉크젯 프린트 헤드(100, 100') 각각을 절단하여 분리한다. 각 잉크젯 프린트 헤드(100, 100')의 분리는 도 5i에 도시된 바와 같이, 화살표 방향을 따라 보조 측벽(121, 121') 사이를 절단하는 것이 바람직하다. 이렇제 제조된 잉크젯 프린트 헤드(100, 100')는 챔버(117, 117')의 안쪽 뿐만 아니라 접속패드(118, 118') 자체에도 전혀 오염이 발생하지 않는다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법은, 제1실시예와 마찬가지로, 웨이퍼에 복수개의 잉크젯 프린트 헤드를 제조하는 단계; 상기 잉크젯 프린트 헤드의 제조과정에서 상기 잉크젯 프린트 헤드의 주변에 보조 측벽을 형성하는 단계; 상기 웨이퍼의 보조 측벽과 프린트 헤드 위에 보호필림을 부착하는 단계; 및 상기 복수개의 잉크젯 프린트 헤드 각각을 절단하여 분리하는 단계;를 포함한다. 그러나 제2실시예에서는, 제1실시예의 제조방법과 달리, 상기 잉크젯 프린트 헤드를 다른 방식으로 제조할 수 있다.
도 6a 내지 도 6h는 본 발명의 제2실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법을 설명하기 위한 잉크젯 프린트 헤드의 단면도들이다. 제2실시예에 따라 제조된 잉크젯 프린트 헤드(200, 200')는 제1실시예의 잉크젯 프린트 헤드(100, 100')와 거의 동일하다. 다만, 제2실시예의 제조방법은 노즐(219a, 219b, 219a', 219b') 및 챔버(217, 217')를 제조하는 과정이 제1실시예의 제조방법과 다르다. 이해를 돕기 위하여, 도 6a 내지 도 6h에서 동일한 기능을 하는 부재들에는 도 5a 내지 도 5i에 대응하는 참조부호를 붙였으므로, 제1실시예와 차이가 있는 공정만을 설명하고 나머지 중복된 설명은 생략한다.
제2실시예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(200, 200')의 제조방법에서, 웨이퍼(210) 상에 순차적으로 절연층(211, 211'), 발열층(212, 212'), 전극(213, 213'), 보호층(214, 214') 및 안티-캐비테이션층(215, 215')의 구조물을 형성하는 단계는, 제1실시예와 동일하다.
상기 구조물들을 형성한 후, 도 6a에서와 같이, 상기 잉크젯 프린트 헤드(200, 200')의 제조단계는, 노즐(219a, 219b, 219a', 219b')이 형성될 보호층(214, 214')에 희생층(217a, 217a')을 형성하고, 노즐(219a, 219b, 219a', 219b')이 형성될 부위의 희생층(217a, 217a')만 남기고 나머지 희생층을 제거한다.
그 다음, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 남은 희생층(217a, 217a') 위의 노즐(219a, 219b, 219a', 219b')이 형성될 부위에 노즐용 몰드(220a, 220b, 220a', 220b')를 형성한다. 그리고, 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 희생층(217a, 217a') 위에 챔버 도금층(217c, 217c')을 형성한다. 참고로, 챔버 도금층(217c, 217c')을 희생층(217a, 217a') 위에 도금하기 앞서, 도 6b에서와 같이, 시드층(217b, 217b')를 먼저 무전해도금 또는 증착에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 상기 노즐용 몰드(220a, 220b, 220a', 220b')는 희생층(217a, 217a')과 동일한 재질로 형성할 수 있다.
그 다음, 도 6e에서와 같이, 상기 챔버 도금층(217c, 217c')이 형성된 웨이퍼(210)의 반대면을 에칭하여 잉크 공급구(216, 216')를 형성하고, 도 6f에서와 같이, 노즐용 몰드(220a, 220b, 220a', 220b')를 제거하여 노즐(219a, 219b, 219a', 219b')을 형성한다. 그리고, 도 6g에서와 같이 희생층(217a, 217a')을 제거하면 잉크젯 프린트 헤드(200, 200')가 웨이퍼(210)에 제조된다.
물론, 이러한 제조과정에서 웨이퍼(210) 상의 각 잉크젯 프린트 헤드(200, 200')의 측면에 보조 측벽(221, 221')을 마련한다. 제2실시예의 잉크젯 프린트 헤드(200, 200')의 제조과정에서, 보호층(214, 214'), 챔버 도금층(217c, 217c') 및 시드층(217b, 217b')을 형성할 때 상기 구조물들에 의해 보조 측벽(221, 221')을 형성하면, 보조 측벽(221, 221')은 잉크젯 프린트 헤드(200, 200')와 동일한 높이 를 가지게 될 것이다. 따라서 제2실시예에서 보조 측벽(221, 221')은 보호층(214, 214') 위에 챔버(217, 217')을 형성하기 위한 시드층(217b, 217b')과 챔버 도금층(217c, 217c')을 순차적으로 형성한 후 상기 층들을 패터닝하여 형성하는 것이 바람직하다.
그 다음, 도 6h에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 보조 측벽(221, 221')이 마련된 잉크젯 프린트 헤드(200, 200')를 구비한 웨이퍼(210)의 그 양쪽면에 보호필림(231, 232)을 부착한다. 이러한 잉크젯 프린트 헤드(200, 200')의 분리과정은 제1실시예에 동일하다. 이렇제 제조된 잉크젯 프린트 헤드(200, 200')는 챔버(217, 217')의 안쪽 뿐만 아니라 접속패드(218, 218') 자체에도 전혀 오염이 발생하지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 따르면, 잉크젯 프린터에 사용되는 프린트 헤드의 제조공정에서, 웨이퍼 단위로 잉크젯 프린트 헤드를 절단(dicing)할 때 절단공정을 원활하게 하고, 특히 잉크젯 프린트 헤드의 접속패드의 오염도 방지할 수 있게 된다. 이러한 본 발명의 절단공정은 다양한 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법에 적용할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하였지만, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
Claims (18)
- 웨이퍼에 복수개의 잉크젯 프린트 헤드를 제조하는 단계;상기 잉크젯 프린트 헤드의 제조과정에서 상기 잉크젯 프린트 헤드의 주변에 보조 측벽을 형성하는 단계;상기 웨이퍼의 보조 측벽과 프린트 헤드 위에 보호필림을 부착하는 단계; 및상기 복수개의 잉크젯 프린트 헤드 각각을 절단하여 분리하는 단계;를 포함하는 잉크젯 프린트 헤드의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 잉크젯 프린트 헤드의 제조단계는,상기 웨이퍼 상에 순차적으로 절연층, 발열층, 전극, 보호층 및 안티-캐비테이션층을 형성하는 단계;상기 보호층 위의 노즐이 형성될 부위에 챔버 측벽을 형성하는 단계;상기 챔버 측벽 내에 희생층을 형성한 후, 상기 희생층 위와 챔버 측벽의 상단에 챔버 플레이트를 형성하는 단계;상기 챔버 플레이트의 노즐이 형성될 부위를 에칭하여 상기 노즐을 형성하는 단계;상기 노즐이 형성된 웨이퍼의 반대면을 에칭하여 잉크 공급구를 형성하는 단계; 및상기 희생층을 제거하는 단계;를 포함하는 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 전극의 형성단계에서 전극층을 패터닝하여 상기 잉크젯 프린트 헤드의 옆에 접속패드를 형성하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 보조 측벽의 형성단계에서 상기 보조 측벽은,상기 보호층 위에 챔버 측벽을 형성하기 위한 챔버 측벽용 도금층과, 상기 챔버 측벽용 도금층 위에 챔버 플레이트를 형성하기 위한 도금층을 순차적으로 형성한 후 상기 도금층들을 패터닝하여 형성하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 보조 측벽 형성단계에서 상기 보조 측벽은 상기 잉크젯 프린트 헤드의 접속패드 옆에 형성하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 보조 측벽은 잉크젯 프린트 헤드의 챔버 플레이트와 동일한 높이로 형성하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 보호필림의 부착단계에서 상기 보호필림을 접착제에 의해 상기 보조 측벽 위와 상기 프린트 헤드 위에 접착하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제7항에 있어서, 상기 보호필림은 그 일면에 접착제가 부착된 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 각 프린트 헤드의 분리단계에서 상기 보조 측벽 사이를 절단하여 상기 각 프린트 헤드를 분리하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 절연층은 열저장층인 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 잉크젯 프린트 헤드의 제조단계는,상기 웨이퍼 상에 순차적으로 절연층, 발열층, 전극층, 보호층 및 안티-캐비테이션층을 형성하는 단계;상기 보호층에 희생층을 형성하고, 노즐이 형성될 부위의 희생층만 남기고 나머지 희생층을 제거하는 단계;상기 남은 희생층 위의 노즐이 형성될 부위에 노즐용 몰드를 형성한 후, 상기 희생층 위에 챔버 도금층을 형성하는 단계;상기 챔버 도금층이 형성된 웨이퍼의 반대면을 에칭하여 잉크 공급구를 형성하는 단계;상기 노즐용 몰드를 제거하여 노즐을 형성하는 단계; 및상기 희생층을 제거하는 단계;를 포함하는 제조방법.
- 제11항에 있어서, 상기 챔버 도금층의 형성단계에서, 상기 챔버 도금층은,상기 남은 희생층 위의 노즐이 형성될 부위에 도금 시드층을 형성하는 단계; 및상기 도금 시드층 위의 노즐이 형성될 부위에 노즐용 몰드를 형성한 후, 상기 도금 시드층 위에 챔버 도금층을 형성하는 단계;를 포함하는 제조방법.
- 제11항에 있어서, 상기 전극의 형성단계에서 전극층을 패터닝하여 상기 잉크젯 프린트 헤드의 옆에 접속패드를 형성하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제11항에 있어서, 상기 보조 측벽의 형성단계에서 상기 보조 측벽은, 상기 보호층 위에 챔버 도금층을 패터닝하여 형성하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제12항에 있어서, 상기 보조 측벽의 형성단계에서 상기 보조 측벽은, 상기 보호층 위에 상기 도금시드층과 상기 챔버 도금층을 패터닝하여 형성하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 보조 측벽 형성단계에서 상기 보조 측벽은 상기 잉크젯 프린트 헤드의 접속패드 옆에 형성하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제14항에 있어서, 상기 보조 측벽은 상기 챔버 도금층과 동일한 높이로 형성하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제15항에 있어서, 상기 보조 측벽은 상기 챔버 도금층과 동일한 높이로 형성하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
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