インクジェット記録ヘッドの製造方法
【課題】ｉ線露光によりインク吐出口の形成を行う場合でも、下地による反射の影響がなく、安定したパターン形状が可能であり、反射防止膜が残らないインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】複数のインク吐出エネルギー発生素子を有する基板と、インク吐出エネルギー発生素子上に液滴を保持するためのインク流路と、ｉ線露光にて形成したインクを吐出するためのインク吐出口とを有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、反射防止膜を形成する工程と、ｉ線露光によりインク吐出口形成後、前記反射防止膜を、反射防止膜を選択的に除去可能な方法で除去する工程を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【解決手段】複数のインク吐出エネルギー発生素子を有する基板と、インク吐出エネルギー発生素子上に液滴を保持するためのインク流路と、ｉ線露光にて形成したインクを吐出するためのインク吐出口とを有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、反射防止膜を形成する工程と、ｉ線露光によりインク吐出口形成後、前記反射防止膜を、反射防止膜を選択的に除去可能な方法で除去する工程を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録ヘッドを高精度に製造する製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録ヘッドは、エネルギー発生素子の機能を利用して、紙や樹脂シートなどの被記録媒体上にインクを吐出させて、文字、記号、図形などの記録を行う。
【０００３】
前記エネルギー発生素子に発熱抵抗素子を用いる場合、熱エネルギーの作用を受けた液体が加熱されて気泡を発生し、気泡発生に基づく作用力によって、基板部先端のインク吐出口から液滴が吐出される。前記液滴が被記録部材に付着することで、情報の記録が行われる。
【０００４】
このようなインクジェット記録ヘッドは、液体を吐出するために設けられたインク吐出部、インク流路、熱エネルギーを発生する手段である熱変換体としての発熱抵抗素子、該発熱抵抗素子をインクから保護する上部保護層、蓄熱するための下部層を具備している。
【０００５】
従来の前記インクジェット記録ヘッドの製造方法として、特許文献１記載の製造方法が挙げられる。具体的には、溶解可能な樹脂にてインク流路パターンを形成する工程と、常温にて固体状のエポキシ樹脂を含む被覆樹脂を塗布する工程と、インク吐出口を形成する工程と、前記溶解可能な樹脂を溶出する工程を有する製造方法である。前記製造方法により作製されたインクジェット記録ヘッドは、発熱抵抗素子とインク吐出口間の距離（ＯＨ）を高い精度で短くかつ再現よく設定することができ、これにより高品位記録が可能となる。
【０００６】
また、絶縁層膜と耐キャビテーション層としてのＴａ膜とが積層した発熱抵抗素子を有する基板と、インク吐出部材である被覆樹脂とをポリエーテルアミド樹脂からなる密着層を介して接合する製造方法が挙げられる（特許文献２）。密着層の存在によりＴａ膜と被覆樹脂との密着力が向上し、剥離を防ぐ効果が得られる。
【０００７】
図６（Ａ）〜（Ｇ）は、従来のインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示した断面模式図である。
【０００８】
図６（Ａ）に示されているシリコン基板１は結晶方位１００のシリコン基板を使用し、発熱抵抗素子等のインク吐出エネルギー発生素子３が複数個配置されている。インク吐出エネルギー発生素子上には、絶縁層膜４と、耐キャビテーション層５として、Ｔａ膜が設けられている。またシリコン基板１の裏面はＳｉＯ2膜６で全面覆われている。
【０００９】
まず、図６（Ｂ）に示すように前記シリコン基板１の表面に、ポリエーテルアミド樹脂（密着層）７、裏面にポリエーテルアミド樹脂８をそれぞれ塗布し、ベークにより硬化させる。その後、ポリエーテルアミド樹脂（密着層）７をパターニングするため、ポジ型レジストをスピンコート等により塗布、露光、現像し、ポリエーテルアミド樹脂７をドライエッチング等によりパターニングし、前記ポジ型レジストを剥離する。同様の工程をポリエーテルアミド樹脂８についても行い、パターニングする。
【００１０】
そして図６（Ｃ）に示すように表面にインク流路となる型材料１０（ポジ型レジスト）をパターニングする。
【００１１】
次に図６（Ｄ）に示すように、型材料上に被覆感光性樹脂１２をスピンコート等により形成する。前記被覆感光性樹脂上には撥水材１３がドライフィルムのラミネート等により形成される。インク吐出口１４は、被覆感光性樹脂１２及び撥水材１３を紫外線やＤｅｅｐＵＶ光等による露光、現像を行ってパターニングする。
【００１２】
次に図６（Ｅ）に示すように、型材料１０及び被覆感光性樹脂１２等が形成されている前記シリコン基板１の表面及び側面をスピンコート等により保護材１５で覆う。前記シリコン基板１の裏面に形成されているＳｉＯ2膜６は、前記ポリエーテルアミド樹脂８をマスクとしてウェットエッチングによりパターニングされ、異方性エッチングの開始面となるＳｉ面１１が露出する。
【００１３】
次に図６（Ｆ）に示すように、前記シリコン基板１にインク供給口１６を設ける。このインク供給口１６は、シリコン基板１を化学的にエッチング、例えばＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等の強アルカリ溶液による異方性エッチングにより形成する。そして裏面から異方性エッチングを行っていくと表面の犠牲層２に到達し、インク供給口１６が形成される。
【００１４】
次に図６（Ｇ）に示すように、ポリエーテルアミド樹脂８及び保護材１５を除去する。更に型材料１０を、前記インク吐出口１４及び前記インク供給口１６から溶出させ、絶縁層膜４等を除去することにより、インク流路（発泡室）１７が形成される。
【００１５】
近年では、インクジェット記録ヘッドを用いた画像形成において、高速化や高品質化が求められているため、インクジェット記録ヘッドのインク吐出口の数が多くなると共に、インク吐出口寸法が数μｍから数十μｍと極めて小さくなっている。
【００１６】
しかし、より高度なインク吐出口形状を形成するためにｉ線ステッパーを用いてｉ線露光した場合（ｉ線：波長３６５ｎｍ）、下地からの反射光の影響によりインク吐出口が所望のパターン形状とは異なり、歪んだ形状になる。
【００１７】
インク吐出口の変形を抑制する方法として、下地からの反射光を減衰させる反射防止膜を成膜する方法が考えられる。例えば、特許文献３には、ｉ線露光における反射防止膜としてＮ／Ｓｉ組成比を０．５０〜０．８５とした窒化シリコン膜を２００ｎｍ以下で成膜し、パターン膜からの反射光を光吸収と光干渉とで相乗的に減衰させる方法が示されている。
【特許文献１】特開平６―２８６１４９号公報
【特許文献２】特開平１１―３４８２９０号公報
【特許文献３】特開平７―３７７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
特許文献３を参考にして、耐キャビテーション層上にＳｉＮ等の反射防止膜を設けることで、反射光による影響を緩和することはできる。しかし、省エネルギー等の観点から、インク吐出エネルギー発生素子部分に耐キャビテーション層以外の余分な膜を残さない製造方法が望まれる。
【００１９】
本発明は、ｉ線露光によりインク吐出口の形成を行う場合でも、下地による反射の影響がなく、安定したパターン形状が可能であり、反射防止膜が残存しないインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明におけるインクジェット記録ヘッドの製造方法は、複数のインク吐出エネルギー発生素子を有する基板と、インク吐出エネルギー発生素子上に液滴を保持するためのインク流路と、ｉ線露光にて形成したインクを吐出するためのインク吐出口とを有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、下記（１）から（６）の工程を含むことを特徴とする。
【００２１】
（１）前記インク吐出エネルギー発生素子を有する基板上に反射防止膜を形成する工程
（２）前記反射防止膜上にインク流路となる型材料を形成する工程
（３）前記型材料周面にインク吐出部材となる被覆感光性樹脂を塗布する工程
（４）基板面に対して垂直方向から前記被覆感光性樹脂にｉ線露光し、現像を行い、インク吐出口を形成する工程
（５）前記型材料を、型材料を選択的に除去可能な方法で除去する工程
（６）前記反射防止膜を、反射防止膜を選択的に除去可能な方法で除去する工程。
【発明の効果】
【００２２】
ｉ線露光によりインク吐出口の形成を行う場合でも、下地の反射の影響を緩和し、安定したパターン形状が可能になる。さらに、反射防止膜を除去することで、省エネルギー対策にも有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図２は本実施形態において製造したインクジェット記録ヘッドの断面図の一例である。また図３は本発明を実施するためのインクジェット記録ヘッドの模式的斜視図である。なお、図２は、図３のＡ−Ａ’を破断して示す断面図である。
【００２４】
本発明のインクジェット記録ヘッドは、図３に示すようにインク吐出エネルギー発生素子３が所定のピッチで２列並んで形成されたシリコン基板１を有している。
【００２５】
シリコン基板１は、シリコン単結晶体であることが好ましく、基板の貫通孔の穿設を異方性エッチングにより行う場合は、結晶方位１００のシリコン単結晶体であることが好ましい。基板の貫通孔の穿設をドライエッチング、エキシマレーザーにより行う場合は、結晶方位１１０のシリコン単結晶体などであってもよい。シリコン基板の表裏は、それぞれシリコン酸化膜の熱酸化膜により被覆されていてもよく、シリコン基板の表面に設けられる熱酸化膜には、熱酸化膜が除去されたメンブレン部が設けられていてもよい。
【００２６】
本発明におけるインク吐出エネルギー発生素子３は、インク液小滴を吐出させるための吐出エネルギーがインクに与えられ、インク液滴がインク吐出口１４から吐出可能なものであれば、特に限定はされない。例えば、インク吐出エネルギー発生素子３として発熱抵抗素子が用いられる場合、該発熱抵抗素子が近傍のインクを加熱することにより、インクに状態変化を生起させ吐出エネルギーを発生する。
【００２７】
前記インク吐出エネルギー発生素子上には、図２に示すように電気的絶縁性を持たせるためのＳｉＯ2等からなる絶縁層膜４、インクによる腐食を抑制するＴａ等からなる耐キャビテーション膜５が形成されている。
【００２８】
さらに、シリコン基板上にはポリエーテルアミド樹脂からなる密着層７が形成されている。密着層７の存在により、Ｔａからなる耐キャビテーション膜５と被覆感光性樹脂１２との密着力が向上し、剥離を防ぐ効果が得られる。ポリエーテルアミド樹脂としては、「ＨＩＭＡＬ」（商品名、日立化成工業（株）製）等を用いることができる。
【００２９】
前記密着層７上部には、被覆感光性樹脂１２により、各インク吐出エネルギー発生素子３の上方に開口するインク吐出口１４及びインク吐出エネルギー発生素子上に液滴を保持するためのインク流路（発泡室）１７が形成されている。
【００３０】
本発明に用いる被覆感光性樹脂１２は、感光性樹脂と光重合開始剤を含有する感光性材料であることがパターニング精度の観点から好ましいが、これに限定されるものではない。例えば、エポキシ樹脂等を含むネガ型感光性樹脂等を用いることができる。
【００３１】
なお、インク吐出口１４とインク吐出エネルギー発生素子３間の距離（ＯＨ）１８は、インク吐出特性に影響を与える。
【００３２】
また、ＳｉＯ2膜６をマスクとしてシリコン基板１の異方性エッチングによって形成されたインク供給口１６が、インク吐出エネルギー発生素子３の２つの列の間に開口している。
【００３３】
インク供給口１６を介してインク流路１７内に充填されたインクに、インク吐出エネルギー発生素子３により発生する圧力を加えることによって、インク吐出口１４からインク液滴を吐出させ、被記録媒体に付着させることにより記録を行う。
【００３４】
本発明のインクジェット記録ヘッドは、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、更には各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に搭載可能である。また、本発明のインクジェット記録ヘッドを用いることによって、紙、糸、繊維、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックなど種々の被記録媒体に記録を行うことができる。なお、本発明において「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味する。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３６】
［実施例１］
実施例１におけるインクジェット記録ヘッドを作成するための工程を、図１により説明する。
【００３７】
図１（Ａ）〜（Ｉ）は、図３のＡ−Ａ’断面図であり、本発明のインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示す断面模式図である。
【００３８】
図１（Ａ）に示されるシリコン基板上には、発熱抵抗体等のインク吐出エネルギー発生素子３が複数個配置されている。インク吐出エネルギー発生素子上には、絶縁層膜４と、耐キャビテーション層５が設けられている。絶縁層膜４は、ＳｉＯ2からなる。また、耐キャビテーション層５にはＴａ膜が用いられている。また前記シリコン基板１の裏面はＳｉＯ2膜６で全面覆われている。さらに、アルカリ性の溶液によってインク供給口１６を形成する際に必要となる犠牲層２がシリコン基板１に設けてある。
【００３９】
犠牲層２はアルカリ溶液でエッチングすることができ、ポリシリコンやエッチング速度の速いアルミ、アルミシリコン、アルミ銅、アルミシリコン銅などで形成される。インク吐出エネルギー発生素子３の配線やインク吐出エネルギー発生素子３を駆動するための半導体素子は不図示である。
【００４０】
まず、図１（Ｂ）に示すように、反射防止膜９を形成した。反射防止膜としてはＳｉＮを用いることが好ましい。本実施例では反射防止膜としてＳｉＮ膜を用いた。
【００４１】
また、前記ＳｉＮ膜の波長６３３ｎｍにおける屈折率ｎが２．０５＜ｎの範囲にあることが好ましい。ＳｉＮ膜の波長６３３ｎｍにおける屈折率ｎはＳｉＮ膜の組成比（Ｎ／Ｓｉ）と相関があることが知られている（特許文献３）。波長６３３ｎｍにおける屈折率ｎが前記範囲にあるＳｉＮ膜は、ｉ線露光によるインク吐出口形成時に下地からの反射光をより低減することができるため、インク吐出口の変形を抑制できる。本実施例で用いたＳｉＮ膜の波長６３３ｎｍにおける屈折率ｎは２．０５であった。
【００４２】
なお、ＳｉＮ膜はプラズマＣＶＤ、常温ＣＶＤ等にて形成することができる。本実施例では常温ＣＶＤによりＳｉＮ膜の形成を行った。
【００４３】
また、シリコン基板１の裏面にポリエーテルアミド樹脂層８をスピンコートにより塗布し、ベークにより硬化させた。前記ポリエーテルアミド樹脂には「ＨＩＭＡＬ」（商品名、日立化成工業（株）製）を用いた。その後、裏面のポリエーテルアミド樹脂層８にインク供給口１６を形成するために、ポジ型レジストであるｉ線レジストをパターニングし、前記ポジ型レジストを剥離した。
【００４４】
次に、図１（Ｃ）に示すように、前記反射防止膜上に溶解可能な樹脂であるポジ型感光性樹脂を塗布した。本実施例では、ポジ型レジスト（商品名：「ＯＤＵＲ」、東京応化工業社製）をスピンコートにより塗布した。その後、紫外線やＤｅｅｐＵＶ等による露光、および現像を行ってインク流路１７となる型材料１０を形成した。
【００４５】
また、型材料１０をマスクとして反射防止膜９をエッチングし、型材料下のみに反射防止膜９を残した。反射防止膜９のエッチングは、ドライエッチングにより行った。
【００４６】
次に、図１（Ｄ）に示すように、前記型材料周面にインク吐出部材となる被覆感光性樹脂１２をスピンコートにより塗布した。被覆感光性樹脂としては、「ＣＲ」（商品名、ネガ型レジスト）を用いた。前記被覆感光性樹脂上には撥水材１３をドライフィルムのラミネートにより形成した。インク吐出口１４は、被覆感光性樹脂１２を、ｉ線ステッパーを用いて、基板面に対して垂直方向からｉ線露光を行い、現像を行うことにより形成した。
【００４７】
次に、図１（Ｅ）に示すように、型材料１０及び、被覆感光性樹脂１２等がパターン形成されている前記シリコン基板１の表面及び側面を保護材１５でスピンコート等により覆った。前記保護材１５は、装置搬送等のキズ防止の保護材であり、また異方性エッチングを行う際に使用する強アルカリ溶液に十分耐えうる材料であれば特に限定されない。保護材１５により、異方性エッチングを行うことによる前記撥水材１３等の劣化防止を可能とする。
【００４８】
また、前記シリコン基板１の裏面のＳｉＯ2膜６を、前記ポリエーテルアミド樹脂層８をマスクとしてウェットエッチングによりパターニングして、異方性エッチングの開始面となるＳｉ面１１を露出した。
【００４９】
次に、図１（Ｆ）に示すように、シリコン基板１を強アルカリ溶液により化学的にエッチングを行った。本実施例では強アルカリ溶液としてＴＭＡＨを用いた。シリコン基板１の結晶方位が１００のため、表面の犠牲層２に到達し、インク供給口１６が形成された。
【００５０】
次に、図１（Ｇ）に示すように、ポリエーテルアミド樹脂８、絶縁層膜４等をエッチングで除去した。前記エッチングは、ドライエッチングにより行った。
【００５１】
次に、図１（Ｈ）に示すように、前記保護材１５の除去を行い、型材料１０を前記インク供給口１６から溶出させ除去を行なった。型材料１０の除去は、型材料を選択的に除去可能な方法で行う必要があり、ＤｅｅｐＵＶ光による全面露光を行った後、現像、乾燥を行えばよく、必要に応じて現像の際、超音波浸漬を行えば十分である。
【００５２】
次に、図１（Ｉ）に示すように、型材料除去後の空間に露出した反射防止膜９を、エッチングで反射防止膜９を選択的に除去することで、インク流路（発泡室）１７を形成した。反射防止膜９のエッチングは、ウェットエッチングにより行った。
【００５３】
その後、インク吐出部が形成されたシリコン基板１をダイシングソーにより切断分離、チップ化し、インク吐出エネルギー発生素子３を駆動させるための電気的接合を行った。さらに、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドが完成した。
【００５４】
［実施例２］
実施例２では図２のインクジェット記録ヘッドを作成するための工程を図４により説明する。なお、各材料について特に記載がない場合は実施例１と同様の材料を用いた。
【００５５】
図４（Ａ）〜（Ｊ）は、図３のＡ−Ａ’断面図であり、本発明のインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示すための断面模式図である。
【００５６】
図４（Ａ）に示されるシリコン基板上には、発熱抵抗体等のインク吐出エネルギー発生素子３が複数個配置されている。インク吐出エネルギー発生素子上には、絶縁層膜４と、耐キャビテーション層５が設けられている。また前記シリコン基板１の裏面はＳｉＯ2膜６で全面覆われている。さらに、アルカリ性の溶液によってインク供給口１６を形成する際に必要となる犠牲層２がシリコン基板１に設けてある。
【００５７】
まず、図４（Ｂ）に示すように、耐キャビテーション層５と被覆感光性樹脂１２との接合面にポリエーテルアミド樹脂からなる密着層７と、シリコン基板１の裏面にポリエーテルアミド樹脂層８をスピンコートにより塗布し、ベークにより硬化させた。その後、実施例１同様に、裏面のポリエーテルアミド樹脂層８にインク供給口１６を形成するために、ポジ型レジストをスピンコートにより塗布、露光、現像し、ドライエッチングによりパターニングし、前記ポジ型レジストを剥離した。この裏面はパターニングにする時に表面を保護して行ってもよい。同様にして、密着層７を形成した。
【００５８】
次に、図４（Ｃ）に示すように、ＳｉＮからなる反射防止膜９を形成した。インクジェット記録ヘッド上に密着層が存在する場合、常温ＣＶＤにて反射防止膜となるＳｉＮ膜を成膜することが好ましい。
【００５９】
次に、図４（Ｄ）に示すように、実施例１同様に溶解可能な樹脂であるポジ型レジストをスピンコートにより塗布、紫外線やＤｅｅｐＵＶ等による露光、現像を行ってインク流路となる型材料１０を形成した。
【００６０】
また、型材料１０をマスクとして反射防止膜９をエッチングし、型材料下のみに反射防止膜９を残した。反射防止膜９のエッチングは、ウェットエッチングにより行った。
【００６１】
次に、図４（Ｅ）に示すように、実施例１同様に被覆感光性樹脂１２をスピンコートにより塗布した。前記被覆感光性樹脂上には撥水材１３をドライフィルムのラミネートにより形成した。
【００６２】
インク吐出口１４は、実施例１同様に被覆感光性樹脂１２を、ｉ線ステッパーを用いてｉ線露光、現像を行うことにより形成した。
【００６３】
次に、図４（Ｆ）に示すように、実施例１同様に型材料１０及び、被覆感光性樹脂１２等がパターン形成されている前記シリコン基板１の表面及び側面を保護材１５でスピンコートにより覆った。
【００６４】
また、前記シリコン基板１の裏面のＳｉＯ2膜６を、実施例１同様に前記ポリエーテルアミド樹脂層８をマスクとしてウェットエッチングによりパターニングして、異方性エッチングの開始面となるＳｉ面１１を露出した。
【００６５】
次に、図４（Ｇ）に示すように、実施例１同様にシリコン基板１をＴＭＡＨにより化学的にエッチングを行った。これにより、表面の犠牲層２に到達し、インク供給口１６を形成した。
【００６６】
次に、図４（Ｈ）に示すように、実施例１同様にポリエーテルアミド樹脂８、絶縁層膜４等をエッチングで除去した。
【００６７】
次に、図４（Ｉ）に示すように、実施例１と同様に前記保護材１５の除去を行い、型材料１０を前記インク供給口１６から溶出させ除去を行った。型材料１０の除去は、ＤｅｅｐＵＶ光による全面露光を行った後、現像、乾燥を行えばよく、必要に応じて現像の際、超音波浸漬を行えば十分である。
【００６８】
次に図４（Ｊ）に示すように、型材料除去後の空間に露出した反射防止膜９を、エッチングで反射防止膜９を選択的に除去することで、インク流路（発泡室）１７を形成した。反射防止膜９のエッチングは、ウェットエッチングを用いた。
【００６９】
その後、インク吐出部が形成されたシリコン基板１をダイシングソーにより切断分離、チップ化し、インク吐出エネルギー発生素子３を駆動させるための電気的接合を行った。さらに、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドが完成した。
【００７０】
［実施例３］
実施例３では図２のインクジェット記録ヘッドを作成するための工程を図５により説明する。なお、各材料について特に記載がない場合は実施例１と同様の材料を用いた。
【００７１】
図５（Ａ）〜（Ｈ）は、図３のＡ−Ａ’断面図であり、本発明のインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示すための断面模式図である。
【００７２】
図５（Ａ）に示されるシリコン基板上には、発熱抵抗体等のインク吐出エネルギー発生素子３が複数個配置されている。インク吐出エネルギー発生素子上には、絶縁層膜４と、耐キャビテーション層５が設けられている。また前記シリコン基板１の裏面はＳｉＯ2膜６で全面覆われている。そして、アルカリ性の溶液によってインク供給口１６を形成する際に必要となる犠牲層２がシリコン基板１に設けてある。
【００７３】
まず、図５（Ｂ）に示すようにシリコン基板１の表面にポリエーテルアミド樹脂からなる密着層７と、裏面にポリエーテルアミド樹脂層８をスピンコートにより塗布し、ベークにより硬化させる。その後、実施例１と同様に裏面のポリエーテルアミド樹脂層８にインク供給口１６を形成するために、ポジ型レジストをスピンコートにより塗布、露光、現像し、ドライエッチングによりパターニングし、前記ポジ型レジストを剥離した。この裏面はパターニングにする時に表面を保護して行ってもよい。
【００７４】
次に、図５（Ｃ）に示すようにインク流路１７の側壁となる被膜感光性樹脂１２をスピンコートにより塗布、紫外線やＤｅｅｐＵＶ等による露光、現像を行って流路側壁を形成した。また、被覆感光性樹脂１２をスピンコートで塗布する際、ポリエーテルアミド層７を溶解しないように、被覆感光性樹脂１２を溶解する溶媒を選択した。
【００７５】
また、ドライエッチングにより、ポリエーテルアミド樹脂（密着層）７をエッチングし、流路側壁と同一形状となるように形成した。
【００７６】
次に、図５（Ｄ）に示すように、実施例１同様に常温ＣＶＤによりＳｉＮ膜の反射防止膜９を形成した。
【００７７】
次に、図５（Ｅ）に示すようにインク流路となるインク流路側壁内部に型材料１０をスピンコートにより塗布しベークした。前記型材料１０は、後述する化学的機械研磨（ＣＭＰ）を行う際、流路側壁倒れを防止する役割もある。なお、型材料１０をスピンコートで塗布する際、ポリエーテルアミド層７、被覆感光性樹脂１２を溶解しないように溶媒を選択した。
【００７８】
次に、図５（Ｆ）に示すように、化学的機械研磨（ＣＭＰ）により、型材料１０の上面から、流路側壁の上面が露出するまで研磨し洗浄した。研磨で発生するスクラッチ（微小キズ）やディシング（凹凸）を防止又は抑制するために、研磨条件（圧力、回転数、研磨液（アルミナ、シリカなど））のチューニングを行い、最適条件で行った。
【００７９】
次に、図５（Ｇ）に示すように、前記型材料及び前記インク流路側壁上に被覆感光性樹脂１２をスピンコートにより塗布した。塗布は、前記インク流路１７の側壁となる被膜感光性樹脂１２の塗布方法と同様の方法にて行った。さらに、前記被覆感光性樹脂上に撥水材１３をドライフィルムのラミネートにより形成した。
【００８０】
また、被覆感光性樹脂１２を、実施例１同様にｉ線ステッパーを用いて露光、現像を行うことにより、インク吐出口１４を形成した。
【００８１】
次に、図５（Ｈ）に示すように、実施例１同様に型材料１０及び、被覆感光性樹脂１２等がパターン形成されている前記シリコン基板１の表面及び側面を保護材１５でスピンコートにより覆った。
【００８２】
また、前記シリコン基板１の裏面のＳｉＯ2膜６を、実施例１同様に前記ポリエーテルアミド樹脂層８をマスクとしてウェットエッチングによりパターニングされ、異方性エッチングの開始面となるＳｉ面１１を露出した。
【００８３】
次に、図５（Ｉ）に示すように、実施例１同様にシリコン基板１をＴＭＡＨにより化学的にエッチングを行った。これにより、表面の犠牲層２に到達し、インク供給口１６を形成した。
【００８４】
次に、図５（Ｊ）に示すように、実施例１同様にポリエーテルアミド樹脂８、絶縁層膜４等をエッチングで除去した。
【００８５】
次に、図５（Ｋ）に示すように、実施例１と同様に前記保護材１５の除去を行い、型材料１０を前記インク供給口１６から溶出させ除去を行なった。型材料１０の除去は、ＤｅｅｐＵＶ光による全面露光を行った後、現像、乾燥を行えばよく、必要に応じて現像の際、超音波浸漬を行えば十分である。
【００８６】
次に、図５（Ｌ）に示すように、型材料除去後の空間に露出した反射防止膜９を、エッチングで反射防止膜９を選択的に除去することで、インク流路（発泡室）１７を形成した。反射防止膜９のエッチングは、ウェットエッチングやドライエッチングを用いることができる。
【００８７】
その後、インク吐出部が形成されたシリコン基板１をダイシングソーにより切断分離、チップ化し、インク吐出エネルギー発生素子３を駆動させるための電気的接合を行った。さらに、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドが完成した。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施例１のインクジェット記録ヘッド実施例の模式的断面図である。
【図２】本発明のインクジェット記録ヘッドの断面図である。
【図３】本発明のインクジェット記録ヘッドの模式的斜視図である。
【図４】本発明の実施例２の基本的な製造工程を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の実施例３の基本的な製造工程を示す模式的断面図である。
【図６】従来のインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１ シリコン基板
２ 犠牲層
３ インク吐出エネルギー発生素子
４ 絶縁層膜
５ 耐キャビテーション膜
６ ＳｉＯ2膜
７ ポリエーテルアミド樹脂（密着層）
８ ポリエーテルアミド樹脂
９ 反射防止膜
１０ 型材料
１１ Ｓｉ面
１２ 被覆感光性樹脂
１３ 撥水材
１４ インク吐出口
１５ 保護材
１６ インク供給口
１７ インク流路（発泡室）
１８ ＯＨ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録ヘッドを高精度に製造する製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録ヘッドは、エネルギー発生素子の機能を利用して、紙や樹脂シートなどの被記録媒体上にインクを吐出させて、文字、記号、図形などの記録を行う。
【０００３】
前記エネルギー発生素子に発熱抵抗素子を用いる場合、熱エネルギーの作用を受けた液体が加熱されて気泡を発生し、気泡発生に基づく作用力によって、基板部先端のインク吐出口から液滴が吐出される。前記液滴が被記録部材に付着することで、情報の記録が行われる。
【０００４】
このようなインクジェット記録ヘッドは、液体を吐出するために設けられたインク吐出部、インク流路、熱エネルギーを発生する手段である熱変換体としての発熱抵抗素子、該発熱抵抗素子をインクから保護する上部保護層、蓄熱するための下部層を具備している。
【０００５】
従来の前記インクジェット記録ヘッドの製造方法として、特許文献１記載の製造方法が挙げられる。具体的には、溶解可能な樹脂にてインク流路パターンを形成する工程と、常温にて固体状のエポキシ樹脂を含む被覆樹脂を塗布する工程と、インク吐出口を形成する工程と、前記溶解可能な樹脂を溶出する工程を有する製造方法である。前記製造方法により作製されたインクジェット記録ヘッドは、発熱抵抗素子とインク吐出口間の距離（ＯＨ）を高い精度で短くかつ再現よく設定することができ、これにより高品位記録が可能となる。
【０００６】
また、絶縁層膜と耐キャビテーション層としてのＴａ膜とが積層した発熱抵抗素子を有する基板と、インク吐出部材である被覆樹脂とをポリエーテルアミド樹脂からなる密着層を介して接合する製造方法が挙げられる（特許文献２）。密着層の存在によりＴａ膜と被覆樹脂との密着力が向上し、剥離を防ぐ効果が得られる。
【０００７】
図６（Ａ）〜（Ｇ）は、従来のインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示した断面模式図である。
【０００８】
図６（Ａ）に示されているシリコン基板１は結晶方位１００のシリコン基板を使用し、発熱抵抗素子等のインク吐出エネルギー発生素子３が複数個配置されている。インク吐出エネルギー発生素子上には、絶縁層膜４と、耐キャビテーション層５として、Ｔａ膜が設けられている。またシリコン基板１の裏面はＳｉＯ2膜６で全面覆われている。
【０００９】
まず、図６（Ｂ）に示すように前記シリコン基板１の表面に、ポリエーテルアミド樹脂（密着層）７、裏面にポリエーテルアミド樹脂８をそれぞれ塗布し、ベークにより硬化させる。その後、ポリエーテルアミド樹脂（密着層）７をパターニングするため、ポジ型レジストをスピンコート等により塗布、露光、現像し、ポリエーテルアミド樹脂７をドライエッチング等によりパターニングし、前記ポジ型レジストを剥離する。同様の工程をポリエーテルアミド樹脂８についても行い、パターニングする。
【００１０】
そして図６（Ｃ）に示すように表面にインク流路となる型材料１０（ポジ型レジスト）をパターニングする。
【００１１】
次に図６（Ｄ）に示すように、型材料上に被覆感光性樹脂１２をスピンコート等により形成する。前記被覆感光性樹脂上には撥水材１３がドライフィルムのラミネート等により形成される。インク吐出口１４は、被覆感光性樹脂１２及び撥水材１３を紫外線やＤｅｅｐＵＶ光等による露光、現像を行ってパターニングする。
【００１２】
次に図６（Ｅ）に示すように、型材料１０及び被覆感光性樹脂１２等が形成されている前記シリコン基板１の表面及び側面をスピンコート等により保護材１５で覆う。前記シリコン基板１の裏面に形成されているＳｉＯ2膜６は、前記ポリエーテルアミド樹脂８をマスクとしてウェットエッチングによりパターニングされ、異方性エッチングの開始面となるＳｉ面１１が露出する。
【００１３】
次に図６（Ｆ）に示すように、前記シリコン基板１にインク供給口１６を設ける。このインク供給口１６は、シリコン基板１を化学的にエッチング、例えばＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等の強アルカリ溶液による異方性エッチングにより形成する。そして裏面から異方性エッチングを行っていくと表面の犠牲層２に到達し、インク供給口１６が形成される。
【００１４】
次に図６（Ｇ）に示すように、ポリエーテルアミド樹脂８及び保護材１５を除去する。更に型材料１０を、前記インク吐出口１４及び前記インク供給口１６から溶出させ、絶縁層膜４等を除去することにより、インク流路（発泡室）１７が形成される。
【００１５】
近年では、インクジェット記録ヘッドを用いた画像形成において、高速化や高品質化が求められているため、インクジェット記録ヘッドのインク吐出口の数が多くなると共に、インク吐出口寸法が数μｍから数十μｍと極めて小さくなっている。
【００１６】
しかし、より高度なインク吐出口形状を形成するためにｉ線ステッパーを用いてｉ線露光した場合（ｉ線：波長３６５ｎｍ）、下地からの反射光の影響によりインク吐出口が所望のパターン形状とは異なり、歪んだ形状になる。
【００１７】
インク吐出口の変形を抑制する方法として、下地からの反射光を減衰させる反射防止膜を成膜する方法が考えられる。例えば、特許文献３には、ｉ線露光における反射防止膜としてＮ／Ｓｉ組成比を０．５０〜０．８５とした窒化シリコン膜を２００ｎｍ以下で成膜し、パターン膜からの反射光を光吸収と光干渉とで相乗的に減衰させる方法が示されている。
【特許文献１】特開平６―２８６１４９号公報
【特許文献２】特開平１１―３４８２９０号公報
【特許文献３】特開平７―３７７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
特許文献３を参考にして、耐キャビテーション層上にＳｉＮ等の反射防止膜を設けることで、反射光による影響を緩和することはできる。しかし、省エネルギー等の観点から、インク吐出エネルギー発生素子部分に耐キャビテーション層以外の余分な膜を残さない製造方法が望まれる。
【００１９】
本発明は、ｉ線露光によりインク吐出口の形成を行う場合でも、下地による反射の影響がなく、安定したパターン形状が可能であり、反射防止膜が残存しないインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明におけるインクジェット記録ヘッドの製造方法は、複数のインク吐出エネルギー発生素子を有する基板と、インク吐出エネルギー発生素子上に液滴を保持するためのインク流路と、ｉ線露光にて形成したインクを吐出するためのインク吐出口とを有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、下記（１）から（６）の工程を含むことを特徴とする。
【００２１】
（１）前記インク吐出エネルギー発生素子を有する基板上に反射防止膜を形成する工程
（２）前記反射防止膜上にインク流路となる型材料を形成する工程
（３）前記型材料周面にインク吐出部材となる被覆感光性樹脂を塗布する工程
（４）基板面に対して垂直方向から前記被覆感光性樹脂にｉ線露光し、現像を行い、インク吐出口を形成する工程
（５）前記型材料を、型材料を選択的に除去可能な方法で除去する工程
（６）前記反射防止膜を、反射防止膜を選択的に除去可能な方法で除去する工程。
【発明の効果】
【００２２】
ｉ線露光によりインク吐出口の形成を行う場合でも、下地の反射の影響を緩和し、安定したパターン形状が可能になる。さらに、反射防止膜を除去することで、省エネルギー対策にも有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図２は本実施形態において製造したインクジェット記録ヘッドの断面図の一例である。また図３は本発明を実施するためのインクジェット記録ヘッドの模式的斜視図である。なお、図２は、図３のＡ−Ａ’を破断して示す断面図である。
【００２４】
本発明のインクジェット記録ヘッドは、図３に示すようにインク吐出エネルギー発生素子３が所定のピッチで２列並んで形成されたシリコン基板１を有している。
【００２５】
シリコン基板１は、シリコン単結晶体であることが好ましく、基板の貫通孔の穿設を異方性エッチングにより行う場合は、結晶方位１００のシリコン単結晶体であることが好ましい。基板の貫通孔の穿設をドライエッチング、エキシマレーザーにより行う場合は、結晶方位１１０のシリコン単結晶体などであってもよい。シリコン基板の表裏は、それぞれシリコン酸化膜の熱酸化膜により被覆されていてもよく、シリコン基板の表面に設けられる熱酸化膜には、熱酸化膜が除去されたメンブレン部が設けられていてもよい。
【００２６】
本発明におけるインク吐出エネルギー発生素子３は、インク液小滴を吐出させるための吐出エネルギーがインクに与えられ、インク液滴がインク吐出口１４から吐出可能なものであれば、特に限定はされない。例えば、インク吐出エネルギー発生素子３として発熱抵抗素子が用いられる場合、該発熱抵抗素子が近傍のインクを加熱することにより、インクに状態変化を生起させ吐出エネルギーを発生する。
【００２７】
前記インク吐出エネルギー発生素子上には、図２に示すように電気的絶縁性を持たせるためのＳｉＯ2等からなる絶縁層膜４、インクによる腐食を抑制するＴａ等からなる耐キャビテーション膜５が形成されている。
【００２８】
さらに、シリコン基板上にはポリエーテルアミド樹脂からなる密着層７が形成されている。密着層７の存在により、Ｔａからなる耐キャビテーション膜５と被覆感光性樹脂１２との密着力が向上し、剥離を防ぐ効果が得られる。ポリエーテルアミド樹脂としては、「ＨＩＭＡＬ」（商品名、日立化成工業（株）製）等を用いることができる。
【００２９】
前記密着層７上部には、被覆感光性樹脂１２により、各インク吐出エネルギー発生素子３の上方に開口するインク吐出口１４及びインク吐出エネルギー発生素子上に液滴を保持するためのインク流路（発泡室）１７が形成されている。
【００３０】
本発明に用いる被覆感光性樹脂１２は、感光性樹脂と光重合開始剤を含有する感光性材料であることがパターニング精度の観点から好ましいが、これに限定されるものではない。例えば、エポキシ樹脂等を含むネガ型感光性樹脂等を用いることができる。
【００３１】
なお、インク吐出口１４とインク吐出エネルギー発生素子３間の距離（ＯＨ）１８は、インク吐出特性に影響を与える。
【００３２】
また、ＳｉＯ2膜６をマスクとしてシリコン基板１の異方性エッチングによって形成されたインク供給口１６が、インク吐出エネルギー発生素子３の２つの列の間に開口している。
【００３３】
インク供給口１６を介してインク流路１７内に充填されたインクに、インク吐出エネルギー発生素子３により発生する圧力を加えることによって、インク吐出口１４からインク液滴を吐出させ、被記録媒体に付着させることにより記録を行う。
【００３４】
本発明のインクジェット記録ヘッドは、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、更には各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に搭載可能である。また、本発明のインクジェット記録ヘッドを用いることによって、紙、糸、繊維、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックなど種々の被記録媒体に記録を行うことができる。なお、本発明において「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味する。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３６】
［実施例１］
実施例１におけるインクジェット記録ヘッドを作成するための工程を、図１により説明する。
【００３７】
図１（Ａ）〜（Ｉ）は、図３のＡ−Ａ’断面図であり、本発明のインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示す断面模式図である。
【００３８】
図１（Ａ）に示されるシリコン基板上には、発熱抵抗体等のインク吐出エネルギー発生素子３が複数個配置されている。インク吐出エネルギー発生素子上には、絶縁層膜４と、耐キャビテーション層５が設けられている。絶縁層膜４は、ＳｉＯ2からなる。また、耐キャビテーション層５にはＴａ膜が用いられている。また前記シリコン基板１の裏面はＳｉＯ2膜６で全面覆われている。さらに、アルカリ性の溶液によってインク供給口１６を形成する際に必要となる犠牲層２がシリコン基板１に設けてある。
【００３９】
犠牲層２はアルカリ溶液でエッチングすることができ、ポリシリコンやエッチング速度の速いアルミ、アルミシリコン、アルミ銅、アルミシリコン銅などで形成される。インク吐出エネルギー発生素子３の配線やインク吐出エネルギー発生素子３を駆動するための半導体素子は不図示である。
【００４０】
まず、図１（Ｂ）に示すように、反射防止膜９を形成した。反射防止膜としてはＳｉＮを用いることが好ましい。本実施例では反射防止膜としてＳｉＮ膜を用いた。
【００４１】
また、前記ＳｉＮ膜の波長６３３ｎｍにおける屈折率ｎが２．０５＜ｎの範囲にあることが好ましい。ＳｉＮ膜の波長６３３ｎｍにおける屈折率ｎはＳｉＮ膜の組成比（Ｎ／Ｓｉ）と相関があることが知られている（特許文献３）。波長６３３ｎｍにおける屈折率ｎが前記範囲にあるＳｉＮ膜は、ｉ線露光によるインク吐出口形成時に下地からの反射光をより低減することができるため、インク吐出口の変形を抑制できる。本実施例で用いたＳｉＮ膜の波長６３３ｎｍにおける屈折率ｎは２．０５であった。
【００４２】
なお、ＳｉＮ膜はプラズマＣＶＤ、常温ＣＶＤ等にて形成することができる。本実施例では常温ＣＶＤによりＳｉＮ膜の形成を行った。
【００４３】
また、シリコン基板１の裏面にポリエーテルアミド樹脂層８をスピンコートにより塗布し、ベークにより硬化させた。前記ポリエーテルアミド樹脂には「ＨＩＭＡＬ」（商品名、日立化成工業（株）製）を用いた。その後、裏面のポリエーテルアミド樹脂層８にインク供給口１６を形成するために、ポジ型レジストであるｉ線レジストをパターニングし、前記ポジ型レジストを剥離した。
【００４４】
次に、図１（Ｃ）に示すように、前記反射防止膜上に溶解可能な樹脂であるポジ型感光性樹脂を塗布した。本実施例では、ポジ型レジスト（商品名：「ＯＤＵＲ」、東京応化工業社製）をスピンコートにより塗布した。その後、紫外線やＤｅｅｐＵＶ等による露光、および現像を行ってインク流路１７となる型材料１０を形成した。
【００４５】
また、型材料１０をマスクとして反射防止膜９をエッチングし、型材料下のみに反射防止膜９を残した。反射防止膜９のエッチングは、ドライエッチングにより行った。
【００４６】
次に、図１（Ｄ）に示すように、前記型材料周面にインク吐出部材となる被覆感光性樹脂１２をスピンコートにより塗布した。被覆感光性樹脂としては、「ＣＲ」（商品名、ネガ型レジスト）を用いた。前記被覆感光性樹脂上には撥水材１３をドライフィルムのラミネートにより形成した。インク吐出口１４は、被覆感光性樹脂１２を、ｉ線ステッパーを用いて、基板面に対して垂直方向からｉ線露光を行い、現像を行うことにより形成した。
【００４７】
次に、図１（Ｅ）に示すように、型材料１０及び、被覆感光性樹脂１２等がパターン形成されている前記シリコン基板１の表面及び側面を保護材１５でスピンコート等により覆った。前記保護材１５は、装置搬送等のキズ防止の保護材であり、また異方性エッチングを行う際に使用する強アルカリ溶液に十分耐えうる材料であれば特に限定されない。保護材１５により、異方性エッチングを行うことによる前記撥水材１３等の劣化防止を可能とする。
【００４８】
また、前記シリコン基板１の裏面のＳｉＯ2膜６を、前記ポリエーテルアミド樹脂層８をマスクとしてウェットエッチングによりパターニングして、異方性エッチングの開始面となるＳｉ面１１を露出した。
【００４９】
次に、図１（Ｆ）に示すように、シリコン基板１を強アルカリ溶液により化学的にエッチングを行った。本実施例では強アルカリ溶液としてＴＭＡＨを用いた。シリコン基板１の結晶方位が１００のため、表面の犠牲層２に到達し、インク供給口１６が形成された。
【００５０】
次に、図１（Ｇ）に示すように、ポリエーテルアミド樹脂８、絶縁層膜４等をエッチングで除去した。前記エッチングは、ドライエッチングにより行った。
【００５１】
次に、図１（Ｈ）に示すように、前記保護材１５の除去を行い、型材料１０を前記インク供給口１６から溶出させ除去を行なった。型材料１０の除去は、型材料を選択的に除去可能な方法で行う必要があり、ＤｅｅｐＵＶ光による全面露光を行った後、現像、乾燥を行えばよく、必要に応じて現像の際、超音波浸漬を行えば十分である。
【００５２】
次に、図１（Ｉ）に示すように、型材料除去後の空間に露出した反射防止膜９を、エッチングで反射防止膜９を選択的に除去することで、インク流路（発泡室）１７を形成した。反射防止膜９のエッチングは、ウェットエッチングにより行った。
【００５３】
その後、インク吐出部が形成されたシリコン基板１をダイシングソーにより切断分離、チップ化し、インク吐出エネルギー発生素子３を駆動させるための電気的接合を行った。さらに、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドが完成した。
【００５４】
［実施例２］
実施例２では図２のインクジェット記録ヘッドを作成するための工程を図４により説明する。なお、各材料について特に記載がない場合は実施例１と同様の材料を用いた。
【００５５】
図４（Ａ）〜（Ｊ）は、図３のＡ−Ａ’断面図であり、本発明のインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示すための断面模式図である。
【００５６】
図４（Ａ）に示されるシリコン基板上には、発熱抵抗体等のインク吐出エネルギー発生素子３が複数個配置されている。インク吐出エネルギー発生素子上には、絶縁層膜４と、耐キャビテーション層５が設けられている。また前記シリコン基板１の裏面はＳｉＯ2膜６で全面覆われている。さらに、アルカリ性の溶液によってインク供給口１６を形成する際に必要となる犠牲層２がシリコン基板１に設けてある。
【００５７】
まず、図４（Ｂ）に示すように、耐キャビテーション層５と被覆感光性樹脂１２との接合面にポリエーテルアミド樹脂からなる密着層７と、シリコン基板１の裏面にポリエーテルアミド樹脂層８をスピンコートにより塗布し、ベークにより硬化させた。その後、実施例１同様に、裏面のポリエーテルアミド樹脂層８にインク供給口１６を形成するために、ポジ型レジストをスピンコートにより塗布、露光、現像し、ドライエッチングによりパターニングし、前記ポジ型レジストを剥離した。この裏面はパターニングにする時に表面を保護して行ってもよい。同様にして、密着層７を形成した。
【００５８】
次に、図４（Ｃ）に示すように、ＳｉＮからなる反射防止膜９を形成した。インクジェット記録ヘッド上に密着層が存在する場合、常温ＣＶＤにて反射防止膜となるＳｉＮ膜を成膜することが好ましい。
【００５９】
次に、図４（Ｄ）に示すように、実施例１同様に溶解可能な樹脂であるポジ型レジストをスピンコートにより塗布、紫外線やＤｅｅｐＵＶ等による露光、現像を行ってインク流路となる型材料１０を形成した。
【００６０】
また、型材料１０をマスクとして反射防止膜９をエッチングし、型材料下のみに反射防止膜９を残した。反射防止膜９のエッチングは、ウェットエッチングにより行った。
【００６１】
次に、図４（Ｅ）に示すように、実施例１同様に被覆感光性樹脂１２をスピンコートにより塗布した。前記被覆感光性樹脂上には撥水材１３をドライフィルムのラミネートにより形成した。
【００６２】
インク吐出口１４は、実施例１同様に被覆感光性樹脂１２を、ｉ線ステッパーを用いてｉ線露光、現像を行うことにより形成した。
【００６３】
次に、図４（Ｆ）に示すように、実施例１同様に型材料１０及び、被覆感光性樹脂１２等がパターン形成されている前記シリコン基板１の表面及び側面を保護材１５でスピンコートにより覆った。
【００６４】
また、前記シリコン基板１の裏面のＳｉＯ2膜６を、実施例１同様に前記ポリエーテルアミド樹脂層８をマスクとしてウェットエッチングによりパターニングして、異方性エッチングの開始面となるＳｉ面１１を露出した。
【００６５】
次に、図４（Ｇ）に示すように、実施例１同様にシリコン基板１をＴＭＡＨにより化学的にエッチングを行った。これにより、表面の犠牲層２に到達し、インク供給口１６を形成した。
【００６６】
次に、図４（Ｈ）に示すように、実施例１同様にポリエーテルアミド樹脂８、絶縁層膜４等をエッチングで除去した。
【００６７】
次に、図４（Ｉ）に示すように、実施例１と同様に前記保護材１５の除去を行い、型材料１０を前記インク供給口１６から溶出させ除去を行った。型材料１０の除去は、ＤｅｅｐＵＶ光による全面露光を行った後、現像、乾燥を行えばよく、必要に応じて現像の際、超音波浸漬を行えば十分である。
【００６８】
次に図４（Ｊ）に示すように、型材料除去後の空間に露出した反射防止膜９を、エッチングで反射防止膜９を選択的に除去することで、インク流路（発泡室）１７を形成した。反射防止膜９のエッチングは、ウェットエッチングを用いた。
【００６９】
その後、インク吐出部が形成されたシリコン基板１をダイシングソーにより切断分離、チップ化し、インク吐出エネルギー発生素子３を駆動させるための電気的接合を行った。さらに、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドが完成した。
【００７０】
［実施例３］
実施例３では図２のインクジェット記録ヘッドを作成するための工程を図５により説明する。なお、各材料について特に記載がない場合は実施例１と同様の材料を用いた。
【００７１】
図５（Ａ）〜（Ｈ）は、図３のＡ−Ａ’断面図であり、本発明のインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示すための断面模式図である。
【００７２】
図５（Ａ）に示されるシリコン基板上には、発熱抵抗体等のインク吐出エネルギー発生素子３が複数個配置されている。インク吐出エネルギー発生素子上には、絶縁層膜４と、耐キャビテーション層５が設けられている。また前記シリコン基板１の裏面はＳｉＯ2膜６で全面覆われている。そして、アルカリ性の溶液によってインク供給口１６を形成する際に必要となる犠牲層２がシリコン基板１に設けてある。
【００７３】
まず、図５（Ｂ）に示すようにシリコン基板１の表面にポリエーテルアミド樹脂からなる密着層７と、裏面にポリエーテルアミド樹脂層８をスピンコートにより塗布し、ベークにより硬化させる。その後、実施例１と同様に裏面のポリエーテルアミド樹脂層８にインク供給口１６を形成するために、ポジ型レジストをスピンコートにより塗布、露光、現像し、ドライエッチングによりパターニングし、前記ポジ型レジストを剥離した。この裏面はパターニングにする時に表面を保護して行ってもよい。
【００７４】
次に、図５（Ｃ）に示すようにインク流路１７の側壁となる被膜感光性樹脂１２をスピンコートにより塗布、紫外線やＤｅｅｐＵＶ等による露光、現像を行って流路側壁を形成した。また、被覆感光性樹脂１２をスピンコートで塗布する際、ポリエーテルアミド層７を溶解しないように、被覆感光性樹脂１２を溶解する溶媒を選択した。
【００７５】
また、ドライエッチングにより、ポリエーテルアミド樹脂（密着層）７をエッチングし、流路側壁と同一形状となるように形成した。
【００７６】
次に、図５（Ｄ）に示すように、実施例１同様に常温ＣＶＤによりＳｉＮ膜の反射防止膜９を形成した。
【００７７】
次に、図５（Ｅ）に示すようにインク流路となるインク流路側壁内部に型材料１０をスピンコートにより塗布しベークした。前記型材料１０は、後述する化学的機械研磨（ＣＭＰ）を行う際、流路側壁倒れを防止する役割もある。なお、型材料１０をスピンコートで塗布する際、ポリエーテルアミド層７、被覆感光性樹脂１２を溶解しないように溶媒を選択した。
【００７８】
次に、図５（Ｆ）に示すように、化学的機械研磨（ＣＭＰ）により、型材料１０の上面から、流路側壁の上面が露出するまで研磨し洗浄した。研磨で発生するスクラッチ（微小キズ）やディシング（凹凸）を防止又は抑制するために、研磨条件（圧力、回転数、研磨液（アルミナ、シリカなど））のチューニングを行い、最適条件で行った。
【００７９】
次に、図５（Ｇ）に示すように、前記型材料及び前記インク流路側壁上に被覆感光性樹脂１２をスピンコートにより塗布した。塗布は、前記インク流路１７の側壁となる被膜感光性樹脂１２の塗布方法と同様の方法にて行った。さらに、前記被覆感光性樹脂上に撥水材１３をドライフィルムのラミネートにより形成した。
【００８０】
また、被覆感光性樹脂１２を、実施例１同様にｉ線ステッパーを用いて露光、現像を行うことにより、インク吐出口１４を形成した。
【００８１】
次に、図５（Ｈ）に示すように、実施例１同様に型材料１０及び、被覆感光性樹脂１２等がパターン形成されている前記シリコン基板１の表面及び側面を保護材１５でスピンコートにより覆った。
【００８２】
また、前記シリコン基板１の裏面のＳｉＯ2膜６を、実施例１同様に前記ポリエーテルアミド樹脂層８をマスクとしてウェットエッチングによりパターニングされ、異方性エッチングの開始面となるＳｉ面１１を露出した。
【００８３】
次に、図５（Ｉ）に示すように、実施例１同様にシリコン基板１をＴＭＡＨにより化学的にエッチングを行った。これにより、表面の犠牲層２に到達し、インク供給口１６を形成した。
【００８４】
次に、図５（Ｊ）に示すように、実施例１同様にポリエーテルアミド樹脂８、絶縁層膜４等をエッチングで除去した。
【００８５】
次に、図５（Ｋ）に示すように、実施例１と同様に前記保護材１５の除去を行い、型材料１０を前記インク供給口１６から溶出させ除去を行なった。型材料１０の除去は、ＤｅｅｐＵＶ光による全面露光を行った後、現像、乾燥を行えばよく、必要に応じて現像の際、超音波浸漬を行えば十分である。
【００８６】
次に、図５（Ｌ）に示すように、型材料除去後の空間に露出した反射防止膜９を、エッチングで反射防止膜９を選択的に除去することで、インク流路（発泡室）１７を形成した。反射防止膜９のエッチングは、ウェットエッチングやドライエッチングを用いることができる。
【００８７】
その後、インク吐出部が形成されたシリコン基板１をダイシングソーにより切断分離、チップ化し、インク吐出エネルギー発生素子３を駆動させるための電気的接合を行った。さらに、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドが完成した。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施例１のインクジェット記録ヘッド実施例の模式的断面図である。
【図２】本発明のインクジェット記録ヘッドの断面図である。
【図３】本発明のインクジェット記録ヘッドの模式的斜視図である。
【図４】本発明の実施例２の基本的な製造工程を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の実施例３の基本的な製造工程を示す模式的断面図である。
【図６】従来のインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１ シリコン基板
２ 犠牲層
３ インク吐出エネルギー発生素子
４ 絶縁層膜
５ 耐キャビテーション膜
６ ＳｉＯ2膜
７ ポリエーテルアミド樹脂（密着層）
８ ポリエーテルアミド樹脂
９ 反射防止膜
１０ 型材料
１１ Ｓｉ面
１２ 被覆感光性樹脂
１３ 撥水材
１４ インク吐出口
１５ 保護材
１６ インク供給口
１７ インク流路（発泡室）
１８ ＯＨ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のインク吐出エネルギー発生素子を有する基板と、
インク吐出エネルギー発生素子上に液滴を保持するためのインク流路と、
ｉ線露光にて形成したインクを吐出するためのインク吐出口とを有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
下記（１）から（６）の工程を含むことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
（１）前記インク吐出エネルギー発生素子を有する基板上に反射防止膜を形成する工程
（２）前記反射防止膜上にインク流路となる型材料を形成する工程
（３）前記型材料周面にインク吐出部材となる被覆感光性樹脂を塗布する工程
（４）基板面に対して垂直方向から前記被覆感光性樹脂にｉ線露光し、現像を行い、インク吐出口を形成する工程
（５）前記型材料を、型材料を選択的に除去可能な方法で除去する工程
（６）前記型材料除去後の空間に露出した反射防止膜を、反射防止膜を選択的に除去可能な方法で除去する工程
【請求項２】
前記工程（２）と工程（３）の間に、前記型材料をマスクとして、前記反射防止膜をエッチングし、型材料下のみに反射防止膜を残す工程を有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記基板が少なくとも前記被覆感光性樹脂との接合面において、ポリエーテルアミド樹脂からなる密着層を形成した基板であることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項４】
複数のインク吐出エネルギー発生素子を有する基板と、
インク吐出エネルギー発生素子上に液滴を保持するためのインク流路と、
ｉ線露光にて形成したインクを吐出するためのインク吐出口を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
下記（ａ）から（ｉ）の工程を含むことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
（ａ）ポリエーテルアミド樹脂からなる密着層を形成した基板に、インク流路となるインク流路側壁を、被覆感光性樹脂を用いて形成する工程
（ｂ）前記密着層を前記インク流路側壁と同一形状に形成する工程
（ｃ）前記インク流路側壁及び密着層を形成した基板上に反射防止膜を形成する工程
（ｄ）前記インク流路側壁で囲まれる内部に型材料を形成する工程
（ｅ）前記型材料の上面から研磨し、前記インク流路側壁の上面を露出させる工程
（ｆ）前記被覆感光性樹脂を用いて、前記型材料及び前記インク流路側壁上にインク流路を形成する工程
（ｇ）基板面に対して垂直方向から前記被覆感光性樹脂にｉ線露光し、現像を行い、インク吐出口を形成する工程
（ｈ）前記型材料を、型材料を除去する工程
（ｉ）前記反射防止膜を、反射防止膜を選択的に除去可能な方法で除去する工程
【請求項５】
前記反射防止膜がＳｉＮ膜であり、前記型材料がポジ型感光性樹脂からなり、前記被覆感光性樹脂がネガ型感光性樹脂からなる請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記反射防止膜を選択的に除去可能な方法で除去する工程が、エッチングにより除去する工程であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記型材料を選択的に除去可能な方法で除去する工程が、エッチングにより除去する工程であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項８】
請求項３又は４に記載のポリエーテルアミド樹脂からなる密着層を形成した基板に、反射防止膜を形成する工程が、ＳｉＮ膜を常温ＣＶＤにて成膜する工程であることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項９】
請求項５又は８に記載のＳｉＮ膜が、波長６３３ｎｍにおいて屈折率ｎが２．０５＜ｎの範囲にあることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１】
複数のインク吐出エネルギー発生素子を有する基板と、
インク吐出エネルギー発生素子上に液滴を保持するためのインク流路と、
ｉ線露光にて形成したインクを吐出するためのインク吐出口とを有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
下記（１）から（６）の工程を含むことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
（１）前記インク吐出エネルギー発生素子を有する基板上に反射防止膜を形成する工程
（２）前記反射防止膜上にインク流路となる型材料を形成する工程
（３）前記型材料周面にインク吐出部材となる被覆感光性樹脂を塗布する工程
（４）基板面に対して垂直方向から前記被覆感光性樹脂にｉ線露光し、現像を行い、インク吐出口を形成する工程
（５）前記型材料を、型材料を選択的に除去可能な方法で除去する工程
（６）前記型材料除去後の空間に露出した反射防止膜を、反射防止膜を選択的に除去可能な方法で除去する工程
【請求項２】
前記工程（２）と工程（３）の間に、前記型材料をマスクとして、前記反射防止膜をエッチングし、型材料下のみに反射防止膜を残す工程を有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記基板が少なくとも前記被覆感光性樹脂との接合面において、ポリエーテルアミド樹脂からなる密着層を形成した基板であることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項４】
複数のインク吐出エネルギー発生素子を有する基板と、
インク吐出エネルギー発生素子上に液滴を保持するためのインク流路と、
ｉ線露光にて形成したインクを吐出するためのインク吐出口を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
下記（ａ）から（ｉ）の工程を含むことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
（ａ）ポリエーテルアミド樹脂からなる密着層を形成した基板に、インク流路となるインク流路側壁を、被覆感光性樹脂を用いて形成する工程
（ｂ）前記密着層を前記インク流路側壁と同一形状に形成する工程
（ｃ）前記インク流路側壁及び密着層を形成した基板上に反射防止膜を形成する工程
（ｄ）前記インク流路側壁で囲まれる内部に型材料を形成する工程
（ｅ）前記型材料の上面から研磨し、前記インク流路側壁の上面を露出させる工程
（ｆ）前記被覆感光性樹脂を用いて、前記型材料及び前記インク流路側壁上にインク流路を形成する工程
（ｇ）基板面に対して垂直方向から前記被覆感光性樹脂にｉ線露光し、現像を行い、インク吐出口を形成する工程
（ｈ）前記型材料を、型材料を除去する工程
（ｉ）前記反射防止膜を、反射防止膜を選択的に除去可能な方法で除去する工程
【請求項５】
前記反射防止膜がＳｉＮ膜であり、前記型材料がポジ型感光性樹脂からなり、前記被覆感光性樹脂がネガ型感光性樹脂からなる請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記反射防止膜を選択的に除去可能な方法で除去する工程が、エッチングにより除去する工程であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記型材料を選択的に除去可能な方法で除去する工程が、エッチングにより除去する工程であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項８】
請求項３又は４に記載のポリエーテルアミド樹脂からなる密着層を形成した基板に、反射防止膜を形成する工程が、ＳｉＮ膜を常温ＣＶＤにて成膜する工程であることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項９】
請求項５又は８に記載のＳｉＮ膜が、波長６３３ｎｍにおいて屈折率ｎが２．０５＜ｎの範囲にあることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１７８９０６（Ｐ２００９−１７８９０６Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９１８３（Ｐ２００８−１９１８３）
【出願日】平成２０年１月３０日（２００８．１．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月３０日（２００８．１．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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