(57)【要約】【課題】印字特性の良好なインクジェットヘッドを安定して製造することが可能な方法を提供する。【解決手段】圧力発生素子が形成された基板の上に、ポジ型レジスト層を形成する工程と、前記ポジ型レジスト層のうち、インク流路となる部分の少なくとも表面を選択的に着色する工程と、その着色部をマスクとして、前記ポジ型レジスト層をパターニングしてインク流路パターンを形成する工程と、その上にインク流路形成部材となる被覆樹脂層を形成する工程と、前記圧力発生素子の上方に位置する前記被覆樹脂層に、吐出口を形成する工程と、前記インク流路パターンを溶解除去して、前記吐出口と連通するインク流路とする工程とを有する方法でインクジェットヘッドを製造する。前記ポジ型レジスト層の着色は、ｉ線照射により前記ポジ型レジスト層の所定位置を親水化した上で、染料溶液または顔料分散液を用いて行うことが好ましい。【選択図】図１
2010240874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力発生素子が形成された基板の上に、ポジ型レジスト層を形成する工程と、
前記ポジ型レジスト層のうち、インク流路となる部分の少なくとも表面を選択的に着色する工程と、
前記ポジ型レジスト層の着色部をマスクとして、前記ポジ型レジスト層をパターニングして、インク流路パターンを形成する工程と、
前記インク流路パターンが形成された前記基板の上に、インク流路形成部材となる被覆樹脂層を形成する工程と、
前記圧力発生素子の上方に位置する前記被覆樹脂層に、吐出口を形成する工程と、
前記インク流路パターンを溶解除去して、前記吐出口と連通するインク流路とする工程と
を有することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記ポジ型レジスト層の着色を、前記ポジ型レジスト層の感光波長領域に対して遮光性を有する染料溶液または顔料分散液を用いて行うことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記ポジ型レジスト層を、ｉ線に感光波長域をもつ化学増幅型のポジ型フォトレジストで形成することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記ポジ型レジスト層を、光照射により親水性が発現または向上する材料で形成することを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記ポジ型レジスト層に光照射する工程をさらに有し、その後に、前記ポジ型レジスト層の光照射部を着色することを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記ポジ型レジスト層のパターニングを、縮小投影露光装置を用いてｉ線を照射した後、現像処理を施すことで行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記被覆樹脂層のパターニングを、縮小投影露光装置を用いてｉ線を照射した後、現像処理を施すことで行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記ポジ型レジスト層を着色するための材料として、下記一般式（１）乃至（３）のいずれかで示される構造を含む化合物を用いる請求項１乃至７のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【化１】
2010240874.tif 000007
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、それぞれ独立して、不飽和炭化水素基または置換もしくは未置換の芳香族を示す。Ａ1は水素またはハロゲン元素を示す。］
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の製造方法により製造されたインクジェットヘッド。
【請求項１０】
被処理基板の上に、ポジ型レジスト層を形成する工程と、
前記ポジ型レジスト層の一部の少なくとも表面を選択的に着色する工程と、
前記ポジ型レジスト層の着色部をマスクとして、前記ポジ型レジスト層をパターニングする工程と
を有することを特徴とするパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドの製造方法に関し、特に高精度、高密度に形成されたインク流路を有するインクジェットヘッドの製造方法に関する。さらに本発明は、小液滴のインクを精度良く吐出することが可能なインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方式に適用されるインクジェットヘッドは、一般にインク流路、該インク流路の一部に設けられる吐出エネルギー発生部、およびインクを吐出エネルギー発生部のエネルギーによって吐出するための微細なインク吐出口とを備えている。このインク吐出口は、「オリフィス」と呼ばれる。
【０００３】
このようなインクジェットヘッドを製造する方法として、特許文献１は、次のようなインクジェットヘッドの製造方法を開示している。図３（図３Ａ〜３Ｂ）を参照して、その製造方法を説明する。まず、吐出エネルギー発生素子としての圧力発生素子２が形成された基板１（図３（ａ））の上に、感光性樹脂材料であるポジ型レジストからなるポジ型レジスト層３を形成する（図３（ｂ））。次いで、第一のマスク４を介してポジ型レジストを反応させ得る波長の光を照射し（図３（ｃ））、現像処理を行って、所望のインク流路パターン５を形成する（図３（ｄ））。引き続き、インク流路パターン５の上にノズル材となる被覆樹脂層６を塗布形成し（図３（ｅ））、第二のマスク（レチクル）７を介してパターン露光を行い（図３（ｆ））、現像処理を行ってインクの吐出口８を形成する（図３（ｇ））。さらに、基板１を貫通するインク供給口９を形成し（図３（ｈ））、インク流路パターン５を溶解除去することで、インク流路１０を形成する（図３（ｉ））。この製造方法では半導体のフォトリソグラフィーの手法を適用しているので、インク流路、吐出口等の形成に関して極めて高精度で微細な加工が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−２８６１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したインクジェットヘッドの製造方法において、インク流路パターン５の上にインク流路を形成するための被覆樹脂層６を塗布形成する必要があることから、ポジ型レジストには被覆樹脂層６の塗布溶剤に対する耐性が要求される。そこで、ポジ型レジスト材料としては、耐溶剤性に優れたポリケトンやアクリル樹脂を主成分とする高分子の主鎖分解型レジストが一般的に使用される。
【０００６】
これらの主鎖分解型レジストを比較的厚い膜厚で使用する場合、その露光には、単波長の光を縮小投影光学系で照射する所謂ステッパーを用いないことが多い。その代わりに、感光波長および感度の観点から、１対１の倍率で基板全体をブロードな光で一括露光するプロキシミティータイプの露光装置を用いることが一般的である。しかしながら、プロキシミティータイプの露光装置を用いて露光する場合、以下のような問題が発生する場合がある。
１）８〜１２インチ程度の大型ウエハを露光する際には、基板の反りやマスクのたわみ等の影響を受けるため、基板内および基板間でアライメント精度がばらつく場合がある。
２）１０μｍ程度の厚膜のレジストを露光する場合、分解反応を十分に生じさせるためには、大量のエネルギーを照射する必要がある。このため、露光時の発熱によりマスクと基板が不均一な熱膨張を生じ、解像性およびアライメント精度が悪化する場合がある。
【０００７】
上記の露光工程において、ポジ型レジストおよび被覆樹脂層の露光は、基板の上に形成されたアライメントマークを基準にして行うことが一般的である。しかしながら、上述したような問題が発生した場合、圧力発生素子とポジ型レジストからなるインク流路パターンとの位置関係、さらにはそのインク流路パターンと吐出口の位置関係が、所望したものとは異なってしまうという問題が生じる。アライメントずれが発生した状態の模式図を図４に示す。このようなアライメントずれが発生すると、インクの吐出方向のヨレ、サテライトの大量発生等の障害へとつながり、印字特性の不良となる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した問題を解決することを目的として鋭意検討した結果、本発明者等は以下の発明をなすに至った。
【０００９】
すなわち本発明は、圧力発生素子が形成された基板の上に、ポジ型レジスト層を形成する工程と、
前記ポジ型レジスト層のうち、インク流路となる部分の少なくとも表面を選択的に着色する工程と、
前記ポジ型レジスト層の着色部をマスクとして、前記ポジ型レジスト層をパターニングして、インク流路パターンを形成する工程と、
前記インク流路パターンが形成された前記基板の上に、インク流路形成部材となる被覆樹脂層を形成する工程と、
前記圧力発生素子の上方に位置する前記被覆樹脂層に、吐出口を形成する工程と、
前記インク流路パターンを溶解除去して、前記吐出口と連通するインク流路とする工程と
を有することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法である。
【００１０】
また本発明は、上記インクジェットヘッドの製造方法により製造されたインクジェットヘッドである。
【００１１】
また本発明は、被処理基板の上に、ポジ型レジスト層を形成する工程と、
前記ポジ型レジスト層の一部の少なくとも表面を選択的に着色する工程と、
前記ポジ型レジスト層の着色部をマスクとして、前記ポジ型レジスト層をパターニングする工程と
を有することを特徴とするパターン形成方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるインクジェットヘッドの製造方法を用いることにより、印字特性の良好なインクジェットヘッドを安定して製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】インクジェットヘッドの構造を示す斜視図である。
【図２Ａ】本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法を説明するための断面図である。
【図２Ｂ】本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法を説明するための断面図である。
【図２Ｃ】本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法を説明するための断面図である。
【図３Ａ】従来技術に係るインクジェットヘッドの製造方法を説明するための断面図である。
【図３Ｂ】従来技術に係るインクジェットヘッドの製造方法を説明するための断面図である。
【図４】アライメントずれが発生した状態を示す模式図である。
【図５】インク流路の位置関係の評価方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。図１は、インクジェットヘッドの斜視図を模式的に示したものである。以下、図１のインクジェットヘッドを、Ａ−Ｂ線で切断した場合の断面模式図を用いて、本発明のインクジェットヘッドの製造方法を、図２（図２Ａ〜２Ｃ）に示した製造フローに従って説明する。
【００１５】
１．基板の準備（図２（ａ））
まず、本発明では、図２（ａ）に示すように、圧力発生素子２が形成された基板１を準備する。基板１は、インク流路構成部材の一部として機能し、また、後述するインク流路１０および吐出口８を形成する材料層の支持体として機能し得るものであれば、その形状、材質等に特に限定されることはないが、シリコン基板が一般的に用いられる。
【００１６】
基板１の上には、電気熱変換素子あるいは圧電素子等の圧力発生素子２が所望の個数配置される。このような圧力発生素子２によって、インク液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、記録が行われる。例えば、圧力発生素子２として電気熱変換素子が用いた場合には、この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、インクの吐出エネルギーが発生する。また、例えば、圧力発生素子２として圧電素子が用いられる時は、この素子の機械的振動によって、インクの吐出エネルギーが発生する。
【００１７】
なお、これらの圧力発生素子２には、素子を動作させるための制御信号入力用電極（不図示）が接続されている。また、一般にはこれら圧力発生素子２の耐用性の向上を目的とした保護層（不図示）や、後述するノズル構成部材との密着性の向上を目的とした密着向上層（不図示）等の各種機能層が設けられるが、本発明においてもこのような機能層を設けても差し支えない。
【００１８】
２．ポジ型レジスト層の形成（図２（ｂ））
次いで、図２（ｂ）に示すように、圧力発生素子２を形成した基板１の上に、ポジ型レジスト層１１を形成する。ここで用いられるポジ型レジストとしては、光酸発生剤を用いた化学増幅型のポジ型フォトレジストを用いることが好ましい。特に、本発明においては、アライメント精度の観点からステッパー（縮小投影露光装置）を用いてパターニングすることが好ましく、最も汎用的なｉ線（３６５ｎｍ）でパターニングできることが好ましいことから、ｉ線に感光波長域を有することが好ましい。これらの要求を満足するレジストとしては、ノボラック樹脂やポリヒドロキシスチレン、およびその重合体をベース樹脂としたアルカリ現像可能なものを用いることが好ましい。
【００１９】
特に、後述する着色工程において、染料溶液や顔料分散液によって選択的に着色することから、より効果的に着色されるよう光照射によって親水性が発現または向上するような材料を用いることが好ましい。例えば、水酸基やカルボキシル基を加水分解可能な保護基でブロックした置換基を有するノボラック樹脂やポリヒドロキシスチレン、およびその重合体が挙げられる。その一例である下記一般式（Ａ）で示されるポリマー（ポリヒドロキシスチレン）は、光酸発生剤と併用した場合、光照射により発生した酸によってｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基が脱離し、フェノールの水酸基を生成することで親水性が発現する。また、この親水化、疎水化を用いてアルカリ現像可能なポジ型レジストとして機能する。
【００２０】
【化１】
2010240874.tif 000003
【００２１】
（ｎ，ｍは整数）
ポジ型レジスト層１１の形成には、既知のスピンコート法、ロールコート法、スリットコート法等の塗布方法を用いることができる。また、ドライフィルム化された材料を用い、ラミネート法により形成しても良い。
【００２２】
３．流路形成用マスク部の露光（図２（ｃ））
次いで、図２（ｃ）に示すように、第一のレチクル（マスク）１２を介してポジ型レジスト層１１のパターン露光を行い、ベークする。こうすることで、露光部において光酸発生剤から酸が発生し、−ＯＨ基の保護基が脱離することで、露光部が親水化する。
【００２３】
４．着色工程（図２（ｄ））
次に、図２（ｄ）に示すように、ポジ型レジスト層１１の露光部（光照射部）であるインク流路となる部分の少なくとも表面を選択的に着色し、染色パターン１３を形成する。
【００２４】
染色パターン１３は、後述するように、ポジ型レジスト層１１を露光する際のマスクとして機能するものであり、ポジ型レジスト層１１の感光波長領域の光を遮光できることが必要である。したがって、ポジ型レジスト層１１の感光波長領域に対して強い吸収を有する染料または顔料により染色することが好ましい。光照射の際の露光量や、その後の熱処理（Ｐｏｓｔ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｂａｋｅ）の条件を調整することで、染色パターンの厚さを調整することができる。
【００２５】
染料または顔料は、露光部に染み込むまたは結合して、露光部をアルカリ不溶にする必要があることから、下記一般式（１）〜（３）のいずれかで示される構造を含む染料（化合物）が好適である。特に、下記一般式（１）〜（３）のいずれかで示される構造を２つ以上含む染料は、ポジ型レジスト層１１を強固に疎水化できる可能性があり、プロセス耐性を向上させるため、より好ましい。
【００２６】
【化２】
2010240874.tif 000004
【００２７】
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、それぞれ独立して、不飽和炭化水素基または置換もしくは未置換の芳香族を示す。Ａ1は水素またはハロゲン元素を示す。］
Ｒ1乃至Ｒ4となる置換基としては、ベンゾフェノン誘導体、チオキサントン誘導体、ナフトキノン類やアントラセン類等のキノン誘導体、アントラセン誘導体などが挙げられる。また、上記置換基以外の置換基も、本発明の主旨を逸脱しないものであれば使用できる。Ａ1となるハロゲン元素としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、アスタチンが挙げられる。
【００２８】
染色部をマスクとしてインク流路パターン１４を得ること、および後述する吐出口８を形成する際にｉ線（３６５ｎｍ）における吸収が必要となることから、赤系統の染料が特に有効である。
【００２９】
染料を溶解するための溶剤としては、水単独ではなく、ポジ型レジスト層１１への浸透性の向上を目的として、水と有機溶剤の混合溶媒を用いることが好ましい。有機溶剤としては、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等の炭素数１〜４のアルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン類またはケトアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類；エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、チオジグリコール、へキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基の炭素数が２〜６個のアルキレングリコール類；グリセリン類；エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン等のピロリドン類；などを単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
【００３０】
顔料としては、特に、少量で広範な波長に対して高い遮光性を得ることができるものとして、カーボンブラックやチタンブラックが挙げられる。特に、カーボンブラックを用いることが好ましく、チャネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、ランプブラック等を、水や上述した有機溶剤中に分散させて用いることができる。また、ポジ型レジスト層１１中への分散性を向上させる目的で、樹脂被覆カーボンブラックを用いても良い。この際、被覆している樹脂が下記一般式（１）〜（３）のいずれかで示される構造を含む化合物であれば、よりポジ型レジスト層11を強固に疎水化できる可能性があり、プロセス耐性を向上させるため、より好ましい。
【００３１】
【化３】
2010240874.tif 000005
【００３２】
［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、それぞれ独立して、不飽和炭化水素基または置換もしくは未置換の芳香族を示す。Ａ1は水素またはハロゲン元素を示す。］
また、これらの着色液を用いてポジ型レジスト層１１を染色する際には、必要に応じて溶液または被処理基板を加熱しても良い。さらに、染色を行った後に、必要に応じて水洗、加熱等の処理を行って、染料または顔料をポジ型レジスト層１１中により強固に固定化しても良い。
【００３３】
５．インク流路パターンの形成（図２（ｅ）、図２（ｆ））
次に、染色パターン１３をマスクとして、ポジ型レジスト層１１の非着色部を感光させ得る波長領域の光を照射する（図２（ｅ））。そして、現像処理を行ってポジ型レジスト層１１をパターニングして、ポジ型レジストからなるインク流路パターン１４を形成する（図２（ｆ））。
【００３４】
樹脂層を２層形成し、上層の樹脂層を所望の形状にパターニングした後、そのパターンをマスクとして下層の樹脂層に上層のパターンを転写する手法は、所謂２層レジスト法して知られている。特に、下層にポジ型のフォトレジストを用い、下層の感光波長を遮光する材料で上層のマスクを作製して下層をパターニングする方法は、ＰＣＭ（ポータブルコンフォーマブルマスク）法として知られている（特公昭６３−５８３６７号公報）。
【００３５】
本発明は、この方法をインクジェットヘッドの製造に応用したものであり、インク流路１０を形成するためのポジ型レジスト層１１中に、直接マスクを設けてポジ型レジスト層１１をパターニングする。こうすることで、従来で問題であった、マスクと基板が不均一な熱膨張を生じ、解像性およびアライメント精度が低下する現象を回避することができる。
【００３６】
６．吐出口の形成（図２（ｇ）、図２（ｈ）、図２（ｉ））
次いで、インク流路パターン１４の上に、被覆樹脂層６をスピンコート法、ロールコート法、スリットコート法等の方法で形成する（図２（ｇ））。この被覆樹脂層はインク流路形成部材として機能するものであることから、構造材料としての高い機械的強度、下地との密着性、耐インク性と、同時にインク吐出口の微細なパターンをパターニングするための解像性等が要求される。これらの特性を満足する被覆樹脂層を形成する材料としては、カチオン重合型のエポキシ樹脂組成物が好適である。
【００３７】
カチオン重合型のエポキシ樹脂組成物に用いられるエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとの反応物のうち分子量がおよそ９００以上のもの、含ブロモビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとの反応物、フェノールノボラックまたはｏ−クレゾールノボラックとエピクロルヒドリンとの反応物、特開昭６０−１６１９７３号公報、特開昭６３−２２１１２１号公報、特開昭６４−９２１６号公報、特開平２−１４０２１９号公報に記載のオキシシクロヘキサン骨格を有する多官能エポキシ樹脂等が挙げられるが、これら化合物に限定されるものではない。
【００３８】
また、上記エポキシ樹脂としては、エポキシ当量が２０００以下の化合物が好ましく、エポキシ当量が１０００以下の化合物がより好ましい。エポキシ当量が２０００を越える化合物を用いると、硬化反応の際に架橋密度が低下し、密着性、耐インク性に問題が生じる場合がある。
【００３９】
カチオン重合型のエポキシ樹脂組成物に添加され、上記エポキシ樹脂を硬化させるための光カチオン重合開始剤としては、光照射により酸を発生する化合物を用いることができる。光照射により酸を発生する化合物としては、特に制限はないが、例えば、芳香族スルフォニウム塩、芳香族ヨードニウム塩が挙げられる。芳香族スルフォニウム塩としては、としては、みどり化学（株）より市販されているＴＰＳ−１０２、１０３、１０５、ＭＤＳ−１０３、１０５、２０５、３０５、ＤＴＳ−１０２、１０３（いずれも商品名）、旭電化工業（株）より市販されているＳＰ−１７０、１７２（いずれも商品名）を好適に用いることができる。また、芳香族ヨードニウム塩としては、みどり化学（株）より市販されているＤＰＩ−１０５、ＭＰＩ−１０３、１０５、ＢＢＩ−１０１、１０２、１０３、１０５（いずれも商品名）等を好適に用いることができる。光カチオン重合開始剤の添加量は、目標とする感度となる添加量とすることができるが、エポキシ樹脂に対して０．５〜５ｗｔ％の範囲で好適に用いることができる。また、必要に応じて、波長増感剤として（株）アデカより市販されているＳＰ−１００（商品名）等を添加して用いても良い。
【００４０】
上記エポキシ樹脂組成物に対して、必要に応じて添加剤など適宜添加することが可能である。例えば、エポキシ樹脂の弾性率を下げる目的で可撓性付与剤を添加したり、下地との更なる密着力を得るためにシランカップリング剤を添加することができる。
【００４１】
次いで、被覆樹脂層６の上に、必要に応じてネガ型の感光性を有する撥インク剤層を形成する（不図示）。撥インク剤層は、スピンコート法、ロールコート法、スリットコート法等の塗布方法により形成可能であるが、本例においては、未硬化の被覆樹脂層６の上に形成するため、両者が必要以上に相溶しないようにする。
【００４２】
次いで、ポジ型レジスト層１１の露光に用いたものと同様のｉ線ステッパーを用い、第二のレチクル（マスク）１５を介してパターン露光を行う（図２（ｈ））。その後、現像処理を施して、圧力発生素子２の上方に位置する被覆樹脂層６に吐出口８を形成する（図２（ｉ））。
【００４３】
インクジェットヘッドの製造においては、前述したインク流路パターン１４に加え、吐出口８を高精度にパターニングすることが非常に重要な因子となる。そこで、吐出口８形成用の被覆樹脂層６の露光には、高精度・高照度を有するステッパーを露光装置として使用することが望ましい。
【００４４】
しかしながら、吐出口８形成用の被覆樹脂層６の照射光にｉ線（３６５ｎｍ）単独の波長を使用した場合、圧力発生素子２のパターン形状や配線パターンの形状によって、所望の吐出口８のパターン形状が得られない場合がある。例えば、吐出口８のパターンマスクとして円形状のものを使用した場合でも、実際に形成される吐出口８のパターンは歪な円形状になる場合があり、吐出口８の形状として安定的に再現性良く円形状が得られないことがある。
【００４５】
この問題は、吐出口８形成用の被覆樹脂層６や、吐出口８の下部に位置するインク流路パターン１４形成用のレジスト材料の、ｉ線に対する吸収が弱い場合に、基板１面や圧力発生素子２や配線の表面からの反射光が影響するためであると考えられる。この問題は、特にインクジェットヘッドの高密度化、吐出口およびインク流路サイズの縮小化を行う際に、顕著に起こることも明らかとなっており、インクジェットヘッドおよびその印字物の高品位・高性能化に向けて、重要課題となっている。
【００４６】
本発明では、インク流路パターン１４の表面層には染色パターン１３が残存しているため、ｉ線単独の波長を用いた場合においても染色パターン１３に光が吸収され、圧力発生素子２のパターンや配線パターンからの反射を防止することができる。これにより、反射光の影響で、所望の吐出口８のパターン形状が得られないという問題を解決することができる。
７．インク供給口およびインク流路の形成（図２（ｊ）、図２（ｋ））
次いで、基板１を貫通するインク供給口９を形成する（図２（ｊ））。インク供給口９の形成方法としては、サンドブラスト、ドライエッチング、ウエットエッチング等の手法、またはこれらの手法の組み合わせにより行うことができる。
【００４７】
例えば、アルカリ系のエッチング液である水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等の水溶液を用いた異方性エッチングについて説明する。結晶方位として、＜１００＞、＜１１０＞の方位を持つシリコン基板は、アルカリ系の化学エッチングを行うことにより、エッチングの進行方向に関して、深さ方向と幅方向の選択性ができ、これによりエッチングの異方性を得ることができる。特に、＜１００＞の結晶方位を持つシリコン基板は、エッチングを行う幅によってエッチングされる深さが幾何学的に決定されるため、エッチング深さを制御することができる。例えば、エッチングの開始面から深さ方向に５４．７°の傾斜を持って狭くなる孔を形成することができる。エッチング液に対して耐性を持つ適当な樹脂材料をマスクとして、上述の異方性エッチングを行うことで、基板１を貫通するインク供給口９を形成することができる。
【００４８】
次いで、必要に応じて被覆樹脂層６の上面からポジ型レジスト層１１の感光波長の光を照射し（不図示）、インク流路パターン１４を溶解除去することで、吐出口８と連通するインク流路１０を形成する（図２（ｋ））。さらに、切断分離工程を経た後（不図示）、必要に応じて加熱処理を施して被覆樹脂層６を完全に硬化させ、インク供給のための部材（不図示）の接合、圧力発生素子２を駆動するための電気的接合（不図示）を行って、インクジェットヘッドを完成させる。
【００４９】
以上のような本発明のインクジェットヘッドの製造方法を用いることにより、圧力発生素子と、インク流路および吐出口の位置関係を高精度かつ再現性良く制御することが可能となる。さらに、吐出口の変形が発生しないため、印字特性の良好なインクジェットヘッドを安定して製造することができる。
【００５０】
なお、上記の方法は、インクジェットヘッドの製造方法に限られず、被処理基板の上にパターンを形成するパターン形成方法としても有効である。
【実施例】
【００５１】
以下に本発明の実施例を示す。
【００５２】
（実施例１）
図２に示した工程に従って、インクジェットヘッドを作製した。まず、図２（ａ）に示されるような基板１を準備した。一般的に、圧力発生素子２を制御するドライバーやロジック回路等は汎用的な半導体製法にて製造されるため、シリコン基板を適用することが好適である。本例においては、８インチのシリコン基板の上に、圧力発生素子としての電気熱変換素子（材質ＨｆＢ2からなるヒーター）と、インク流路およびノズル形成部位にＳｉＮ＋Ｔａの積層膜（不図示）を有するシリコン基板を準備した。
【００５３】
次いで、図２（ｂ）に示すように、圧力発生素子２が形成された基板１の上に、ポジ型レジストとして以下の組成からなる樹脂組成物をスピンコートし、９０℃３分間のベークを行って、ポジ型レジスト層１１を形成した。ポジ型レジスト層１１のベーク後の膜厚は１２μｍであった。
・式（Ａ）で示されるポリヒドロキシスチレン            ４０質量部
（ｎ：ｍ＝４：６、平均分子量（Ｍｗ）：２００００）
・光酸発生剤（アデカ製、商品名：ＳＰ−１７２）          ２質量部
・ジグライム                                          ６０質量部
次に、図２（ｃ）に示すように、ｉ線ステッパー（キヤノン製、商品名：ｉ５）を用いて第一のレチクル（マスク）１２を介して２００Ｊ／ｍ2の露光量で露光し、９０℃３分の熱処理を行った。次に、以下の組成からなる着色液をスピンコートし、１２０℃５分間のベークを行うことで、染色パターン１３を形成した（図２（ｄ））。
・２−ベンゾフェノン−４，４’−ジカルボン酸    ３０質量部
・ジエチレングリコール                          ３０質量部
・イオン交換水                                  ４０質量部
引き続き、図２（ｅ）に示すように、Ｄｅｅｐ−ＵＶ露光装置（ウシオ電機製、商品名：ＵＸ−３２００）を用いて１５０００ｍＪ／ｃｍ2の露光量で全面露光し、９０℃１０分間の熱処理を行った。その後、２．３８ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を用いてポジ型レジストを現像してインク流路パターン１４を形成した（図２（ｆ））。
【００５４】
次いで、被処理基板の上に以下の組成からなる感光性樹脂組成物を、インク流路パターン１４の上の膜厚が１０μｍとなるようにスピンコートし、ホットプレート上で９０℃２分間のプリベークを行って、被覆樹脂層６を形成した（図２（ｇ））。
・ＥＨＰＥ（商品名、ダイセル化学工業製）                  １００質量部
・ＳＰ−１７２（商品名、アデカ製）                            ５質量部
・Ａ−１８７（商品名、日本ユニカー製）                        ５質量部
・メチルイソブチルケトン                                  １００質量部
引き続き、被処理基板の上に以下の組成からなる感光性樹脂組成物を、膜厚が１μｍとなるようにスピンコートし、ホットプレート上で８０℃３分間のプリベークを行って、撥インク剤層（不図示）を形成した。
・ＥＨＰＥ（商品名、ダイセル化学工業製）                              ３５質量部
・２，２−ビス（４−グリシジルオキシフェニル）ヘキサフロロプロパン    ２５質量部
・１，４−ビス（２−ヒドロキシヘキサフロロイソプロピル）ベンゼン      ２５質量部
・３−（２−パーフルオロヘキシル）エトキシ−１，２−エポキシプロパン  １６質量部
・Ａ−１８７（商品名、日本ユニカー製）                                  ４質量部
・ＳＰ−１７２（商品名、アデカ製）                                      ５質量部
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル                            １００質量部
次いで、ｉ線ステッパー（キヤノン製、商品名：ｉ５）を用いて第二のレチクル（マスク）１５を介して４０００Ｊ／ｍ2の露光量にてパターン露光した後（図２（ｈ））、ホットプレートにて１２０℃１２０秒のＰＥＢを行った。その後、メチルイソブチルケトンにて現像、イソプロピルアルコールにてリンス処理を行い、１００℃６０分間の熱処理を行って、吐出口８を形成した（図２（ｉ））。なお、本実施例では、φ１３μｍの吐出口パターンを形成した。
【００５５】
次に、被処理基板の裏面にポリエーテルアミド樹脂組成物（日立化成製、商品名：ＨＩＭＡＬ）を用いて、幅１ｍｍ、長さ１０ｍｍの開口部形状を有するエッチングマスク（不図示）を作製した。次いで、８０℃に保持した２２ｗｔ％のＴＭＡＨ水溶液中に被処理基板を浸漬して基板の異方性エッチングを行って、インク供給口９を形成した（図２（ｊ））。なお、この際エッチング液から基板表面の樹脂層を保護する目的で、保護膜（不図示、東京応化工業製、商品名：ＯＢＣ）を撥インク剤層の上に塗布して異方性エッチングを行った。
【００５６】
次いで、保護膜をキシレンを用いて溶解除去した後、乳酸メチル中に超音波を付与しつつ浸漬してインク流路パターン１４を溶解除去することで、インク流路１０を形成した（図２（ｋ））。
【００５７】
以上のように作製したインクジェットヘッドを、光学顕微鏡および電子顕微鏡を用いて観察し、吐出口の変形の有無、およびインク流路の位置関係を評価した。なお、インク流路の位置関係の評価としては、図５に示すように、本来のインク流路の位置からのｘ方向およびｙ方向へのズレ量を測定した。また、評価結果を表１に示す。
【００５８】
（比較例）
図３に示した工程に従って、インクジェットヘッドを作製した。なお、図３（ｂ）に示す工程では、ポジ型レジストとしてポリメチルイソプロペニルケトンを用いてポジ型レジスト層３を形成した。また、図３（ｃ）に示す工程では、Ｄｅｅｐ−ＵＶ露光装置（ウシオ電機製、商品名：ＵＸ−３２００）を用いてパターン露光を行った。その後、現像処理を行って、インク流路パターン５を作製した（図３（ｄ））。その他の条件等は、実施例１と同じとした。実施例１と同様の評価結果を表１に併せて示す。
【００５９】
【表１】
2010240874.tif 000006
【００６０】
以上説明したように、本発明のインクジェットヘッドの製造方法を用いることにより、圧力発生素子と、インク流路および吐出口の位置関係を高精度かつ再現性良く制御することが可能となる。さらに、吐出口の変形が発生しないため、印字特性の良好なインクジェットヘッドを安定して製造することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１  基板
２  圧力発生素子
３  ポジ型レジスト層
４  第一のマスク
５  インク流路パターン
６  被覆樹脂層
７  第二のマスク（レチクル）
８  吐出口
９  インク供給口
１０  インク流路
１１  ポジ型レジスト層
１２  第一のレチクル（マスク）
１３  染色パターン
１４  インク流路パターン
１５  第二のレチクル（マスク）
【図１】
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【図２Ａ】
2010240874.tif 000009
【図２Ｂ】
2010240874.tif 000010
【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2010240874.tif 000013
【図４】
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【図５】
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