(57)【要約】【課題】  流路においてより微小な異物に対しても分離、ろ過が可能なフィルターを提供する。【解決手段】  シリコンの基板１０１上に、ガラス点移転以上に加熱したレジストからなる第一のマスク１０２と、このような熱処理を実施しないレジストからなる第二のマスク１０３を形成し、ドライエッチングを実施した。これによって基板１０１に、溝部１０４と、溝部１０４内に形成された孔１０６を有する壁１０５とを同時に形成した。このとき、第一のマスク１０２の幅の太い部分の下のシリコンは、孔１０６を仕切る壁部分となる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に加工処理を施し、基板表面上に溝を形成し、その溝に孔の空いた壁をフィルターとして形成する、流路中に配置されるフィルター用基板の製造方法であって、
基板表面にレジストを所定のパターンに形成し、第一のマスクとする工程と、
該第一のマスクとしてパターニングされたレジストをガラス転移点以上に加熱する工程と、
基板表面にレジストを再度塗布し、所定のパターンに形成し、第二のマスクとする工程と、
前記第一のマスクおよび前記第二のマスクを用いて基板にドライエッチングを施す工程と、
を少なくとも含み、第一のマスクと第二のマスクへの熱処理の違いによってエッチングされた基板の断面形状が第一のマスク下と第二のマスク下とで異なることを利用して前記溝の壁に孔を形成する、フィルター用基板の製造方法。
【請求項２】
前記第一のマスクの幅の一部を太くすることで、孔を仕切る壁を形成する、請求項１に記載のフィルター用基板の製造方法。
【請求項３】
前記壁および前記壁に空いている孔は、前記ドライエッチングによって同時に形成される、請求項１または２に記載のフィルター用基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の製造方法によって製造されたフィルタ用基板であって、
前記溝に形成された壁は、液流路方向に対して垂直な方向に存在し、前記溝部の底部と平行な方向に孔が空いているフィルター用基板。
【請求項５】
請求項１から３のいずれかに記載の製造方法によって製造されたフィルタ用基板であって、
前記溝に形成された壁の孔は、溝の底部に垂直な方向に仕切られ、少なくとも一つ以上の孔を有するフィルター用基板。
【請求項６】
外部から液体が供給される供給口と、該液体を吐出する吐出口と、該吐出口に連通し、前記供給口から供給された前記液体を前記吐出口へと導く液流路と、該液流路の一部に設けられた、前記液体を吐出するための圧力を発生する吐出圧力発生素子とを有し、前記供給口が、該吐出圧力発生素子が形成された基板に貫通口として形成されたインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記基板の、前記吐出圧力発生素子の近傍部分に窪み部が形成され、該窪み部に孔の空いた壁が形成されたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項７】
前記窪み部に形成された壁は、前記供給口から前記吐出口への液流路方向に対して垂直な方向に存在し、前記液流路方向と平行な方向に孔が空いていることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項８】
前記窪み部に形成された壁の孔は、窪み部底部に垂直な方向に仕切られ、少なくとも一つ以上の孔を有することを特徴とする請求項６または７に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項９】
前記基板の、前記吐出圧力発生素子が形成される面上に、前記吐出口と前記液流路を構成するオリフィスプレートを有する、請求項６から８のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１０】
前記窪み部に形成された壁の上に柱が設けられたことを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１１】
請求項６から１０のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、
前記窪み部およびそこに形成された壁は、ドライエッチング、ウエットエッチング、レーザ加工、機械加工のいずれかによって形成する、インクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
請求項６から１０のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、
前記壁に形成された孔をドライエッチングで形成する場合、
基板表面にレジストを所定のパターンに形成し、第一のマスクとする工程と、
該第一のマスクとしてパターニングされたレジストをガラス転移点以上に加熱する工程と、
基板表面にレジストを再度塗布し、所定のパターンに形成し、第二のマスクとする工程と、
前記第一のマスクおよび前記第二のマスクを用いて基板にドライエッチングを施す工程と、
を少なくとも含み、第一のマスクと第二のマスクへの熱処理の違いによってエッチングされた基板の断面形状が第一のマスク下と第二のマスク下とで異なることを利用して前記窪み部の壁に孔を形成する、インクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記第一のマスクを前記壁の全体部に対応し、前記第一のマスクの幅の一部を太くすることで、孔を仕切る壁部分を形成する、請求項１２に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記壁および前記壁に空いている孔は、前記ドライエッチングによって同時に形成される、請求項１２または１３に記載の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、微小なケミカルデバイス、即ち部材中に微小な流路、反応管、反応槽、電気泳動カラム、クロマトカラム、膜分離機構などの構造が形成された微小反応デバイス（マイクロリアクター）、ケミカルチップ、バイオチップ、Ｌａｂ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ、ナノチップ等の微小分析デバイスの製造方法に関する。詳しくは、基板表面に溝状その他の形状の凹部を有する部材と他の部材を接着一体化することにより形成された、微小なケミカルデバイスの製造方法に関する。また、同方法を応用して製造されるデバイスの全てに関する。例えば、インクなどの液体を液滴として吐出し、それを紙などの被記録材に付着させて記録を行うインクジェット記録ヘッドにも関連する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロリアクター、ケミカルチップ、バイオチップ、Ｌａｂ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ、ナノチップ等、非常に少量の溶液を使用し、反応、分離、分析を行うことを意図した構造体（チップともいう）は、通常、シリコン、石英ガラス、ホウ珪酸ガラスやセラミックスなどの無機物や、ポリカーボネイト、ポリアクリルアミドなどのプラスチックやシリコーンゴムや珪素樹脂などの有機物からなる平滑な基板に、ドライエッチング、ウエットエッチングなどの化学的処理、もしくは、レーザ、ファーストアトムビーム、イオンビーム等によるエネルギー線処理により微小流路が形成された基板を接着したものである。流路幅は用途によって異なるが、通常、４０μｍから５００μｍ程度で、深さは０．６μｍから５００μｍ程度である。シリコン、石英ガラス、ホウ珪酸ガラスやセラミックスなどの無機物や、ポリカーボネイト、ポリアクリルアミドなどのプラスチックやシリコーンゴムや珪素樹脂などの有機物からなる平滑な基板に、溶液の注入口、送出口を形成し、これと前述の流路を形成した基板とを超音波、熱、圧力、化学的処理により接着し、マイクロリアクター、ケミカルチップ、バイオチップ、Ｌａｂ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ、ナノチップ等の構造体を作成する。
【０００３】
このような流路が形成された構造体において、流路中を流れる溶液に含まれる異物を分離する、もしくは電気泳動により物質を分離するためには、流路中にフィルターを形成する必要がある。フィルター形成の方法として、分離する物質の大きさに応じて、ゲルやポリマー、ゼオライトなどを流路の一部に充填する方法や、流路内にドライエッチング、ウエットエッチングにより形成された柱状構造体を複数設け、物理的にフィルターを作成する方法がある。
【０００４】
ここで、液路中にフィルターを形成する必要がある構造体としてインクジェット記録ヘッドが挙げられる。
【０００５】
インクジェット記録ヘッドは、一般に、微細な吐出口（オリフィス）、それに通じる液流路、および該液流路の一部に設けられた、吐出圧力発生素子を備える吐出圧力発生部を複数備えている。吐出圧力発生素子としては、例えば、電気熱変換素子が用いられ、このインクジェット記録ヘッドにおいては、電気熱変換素子に駆動信号が印加され、それによって、電気熱変換素子はインクの核沸騰を越える急激な温度上昇を生じてインク内に気泡を生じさせ、この際に生じる圧力によって、インクの液滴が吐出される。各電気熱変換素子には、記録情報に応じて駆動信号が印加され、それによってインクは各吐出口から選択に吐出される。
【０００６】
このようなインクジェット記録ヘッドにおいては、高精細で高品位の画像を得られるようにすることが望まれている。このためには、吐出口から小さな液滴を吐出できるようにし、また、液滴をそれぞれの吐出口から常に同じ体積、吐出速度で吐出できるようにすることが望ましい。
【０００７】
これを達成する方法として、特許文献１〜３には、電気熱変換素子によって生成された気泡を外気と連通させて液滴を吐出させる方法が開示されている。この方法によれば、吐出される液滴の大きさは、吐出口の大きさ、および電気熱変換素子とオリフィスとの距離（以下、「ＯＨ距離」と称す。）によって決まり、常にほぼ一定の大きさの小さな液滴を吐出させることができる。
【０００８】
このような方法によって液滴を吐出するインクジェット記録ヘッドにおいて、より小さな液滴を吐出させて、より高精彩な画像を形成できるようにするためには、ＯＨ距離を短くすることが好ましい。また、吐出される液滴の大きさを所望の大きさにするために、ＯＨ距離を正確に、また再現性良く設定できることが必要である。
【０００９】
このようにＯＨ距離を正確に再現性良く所定の距離に設定することができる、インクジェット記録ヘッドの製造方法としては、特許文献４に開示された方法がある。この製造方法では、吐出圧力発生素子が形成された基板上に溶解可能な樹脂にて液流路の型を形成する。その後、常温にて固体状のエポキシ樹脂を含む被覆樹脂を溶媒に溶解して、これを溶解可能な樹脂層上にソルベントコートして、各液流路間を仕切る流路壁などを構成する被覆樹脂層を形成する。その後、被覆樹脂層に吐出口を開口する。最後に、溶解可能な樹脂層を溶出させて除去する。
【００１０】
このようなインクジェット記録ヘッドでは、画像の高精細化、高品位化が求められる一方で、高スループット化も望まれている。このためには、吐出周波数（駆動周波数）を高くできるようにするために、液滴吐出後に流路内にインクを再充填する、すなわちリフィルするのを速くする必要がある。リフィルを速くするには、供給口から吐出口までの間のインクの供給経路の流抵抗を小さくすることが望まれる。
【００１１】
このように、インクの供給経路の流抵抗を小さくする構成として、特許文献５および特許文献６には、供給口近傍の流路高さが吐出圧力発生素子近傍の流路高さより高いことを特徴とするインクジェット記録ヘッドとその製造方法が提案されている。これらの公報に記載された製造方法では、基板の、供給口近傍から吐出圧力発生素子近傍までの間に相当する部分を掘り込むことによって、供給口近傍の流路高さを高くしている。これによって、インクの供給経路の断面積が大きくなり、したがって、その流抵抗が低減される。このように、特許文献５及び６に記載された製造方法は、高スループット化を実現する上で有効な手法である。
【００１２】
しかし、微細な解像度での印刷を可能にするために印刷ヘッドの幾何学的形状が縮小されてきている現在、インクの供給経路の断面積が大きくなることで、非常に微細なインク内の屑が液流路内に入りこみ、吐出口に詰まってしまう問題が生じる。
【００１３】
従って、インクジェット記録ヘッドでは、非常に小さい粒子を含む様々な大きさの粒子をインクから除去することが可能なフィルターを形成する必要がある。
【特許文献１】特開平４−１０９４０号公報
【特許文献２】特開平４−１０９４１号公報
【特許文献３】特開平４−１０９４２号公報
【特許文献４】特許第３１４３３０７号公報
【特許文献５】特開平１０−９５１１９号公報
【特許文献６】特開平１０−３４９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、フィルター形成の方法として、ゲルやポリマー、ゼオライトなどを流路の一部に充填する方式では、使用時に充填する手間が必要になる上に、充填物に分子構造的に有する穴の大きさが均一ではなく、分離機能にばらつきがあり、所望する大きさを持つ充填物を合成するのが困難な場合がある。
【００１５】
また、流路内に柱状構造体をエッチング等により形成しフィルター部を形成する方法は、柱状構造体の体積、断面積、間隔を任意に設定できるという利点がある。しかし、エッチングで柱状構造体を形成した場合には、溶液中に含まれる異物等が流路や柱状構造体に付着するケースがあり、柱状構造体を形成した基板を洗浄する必要があり、通常、物理的な洗浄、超音波洗浄、高圧洗浄などの洗浄を化学的な洗浄と併用するが、その際に柱状構造体が破損、破壊するといった問題が発生している。
【００１６】
また、柱状構造体のフィルターの場合、溝の深さが深くなった場合、液流路方向に対して平行方向のフィルター性能に関しては、柱を多数並べることで対応できるが、液流路方向に対して垂直方向のフィルター性能に関しては、効果が期待できない。
【００１７】
そこで本発明は、上述した諸問題を解決できるフィルター用基板の製造方法、該製法を適用したインクジェット記録ヘッド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】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明のフィルター用基板の製造方法は、基板の表面に加工処理を施し、基板表面上に溝を形成し、その溝に孔の空いた壁をフィルターとして形成する、流路中に配置されるフィルター用基板の製造方法であって、基板表面にレジストを所定のパターンに形成し、第一のマスクとする工程と、該第一のマスクとしてパターニングされたレジストをガラス転移点以上に加熱する工程と、基板表面にレジストを再度塗布し、所定のパターンに形成し、第二のマスクとする工程と、前記第一のマスクおよび前記第二のマスクを用いて基板にドライエッチングを施す工程と、を少なくとも含み、第一のマスクと第二のマスクへの熱処理の違いによってエッチングされた基板の断面形状が第一のマスク下と第二のマスク下とで異なることを利用して前記溝の壁に孔を形成することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明のインクジェット記録ヘッドは、外部から液体が供給される供給口と、該液体を吐出する吐出口と、該吐出口に連通し、前記供給口から供給された前記液体を前記吐出口へと導く液流路と、該液流路の一部に設けられた、前記液体を吐出するための圧力を発生する吐出圧力発生素子とを有し、前記供給口が、該吐出圧力発生素子が形成された基板に貫通口として形成されたインクジェット記録ヘッドにおいて、前記基板の、前記供給口から前記吐出圧力発生素子の手前までの部分が掘り込まれて窪み部が形成され、該窪み部にフィルタとしての役割を果たす孔の空いた壁が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の、上記インクジェット記録ヘッドの製造方法は、前記壁に形成された孔をドライエッチングで形成する場合、マスクの形成方法の違いによって、エッチングされた断面形状が異なることを利用して形成することを特徴とする。特に、マスク材として用いられているポジレジストを用いる場合、塗布後加熱する温度の違いでマスクに差が生じ、それぞれのマスク下においてエッチングされた断面形状が異なる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のフィルター用基板の製造方法によれば、基板のエッチング等により形成された孔の開いた壁がフィルターとして使用できるため、基板を洗浄する際に破損、破壊といった問題が起こらない。また、流路内に柱状構造体をたてるフィルターと比較して、流路方向に対して水平方向のフィルター性能が向上し、設計自由度も高くなることで、より微小な異物に対しても分離、ろ過が可能となる。
【００２２】
また、本発明のインクジェット記録ヘッド及びその製造方法によれば、高リフィル化を実現しつつ、非常に微細な屑を除去することが可能なフィルターを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照にして説明する。
【００２４】
（実施形態１）
図１から図４までを参照して、本発明の実施形態１である、極小流路中に配置されるフィルターの製造方法について説明する。図１（ａ）は本実施形態のフィルター製造方法の第１段階を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図、図２（ａ）は本実施形態のフィルター製造方法の第２段階を示す平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図である。図３（ａ）は本実施形態のフィルター製造方法の第３段階を示す平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＸ１−Ｘ１’線断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＸ２−Ｘ２’線断面図、図３（ｄ）は図３（ａ）のＹ１−Ｙ１’線断面図、図３（ｅ）は図３（ａ）のＹ２−Ｙ２’線断面図である。図４は本発明の微小流路フィルターの実施形態を示した断面図である。
【００２５】
図１および図２に示すように、まずシリコン基板１０１面上にレジストを所定のパターンに形成し、ガラス転移点（Ｔｇ）以上にハードベークした第一のマスク１０２、およびその後にレジストを再度塗布し、パターニングした第二のマスク１０３が形成されている。このとき、第一のマスク１０２は図１のような直線状パターンで３箇所において幅が他より太くなっている形状とした。また、図２のように第二のマスク１０３は第一のマスク１０２を囲む枠状パターンであり、第一のマスク１０２の両端と重なる形状とした。
【００２６】
本実施形態において、第一のマスク１０２および第二のマスク１０３として、ノボラック系の一般的なポジレジストを使用することができる。そして、このレジストをマスクとするリアクティブイオンエッチング法によって、シリコン基板１０１をドライエッチングした。その結果、図３に示すような溝部（窪み部）１０４、溝部に形成された壁１０５、およびその壁１０５に形成された孔１０６が同時に出来た。
【００２７】
一般的なドライエッチングでは、レジストおよび基板から放出された物質が反応してできた生成物が、パターンの側壁に形成され、側壁保護膜を利用した異方性エッチングが可能となる。本実施形態において、第一のマスク１０２のように、ポジレジストをパターニング後ガラス転移点Ｔｇ以上の高温で加熱し、レジストがエッチングされにくい状態にすることで、第一のマスク近傍には側壁保護膜が形成されなくなり、その結果、第一のマスク下のシリコンの側壁に対しては一層エッチングが進行し、図３の（ｃ）及び（ｄ）に示すような、孔１０６を有する壁１０５を形成することが可能となる。このとき、孔１０６が出来る部分は、第一のマスク１０２の幅が細い部分に対応している（図３（ｃ））。これに対し、第一のマスク１０２の幅が太い部分の下に位置するシリコンは孔１０６を仕切る壁１０５として残る（図３（ｂ））。
【００２８】
また、本実施形態におけるエッチングは、イオンエッチングを用いた方向性エッチングであり、イオンを生成するプラズマ源とエッチングする反応室とが分かれており、加速したイオンによってエッチングを行う。イオン源に高密度のイオンを出せるＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）イオン源を用いる方法では、表面から垂直な方向に異方性エッチングができるが、エッチングに寄与する活性種を過剰にし、散乱させることで、溝部１０４の側壁に対してエッチングが進行し、図３（ｃ）に示すような孔１０６を有する壁１０５を形成することが可能となる。
【００２９】
なお、本件においてはＥＣＲイオン源を用いたドライエッチングによる溝部１０４を形成したが、溝部１０４を形成する方法はこれに限られたものではなく、他の方式のプラズマソースを有するドライエッチング装置や、結晶異方性エッチングなどのウエットエッチングであっても構わない。例えば、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）ドライエッチング装置を用いた場合、コーティングとエッチングを交互に行うこと（堆積／エッチングプロセス）によって基板に溝部を形成することができる。堆積とエッチングを交互に行う特定の実施形態では、エッチャントであるＳＦ6から、溝部の面内上でコーティングを形成するガスと交互になり、エッチャントのイオンは溝部の底面に向けられ、底面に沿ってコーティング並びにその下にある基板材料をも物理的に及び化学的に除去する。特定の実施形態では、コーティングの堆積量に応じて、イオンは数秒以内で底面上のコーティングを破る。コーティングの時間を通常より短くすることで、側壁へほとんどコーティングされないため、エッチングステップによって側壁へもエッチングが進行する。また、側壁のコーティング量を積極的に減らす方法として、基板を温め、側壁に堆積物を付けないようにする方法も考えられる。
【００３０】
以上の工程によって、本実施形態の特徴的な構成を備えるフィルター用基板が完成する。
【００３１】
その後、図４に示すように、孔１０６を有する壁１０５が形成された溝部１０４が作製された第一の基板としてのシリコン基板１０２と、石英からなり、流体の入口１０７および流体の出口１０８を形成した第二の基板１０９とを、１０００℃での熱圧着により接着することで、微小流路のフィルターを形成した。なお、微小流路のフィルターとなる、孔１０６を有する壁１０５は液流路方向に対して垂直な方向に存在し、溝部１０４の底部と平行な方向に孔１０６が空いている。また、溝部１０４に形成された壁１０５の孔１０６は、溝部の底部に垂直な方向に仕切られている。
【００３２】
（実施形態２）
次に、図５から図１３までを参照して、本発明の実施形態２である、インクジェット記録ヘッドの製造方法について説明する。
【００３３】
図５（ａ）は本実施形態のインクジェットヘッドの製造方法の第１段階を示す平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図、図６（ａ）は本実施形態のインクジェットヘッドの製造方法の第２段階を示す平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図である。図７（ａ）は本実施形態のインクジェットヘッドの製造方法の第３段階を示す平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図、図８（ａ）は本実施形態のインクジェットヘッドの製造方法の第４段階を示す平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図である。図９（ａ）は図８（ａ）の一部を拡大した図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＸ１−Ｘ１’線断面図、図９（ｃ）は図９（ａ）のＸ２−Ｘ２’線断面図、図９（ｄ）は図９（ａ）のＹ１−Ｙ１’線断面図、図９（ｅ）は図９（ａ）のＹ２−Ｙ２’断面図である。図１０は本実施形態のインクジェットヘッドの製造方法の第５段階を示す断面図、図１１は本実施形態のインクジェットヘッドの製造方法の第６段階を示す断面図である。図１２（ａ）は本実施形態のインクジェットヘッドの製造方法の第７段階を示す平面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図である。図１３（ａ）は図１２（ａ）の一部を拡大した図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図、図１３（ｃ）は図１３（ａ）のＹ−Ｙ’線断面図である。
【００３４】
本実施形態において製造するインクジェット記録ヘッドは、図５に示すように、インク（液滴）を吐出させる圧力を発生する複数の吐出圧力発生素子２０１が形成された基板２０２を有している。基板２０２には、吐出圧力発生素子２０１を駆動するためのトランジスタなどを含む半導体回路や、記録ヘッドを記録装置本体側と電気的に接続するための電極パッドが形成されているが、図面をわかりやすくするために、各図においては図示を省略している。
【００３５】
図６および図７に示すように、基板２０２の吐出圧力発生素子２０１が形成された表面にレジストを所定のパターンに形成し、ガラス点移転（Ｔｇ）以上にハードベークした第一のマスク２０３、およびその後にレジストを再度塗布し、パターニングした第二のマスク２０４が形成されている。第一のマスク２０３および第二のマスク２０４の形状は図７（ａ）に示すとおりで、吐出圧力発生素子２０１を有する目的の液流路形状を想定してある。
【００３６】
本実施形態の第一のマスク２０３および第二のマスク２０４として、ノボラック系の一般的なポジレジストを使用することができる。そして、このレジストをマスクとするリアクティブイオンエッチング法によって、基板２０２のシリコンをドライエッチングした。この結果、図８および図９に示すような窪み部（溝部）２０５、窪み部２０５に形成された壁２０６、および壁２０６に形成された孔２０７が同時に形成された。
【００３７】
一般的なドライエッチングでは、レジストおよび基板から放出された物質が反応してできた生成物が、パターンの側壁に形成され、側壁保護膜を利用した異方性エッチングが可能となる。本実施形態において、第一のマスク２０３のように、ポジレジストをパターニング後ガラス転移点Ｔｇ以上の高温で加熱し、レジストがエッチングされにくい状態にすることで、第一のマスク近傍には側壁保護膜が形成されなくなり、その結果、第一のマスク下のシリコンの側壁に対しては一層エッチングが進行し、図９の（ｃ），（ｄ）及び（ｅ）に示すような、孔２０７を有する壁２０６を形成することが可能となる。このとき、孔２０６が出来る部分は、第一のマスク２０３の幅が細い部分に対応している（図９（ｃ））。これに対し、第一のマスク２０３の幅が太い部分の下に位置するシリコンはエッチングされるものの、孔２０７を仕切る壁２０６として残る（図９（ｂ））。
【００３８】
また、本実施形態におけるエッチングは、イオンエッチングを用いた方向性エッチングであり、イオンを生成するプラズマ源とエッチングする反応室とが分かれており、加速したイオンによってエッチングを行う。イオン源に高密度のイオンを出せるＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）イオン源を用いる方法では、表面から垂直な方向に異方性エッチングができるが、エッチングに寄与する活性種を過剰にし、散乱させることで、窪み部２０５の側壁に対してエッチングが進行し、図９（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示すような孔２０７を有する壁２０６を形成することが可能となる。
【００３９】
なお、本件においてはＥＣＲイオン源を用いたドライエッチングによる窪み部２０５を形成したが、窪み部２０５を形成する方法はこれに限られたものではなく、他の方式のプラズマソースを有するドライエッチング装置や、結晶異方性エッチングなどのウエットエッチングであっても構わない。例えば、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）ドライエッチング装置を用いた場合、コーティングとエッチングを交互に行うこと（堆積／エッチングプロセス）によって基板に窪みを形成される。堆積とエッチングを交互に行う特定の実施形態では、エッチャントであるＳＦ6から、窪みの面内上でコーティングを形成するガスと交互になり、エッチャントのイオンは窪みの底面に向けられ、底面に沿ってコーティング並びにその下にある基板材料をも物理的に及び化学的に除去する。特定の実施形態では、コーティングの堆積量に応じて、イオンは数秒以内で底面上のコーティングを破る。コーティングの時間を通常より短くすることで、側壁へほとんどコーティングされないため、エッチングステップによって側壁へもエッチングが進行する。また、側壁のコーティング量を積極的に減らす方法として、基板を温め、側壁に堆積物を付けないようにする方法も考えられる。
【００４０】
以上の工程によって、本実施形態の特徴的な構成を備えるインクジェット記録ヘッド用基体が完成する。
【００４１】
次に、基板２０２の表側の面上に、後の工程で溶出させることができるＵＶレジストであるポリメチルイソプロペニルケトンをスピンコート法によりソルベントコートする。このレジストをＵＶ光によって露光し、現像して流路型材２０８を形成する（図１０）。
【００４２】
次に、さらにこの上に、ネガレジストであるカチオン重合型エポキシ樹脂を塗布して、インクの流路の天井と各流路間を仕切る流路壁を構成するオリフィスプレート２０９を形成する。このネガレジストに対して、所定のパターンのフォトマスクを用いて露光、現像を行い、吐出口２１０と電極パットの部分のネガレジストを除去する（図１０）。
【００４３】
そして、基板２０２の裏面にポリエーテルアミドからなるマスク層２１１を設け（図１０）、その膜上にレジストを形成し、基板１０２の表側の面の窪み部１０５の中央部の反対側に相当する所定の領域に開口を有する所定のパターンにパターニングする。そして、このレジストをマスクとして、ドライエッチングにより基板２０２の裏面のポリエーテルアミドを除去し、その後、レジストを除去する。これによって、供給口２１２の形成開始位置に開口を有するようにパターニングされた裏面マスク層２１３が形成される（図１１）。
【００４４】
次に、基板２０２の裏面を硝酸、フッ化水素酸、酢酸の混酸に浸漬して裏面マスク層２１３の開口部から結晶異方性エッチングを行う。そして、結晶異方性エッチングを基板２０２の表側の面の窪み部２０５まで進行させて供給口２１２を形成する（図１１）。
【００４５】
次に、キシレンによりオリフィスプレート２０９の表側の面に形成されたノズル保護用樹脂２１４を除去する。その後、基体を乳酸メチルに浸漬し、超音波を付与することによって流路型材２０８を構成するＵＶレジストを溶出、除去する（図１２（ｂ））。
【００４６】
図には示していないが、このような基体は、基板２０２を構成するシリコンウエハ上に複数同時に形成することができ、最後に、ダイシングによりウエハから切り分けて、インクジェット記録ヘッドが完成する。
【００４７】
このように、図５から図１２にしたがって製造されるインクジェット記録ヘッドは、インクの供給径路の底面に掘り込みが設けられているため、ＯＨ距離（吐出口２１０から吐出圧力発生素子２０１までの距離）を短くしたとしても、インクの供給径路の流抵抗を低減して、迅速なリフィルを行うことが可能である。そして、窪み部２０５に孔２０７を有する壁２０６が存在することにより、流抵抗を増加させることなく、微細な屑を除去することが可能なフィルターを形成することができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、上記のような作製したフィルタに加えて、図１０に示したようなオリフィスプレート２０９を形成するときに孔２０７を有する壁２０６の上に柱状フィルター２１４（図１２，図１３）を形成している。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態１に係るフィルター製造方法の第１段階を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態１に係るフィルター製造方法の第２段階を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態１に係るフィルター製造方法の第３段階を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ１−Ｘ１’線断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ２−Ｘ２’線断面図、（ｄ）は（ａ）のＹ１−Ｙ１’線断面図、（ｅ）は（ａ）のＹ２−Ｙ２’線断面図である。
【図４】本発明の微小流路フィルターの実施形態を示した図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態２に係るインクジェットヘッドの製造方法の第１段階を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施形態２に係るインクジェットヘッドの製造方法の第２段階を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図である。
【図７】（ａ）は本発明の実施形態２に係るインクジェットヘッドの製造方法の第３段階を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の実施形態２に係るインクジェットヘッドの製造方法の第４段階を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図である。
【図９】（ａ）は図８（ａ）の一部を拡大した図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ１−Ｘ１’線断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ２−Ｘ２’線断面図、（ｄ）は（ａ）のＹ１−Ｙ１’線断面図、（ｅ）は（ａ）のＹ２−Ｙ２’断面図である。
【図１０】本発明の実施形態２に係るインクジェットヘッドの製造方法の第５段階を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態２に係るインクジェットヘッドの製造方法の第６段階を示す断面図である。
【図１２】（ａ）は本発明の実施形態２に係るインクジェットヘッドの製造方法の第７段階を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図である。
【図１３】（ａ）は図１２（ａ）の一部を拡大した図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ’線断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０１    シリコン基板
１０２、２０３    第一のマスク
１０３、２０４    第二のマスク
１０４、２０５    溝部（窪み部）
１０５、２０６    壁
１０６、２０７    孔
２０１    吐出圧力発生素子
２０２    基板
【図１】
2006126116.tif 000003
【図２】
2006126116.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006126116.tif 000006
【図５】
2006126116.tif 000007
【図６】
2006126116.tif 000008
【図７】
2006126116.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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