(57)【要約】【課題】インクジェットプリントヘッドの製造方法、インクジェットプリントヘッドおよびインクジェットプリントヘッドの中間体を提供する。【解決手段】本発明によれば、基板上にインクを加熱するヒーターおよび電極を形成する工程と、ヒーターと電極とが形成された基板上に、インク流路を囲む流路形成層を形成する工程と、流路形成層が形成されている基板上に、上面が平坦な犠牲層を形成する工程と、流路形成層と犠牲層上に架橋ポリマーフォトレジスト組成物を塗布した後パターニングして、ノズルを有するノズル層を形成する工程と、基板の背面から基板を貫通するようにエッチングしてインク供給口を形成する工程と、犠牲層を除去する工程とを含む、インクジェットプリントヘッドの製造方法、インクジェットプリントヘッドおよびインクジェットプリントヘッドの中間体が提供される。【選択図】図３Ｉ
2006315402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）基板上のインクを加熱するためのヒーターと、前記ヒーターに電流を供給するための電極とを形成する工程と、
（ｂ）前記ヒーターと前記電極とが形成された前記基板上に、架橋ポリマーレジスト組成物をパターニングして流路形成層を形成する工程と、
（ｃ）前記流路形成層が形成された前記基板上に、フォトリソグラフィによるパターニングを２回以上行い、前記流路形成層により囲まれた空間内に、平坦な犠牲層を形成する工程と、
（ｄ）前記流路形成層および前記犠牲層上に、架橋ポリマーレジスト組成物をパターニングして、ノズル層を形成する工程と、
（ｅ）前記基板を背面からエッチングし、前記基板を貫通するインク供給口を形成する工程と、
（ｆ）前記犠牲層を除去する工程と、
を備え、
前記架橋ポリマーレジスト組成物は、前駆体ポリマーを含み、前記前駆体ポリマーは、繰り返し単位としてグリシジルエーテル官能基を有するフェノールノボラック樹脂であることを特徴とする、インクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記架橋ポリマーレジスト組成物は、陽イオン性光開始剤および溶媒をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記前駆体ポリマーは、フェノール、ｏ−クレゾール、ｐ−クレゾール、ビスフェノール−Ａ、シクロ脂肪族、およびこれらの混合物からなる群より選択される骨格単量体より形成され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プリントヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記前駆体ポリマーは、下記の化学式１〜６のいずれかを満たすポリマーであ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プリントヘッドの製造方法。
【化１】
2006315402.tif 000022
【化２】
2006315402.tif 000023
【化３】
2006315402.tif 000024
【化４】
2006315402.tif 000025
【化５】
2006315402.tif 000026
【化６】
2006315402.tif 000027
ここで、上記の各化学式において、ｎは１〜２０の整数である。
【請求項５】
前記架橋ポリマーレジスト組成物は、前記前駆体ポリマーを活性線に露光させることで架橋されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記陽イオン性光開始剤は、スルホニウム塩またはヨード塩であることを特徴とする、請求項２に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記溶媒は、α−ブチロラクトン、プロピレングリコールメチルエチルアセテート、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、およびこれらの混合物からなる群より選択された１つ以上であることを特徴とする、請求項２に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の製造方法によって製造された、インクジェットプリントヘッド。
【請求項９】
チャンバ層と犠牲層との間の段差が、３μｍ未満であることを特徴とする、請求項８に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１０】
前記前駆体ポリマー内の単量体は、いずれも同じ化学式を有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プリントヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記前駆体ポリマー内の単量体は、いずれも異なる化学式を有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プリントヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記前駆体ポリマー内の単量体は、同じ化学式と異なる化学式を含むことを特徴とする、請求項４に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１３】
（ａ）ヒーターと電極とが形成された基板に、第１架橋ポリマーレジスト組成物を積層する工程と、
（ｂ）前記第１架橋ポリマーレジスト組成物をパターニングし、インク流路を囲む流路形成層を形成する工程と、
（ｃ）前記流路形成層が形成されている前記基板上に、フォトリソグラフィによるパターニングを２回以上行い、前記流路形成層により囲まれた空間内に、平坦な犠牲層を形成する工程と、
（ｄ）前記流路形成層および前記犠牲層上に、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有するフェノールノボラック樹脂を前駆体ポリマーとして含む第２架橋ポリマーレジスト組成物を積層する工程と、
（ｅ）前記第２架橋ポリマーレジスト組成物をパターニングして、ノズルを有するノズル層を形成する工程と、
（ｆ）前記犠牲層を除去する工程と、
を含むことを特徴とする、インクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１４】
（ａ）基板上に、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有するフェノールノボラック樹脂を前駆体ポリマーとして含む架橋ポリマーレジスト組成物を積層する工程と、
（ｂ）前記基板に加えた前記架橋ポリマーレジスト組成物を、紫外光に露光して第１架橋ポリマーを形成する工程と、
（ｃ）前記第１架橋ポリマーを現像する工程と、
（ｄ）前記基板及び前記第１架橋ポリマー上に、ポジ型フォトレジスト組成物を積層する工程と、
（ｅ）前記基板及び前記第１架橋ポリマー上に積層した前記ポジ型フォトレジスト組成物を紫外光に露光して、第１犠牲層を形成する工程と、
（ｆ）前記第１犠牲層を現像する工程と、
（ｇ）前記基板、前記第１架橋ポリマー、及び前記第１犠牲層上に、ポジ型フォトレジスト組成物を積層する工程と、
（ｈ）前記基板、前記第１架橋ポリマー、及び前記第１犠牲層上に積層した前記ポジ型フォトレジスト組成物を紫外光に露光して、平坦な第２犠牲層を形成する工程と、
（ｉ）前記第２犠牲層を除去する工程と、
を含むことを特徴とする、インクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記基板上に積層した前記架橋ポリマーレジスト組成物を露光する工程は、流路形成層パターンを有する第１フォトマスクを介して紫外光を架橋ポリマーレジストに露光させる工程を含むことを特徴とする、請求項１４に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１６】
前記基板及び前記第１架橋ポリマー上に積層したポジ型フォトレジスト組成物を露光する工程は、インクチャンバパターンを有する第２フォトマスクを介して前記ポジ型フォトレジスト組成物に前記紫外光を露光させて、第１犠牲層を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項１４または１５に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１７】
前記基板、前記第１架橋ポリマー、及び前記第１犠牲層上に積層した前記ポジ型フォトレジスト組成物を露光する工程は、インクチャンバパターンを有する第２フォトマスクを介して前記ポジ型フォトレジスト組成物を前記紫外光に露光させて、上面が平坦な第２犠牲層を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項１４〜１６のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１８】
前記（ｈ）工程と前記（ｉ）工程との間に、
前記第２犠牲層の高さが実質的に前記流路形成層の高さと同一になるまで、前記第２犠牲層を反復的にブランク露光する工程と、
前記ブランク露光された第２犠牲層を現像する工程と、
前記架橋ポリマーレジスト組成物を前記基板及び前記第２犠牲層上に積層する工程と、
前記基板及び前記第２犠牲層上に積層した前記架橋ポリマーレジスト組成物を紫外光に露光して、第２架橋ポリマーを形成する工程と、
前記第２架橋ポリマーを現像する工程と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１４に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１９】
前記基板及び前記第２犠牲層上に積層した前記架橋ポリマーレジスト組成物を露光する工程は、ノズル層パターンを有する第３フォトマスクを介して前記架橋ポリマーレジスト組成物を前記紫外光に露光して、前記第２架橋ポリマーを形成する工程を含むことを特徴とする、請求項１８に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２０】
前記（ｈ）工程と前記（ｉ）工程との間に、
前記基板及び前記第２犠牲層上に前記架橋ポリマーレジスト組成物を積層する工程と、
前記基板及び前記第２犠牲層上に積層した前記架橋ポリマーレジスト組成物を前記紫外光に露光して、前記第２架橋ポリマーを形成する工程と、
前記第２架橋ポリマーを現像する工程と、
をさらに含み、
前記ポジ型フォトレジスト組成物は、イミド系ポジ型フォトレジスト組成物であることを特徴とする、請求項１４に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２１】
前記基板及び前記第２犠牲層上に積層した前記架橋ポリマーレジスト組成物を露光する工程は、ノズル層パターンを有する第３フォトマスクを介して前記架橋ポリマーレジスト組成物を紫外線に露光して、前記第２架橋ポリマーを形成する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項２０に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２２】
１つ以上のヒーター及び１つ以上の電極を備え、
インク流路を有する基板と、
インクチャンバを定義した前記基板上に設けられる流路形成層と、
前記流路形成層上に設けられる、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有する架橋フェノールノボラック樹脂前駆体ポリマーを含むノズル層と、
を備えることを特徴とする、インクジェットプリントヘッド。
【請求項２３】
前記インクチャンバの高さは、実質的に前記流路形成層の高さと同じであることを特徴とする、請求項２２に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項２４】
前記インクチャンバの高さは、実質的に前記流路形成層の高さより高いことを特徴とする、請求項２２に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項２５】
前記流路形成層は、前記繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有する架橋フェノールノボラック樹脂前駆体ポリマーを含むことを特徴とする、請求項２２に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項２６】
１つ以上のヒーター及び１つ以上の電極と、
インク流路を有する基板と、
前記基板上に、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有する架橋フェノールノボラック樹脂前駆体ポリマーを含む第１架橋ポリマー樹脂層と、
を備え、
インクジェットプリントヘッドの製造に使用可能であることを特徴とする、インクジェットプリントヘッドの中間体。
【請求項２７】
１つ以上のヒーターと、
１つ以上の電極と、
インク流路を有する基板と、
前記基板上に設けられる、インクチャンバを定義する流路形成層と、
前記流路形成層により実質的に囲まれ、前記基板上に設けられる上面の平坦な犠牲層と、
を備え、
インクジェットプリントヘッドの製造に使用可能であることを特徴とする、インクジェットプリントヘッドの中間体。
【請求項２８】
前記流路形成層は、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有する架橋フェノールノボラック樹脂前駆体ポリマーを含むことを特徴とする、請求項２７に記載のインクジェットプリントヘッドの中間体。
【請求項２９】
前記犠牲層は、イミド系ポジ型フォトレジスト組成物を含むことを特徴とする、請求項２７に記載のインクジェットプリントヘッドの中間体。
【請求項３０】
前記犠牲層の高さは、前記流路形成層の高さと実質的に同じであることを特徴とする、請求項２７に記載のインクジェットプリントヘッドの中間体。
【請求項３１】
前記犠牲層の高さは、前記流路形成層の高さより高いことを特徴とする、請求項２７に記載のインクジェットプリントヘッドの中間体。
【請求項３２】
前記犠牲層上に、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有するフェノールノボラック樹脂前駆体ポリマーを含むポリマー層をさらに備えることを特徴とする、請求項２７に記載のインクジェットプリントヘッドの中間体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリントヘッドの製造方法、インクジェットプリントヘッドおよびインクジェットプリントヘッドの中間体に係り、より詳細には、架橋ポリマーレジスト組成物を使用するフォトリソグラフィ工程によりインクジェットプリントヘッドを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にインクジェットプリントヘッドは、印刷用インクの微小な液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を記録用紙上の所望の位置に吐出させて、所定色相の画像を印刷する装置である。このようなインクジェットプリントヘッドは、インク液滴の吐出メカニズムによって、大きく２つの方式に分類される。１つは、熱源を利用してインクにバブルを発生させ、そのバブルの膨張力によりインク液滴を吐出させる、熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドであり、他の１つは、圧電体を使用するもので、圧電体の変形によりインクに加えられる圧力を利用してインク液滴を吐出させる、圧電駆動方式のインクジェットプリントヘッドである。
【０００３】
図１には、熱駆動型インクジェットプリントヘッドの一般的な構造が、示されている。図１を参照すれば、インクジェットプリントヘッドは、基板１０と、基板１０上に積層された流路形成層２０と、流路形成層２０上に形成されたノズル層３０とで構成される。
【０００４】
基板１０には、インク供給口５１が形成されており、流路形成層２０にはインクが充填されるインクチャンバ５３と、インク供給口５１とインクチャンバ５３とを連結するリストリクタ５２が形成されている。ノズル層３０には、インクチャンバ５３からインクが吐出されるノズル５４が形成されている。そして、基板２０上にはインクチャンバ５３内のインクを加熱するためのヒーター４１と、ヒーター４１に電流を供給するための電極４２が備えられている。
【０００５】
このような構成を有する熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドでのインク液滴吐出メカニズムを説明すれば、次の通りである。インクは、インク貯蔵庫（図示せず）からインク供給口５１、リストリクタ５２を経て、インクチャンバ５３内に供給される。インクチャンバ５３内に充填されたインクは、その内部に備えられた抵抗発熱体からなるヒーター４１により加熱される。これにより、インクが沸騰しつつバブルが生成され、生成されたバブルは膨脹して、インクチャンバ５３内に充填されたインクに圧力を加える。これにより、インクチャンバ５３内のインクが、ノズル５４を通じて液滴の形でインクチャンバ５３の外に吐出されるものである。
【０００６】
前述したような構成を有する熱駆動型インクジェットプリントヘッドは、フォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）工程を利用して一体に製造され、その製造工程が図２Ａ〜図２Ｅに示されている。
【０００７】
まず、図２Ａを参照すれば、所定厚さの基板１０を準備した後、その基板１０上インクを加熱するためのヒーター４１と、ヒーター４１に電流を供給するための電極４２を形成する。
【０００８】
そして、図２Ｂに示されたように、基板１０の全面にネガ型フォトレジストを所定厚さに塗布した後、これをフォトリソグラフィ工程によりインクチャンバとリストリクタとを取り囲む形状にパターニングして、流路形成層２０を形成する。
【０００９】
次いで、図２Ｃに示されたように、流路形成層２０により囲まれた空間内に、ポジ型フォトレジストを充填して、犠牲層Ｓを形成する。具体的には、基板１０の全面にポジ型フォトレジストを所定厚さに塗布した後、これをフォトリソグラフィ工程によりパターニングすることによって、犠牲層Ｓを形成する。この際、ポジ型フォトレジストは、通常スピンコーティング方式によりコーティングされるので、遠心力によりその上面が平らに形成されない。具体的には、ポジ型フォトレジストは、スピンコーティング時の遠心力により、図２Ｃに１点鎖線で表示されたように、流路形成層２０に隣接した部位で上方に突き出る。このように、その上面が平らでないポジ型フォトレジストをパターニングすれば、犠牲層Ｓはその縁部が上方に突出された形状を有する。
【００１０】
次いで、図２Ｄに示されたように、流路形成層２０および犠牲層Ｓ上にネガ型フォトレジストを所定厚さに塗布した後、これをフォトリソグラフィ工程によりパターニングして、ノズル５４を有するノズル層３０を形成する。
【００１１】
次いで、図２Ｅに示されたように、基板１０の背面を湿式エッチングしてインク供給口５１を形成した後、インク供給口５１を通じて犠牲層Ｓを除去すれば、流路形成層２０にリストリクタ５２とインクチャンバ５３とが形成される。
【００１２】
【特許文献１】特開平１６−０４２３８９号公報
【特許文献２】特開平０７−２１４７８３号公報
【特許文献３】特開平１６−０４６２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、図２Ｄに示された工程で犠牲層Ｓ上にネガ型フォトレジストを塗布してノズル層３０を形成する時、ポジ型フォトレジストからなる犠牲層Ｓの突出された縁部がネガ型フォトレジスト内の溶媒と反応して変形されるか、溶けてしまう現象が発生する。このような現象が発生すれば、図２Ｅに示されたように、流路形成層２０とノズル層３０間にキャビティ（Ｃ）が形成される。
【００１４】
上述したように、従来のインクジェットプリントヘッドの製造方法によれば、インク流路の形状と寸法との制御が困難であり、インク流路の均一性を確保し難く、これにより、プリントヘッドのインク吐出性能が劣るという問題点がある。また、流路形成層２０とノズル層３０とが完全に密着されないことによって、インクジェットプリントヘッドの耐久性が低下するという問題点も発生する。
【００１５】
そして、図２Ｄに示された工程で、犠牲層Ｓ上に塗布されたネガ型フォトレジストは、露光、現像及びベイキング工程を経てパターニングされる。露光工程では、一般的に、Ｉ−ｌｉｎｅ（３５３ｎｍ）、Ｈ−ｌｉｎｅ（４０５ｎｍ）及びＧ−ｌｉｎｅ（４３６ｎｍ）を含む広域（ｂｒｏａｄｂａｎｄ）の紫外線が使われる。しかしながら、このうち、比較的長波長のＨ−ｌｉｎｅとＧ−ｌｉｎｅは、その透過深さ（ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ  ｄｅｐｔｈ）が深く、ノズル層３０をなすネガ型フォトレジストだけでなく、その下の犠牲層Ｓをなすポジ型フォトレジストにも影響を及ぼす。そして、最も普遍的に使われるポジ型フォトレジストは、紫外線が照射されると、その内部に含まれていた感光剤が光分解され、窒素（Ｎ２）ガスを発生させる。このように発生した窒素ガスは、ベイキング工程において、膨脹しつつノズル層３０押し上げ、変形させるという問題点を発生させる。
【００１６】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、犠牲層の上面を平坦化することによって、インク流路の形状及び寸法の制御が容易でかつ均一なインク流路を形成することが可能な、新規かつ改良されたインクジェットプリントヘッドの製造方法、インクジェットプリントヘッドおよびインクジェットプリントヘッドの中間体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によれば、（ａ）基板上インクを加熱するためのヒーターと、ヒーターに電流を供給するための電極とを形成する工程と、（ｂ）ヒーターと電極とが形成された基板上に架橋ポリマーレジスト組成物をパターニングして流路形成層を形成する工程と、（ｃ）流路形成層が形成されている基板上にフォトリソグラフィによるパターニングを２回以上行い、流路形成層により取り囲まれた空間内に上面が平坦な犠牲層を形成する工程と、（ｄ）流路形成層と犠牲層上に架橋ポリマーレジスト組成物をパターニングしてノズル層を形成する工程と、（ｅ）基板を背面からエッチングし、基板を貫通するインク供給口を形成する工程と、（ｆ）犠牲層を除去する工程とを備え、架橋ポリマーレジスト組成物は、前駆体ポリマーを含み、前記前駆体ポリマーは、繰り返し単位としてグリシジルエーテル官能基を有するフェノールノボラック樹脂であることを特徴とする、インクジェットプリントヘッドの製造方法が提供される。
【００１８】
架橋ポリマーレジスト組成物は、陽イオン性光開始剤及び溶媒をさらに含んでもよい。
【００１９】
前駆体ポリマーは、フェノール、ο−クレゾール、ρ−クレゾール、ビスフェノール−Ａ、シクロ脂肪族、及びこれらの混合物からなる群から選択された骨格単量体より形成されてもよい。
【００２０】
前駆体ポリマーは、下記の化学式１〜６のいずれかを満たすポリマーであるようにしてもよい。ここで、以下の化学式において、ｎは１〜２０の整数である。
【００２１】
【化１】
2006315402.tif 000003
【００２２】
【化２】
2006315402.tif 000004
【００２３】
【化３】
2006315402.tif 000005
【００２４】
【化４】
2006315402.tif 000006
【００２５】
【化５】
2006315402.tif 000007
【００２６】
【化６】
2006315402.tif 000008
【００２７】
架橋ポリマーレジスト組成物は、前駆体ポリマーを活性線に露光させることによって架橋されてもよい。
【００２８】
陽イオン性光開始剤は、スルホニウム塩またはヨード塩であってもよい。
【００２９】
上記の溶媒は、α−ブチロラクトン、プロピレングリコールメチルエチルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、およびこれらの混合物からなる群より選択された１つ以上であってもよい。
【００３０】
上記の前駆体ポリマー内の単量体は、いずれも同じ化学式を有してもよく、また、いずれも異なる化学式を有してもよい。また、前駆体ポリマー内の単量体は、同じ化学式と異なる化学式を含んでもよい。
【００３１】
上記課題を解決するために、本発明の第２の観点によれば、（ａ）ヒーターと電極とが形成された基板に第１架橋ポリマーレジスト組成物を積層する工程と、（ｂ）第１架橋ポリマーレジスト組成物をパターニングしてインク流路を取り囲む流路形成層を形成する工程と、（ｃ）流路形成層が形成されている基板上にフォトリソグラフィによるパターニングを２回以上行い、流路形成層により囲まれた空間内に上面が平坦な犠牲層を形成する工程と、（ｄ）流路形成層および犠牲層上に、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有するフェノールノボラック樹脂を前駆体ポリマーとして含む第２架橋ポリマーレジスト組成物を積層する工程と、（ｅ）第２架橋ポリマーレジスト組成物をパターニングしてノズルを有するノズル層を形成する工程と、（ｆ）犠牲層を除去する工程とを含むことを特徴とする、インクジェットプリントヘッドの製造方法が提供される。
【００３２】
上記課題を解決するために、本発明の第３の観点によれば、（ａ）基板上に、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有するフェノールノボラック樹脂を前駆体ポリマーとして含む架橋ポリマーレジスト組成物を積層する工程と、（ｂ）基板に加えた架橋ポリマーレジスト組成物を紫外線光に露光して第１架橋ポリマーを形成する工程と、（ｃ）第１架橋ポリマーを現像する工程と、（ｄ）基板及び第１架橋ポリマー上に、ポジ型フォトレジスト組成物を積層する工程と、（ｅ）基板及び第１架橋ポリマー上に積層したポジ型フォトレジスト組成物を紫外光に露光して、第１犠牲層を形成する工程と、（ｆ）第１犠牲層を現像する工程と、（ｇ）基板、第１架橋ポリマー、及び第１犠牲層上に、ポジ型フォトレジスト組成物を積層する工程と、（ｈ）基板、第１架橋ポリマー、及び第１犠牲層上に積層したポジ型フォトレジスト組成物を紫外光に露光して、上面が平坦な第２犠牲層を形成する工程と、（ｉ）第２犠牲層を除去する工程とを含むことを特徴とする、インクジェットプリントヘッドの製造方法が提供される。
【００３３】
基板上に積層した架橋ポリマーレジスト組成物を露光する工程は、流路形成層パターンを有する第１フォトマスクを介して紫外光を架橋ポリマーレジストに露光させる工程を含むようにしてもよい。
【００３４】
基板及び第１架橋ポリマー上に積層したポジ型フォトレジスト組成物を露光する工程は、インクチャンバパターンを有する第２フォトマスクを介してポジ型フォトレジスト組成物に紫外光を露光させて、第１犠牲層を形成する工程を含むようにしてもよい。
【００３５】
基板、第１架橋ポリマー、及び第１犠牲層上に積層したポジ型フォトレジスト組成物を露光する工程は、インクチャンバパターンを有する第２フォトマスクを介してポジ型フォトレジスト組成物を紫外光に露光して、上面が平坦な第２犠牲層を形成する工程を含むようにしてもよい。
【００３６】
上記（ｈ）工程と上記（ｉ）工程との間に、第２犠牲層の高さが実質的に流路形成層の高さと同一になるまで、第２犠牲層を反復的にブランク露光する工程と、ブランク露光された第２犠牲層を現像する工程と、架橋ポリマーレジスト組成物を基板及び第２犠牲層上に積層する工程と、基板及び第２犠牲層上に積層した架橋ポリマーレジスト組成物を紫外光に露光して、第２架橋ポリマーを形成する工程と、第２架橋ポリマーを現像する工程と、をさらに含むようにしてもよい。
【００３７】
基板及び第２犠牲層上に積層した架橋ポリマーレジスト組成物を露光する工程は、ノズル層パターンを有する第３フォトマスクを介して架橋ポリマーレジスト組成物を紫外光に露光して、第２架橋ポリマーを形成する工程を含むようにしてもよい。
【００３８】
上記の（ｈ）工程と上記（ｉ）工程との間に、基板及び第２犠牲層上に架橋ポリマーレジスト組成物を積層する工程と、基板及び第２犠牲層上に積層した架橋ポリマーレジスト組成物を紫外光に露光して、第２架橋ポリマーを形成する工程と、第２架橋ポリマーを現像する工程と、をさらに含み、ポジ型フォトレジスト組成物は、イミド系ポジ型フォトレジスト組成物であってもよい。
【００３９】
基板及び第２犠牲層上に積層した架橋ポリマーレジスト組成物を露光する工程は、ノズル層パターンを有する第３フォトマスクを介して架橋ポリマーレジスト組成物を紫外線に露光して、第２架橋ポリマーを形成する工程をさらに含むようにしてもよい。
【００４０】
上記課題を解決するために、本発明の第４の観点によれば、上記の製造方法によって製造された、インクジェットプリントヘッドが提供される。
【００４１】
チャンバ層と犠牲層との間の段差が、３μｍ未満であってもよい。
【００４２】
上記課題を解決するために、本発明の第５の観点によれば、１つ以上のヒーター及び１つ以上の電極を備え、インク流路を有する基板と、インクチャンバを定義した基板上に設けられる流路形成層と、流路形成層上に設けられる、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有する架橋フェノールノボラック樹脂前駆体ポリマーを含むノズル層と、を備えることを特徴とするインクジェットプリントヘッドが提供される。
【００４３】
インクチャンバの高さは、実質的に流路形成層の高さと同じであってもよく、実質的に流路形成層の高さより高くてもよい。
【００４４】
流路形成層は、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有する架橋フェノールノボラック樹脂前駆体ポリマーを含んでもよい。
【００４５】
上記課題を解決するために、本発明の第６の観点によれば、１つ以上のヒーター及び１つ以上の電極と、インク流路を有する基板と、基板上に、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有する架橋フェノールノボラック樹脂前駆体ポリマーを含む第１架橋ポリマー樹脂層と、を備え、インクジェットプリントヘッドの製造に使用可能であることを特徴とする、インクジェットプリントヘッドの中間体が提供される。
【００４６】
上記課題を解決するために、本発明の第７の観点によれば、１つ以上のヒーターと、１つ以上の電極と、インク流路を有する基板と、基板上に設けられる、インクチャンバを定義する流路形成層と、流路形成層により実質的に囲まれ、基板上に設けられる上面の平坦な犠牲層と、を備え、インクジェットプリントヘッドの製造に使用可能であることを特徴とする、インクジェットプリントヘッドの中間体が提供される。
【００４７】
流路形成層は、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有する架橋フェノールノボラック樹脂前駆体ポリマーを含んでもよい。
【００４８】
犠牲層は、イミド系ポジ型フォトレジスト組成物を含んでもよい。
【００４９】
犠牲層の高さは、流路形成層の高さと実質的に同じであってもよく、流路形成層の高さより高くてもよい。
【００５０】
犠牲層上に、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有するフェノールノボラック樹脂前駆体ポリマーを含むポリマー層をさらに備えるようにしてもよい。
【００５１】
本発明によれば、犠牲層の上面を平坦に形成することができるので、インク流路の形状及び寸法の制御が容易であり、インク流路の均一性を向上させることができる。そして、犠牲層内にガスが発生しないため、ガスに起因するノズル層の変形という問題を、解消することができる。
【発明の効果】
【００５２】
本発明によれば、犠牲層の上面を平坦に形成でき、インク流路の形状及び寸法の制御が容易であって、インク流路の均一性の向上が可能な、インクジェットプリントヘッドの製造方法、インクジェットプリントヘッドおよびインクジェットプリントヘッドの中間体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００５４】
本発明の第１の実施形態によれば、（ａ）基板上にインクを加熱するためのヒーターとヒーターに電流を供給するための電極とを形成する工程と、（ｂ）ヒーターと電極とが形成された基板上に、架橋ポリマーレジスト組成物をパターニングして、流路形成層を形成する工程と、（ｃ）流路形成層が形成されている基板上に、フォトリソグラフィによるパターニングを２回以上行い、流路形成層により囲まれた空間内に、上面が平坦な犠牲層を形成する工程と、（ｄ）流路形成層および犠牲層上に架橋ポリマーレジスト組成物をパターニングして、ノズル層を形成する工程と、（ｅ）基板の背面から、基板を貫通するようにエッチングし、インク供給口を形成する工程と、（ｆ）犠牲層を除去する工程と、を備えるインクジェットプリントヘッドの製造方法において、架橋ポリマーレジスト組成物は、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有するフェノールノボラック樹脂を前駆体ポリマーとすることを特徴とする、インクジェットプリントヘッドの製造方法が提供される。
【００５５】
上記の架橋ポリマーレジスト組成物は、前駆体ポリマー、陽イオン性光開始剤、及び溶媒を含んでもよい。この架橋ポリマーレジスト組成物は、前駆体ポリマーを活性線に露光することによって、架橋ポリマーを形成することができる。
【００５６】
上記の前駆体ポリマーは、フェノール、ο−クレゾール、ρ−クレゾール、ビスフェノール−Ａ、シクロ脂肪族、及びこれらの混合物からなる群より選択された骨格単量体より形成されることが望ましい。
【００５７】
上記の前駆体ポリマーは、下記の化学式のうち何れか１つであることが望ましい。ここで、以下の化学式において、ｎは１〜２０の整数である。なお、以下の化学式４は、ビスフェノールＡを基本構造として形成されるエポキシ多官能性樹脂であり、化学式４も前駆体ポリマーに該当する。
【００５８】
【化７】
2006315402.tif 000009
【００５９】
【化８】
2006315402.tif 000010
【００６０】
【化９】
2006315402.tif 000011
【００６１】
【化１０】
2006315402.tif 000012
【００６２】
【化１１】
2006315402.tif 000013
【００６３】
【化１２】
2006315402.tif 000014
【００６４】
陽イオン性光開始剤は、例えば、スルホニウム塩またはヨード塩であることが望ましい。
【００６５】
溶媒は、例えば、α−ブチロラクトン、プロピレングリコールメチルエチルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、及びこれらの混合物からなる群より選択されることが望ましい。
【００６６】
本発明の第２の実施形態によれば、（ａ）基板上にインクを加熱するためのヒーターと、ヒーターに電流を供給するための電極とを形成する工程と、（ｂ）ヒーターと電極とが形成された基板上に架橋ポリマーレジスト組成物をパターニングして、流路形成層を形成する工程と、（ｃ）流路形成層が形成されている基板上にフォトリソグラフィによるパターニングを２回以上行い、流路形成層により囲まれた空間内に、上面が平坦な犠牲層を形成する工程と、（ｄ）流路形成層および犠牲層上に架橋ポリマーレジスト組成物をパターニングして、フォトリソグラフィによりノズル層を形成する工程と、（ｅ）基板の背面から、基板を貫通するようにエッチングして、インク供給口を形成する工程と、（ｆ）犠牲層を除去する工程と、を備えるインクジェットプリントヘッドの製造方法において、架橋ポリマーレジスト組成物は、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有するフェノールノボラック樹脂を前駆体ポリマーとして含むことを特徴とする製造方法によって製造されたインクジェットプリントヘッドが、提供される。
【００６７】
上記のインクジェットプリントヘッドにおいて、チャンバ層と犠牲層との間の段差は、例えば３μｍ未満であることが望ましい。
【００６８】
上記の前駆体ポリマー内の単量体は、いずれも同じ化学式を有するか、または異なる化学式を有し、また同じ化学式と異なる化学式とをいずれも含みうる。すなわち、本発明の各実施形態に係る前駆体ポリマーは、同一の構造を有する単量体からなるホモポリマーであってもよく、複数種類の単量体からなるコポリマーであってもよい。また、互いに異なる単量体からなるポリマーであってもよい。
【００６９】
本発明の第３の実施形態によれば、（ａ）基板上に、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有するフェノールノボラック樹脂前駆体ポリマーを含む架橋ポリマーレジスト組成物を積層する工程と、（ｂ）基板上に積層した架橋ポリマーレジスト組成物を紫外線に露光して、第１架橋ポリマーを形成する工程と、（ｃ）第１架橋ポリマーを現像する工程と、（ｄ）基板及び第１架橋ポリマー上にポジ型フォトレジスト組成物を積層する工程と、（ｅ）基板及び第１架橋ポリマー上に積層されたポジ型フォトレジスト組成物を紫外線に露光して、第１犠牲層を形成する工程と、（ｆ）第１犠牲層を現像する工程と、（ｇ）基板、第１架橋ポリマー、及び第１犠牲層上にポジ型フォトレジスト組成物を積層する工程と、（ｈ）基板、第１架橋ポリマー、及び第１犠牲層上に積層されたポジ型フォトレジスト組成物を紫外線に露光して、上面が平坦な第２犠牲層を形成する工程と、（ｉ）第２犠牲層を除去する工程と、を備えるインクジェットプリントヘッドの製造方法が提供される。
【００７０】
基板上に積層された架橋ポリマーレジスト組成物を露光する工程は、流路形成層パターンを有する第１フォトマスクを介して、架橋ポリマーレジストを紫外線に露光する工程を含んでもよい。
【００７１】
また、基板及び第１架橋ポリマー上に積層されたポジ型フォトレジスト組成物を露光する工程は、インクチャンバパターンを有する第２フォトマスクを介して、ポジ型フォトレジスト組成物を紫外線に露光し、第１犠牲層を形成する工程を含むことができる。
【００７２】
また、基板、第１架橋ポリマー、及び第１犠牲層上に積層されたポジ型フォトレジスト組成物を露光する工程は、インクチャンバパターンを有する第２フォトマスクを介して、ポジ型フォトレジスト組成物を紫外線に露光し、上面が平坦な第２犠牲層を形成する工程を含むことができる。
【００７３】
本実施形態の他の具体例によれば、第２犠牲層の高さが実質的に流路形成層の高さと同一になるまで、上面が平坦な第２犠牲層を反復的にブランク露光する工程と、ブランク露光された第２犠牲層を現像する工程と、架橋ポリマーレジスト組成物を基板及び第２犠牲層上に積層する工程と、基板及び第２犠牲層上に積層した架橋ポリマーレジスト組成物を紫外線に露光して、第２架橋ポリマーを形成する工程と、第２架橋ポリマーを現像する工程と、をさらに含むことができる。
【００７４】
基板及び第２犠牲層上に積層した架橋ポリマーレジスト組成物を露光する工程では、ノズル層パターンを有する第３フォトマスクを介して、架橋ポリマーレジスト組成物を紫外線に露光し、第２架橋ポリマーを形成する工程をさらに含むことができる。
【００７５】
本実施形態の他の具体例によれば、基板及び第２犠牲層上に架橋ポリマーレジスト組成物を積層する工程と、基板及び第２犠牲層上に積層した架橋ポリマーレジスト組成物を紫外線に露光して、第２架橋ポリマーを形成する工程と、第２架橋ポリマーを現像する工程をさらに含むことができる。ここで、上記のポジ型フォトレジスト組成物は、例えばイミド系ポジ型フォトレジスト組成物であることが望ましい。
【００７６】
上記の基板及び第２犠牲層上に積層した架橋ポリマーレジスト組成物を露光する工程では、ノズル層パターンを有する第３フォトマスクを介して、架橋ポリマーレジスト組成物を紫外線に露光し、第２架橋ポリマーを形成する工程をさらに含むことができる。
【００７７】
本発明の第４の実施形態によれば、１つ以上のヒーター及び１つ以上の電極と、インク流路を有する基板と、基板上に設けられるインクチャンバを定義した流路形成層と、流路形成層上に設けられる、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有する架橋フェノールノボラック樹脂前駆体ポリマーを有するノズル層と、を含むインクジェットプリントヘッドが提供される。
【００７８】
上記のインクチャンバの高さは、実質的に流路形成層の高さと同一であるか、または、流路形成層の高さより高くてもよい。また、流路形成層は、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有する架橋フェノールノボラック樹脂前駆体ポリマーを含むことができる。
【００７９】
本発明の第５の実施形態によれば、１つ以上のヒーター及び１つ以上の電極と、インク流路を有する基板と、基板上に設けられる、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有する架橋フェノールノボラック樹脂前駆体ポリマーを含む第１架橋ポリマー樹脂層と、を含み、インクジェットプリントヘッドの製造に使用可能な、インクジェットプリントヘッドの中間体を提供する。
【００８０】
本発明の第６の実施形態によれば、１つ以上のヒーター及び１つ以上の電極と、インク流路を有する基板と、基板上に設けられる、インクチャンバを定義する流路形成層と、流路形成層により実質的に囲まれた、上面が平坦な犠牲層と、を含み、インクジェットプリントヘッドの製造に使用可能な、インクジェットプリントヘッドの中間体を提供する。
【００８１】
上記の流路形成層は、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有する架橋フェノールノボラック樹脂前駆体ポリマーを含むことができる。
【００８２】
上記の犠牲層は、例えばイミド系ポジ型フォトレジスト組成物を含むことが望ましい。また、犠牲層の高さは、例えば、流路形成層の高さと実質的に同一であるか、または流路形成層の高さより高くてもよい。
【００８３】
また、上記の犠牲層上に、繰り返し単位にグリシジルエーテル官能基を有するフェノールノボラック樹脂前駆体ポリマーを含むポリマー層を、さらに形成してもよい。
【００８４】
本発明の各実施形態におけるチャンバとノズル層を構成している架橋ポリマーは、グリシジルエーテル官能基を複数個有するフェノールノボラック樹脂である前駆体ポリマーを架橋させることによって製造される。グリシジルエーテル多官能基は、一般的にフェノール水酸基の水素原子の位置に配置される。
【００８５】
以下に、二官能性エーテル官能基を有するエポキシ樹脂を説明する。
【００８６】
【化１３】
2006315402.tif 000015
【００８７】
【化１４】
2006315402.tif 000016
【００８８】
二官能性エーテル官能基を有するエポキシ樹脂は、低い架橋密度で膜を形成することができる。
【００８９】
架橋ポリマー形成用組成物は、例えば総質量の５〜５０質量％であって、望ましくは１０〜２０質量％である。
【００９０】
二官能性樹脂の種類としては、上記の化学式を有するものに限定されないが、例えば、Ｓｈｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から入手可能なＥＰＯＮ  ８２８、ＥＰＯＮ  １００４、ＥＰＯＮ  １００１Ｆ、またはＥＰＯＮ  １０１０等や、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から入手可能なＤＥＲ−３３２、ＤＥＲ−３３１、またはＤＥＲ−１６４等や、Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ社から入手可能なＥＲＬ−４２０１またはＥＲＬ−４２８９等を挙げることができる。
【００９１】
以下に、多官能性エーテル官能基を有するエポキシ樹脂を説明する。
【００９２】
多官能性エーテル官能基を有するエポキシ樹脂は、高い架橋密度で膜を形成することができる。これにより、解像度が増加してインクや溶媒に対する膨潤（ｓｗｅｌｌｉｎｇ）現象を防止することができる。多官能性エポキシ樹脂の含有量は、例えば０．５〜２０質量％であり、望ましくは、１〜５質量％である。
【００９３】
多官能性エポキシ樹脂の種類としては、特に限定されないが、例えば、Ｓｈｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手可能なＥＰＯＮ  ＳＵ−８等や、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から入手可能なＤＥＮ−４３１またはＤＥＮ−４３９等や、Ｄａｉｃｅｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から入手可能なＥＨＰＥ−３１５０等を挙げることができる。
【００９４】
フェノールノボラック樹脂の適切な骨格単量体の例としては、フェノールが含まれうる。得られるグリシジルエーテル官能基化ノボラック樹脂は、下記の化学式１で表示される。
【００９５】
【化１５】
2006315402.tif 000017
【００９６】
また、フェノールノボラック樹脂に適した骨格単量体の例としては、フェノールの分枝構造を有するο−クレゾール、ρ−クレゾールも含まれることができる。得られるグリシジルエーテル官能基化ノボラック樹脂は、下記の化学式２及び化学式３の構造を有する。
【００９７】
【化１６】
2006315402.tif 000018
【００９８】
【化１７】
2006315402.tif 000019
【００９９】
また、フェノールノボラック樹脂に適した骨格単量体の例としては、ビスフェノールＡも含まれることができる。得られるグリシジルエーテル官能基化ノボラック樹脂は、下記の化学式５及び化学式６の構造を有する。
【０１００】
【化１８】
2006315402.tif 000020
【０１０１】
【化１９】
2006315402.tif 000021
【０１０２】
単量体の繰り返し単位数ｎは、約１〜２０であり、望ましくは、１〜１０である。
【０１０３】
光開始剤は、一般的に、光が照射された場合に、重合を開始させるイオンまたは自由ラジカルを発生させる化合物である。光開始剤の含有量は、架橋結合組成物の総質量を基準として、例えば１．０〜１０質量％であり、望ましくは、１．５〜５質量％である。
【０１０４】
光開始剤の例としては、例えば、ＶＡ族、ＶＩ族元素の芳香族ハロニウム塩、オニウム塩などがある。これらの光開始剤としては、例えば、Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ社から入手可能なＵＶＩ−６９７４や、旭電化株式会社から購入可能なＳＰ−１７２などがある。
【０１０５】
芳香族スルホニウム塩の具体例としては、例えば、テトラフルオロホウ酸トリフェニルスルホニウム、テトラフルオロホウ酸メチルジフェニルスルホニウム、ヘキサフルオロリン酸ジメチルフェニルスルホニウム、ヘキサフルオロリン酸トリフェニルスルホニウム、ヘキサフルオロアンチモン酸トリフェニルスルホニウム、またはヘキサフルオロアンチモン酸フェニルメチルベンジルスルホニウムなどがあるが、上記の化合物に限定されるわけではない。
【０１０６】
芳香族ヨード塩の具体例としては、例えば、テトラフルオロホウ酸ジフェニルヨードニウム、ヘキサフルオロアンチモン酸ジフェニルヨードニウム、またはヘキサフルオロアンチモン酸ブチルフェニルヨードニウムなどがあるが、上記の化合物に限定されるわけではない。
【０１０７】
適切な溶媒の例としては、例えば、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、及びこれらの混合物などが含まれる。上記溶媒の適した含有量は、例えば架橋結合組成物の総質量を基準として２０〜９０質量％であり、望ましくは、４５〜７５質量％である。
【０１０８】
その他の添加剤として、例えば、光増感剤、シランカップリング剤、充填剤、粘度改質剤などを使用してもよい。
【０１０９】
増感剤は、光エネルギーを吸収して他の化合物へのエネルギー伝達を容易にし、これによってラジカルまたはイオン開始剤を形成しうる。増感剤は、露光に有用なエネルギー波長範囲を拡大する場合が多く、典型的には、芳香族の光吸収発色団である。また、増感剤は、ラジカルまたはイオンの光開始剤の形成を誘導しうる。
【０１１０】
増感剤が存在する場合には、架橋結合組成物の総質量を基準として、例えば０．１〜２０質量％存在することが望ましい。
【０１１１】
（第１の製造方法）
図３Ａ〜図３Ｒは、グリシジルエーテル官能基を有するフェノールノボラック樹脂である前駆体ポリマーを架橋させるインクジェットプリントヘッドの第１の製造方法を段階的に示す断面図である。
【０１１２】
まず、図３Ａに示されたように、基板１１０上にインクを加熱するためのヒーター１４１と、前記ヒーター１４１に電流を供給するための電極１４２を形成する。
【０１１３】
ここで、基板１１０としては、シリコンウェハーを使用する。シリコンウェハーは、半導体素子の製造に広く使われるものであって、大量生産を行う際に効果的である。
【０１１４】
そして、ヒーター１４１は、基板１１０上に、例えば、タンタル−窒化物またはタンタル−アルミニウム合金のような抵抗発熱物質をスパッタリングまたは化学気相蒸着法により蒸着した後、これをパターニングすることによって形成することができる。電極１４２は、基板１１０上に、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金のような導電性に優れた金属物質を同様にスパッタリング等により蒸着した後、これをパターニングすることによって形成することができる。一方、図示されていないが、ヒーター１４１と電極１４２上には、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜からなる保護層が形成されうる。
【０１１５】
次いで、図３Ｂに示されたように、ヒーター１４１と電極１４２とが形成されている基板１１０上に、第１架橋ポリマーレジスト層１２１を形成する。第１架橋ポリマーレジスト層１２１は、後述する工程で、インクチャンバとリストリクタとを取り囲む流路形成層（図５Ｄの１２０）を形成する。第１架橋ポリマー層１２１は、基板１１０の全面に架橋ポリマーレジスト組成物を所定厚さに塗布することによって、形成される。架橋ポリマーレジスト組成物については、前述した通りである。この際、レジスト組成物は、吐出される液滴の量をカバーしうるインクチャンバの高さに相応する適正な厚さに塗布される。そして、このレジスト組成物は、例えばスピンコーティング法により基板１１０上に塗布することができる。
【０１１６】
次いで、図３Ｃに示されたように、ネガ型フォトレジストからなる第１架橋ポリマーレジスト層１２１を、インクチャンバとリストリクタパターンが形成された第１フォトマスク１６１を使用して、活性線、望ましくは紫外線（ＵＶ）に露光させる。この露光工程で、ネガ型フォトレジストからなる第１架橋ポリマーレジスト層１２１のうち、ＵＶに露光された部位は、硬化されて耐化学性及び高い機械的強度を有する。一方、露光されていない部分は、現像液により容易に溶解される性質を有する。
【０１１７】
次いで、第１架橋ポリマーレジスト層１２１を現象すれば、図３Ｄに示されたように、露光されていない部分は除去されて空間を形成し、露光により硬化された部位は残存して流路形成層１２０を形成する。
【０１１８】
図３Ｅ〜図３Ｌに示された工程は、流路形成層１２０により取り囲まれた空間内に、犠牲層Ｓを形成する工程を示したものである。本実施形態において、犠牲層Ｓは、２回のポジ型フォトレジストの塗布及びパターニング工程と、一回の平坦化工程を通じて、犠牲層Ｓの上面が平坦に形成される。
【０１１９】
詳細に説明すれば、図３Ｅに示されたように、流路形成層１２０が形成されている基板１１０の全面に、ポジ型フォトレジストをスピンコーティング法等により所定厚さに塗布して、第１犠牲層１２３を形成する。この際、ポジ型フォトレジストは突出形成された流路形成層１２０により上方に突出するので、第１犠牲層１２３の上面は平坦ではない。
【０１２０】
続いて、図３Ｆに示されたように、インクチャンバとリストリクタパターンが形成された第２フォトマスク１６２を使用して、第１犠牲層１２３を紫外線（ＵＶ）に露光させる。この露光工程で、ポジ型フォトレジストからなる第１犠牲層１２３のうち、ＵＶに露光された部位は、現像液により容易に溶解される性質に変わる。したがって、第１犠牲層１２３を現象すれば、図３Ｇに示されたように、第１犠牲層１２３のうち露光されていない部位のみ残存し、露光された部位は除去される。
【０１２１】
次いで、図３Ｈに示されたように、流路形成層１２０と第１犠牲層１２３とが形成されている基板１１０の全面に、再びポジ型フォトレジストをスピンコーティング法等により所定厚さに塗布して、第２犠牲層１２４を形成する。この際、第２犠牲層１２４は、流路形成層１２０によって取り囲まれた空間内にあらかじめ充填された第１犠牲層１２３により、その上面が平坦に形成されうる。
【０１２２】
そして、図３Ｉに示されたように、第１犠牲層１２３の露光時に用いた第２フォトマスク１６２を使用して、第２犠牲層１２４を紫外線に露光させる。次いで、第２犠牲層１２４を現像して、第２犠牲層１２４のうち、露光されていない部位を除去する。これにより、図３Ｊに示されたように、第１犠牲層１２３と第２犠牲層１２４からなり、その上面が平坦な犠牲層Ｓが、流路形成層１２０によって取り囲まれた空間内に形成される。
【０１２３】
次いで、図３Ｋに示されたように、前記犠牲層Ｓを紫外線ＵＶに露光させる。この時の露光工程は、フォトマスクを使用していないブランク露光（ｂｌａｎｋ  ｅｘｐｏｓｕｒｅ）によりなされうる。そして、露光時間と照射する光の強度とを制御して、犠牲層Ｓを流路形成層１２０の上面と同じレベルまで露光させる。次いで、現像により犠牲層Ｓのうち露光された部位を除去すれば、図３Ｉに示されたように、犠牲層Ｓの高さが低くなって、流路形成層１２０と同じ高さを有するようになる。
【０１２４】
以上説明したように、第１犠牲層１２３の塗布、露光及び現像工程後に、第２犠牲層１２４の塗布、露光及び現像工程と、ブランク露光及び現像工程とを経て、犠牲層Ｓを形成することが可能である。しかし、上記の犠牲層Ｓは、上で説明した順序とは異なる順序によっても形成されうる。
【０１２５】
例えば、第１犠牲層１２３の塗布、露光及び現像工程後に、第２犠牲層１２４を塗布した後、ブランク露光を先に実施してもよい。次いで、現像により第２犠牲層１２４と第１犠牲層１２３とを流路形成層１２０の高さと同じ高さに残存させる。次いで、第２フォトマスク１６２を使用した露光と現像工程を経れば、流路形成層１２０によって取り囲まれた犠牲層Ｓのみが残ることとなる。
【０１２６】
一方、上記の犠牲層Ｓは、次のような工程を経ても形成することができる。第１犠牲層１２３の塗布、露光及び現像工程後に、第２犠牲層１２４を塗布した後、第２フォトマスク１６２を使用した露光工程とブランク露光工程とを行う。この際、二回の露光工程は、その順序が変わる。次いで、露光された部位を現像して除去すれば、流路形成層１２０によって取り囲まれた犠牲層Ｓのみが残ることとなる。
【０１２７】
そして、上記の説明では、上面が平坦な犠牲層Ｓを形成するために、二回のポジ型フォトレジストの塗布工程を経ると説明されたが、所望の犠牲層Ｓの厚さによって３回またはそれ以上のポジ型フォトレジストの塗布工程を経ることもできる。この場合、ポジ型フォトレジストの塗布回数によってポジ型フォトレジストの露光及び現像回数も増加する。
【０１２８】
次いで、上述した工程を経て流路形成層１２０と犠牲層Ｓとが形成されている基板１１０上に、図３Ｍに示されたように、第２架橋ポリマー層１３１を形成する。この第２架橋ポリマー層１３１は、後述する工程でノズル層（図３Ｏの１３０）をなすので、流路形成層１２０と同様に、インクに対して化学的に安定した性質を有する架橋ポリマーレジスト組成物からなる。第２架橋ポリマー層１３１は、基板１１０の全面に、架橋ポリマーレジスト組成物をスピンコーティング法等により所定厚さに塗布することによって、形成される。この際、上記の架橋ポリマーレジスト組成物は、ノズルの長さを十分に確保でき、インクチャンバ内の圧力変化に耐えられるほどの強度を有することができる厚さに、塗布される。
【０１２９】
そして、先の工程で、犠牲層Ｓの上面が流路形成層１２０の上面と同じ高さに平坦に形成されるので、第２フォトレジスト層１３１をなすネガ型フォトレジストと犠牲層Ｓとをなすポジ型フォトレジスト間の反応により、犠牲層Ｓの縁部が変形されるか、溶けてしまうという従来の問題点が発生しない。したがって、第２フォトレジスト層１３１は、流路形成層１２０の上面に、完全に密着されるように形成される。
【０１３０】
図５Ａと図５Ｂは、上記の製造方法により製造されたインクジェットプリントヘッドの垂直断面写真である。図５Ａと図５Ｂとを参照すると、流路形成層１２０とノズル層１３０との間にキャビティが発生していないということが分かり、ノズル層１３０が流路形成層１２０の上面に完全に密着されていることが分かる。
【０１３１】
次いで、図３Ｎに示されたように、ネガ型フォトレジストからなる第２架橋ポリマー層１３１を、ノズルパターンが形成された第３フォトマスク１６３を使用して、露光させる。次いで、第２架橋ポリマー層１３１を現像すれば、図３Ｏに示されたように、露光されていない部分が除去されつつ、ノズル１５４が形成され、露光により硬化された部位は残存してノズル層１３０を形成する。上記の露光工程において、露光は活性線により行われる。具体的には、Ｉ−ｌｉｎｅ（３５３ｎｍ）以下の波長を有する紫外線や、これより短い波長を有する電子線（ｅ−ｂｅａｍ）またはＸ線を使用することが望ましい。このように、比較的短い波長を有する光を使用して露光すれば、光の透過深さが短くなり、第２架橋ポリマー層１３１下の犠牲層Ｓは露光により影響を受けない。したがって、ポジ型フォトレジストからなる犠牲層Ｓ内に窒素ガスが発生しなくなるので、窒素ガスによりノズル層１３０が変形される従来の問題点が発生しない。
【０１３２】
次いで、図３Ｐに示されたように、基板１１０の背面に、インク供給口（図３Ｑの１５１）を形成するためのエッチングマスク１７１を形成する。このエッチングマスク１７１は、基板１１０の背面にポジ型またはネガ型フォトレジストを塗布した後、これをパターニングすることによって形成することができる。
【０１３３】
次いで、図３Ｑに示されたように、エッチングマスク１７１により露出された基板１１０の背面から、基板１１０を貫通するようにエッチングし、インク供給口１５１を形成した後、エッチングマスク１７１を除去する。具体的に、基板１１０の背面のエッチングは、例えばプラズマを利用する乾燥式エッチングにより行うことが可能である。また、基板１１０の背面のエッチングは、エッチング液（ｅｔｃｈａｎｔ）としてＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ  Ａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）またはＫＯＨを使用する湿式エッチングにより行うことも可能である。
【０１３４】
最後に、溶媒を使用して犠牲層Ｓを除去すれば、図３Ｒに示されたように、犠牲層Ｓが除去された空間に、流路形成層１２０によって取り囲まれたチャンバ層であるインクチャンバ１５３とリストリクタ１５２とが形成される。
【０１３５】
上記の工程により、図３Ｒに図示されたような構造を有するインクジェットプリントヘッドが完成する。また、上記の製造方法によれば、本実施形態に係るインクジェットプリントヘッドのチャンバ層と犠牲層との間の段差は、３μｍ未満であることが望ましい。
【０１３６】
（第２の製造方法）
以下では、図４Ａ〜図４Ｆを参照して、インクジェットプリントヘッドの第２の製造方法を段階的に説明する。以下の説明において、前述した第１の製造方法と同様の部分については、その説明を簡略に行うか、または省略することとする。
【０１３７】
この製造方法において、基板２１０上の犠牲層Ｓを形成する工程までは、前述した第１の製造方法において図３Ａ〜図３Ｉに示された工程とほぼ同一である。概略的に説明すれば、図４Ａに示されたように、基板２１０を準備した後、基板２１０上にインクを加熱するためのヒーター２４１と、ヒーター２４１に電流を供給するための電極２４２を形成する。次いで、ヒーター２４１と電極２４２とが形成された基板２１０上に、架橋ポリマーレジスト組成物を所定厚さに塗布した後、これを露光及び現像して第１架橋ポリマー層である流路形成層２２０を形成する。この際、流路形成層２２０は、所望のインクチャンバの高さより若干低く形成しうる。そして、流路形成層２２０が形成されている基板２１０の全面に、ポジ型フォトレジストをスピンコーティング方法により所定厚さに塗布して、第１犠牲層２２３を形成した後、これを露光及び現像によりパターニングする。次いで、基板２１０の全面に、再びポジ型フォトレジストをスピンコーティング方法により所定厚さに塗布して第２犠牲層２２４を形成した後、これを露光及び現像によりパターニングする。これにより、図４Ａに示されたように、第１犠牲層２２３と第２犠牲層２２４とからなり、その上面が平坦な犠牲層Ｓが、流路形成層２２０によって取り囲まれた空間内に形成される。
【０１３８】
上述した犠牲層Ｓの形成工程において、犠牲層Ｓをなすポジ型フォトレジストとしては、例えばイミド系ポジ型フォトレジストを使用することができ、犠牲層Ｓの高さを流路形成層２２０の高さと同じ高さにするためのブランク露光と、これによる現像工程は経ない。イミド系ポジ型フォトレジストは、現象後に約１４０℃の温度でハードベイキング工程を必要とするが、ネガ型フォトレジストに含まれていた溶媒により影響を受けない性質と露光されても窒素ガスを発生させない性質を有する。これについては後述する工程で再び説明する。
【０１３９】
次いで、図４Ｂに示されたように、流路形成層２２０と犠牲層Ｓとが形成されている基板２１０上に、第２架橋ポリマー層２３１を形成する。第２架橋ポリマー層２３１は、後述する工程でノズル層（図４Ｄの２３０）をなすので、インクに対して化学的に安定した性質を有するネガ型フォトレジストからなる。第２架橋ポリマー層２３１の具体的な形成方法は、第１の製造方法と同様に行うことができる。
【０１４０】
そして、本製造方法において、犠牲層Ｓが流路形成層２２０より高く突出されるように形成されるとしても、犠牲層Ｓがイミド系ポジ型フォトレジストからなっているので、前述したように、第２架橋ポリマー層２３１をなすネガ型フォトレジストに含まれていた溶媒により影響を受けない。したがって、犠牲層Ｓの縁部が変形されるか、溶けてしまうという従来の問題点が発生しない。
【０１４１】
次いで、図４Ｃに示されたように、ネガ型フォトレジストからなる第２架橋ポリマー層２３１を、ノズルパターンが形成されたフォトマスク２６３を使用して、露光させる。次いで、第２架橋ポリマー層２３１を現像すれば、図４Ｄに示されたように、露光されていない部分は、除去されつつノズル２５４が形成され、露光により硬化された部位は、残存してノズル層２３０を形成する。
【０１４２】
本製造方法において、犠牲層Ｓをなすイミド系ポジ型フォトレジストは、前述したように露光されても窒素ガスを発生しないという性質を有するので、窒素ガスによりノズル層２３０が変形されるという従来の問題点が発生しない。この露光工程は、活性線により行われる。具体的には、Ｉ−ｌｉｎｅ（３５３ｎｍ）だけでなく、Ｈ−ｌｉｎｅ（４０５ｎｍ）及びＧ−ｌｉｎｅ（４３６ｎｍ）を含む広域の紫外線を用いることができ、またこれより短い波長を有する電子線（ｅ−ｂｅａｍ）またはＸ線を使用することもできる。
【０１４３】
次いで、図４Ｅに示されたように、基板２１０の背面にエッチングマスク２７１を形成した後、エッチングマスク２７１により露出された基板２１０の背面から、基板２１０を貫通するように乾式または湿式エッチングして、インク供給口２５１を形成する。エッチングマスク２７１とインク供給口２５１の具体的な形成方法は、第１の製造方法と同様に行うことができる。
【０１４４】
最後に、溶媒を使用して犠牲層Ｓを除去すれば、図４Ｆに示されたように、犠牲層Ｓが除去された空間に、流路形成層２２０によって取り囲まれたインクチャンバ２５３とリストリクタ２５２とが形成される。
【０１４５】
これにより、図４Ｆに示されたような構造を有するインクジェットプリントヘッドが完成する。
【０１４６】
なお、上記の各物質の積層及び形成方法は、単に例示に過ぎず、多様な蒸着方法を適用することが可能である。
【０１４７】
以上説明したように、本発明によるインクジェットプリントヘッドの製造方法によれば、架橋ポリマーレジスト組成物を用いて犠牲層の上面を平坦に形成することができる。本発明によれば、インク流路の形状及び寸法の制御が容易であって、インク流路の均一性が向上するので、インクジェットプリントヘッドのインク吐出性能が向上する。また、流路形成層とノズル層とが完全に密着されるので、プリントヘッドの耐久性が向上する。また、本発明によればノズル層の形成のためのフォトリソグラフィ工程で犠牲内でガスが発生しないので、ガスによりノズル層が変形される従来の問題点を解消しうる。これにより、インク流路の均一性がさらに向上しうる。
【０１４８】
（実施例１）
＜レジスト組成物の製造１＞
キシレン（Ｓａｍｃｈｕｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．から購入可能）５０ｍｌ及びＳＰ−１７２（Ａｓａｓｈｉ  Ｅｅｎｋａ  Ｋｏｒｅａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．から購入可能）１０ｍｌを容器に加えた。次いで、この容器にＥＨＰＨ−３１５０エポキシ樹脂（Ｄａｉｃｅｌ  Ｃｈｍｉｃａｌ  Ｃｏ．から購入可能）９０ｇを加えた後、溶液を２４時間攪拌した。
【０１４９】
（実施例２）
＜レジスト組成物の製造２＞
市販されているＥＰＯＮ  ＳＵ−８のレジスト溶液をＭｉｃｒｏ  Ｃｈｅｍ  Ｃｏ．から購入して、これをそのまま使用した。この溶液は、γ−ブチロラクトンを２５〜５０質量％と、ヘキサフルオロアンチモン酸トリアリールスルホニウム塩及びヘキサフルオロアンチモン酸ｐ−チオフェノキシフェニルジフェニルスルホニウムの混合物の炭酸プロピレン溶液を１〜５質量％含むものである。
【０１５０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【０１５１】
本発明の製造方法を用いてインク流路の均一性が向上し、インク吐出性能及び耐久性が向上したインクジェットプリントを製造しうる。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】熱駆動型インクジェットプリントヘッドの一般的な構造を示す断面図である。
【図２Ａ】従来のインクジェットプリントヘッドの製造方法とその問題点を説明するための断面図である。
【図２Ｂ】従来のインクジェットプリントヘッドの製造方法とその問題点を説明するための断面図である。
【図２Ｃ】従来のインクジェットプリントヘッドの製造方法とその問題点を説明するための断面図である。
【図２Ｄ】従来のインクジェットプリントヘッドの製造方法とその問題点を説明するための断面図である。
【図２Ｅ】従来のインクジェットプリントヘッドの製造方法とその問題点を説明するための断面図である。
【図３Ａ】本発明の第１の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図３Ｃ】本発明の第１の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図３Ｄ】本発明の第１の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図３Ｅ】本発明の第１の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図３Ｆ】本発明の第１の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図３Ｇ】本発明の第１の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図３Ｈ】本発明の第１の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図３Ｉ】本発明の第１の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図３Ｊ】本発明の第１の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図３Ｋ】本発明の第１の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図３Ｌ】本発明の第１の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図３Ｍ】本発明の第１の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図３Ｎ】本発明の第１の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図３Ｏ】本発明の第１の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図３Ｐ】本発明の第１の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図３Ｑ】本発明の第１の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図３Ｒ】本発明の第１の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の第２の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図４Ｂ】本発明の第２の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図４Ｃ】本発明の第２の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図４Ｄ】本発明の第２の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図４Ｅ】本発明の第２の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図４Ｆ】本発明の第２の製造方法に係るインクジェットプリントヘッドの製造方法を段階的に示す断面図である。
【図５Ａ】本発明の第１の製造方法により製造されたインクジェットプリントヘッドの垂直断面写真である。
【図５Ｂ】図５Ａの部分拡大写真である。
【符号の説明】
【０１５３】
１１０、２１０    基板
１２０、２２０    流路形成層
１２１    第１架橋ポリマーレジスト層
１２３、２２３    第１犠牲層
１２４、２２４    第２犠牲層
１３０、２３０    ノズル層
１３１、２３１    第２架橋ポリマー層
１４１、２４１    ヒーター
１４２、２４２    電極
１５１、２５１    インク供給口
１５２、２５２    リストリクタ
１５３、２５３    インクチャンバ
１５４、２５４    ノズル
１６１    第１フォトマスク
１６２    第２フォトマスク
１６３、２６３    第３フォトマスク
１７１、２７１    エッチングマスク
Ｓ    犠牲層
【図１】
2006315402.tif 000028
【図２Ａ】
2006315402.tif 000029
【図２Ｂ】
2006315402.tif 000030
【図２Ｃ】
2006315402.tif 000031
【図２Ｄ】
2006315402.tif 000032
【図２Ｅ】
2006315402.tif 000033
【図３Ａ】
2006315402.tif 000034
【図３Ｂ】
2006315402.tif 000035
【図３Ｃ】
2006315402.tif 000036
【図３Ｄ】
2006315402.tif 000037
【図３Ｅ】
2006315402.tif 000038
【図３Ｆ】
2006315402.tif 000039
【図３Ｇ】
2006315402.tif 000040
【図３Ｈ】
2006315402.tif 000041
【図３Ｉ】
2006315402.tif 000042
【図３Ｊ】
2006315402.tif 000043
【図３Ｋ】
2006315402.tif 000044
【図３Ｌ】
2006315402.tif 000045
【図３Ｍ】
2006315402.tif 000046
【図３Ｎ】
2006315402.tif 000047
【図３Ｏ】
2006315402.tif 000048
【図３Ｐ】
2006315402.tif 000049
【図３Ｑ】
2006315402.tif 000050
【図３Ｒ】
2006315402.tif 000051
【図４Ａ】
2006315402.tif 000052
【図４Ｂ】
2006315402.tif 000053
【図４Ｃ】
2006315402.tif 000054
【図４Ｄ】
2006315402.tif 000055
【図４Ｅ】
2006315402.tif 000056
【図４Ｆ】
2006315402.tif 000057
【図５Ａ】
2006315402.tif 000058
【図５Ｂ】
2006315402.tif 000059