(57)【要約】【課題】熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】基板上にインクチャンバーが形成されたチャンバー層を形成する工程と、インクチャンバーを満たすようにチャンバー層上に犠牲層を形成する工程と、犠牲層及びチャンバー層の上面を１次化学的機械的研磨工程を通じて平坦化させて、犠牲層及びチャンバー層を所望の高さで形成する工程と、を含み、ここで、１次化学的機械的研磨工程に使われるスラリーには、平均粒径が５００ｎｍ〜２μｍである研磨粒子が含まれるインクジェットプリントヘッドの製造方法である。【選択図】図１１Ｄ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にインクチャンバーが形成されたチャンバー層を形成する工程と、
前記インクチャンバーを満たすように前記チャンバー層上に犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層及びチャンバー層の上面を１次化学的機械的研磨工程を通じて平坦化させ、前記犠牲層及びチャンバー層を形成する工程と、
を含み、
前記１次化学的機械的研磨工程に使われるスラリーには、平均粒径が５００ｎｍ〜２μｍである研磨粒子が含まれることを特徴とする、熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記研磨粒子は、シリカまたはアルミナを含有することを特徴とする、請求項１に記載の熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記研磨粒子は、ｐＨが２．５〜１１であることを特徴とする、請求項２に記載の熱駆動方式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１次化学的機械的研磨工程は、研磨パッドを使用して、前記犠牲層の表面上を研磨する工程であり、
前記１次化学的機械的研磨工程では５ｋＰａ〜４５ｋＰａの圧力を加え、前記研磨パッドを回転させることを特徴とする、請求項１に記載の熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記研磨パッドの表面硬度は、ショアＤ硬度で７０以下であることを特徴とする、請求項４に記載の熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記チャンバー層は、前記犠牲層より硬度の大きい物質からなることを特徴とする、請求項１に記載の熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記チャンバー層は、感光性エポキシ樹脂を含有して、前記犠牲層はフォトレジストを含有することを特徴とする、請求項６に記載の熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記チャンバー層は、前記基板上にスピンコーティングにより前記感光性エポキシ樹脂を塗布し、塗布した前記感光性エポキシ樹脂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形成されることを特徴とする、請求項７に記載の熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記犠牲層は、前記チャンバー層上にスピンコーティングにより前記フォトレジストを塗布することによって形成されることを特徴とする、請求項７に記載の熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記１次化学的機械的研磨工程を行った後、２次化学的機械的研磨工程を通じて前記チャンバー層及び前記犠牲層の表面上を平坦化させる工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の熱駆動方式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２次化学的機械的研磨工程に使われるスラリーには、平均粒径が５０ｎｍ〜５００ｎｍである研磨粒子が含まれることを特徴とする、請求項１０に記載の熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記研磨粒子は、シリカまたはアルミナを含有することを特徴とする、請求項１１に記載の熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記研磨粒子は、ｐＨが２．５〜１１であることを特徴とする、請求項１２に記載の熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１４】
基板上に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上にインクを加熱するためのヒータ及び前記ヒータに電流を印加するための電極を順次に形成する工程と、
前記絶縁層上にインクチャンバーが形成されたチャンバー層を形成する工程と、
前記絶縁層に前記基板を露出させるトレンチを形成する工程と、
前記インクチャンバー及び前記トレンチを満たすように前記チャンバー層上に犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層及び前記チャンバー層の上面を１次化学的機械的研磨工程を通じて平坦化させ、前記犠牲層及びチャンバー層を所望の高さで形成する工程と、
前記平坦化された前記犠牲層及び前記チャンバー層上にノズルが形成されたノズル層を形成する工程と、
前記基板の背面側をエッチングして前記トレンチと連通するインクフィードホールを形成する工程と、
前記犠牲層を除去する工程と、
を含み、
前記１次化学的機械的研磨工程に使われるスラリーには、平均粒径が５００ｎｍ〜２μｍである研磨粒子が含まれることを特徴とする、熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記研磨粒子は、シリカまたはアルミナを含有することを特徴とする、請求項１４に記載の熱駆動方式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１次化学的機械的研磨工程に使われる研磨パッドは、前記犠牲層の表面上に５ｋＰａ〜４５ｋＰａの圧力を加えて回転することを特徴とする、請求項１４に記載の熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１７】
前記チャンバー層は、前記犠牲層より硬度の大きい物質からなることを特徴とする、請求項１４に記載の熱駆動方式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１次化学的機械的研磨工程を行った後、２次化学的機械的研磨工程を通じて前記チャンバー層及び犠牲層の上面を平坦化させる工程をさらに含み、
前記２次化学的機械的研磨工程に使われるスラリーには、平均粒径が５０ｎｍ〜５００ｎｍである研磨粒子が含まれることを特徴とする、請求項１４に記載の熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１９】
前記ヒータ及び前記電極を形成した後、前記絶縁層上に前記ヒータ及び前記電極を覆うように保護層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１４に記載の熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２０】
前記ノズル層は、前記犠牲層及び前記チャンバー層の上面に感光性エポキシ樹脂を塗布し、そ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形成されることを特徴とする、請求項１４に記載の熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリントヘッドに係り、特に熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、インクジェットプリントヘッドは、印刷用インクの微細な液滴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に印刷する装置である。かかる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二つの方式に大別される。そのうち一つは、熱源を利用してインクにバブルを発生させて、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、他の一つは、圧電体を使用してその圧電体の変形によりインクに加えられる圧力により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】
上記熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドを製造するために、チャンバー層に形成されたインクチャンバーを満たすように犠牲層を形成した後、この犠牲層及びチャンバー層の平面上を平坦化させるために一般的に化学的機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ）工程が使われてきた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−０６７３１３号公報
【特許文献２】特開２００６−０１３３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドは、化学的機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ）工程を用いて、製造されてきたが、従来の技術では、チャンバー層と犠牲層の硬度の違いにより、ディッシング現象が起きてしまうため、インク液滴を精度良く吐出させるのに十分な、上記チャンバー層の平坦さはまだ得られないでいた。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題点を解決するためのものであって、チャンバー層の表面上を平坦化させるＣＭＰ工程を含むことにより、インク吐出特性を向上させる熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のある観点によれば、熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法において、基板上にインクチャンバーが形成されたチャンバー層を形成する工程と、上記インクチャンバーを満たすように上記チャンバー層上に犠牲層を形成する工程と、上記犠牲層及びチャンバー層の上面を１次ＣＭＰ工程を通じて平坦化させて、上記犠牲層及びチャンバー層を所望の高さで形成する工程と、を含み、上記１次ＣＭＰ工程に使われるスラリーには、平均粒径が５００ｎｍ〜２μｍである研磨粒子が含まれる製造方法が提供される。
【０００８】
上記研磨粒子は、シリカまたはアルミナからなり、上記研磨粒子は、ｐＨが２．５〜１１であることが好ましい。
そして、上記１次ＣＭＰ工程に使われる研磨パッドは、上記犠牲層の上面に５ｋＰａ〜４５ｋＰａの圧力を加えつつ回転できる。上記研磨パッドの表面硬度は、ショアＤ硬度で７０以下であることが好ましい。
【０００９】
上記チャンバー層は、上記犠牲層より硬度の大きい物質からなることが好ましい。ここで、上記チャンバー層及び犠牲層は、それぞれ感光性エポキシ樹脂及びフォトレジストからなることが好ましい。
【００１０】
上記１次ＣＭＰ工程を行った後、２次ＣＭＰ工程を通じて上記チャンバー層及び犠牲層の表面上を平坦化させる工程をさらに含むことができる。かかる２次ＣＭＰ工程に使われるスラリーには、平均粒径が５０ｎｍ〜５００ｎｍである研磨粒子が含まれることが好ましい。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、本発明の他の具現例による熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法は、基板上に絶縁層を形成する工程と、上記絶縁層上にインクを加熱するためのヒータ及び上記ヒータに電流を印加するための電極を順次に形成する工程と、上記絶縁層上にインクチャンバーが形成されたチャンバー層を形成する工程と、上記絶縁層に上記基板を露出させるトレンチを形成する工程と、上記インクチャンバー及びトレンチを満たすように上記チャンバー層上に犠牲層を形成する工程と、上記犠牲層及びチャンバー層の上面を１次ＣＭＰ工程を通じて平坦化させて、上記犠牲層及びチャンバー層を所望の高さで形成する工程と、上記平坦化された犠牲層及びチャンバー層上にノズルが形成されたノズル層を形成する工程と、上記基板の背面側をエッチングして、上記トレンチと連通するインクフィードホールを形成する工程と、上記犠牲層を除去する工程と、を含み、上記１次ＣＭＰ工程に使われるスラリーには、平均粒径が５００ｎｍ〜２μｍである研磨粒子が含まれる。
【００１２】
上記１次ＣＭＰ工程を行った後、２次ＣＭＰ工程を通じて上記チャンバー層及び犠牲層の上面を平坦化させる工程がさらに含まれることが好ましい。かかる２次ＣＭＰ工程に使われるスラリーには、平均粒径が５０ｎｍ〜５００ｎｍである研磨粒子が含まれることが好ましい。
【００１３】
なお、本発明において、研磨粒子の平均粒径とは、研磨粒子の直径に対する数平均値を意味する。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、チャンバー層及び犠牲層の表面上を平坦化させるＣＭＰ工程でスラリーに含まれた研磨粒子のサイズ、材質及び／または研磨パッドの材質、加圧力などを調節することによって、従来のＣＭＰ工程により発生するディッシング現象を最小化できるので、チャンバー層及び犠牲層を均一な高さで形成できる。これにより、インクチャンバーを所望の高さで均一に形成できるので、インクジェットプリントヘッドのインク吐出特性を向上させる。また、追加的なＣＭＰ工程を通じて犠牲層の表面に生じたスクラッチを除去し、チャンバー層及び犠牲層の平坦度をさらに向上させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図面で、同じ参照符号は同じ構成要素を指し、各構成要素の大きさや厚さは、説明の明瞭性のために誇張されうる。一方、後述する実施形態は、例示的なものに過ぎず、かかる実施形態から多様な変形が可能である。例えば、一層が基板や他の層上に存在すると説明されるとき、その層は、基板や他の層に直接接しつつ上に存在してもよく、その間に第３層が存在してもよい。そして、インクジェットプリントヘッドの各構成要素は、例示された物質と異なる物質が使われることもあり、各物質の積層及び形成方法も単に例示されたものであって、例示された方法以外に他の方法が使われうる。
また、インクジェットプリントヘッドの製造方法において、各工程の順序は、場合によって例示されたものと異ならせることもできる。
【００１７】
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詳細に説明すれば、次の通りである。抵抗発熱体からなるヒータにパルス形態の電流が流れれば、ヒータから熱が発生しつつ、ヒータに隣接したインクは約３００℃に瞬間加熱される。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ー内に満たされたインクに圧力を加える。これにより、ノズル付近にあったインクがノズルを通じて液滴の形態でインクチャンバー外に吐出される。
上記インク液滴吐出の精度が向上するためには、上記インクチャンバーはより平坦であることが望ましい。従来の主な熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法は、以下のように説明できる。
【００１８】
図１は、一般的な熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドを示す一部平面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ´線の断面図である。図１及び図２に示すように、インクジェットプリントヘッドは、複数の物質層が形成された基板１０と、上記基板１０上に積層されるチャンバー層２０と、上記チャンバー層２０上に積層されるノズル層３０と、を備える。上記チャンバー層２０には、吐出されるインクが満たされる複数のインクチャンバー２２が形成されており、上記ノズル層３０には、インクが吐出される複数のノズル３２が形成されている。そして、上記基板１０には、上記インクチャンバー２２にインクを供給するためのインクフィードホール１１が貫通して形成されている。また、上記チャンバー層２０には、上記インクチャンバー２２とインクフィードホール１１とを連結する複数のリストリクター２４が形成されている。
【００１９】
一方、上記基板１０上には、ヒータ１４と基板１０との間の絶縁のための絶縁層１２が形成されている。そして、上記絶縁層１２上には、インクを加熱してバブルを発生させるための複数のヒータ１４が形成されており、このヒータ１４上には、電極１６が形成されている。上記ヒータ１４と電極１６との表面には、それらを保護するための保護層１８が形成されており、この保護層１８上には、バブルの消滅時に発生するキャビテーション圧力からヒータ１４を保護するためのキャビテーション防止層１９が形成されている。
【００２０】
上記のようなインクジェットプリントヘッドを製造するために、チャンバー層２０に形成されたインクチャンバー２２を満たすように犠牲層を形成した後、この犠牲層の上面を平坦化させるために一般的に化学的機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ）工程が使われる。図３Ａ〜図３Ｅは、インクジェットプリントヘッドの製造に使われる従来のＣＭＰ工程を概略的に示す図面である。図３Ａ〜図３Ｅは、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ´線の断面図であり、ヒータ（図２の１４）、電極（図２の１６）などは便宜上示されていない。
【００２１】
図３Ａに示すように、ヒータ、電極などが形成された基板１０上にインクチャンバー２２が形成されたチャンバー層２０を形成する。上記チャンバー層２０は、例えば感光性エポキシ樹脂からなる。次いで、図３Ｂに示すように、インクチャンバー２２を満たすようにチャンバー層２０上に犠牲層２５を形成する。上記犠牲層２５は、例えばフォトレジストからなる。このようにチャンバー層２０上に形成された犠牲層２５の上面をＣＭＰ工程により平坦化させる。具体的に、図３Ｃに示すように、上記犠牲層２５の上面に所定のスラリ（図示せず）を塗布した後、研磨器５０により上記犠牲層２５の上面を研磨する。ここで、上記スラリには、平均粒径が約１００ｎｍである小さい研磨粒子が含まれている。図３Ｃにおいて、５１は、犠牲層２５の上面に一定な圧力を加えつつ接触する研磨パッドを表し、５２は、上記研磨パッド５１を回転させるプラテンを表す。かかる研磨工程が行われれば、図３Ｄに示すようにチャンバー層２０の上面が露出される。上記チャンバー層２０は、犠牲層２５をなすフォトレジストより硬度の大きい物質、すなわち感光性エポキシ樹脂からなる。したがって、以後に研磨工程が行われ続ければ、チャンバー層２０はほとんど研磨されない一方、犠牲層２５は研磨され続けて、図３Ｅに示したように、犠牲層２５の高さがチャンバー層２０の高さより低くなるディッシング現象が発生する。かかるディッシング現象が発生すれば、インクチャンバー２２を所望の均一な高さで得られず、その結果、インクジェットプリントヘッドのインク吐出特性が低下する。図４は、従来のＣＭＰ工程を利用して製造されたインクジェットプリントヘッドの断面を撮った電子顕微鏡写真であって、図４に示すように、ディッシング現象によりインクチャンバーが均一な高さで形成されていないことが分かる。そして、前述したような従来のＣＭＰ工程では、チャンバー層２０の上面に屈曲のある場合には、チャンバー層２０の上面を平坦化させがたいという問題点がある。
【００２２】
そこで、上記問題を鑑みてなされた、本発明の実施形態の詳細を以下に記す。
図５〜図１０は、本発明の実施形態による熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法を説明するための図面である。図５〜図１０は、図１のＩＩ−ＩＩ´線の断面を基準として示した。
【００２３】
図５に示すように、まず、基板１１０を準備した後、上記基板１１０の上面に絶縁層１１２を形成する。上記基板１１０としては、シリコン基板が使われる。上記絶縁層１１２は、基板１１０と後述するヒータ１１４との間の絶縁のための層であって、例えばシリコン酸化物からなる。次いで、上記絶縁層１１２の上面にインクを加熱してバブルを発生させるためのヒータ１１４を形成する。上記ヒータ１１４は、絶縁層１１２の上面に、例えばタンタル−アルミニウム合金、タンタル窒化物、チタン窒化物またはタングステンシリサイドのような発熱抵抗体を蒸着した後、それをパターニングすることによって形成される。そして、上記ヒータ１１４の上面に、上記ヒータ１１４に電流を印加するための電極１１６を形成する。上記電極１１６は、ヒータ１１４の上面に、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、金または銀のような電気伝導性に優れた金属を蒸着した後、それをパターニングすることによって形成される。
【００２４】
本実施形態では、上記ヒータ１１４及び電極１１６を覆うように上記絶縁層１１２上に保護層１１８をさらに形成できる。上記保護層１１８は、ヒータ１１４及び電極１１６がインクと接触して酸化または腐食されることを防止するためのものであって、例えばシリコン窒化物またはシリコン酸化物からなる。そして、上記ヒータ１１４の上部に位置する保護層１１８の上面には、キャビテーション防止層１１９をさらに形成できる。上記キャビテーション防止層１１９は、バブルの消滅時に発生するキャビテーション圧力からヒータ１１４を保護するためのものであって、例えばタンタルからなる。
【００２５】
図６に示すように、上記保護層１１８上にインクチャンバー１２２が形成されたチャンバー層１２０を形成する。上記チャンバー層１２０は、図５に示した構造物を覆うように所定の物質、例えば感光性エポキシ樹脂を所定の厚さに塗布した後、そ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形成される。上記感光性エポキシ樹脂は、例えばスピンコーティングにより塗布される。これにより、上記チャンバー層１２０には、吐出されるインクが満たされるインクチャンバー１２２が形成される。ここで、上記インクチャンバー１２２は、ヒータ１１４の上部に位置するように形成される。そして、この過程で、上記チャンバー層１２０には、インクチャンバー１２２と後述するインクフィードホール（図１０の１１１）とを連結する通路であるリストリクター１２４がさらに形成される。次いで、上記保護層１１８及び絶縁層１１２を順次にエッチングして基板１１０の上面を露出させるトレンチ１１３を形成する。ここで、上記トレンチ１１３は、後述するインクの供給のためのインクフィードホール１１１と連結されるものであって、上記インクフィードホール１１１の上部に形成される。
【００２６】
図７に示すように、上記トレンチ１１３、インクチャンバー１２２及びリストリクター１２４を満たすように上記チャンバー層１２０上に犠牲層１２５を形成した後、上記犠牲層１２５及びチャンバー層１２０の上面をＣＭＰ工程を通じて平坦化させる。
図１１Ａ〜図１１Ｈは、本発明の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造において、ＣＭＰ工程を具体的に示す図面である。そして、図１２Ａ及び図１２Ｂは、ＣＭＰ工程を行う装置を概略的に示す平面図及び側面図である。
まず、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、チャンバー層１２０及び犠牲層１２５が形成された基板１１０は、ホルダー１６１に装着されており、かかるホルダー１６１は、キャリア１６２により支持されて回転する。そして、上記犠牲層１２５及びチャンバー層１２０を研磨する研磨器１５０は、上記基板１１０に一定な圧力を加えつつ回転する研磨パッド１５１と、上記研磨パッド１５１を回転させるプラテン１５２と、から構成される。上記研磨パッド１５１の表面上には、スラリー供給装置１７０により一定な量のスラリーが周期的に供給され、研磨パッド１５１の表面状態は、コンディショナー１８０により一定に維持される。
【００２７】
上記のような構成において、スラリー供給装置１７０により研磨パッド１５１の表面に供給されたスラリーは、研磨パッド１５１の回転により基板１１０側に移動し、このとき、上記基板１１０も、研磨パッド１５１に一定な圧力を加えつつ回転する。かかる過程で、スラリー内の溶液により化学的な研磨が行われ、回転及び加圧により基板１１０と研磨パッド１５１との間に発生する摩擦により機械的な研磨が行われる。かかる機械的な研磨のために、上記スラリーには、所定の粒径を有する研磨粒子が含まれている。
【００２８】
次いで、図１１Ａ〜図１１Ｈを参照して、本発明の実施形態によるＣＭＰ工程を具体的に説明する。図１１Ａ〜図１１Ｈは、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ´線の断面を基準として示した。そして、便宜上、図面には、ヒータ、電極などは示されていない。
【００２９】
図１１Ａに示すように、基板１１０上にインクチャンバー１２２が形成されたチャンバー層１２０を形成する。上記チャンバー層１２０の形成については前述したので、それについての説明は省略する。次いで、図１１Ｂに示すように、トレンチ１１３、インクチャンバー１２２及びリストリクター１２４を満たすように、上記チャンバー層１２０上に犠牲層１２５を形成する。具体的に、上記犠牲層１２５は、図１１Ａに示した構造物を覆うように所定の物質を、例えばスピンコーティングにより塗布することによって形成される。ここで、上記犠牲層１２５は、チャンバー層１２０をなす物質より小さい硬度を有する物質からなる。例えば、上記犠牲層１２５は、フォトレジストからなる。しかし、これに限定されるものではない。
【００３０】
次いで、図１１Ｃに示すように、上記犠牲層１２５及びチャンバー層１２０の上面に１次ＣＭＰ工程を行う。図１１Ｃにおいて、１５０，１５１及び１５２は、図１２Ａ及び図１２Ｂに示したようにそれぞれ研摩器、研磨パッド及びプラテンを表す。
【００３１】
本実施形態で行われる１次ＣＭＰ工程には、平均粒径が約５００ｎｍ〜２μｍである比較的大きい研磨粒子が含まれたスラリー（図示せず）が使われる。平均粒径が５００ｎｍより小さいと、エポキシ層（チャンバ層）の研磨が行われない場合がある。かかる研磨粒子は、シリカまたはアルミナからなり、ｐＨは約２．５〜１１である。そして、上記１次ＣＭＰ工程に使われる研磨パッド１５１は、上記犠牲層１２５の表面に約５ｋＰａ〜４５ｋＰａの圧力を加えつつ回転できる。ここで、上記研磨パッド１５１の表面硬度は、例えばショアＤ硬度で約７０以下となる。ここで、ショアＤ硬度とは、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠して測定された硬度を指し、以下ショアＤ硬度とは同様に測定されたものを指す。かかる研磨パッド１５１は、例えば織物またはゴムからなる。
【００３２】
一方、本実施形態において、スラリーは、例えば分当たり約５〜１００ｃｃで供給され、キャリア（図１２Ａ及び図１２Ｂの１６２）及びプラテン１５２の回転速度は、例えば約１０〜２００ｒｐｍとなる。しかし、上記スラリーの供給速度とキャリア１６２及びプラテンの１５２の回転速度とは多様に変化させる。
【００３３】
かかる１次ＣＭＰ工程を進めれば、犠牲層１２５の上面が研磨されて、図１１Ｄに示したようにチャンバー層１２０の上面が露出される。以後で１次ＣＭＰ工程を進め続ければ、本実施形態では、図１１Ｅに示したようにチャンバー層１２０と犠牲層１２５とがほぼ同じ速度で研磨される。従来には、ＣＭＰ工程に使われたスラリーには、比較的小さい粒径を有する研磨粒子が含まれていたため、チャンバー層の上面が露出された後で研磨工程が進められ続ければ、犠牲層より硬度の大きい物質からなるチャンバー層はほとんど研磨されず、犠牲層のみが研磨されるという問題点があった。しかし、本実施形態では、平均粒径が約５００ｎｍ〜２μｍである比較的大きい研磨粒子が含まれたスラリーが使われるため、チャンバー層１２０の上面が露出された後で研磨工程が進められ続けても、チャンバー層１２０と犠牲層１２５とが研磨される速度はほぼ同じである。これにより、チャンバー層１２０及び犠牲層１２５をほぼ同じ高さで形成できる。かかる１次ＣＭＰ工程は、チャンバー層１２０及び犠牲層１２５が所望の高さを有するまで続く。図１１Ｆは、１次ＣＭＰ工程が完了した後で形成されたチャンバー層１２０及び犠牲層１２５を示す図面である。図１１Ｆに示すように、チャンバー層１２０が研磨される速度は、犠牲層１２５が研磨される速度とほぼ同じであるため、１次ＣＭＰ工程が完了した後でチャンバー層１２０及び犠牲層１２５がほぼ同じ高さで形成される。一方もし、平均粒径が５００ｎｍに満たない研磨粒子であると、研磨工程でチャンバー層１２０と犠牲層１２５の高さは異なって、上記ディッシング現象が起こりやすくなる。
【００３４】
以上のような１次ＣＭＰ工程を通じてチャンバー層１２０及び犠牲層１２５を平坦化させた後、後述するノズル層（図８の１３０）を形成する工程が直ちに行われる。しかし、本実施形態では、前述した１次ＣＭＰ工程を行った後、図１１Ｇに示したように、２次ＣＭＰ工程を通じて上記チャンバー層１２０及び犠牲層１２５の上面をさらに平坦化させる工程が含まれる。
【００３５】
具体的には、前述した１次ＣＭＰ工程では、比較的大きい粒径を有する研磨粒子が含まれたスラリーが使われるため、１次ＣＭＰ工程の完了後に犠牲層１２５の表面にスクラッチが生じうる。したがって、上記２次ＣＭＰ工程は、かかる犠牲層１２５の表面に生じたスクラッチを除去し、また、チャンバー層１２０及び犠牲層１２５の平坦度をさらに向上させるために行われる。
【００３６】
本実施形態で行われる２次ＣＭＰ工程には、平均粒径が約５０ｎｍ〜５００ｎｍの比較的小さい研磨粒子が含まれたスラリーが使われる。平均粒径が５００ｎｍより大きいと、エポキシ層の研磨が行われるため、２次ＣＭＰの目的に適合しない結果を招くことになる。かかる研磨粒子は、シリカまたはアルミナからなり、ｐＨが約２．５〜１１を有する。そして、前述した１次ＣＭＰ工程と同様に、２次ＣＭＰ工程に使われる研磨パッド１５１は、上記犠牲層１２５の表面に約５ｋＰａ〜４５ｋＰａの圧力を加えつつ回転できる。ここで、上記研磨パッド１５１の表面硬度は、ショアＤ硬度で約７０以下となる。かかる研磨パッド１５１は、例えば織物またはゴムからなる。一方、スラリーは、例えば分当たり５〜１００ｃｃで供給され、キャリア（図１２Ａ及び図１２Ｂの１６２）及びプラテン１５２の回転速度は、例えば１０〜２００ｒｐｍとなる。しかし、上記スラリーの供給速度とキャリア１６２及びプラテン１５２の回転速度とは多様に変化させうる。
【００３７】
このように１次ＣＭＰ工程が行われたチャンバー層１２０及び犠牲層１２５の上面に、比較的小さい研磨粒子が含まれたスラリーを利用した２次ＣＭＰ工程を行うことによって、１次ＣＭＰ工程により犠牲層１２５の表面に生じたスクラッチを除去すると共に、チャンバー層１２０及び犠牲層１２５の平坦度をさらに向上させる。図１１Ｈは、２次ＣＭＰ工程が完了した後で形成されたチャンバー層１２０及び犠牲層１２５を示す図面である。
以上のように平坦化されたチャンバー層１２０及び犠牲層１２５の上面に、図８に示したようにノズル１３２が形成されたノズル層１３０を形成する。上記ノズル層１３０は、上記チャンバー層１２０及び犠牲層１２５の上面に所定の物質、例えば感光性エポキシ樹脂を塗布した後、そ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形成される。これにより、上記ノズル層１３０には、上記犠牲層１２５の上面を露出させるノズル１３２が形成される。ここで、上記ノズル１３２は、インクチャンバー１２２の上部に形成される。
【００３８】
ここで、１次ＣＭＰの場合は、小さい研磨粒子を用いる２次ＣＭＰに比べて物質間の研磨選択比が低い。ＣＭＰ時にディッシング現象が起こる原因としては、ＣＭＰの最後の過程でエッチングレートの差により研磨速度が速い物質が、研磨速度が遅い物質よりも多くエッチングが進むことによって現れることによる。すなわち、エッチングレートの差（つまり、選択比）が少ないほどディッシング現象が少ないか、または発生しないようになる。従って、粒径が小さな研磨粒子のスラリを用いると、選択比が高くなってディッシングが増加するが、粒径が大きな研磨粒子のスラリを用いると、選択比が相対的に低くなってディッシングが減少する結果となる。
【００３９】
次いで、図９に示すように、基板１１０の背面側をエッチングしてインクの供給のためのインクフィードホール１１１を形成する。上記インクフィードホール１１１は、トレンチ１１３内に満たされた犠牲層１２５の下面が露出されるまで上記基板１１０の背面をエッチングすることによって形成される。そして、最後に、図１０に示すように、トレンチ１１３、インクチャンバー１２２及びリストリクター１２４内に満たされた犠牲層１２５を除去すれば、熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドが完成する。上記犠牲層１２５は、ノズル１３２及びインクフィードホール１１１を通じて上記犠牲層１２５のみを選択的にエッチングするエッチング液を注入することによって除去される。かかる犠牲層の除去により、上記チャンバー層１２０には、インクチャンバー１２２、及びこのインクチャンバー１２２とインクフィードホール１１１とを連結するリストリクター１２４が形成される。ここで、前述したように、１次ＣＭＰ工程または１次及び２次ＣＭＰ工程を通じてチャンバー層１２０と犠牲層１２５とを所望の高さで均一に形成できるので、かかる犠牲層１２５の除去により、インクチャンバー１２２も所望の高さで均一に形成される。
【００４０】
上記、本発明における実施形態は、１次ＣＭＰでの研磨粒子の粒径が比較的大きく、２次ＣＭＰでの研磨粒子の粒径が比較的小さいことに特徴があるが、１次ＣＭＰでの研磨粒子の粒径が比較的小さく、２次ＣＭＰでの研磨粒子の粒径が比較的大きい場合には、２次ＣＭＰの際に発生する犠牲層上のスクラッチが残存してしまうため、望ましくはない。
【００４１】
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詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、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、これらについても、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】
【００４２】
本発明は、インクの微細な液滴を記録用紙上の所望の位置に吐出させて画像を印刷する熱駆動方式のインクジェットプリントヘッド関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】一般的な熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドを概略的に示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ´線の断面図である。
【図３Ａ】図１に示したインクジェットプリントヘッドの製造に使われる従来のＣＭＰ工程を示す図面である。
【図３Ｂ】図１に示したインクジェットプリントヘッドの製造に使われる従来のＣＭＰ工程を示す図面である。
【図３Ｃ】図１に示したインクジェットプリントヘッドの製造に使われる従来のＣＭＰ工程を示す図面である。
【図３Ｄ】図１に示したインクジェットプリントヘッドの製造に使われる従来のＣＭＰ工程を示す図面である。
【図３Ｅ】図１に示したインクジェットプリントヘッドの製造に使われる従来のＣＭＰ工程を示す図面である。
【図４】従来のＣＭＰ工程を利用して製造されたインクジェットプリントヘッドの断面を撮った電子顕微鏡写真である。
【図５】本発明の実施形態による熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造工程を示す図面である。
【図６】本発明の実施形態による熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造工程を示す図面である。
【図７】本発明の実施形態による熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造工程を示す図面である。
【図８】本発明の実施形態による熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造工程を示す図面である。
【図９】本発明の実施形態による熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造工程を示す図面である。
【図１０】本発明の実施形態による熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドの製造工程を示す図面である。
【図１１Ａ】本発明の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造において、ＣＭＰ工程を具体的に示す図面である。
【図１１Ｂ】本発明の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造において、ＣＭＰ工程を具体的に示す図面である。
【図１１Ｃ】本発明の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造において、ＣＭＰ工程を具体的に示す図面である。
【図１１Ｄ】本発明の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造において、ＣＭＰ工程を具体的に示す図面である。
【図１１Ｅ】本発明の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造において、ＣＭＰ工程を具体的に示す図面である。
【図１１Ｆ】本発明の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造において、ＣＭＰ工程を具体的に示す図面である。
【図１１Ｇ】本発明の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造において、ＣＭＰ工程を具体的に示す図面である。
【図１１Ｈ】本発明の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造において、ＣＭＰ工程を具体的に示す図面である。
【図１２Ａ】本発明の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造において、ＣＭＰ工程を行う装置を示す平面図である。
【図１２Ｂ】本発明の実施形態によるインクジェットプリントヘッドの製造において、ＣＭＰ工程を行う装置を示す側面図である。
【図１３】本発明の実施形態による方法を利用して製造されたインクジェットプリントヘッドの断面を撮った電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００４４】
１１０    基板
１１１    インクフィードホール
１１２    絶縁層
１１３    トレンチ
１１４    ヒータ
１１６    電極
１１８    保護層
１１９    キャビテーション防止層
１２０    チャンバー層
１２２    インクチャンバー
１２４    リストリクター
１２５    犠牲層
１３０    ノズル層
１３２    ノズル
１５０    研磨器
１５１    研磨パッド
１５２    プラテン
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１１Ｇ】
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【図１１Ｈ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図４】
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【図１３】
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