(57)【要約】【課題】インク供給口の貫通によってダメージを受ける可能性を低減したインク吐出ヘッドの製造方法及びインク吐出ヘッドを提供すること。【解決手段】板状の基板１１と、基板１１の一方の面に形成された絶縁膜１２ａと、絶縁膜１２ａに形成されたヒーター１３とが準備される。そして、基板１１の一方の面の一部であって、ヒーター１３から離間した第１領域に形成された絶縁膜１２ａが、基板の厚み方向に除去される。そして、耐インク性及び耐異方性エッチング性を有する第１保護膜１４及び第２保護膜１５が、基板１１の一方の面に形成される。【選択図】図３
2012192639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の基板と、前記基板の一方の面に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成されたインクを吐出するためのエネルギーをインクに与えるエネルギー発生素子とを準備する準備工程と、
前記一方の面の一部であって、前記エネルギー発生素子から離間した第１領域に形成された前記絶縁膜を、前記基板の厚み方向に除去する絶縁膜除去工程と、
少なくとも前記エネルギー発生素子及び前記第１領域を覆うように、耐インク性及び耐異方性エッチング性を有する保護膜を、前記一方の面に形成する保護膜形成工程と、
前記基板の他方の面の一部であって前記第１領域に対向する第２領域から、前記基板がエッチングされるように、前記他方の面にエッチングマスクを形成するマスク形成工程と、
異方性エッチングによって前記基板の一部を除去することで、前記第２領域から前記第１領域へ向けてインク供給口を形成するインク供給口形成工程と、
前記第１領域に形成された前記保護膜を除去する保護膜除去工程と、
前記エネルギー発生素子及び前記第１領域を少なくとも含むインク流路パターンを、前記一方の面に形成する流路パターン形成工程と、
を備えることを特徴とするインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記保護膜形成工程は、テトラエトキシシランから構成される第１保護膜をプラズマＣＶＤによって形成する第１保護膜形成工程を有する、
請求項１に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記保護膜形成工程は、前記第１保護膜の上に、窒化シリコンによって構成される第２保護膜を形成する第２保護膜形成工程をさらに有する、
請求項２に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記流路パターン形成工程は、
インク流路に対応し、前記エネルギー発生素子及び前記第１領域を少なくとも含む位置に、ポジレジストを形成するレジスト形成工程と、
前記ポジレジストを溶解不能な第１溶媒に対して溶解可能な樹脂を用いて、前記ポジレジストを覆うように、吐出孔を有するノズル層及び流路壁を形成するインク室形成工程と、
前記ポジレジストを溶解可能、且つ、前記樹脂を溶解不能な第２溶媒を用いて、前記ポジレジストを除去するレジスト除去工程と、
を有する請求項１〜３の何れか１項に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記流路パターン形成工程は、
少なくとも前記エネルギー発生素子及び前記第１領域を含むように流路壁を形成する流路壁形成工程と、
前記流路壁を構成する材質を溶解不能な第２溶媒に対して溶解可能な埋め込み材料を用いて、前記流路壁により形成された空間に、犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
前記犠牲層の表面を平坦化する平坦化工程と、
前記平坦化工程の後に、前記犠牲層の上に吐出孔を有するノズル層を形成するノズル層形成工程と、
前記第２溶媒を用いて前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、
を有する請求項１〜３の何れか１項に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記絶縁膜除去工程の後に、前記保護膜形成工程が実行され、
前記保護膜形成工程の後に、前記流路パターン形成工程が実行され、
前記流路パターン形成工程の後に、前記マスク形成工程が実行され、
前記マスク形成工程の後に、前記インク供給口形成工程が実行され、
前記インク供給口形成工程の後に、前記保護膜除去工程が実行される、
請求項４又は５に記載のインク吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記流路パターン形成工程に含まれる工程のうち、前記ポジレジスト除去工程又は前記犠牲層除去工程は、前記保護膜除去工程の後に実行される、
請求項６に記載のインク吐出ヘッドの製造方法
【請求項８】
板状の基板と、
前記基板の一方の面に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成され、インクを吐出するためのエネルギーをインクに与えるエネルギー発生素子と、
少なくとも前記エネルギー発生素子を覆うように形成され、耐インク性及び耐異方性エッチング性を有する保護膜と、
前記一方の面に形成され、少なくとも前記エネルギー発生素子を含むインク流路パターンとを備え、
前記基板は、前記基板の他方の面から前記一方の面へと貫通するインク供給口を有し、
前記絶縁膜は、前記インク供給口に対応する位置において削除されている、
ことを特徴とするインク吐出ヘッド。
【請求項９】
前記保護膜は、テトラエトキシシランで構成される第１保護膜を有する、
請求項８に記載のインク吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記保護膜は、前記第１保護膜の上に、窒化シリコンによって構成される第２保護膜をさらに有する、
請求項９に記載のインク吐出ヘッド。
【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ター等に用いられるインク吐出ヘッドを製造する方法及びインク吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンター等に用いられる熱源駆動方式のインク吐出ヘッドは、熱源を用いてインクに気泡を発生させ、その気泡の膨張力によりインク液滴を吐出させるものである。このような熱源駆動方式のインク吐出ヘッドの製造方法の一例が、特許文献１に示されている。以下に図８を用いて、従来のインク吐出ヘッドであるインク吐出ヘッド５００の製造方法を説明する。
【０００３】
まず、シリコン製の基板５１の両面に、エッチングストップ層として機能する酸化シリコン又は窒化シリコン膜による絶縁膜５２ａ，５２ｂが形成される。そして、基板５１の上面に形成された絶縁膜５２ａの上に、ヒーター５３が設けられる。（図８（Ａ））。次に、下側に形成された絶縁膜５２ｂの一部が、四フッ化メタン（ＣＦ４）ガスを用いたドライエッチングによって除去される（図８（Ｂ））。次に、基板５１がアルカリ溶液などのシリコン異方性エッチング液に浸漬されることで、インク供給口Ｆが形成される（図８（Ｃ））。そして、溶解可能な犠牲層５４が、スピンコート、ロールコートなどによって、絶縁膜５２ａ上に形成される（図８（Ｄ））。この犠牲層５４は、インク室ＣＨとなる空間を確保するためのものであるため、ヒーター５３及びインク供給口Ｆを含むように形成される。そして、光硬化性や熱硬化性を有する樹脂を用いて、インク室壁部５５が形成される（図８（Ｅ））。インク室壁部５５が硬化された後、基板５１の下面よりＣＦ４などでドライエッチングすることで、インク供給口Ｆ上の絶縁膜５２ａが除去され、インク供給口Ｆが貫通する（図８（Ｆ））。最後に、吐出孔Ｅがインク室壁部５５の上面（ノズル層）に形成された上で、犠牲層５４が溶解除去される（図８（Ｇ））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３４３８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、ヒーターの下に形成される絶縁膜は、ヒーターからの発熱を蓄える蓄熱部としての機能も有する。そのため、絶縁膜の熱容量は、大きいほうが望ましい。また、前記した特許文献１のように、絶縁膜がエッチングストップ層として機能する場合、エッチング液の種類によっては、基板よりエッチング速度は遅いものの、絶縁膜もまたエッチングされる。これらの理由から、絶縁膜は比較的厚く形成される場合が多い。一例として、厚みが６００μｍ程度のシリコン基板の場合、絶縁膜の厚みは１〜１０μｍ程度に設定される。
【０００６】
しかし、絶縁膜が厚い場合、ドライエッチングによってインク供給口Ｆ上の絶縁膜が除去される際に、問題を生じる可能性がある。具体的には、ドライエッチングによって絶縁膜を貫通するために、時間がかかる。また、絶縁膜が長時間ドライエッチされることにより、絶縁膜には長時間負荷がかかる。その結果、基板上の構造（ヒーターなど）の損傷、応力集中によって絶縁膜にクラックが生じるといった、インク吐出ヘッドがダメージを受ける可能性が増大する。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決し、インク供給口の貫通によってダメージを受ける可能性を低減したインク吐出ヘッドの製造方法及びインク吐出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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の一側面は、板状の基板と、前記基板の一方の面に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成されたインクを吐出するためのエネルギーをインクに与えるエネルギー発生素子とを準備する準備工程と、前記一方の面の一部であって、前記エネルギー発生素子から離間した第１領域に形成された前記絶縁膜を、前記基板の厚み方向に除去する絶縁膜除去工程と、少なくとも前記エネルギー発生素子及び前記第１領域を覆うように、耐インク性及び耐異方性エッチング性を有する保護膜を、前記一方の面に形成する保護膜形成工程と、前記基板の他方の面の一部であって前記第１領域に対向する第２領域から、前記基板がエッチングされるように、前記他方の面にエッチングマスクを形成するマスク形成工程と、異方性エッチングによって前記基板の一部を除去することで、前記第２領域から前記第１領域へ向けてインク供給口を形成するインク供給口形成工程と、前記第１領域に形成された前記保護膜を除去する保護膜除去工程と、前記エネルギー発生素子及び前記第１領域を少なくとも含むインク流路パターンを、前記一方の面に形成する流路パターン形成工程と、を備えることを特徴とするインク吐出ヘッドの製造方法である。
【０００９】
これによれば、第１領域に形成された絶縁膜が、基板の厚み方向に除去される。そして、その第１領域には、耐異方性エッチング性を有する保護膜が形成される。この保護膜は、基板のエッチングの際に、エッチングストップ層として機能する。また、保護膜は、ヒーター上に形成されるものであり、蓄熱部としての機能は不要であるため、絶縁膜に対して薄く形成することが可能となる。従って、インク供給口の貫通、即ち保護膜の除去を行う際に、貫通時間を短縮することが可能になる。その結果、インク供給口の貫通によって、インク吐出ヘッドがダメージを受ける可能性が低減される。
【００１０】
さらに前記保護膜形成工程は、テトラエトキシシランから構成される第１保護膜をプラズマＣＶＤによって形成する第１保護膜形成工程を有してもよい。
【００１１】
これによれば、テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４：ＴＥＯＳ)から構成される第１保護膜（Ｐ−ＴＥＯＳ膜）が形成される。Ｐ＝ＴＥＯＳ膜は耐異方性エッチング性を有するため、シリコン製の基板がエッチングされる際に、エッチングストップ層として機能する。また、Ｐ−ＴＥＯＳ膜は、ステップカバレッジが良い。従って、絶縁膜の除去やヒーターによって生じる段差に対しても、薄く一様な保護膜を得ることが可能となる。
【００１２】
さらに、前記保護膜形成工程は、前記第１保護膜の上に、窒化シリコンによって構成される第２保護膜を形成する第２保護膜形成工程をさらに有してもよい。
【００１３】
これによれば、第１保護膜上に、窒化シリコンによって構成される第２保護膜が形成される。窒化シリコンは、耐異方性エッチング性及び高い耐久性を示すが、単体では応力に弱い。そこで、Ｐ−ＴＥＯＳ膜である第１保護膜上に、窒化シリコンで構成される第２保護膜が形成されることで、応力に強く、且つ、異方性エッチング性及び高い耐久性を示す保護膜を得ることが可能になる。また、窒化シリコンは耐アルカリ性もあるため、アルカリ性のインクに対しても高い耐久性を誇る保護膜が得られる。
【００１４】
さらに、前記流路パターン形成工程は、インク流路に対応し、前記エネルギー発生素子及び前記第１領域を少なくとも含む位置に、ポジレジストを形成するレジスト形成工程と、前記ポジレジストを溶解不能な第１溶媒に対して溶解可能な樹脂を用いて、前記ポジレジストを覆うように、吐出孔を有するノズル層及び流路壁を形成するインク室形成工程と、前記ポジレジストを溶解可能且つ、前記樹脂を溶解不能な第２溶媒を用いて、前記ポジレジストを除去するレジスト除去工程と、を有してもよい。
【００１５】
これによれば、ポジレジストを覆うように流路壁及びノズル層が形成される。その後で、ポジレジストが除去される。従って、流路壁及びノズル層を同一工程で製造することが可能となり、工程の短縮に繋がる。
【００１６】
さらに、前記流路パターン形成工程は、少なくとも前記エネルギー発生素子及び前記第１領域を含むように流路壁を形成する流路壁形成工程と、前記流路壁を構成する材質を溶解不能な第２溶媒に対して溶解可能な埋め込み材料を用いて、前記流路壁により形成された空間に、犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、前記犠牲層の表面を平坦化する平坦化工程と、前記平坦化工程の後に、前記犠牲層の上に吐出孔を有するノズル層を形成するノズル層形成工程と、前記第２溶媒を用いて前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、を有してもよい。
【００１７】
これによれば、流路壁により形成された空間に犠牲層が形成される。そして、犠牲層の表面が平坦化された後で、ノズル層が形成される。そのため、犠牲層の表面を平坦化する際にノズル層の高さを調整することが可能となる。また、形成されるノズル層を平坦に保つことが可能になる。従って、インク室の体積を精度よく決定することが可能になる。
【００１８】
さらに、前記絶縁膜除去工程の後に、前記保護膜形成工程が実行され、前記保護膜形成工程の後に、前記流路パターン形成工程が実行され、前記流路パターン形成工程の後に、前記マスク形成工程が実行され、前記マスク形成工程の後に、前記インク供給口形成工程が実行され、前記インク供給口形成工程の後に、前記保護膜除去工程が実行されてもよい。
【００１９】
これによれば、インク供給口上に存在する保護膜の除去が、インク室の形成後に行われる。換言すれば、インク供給口上に存在する保護膜は、上にインク室が形成された状態で除去される。例えばドライエッチングなどによって保護膜が除去される場合、保護膜には負荷がかかる。この負荷によって、例えば、保護膜に応力が集中し、クラックが生じる可能性がある。しかし、保護膜上にインク室が載っていれば、保護膜を上から押さえつけることによって、クラックの発生などを防止することが可能になる。
【００２０】
また前記流路パターン形成工程に含まれる工程のうち、前記ポジレジスト除去工程又は前記犠牲層除去工程は、前記保護膜除去工程の後に実行されてもよい。
【００２１】
これによれば、インク供給口上に存在する保護膜の除去が、その上に存在するポジレジスト又は犠牲層が除去される前に行われる。ポジレジスト又は犠牲層は、インク供給口の開口する位置である第１領域を含むように形成されている。そのため、インク供給口の開口位置にポジレジスト又は犠牲層が載っているので、保護膜を直接上から押さえつけることによって、クラックの発生などをより防止することが可能になる。
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明の他の側面は、板状の基板と、前記基板の一方の面に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成され、インクを吐出するためのエネルギーをインクに与えるエネルギー発生素子と、少なくとも前記エネルギー発生素子を覆うように形成され、耐インク性及び耐異方性エッチング性を有する保護膜と、前記一方の面に形成され、少なくとも前記エネルギー発生素子を含むインク流路パターンとを備え、前記基板は、前記基板の他方の面から前記一方の面へと貫通するインク供給口を有し、前記絶縁膜は、前記インク供給口に対応する位置において削除されている、ことを特徴とするインク吐出ヘッドである。
【００２３】
これによれば、インク供給口に対応する位置における絶縁膜が、除去されている。従って、前記したように、絶縁膜上に設けられたヒーターなどは、その形成過程において損傷を受ける可能性が低減されている。従って、ダメージを受けた可能性が低減された、信頼性の高いインク吐出ヘッドを得ることが可能になる。
【００２４】
さらに、前記保護膜は、テトラエトキシシランで構成される第１保護膜を有してもよい。
【００２５】
これによれば、第１保護膜がテトラエトキシシラン（Ｐ−ＴＥＯＳ膜）で構成される。Ｐ−ＴＥＯＳ膜はステップカバレッジが良いので、ヒーターや除去された絶縁膜などの段差部分でも薄く一様な保護膜を有するインク吐出ヘッドを得ることが可能になる。
【００２６】
さらに、前記保護膜は、前記第１保護膜の上に、窒化シリコンによって構成される第２保護膜をさらに有してもよい。
【００２７】
これによれば、第２保護膜が窒化シリコンで構成される。テトラエトキシシランで構成される第１保護膜上に、窒化シリコンで構成される第２保護膜が形成されることで、応力に強く、且つ、高い耐久性を示す保護膜を有するインク吐出ヘッドを得ることが可能になる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、インク供給口の貫通によってダメージを受ける可能性を低減したインク吐出ヘッドの製造方法及びインク吐出ヘッドが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態に係る、インク吐出ヘッド１００を示す斜視図。
【図２】第１実施形態に係る、インク吐出ヘッド１００を示す断面図。
【図３】第１実施形態に係る、インク吐出ヘッド１００の製造方法の説明図。
【図４】第１実施形態に係る、インク吐出ヘッド１００の製造方法の説明図（図３の続き）。
【図５】第２実施形態に係る、インク吐出ヘッド２００を示す断面図。
【図６】第２実施形態に係る、インク吐出ヘッド２００の製造方法の説明図。
【図７】第２実施形態に係る、インク吐出ヘッド２００の製造方法の説明図（図６の続き）。
【図８】従来例に係る、インク吐出ヘッド５００の製造方法の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照しつつ、本発明に係る第１実施形態を示す。まず、図１及び図２を用いて、インク吐出ヘッド１００の構成について説明する。
［インク吐出ヘッド１００の構成］
図１に示されるように、インク吐出ヘッド１００は、一方向に整列した複数の吐出孔Ａを有する。この吐出孔Ａのそれぞれは、個別に設けられたインク室ＣＨ（図２参照）にそれぞれ連通する。インク室ＣＨ内には、インクを吐出するためのエネルギー発生素子として機能するヒーター１３（図２参照）が、それぞれ設けられる。インク吐出ヘッド１００の下面からインク室ＣＨへとつながるインク供給口Ｂによって、インク室ＣＨへとインクが供給される。インク室ＣＨに供給されたインクは、ヒーター１３の加熱によりその一部が気泡となる。この気泡によって押し出されたインク室ＣＨ内のインクは、吐出孔Ａから吐出する。
【００３１】
図２は、インク吐出ヘッド１００を、複数の吐出孔Ａの整列方向と直交する方向に切断した断面（即ち、図１のａ―ａ断面）の図である。インク吐出ヘッド１００の層構造は、基板１１と、絶縁膜１２ａ，１２ｂと、第１保護膜１４と、第２保護膜１５と、インク室壁部１７とから主に構成される。基板１１には、インク供給口Ｂが開口する。このインク供給口Ｂを通って、基板１１の下面から、インク室部１７で区画されるインク室ＣＨにインクが供給される。以下、各層構造について説明する。
【００３２】
基板１１の一方の面（例えば、上面）には、絶縁膜１２ａが形成される。絶縁膜１２ａ上には、ヒーター１３が形成される。基板１１の他方の面（例えば、下面）には、絶縁膜１２ｂが形成される。基板１１は、インク供給口Ｂの部分に開口を有する。絶縁膜１２ａは、ヒーター１３から離間し、インク供給口Ｂに対応する領域である第１領域おいて、その一部が削除されている。本実施形態では、絶縁膜１２ａは、ヒーター１３下の蓄熱部となる部分を除いて、基板１１の上面から削除されている。なお、基板１１の上面（一方の面）に形成されるという文言は、基板１１の上面に直接接触して形成されることは勿論、基板１１の上面側に何らかの構成を間に挟んで形成されることも含む意味である。勿論、下面（他方の面）に形成されるという文言も、同様に解釈されるべきである。
【００３３】
第１保護膜１４及び第２保護膜１５は、基板１１の上面全てを覆うように設けられる。第１保護膜１４は、基板１１、絶縁膜１２ａ及びヒーター１３の上に形成される。第２保護膜１５は、その第１保護膜１４の上に形成される。第１保護膜１４は、例えば、Ｐ-ＴＥＯＳ膜で構成される。第２保護膜１５は、例えば、窒化シリコンによって構成される。第１保護膜１４及び第２保護膜１５は、ヒーター１３の上に形成されるため、蓄熱部としての機能は必要ない。そのため、保護膜１５ａに比べて、十分薄く形成されても差し支えない。
【００３４】
インク流路パターンとしてのインク壁部１７は、基板１１の上面に形成される。インク室壁部１７は、基板１１から上方に立設される流路壁１７ｂと、その流路壁１７ｂの上端から横方向に延出するノズル層１７ａとで構成される。流路壁１７ｂは、ヒーター１３及びインク供給口Ｂを囲う。なお、流路壁１７ｂは、ヒーター１３及びインク供給口Ｂを全周に渡って囲う様態であっても、一部や一辺が開口した状態で囲う様態であっても、どちらでも差し支えない。ノズル層１７ａのヒーター１３に対向する位置には、吐出孔Ａが形成される。なお、ノズル層１７ａ及び流路壁１７ｂは、一体に構成される。
［インク吐出ヘッド１００の製造方法］
以下、図３及び図４を用いて、インク吐出ヘッド１００の製造工程を説明する。
【００３５】
先ず、図３（Ａ）に示されるように、絶縁膜１２ａ及び絶縁膜１２ｂを有するシリコン製の基板１１が準備される。絶縁膜１２ａ及び絶縁膜１２ｂは、例えば、酸化シリコンによって構成される。絶縁膜１２ａ及び絶縁膜１２ｂは、例えば、シリコン製の基板１１を熱酸化することで形成される。或いは、予め両面に酸化シリコン膜が設けられた既製品の基板が用いられても差し支えない。なお、基板１１の厚みは、例えば、６２５μｍ程度である。また、絶縁膜１２ａ及び絶縁膜１２ｂの厚みは、例えば、１〜５μｍ程度である。
【００３６】
次に、図３（Ｂ）に示されるように、絶縁膜１２ａの上に、ヒーター１３が形成される。ヒーター１３は、例えば、ＴａＮやＴａＡｌなどの抵抗発熱体を、２００〜１０００Å程度の厚みになるように、反応性スパッタリング法によってヒーター１３の形成位置に堆積することで形成される。
【００３７】
次に、図３（Ｃ）に示されるように、基板１１の一方の面の一部であって、ヒーター１３から離間した第１領域に形成された絶縁膜１２ａが、基板１１の厚み方向（図３における上下方向）に除去される。ここで、第１領域とは、少なくともヒーター１３から離間し、インク供給口Ｂの基板１１の上面側における開口位置を含む領域である。絶縁膜１２ａは、例えば、第１領域を除く絶縁膜１２ａの部分にフォトリソグラフィー法でマスクを形成し、絶縁膜１２ａの上からＣＦ４などによるドライエッチングやバッファードフッ酸などによりウェットエッチングを行うことで削除される。
【００３８】
次に、図３（Ｄ）に示されるように、耐インク性及び耐異方性エッチング性を有する保護膜が、基板１１の上面全てを覆うように形成される。本実施形態では、ヒーター１３、絶縁膜１２ａ及び基板１１を被覆するように、第１保護膜１４が形成される。そして、その第１保護膜１４上に、第２保護膜１５が積層される。第１保護膜１４は、例えば、プラズマを利用した化学気相成長（プラズマＣＶＤ）によって、Ｐ-ＴＥＯＳ膜を基板１１の上面に成膜することで得られる。第２保護膜１５は、例えば、プラズマＣＶＤやスパッタリング法によって、窒化シリコンを第１保護膜１４上に成膜することで得られる。なお、第１保護膜１４の厚みは、例えば、０．２μｍ程度である。また、第２保護膜１５の厚みは、例えば、０．４μｍ程度である。このように、第１保護膜１４と第２保護膜１５との厚さをあわせても、絶縁膜１２ａの厚さの１／２から１／１０程度にしかならない。
【００３９】
次に、図３（Ｅ）に示されるように、インク流路（図２におけるインク室ＣＨ）に対応し、ヒーター１３及び前記した第１領域を少なくとも含む位置に、ポジレジスト１６が形成される。ポジレジスト１６は、例えば、アルコール系やケトン系の有機溶剤や、弱アルカリ水溶液に可溶なレジストなどによって構成される。具体的には、例えば、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製のＡＺＰ４９０３や、東京応化工業（株）製のＰＭＥＲやＯＦＰＲ−８００などが、ポジレジスト１６として利用可能である。一例として、ＡＺ４９０３がスピンコートで第２保護膜１５上に塗布された後、１２０℃の雰囲気温度下で５分アニールされる。その後、良好なパターニング性を得るために、基板１１が水に２０分浸漬される。そして、基板１１が２０００ｍＪ／ｃｍ２の強度で露光された後に、弱アルカリ性の水溶液で現像されることで、ポジレジスト１６のパターンが形成される。なお、ポジレジスト１６の膜厚は、一例として２５μｍ程度である。
【００４０】
次に、図３（Ｆ）に示されるように、ポジレジスト１６を覆うように、ノズル層１７ａ及びインク流路壁１７ｂを有するインク室壁部１７が形成される。ここで、インク室壁部１７は、ポジレジスト１６を溶解不能な第一溶媒に対して、溶解可能な樹脂によって構成される。インク室壁部１７の構成材料としては、例えば、エポキシ、ポリイミド、ポリアミドなど樹脂が利用可能である。また、第一溶媒としては、例えば、キシレンやトルエンなどの炭化水素系溶剤が利用可能である。具体的には、インク室壁部１７の構成材料となる樹脂と、シランカップリング剤と、光重合開始剤とを混合したものを、炭化水素系溶剤に溶解した混合溶液を用いてインク室壁部１７が形成される。キシレンやトルエンは、ポジレジスト１６を溶解しないため好都合である。混合溶液の塗布後は、十分熱をかけて第２保護膜１５との密着性をよくするとともに、インク室壁部１７に残った溶媒を追い出す。ここで、溶媒をつかったコーティングの場合、塗布後にあまり温度を上げると、インク室壁部１７に残った溶媒がポジレジスト１６を溶かしてしまうこともあるので、この温度はあまりポジレジスト16にダメージを与えないように設定される。また、ノズル層１７ａの膜厚は、２０−５０μｍなどに調整される。このようにして形成したインク室壁部１７にフォトリソグラフィーを行うことで、吐出孔Ａが形成される。吐出孔Ａの現像の際には、キシレンやトルエンなど、ポジレジスト１６にダメージを与えないものが利用される。但し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート(ＰＧＭＥＡ）やアセトンを用いることで、吐出孔Ａ近辺にあるポジレジスト１６の一部まで除去されても差し支えない。
【００４１】
次に、図４（Ａ）に示されるように、基板１１の下面に、エッチングマスクが形成される。本実施形態では、エッチングマスクとして、絶縁膜１２ｂが利用される。即ち、前記第１領域に対向する第２領域から基板１１がエッチングされるように、第２領域の位置に開口が形成される。この開口は、例えば、絶縁膜１２ｂをＣＦ４などのガスを用いたドライエッチングや、フッ酸を用いたウェットエッチングで除去することによって形成される。
【００４２】
次に、図４（Ｂ）に示されるように、異方性エッチングによって、基板１１の一部が除去されることで、第２領域から第１領域へ向けて貫通するインク供給口Ｂが形成される。本実施形態では、異方性エッチングは、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液やテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液を用いたウェットエッチングである。基板１１の下面から上面に向かってエッチングが進むが、第１保護膜１４を構成するＰ−ＴＥＯＳ膜は、エッチャントであるアルカリ水溶液に対して不溶である。そのため、エッチングは、第１保護膜１４の下面で止まる。これにより、インク供給口Ｂが形成される。
【００４３】
次に、図４（Ｃ）に示されるように、第１領域に形成された第１保護膜１４及び第２保護膜１５が除去される。本実施形態では、インク供給口Ｂの上部に形成された第１保護膜１４及び第２保護膜１５が除去される。この除去は、例えば、基板１１の下面から、ＣＦ４を用いたドライエッチングによって行われる。また、第１保護膜１４及び第２保護膜１５は、絶縁膜１２ａ及び１２ｂと比較して薄い。従って、このドライエッチングにおいて、ＣＦ４に曝されるエッチング時間の短縮が可能となる。その結果、インク供給口の貫通によって、第１保護膜１４及び第２保護膜１５にクラックが生じたり、ヒーターが損傷したりといった可能性が低減される。また、ドライエッチングによるポジレジスト１６の損傷も抑えられるため、ポジレジスト１６が除去される際に、ポジレジスト１６の溶解性が良好に保たれる。その結果、インク室ＣＨ内の残渣が少なくなる。
【００４４】
最後に、図４（Ｄ）に示されるように、ポジレジスト１６が除去される。ポジレジスト１６の除去は、インク吐出ヘッド１００を、アセトンやＰＧＭＥＡなどの有機溶剤に浸すことで行われる。有機溶剤に溶解したポジレジスト１６が、吐出孔Ａ及びインク供給口Ｂから流出することで、ポジレジスト１６が除去される。以上説明した工程により、インク吐出ヘッド１００が得られる。
＜第２実施形態＞
図５を用いて、本発明の第２実施形態に係るインク吐出ヘッド２００の構成について説明する。なお、インク吐出ヘッド２００の概観は、図１に示されるインク吐出ヘッド１００と同じである。インク吐出ヘッド２００は、その断面構造と製造工程とにおいて、インク吐出ヘッド１００と相違する。
［インク吐出ヘッド２００の構成］
図５に示されるように、インク吐出ヘッド２００の層構造は、基板２１と、絶縁膜２２ａ，２２ｂと、第１保護膜２４と、第２保護膜２５と、インク流路壁２６と、ノズル層２８とから主に構成される。インク吐出ヘッド２００の断面構造は、インク流路壁２６とノズル層２８とが別体に構成される点において、図２に示されるインク吐出ヘッド１００の断面構造と相違する。即ち、本実施形態では、インク流路パターンは、インク流路壁２６と、ノズル層２８とから構成される。なお、それ以外の構成に関しては、インク吐出ヘッド２００とインク吐出ヘッド１００とは同様であるため、説明は省略される。
［インク吐出ヘッド２００の製造方法］
以下、図６及び図７を用いて、インク吐出ヘッド２００の製造工程を説明する。
【００４５】
図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示される工程は、前記した実施形態における、図３（Ａ）〜図３（Ｄ）に示される工程と同一である。そのため、詳細な説明は省略される。
【００４６】
次に、図６（Ｅ）に示されるように、基板２１上のヒーター２３と、少なくともヒーター２３から離間し、インク供給口Ｄの基板２１の上面側における開口位置を含む領域第１領域とを含むように、流路壁２６が、第２保護膜２５の上に形成される。本実施形態では、流路壁２６は、完全に硬化したエポキシ樹脂で形成される。なお、流路壁２６は、ヒーター２３及び第１領域を全周に渡って囲う様態であっても、一部や一辺が開口した状態で囲う様態であっても、どちらでも差し支えない。また、流路壁２６の膜厚は、例えば１０−３０μｍ程度になるように調整されてよい。
【００４７】
次に、図６（Ｆ）に示されるように、犠牲層２７が形成される。犠牲層２７は、流路壁２６の上面を覆う領域にも形成される。たとえば、犠牲層２７の形成は、流路壁２６によって形成された空間に、半硬化樹脂を注入し乾燥させることで行われる。本実施形態では、半硬化樹脂として、東レ(株)のポリイミド材、フォトニースが半硬化状態で使用される。フォトニースは、アルカリ溶液には可溶であるが、有機溶剤には不溶である。流路壁２６を構成するエポキシ樹脂は、熱や光によって、犠牲層２７が注入される前に、完全に硬化している。流路壁２６を構成するエポキシ樹脂は、非硬化時には有機溶剤に可溶であるが、硬化時には有機溶剤に不溶である。そのため、流路壁２６と犠牲層２７との間で、クロスミキシングは生じない。また、犠牲層２７として、ノボラック樹脂が利用されても良い。ノボラック樹脂としては、一例として、旭有機材工業（株）製のＥＰ４０８０Ｇ、ＥＰ４０５０GなどをＰＧＭＥＡなどの有機溶剤に溶解したものが利用可能である。ノボラック樹脂は、キシレンやトルエンなどには溶解性が極めて低いが、アルカリ水溶液やアセトンなどには溶解する。流路壁２６を構成するエポキシ樹脂は、完全に硬化しているため、有機溶剤対して不溶となっている。そのため、ノボラック樹脂が利用される場合でも、流路壁２６と犠牲層２７との間で、クロスミキシングは生じない。
【００４８】
次に、図７（Ａ）に示されるように、犠牲層２７の上面が平坦になるように、犠牲層２７が上面から削除される。ここで、犠牲層２７が流路壁２６の上に残っていると、隣接するインク室ＣＨの間が連通する可能性がある。そのため、犠牲層２７と流路壁２６とが同一平面上に位置するまで、換言すれば、流路壁２６の上面が露出するまで、犠牲層２７が平坦化されるのが望ましい。このとき、流路壁２６の上面も僅かながら削除されてよい。なお、犠牲層２７の平坦化は、例えば、研磨、研削、切削などの機械加工によって行われる。あるいは、機械加工による粗平坦化の後で、インク吐出ヘッド２００をアルカリ溶液に浸すことで、犠牲層２７を上面から溶解させるなどの微細平坦化が行われてもよい。
【００４９】
次に、図７（Ｂ）に示されるように、流路壁２６及び犠牲層２７を覆うように、ノズル層２８が形成される。ノズル層２８には、ヒーター２３に対向する位置に、インクを吐出するノズル孔Ｃが設けられる。ノズル層２８は、犠牲層２７を溶解しないように形成される。そのために、例えば、犠牲層２７の樹脂を溶解しないような溶媒を使ってのスピンコートやスプレーコートなどが行われる。ノズル層２８の形成には、例えば、キシレンやトルエンなどの溶媒に溶解したエポキシ樹脂と、シランカップリング剤と、光重合開始剤とを混合したものなどが利用される。キシレンやトルエンは前述の半硬化ポリイミドやノボラック樹脂を溶解しないため、ノズル層２８を形成する樹脂の溶媒として好都合である。ノズル層２８を構成する樹脂の塗布後は、流路壁２６との密着性をよくするとともにノズル層２８に残った溶媒を追い出すために、ノズル層２８を構成する樹脂が加熱される。ここで、溶媒を使ったコーティングの場合、塗布後にあまり温度を上げると、ノズル層２８に残った溶媒が犠牲層２７を溶かす場合もある。そのため、この加熱温度は、犠牲層２７にダメージを与えないように設定される。また、ノズル層２８の膜厚は、２０−５０μｍなどに調整される。このようにして形成されたノズル層２８にフォトリソグラフィーを行い、吐出孔Ｃが形成される。吐出孔Ｃの現像の際にはキシレンやトルエンなど、犠牲層２７を溶解しない溶媒が利用される。但し、ＰＧＭＥＡやアセトンやアルカリ水溶液などを利用して、吐出孔Ｃ近辺にある犠牲層２７の一部まで除去してしまっても差し支えない。
【００５０】
図７（Ｃ）〜（Ｅ）に示される工程は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示される工程と同一である。そのため、詳細な説明は省略される。
【００５１】
最後に、図７（Ｆ）に示されるように、インク吐出ヘッド２００を第２溶媒に浸すことで、犠牲層２７が除去される。犠牲層２７が半硬化ポリイミドで構成される場合、第２溶媒として、ＴＭＡＨ２．３８％のアルカリ水溶液が利用される。犠牲層２７がノボラック樹脂で構成される場合、第２溶媒として、アセトンやＰＧＭＥＡなどの有機溶剤が利用される。以上のようにして、インク吐出ヘッド２００が形成される。
【００５２】
本発明は、今までに述べた実施形態に限定されることは無く、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形・変更が可能である。以下にその一例を述べる。
【００５３】
前記した実施形態では、ノズル層は、溶媒に溶解させた樹脂を塗布・乾燥させて形成された。しかし、フィルム状の光硬化性樹脂やノズル孔が形成されたフィルム状の樹脂を載置して、ノズル層が形成されても差し支えない。
【００５４】
前記した実施形態では、シリコン製の基板をウェットエッチングする際のエッチングマスクは、基板の下面に予め形成された絶縁膜をパターニングすることで得られた。しかし、これ以外の方法によって、エッチングマスクが得られてもよい。たとえば、最初に基板の上面にだけ絶縁膜が形成され、エッチングマスクを形成する工程で初めて、基板の下面に酸化シリコン膜によるマスクパターンが形成されてもよい。また、エッチングマスクは、耐アルカリ性を有する他の材料（例えば、窒化シリコンなど）によって構成されても差し支えない。
【００５５】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うインク吐出ヘッドの製造方法もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【符号の説明】
【００５６】
１００，２００，５００  インク吐出ヘッド
１１，２１，５１      基板
１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂ，５２ａ，５２ｂ  絶縁膜
１３，２３，５３      ヒーター
１４，２４  第１保護膜
１５，２５  第２保護膜
１６，５４  犠牲層
１７，５５  インク室壁部
１７ａ，２６  流路壁
１７ｂ，２８  ノズル層
２７  犠牲層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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