JP2001277517A - サーマルインクジェットプリントヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サーマルインクジェットプリントヘッドの耐
インク性を改良し、インクチャネル及びノズルのアスペ
クト比を改良する。 【解決手段】 上部基板と、加熱素子及びアドレス電極
アレイが上に形成された下部基板と、を備える。下部基
板の上には、加熱素子及びアドレス電極の末端部を露出
させるようにパターニングされた絶縁層が付着される。
上部基板及び下部基板は互いに接合されて、上部基板、
下部基板上の絶縁層、及び下部基板中の加熱素子で画定
された液滴放出ノズルを形成する。上部基板及び絶縁層
のうちの少なくとも１つは、モノマー繰り返し単位にグ
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
樹脂を架橋して形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はサーマルインクジェ
ット印刷プロセスに有用なプリントヘッドに関する。更
に詳細には、本発明は、改良された耐インク性や、アス
ペクト比が改良されたチャネル及びノズル外様などの利
点を有するサーマルインクジェットプリントヘッドに関
する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】サイド
シュータ（sideshooter）型プリントヘッド素子の製造
において、流路は、ホトパターニング可能なポリイミド
のネガティブホトレジストによって画定されることが多
い。ポリイミドは熱安定性の構造を提供すると共に、優
れた接着性を有する。しかしながら、アルカリ水系媒体
中における頻繁な加水分解不安定性や、イミド化プロセ
スによって起こる最終硬化の間の特徴として観察される
高い収縮性（ときには約４０パーセントに至る）のため
に、ポリイミドは理想的ではない。従って、サイドシュ
ータインクジェットプリントヘッドのために、化学安定
性、加水分解安定性、及び耐溶剤性のネガティブレジス
トが必要である。サイドシュータインクジェットプリン
トヘッドが進化するにつれて、高アスペクト比でパター
ニング可能であり、収縮による解像度損失という欠点の
ないレジスト材料に対する必要性も発生した。

【０００３】既知の組成物及びプロセスは意図された目
的には適しているが、改良されたサイドシュータサーマ
ルインクジェットプリントヘッドが必要とされている。
更に、化学的に安定な材料を含むサイドシュータサーマ
ルインクジェットプリントヘッドが必要とされている。
更には、水系媒体、特にアルカリ水系媒体中で加水分解
に安定なサイドシュータサーマルインクジェットプリン
トヘッドが必要とされている。更に、硬化の際に低収縮
性を示すホトパターニング可能な材料から形成されたサ
イドシュータサーマルインクジェットプリントヘッドが
必要とされている。また、耐溶剤性のサイドシュータサ
ーマルインクジェットプリントヘッドも必要である。更
に、高アスペクト比でパターニング可能であり、収縮に
よる解像度損失の欠点のないサイドシュータサーマルイ
ンクジェットプリントヘッドが必要である。更には、露
光の後で溶剤現像が行われる際に低膨潤性を示すと共
に、インクジェットインクで一般に使用される溶剤及び
水系媒体へさらされたときにも低膨潤性を示すホトパタ
ーニング可能な材料から形成されたサイドシュータサー
マルインクジェットプリントヘッドが必要である。更
に、良好なリソグラフィ感度のホトパターニング可能な
材料から形成されたサイドシュータサーマルインクジェ
ットプリントヘッドが必要である。また、熱安定性材料
から形成されたサイドシュータサーマルインクジェット
プリントヘッドも必要とされている。更に、スピンキャ
スティング技法でプリントヘッド素子へ被着されて硬化
されたときに、エッジビーズの減少を示すと共に、明白
なリップ（縁）及びディップ（窪み）を全く示さないホ
トパターニング可能なポリマーから形成されたサイドシ
ュータサーマルインクジェットプリントヘッドが必要と
されている。更には、マスクのバイアス化を必要とせず
に露光できるホトパターニング可能なポリマーから形成
されたサイドシュータサーマルインクジェットプリント
ヘッドが必要とされている。更に、１インチ当り１２０
０ドット又はそれ以上の密度を含む高ノズル密度を可能
にするサイドシュータ構成のサーマルインクジェットプ
リントヘッドが必要とされている。また、きれいで鋭い
直角エッジのパターニング特徴を示すホトパターニング
可能なポリマーから形成されたサイドシュータサーマル
インクジェットプリントヘッドも必要である。更に、パ
ターニング後の研磨の必要性を少なくするか、あるいは
全くなくすことができるホトパターニング可能な材料か
ら形成されたサイドシュータサーマルインクジェットプ
リントヘッドが必要である。更には、ホトパターニング
可能な材料が露光されるマスクが、ウェハを横切る均一
な膜厚及び外様を保持しながら再生されることができ
る、ホトパターニング可能な材料から形成されたサイド
シュータサーマルインクジェットプリントヘッドが必要
である。更には、広範な液滴体積を可能にするホトパタ
ーニング可能な材料から形成されたサイドシュータサー
マルインクジェットプリントヘッドが必要である。ま
た、きれいに画定された異なる寸法の種々のノズルを可
能にすると共に、同一のプリントヘッドで異なる液滴体
積を生成するホトパターニング可能な材料から形成され
たサイドシュータサーマルインクジェットプリントヘッ
ドも必要とされている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ｉ）上部基
板と、（ii）一方の表面上に加熱素子及びアドレス電極
のアレイが形成された下部基板と、を備えたサーマルイ
ンクジェットプリントヘッドに関する。前記下部基板
は、その表面上並びに加熱素子及びアドレス電極上に付
着され、貫通する凹部を形成して加熱素子及びアドレス
電極の末端部を露出させるようにパターニングされた絶
縁層を有する。前記上部及び下部基板は互いに接合され
て、上部基板、下部基板上の絶縁層、及び下部基板中の
加熱素子で画定された液滴放出ノズルを有するサーマル
インクジェットプリントヘッドを形成する。前記上部基
板及び前記絶縁層のうちの少なくとも１つは、そのモノ
マー繰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である前駆体ポリマーを架橋さ
せることによって形成された架橋ポリマーを含む。本発
明のもう１つの実施例は、（ａ）一方の表面上に加熱素
子と末端部を有するアドレス電極とのアレイが形成され
た下部基板を提供し、（ｂ）加熱素子及びアドレス電極
を上に有する下部基板の表面上へ、モノマー繰返し単位
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
ック樹脂である前駆体ポリマーを含む層を付着させ、
（ｃ）露光領域の前駆体ポリマーが架橋ポリマーにな
り、未露光領域の前駆体ポリマーは架橋されないよう
に、前記層を像様パターンで光活性化放射へ露光し、前
記未露光領域は加熱素子及びアドレス電極末端部を上に
有する下部基板領域に対応し、（ｄ）未露光領域から前
駆体ポリマーを除去し、これにより層に凹部を形成し、
該凹部は加熱素子及びアドレス電極末端部を露出させ、
（ｅ）上部基板を提供し、（ｆ）上部基板を下部基板へ
接合し、上部基板と、下部基板上の架橋ポリマーと、下
部基板中の加熱素子と、によって確定された液滴放出ノ
ズルを有するサーマルインクジェットプリントヘッドを
形成することを含む、サーマルインクジェットプリント
ヘッドを形成するためのプロセスに関する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明のサーマルインクジェット
プリントヘッドはどの適切な構成を有することもでき
る。適切な構成の一例は図１に概略的に示される。図１
において、本発明に従うインクジェットプリントヘッド
１０の略等角図は、ヒートシンク２６上に取り付けら
れ、プリントヘッドの前面２９とその中の液滴放出ノズ
ルアレイ２７が見える方向で示される。また、図２、１
つのインクチャネル２０を通る線２−２による図１の断
面図を参照すると、シリコンなどの材料のヒータプレー
ト２８は、加熱素子３４と、破線で表される駆動回路３
２と、加熱素子及び駆動回路を相互接続し、ワイヤボン
ド２５によってプリント回路ボード３０へ接続されたコ
ンタクト３１を有するリード線３３と、を有する。回路
ボードは、電流パルスを加熱素子へ選択的に印加してノ
ズルからインク滴を放出するために、プリンタのコント
ローラ又はマイクロプロセッサ（いずれも図示せず）へ
接続される。１つの適切な駆動回路は、米国特許第４，
９４７，１９２号に記載される。一般的に、加熱素子、
駆動回路及びリード線が形成されるべきヒータプレート
表面には下塗り層１４が形成され、その後、加熱素子及
びコンタクトを露出させるようにパターニングされたパ
ッシベーション層１６が形成される。

【０００６】本発明に従う感光性高分子材料はホトポリ
マー層２４を形成するためにヒータウェハ上へ付着さ
れ、ノズルとして機能する開放端部２７と閉鎖端部２１
を有するインクチャネル２０を作成すると共に、電気リ
ード線のコンタクト３１を露出させるために、ホトリソ
グラフィ法でパターニングされる。ガラス、石英、シリ
コン、種々の高分子材料、又はセラミック材料などの材
料のカバープレート２２はそれを貫通するアパーチャ２
３を有し、パターニングされたホトポリマー層２４の表
面へ適切な接着剤（図示せず）で接合される。カバープ
レートアパーチャ２３は、チャネルの閉鎖端部の部分２
１を露出させ、チャネルの閉鎖端部の部分２１と結合さ
れる際にプリントヘッドに適切なインク供給リザーバを
提供するのに適当な大きさを有する。リザーバからチャ
ネル２０へのインク流路は、矢印１９で示される。任意
のノズルプレート１２は破線で示され、その中のノズル
１３がホトポリマー層２４のチャネル２０の開放端部２
７と位置合わせされて、プリントヘッド前面２９へ接着
される。

【０００７】米国再発行特許第３２，５７２号、米国特
許第４，７７４，５３０号及び同第４，９４７，１９２
号に開示されるように、本発明のヒータプレートはシリ
コンウェハ（図示せず）上にバッチ製造された後、１つ
のプリントヘッド１０として個々のヒータプレート２８
へ分離されることができる。これらの特許に開示される
ように、加熱素子３４、駆動回路３２及び電気リード線
３３の複数のセットは、典型的な厚さが約１乃至約５ミ
クロン（厚さはこの範囲外でもよい）の二酸化ケイ素等
の下塗り層１４で初めに任意に被覆された（１００）シ
リコンウェハの研磨表面にパターニングされる。加熱素
子はホウ化ジルコニウムなどのよく知られた任意の抵抗
性材料から成ることができるが、好ましくは、例えば米
国特許第４，９４７，１９３号に開示されるように、例
えば化学蒸着法（ＣＶＤ）によって付着されたドープ化
多結晶シリコンであり、駆動回路と同時に一体的に製造
される。その後、もし所望されるなら、ウェハはクリー
ニングされ、再酸化されて、駆動回路を含むウェハ上に
二酸化ケイ素層（図示せず）を形成することができる。
次に、所望されるなら、リンドープ化ガラス層又はホウ
素及びリンドープ化ガラス層（図示せず）は熱成長二酸
化ケイ素層上に付着され、高温でリフローされて、表面
を平坦化できる。本発明に従うホトパターニング可能な
ポリマーは、加熱素子及び駆動回路との電気接続のため
の経路を形成するために被着及びパターニングされ、ア
ルミニウムのメタライゼーションは、電気リード線を形
成すると共にプリント回路ボードへのワイヤ接続のコン
タクトを提供するために被着される。プリント回路ボー
ドは、次にプリンタコントローラへ接続される。例え
ば、ポリイミド、例えば米国特許第５，９９４，４２５
号に開示されるようなポリアリーレンエーテル、ポリベ
ンズオキサゾ−ル、ビスベンゾシクロブテン（ＢＣ
Ｂ）、あるいはそのモノマー繰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などの
適切な電気絶縁性パッシベーション層１６は、典型的に
は約０．５乃至約２０ミクロンの厚さ（厚さはこの範囲
外でもよい）で電気リード線上へ付着され、加熱素子及
びコンタクトから除去される。

【０００８】次に、例えば、ポリイミド、例えば米国特
許第５，９９４，４２５号に開示されるようなポリアリ
ーレンエーテル、ポリベンズオキサゾール、ＢＣＢ、又
はそのモノマー繰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などの任意のピット
層３６は、図３に示され、米国特許第４，７７４，５３
０号に開示されるように、加熱素子にピット３８を提供
するために付着及びパターニングできる。図３は図２と
同様の断面図であるが、米国特許第４，７７４，５３０
号により教示されるピット層３６を有する。ピット層３
６は４００ｄｐｉより低い解像度を有するプリントヘッ
ドにとって有用に違いないが、所望されるなら、より高
い印刷解像度のプリントヘッドのためにも使用できる。
ピット層を除いて、プリントヘッド及び製造方法は図１
及び図２のプリントヘッドと同一である。任意のピット
層３６は、ホトポリマー層２４の付着より前に付着及び
パターニングされる。しかしながら、４００ドット／イ
ンチ（ｄｐｉ）以上で印刷するように離間されたノズル
を有する高解像度プリントヘッドでは、このサイズのノ
ズル及びチャネルからインク滴を放出するように発生さ
れた蒸気泡は空気を取り込みにくいので、加熱素子ピッ
トは不要であろう。

【０００９】ヒータウェハのトポグラフィが平坦でない
場合、ウェハは、米国特許第５，６６５，２４９号に開
示されるように、当該産業でよく知られた技法によって
研磨されることができる。次に、チャネル構造２４を提
供するためのホトパターニング可能なポリマー（そのモ
ノマー繰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）層が付着される。本発明に
従うホトパターニング可能なポリマー層は、付着後、チ
ャネルセットパターン及びコンタクトパターンを有する
マスクを用いて露光される。パターニングされたポリマ
ーチャネル構造層は、次に、現像及び硬化される。１つ
の実施例では、チャネル構造の厚さは典型的には少なく
とも約１ミクロン、好ましくは少なくとも約５ミクロ
ン、更に好ましくは少なくとも約１０ミクロンであり、
典型的には約４０ミクロン以下、好ましくは約３０ミク
ロン以下、更に好ましくは約２０ミクロン以下である
が、厚さはこれらの範囲外でもよい。所望されるなら、
より厚い層が被着及び硬化された後、上述のヒータウェ
ハ表面の研磨に使用されるのと同じ技法によって、所望
の厚さへ研磨されてもよい。パターニングされたホトポ
リマー層２４が硬化及び研磨された後、ウェハと同サイ
ズで複数のアパーチャ２３を中に有するカバープレート
２２は、ホトポリマー層２４へ接合される。カバープレ
ート２２はチャネル２０のふたとして役立ち、カバープ
レートを貫通する開口であるカバープレートアパーチャ
２３は、リザーバへのインク注入口として、またインク
リザーバの大部分として有用である。チャネル構造が間
に挿まれたシリコンウェハ及びウェハサイズのカバープ
レートは、ダイシング操作によって複数の個々のプリン
トヘッドへ分離できる。ダイシング操作はプリントヘッ
ドを分離するだけでなく、プリントヘッドの前面２９を
作成すると共に、チャネルの一端部を開放してノズル２
７を形成する。

【００１０】図４を参照すると、パターニング、硬化及
び研磨されたホトポリマーチャネル構造２４を上に有す
る単一のヒータプレート２８を含むヒータウェハ部分の
略等角図が示される。カパープレートは省略される。チ
ャネルの閉鎖端部及びカバープレートアパーチャはイン
クリザーバを画定する。

【００１１】図５は図２と同様の図であるが、カバープ
レートの代替実施例を示す。この実施例では、カバープ
レート２２´のためにシリコン基板が利用され、配向依
存エッチング（ＯＤＥ）により形成されたアパーチャ２
３´を有する。エッチングはチャネル構造２４に対して
接合されるべきシリコンカバープレート表面から行わ
れ、これにより、リザーバの異なる断面形状が提供され
る。

【００１２】図６を参照すると、チャネル構造２４のも
う１つの実施例が図４と同様の図で示される。この実施
例では、チャネル端部２１´は共通凹部４１へ接続され
てそこへ通じる。チャネル２０の壁４５は、カバープレ
ートアパーチャ２３、共通凹部４２、及びチャネル端部
２１´の端部の組み合わせによって形成されたリザーバ
中へ延出する。

【００１３】図１乃至図６のチャネルは均一の正方形又
は矩形断面のインク流動領域と共に示されているが、他
の実施例も可能である。例えば、チャネル２０の平行壁
はその間の距離を変えて、例えば、米国特許第５，１３
２，７０７号の図４Ａに示されるようにインクリザーバ
との界面からノズルへ向かって先細になり一様に狭くな
るインクチャネルを有するチャネルや、米国特許第５，
１３２，７０７号の図４Ｂに示されるようにチャネルが
インクリザーバとの界面で狭く、リザーバ及びノズル間
の中間距離付近で再補充を増すために拡大され、ノズル
で再度狭くなるように断面流動面積を変えるチャネルを
形成することができる。また、図７に示されるチャネル
は厚さ又は深さＤを有し、インクリザーバとの界面で第
１均一幅Ｗ１を有し、次にテーパ領域Ｔを有し、最後
は、ノズルに続く第２均一幅Ｗ２を有する狭いチャネル
になる。他の所望のサイドシュータチャネル又はノズル
構成も使用できる。

【００１４】更に、他の所望のサイドシュータプリント
ヘッド構成も使用できる。例えば、上部基板又はカバー
プレート３１は、所望されるなら、三角形、矩形、又は
正方形などの所望の形状のチャネルが中にエッチングさ
れてもよい。この場合、例えば米国特許第４，７７４，
５３０号、同第６，０２０，１１９号、及び同第４，８
２９，３２４号に開示されるように、上部基板又はカバ
ープレートは次に、上部基板又はカバープレート３１中
のチャネルが層１８に画定されたチャネルと位置合わせ
されてインクチャネル又はノズルを形成するように、抵
抗ヒータ素子と層１８に画定されたチャネルとを有する
下部基板又はヒータプレートと位置合わせしてかみ合わ
される。

【００１５】１つの実施例では、、ホスホシリケートガ
ラス層を有するヒータウェハは、まず任意に、約３００
０乃至約５０００回転／分で約１０秒間、Ｚ６０４０接
着促進剤溶液（メタノール約９５部及び水約５部の中に
約０．５乃至約５重量パーセント、ｐＨは約３．５乃至
約５．５、ダウコーニングから得られる）を用いてスピ
ンコーティングされ、約１００乃至約１１０℃で約２乃
至約１０分間乾燥される。次にウェハが約２５℃で約５
分間冷却された後、１０００乃至３０００回転／分で３
０乃至６０秒間、エポキシポリマーを含むホトレジスト
をウェハへスピンコーティングする。ホトレジスト溶液
は、約６３重量部の次式のエポキシポリマー（式中、ｎ
の平均値は３である）を、約１３又は１４重量部のヘキ
サフルオロアンチモン酸トリフェニルスルホニウム溶液
（炭酸プロピレン中５０重量パーセントの混合ヘキサフ
ルオロアンチモン酸トリアリールスルホニウムの溶液で
ＣＹＲＡＣＵＲＥ（登録商標）ＵＶＩ−６９７６として
市販される（ユニオンカーバイドから得られる））を含
む約２０重量部のγ−ブチロラクトンへ添加することに
よって製造される。

【００１６】

【化４】

【００１７】膜は、７０℃で１５乃至２５分間、オーブ
ン中で加熱（ソフトべーク）される。２５℃へ５分以上
冷却された後、膜はマスクで被覆され、３６５ナノメー
トルで測定したときに約２５乃至約５００ミリジュール
／ｃｍ²に達する超高圧水銀球のフルアークへ露光され
る。露光されたウェハは次に、約１０乃至約２０分間の
後露光ベ−クのために約７０乃至約９５℃で加熱された
後、２５℃へ５分以上冷却される。膜はγ−ブチロラク
トンで現像され、イソプロパノールで洗浄された後、約
７０℃で約２分間乾燥される。このプロセスは、膜厚及
びホトレジストの分子量次第で、手順は特定の条件から
外れてもよいという指針であるように意図される。

【００１８】図１乃至図７に示されるプリントヘッド
は、本発明の特定の実施例を構成する。プリントヘッド
表面のノズルで終了するインク運搬チャネルを備えた他
の適切なサイドシュータ型プリントヘッド構成も、ここ
に開示される材料と共に使用されて、本発明のプリント
ヘッドを形成することができる。本発明のプリントヘッ
ドは、「ルーフシュータ」構成とは対照的な「サイドシ
ュータ」構成である。ルーフシュータ構成のプリントヘ
ッドは、例えば、米国特許第５，８５９，６５５号及び
同第５，９０７，３３３号に示される。典型的なルーフ
シュータ型サーマルインクジェットプリントヘッドで
は、ヒータプレートはヒートシンキング基板上に取りつ
けられる。シリコンヒータプレートは、それを貫通して
エッチングされたリザーバ又は供給スロットを有するこ
とができる。加熱素子アレイはリザーバの開放底部付近
のヒータプレート表面にパターニングされる。不動態化
アドレス電極及び共通帰線を介して、加熱素子は選択的
にアドレス指定される。流動指向層（flow directing l
ayer）は、リザーバから加熱素子上方の位置へのインク
流路を形成するためにパターニングされる。ノズルを含
むノズルプレートは、ノズルが加熱素子の真上にあるよ
うに、流動指向層と位置合わせして接合される。加熱素
子へ入力される電気信号はインクを一時的に蒸発させ、
加熱素子表面の平面に垂直又鉛直な方向に液滴を放出す
る液滴放出泡を形成する。従って、ルーフシュータプリ
ントヘッドのノズルは、ノズルプレート中のノズルと、
加熱素子に関するその位置決めと、によって画定され
る。これに対して、サイドシュータプリントヘッドのノ
ズルは、カバープレートとヒータウェハとの接合によっ
て画定される（しかし、所望されるなら、任意のノズル
プレートもプリントヘッドの前面へ接合されてもよ
い）。更に、サイドシュータプリントヘッドでは、加熱
素子へ入力される電気信号はインクを一時的に蒸発さ
せ、加熱素子表面の平面に平行な方向に液滴を放出する
液滴放出泡を形成する。

【００１９】本発明のサイドシュータプリントヘッドは
幾つかの利点を提示する。例えば、チャネル及びノズル
は少なくとも約１：１又はそれ以上のアスペクト比でパ
ターニングされることができ、約６：１又はそれ以上、
更には約１０：１又はそれ以上のアスペクト比が可能で
ある。本発明に従うインクジェットプリントヘッドで
は、１、２、又は３ピコリットルの少量の液滴体積が発
生可能であると共に、約５ピコリットルの液滴を発生す
るプリントヘッド、約１０ピコリットルの液滴を発生す
るプリントヘッド、約２０ピコリットルの液滴を発生す
るプリントヘッド、約３５ピコリットルの液滴を発生す
るプリントヘッド、約５０ピコリットルの液滴を発生す
るプリントヘッド、及びこれらの範囲内及び範囲外で変
化する液滴体積を発生するプリントヘッドが可能であ
る。黒色画像のために望ましい液滴体積は典型的には少
なくとも約１０ピコリットルであり、典型的には約３５
ピコリットル以下であり、好ましくは約２０ピコリット
ル以下であるが、黒色画像のための液滴体積はこれらの
値以外でもよい。多色画像のために望ましい液滴体積は
典型的には少なくとも約１ピコリットル、好ましくは少
なくとも約３ピコリットルであり、典型的には約２５ピ
コリットル以下、好ましくは約１０ピコリットル以下で
あり、さらに好ましくは約５ピコリットル以下である
が、多色画像のための液滴体積はこれらの値以外でもよ
い。異なる液滴サイズを発生するノズルを有する単一の
プリントヘッド及びそれぞれが異なる液滴サイズを発生
できる異なるプリントヘッドと共に画像形成された単一
のウェハは、本発明に従って準備することができる。単
一プリントヘッド、あるいは多数のプリントヘッドでパ
ターニングされた単一ウェハは、約１ピコリットルの液
滴を発生するノズル、約２ピコリットルの液滴を発生す
るノズル、約３ピコリットルの液滴を発生するノズル、
約５ピコリットルの液滴を発生するノズル、約１０ピコ
リットルの液滴を発生するノズル、約２０ピコリットル
の液滴を発生するノズル、約３５ピコリットルの液滴を
発生するノズル、約５０ピコリットルの液滴を発生する
ノズル、及び約１乃至約５０ピコリットルの範囲内のど
れかの液滴を発生できるノズルと共にパターニングする
ことができる。液滴体積はヒータ設計及びチャネル構造
などの変数にも依存するが、幅約１０ミクロン×深さ約
１０ミクロンのようなノズルは約１乃至約５ピコリット
ルの液滴体積を発生することができる。（インクチャネ
ル又はノズルに関する本発明の文脈では、「幅（単数及
び複数）」という用語は図７のＷ１又はＷ２のような幅
を示し、「深さ（単数及び複数）」という用語は図７の
「Ｄ」のような深さを示す。）好ましいノズルは、少な
くとも約５ミクロン、好ましくは少なくとも約８ミクロ
ンであり、約２５ミクロン以下、好ましくは約１５ミク
ロン以下である幅を有するが、幅はこれらの範囲外でも
よい。好ましいノズルは、少なくとも約５ミクロン、好
ましくは少なくとも約８ミクロンであり、約２５ミクロ
ン以下、好ましくは約１５ミクロン以下である深さを有
するが、深さはこれらの範囲外でもよい。約３００ｄｐ
ｉ、約４００ｄｐｉ、約６００ｄｐｉ、約９００ｄｐ
ｉ、約１２００ｄｐｉ又はそれ以上の解像度を生じるこ
とができるプリントヘッドは、本発明に従って準備する
ことができる。きれいで鋭い直角エッジを有するノズル
を準備することができ、ノズルを含む構造をパターニン
グ後に研磨する必要性は最小限か、あるいは全く無い。
ホトイメージングマスクは、ウェハ及びパターニングさ
れた外様を横切る実質的に均一な膜厚を保持しながら再
生でき、マスクのバイアス化はほとんどあるいは全く必
要でない。高ノズル密度のサイドシュータプリントヘッ
ドを準備できる。この利点はサイドシュータ構成に特に
重要である。例えば米国特許第５，１６０，９４５号
（その開示は参照によってここに完全に組み込まれる）
の図８のルーフシュータ型プリントヘッドサブユニット
２６によって示されるように、ルーフシュータ構成のプ
リントヘッドは、ノズルプレートの開口を互い違いに配
列することによって高ノズル密度を可能にする。これに
対して本発明のサイドシュータ構成では、本出願の図１
に示されるように、高ノズル密度は直線配列のノズルで
得られる。

【００２０】プリントヘッドの製造方法に関する更なる
詳細は、例えば、米国特許第４，６７８，５２９号、同
第５，０５７，８５３号、同第４，７７４，５３０号、
同第４，８３５，５５３号、同第４，６３８，３３７
号、同第５，３３６，３１９号、及び同第４，６０１，
７７７号に開示される。適切なサイドシュータ構成の更
なる例は、例えば、米国特許第５，１３２，７０７号及
び同第５，９９４，４２５号に開示される。

【００２１】絶縁層１８及びカバープレート又は上部基
板３１のうちの少なくとも１つは、モノマー繰返し単位
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
ック樹脂である前駆体ポリマーを架橋させることによっ
て形成される。グリシジルエーテル官能基は、一般的
に、フェノール水酸基の水素原子であった位置に配置さ
れる。フェノールノボラック樹脂に適切な骨格モノマー
の例には、式（ａ）のフェノールが含まれ、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式（ｂ）の
構造を有する。

【００２２】

【化５】

【００２３】また、フェノールノボラック樹脂に適切な
骨格モノマーの例には、フェノールの分枝構造、式
（ｃ）のｏ−クレゾール、ｐ−クレゾールも含まれ、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式
（ｄ）の構造を有する。

【００２４】

【化６】

【００２５】また、フェノールノボラック樹脂に適切な
骨格モノマーの例には、フェノールの分枝構造、式
（ｅ）のビスフェノール−Ａも含まれ、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式（ｆ）及び式
（ｇ）の構造を有する。また更に、これらのランダム及
び分枝構造などが含まれる。

【００２６】

【化７】

【００２７】

【化８】

【００２８】繰返しモノマー単位の平均数は、典型的に
は約１乃至約２０、好ましくは約２であるが、ｎの値は
この範囲外でもよい。１つの特に好ましいポリマーは次
式を有する。

【００２９】

【化９】

【００３０】ここで、ｎは繰返しモノマー単位の平均数
を表す整数であり、典型的には約２乃至約２０、好まし
くは約３であるが、ｎの値はこの範囲外でもよい。もう
１つの特に好ましいポリマーは次式を有する。

【００３１】

【化１０】

【００３２】ここで、ｎは繰返しモノマー単位の平均数
を表す整数であり、典型的には約１乃至約２０、好まし
くは約２であるが、ｎの値はこの範囲外でもよい。次式
のポリマー（式中、ｎの平均値は約３）は、例えば、シ
ェルオイル社、シェルレジン（テキサス州、ヒュースト
ン）からＥＰＯＮ（登録商標）ＳＵ−８として市販され
ている。

【００３３】

【化１１】

【００３４】また、このポリマーと、溶剤と、カチオン
開始剤と、を含む市販のホトレジストは、マイクロケム
社（マサチューセッツ州、ニュートン）及びソーテック
マイクロシステムズ（スイス）から得られる。また、こ
のタイプのホトレジストは、例えば、米国特許第４，８
８２，２４５号に開示される。次式のポリマー（式中、
ｎの平均値は約３）は、例えば、シェルオイル社、シェ
ルレジン（テキサス州、ヒューストン）からＥＰＯＮ
（登録商標）ＤＰＳ−１６４として市販されている。ま
た、上述の一般式を有する適切なホトレジストは、例え
ば、ダウケミカル社（ミシガン州、ミッドランド）から
得られる。

【００３５】

【化１２】

【００３６】架橋したエポキシポリマーを含むプリント
ヘッド部分は、未架橋前駆体エポキシポリマーと、前駆
体ポリマーのための任意の溶剤と、カチオン光開始剤
と、任意の増感剤と、を含むホトレジストをプリントヘ
ッドへ被着することによって準備される。溶剤及び前駆
体ポリマーは、典型的には、溶剤が０乃至約９９重量パ
ーセント、前駆体ポリマーが約１乃至１００パーセント
の相対量で存在し、好ましくは、溶剤が約５乃至約６０
重量パーセント、ポリマーが約４０乃至約９５重量パー
セントの相対量で存在し、更に好ましくは、溶剤が約５
乃至約４０重量パーセント、ポリマーが約６０乃至約９
５重量パーセントの相対量で存在するが、相対量はこれ
らの範囲外でもよい。適切な溶剤の例には、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
ルイソブチルケトン、及びそれらの混合物などが含まれ
る。

【００３７】増感剤は光エネルギを吸収し、別の化合物
へのエネルギの伝達を容易にし、これは次にラジカル又
はイオン開始剤を形成し、反応して前駆体ポリマーを架
橋させることができる。増感剤は露光に有用なエネルギ
波長範囲を拡大することが多く、典型的には、芳香族の
光吸収発色団である。また、増感剤は、フリーラジカル
又はイオンである光開始剤の形成を導くことができる。
存在する場合、任意の増感剤及び前駆体ポリマーは、典
型的には、増感剤が約０．１乃至約２０重量パーセン
ト、前駆体ポリマーが約８０乃至約９９．９重量パーセ
ントの相対量で存在し、好ましくは、増感剤が約１乃至
約２０重量パーセント、前駆体ポリマーが約８０乃至約
９９重量パーセントの相対量で存在するが、相対量はこ
れらの範囲外でもよい。

【００３８】光開始剤は、一般的に、光活性化放射への
露光時に重合を開始させるイオン又はフリーラジカルを
発生する。存在する場合、任意の光開始剤及び前駆体ポ
リマーは、典型的には、光開始剤が約０．１乃至約２０
重量パーセント（純粋な形で、商業的に供給される溶剤
は考慮しない）、前駆体ポリマーが約８０乃至約９９．
９重量パーセントの相対量で存在し、好ましくは、光開
始剤が約１乃至約２０重量パーセント、前駆体ポリマー
が約８０乃至約９９重量パーセントの相対量で存在する
が、相対量はこれらの範囲外でもよい。

【００３９】単一の物質が増感剤及び光開始剤の両方の
役割を果たすこともできる。

【００４０】ベンゾフェノン及びその誘導体を含む芳香
族ケトン、チオキサントン、並びにカンファーキノンな
どは、光増感剤の役割を果たす。適切な光開始剤の更な
る例には、ＶＡ族元素のオニウム塩、スルホニウム塩な
どのＶＩＡ族元素のオニウム塩、及び芳香族ヨードニウ
ム塩などの芳香族ハロニウム塩が含まれる。スルホニウ
ム塩の特定例には、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、ヘキサフルオロヒ酸ジフェニルナフチルス
ルホニウム、ヘキサフルオロリン酸トリトリ−スルホニ
ウム、ヘキサフルオロアンチモン酸アニシルジフェニル
スルホニウム、テトラフルオロホウ酸４−ブトキシフェ
ニルジフェニルスルホニウム、ヘキサフルオロアンチモ
ン酸４−クロロフェニルジフェニルスルホニウム、ヘキ
サフルオロリン酸トリス（４−フェノキシフェニル）ス
ルホニウム、ヘキサフルオロヒ酸ジ（４−エトキシフェ
ニル）メチルスルホニウム、テトラフルオロホウ酸４−
アセトキシ−フェニルジフェニルスルホニウム、ヘキサ
フルオロリン酸トリス（４−チオメトキシフェニル）ス
ルホニウム、ヘキサフルオロアンチモン酸ジ（メトキシ
スルホニルフェニル）メチルスルホニウム、テトラフル
オロホウ酸ジ（メトキシナフチル）メチルスルホニウ
ム、ヘキサフルオロリン酸ジ（カルボメトキシフェニ
ル）メチルスルホニウム、テトラフルオロホウ酸４−ア
セトアミドフェニ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ナフチルスルホニウム、テトラフ
ルオロホウ酸トリフルオロメチルジフェニルスルホニウ
ム、ヘキサフルオロアンチモン酸メチル（ｎ−メチルフ
ェノチアジニル）スルホニウム、及びヘキサフルオロリ
ン酸フェニルメチルベンジルスルホニウムなどが含まれ
る。芳香族ヨードニウム塩の特定例には、テトラフルオ
ロホウ酸ジフェニルヨードニウム、テトラフルオロホウ
酸ジ（４−メチルフェニル）ヨードニウム、テトラフル
オロホウ酸フェニル−４−メチルフェニルヨードニウ
ム、テトラフルオロホウ酸ジ（４−ヘプチルフェニル）
ヨードニウム、ヘキサフルオロリン酸ジ（３−ニトロフ
ェニル）ヨードニウム、ヘキサフルオロリン酸ジ（４−
クロロフェニル）ヨードニウム、テトラフルオロホウ酸
ジ（ナフチル）ヨードニウム、テトラフルオロホウ酸ジ
（４−トリフルオロメチルフェニル）ヨードニウム、ヘ
キサフルオロリン酸ジフェニルヨードニウム、ヘキサフ
ルオロリン酸ジ（４−メチルフェニル）ヨードニウム、
ヘキサフルオロヒ酸ジフェニルヨードニウム、テトラフ
ルオロホウ酸ジ（４−フェノキシフェニル）ヨードニウ
ム、ヘキサフルオロリン酸フェニル−２−チエニルヨー
ドニウム、ヘキサフルオロリン酸３，５−ジメチルピラ
ゾリル−４−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、テトラフルオロホ
ウ酸２，２´−ジフェニルヨードニウム、ヘキサフルオ
ロリン酸ジ（２，４−ジクロロフェニル）ヨードニウ
ム、ヘキサフルオロリン酸ジ（４−ブロモフェニル）ヨ
ードニウム、ヘキサフルオロリン酸ジ（４−メトキシフ
ェニル）ヨードニウム、ヘキサフルオロリン酸ジ（３−
カルボキシフェニル）ヨードニウム、ヘキサフルオロリ
ン酸ジ（３−メトキシカルボニルフェニル）ヨードニウ
ム、ヘキサフルオロリン酸ジ（３−メトキシスルホニル
フェニル）ヨードニウム、ヘキサフルオロリン酸ジ（４
−アセトアミドフェニル）ヨードニウム、及びヘキサフ
ルオロリン酸ジ（２−ベンゾエチエニル）ヨードニウム
などが含まれる。トリアリールスルホニウム及びジアリ
ールヨードニウム塩は、典型的なカチオン光開始剤の例
である。トリアリールスルホニウム塩などのＶＩＡ族元
素の芳香族オニウム塩は本発明に特に好ましい光開始剤
であり、このタイプの開始剤は、例えば、米国特許第
４，０５８，４０１号、及び同第４，２４５，０２９号
に開示される。本発明に特に好ましいのは、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などであ
る。

【００４１】本発明のプリントヘッドは前駆体ポリマ
ー、カチオン開始剤、及び任意の溶剤のみを含むホトレ
ジスト溶液を用いて準備することができるが、他の任意
の成分がホトレジストに含まれてもよい。例えば、所望
されるなら、希釈剤を使用することができる。適切な希
釈剤の例には、米国特許第５，９４５，２５３号に開示
されるようなエポキシ置換ポリアリーレンエ−テルや、
米国特許第５，７６２，８１２号に（パターニングでき
ない）接着剤として開示されるようなビスフェノール−
Ａエポキシ材料など、があり、典型的な繰返しモノマー
単位の数は約１乃至約２０であるが、繰返しモノマー単
位の数はこの範囲外でもよい。希釈剤は任意の所望され
る量又は有効量でホトレジスト中に存在でき、典型的に
は前駆体ポリマー１重量部当り少なくとも約１重量部、
典型的には前駆体ポリマー１重量部当り約７０重量部以
下であり、好ましくは前駆体ポリマー１重量部当り約１
０重量部以下であり、更に好ましくは前駆体ポリマー１
重量部当り約５重量部以下であるが、相対量はこれらの
範囲外でもよい。

【００４２】本発明のプリントヘッドは、高アスペクト
比及び直線的な側壁を備えて準備することができる。わ
ずか５ミクロン幅（図７の距離Ｗ１及びＷ２に対応す
る）のチャネル及び／又はノズルは、例えば２００乃至
５００ミリジュール／ｃｍ²（典型的にはプラス又はマ
イナス約５０ミリジュール／ｃｍ²、好ましくはプラス
又はマイナス約２５ミリジュール／ｃｍ²）で露光され
た厚さ２８ミクロンの膜中に容易に分解されることがで
きる（アスペクト比は５．６）。好ましい露光は、使用
されるカチオン開始剤、希釈剤の存在の有無、及び相対
湿度などによって変わり得る。これらの結果は、高噴射
密度を容易に可能にする。噴射密度は、典型的には、少
なくとも約３００ドット／インチ、好ましくは少なくと
も約６００ドット／インチ、更に好ましくは少なくとも
約１２００ドット／インチであるが、噴射密度はこれら
の範囲外でもよい。走査型電子顕微鏡写真は、有害なリ
ップ又はディップのないトポグラフィレベルの表面を示
す。

【００４３】

【実施例】例Ｉ レジスト溶液の調製 レジスト溶液は、３３グラムのγ−ブチロラクトンと、
２３．３グラムのＣＹＲＡＣＵＲＥ（登録商標）ＵＶＩ
−６９７６（炭酸プロピレン中に５０重量パーセントの
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
を含む）と、をジャーへ添加することによって調製され
た。その後、１１５グラムの次式のＥＰＯＮ（登録商
標）ＳＵ−８エポキシポリマー（式中、ｎの平均値は
３）がジャーへ添加され、溶液は、使用前に約１週間、
ＳＴＯＮＥＷＡＲＥ（登録商標）ローラで混合された。

【００４４】

【化１３】

【００４５】また、市販のＥＰＯＮ ＳＵ−８のレジス
ト溶液もマイクロケム社（マサチューセッツ州、ニュー
トン）から入手し、そのまま使用した。この市販溶液は
上記で調製されたものと同様の組成を有し、更に詳細に
は、この製品のＭＳＤＳシートによると、市販の溶液
は、２５及び５０重量パーセントの間のγ−ブチロラク
トンと、１及び５重量パーセントの間の炭酸プロピレン
中の混合トリアリールスルホニウムヘキサフルオロアン
チモン酸塩（スルホニウム（チオジ−４，１−フェニレ
ン）ビス〔ジフェニルビス〔（ＯＣ−６−１１）ヘキサ
フルオロアンチモン酸塩（１−）〕、ＣＡＳ ８９４５
２−３７−９、及びｐ−チオフェノキシフェニルジフェ
ニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩、ＣＡ
Ｓ７１４４９−７８−０）と、５０及び７５重量パーセ
ントの間のエポキシ樹脂と、を含む。

【００４６】基板の準備 そのトップレベルがシリコン酸化物又はベアシリコンを
含む直径４及び５インチの円形ブランクシリコンウェハ
（モニタウェハとも呼ばれる）は、７５重量パーセント
の硫酸及び２５重量パーセントの過酸化水素を含むバス
中、１２０℃の温度でクリーニングされた。直径５イン
チのヒータウェハは、使用する前に酸素プラズマで処理
された。ウェハは、レジスト混合物の被着の前に、７０
℃で２分間、ホットプレート上で加熱された。約３乃至
４グラムのレジストは、ウェハへ被着された後、２００
０乃至４０００ｒｐｍで２０秒間、ヘッドウェイリサー
チ社のＰＷＭ１０１スピンコータでスピンコーティング
された。得られた膜は循環エアオーブン中、７０℃で２
０分間ソフトベークされた。

【００４７】露光及び処理 ソフトベークされたレジスト膜を上に含むウェハは、要
求される線量が膜へ送達されるまで、クロムマスクを通
して露光アライナ装置の光活性化放射へ露光された。露
光は、（ａ）光源として２５０ワットのウシオ超高圧水
銀ランプ（モデル２５０Ｄ）を有するＣＡＮＯＮ（登録
商標）ＰＬＡ−５０１ＦＡ装置と、（ｂ）光源として３
５０ワットのウシオ超高圧水銀ランプ（モデル３５０Ｄ
Ｓ）を有するＫＡＲＬ ＳＵＳＳ（登録商標）ＭＡ１５
０装置と、の２つの異なる手段を用いて行われた。３６
５ナノメートルで測定された各装置の光強度は、約６乃
至１０ミリワット／ｃｍ²であった。両露光ステーショ
ンは接触印刷モードで操作され、光強度は３６５ナノメ
ートルで測定された。ＣＡＮＯＮ（登録商標）ＰＬＡ−
５０１ＦＡ装置による露光の光強度は、ＵＶＰモデルＵ
ＶＸディジタルラジオメータを用いて実行された。ＫＡ
ＲＬ ＳＵＳＳ（登録商標）ＭＡ１５０装置は、組み込
み型内部ラジオメータを有した。全てのウェハは露光の
直後に、循環エアオーブン中、７０乃至９５℃で１５乃
至２０分間、後露光ベークが施された。後露光ベークに
続いて、潜像はγ−ブチロラクトン（アルドリッチケミ
カル社から得られる）による現像が行われた後、イソプ
ロパノールで洗浄された。

【００４８】ホトレジスト膜のキャラクタリゼーション 膜厚はＤＥＫＴＡＫ（登録商標）３０３０で測定され
た。膜厚は、ウェハの中央でプリント素子間の非パター
ニング領域から報告された。膜の外様は、ＯＬＹＭＰＵ
Ｓ（登録商標）ＳＴＭ−ＵＭ顕微鏡へ搭載されたＮＩＫ
ＯＮ（登録商標）ＴＶレンズｃ−０．４５ｘへ取りつけ
られたＳＮＡＰＰＹ（登録商標）ビデオ取得システムを
用いてコンピュータでディジタルに記録された。

【００４９】結果 全体として、５及び１０ミクロンの間の幅、並びに２８
及び３５ミクロンの間の膜厚を有するきれいで十分に分
解されたノズルは、普通のシリコン表面及び電気活性な
金属ウェハのために分解された。上記のように混合され
たレジスト溶液及びマイクロケム社から得られた市販の
レジスト溶液で、ほとんど同じ結果が得られた。

【００５０】Ａ 直径４インチのベアシリコンモニタウェハ上へコーティ
ングされたマイクロケム社から入手した市販レジスト溶
液から準備された３１．７ミクロン厚の膜について、ノ
ズル寸法及び膜厚が評価された。ノズル幅は、クロムマ
スクが１０．４６ミクロンと測定されたところで、７．
９６ミクロン幅であると測定された。空気中で２００℃
へ３０分間さらす熱硬化サイクルは、ノズル寸法又は膜
厚に測定可能な変化はもたらさなかった。空気中３００
℃で３０分間の更なる硬化は、１０．９２ミクロンのノ
ズル幅及び２９．６ミクロンの膜厚を提供した。エポキ
シ樹脂ホトレジストはクロムマスクと同様の最終寸法を
提供し、マスクのバイアス化の必要性が潜在的に除去さ
れた。（多くの既知のホトレジストでは、マスク開口
は、予想される収縮を考慮するためにサイズが調整され
る。）ホトレジストは、ＣＡＮＯＮ（登録商標）アライ
ナ装置で、１５０ミリジュール／ｃｍ²の線量、９．２
０ミリワット／ｃｍ²の光強度で露光され、その後、９
５℃で１５分間、後露光ベークされた。画像は、γ−ブ
チロラクトンによる４０秒間現像サイクル及びイソプロ
パノール洗浄によって分解された。

【００５１】Ｂ 光学顕微鏡写真で観察されるように、４インチ直径のベ
アシリコンモニタウェハ上にコーティングされた上記の
ように調製されたレジスト溶液では、３５．０ミクロン
の膜厚の中に完全に開放された１０ミクロンのノズルが
得られた。ウェハは、１０．４６ミクロンと測定された
クロムマスクを通して、ＣＡＮＯＮ（登録商標）アライ
ナ装置で、５００ミリジュール／ｃｍ²の線量、９．２
０ミリワット／ｃｍ²の光強度で露光され、その後、７
０℃で２０分間、後露光ベークされた。画像は、γ−ブ
チロラクトンによる４０秒間現像サイクル及びイソプロ
パノール洗浄によって分解された。走査型電子顕微鏡写
真は、レジスト層がトポグラフィ的に円滑及び連続であ
り、現像後の丸まりの形跡はほとんどないことを示し
た。ノズルの拡大図は、リップ及びディップが視覚的に
存在しないことを示した。側壁のプロファイルは非常に
直線的であり、現像中に膨潤はほとんど又は全く発生し
なかったことを示した。アンダーカットも観察されなか
った。

【００５２】Ｃ 直径５インチのシリコンヒータウェハ上へコーティング
されたマイクロケム社から入手した市販レジスト溶液か
ら準備された２８ミクロン厚の膜について、ノズル寸法
及び膜厚が評価された。ウェハは、 ＫＡＲＬ ＳＵＳＳ
（登録商標）アライナ装置で、３００ミリジュール／ｃ
ｍ²の線量、６．００ミリワット／ｃｍ²の光強度で露光
され、その後、９５℃で１５分間、後露光ベークされ
た。画像は、γ−ブチロラクトンによる４０秒間現像サ
イクル及びイソプロパノール洗浄によって分解された。
現像されたウェハの光学顕微鏡写真は６ミクロンのノズ
ル及び２８ミクロンの膜厚を示した。ヒータウェハの反
射率が変化する領域では、壁のプロファイルに明らかな
変化は全く観察されなかった。

【００５３】Ｄ 直径５インチのシリコンヒータウェハ上へコーティング
されたマイクロケム社から入手した市販レジスト溶液か
ら準備された２８ミクロン厚の膜について、ノズル寸法
及び膜厚が評価された。ウェハは、 ＫＡＲＬ ＳＵＳＳ
（登録商標）アライナ装置で、３００ミリジュール／ｃ
ｍ²の線量、６．００ミリワット／ｃｍ²の光強度で露光
され、その後、９５℃で１５分間、後露光ベークされ
た。画像は、γ−ブチロラクトンによる５０秒間現像サ
イクル及びイソプロパノール洗浄によって分解された。
現像されたウェハの光学顕微鏡写真は５ミクロンのノズ
ル及び２８ミクロンの膜厚を示し、１２００ドット／イ
ンチパターンの十分なパターンターニングが示された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従うプリントヘッドの略等角図であ
り、液滴放出ノズルが見えるように方向付けられる。

【図２】図１の線２−２についての断面図である。

【図３】本発明のもう１つの実施例を示す図２と同様の
断面図である。

【図４】カバープレートを外した図１のプリントヘッド
の略等角図である。

【図５】プリントヘッドカバープレートの代替実施例を
示す図２と同様の図である。

【図６】チャネル溝が共通凹部内ヘ通じており、チャネ
ル溝の壁がプリントヘッドリザーバ内へ延出する代替実
施例を示す図４と同様の図である。

【図７】チャネル溝が異なるジオメトリを有する代替実
施例を示すプリントヘッドの等角図である。

【符号の説明】

１０ インクジェットプリントヘッド １２ ノズルプレート １３ ノズル ２０ インクチャネル ２２ カバープレート ２４ ホトポリマー層 ２６ ヒートシンク ２７ 液滴放出ノズルアレイ ２８ ヒータプレート ３０ プリント回路ボード ３１ コンタクト ３２ 駆動回路 ３３ リード線 ３４ 加熱素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス ダブリュー．スミス アメリカ合衆国 14526 ニューヨーク州 ペンフィールド ヒドゥン メドウ 22

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ｉ）上部基板と、（ii）一方の表面上
   に加熱素子及びアドレス電極のアレイが形成された下部
   基板と、を備えたサーマルインクジェットプリントヘッ
   ドであって、 前記下部基板は、その表面上並びに加熱素子及びアドレ
   ス電極の上に付着され、貫通する凹部を形成して加熱素
   子及びアドレス電極の末端部を露出させるためにパター
   ニングされた絶縁層を有し、 前記上部及び下部基板は互いに接合されて、上部基板、
   下部基板上の絶縁層、及び下部基板中の加熱素子によっ
   て画定された液滴放出ノズルを有するサーマルインクジ
   ェットプリントヘッドを形成し、 前記上部基板及び前記絶縁層のうちの少なくとも１つ
   は、モノマー繰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である前駆体ポリマー
   を架橋させることによって形成された架橋ポリマーを含
   むサーマルインクジェットプリントヘッド。
2. 【請求項２】 前記絶縁層は架橋ポリマーを含む請求項
   １に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。
3. 【請求項３】 前記前駆体ポリマ−は、 【化１】 【化２】 【化３】 これらのランダム構造、及びこれらの分枝構造などから
   成る群より選択され、各例において、ｎは繰返しモノマ
   ー単位の平均数を表す請求項１に記載のサーマルインク
   ジェットプリントヘッド。
4. 【請求項４】 前記ノズルは約５ピコリットル以下の体
   積の液滴を放出することができる請求項１に記載のサー
   マルインクジェットプリントヘッド。
5. 【請求項５】 前記ノズルは約２０ピコリットル以上の
   体積の液滴を放出することができる請求項１に記載のサ
   ーマルインクジェットプリントヘッド。
6. 【請求項６】 前記絶縁層は約４０ミクロンまでの厚さ
   を有する請求項１に記載のサーマルインクジェットプリ
   ントヘッド。
7. 【請求項７】 絶縁層を貫通してパターニングされた前
   記凹部は少なくとも約１：１のアスペクト比を有する請
   求項６に記載のサーマルインクジェットプリントヘッ
   ド。
8. 【請求項８】 前記ノズルは、少なくとも約５ミクロン
   の幅、約２５ミクロン以下の幅、少なくとも約５ミクロ
   ンの深さ、及び約２５ミクロン以下の深さを有する請求
   項１に記載のサーマルインクジェットプリントヘッド。