JP2007125725A - インクジェット記録ヘッドの製造方法、及びインクジェット記録ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】高精度、高品位な印字記録が可能で、且つ信頼性の高いインクジェット記録ヘッド、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基板面に対して垂直方向にインク液滴が吐出されるインクジェット記録ヘッドの製造方法として、まず、インク液滴吐出のためのエネルギー発生素子を有する第１の基板上にインク流路となる潜像パターンを有する第１の感光性材料層を形成する。次に、エネルギー発生素子の上方に位置する第１の感光性材料層上に犠牲層パターンを形成し、その上にシリコンからなる第２の基板を貼り合わせる。そして、第２の基板をドライエッチング及びウェットエッチングしてインク吐出口を形成し、潜像パターンを溶出してインク流路を形成する。
【選択図】図１ｑ

Description

本発明は、インクジェット記録方式に用いるインク液滴を発生するためのインクジェット記録ヘッド、およびインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。

インクジェット記録方式は、記録時における騒音の発生が無視し得る程度に極めて小さいという点、また高速記録が可能であり、しかも所謂普通紙に定着可能で、特別な処理を必要とせずに記録が行えるという点で、ここ数年急速に普及しつつある。

またインクジェット記録ヘッドの中で、インク吐出エネルギー発生素子が形成された基体に対して、垂直方向にインク液滴が吐出するものを「サイドシュータ型記録ヘッド」と称し、本発明は、この種のサイドシュータ型記録ヘッドの構造に関するものである。

特許文献１には、発熱抵抗体を加熱することで生成した気泡によりインク液滴を吐出させることを特徴とする、バブルジェット方式のインクジェット記録ヘッドの製造方法が記載されている。該公報における記録ヘッドの製造方法においては、図４ａ〜４ｅに示すように発熱抵抗体１が形成された基板２上に、感光性材料層３にてインク流路パターンを形成し、更にこの上に感光性材料層８をソルベントコートし、インク吐出口６を形成する。該公報における感光性材料層３と感光性材料層８は、その感光特性の差異を利用しパターン形成し、フォトリソグラフィー精度にて記録ヘッドを製造可能であるため、近年の高精度記録への要求に答えることが可能である。

上記した従来の方法によって製造されたインクジェット記録ヘッドでは、高精度記録に対する要求から、オリフィスプレートの膜厚を薄く形成することで、非常に小さいインク液滴の吐出を可能とする記録ヘッドを製造可能なものである。しかし、インク吐出口６近傍においては、オリフィスプレートが樹脂（感光性材料層８）にて形成されており、且つ上述のように薄い膜厚にて形成されていることにより、インク液による樹脂膨潤が懸念される。即ち、このインクジェット記録ヘッドの構成においては、インク液滴吐出の瞬間を除き、常にインク流路及びインク吐出口内部はインク液が充填されている。オリフィスプレートとなる樹脂とこのインク液との長時間の接触により、樹脂材料の選択によっては、特にその膜厚が薄い部分は膨潤が発生してしまう。インク吐出口６の形状は、インク液滴の吐出特性に対して大きな影響を与える部分であり、変形してしまったインク吐出口から吐出されるインク液滴は、吐出の方向が所望の方向とずれてしまうばかりでなく、インク吐出量が変化してしまう。そして、このことにより、印字記録に悪影響をもたらす場合がある。

また特許文献２には、インク液滴の吐出特性の向上を目的として、三次元のインク流路構造を有することを特徴とする、インクジェット記録ヘッドの製造方法が記載されている。即ち該公報においては図８ａ〜８ｋに示すように、各々異なる感光波長域を有する第一の感光性材料層４１及び第二の感光性材料層４２を積層した後、各々の感光波長の光によりインク流路パターンを形成する。その後、更に樹脂からなる感光性材料層３をソルベントコートした後、インク吐出口を作製する製造方法が記載されている。しかしながら上記特許文献１と同様、オリフィスプレートが樹脂にて形成されているため、インク液による樹脂膨潤による悪影響の懸念は避けられない。

一方特許文献３には、図５ａ〜５ｅに示すようなインクジェット記録ヘッドの製造方法が記載されている。即ち該公報においては、発熱抵抗体１が形成された基板２上に感光性材料層３を形成し、インク流路パターン露光を行うことで、潜像パターン３０を形成して、更にこの上に感光性材料層８の形成、インク吐出口６の形成を行うものである。この場合、感光性材料層３の光照射部分は現像せずに、潜像パターン３０として残したまま次の工程に進むことで、感光性材料層８の形成を平坦に行うことが可能となる。しかしながら潜像パターン３０と感光性材料層８との境界面においては各材料間の相溶層９が発生してしまう（図５ｃ）。この相溶層９はインク吐出口６の一部分（インク流路との境界部分）を構成するものであり、即ちインク吐出口の形状制御が厳密に行えなくなってしまう。つまり上記した通り、インク吐出口の形状はインク液滴の吐出特性に対し大きな影響を与える因子であり、インクジェット記録ヘッドとしての吐出制御自体に悪影響を与えてしまう。

特許文献４は、感光性材料層３及び感光性材料層８として、熱架橋型ポジレジストを用いたものである。感光性材料層３を形成後、熱架橋した上で、感光性材料層８を形成するため、これら二層の相溶を防止する上では有効な手段であるが、潜像パターン３０と感光性材料層８との境界面においては、やはり相溶層９が形成され、上記した影響を避けるのは難しい。

更に特許文献５は、図６ａ〜６ｅのように感光性材料層３及び感光性材料層８としてネガ型レジストを用いたものである。該公報においては、レジストの感度差、感光波長域差などを用いることで、感光性材料層３及び感光性材料層８のパターンを各々形成している。しかしながら図６ｃ〜６ｅの破線に示すように、感光性材料層３の未露光部と、感光性材料層８との境界面において相溶層９が形成されてしまう。従って、該公報に記載の記録ヘッドにおいても、上記したものと同様、インク吐出周波数特性に対する悪影響を避けるのは困難なものとなる。

更にはまた、特許文献６においては、図７のように、インク流路壁を構成する部材１３上に、フレキシブル回路からなるオリフィスプレート部材１４を貼り合わせることにより、インクジェット記録ヘッドを提供している。該公報による構成においては、インク吐出口６が形成された後の工程で、オリフィスプレート部材１４を貼り合わせるため、この際の位置合わせ精度の点で問題が発生する。即ち図７において、発熱抵抗体１の中心線１ａと、インク吐出口６の中心線６ａとの間に、ずれδが発生してしまう場合がある。このずれδが発生してしまった場合には、インク液滴の吐出方向が所望の方向とずれてしまうことにより、高精度印字記録を行うことが困難となってしまう。
特開平６−２８６１４９号公報 特開２００４−４２３９８号公報 特開平４−２１６９５１号公報 特開平４−２１６９５３号公報 特開平４−２１６９５２号公報 特開平１１−１９２７２２号公報

本発明は上記の諸点に鑑み成されたものである。即ち以下の課題の少なくとも１つを解決することを目的とする。
（１）オリフィスプレートを樹脂にて形成した場合に懸念される、インク液による樹脂膨潤を防止すること。
（２）インク吐出口のパターンをインク流路、発熱抵抗体に対して位置精度良く形成すること。
（３）オリフィスプレートと発熱抵抗体が形成された基板との密着信頼性を向上させること。

そして、上記課題を解決することにより、高精度、高品位な印字記録が可能で、且つ信頼性の高いインクジェット記録ヘッド、及びその製造方法を提供することを目的としている。

本発明は、基板面に対して垂直方向にインク液滴が吐出されるインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
（１）インク液滴吐出のためのエネルギー発生素子を有する第１の基板上に第１の感光性材料層を形成し、該第１の感光性材料層をパターン露光して、該第１の感光性材料層にインク流路となる潜像パターンを形成する工程と、
（２）前記エネルギー発生素子の上方に位置する前記第１の感光性材料層上に、犠牲層パターンを形成する工程と、
（３）前記犠牲層パターンが形成された前記第１の基板上に、シリコンからなる第２の基板を貼り合わせる工程と、
（４）前記第２の基板をドライエッチング及びウェットエッチングして、前記第２の基板にインク吐出口を形成する工程と、
（５）前記潜像パターンを溶出してインク流路を形成する工程と、
を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法である。

また、前記工程（４）として、
（Ａ）前記第２の基板上に、第２の感光性材料層を形成する工程と、
（Ｂ）前記第２の感光性材料層を露光及び現像して、前記第２の感光性材料層にインク吐出口開口部パターンを形成する工程と、
（Ｃ）前記第２の基板をドライエッチングして、前記第２の基板にインク吐出口を形成する工程と、
（Ｄ）前記インク吐出口が形成された前記第２の基板をウェットエッチングして、該インク吐出口をテーパー形状にする工程と、
を有することを特徴とする前記のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。特に、前記第１の基板上に位置合わせマークが形成されており、前記工程（Ｂ）の露光の際に前記位置合わせマークにより位置合わせを行うことを特徴とする前記のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。

また、前記犠牲層パターンが、前記ドライエッチングのストップ層及び前記ウェットエッチングの犠牲層の機能を兼ね備えることを特徴とする前記のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。

また、前記ウェットエッチングとして、前記第２の基板の結晶異方性エッチングを行うことを特徴とする前記のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。

また、前記第２の基板として、結晶方位が＜１００＞であるシリコン基板を用いることを特徴とする前記のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。

また、前記第１の感光性材料層が、熱硬化する材料で形成されることを特徴とする前記のインクジェット記録ヘッドの製造方法である。

更に、本発明は、前記のインクジェット記録ヘッドの製造方法により製造されたインクジェット記録ヘッドである。特に、前記インク吐出口が切頭四角錐形状であることを特徴とする前記のインクジェット記録ヘッドである。

本発明によれば、以下のような効果の少なくとも１つを挙げることができる。
（１）オリフィスプレートにシリコン基板を用いることにより、インクジェット記録ヘッドの使用中に懸念される、インク液による樹脂膨潤が発生せず、長期間にわたる使用に対しても、信頼性の高い記録ヘッドを提供できる。
（２）インク吐出口の形成を、オリフィスプレート貼り合わせ後にフォトリソグラフィーを用いた位置合わせ精度にて形成可能なため、貼り合わせ前にインク吐出口を形成する方法に比べ、インク吐出性能が飛躍的に向上した記録ヘッドを提供可能である。
（３）インク吐出口を、シリコン基板の結晶異方性エッチングを利用し、接頭四角錐形状に形成するため、インク液滴の吐出効率が飛躍的に向上する。更にはインク吐出口壁面が耐アルカリ性の強い面にて形成されるため、インク液種に対する選択性が非常に広い記録ヘッドを提供可能となる。
（４）発熱抵抗体が形成された基板と、オリフィスプレートとなる基板との間に、樹脂（感光性材料）からなるインク流路が構成されるため、この樹脂が前記二つの基板間の接着層を兼ね、ノズル部材内には他に専用の接着剤層を必要としない。従って、インクジェット記録ヘッドの製造コスト低減可能な製造方法を提供できる。
（５）インク流路を樹脂にて構成することにより、無機基板のみで構成する場合に比べ形状設計、製作の自由度が飛躍的に向上するため、インク液滴の吐出性能コントロールが容易に可能となる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る実施態様例を詳細に説明する。

図１ａ〜１ｑは、本発明の一実施形態にようインクジェット記録ヘッドの製造方法の各段階を示す模式的断面図である。なお、図１ａ〜１ｑは、本発明の製造を適用したインクジェット記録ヘッドの模式的斜視図である図３のＡ−Ａ’断面を、製造段階毎に模式的に示したものである。

初めに本態様においては、第１の基板２上には発熱抵抗体（電気熱変換素子）等のインク吐出エネルギー発生素子１が所望の個数配置される。そして、その第１の基板２上に、第１の感光性材料層３を形成する。第１の感光性材料層３の形成は、例えばドライフィルムのラミネート、レジストのスピンコート等による塗布などにて形成する（図１ａ）。

第１の基板としては、シリコン基板を使用することが好ましい。

次に図１ｂにあるように、前記第１の感光性材料層３に対して、フォトマスク１１を用い、紫外線、Ｄｅｅｐ−ＵＶ光などによる露光などにより、インク流路となる潜像パターン３０を形成する。図１ａ〜１ｑでは、ネガ型の感光性材料を用いて第１の感光性材料層３を形成して、露光されなかった部分を潜像パターン３０として後に溶出する実施形態を示す。ポジ型の感光性材料を用いて第１の感光性材料層３を形成し、露光された部分を潜像パターン３０として後に溶出する実施形態でも良い。

この第１の感光性材料層３は、熱硬化性を有する材料で形成されていることが好ましい。そうすることで、潜像パターン３０を溶出してインク流路を形成した後に加熱により熱硬化することができる。

第１の感光性材料層は、インクジェット記録ヘッドとしてインクを供給する流路として適切に機能させる目的から、厚さが５〜３０μｍとなるように形成することが好ましい。

続いて図１ｃに示すように、前記第１の感光性材料層３及び潜像パターン３０上に、犠牲層パターンとなるアルミ層６１を形成する。そして、前記アルミ層６１をフォトリソグラフィーにてパターン形成して犠牲層パターンとする。即ち、図１ｄに示すように、アルミ層６１上に感光性材料層６２を塗布、フォトマスク６３を介してパターン露光した後、現像を行うことで、図１ｅに示すような感光性材料層６２のパターンを形成する。更にアルミ層６１をエッチングなどによりパターン形成し（図１ｆ）、感光性材料層６２を剥離することでアルミ層６１のパターンを形成する（図１ｇ）。前記アルミ層６１のパターンは、発熱抵抗体等のインク吐出エネルギー発生素子１の垂直上方に対応する部分であって、且つ後の工程で作製するインク吐出口の垂直下方に対応する部分に形成する。さらに、この犠牲層パターンを、製造するインク吐出口の開口部よりも大きい面積とすることで、後述するドライエッチングのストップ層及びウェットエッチングの犠牲層の機能を兼ね備えることができる。

犠牲層パターンは、上記のようにアルミ層で形成する方法以外に、ポリシリコンなどで形成することもできる。

ここで、オリフィスプレートとなる薄化加工したシリコンからなる第２の基板４を、第１の感光性材料層３及び潜像パターン３０上、且つアルミ層６１のパターン上に貼り合わせる（図１ｈ）。この時、該第２の基板４（薄シリコン基板）としては、バックグラインド、ＣＭＰ、スピンエッチングなど、機械的あるいは化学的研削、研磨などにより所望の厚さに加工したシリコン基板を用いることができる。更に前記第２の基板４は、薄化加工後に熱酸化処理され、該熱酸化膜のうち、第１の感光性材料層３に貼り合わせる側の面のみ剥離されたものを用いるものとすることが好ましい。ここで形成する酸化膜は、後述するウェットエッチング工程時に、耐エッチングマスクとして機能させるものであるため、本目的を満たすものであれば、ポリエーテルアミドなど、耐アルカリ性を有する膜を形成、使用することも可能である。ここでは図１ｈに示す通り、第２の基板４の上方面側には熱酸化膜６４が形成されている。更にはまた、該第２の基板４は、結晶方位が＜１００＞であるシリコン基板を用いることが好ましい。なお、パターン形成されたアルミ層６１は、第２の基板４を貼り合わせることで、潜像パターン３０の層に埋め込まれる。

第２の基板は、インクジェット記録ヘッドのオリフィスプレートとして適切にインク吐出を機能させる観点から、厚さが５〜８０μｍのものを使用することが好ましい。

次いで、前記第２の基板４の、インク吐出エネルギー発生素子１の垂直上方の対応する部分に、ドライエッチング及びウェットエッチングによりインク吐出口６を形成する。以下、インク吐出口６の形成の一例を示す。

まず図１ｉに示すように、第２の基板４上（熱酸化膜６４上）に第２の感光性材料層５を形成する。次に図１ｊのようにフォトマスク１２を用い、紫外線などの露光、現像等の工程により、インク吐出口６に対応するインク吐出口開口部パターンを第２の感光性材料層５に形成する。この露光工程の際には、第１の基板２上にあらかじめ形成された位置合わせマーク（アライメントマーク）を利用して位置合わせ（アライメント）を行うことが好ましい。アライメントには、赤外線によるアライメント方式を採用した露光機を用いる方法、あるいは予め第１の基板２上のアライメントマークに対応する部分よりも広い領域に対して、第２の基板４に貫通口を設けておく方法などが可能である。前記アライメントのための貫通口の形成は、第２の基板４の貼り合わせの前に加工しておいても、あるいは貼り合わせ後に、後述するインク吐出口６の形成方法と同様の手段を講じて加工しても構わない。

更に第２の感光性材料層５に形成したインク吐出口開口部パターンをマスクとして、熱酸化膜６４をパターニングする。このパターニングにはドライエッチング加工、ウェットエッチング加工のいずれの加工手段を用いても構わない（図１ｋ）。

そして、図１ｌに示すように、ドライエッチング加工により、第２の基板４にインク吐出口６を形成する。ドライエッチングには、ＥＣＲ、ＩＣＰなどのＲＩＥ装置を用いればよい。ここで先に形成したアルミ層６１のパターンは、ドライエッチングのストップ層として機能することになる。ここで形成するインク吐出口６は、第２の基板４の表面に対して垂直方向に貫通していれば良く、テーパー形状になっている必要はないが、ドライエッチング加工の条件を調整してテーパー形状としても良い。

ここで、インク供給口７を第１の基板２の裏面に形成するために、図１ｍにあるように、感光性材料層５を剥離し、保護層５３を形成する。保護層５３は第１の基板２上であって、インク吐出口６を形成した側の面に形成する。そして図１ｎに示すようにインク供給口７の形成を行う。インク供給口７の形成手段は、例えば第１の基板２としてシリコン基板を用いた場合には、サンドブラストなどによる機械的加工、あるいは結晶異方性エッチングによる化学的加工などを行えばよい。その後、保護層５３を剥離する（図１ｏ）。

引き続き、第２の基板４をウェットエッチングして、インク吐出口６をテーパー形状にする。例えば、結晶方位が＜１００＞であるシリコンからなる第２の基板４を結晶異方性エッチングによる化学的加工を行うことで、インク吐出口６にテーパー形状を形成することができる。即ち、結晶異方性エッチングに使用するＴＭＡＨなどのエッチング液に対して、アルミ層６１のパターンのエッチングレートは、第２の基板４のエッチングレートに比べ極めて高いため、アルミ層６１のパターンの部分がまずエッチングされる。更にアルミ層６１のパターンが溶出し、無くなった部分においては、第２の基板４のシリコンの結晶方位＜１００＞面が露出することにより、結晶異方性エッチングの特性により結晶方位＜１１１＞面が露出するまでエッチングが進行する。またインク吐出口６の上方面側においては熱酸化膜６４が形成されていることにより、この熱酸化膜６４が耐エッチングマスク層として機能するため、インク吐出口６の形状は、結晶方位＜１１１＞面で維持される。以上のプロセスにより、インク吐出口６は、図１ｐに示すようなテーパー形状を有するものとなる。

更に先の工程で形成した潜像パターン３０を現像、溶出することでインク流路を形成する（図１ｑ）。そして以上の工程によりノズル部が作製された第１の基板２を、ダイシングソーなどにより分離切断、チップ化する。そしてインク吐出エネルギー発生素子１を駆動するための電気的接合（図示せず）を行った後、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドが完成する。

上記に説明した工程によれば、オリフィスプレートとなる第２の基板の貼り合わせ後に、インク吐出口を形成することから、アライナーなどを用いて、高精度な位置に、インク吐出口の形成が可能となる。即ち予めインク吐出口を形成した基板を、後から貼り合わせる場合の位置合わせ精度の問題を克服し、高精度に印字記録が可能なインクジェット記録ヘッドを提供できる。

またオリフィスプレートとなる第２の基板にシリコン基板を用いることで、インクによる膨潤、剥がれなどの影響を受けないばかりでなく、インク吐出特性向上に有利なテーパー形状を有するとともに、耐アルカリ性の強い面にてインク吐出口面を形成可能である。このことから、インク種の選択性も非常に広く、幅広い用途のインクジェット記録装置に使用可能な、記録ヘッドを提供可能となる。

本発明はインクジェット記録ヘッドの中でもバブルジェット方式の記録ヘッドにおいて優れた効果をもたらす。また記録紙の全幅に渡り同時に記録ができるフルラインタイプの記録ヘッドとして、更には記録ヘッドを一体的に、あるいは複数個組み合わせたカラー記録ヘッドにも有効である。

以下に本発明を、更に具体的な実施例についてそれぞれ説明する。

本実施例においては、前述の図１ａ〜１ｑに示した手順に従ってインクジェット記録ヘッドを作製した。ここでインク吐出エネルギー発生素子１としては窒化タンタルからなる発熱抵抗体を、第１の基板２としてはシリコン基板を用いた。

また第１の感光性材料層３は、次の組成からなる材料を使用し、２０μｍ厚になるようにソルベントコートして作製した。
ＥＨＰＥ（ダイセル化学工業製商品名） １００質量部
１，４ＨＦＡＢ（セントラル硝子製商品名） ２０質量部
ＳＰ−１７０（旭電化工業製商品名） ２質量部
Ａ−１８７（日本ユニカー製商品名） ５質量部
メチルイソブチルケトン １００質量部
ジグライム １００質量部
次にフォトマスク１１を用い、キヤノン製ＭＰＡ−６００Ｓｕｐｅｒ（商品名）にて１０００ｍＪ／ｃｍ²露光、ＰＥＢ（ＰｏｓｔＥｘｐｏｓｕｒｅＢａｋｅ）を９０℃にて行うことで、インク流路の一部となる潜像パターン３０を形成した。（図１ｂ）。

そして潜像パターン３０を含む第１の感光性材料層３上に、アルミ層６１を形成した。アルミ層６１は、芝浦メカトロニクス製ＣＦＳ−８ＥＰ−ＬＬ（商品名）を用い、０．５μｍ厚に形成した。

続いてアルミ層６１上に感光性材料層６２として、東京応化工業製ＯＦＰＲ−８００（商品名）を１μｍ厚になるようにスピンコートにより形成した。そして、図１ｄにあるようにフォトマスク６３を用い、上記のＭＰＡ−６００Ｓｕｐｅｒ（商品名）にて１００ｍＪ／ｃｍ²露光、現像工程にて、パターニングした（図１ｅ）。この際図１ｅに示す感光性材料層６２のパターン形状は、一辺が３０μｍの正方形とした。引き続き東京応化工業製エッチング液Ｃ−６（商品名）によって、アルミ層６１のパターンを形成し（図１ｆ）、感光性材料層６２を剥離した（図１ｇ）。

ここで図１ｈのように、結晶方位が＜１００＞であるシリコン基板を薄化加工した第２の基板４を第１の感光性材料層３及びアルミ層パターン６１上に貼り合わせた。この第２の基板４は、バックグラインド装置により約５０μｍの厚さに薄加工した後、ケミカルエッチングにて破砕層を除去し、１０μｍ厚に加工している。更に熱酸化処理を行った後、この第２の基板４の片側の面のみ酸化膜除去を行い、一方の面のみに熱酸化膜６４を０．３μｍ形成したものを用いている。

続いて、第１の基板２に対して、第２の基板４上にインク吐出口６を形成する際に必要なアライメントを行うための貫通口２３を第２の基板４に設けた。具体的には、図３ａに示すように、第１の基板２に形成したアライメントマーク用領域２１のアライメントマーク２２を観察可能な貫通口（アライメントマーク観察用窓）２３を、第２の基板４に設けた。この貫通口２３の形成方法は、後述するインク吐出口６の形成方法に準じて行った。即ち第２の基板４上に第２の感光性材料層５（東京応化工業製ＯＦＰＲ−８００（商品名））を１μｍ厚に形成した。そして、キヤノン製ＭＰＡ−６００Ｓｕｐｅｒ（商品名）にてアライメントマーク観察用の窓となる貫通口パターン２３を１００ｍＪ／ｃｍ²露光、現像工程にて形成した。この貫通口パターンは、第１の基板２にアライメントマーク２２が形成されたアライメントマーク用領域２１に対して狭くする。且つ、第１の基板２のアライメントマーク２２よりも広く開口するパターンにて、且つアライナーのメカプリアライメント精度にて形成すれば十分である。更にアルカテル製ＩＣＰドライエッチャーであるＡｌｃａｔｅｌＭｉｃｒｏＭａｃｉｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ２００（商品名）を用いて、第２の基板４のドライエッチングを行い、図３ｂに示すアライメントマーク観察用窓２３を形成した。

そして図１ｉのように、上述の第２の感光性材料層５を形成後、フォトマスク１２を用いて、ＭＰＡ−６００Ｓｕｐｅｒ（商品名）にて露光、現像した。そして、インク吐出口６に相当するインク吐出口開口部パターンを、発熱抵抗体１の垂直上方の対応する部分に形成した（図１ｊ）。このインク吐出口開口部パターンは、一辺が１５μｍの正方形とした。

そして上記で形成した第２の感光性材料層５のパターンを用い、ダイキン工業製バッファードフッ酸Ｕ（商品名）にて熱酸化膜のエッチングを１０分間行った（図１ｋ）。

ここで上述のＡｌｃａｔｅｌＭｉｃｒｏＭａｃｉｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ２００（商品名）を用いて、図１ｌに示すように第２の基板４のドライエッチングを行い、インク吐出口６を形成した。この際、アルミ層６１のパターンがドライエッチングのストップ層として機能する。

更に、耐エッチングマスクである第２の感光性材料層５を剥離するとともに、図１ｍに示すように第２の基板４上に耐アルカリ性の保護層５３を形成した。その後、図１ｎのようにアルカリ溶液の結晶異方性エッチングにより、第１の基板２の裏面にインク供給口７を形成した。前記結晶異方性エッチングは、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウム酸）の２２質量％溶液を８０℃に加熱し、１６時間行った。

次に保護部材５３の剥離（図１ｏ）後、上記と同条件にて第２の基板４の結晶異方性エッチングを３０分間行うことで、インク吐出口６を図１ｐに示すようなテーパー形状とした。この際のインク吐出口６は、図３の斜視図に示すように、接頭四角錐形状を有するものとなる。本形状は、結晶方位＜１００＞のシリコン基板に対する結晶異方性エッチングを行った場合の特徴的な形状である。

続いてメチルイソブチルケトンにて潜像パターン３０を現像、溶出することにより、図１ｑのようなインク流路を形成した。

そして最後に２００℃オーブンにて６０分間熱硬化し、ノズル部材が形成された基板を作製した。更に以上の工程によりノズル部が作製された基板を、ダイシングソーなどにより分離切断、チップ化した。そして、発熱抵抗体１を駆動するための電気的接合（図示せず）を行った後、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドを作製した。

本実施例において作製したインクジェット記録ヘッドにより、インク液滴を吐出し、印字記録を行った結果、非常に高品位な印字が得られた。

更にまた、本実施例の記録ヘッドをＡ４用紙１枚あたり７．５％ｄｕｔｙ相当の印字記録を行ったところ、印字枚数が８０００枚を越えても吐出特性の悪化は全く見られず、良好な印字記録を得ることができた。

本発明の一実施形態によるインクジェット記録ヘッドの製造方法の第１段階を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態によるインクジェット記録ヘッドの製造方法の第２段階を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態によるインクジェット記録ヘッドの製造方法の第３段階を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態によるインクジェット記録ヘッドの製造方法の第４段階を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態によるインクジェット記録ヘッドの製造方法の第５段階を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態によるインクジェット記録ヘッドの製造方法の第６段階を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態によるインクジェット記録ヘッドの製造方法の第７段階を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態によるインクジェット記録ヘッドの製造方法の第８段階を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態によるインクジェット記録ヘッドの製造方法の第９段階を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態によるインクジェット記録ヘッドの製造方法の第１０段階を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態によるインクジェット記録ヘッドの製造方法の第１１段階を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態によるインクジェット記録ヘッドの製造方法の第１２段階を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態によるインクジェット記録ヘッドの製造方法の第１３段階を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態によるインクジェット記録ヘッドの製造方法の第１４段階を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態によるインクジェット記録ヘッドの製造方法の第１５段階を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態によるインクジェット記録ヘッドの製造方法の第１６段階を示す模式的断面図である。 本発明の一実施形態によるインクジェット記録ヘッドの製造方法の第１７段階を示す模式的断面図である。 本発明の製造を適用したインクジェット記録ヘッドの模式的斜視図である。 本発明の製法におけるインク吐出口形成時のアライメントを説明するための図である。 本発明の製法におけるインク吐出口形成時のアライメントを説明するための図である。 特許文献１に開示された従来製法の第１段階を示す模式的断面図である。 特許文献１に開示された従来製法の第２段階を示す模式的断面図である。 特許文献１に開示された従来製法の第３段階を示す模式的断面図である。 特許文献１に開示された従来製法の第４段階を示す模式的断面図である。 特許文献１に開示された従来製法の第５段階を示す模式的断面図である。 特許文献３に開示された従来製法の第１段階を示す模式的断面図である。 特許文献３に開示された従来製法の第２段階を示す模式的断面図である。 特許文献３に開示された従来製法の第３段階を示す模式的断面図である。 特許文献３に開示された従来製法の第４段階を示す模式的断面図である。 特許文献３に開示された従来製法の第５段階を示す模式的断面図である。 特許文献５に開示された従来製法の第１段階を示す模式的断面図である。 特許文献５に開示された従来製法の第２段階を示す模式的断面図である。 特許文献５に開示された従来製法の第３段階を示す模式的断面図である。 特許文献５に開示された従来製法の第４段階を示す模式的断面図である。 特許文献５に開示された従来製法の第５段階を示す模式的断面図である。 特許文献６に開示された従来製法で発生する問題点を説明するための模式的断面図である。 特許文献２に開示された従来製法の第１段階を示す模式的断面図である。 特許文献２に開示された従来製法の第２段階を示す模式的断面図である。 特許文献２に開示された従来製法の第３段階を示す模式的断面図である。 特許文献２に開示された従来製法の第４段階を示す模式的断面図である。 特許文献２に開示された従来製法の第５段階を示す模式的断面図である。 特許文献２に開示された従来製法の第６段階を示す模式的断面図である。 特許文献２に開示された従来製法の第７段階を示す模式的断面図である。 特許文献２に開示された従来製法の第８段階を示す模式的断面図である。 特許文献２に開示された従来製法の第９段階を示す模式的断面図である。 特許文献２に開示された従来製法の第１０段階を示す模式的断面図である。 特許文献２に開示された従来製法の第１１段階を示す模式的断面図である。

符号の説明

１ インク吐出エネルギー発生素子（発熱抵抗体）
１ａ 発熱抵抗体の中心線
２ 第１の基板
３ 第１の感光性材料層
４ 第２の基板
５ 第２の感光性材料層
６ インク吐出口
６ａ インク吐出口の中心線
７ インク供給口
８ 感光性材料層
９ 相溶層
１１ フォトマスク
１２ フォトマスク
１３ インク流路壁部材
１４ オリフィスプレート部材
２１ アライメントマーク用領域
２２ アライメントマーク
２３ アライメントマーク観察用窓（貫通口）
３０ 潜像パターン
４１ 感光性材料層
４２ 感光性材料層
５１ フォトマスク
５２ フォトマスク
５３ 保護層
６１ アルミ層
６２ 感光性材料層
６３ フォトマスク
６４ 熱酸化膜

Claims (9)

1. 基板面に対して垂直方向にインク液滴が吐出されるインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
   （１）インク液滴吐出のためのエネルギー発生素子を有する第１の基板上に第１の感光性材料層を形成し、該第１の感光性材料層をパターン露光して、該第１の感光性材料層にインク流路となる潜像パターンを形成する工程と、
   （２）前記エネルギー発生素子の上方に位置する前記第１の感光性材料層上に、犠牲層パターンを形成する工程と、
   （３）前記犠牲層パターンが形成された前記第１の基板上に、シリコンからなる第２の基板を貼り合わせる工程と、
   （４）前記第２の基板をドライエッチング及びウェットエッチングして、前記第２の基板にインク吐出口を形成する工程と、
   （５）前記潜像パターンを溶出してインク流路を形成する工程と、
   を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
2. 前記工程（４）として、
   （Ａ）前記第２の基板上に、第２の感光性材料層を形成する工程と、
   （Ｂ）前記第２の感光性材料層を露光及び現像して、前記第２の感光性材料層にインク吐出口開口部パターンを形成する工程と、
   （Ｃ）前記第２の基板をドライエッチングして、前記第２の基板にインク吐出口を形成する工程と、
   （Ｄ）前記インク吐出口が形成された前記第２の基板をウェットエッチングして、該インク吐出口をテーパー形状にする工程と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
3. 前記第１の基板上に位置合わせマークが形成されており、前記工程（Ｂ）の露光の際に前記位置合わせマークにより位置合わせを行うことを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
4. 前記犠牲層パターンが、前記ドライエッチングのストップ層及び前記ウェットエッチングの犠牲層の機能を兼ね備えることを特徴とする請求項１〜３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。
5. 前記ウェットエッチングとして、前記第２の基板の結晶異方性エッチングを行う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記録ヘッドの製造方法。
6. 前記第２の基板として、結晶方位が＜１００＞であるシリコン基板を用いることを特徴とする請求項１〜５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。
7. 前記第１の感光性材料層が、熱硬化性を有する材料で形成されることを特徴とする請求項１〜６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。
8. 請求項１〜７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により製造されたインクジェット記録ヘッド。
9. 前記インク吐出口が切頭四角錐形状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記録ヘッド。

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