JP2007253472A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】耐キャビテーション膜のＴａ表面に反射抑止膜を堆積することにより、ネガ型のノズル形成樹脂の吐出口形成部にひさし状の障害物の発生を抑制し、高品位な印字が可能なインクジェット記録ヘッドを提供する。
【解決手段】ネガ型のノズル形成樹脂１１０の吐出口形成部にひさし状の障害物が発生しないように、耐キャビテーション膜１０８上に、反射抑止膜１０９を設ける。より詳しくは、Ｔａ膜の表面を陽極酸化して、ＴａＯｘ膜を堆積させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体に外部からエネルギーを加えることによって、所望の液体を吐出する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。

熱等のエネルギーをインクに与えることで、気泡の発生を促し、この体積変化を利用して吐出口からインクを吐出し、これを記録媒体上に付着させて画像形成を行うインクジェット記録方法が知られている。インクジェット方式の中で、基板に対し垂直にインクを吐出するサイドシューター型（特開平４−１０９４０）が提案されている。従来のサイドシューター型のインクジェット記録ヘッドでは、ヒーター上にＴａの保護膜を形成し、キャビテーションによる衝撃からヒーターを保護していた。
特開平４−１０９４０号公報

このＴａの保護膜上に、ネガ型のレジストを使ってノズルを形成しようとすると、マスクで覆われて本来露光されない筈の吐出口の下面に、Ｔａ表面で反射した光が回り込んで、吐出口の下部のレジストを感光させて、吐出口をふさぐように薄膜が形成されてしまうという問題が発生することがあった。

この現象を図を使って説明する。図３のようにヒーターボード上に、インク流路の型材３０１を塗布しパターニングして、次に図４のようにノズル形成樹脂３０２を塗布しプリベークする。更に図５のようにノズル形成用のマスク３０３をアライメントした上で、ディープＵＶ光３０４によって露光する。この時、金属のヒーター保護膜３０６上面で反射したＵＶ光３０５によって、本来露光されないマスクのインク吐出口パターン直下の部分にわずかにＵＶ光が当たってしまう。このため、図６のように吐出口下面にひさし状の樹脂残り３０７が発生することもあった。これは、インクの吐出の障害となる。

上記のような問題点は、基板にインク吐出圧力発生素子が設けられ、インク吐出圧力発生素子に対向するプレート側に吐出口が配されて、該吐出口を形成するプレートが光感光性のレジストにより形成されて、熱によりインク内に気泡を発生させて該吐出口基板に垂直にインクを吐出するインクジェット記録ヘッドであって、ヒーターの上部に金属の保護膜が設けられていて、該金属製保護膜上に反射抑止膜が積層されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。

（作用）
一般に反射抑止膜は、入射光の膜下面での反射を膜上面での内部反射と干渉させて減衰させるものである。この時、下面反射光と上面反射光の位相を反対にするために、膜厚と波長の間に次のような関係式が成り立つように設計する。

２ｎｄ＝λ／２
下面に金属膜がある場合、金属膜表面で位相がずれるので、位相のズレ分（Δｄ）を補正すると以下のような関係式が成り立つ。

２ｎ（ｄ＋Δｄ）＝λ／２
この関係式を満たすような、ｎ（屈折率）とｄ（膜厚）の反射抑止膜を金属膜上に積層すれば、金属膜による反射は大幅に減衰する。

以上述べたように本発明によれば、耐キャビテーション膜のＴａ表面に反射抑止膜を堆積することにより、ネガ型のノズル形成樹脂の吐出口形成部にひさし状の障害物の発生を抑制することが可能になり、高品位な印字が可能なインクジェット記録ヘッドを提供することができる。

［実験１］
以下に、本発明に係わる実験について述べる。

サイドシューター型インクジェットで用いられているノズル形成樹脂は、表１に示したような組成で、露光にはキヤノン製ＭＰＡの３６５，４０５ｎｍにピークのある光源を用いている。そこでこの光源での反射抑止膜の最適膜厚を検討した。

Ｓｉウエハ上に、スパッターでＴａを５０００Å堆積し、陽極酸化によって酸化膜を形成し、その上に流路形成樹脂（東京応化ＯＤＵＲ−１０１０）を１０μｍ塗布した。図７は分光光度計で測定した、酸化膜であるＴａ2Ｏ5の膜厚と反射光の強度の関係を示したものである。２６０Å、１１３０Å、１９６０Å、４１５０Å、５０１０Å、５８５０Å、６７００Å付近で反射が極小値を持つことが判った。

［実験２］
図８〜１０は、実験１と同じノズル形成樹脂と流路形成樹脂を用いてサイドシューター型インクジェット記録ヘッドの工程の途中を再現したものである。Ｓｉウエハ４０１上に、ヒーター保護膜のＴａ４０２の表面に陽極酸化によるＴａ2Ｏ5４０３を膜厚を変化させて形成してからパターニングし、屈折率１．４９のポジ型レジストでインク供給流路４０４を形成し、屈折率１．４５のネガ型レジスト４０５を用いてノズルを形成した時の工程フローを示した。実験１と同じＵＶ光４０６を用いて露光量は３Ｊで、現像液はメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）：キシレン＝２：３で、現像時間は７０秒とした。吐出口のマスクパターン４０７は２２μｍΦとした。

この時、Ｔａ2Ｏ5の膜厚と発生したひさしの長さの関係を示したものが図１１である。Ｔａ２Ｏ５の膜厚が反射光が極小を持つ付近で、ひさしの発生が抑制されていることが判った。

［実施態様例］
図１〜２は本発明による実施態様例を示すインクジェット記録ヘッドのヒーターボード基板の模式図である。基板としては図１のように（１００）または図２のように（１１０）のＳｉウエハが用いられる。

インク供給口１１１に隣接して、絶縁膜１０２上に金属配線１０３、１０５、ヒーター１０６、層間絶縁膜１０４が配置されている。ヒーター上にはＳｉＮ、ＳｉＯ等絶縁膜を堆積され保護膜１０７としている。さらに、耐キャビテーション膜１０８として、Ｔａ等の金属を堆積しパターニングする。そして、この金属膜上に、レジスト露光時の反射を防止するための、反射抑止膜１０９を堆積する。反射抑止膜としては、Ｔａを陽極酸化したＴａ２Ｏ５が最も簡便ではあるが、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＴｉＯ２、フッ化物等の透明な膜が適用可能である。

さらに、インク供給の流路上に感光性のノズル形成樹脂１１０で吐出口１１１を形成した。

次に、本発明によるインクジェット記録ノズルのプロセスを図１２〜３２を使って順を追って説明する。

（１）基板面方位（１１０）のシリコン基板５０１に、例えば熱酸化やＣＶＤ法などで絶縁膜５０２を形成し、フォトリソ技術によって図１２（平面図 図３１）のようにインク供給口を設けるための所望のパターン５０３を形成する。

（２）ＡｌやＣｕ等の抵抗が低く、ＴＭＡＨ（テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドライド）等の異方性エッチング用エッチャントに対するエッチング速度が大きな金属を堆積、パターニングして、下層配線５０４と犠牲層５０５を形成する。エッチング犠牲層は、裏面からエッチングが進行してエッチャントが犠牲層に到達するとＳｉウエハよりエッチングレートが格段に速いので短時間にエッチングされ、犠牲層パターンに対応した開口部を開けることができるものである。この時のパターンは基板に対して垂直にエッチング穴があくように、狭角が７０．５度をなす平行四辺形とし、平行四辺形の長辺および短辺は（１１１）と等価の面に平行になるように配置する。

（３）基板表面上にエッチングストップ層５０６として、プラズマＣＶＤ法によって、ＳｉＮまたはＳｉＯＮ膜を堆積する。エッチングストップ層は、膜応力を調整するために２種以上の膜を積層しても良い。

積層されたエッチングストップ膜のトータルの膜厚は、一般には２０００Å〜２μｍ、好ましくは３０００〜１５０００Å、最適には４０００〜１３０００Åである。また積層されたエッチングストップ膜のトータルの応力は、一般には２×１０ｅｘｐ―９dyne/cm2以下、より好ましくは１．８×１０ｅｘｐ―９dyne/cm2以下、最適には１．５×１０ｅｘｐ―９dyne/cm2以下である。

（４）プラズマＣＶＤ等を使って、ＳｉＮやＳｉＯＮ、ＳｉＯ２等の膜を堆積して層間絶縁膜５０７とする。さらに、層間絶縁膜にコンタクトホール５０８を形成する。

（５）インク供給口に合わせて、インク吐出圧力発生素子としてヒーター部５０９形成する。ヒーター材料としては、Ｔａ、ＴａＮ、ＴａＮＳｉ等などの金属膜をスパッターや真空蒸着等によって堆積しパターニングする。さらに電力供給用の上層電極５１０としてＡｌ、Ｍｏ、Ｎｉ，Ｃｕ等の金属膜を同様にして形成する。

また、配線とヒーターの形成の順番等に特に制限がないのは言うまでもない。

（６）ヒーターには耐久性の向上を目的としてプラズマＣＶＤでＳｉＮ膜５１１を堆積し保護膜とする。

（７）この上に、耐キャビテーション膜５１２としてスパッター法等でＴａ等の機械的強度の高い金属膜を堆積し図１９のようにパターニングする。この膜の膜厚は、好ましくは１０００〜５０００Å、さらに好ましくは２０００〜４０００Å、最適には２５００〜３５００Åである。

（８）さらに露光時の反射を防止するため、耐キャビテーション膜上に透明の反射抑止膜５１３を堆積する。この時の反射抑止膜の膜厚は、理想的には、
２ｎ（ｄ＋Δｄ）＝λ／２
ｎ（屈折率）ｄ（膜厚）Δｄ（反射時の位相のズレ分）λ（光源の波長）
の関係を満たすように設計するのが望ましい。ここで、光源の波長は短波長ではないし、また完全に反射を防止できなくても反射光が弱まれば吐出口のひさしは抑制できるので、反射抑止膜は計算上の理想的な膜厚から多少ずれてもかまわない。

また反射抑止膜の膜厚があまり厚いと、ヒーターによるインク吐出を繰り返すことにより一部が剥がれて耐キャビテーション膜上に段差を発生し、インクの発泡が不安定になる可能性がある。膜厚としては、望ましくは３０００Å以下である。

反射抑止膜の堆積法としては、耐キャビテーション膜のＴａを陽極酸化する方法が最も簡便であるが、スパッターや蒸着法によって薄膜を堆積しても良い。これを、耐キャビテーション膜を覆うようにパターニングする。パターニングは、耐キャビテーション膜と同時に行っても良い。

（９）樹脂製のノズルの密着性を上げるためと、裏面をアルカリ性エッチャントから保護するために、耐食性の高い樹脂膜５１４を形成する。そして、ヒーター部とインク供給口部をパターニングする。

（１０）インク流路確保のために、強アルカリや有機溶剤等で溶解可能な樹脂でパターン５１５を形成する。このパターンは、印刷法や感光性樹脂によるパターニング等で形成する。

（１１）インク流路のパターンの上に、被覆樹脂層５１６を形成する。この被覆樹脂層は微細パターンを形成するので感光性レジストが望ましく、さらに流路を形成した樹脂層を除去する際のアルカリや溶剤等によって変形変質しない性質が必要である。

（１２）次に流路の被覆樹脂層をパターニングして、ヒーター部５０９に対応したインク吐出口５１７を形成する。この時の露光々源は前述したλに近い波長である。この後、被覆樹脂層を光や熱等によって硬化する。

（１３）この基板のノズル形成面側を保護するためレジストで保護膜５１８を形成する。

（１４）裏面の樹脂層とＳｉＮまたはＳｉＯ２などをフォトリソ技術を使って、裏面のインク供給口のパターン部分５１９を除去しウエハ面を露出させる。このパターンの形状は、犠牲層とは鏡像関係になるように形成する。裏面のエッチングマスク膜の製法は、プラズマＣＶＤに限定されるものではなく、ＬＰＣＶＤ法や常圧ＣＶＤ、熱酸化法などでも良い。

（１５）次に裏面の平行四辺形の狭角の近傍部分（裏面の平面図３２）に、エッチング先導孔５２０をあける。一般的には、レーザー加工などが用いられるが、放電加工、ブラスト等でも良い。

この先導孔は、エッチングストップ層に出来る限り近くまであける。先導孔の深さは、一般には基板厚さの６０％以上、好ましくは７０％以上、最適には８０％以上である。また、基板を貫通してはならない。この先導孔によって、平行四辺形の狭角から発生する斜めの（１１１）面が抑制される。

（１６）この基板をアルカリ系エッチャント（ＫＯＨ、ＴＭＡＨ、ヒドラジン等）に浸け、（１１１）面が出るように異方性エッチングすると、平面形状が平行四辺形（（１００）基板の場合長方形）の貫通穴が形成される。

（１７）エッチングストップ層５０６のＳｉＮ等の膜をフッ酸等の薬液または、ドライエッチ等で部分的に除去してインク供給口を開口する。最後にインク流路形成材５１５を除去し、図３０のようにインクの流路を確保する。

上記プロセスにおいて、基板の加工手順は特に限定されるものではなく、任意に選ぶことができる。

図１は本発明による実施例を示すインクジェット記録ヘッドの断面の模式図である。基板１０１はＳｉ（１００）ウエハである。ウエハの表面にＳｉＯ２で絶縁膜１０２を形成し、ＡｌＣｕ膜を堆積しパターニングして下層配線電極１０３を形成している。さらに、ＳｉＮで層間絶縁膜１０４を形成し、スルーホールを介してＡｌＣｕの上層電極１０５とＴａＳｉＮのヒーター１０６を接続した。

このヒーター上にＳｉＮ膜を３０００Å堆積し保護膜１０７とした。さらに、耐キャビテーション膜１０８として、Ｔａを３０００Å堆積しパターニングした。そして、この金属膜上に、インク供給口用の感光性樹脂露光時の反射を防止するための、反射抑止膜としてＴａ2Ｏ5 ，１０９を２６０Å堆積した。さらに、インク供給の流路１１０およびインク吐出口１１１を感光性樹脂で形成した。
このインクジェット記録ヘッドを使って、吐出周波数１８ＫＨｚで印字テストを行ったが、１５ｍｍ幅全域にわたって、印字のカスレ、濃度ムラ、インクの不吐出のない高品位な印字物が得られた。

図２は本発明による他の実施例を示すインクジェット記録ヘッドの断面の模式図である。基板２０１はＳｉ（１１０）ウエハである。ウエハの表面にＳｉＯ２で絶縁膜２０２を形成し、ＡｌＣｕ膜を堆積しパターニングして下層配線電極２０３を形成している。さらに、ＳｉＮで層間絶縁膜２０４を形成し、スルーホールを介してＡｌＣｕの上層電極３０５とＴａＮのヒーター２０６を接続した。

このヒーター上にＳｉＮ膜を３０００Å堆積し保護２０７とした。さらに、耐キャビテーション膜２０８として、Ｔａを３０００Å堆積しパターニングした。そして、この金属膜上に、インク供給口用の感光性樹脂露光時の反射を防止するための、反射抑止膜としてＭｇＦ，２０９を３７０Å堆積した。さらに、インク供給の流路２１０およびインク吐出口２１１を感光性樹脂で形成した。

このインクジェット記録ヘッドを使って、吐出周波数１８ＫＨｚで印字テストを行ったが、１５ｍｍ幅全域にわたって、印字のカスレ、濃度ムラ、インクの不吐出のない高品位な印字物が得られた。

次に、本発明によるインクジェット記録ノズルのプロセスの実施例を図１２〜３４を使って順を追って説明する。

図１２のように、厚さ７８０μｍ、幅１５０ｍｍ長さ３３０ｍｍの（１１０）面のＳｉウエハ５０１の上を熱酸化して、ＳｉＯ２層５０２を８０００Å形成した。次に、ＳｉＯ２をパターニングして供給口開口部５０３を形成した。スパッターでＡｌＣｕ膜を３０００Å堆積した。この膜のＣｕの含有量は０．５％であった。フォトリソ技術によって図１３のように（犠牲層の平面形状は図３３のように、狭角が７０．５度をなす平行四辺形にパターニングして）犠牲層５０５と下層電極配線５０４を形成した。犠牲層の幅は１２０μｍ、長辺方向は２ｍｍで、隣接した犠牲層間のハリ５２１に相当する部分の幅は、６０μｍとした。犠牲層は、ハリを挟んで１３４本直列に並べた。

次に、エッチングストップ層として、プラズマＣＶＤでＳｉＮ膜を８０００Å堆積した。

この時の成膜条件は、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２＝ ５００／１５００／６３００ｓｃｃｍ、圧力１５００ｍｔｏｒｒ、基板温度４００℃、ＲＦ１７００Ｗであった。

フォトリソ技術を使い、図１４のように犠牲層５０５の周囲を覆うようにパターニング５０６した後、層間絶縁膜５０７としてＳｉＯＮを１５０００Å成膜した。この時の成膜パラメーターは、ＳｉＨ４／Ｎ２Ｏ／Ｎ２＝ ２５０／１２００／４０００ｓｃｃｍ、圧力１５００ｍｔｏｒｒ、基板温度４００℃、ＲＦ１７００Ｗ、組成比Ｓｉ／Ｏ／Ｎ＝３７／６１／２であった。

この後は、図１５のように層間絶縁膜にコンタクトホール５０８を形成し、ＴａＳｉＮ（組成比４４／４３／１３）を５００ÅとＡｌを３０００Å連続成膜してパターニングして、図１６のようにヒーター５０９と上部配線５１０を形成した。

次にヒーター保護膜５１１として、プラズマＣＶＤのＳＩＮを３０００Å堆積、パターニングした。成膜条件は、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２＝ １８０／４８０／２０００ｓｃｃｍ、圧力１５００ｍｔｏｒｒ、基板温度３００℃、ＲＦ１７００Ｗであった。

この上に、スパッター法でＴａ膜５１２を３０００Å堆積し、さらにＴａの表面を陽極酸化して、Ｔ２Ｏ５膜５１３を２６０Å形成した。この時の溶媒は、水：エチレングリコール＝３：７で酒石酸アンモニウムを１％溶解した。酸化の際の電流は２ｍＡ／ｃｍ２で、酸化の時間は３分であった。

Ｔａと酸化膜をＣＤＥ（ケミカルドライエッチ）で同時にパターニングして耐キャビテーション膜を形成した。

樹脂製のノズルの密着性を上げるためと、裏面をアルカリ性エッチャントから保護するために、耐食性の高いポリエーテルアミド系樹脂膜（日立化成HIMAL）５１４を２μｍ塗布焼成して、図２０のようにヒーター部とインク供給口部をパターニングで露出させた。

感光性樹脂としてポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化ＯＤＵＲ−１０１０）を２０μｍ塗布してパターニングして、図２１のようにインク流路形成材５１５を形成した。さらに表１に示した感光性樹脂５１６を１０μｍ塗布しパタ−ニングして、図２２のようにインク吐出口５１７を形成した。

ノズル形成面側を保護するために、ゴム系レジスト（東京応化製ＯＢＣ）で保護膜５１８を形成した。ノズル形成された裏面のHIMALとＳｉＯ２をパターンニングして、インク供給口５１９を形成した。この時のパターンは、表面の犠牲層とは鏡像関係になるような平行四辺形にした。そして、表面と同様にハリに相当する部分５２２の幅を１２０μｍ設けた。

次に裏面のインク供給口パターン部の平行四辺形の窓の狭角に隣接した部分に、図３４のようにＹＡＧレーザーで非貫通のエッチング先導孔５２０を開けた。この時の穴の径は３０〜３５μｍ、深さは５５０〜７３０μｍであった。
この基板を２１％のＴＭＡＨ水溶液に浸漬して異方性エッチングした。エッチャント温度は８３℃、エッチング時間は９時間とした。これは基板の厚み７８０μｍをジャストエッチする時間に対して１０％のオーバーエッチ時間とした。
エッチングは図２７のようにＡｌＣｕの犠牲層まで進み、エッチングストップ層５０６の前で止まった。

次に、図２８のようにエッチングストップ層のＳｉＮをＣＤＥ法によって除去した。エッチング条件は、ＣＦ４／Ｏ２／Ｎ２＝３００／２５０／５ｓｃｃｍ、ＲＦ８００Ｗ、圧力２５０ｍｔｏｒｒであった。

図３０のようにメチルイソブチルケトンに浸漬後、キシレン中で超音波を掛け保護膜を除去して、乳酸メチル中で超音波を掛け樹脂５１５を除去して、インク流路５２３を形成しインクジェット記録ヘッドが完成した。このヘッドの吐出口を観察したところ、吐出口下面のひさし発生は見られなかった。
このインクジェット記録ヘッドを使って、吐出周波数１０ＫＨｚで印字テストを行ったが、２７０ｍｍ幅全域にわたって、印字のカスレ、濃度ムラ、インクの不吐出のない高品位な印字物が得られた。

本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法について、図３５〜５０を使って順を追って説明する。

図３５のように、厚さ６２５μｍで５インチΦの（１００）面のＳｉウエハ６０１を熱酸化して、ＳｉＯ２層６０２を１４０００Å形成した。次に、ＳｉＯ２をパターニングして供給口開口部６０３を形成した。スパッターでＡｌ膜を３０００Å堆積した。フォトリソ技術によって図３６のようにパターニングして犠牲層６０４と下層電極配線６０５を形成した。犠牲層は図５０のように長方形で、幅は１２０μｍ、長辺方向は１５ｍｍとした。

エッチングストップ層と層間絶縁膜を兼用した膜として、図３７のようにプラズマＣＶＤでＳｉＯＮ膜６０６を３０００Å堆積した。さらに、プラズマＣＶＤでＳｉＮ膜６０７を３０００Å堆積した。

フォトリソ技術を使い、図３８のように層間絶縁膜にコンタクトホール６０８を形成した。

さらに、スパッターにより、ＴａＮを５００ÅとＡｌを３０００Å連続成膜しパターニングして、上層配線電極６１０とヒーター６０９を形成する。

次にヒーター保護膜６１１として、プラズマＣＶＤのＳＩＮを２４００Å堆積、パターニングした。成膜条件は、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２＝ １８０／４８０／２０００ｓｃｃｍ、圧力１５００ｍｔｏｒｒ、基板温度３００℃、ＲＦ１７００Ｗであった。

この上に、スパッター法でＴａ膜６１２を２５００Å堆積し、さらにＴａ２Ｏ５をスパッターして１２００Å堆積して反射抑止膜６１３とした。

Ｔａと酸化膜をＣＤＥ（ケミカルドライエッチ）で同時にパターニングして耐キャビテーション膜６１４を形成した。

樹脂製のノズルの密着性を上げるために、耐食性の高いポリエーテルアミド系樹脂膜（日立化成HIMAL）６１５を２μｍ塗布焼成して、図４３のようにヒーター部とインク供給口部をパターニングで露出させた。

感光性樹脂としてポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化ＯＤＵＲ−１０１０）を２０μｍ塗布してパターニングして、インク流路型材６１６を形成した。さらに表１に示した感光性樹脂層６１７を１０μｍ塗布しパタ−ニングして、図４４のようにインク吐出口６１８を形成した。

ノズル形成面側を保護するために、ゴム系レジスト（東京応化製 ＯＢＣ）で保護膜６１９を形成した。ノズルの裏面側のＳｉＯ２をパターニングして、裏面インク供給口６２０を形成した。このパターンは、幅７６０μｍ長さ１６ｍｍの長方形とした。

この基板を２２％のＴＭＡＨ水溶液に浸漬して異方性エッチングした。エッチャント温度は８３℃、エッチング時間は１６時間とした。これは基板の厚み６２５μｍをジャストエッチする時間に対して１０％のオーバーエッチ時間とした。

エッチングは図４６のようにＡｌの犠牲層まで進み、エッチングストップ層６０６の前で止まっている。

次に、図４７のようにエッチングストップ層のＳｉＯＮとＳｉＮをＣＤＥ法によって除去した。エッチング条件は、ＣＦ４／Ｏ２／Ｎ２＝３００／２５０／５ｓｃｃｍ、ＲＦ８００Ｗ、圧力２５０ｍｔｏｒｒであった。

保護膜を除去した後、図４９のように、乳酸メチル中で超音波を掛け流路形成樹脂６１６を除去して、インク流路６２１を形成した。

このインクジェット記録ヘッドを使って、吐出周波数１５ＫＨｚで印字テストを行ったが、１５ｍｍ幅全域にわたって、印字のカスレ、濃度ムラ、インクの不吐出のない高品位な印字物が得られた。

（比較例１）
以下に、本発明の比較例を説明する。

ヒーター、電極、ノズル等の構成や形成方法は実施例４と同じ構造で、耐キャビテーション膜のＴａ表面に反射抑止膜を設けない構造とした。これ以降の工程は全て実施例４と同様にした。

このインクジェット記録ヘッドを使って、吐出周波数１５ＫＨｚで印字テストを行ったが、インク吐出されない白抜けの部分があった。ヘッドを観察してみると、樹脂製のノズルの吐出口の一部に、ひさし状のものが見つかった。

（比較例２）
以下に、本発明の他の比較例を説明する。

ヒーター、電極、ノズル等の構成や形成方法は実施例４と同じ構造で、耐キャビテーション膜のＴａ表面に反射抑止膜の膜厚を１２００Å、１９００Å、２６００Åと３種類に変化させたサンプルを作製した。これ以降の工程は全て実施例４と同様にした。

このインクジェット記録ヘッドを使って、吐出周波数１５ＫＨｚで印字テストを行ったところ、反射抑止膜が２６００Åのヘッドは１０ｅｘｐ８回の吐出後に、インク吐出が安定しないムラの部分があった。ヘッドを観察してみると、耐キャビテーション膜の上の反射抑止膜の一部が剥がれて、残存部分が変色していた。他のヘッドでは、反射抑止膜が全て剥離して無くなっていて、Ｔａの耐キャビテーション膜がむき出しになっていた。

本発明によるインクジェット記録ヘッドの基板を示す概略図。 本発明によるインクジェット記録ヘッドの基板を示す概略図。 従来の問題点を示す図。 従来の問題点を示す図。 従来の問題点を示す図。 従来の問題点を示す図。 膜厚を変えたときのＴａ２Ｏ５とレジスト境界面での反射率。 本発明に関わる、反射抑止膜厚とネガレジストのひさしの発生の関係を調べるための実験方法。 本発明に関わる、反射抑止膜厚とネガレジストのひさしの発生の関係を調べるための実験方法。 本発明に関わる、反射抑止膜厚とネガレジストのひさしの発生の関係を調べるための実験方法。 Ｔａ２Ｏ５膜厚とネガレジストのひさしの発生の関係を示す図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。 本発明の実施例を示す工程図。

符号の説明

１０１ Ｓｉ（１００）基板
１０２ 絶縁膜
１０３ 下層配線
１０４ 層間絶縁膜
１０５ 上層配線
１０６ ヒーター
１０７ ヒーター保護膜
１０８ 耐キャビテーション膜
１０９ 反射抑止膜
１１０ ノズル形成樹脂
１１１ インク吐出口
１１２ インク供給口
２０１ Ｓｉ（１１０）基板
２０２ 絶縁膜
２０３ 下層配線
２０４ 層間絶縁膜
２０５ 上層配線
２０６ ヒーター
２０７ ヒーター保護膜
２０８ 耐キャビテーション膜
２０９ 反射抑止膜
２１０ 樹脂膜
２１１ ノズル形成樹脂
２１２ インク吐出口
３０１ インク流路形成樹脂
３０２ ノズル形成樹脂
３０３ 吐出口露光マスク
３０４ ＵＶ光
３０５ 反射光
３０６ Ｔａ膜
３０７ 吐出口ひさし
４０１ 基板
４０２ Ｔａ膜
４０３ Ｔａ２Ｏ５膜
４０４ 流路形成樹脂
４０５ ノズル形成樹脂
４０６ ＵＶ光
４０７ マスク
５０１ Ｓｉ基板
５０２ 絶縁膜
５０３ インク供給口パターン
５０４ 下層配線
５０５ 犠牲層
５０６ エッチングストップ層
５０７ 層間絶縁膜
５０８ コンタクトホール
５０９ ヒーター
５１０ 上層配線
５１１ ヒーター保護膜
５１２ 耐キャビテーション膜
５１３ 反射抑止膜
５１４ ポリエーテルアミド樹脂膜
５１５ 流路形成樹脂
５１６ ノズル形成樹脂
５１７ インク吐出口
５１８ 保護膜
５１９ インク供給口パターン
５２０ レーザー先導孔
５２１ ハリ
５２２ ハリ裏面
５２３ インク流路
６０１ Ｓｉ基板
６０２ 絶縁膜
６０３ インク供給口パターン
６０４ 犠牲層
６０５ 下層配線
６０６ エッチングストップ層兼層間絶縁膜
６０７ エッチングストップ層兼層間絶縁膜
６０８ コンタクトホール
６０９ ヒーター
６１０ 上層配線
６１１ ヒーター保護膜
６１２ Ｔａ膜
６１３ 反射抑止膜
６１４ 耐キャビテーション膜
６１５ ポリエーテルアミド樹脂膜
６１６ 流路形成樹脂
６１７ ノズル形成樹脂
６１８ インク吐出口
６１９ 保護膜
６２０ インク供給口パターン
６２１ インク流路

Claims (6)

1. 基板にインク吐出圧力発生素子が設けられ、インク吐出圧力発生素子に対向するプレート側に吐出口が配されて、該吐出口を形成するプレートが光感光性のネガ型レジストにより形成されて、熱によりインク内に気泡を発生させて該吐出口基板に垂直にインクを吐出するインクジェット記録ヘッドであって、ヒーターの上部に金属の保護膜が設けられていて、該金属製保護膜上に反射抑止膜が積層されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 前記反射抑止膜は、４５０ｎｍ以下の波長を減光することを特徴とする請求項第１項記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 前記金属製保護膜は、ＴａまたはＴａを含む合金であることを特徴とする請求項第１項記載のインクジェット記録ヘッド。
4. 前記反射抑止膜は、Ｔａの酸化膜であることを特徴とする請求項第１項記載のインクジェット記録ヘッド。
5. 前記反射抑止膜の膜厚は、３０００Å以下であることを特徴とする請求項第１項記載のインクジェット記録ヘッド。
6. 感光性樹脂によってインクを吐出する吐出口が形成され、該吐出口とインクを吐出するための吐出エネルギー発生素子が基板上面に形成されて、該吐出口に連通するインク流路と前記インク流路にインクを供給するスルーホールからなるインク供給口がシリコン基板に形成されているインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、
   （ａ）前記基板にインクを吐出するための吐出エネルギー発生素子を形成する工程、
   （ｂ）該吐出エネルギー発生素子上に保護膜を形成する工程（ｃ）該保護膜上に金属製の耐キャビテーション膜を形成する工程（ｄ）該耐キャビテーション膜上に反射抑止膜を形成する工程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。

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