JP2019093670A - 液体吐出ヘッドの製造方法及び液体吐出ヘッド - Google Patents
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Abstract
【課題】 拡散防止層の過度なエッチングによるアンダーカットの発生を抑制することができる液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】 拡散防止層となる金属層を構成する金属を第一の金属、接続端子を構成する金属を第二の金属としたとき、第一の金属は、第一の金属のＨ２Ｏ系の電位−ｐＨ図において、第一の金属と前記第二の金属との標準電極電位の差の電位において、ｐＨが１以上１４以下の範囲の領域で不動態域又は不感域である。【選択図】 図５
Description
本発明は、液体吐出ヘッド用基板と外部からの電機的な接続を行うための、基板側の電極を形成する製造方法に関するものである。
インクジェット記録ヘッド等の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備えた基板と、基板上に、液体を吐出する吐出口や吐出口へ液体を供給する流路を形成する流路形成部材とを有するものがある。流路形成部材と基板との間には、両者の密着性を向上するためポリイミド等からなる中間層を設ける場合がある。基板上にはエネルギー発生素子を駆動するための電気配線層が設けられれている。この電気配線層は、その終端部が電極部となっており、電極部上には外部の電力供給源に接続するためのバンプが設けられている。バンプは通常Ａｕめっきで形成されている。電極部とバンプとの間には、バンプを構成するＡｕがＡｌで構成された電極部へ拡散し接続信頼性が低下するのを防止するため、ＴｉＷからなる拡散防止層が設けられる（特許文献１）。
このような構成を有する液体吐出ヘッドは以下のようにして製造される。まず、基板上にエネルギー発生素子とＡｌ等からなる電極部を形成するする。次に、電極部上に拡散防止層となるＴｉＷ層を基板の全面に成膜する。次に、ＴｉＷ層上にＡｕからなるバンプを形成するためのめっきシード層を全面に成膜する。次に、めっきシード層上のバンプを形成する領域以外をマスクし、Ａｕめっきを成長させてバンプを形成する。次に、バンプをマスクとして拡散防止層をバンプとほぼ同等の形状となるようにエッチングする。その後、基板上に流路形成部材が設けられ、液体吐出ヘッドが完成する。
Ａｕからなるバンプの下層の拡散防止層として特許文献１に記載されているＴｉＷを使用した場合、ＴｉＷはＡｕよりもイオン化傾向が大きいため、後の工程で接触する様々な溶液によって、異種金属接触腐食によりＴｉＷが過度に溶解することがある。この現象が起こる場合の例を、図７（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図７（ａ）は、電気配線層１が接続された電極部２上に、拡散防止層となるＴｉＷ層３を形成し、ＴｉＷ層３上にめっきシード層４を用いてＡｕめっきによりバンプ５を形成した後、ＴｉＷ層３をエッチングする前の状態を示している。次に、図７（ｂ）に示すようにＴｉＷ層３をエッチングすることにより拡散防止層６を形成する。このとき、ＴｉＷ層３のエッチング液としては例えば酸性の過酸化水素水が用いられる。しかし、ＴｉＷはＡｕよりもイオン化傾向が大きいため、標準電極電位の差による異種金属接触腐食によりＴｉＷのエッチングレートが過度に大きくなった結果、図７（ｃ）に示すように、拡散防止層６のアンダーカットが発生してしまう。このアンダーカットされた部分７には、後の工程、例えば流路形成部材を形成する工程において用いる種々の液体が入り込みやすいため、アンダーカットの発生は基板の汚染の原因となりうる。
また、液体吐出ヘッドの製造プロセスにおいては、この工程以外にも、バンプと拡散防止層とが重なった状態で様々な溶液が接触し得る。例えば、基板と流路形成部材との密着性を向上するために設けられる中間層を形成する工程で用いる溶液が挙げられる。中間層を形成する工程において、中間層となる層をエッチングにより所望の形状とするためのマスクとして、中間層となる層上にフォトリソグラフィーによってレジストパターンが形成される。このレジストパターンはエッチング後にレジスト剥離液によって通常除去される。このレジスト剥離液として通常アルカリ溶液が用いられ、このアルカリ溶液に接触することによってＴｉＷのアンダーカットが生じる恐れがある。
本発明はこれらの課題を解決するものである。すなわち、拡散防止層の過度なエッチングによるアンダーカットの発生を抑制することができる液体吐出ヘッドの製造方法を提供することである。
本発明によれば、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子と電気的に接続された電気配線層と、前記電気配線層上に設けられ、外部との電気的な接続を行うための接続端子と、前記接続端子と前記電気配線層との間の拡散防止層と、を備えた基板と、前記基板上に設けられた、液体の流路を形成する樹脂を含む流路形成部材と、前記流路形成部材と前記基板との間に設けられた中間層と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記基板上に前記拡散防止層となる金属層を設ける工程と、前記金属層上に前記接続端子を設ける工程と、前記接続端子をマスクとして前記金属層を酸性溶液でエッチングし拡散防止層を形成する工程と、前記接続端子と前記拡散防止層とが形成された基板上に中間層となる層を形成し、前記中間層となる層上にフォトレジストからなるパターンを設け、前記パターンをマスクとして中間層となる層をエッチングすることにより中間層を形成し、前記パターンをアルカリ性溶液で剥離する工程と、前記中間層上に流路形成部材を形成する工程と、を有し、前記拡散防止層となる金属層を構成する金属を第一の金属、前記接続端子を構成する金属を第二の金属としたとき、前記第一の金属は、前記第一の金属のＨ２Ｏ系の電位−ｐＨ図において、前記第一の金属と前記第二の金属との標準電極電位の差の電位において、ｐＨが１以上１４以下の範囲の領域で不動態域又は不感域であることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法が提供される。
また、本発明によれば、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子と電気的に接続され、外部との電気的な接続を行うための接続端子と、前記接続端子と前記基板との間の拡散防止層と、を備えた基板を有する液体吐出ヘッドであって、前記拡散防止層を構成する金属を第一の金属、前記接続端子を構成する金属を第二の金属としたとき、前記第一の金属は、前記第一の金属のＨ２Ｏ系の電位−ｐＨ図において、前記第一の金属と前記第二の金属との標準電極電位の差の電位において、ｐＨが１以上１４以下の範囲の領域で不動態域又は不感域であることを特徴とする液体吐出ヘッドが提供される。
本発明によれば、拡散防止層の過度なエッチングによるアンダーカットの発生を抑制することができる液体吐出ヘッドの製造方法が提供される。
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
＜液体吐出ヘッドの構成＞
まず、本発明の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの製造方法の説明に先立ち、本発明の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの製造方法を適用することができる液体吐出ヘッドの構成について説明する。
まず、本発明の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの製造方法の説明に先立ち、本発明の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの製造方法を適用することができる液体吐出ヘッドの構成について説明する。
図１は、液体吐出ヘッドとしてのインクジェット記録ヘッドの斜視図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ´線を通り基板に垂直な断面における、インクジェット記録ヘッドの断面図である。
液体吐出ヘッドは、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子５０４を有する基板５０１と、液体を吐出する吐出口５０８及びエネルギー発生素子５０４を内部に備える圧力室５０７を形成する流路形成部材５２３とを有する。
基板５０１としてはシリコン基板を使用できる。基板５０１の表面５０２上には、エネルギー発生素子５０４が設けられている。エネルギー発生素子５０４としてはヒータ等の電気熱変換素子やピエゾ素子が挙げられる。基板５０１の表面５０２上にはさらに、エネルギー発生素子５０４と電気配線層５０９を介して電気的に接続された接続端子（バンプ）５０６が設けられている。接続端子５０６は、電気配線層上に設けられており、外部との電気的な接続を行う役割を有する。
接続端子５０６は、基板５０１の表面５０２の、吐出口５０８の配列方向に沿った両端に、複数並んで設けられている。接続端子５０６は基板５０１と外部の電力供給源とを接続する役割を果たし、外部から供給された電力によってエネルギー発生素子５０４が駆動される。基板５０１の表面５０２上にはさらに、エネルギー発生素子５０４及び電気配線層５０９を覆い保護する、ＳｉＮやＳｉＯ等で構成された保護膜５１２が設けられていてもよい。
接続端子５０６は、基板５０１の表面５０２の、吐出口５０８の配列方向に沿った両端に、複数並んで設けられている。接続端子５０６は基板５０１と外部の電力供給源とを接続する役割を果たし、外部から供給された電力によってエネルギー発生素子５０４が駆動される。基板５０１の表面５０２上にはさらに、エネルギー発生素子５０４及び電気配線層５０９を覆い保護する、ＳｉＮやＳｉＯ等で構成された保護膜５１２が設けられていてもよい。
電気配線層５０９と接続端子５０６との間には、バンプを構成する金属が電極部５０５へ拡散するのを防止するため、拡散防止層５１０が設けられている。
ここで、拡散防止層５１０を構成する金属として、以下の条件に該当する金属を選択する。
・拡散防止層５１０を構成する金属を第一の金属、接続端子５０６を構成する金属を第二の金属とする。このとき、第一の金属は、第一の金属のＨ２Ｏ系の電位−ｐＨ図において、第一の金属と第二の金属との標準電極電位の差の電位において、ｐＨが１以上１４以下の範囲の領域で不動態域又は不感域にある
液体吐出ヘッドの製造工程においては、拡散防止層５１０とバンプ５０６とが重なった状態で、酸性からアルカリ性の幅広いｐＨ領域の溶液に接触する可能性がある。これらの溶液に接触した場合でも拡散防止層５１０の異種金属接触腐食が生じないよう、拡散防止層５１０を構成する金属種として、電位−ｐＨ図において、幅広いｐＨ領域において不動態を形成する又は不感である金属種を選択する。なお、不動態域とは電位−ｐＨ図において金属が不動態化する領域であり、不感域とは電位−ｐＨ図において金属が安定に存在し腐食がほとんど起きない領域である。
・拡散防止層５１０を構成する金属を第一の金属、接続端子５０６を構成する金属を第二の金属とする。このとき、第一の金属は、第一の金属のＨ２Ｏ系の電位−ｐＨ図において、第一の金属と第二の金属との標準電極電位の差の電位において、ｐＨが１以上１４以下の範囲の領域で不動態域又は不感域にある
液体吐出ヘッドの製造工程においては、拡散防止層５１０とバンプ５０６とが重なった状態で、酸性からアルカリ性の幅広いｐＨ領域の溶液に接触する可能性がある。これらの溶液に接触した場合でも拡散防止層５１０の異種金属接触腐食が生じないよう、拡散防止層５１０を構成する金属種として、電位−ｐＨ図において、幅広いｐＨ領域において不動態を形成する又は不感である金属種を選択する。なお、不動態域とは電位−ｐＨ図において金属が不動態化する領域であり、不感域とは電位−ｐＨ図において金属が安定に存在し腐食がほとんど起きない領域である。
拡散防止層５１０を構成する第一の金属の選択方法を、接続端子５０６を構成する第二の金属がＡｕである場合を例にとり説明する。
図５（ａ）〜（ｅ）及び図６（ａ）〜（ｄ）は各種金属のＨ２Ｏ系における電位−ｐＨ図である。電位−ｐＨ図は、腐食防食工学で一般的に用いられ、金属にかかる電位とｐＨによる金属の状態を表す図であり、プールベの図とも呼ばれる。
図５（ａ）〜（ｅ）に示すＰｄ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ｔａ及びＰｔは、いずれも電位−ｐＨ図において幅広い電位領域及びｐＨ１〜１４の幅広いｐＨ領域に不動態域又は不感域を有している。そして、これらの第一の金属のＡｕ（第二の金属）との標準電極電位の差は＋０．３〜２．７Ｖ程度と金属毎に差があるが、個々の金属毎の電位−ｐＨ図から読みとれば、この電位の差における幅広いｐＨ領域においては不動態域又は不感域である。これは、両者が接触している状態でアルカリ性溶液や酸性溶液に晒された場合であっても、第一の金属が不動態化する又は不感であるため、異種金属接触腐食が生じにくいことを意味する。本発明においてはこのように、電位−ｐＨ図において、第一の金属と第二の金属との標準電極電位の差の電位においてｐＨが１以上１４以下の範囲の領域で不動態域又は不感域にあるような金属を選択する。
一方、ＴｉＷの成分のひとつである、図６（ｃ）に示すＴｉは、既存の図は電位が２Ｖまでしか表示されていないが、ＴｉとＡｕとの標準電極電位の差は３．１Ｖもある。これは、図６（ｃ）から予測すると少なくともＰＨ１〜１４の範囲で異種金属接触腐食が進行するため、強酸である、過酸化水素水中およびレジスト剥離のアルカリ性溶液中で腐食が進行する。また、もうひとつの成分であるＷについては、ＷとＡｕの標準電極電位の差は１．６Ｖ程度であり、この場合、この電位においては、図６（ａ）に示すようにアルカリ溶液中で腐食が進行する。その結果、ＴｉＷはエッチング中はＴｉの異種金属接触腐食により、Ｔｉが腐食してなくなることで、同時にＷも溶け出し、レジスト剥離のアルカリ性溶液中ではＴｉおよびＷとも両方ともＡｕとの異種金属接触腐食により腐食が進行する。したがって、Ａｕからなる接続端子５０６の下層の拡散防止層５１０として採用した場合に、異種金属接触腐食により拡散防止層５１０にアンダーカットが生じる恐れがあり、好ましくない。また、ＣｕはＡｕとの電位差が１．２Ｖあり、図６（ｂ）に示すように、ＰＨ１〜６．５、およびＰＨ１０〜１４の溶液中で腐食が進行する。ＮｉはＡｕとの電位差１．７Ｖあり、図６（ｄ）に示すように、レジスト剥離のアルカリ性の溶液中で異種金属接触腐食おこす。このため、拡散防止層５１０として用いることは好ましくない。
基板５０１には、基板５０１の表面５０２から裏面５１１まで貫通する液体の供給口５０３が設けられている。供給口５０３から圧力室５０７へ供給された液体は、圧力室内でエネルギー発生素子５０４から発生するエネルギーを付与され、吐出口５０８から吐出される。基板５０１の裏面５１１には、基板５０１を保護する酸化膜５１３が設けられていてもよい。
基板５０１の表面５０２に設けられた流路形成部材５２３と基板５０１との間には、流路形成部材５２３と基板５０１との密着性を向上する機能を有する中間層５２１が設けられている。中間層５２１としては、ポリエーテルアミドやエポキシ樹脂が挙げられる。
＜液体吐出ヘッドの製造方法＞
次に、本発明の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの製造方法について図を参照して説明する。図３〜４は、本実施形態にかかる液体吐出ヘッドの製造方法を順に追って説明する図であり、各工程を示す図は、図１に示す液体吐出ヘッドの図２と同様の断面図である。
次に、本発明の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの製造方法について図を参照して説明する。図３〜４は、本実施形態にかかる液体吐出ヘッドの製造方法を順に追って説明する図であり、各工程を示す図は、図１に示す液体吐出ヘッドの図２と同様の断面図である。
まず、図３（ａ）に示すように、エネルギー発生素子５０４及び電気配線層５０９を有する基板５０１を用意する。エネルギー発生素子５０４と電気配線層５０９上には保護膜５１２を設けてある。また、基板５０１の裏面５１１は酸化膜５１３で覆われている。
次に、図３（ｂ）に示すように、保護膜５１２をドライエッチングによって所望の形状とし、電極部５０５を露出させる。
次に、図３（ｃ）に示すように、基板５０１の表面５０２上に、第一の金属からなる金属層５１０ａ及び第二の金属のめっきシード層５１４を形成する。金属層５１０ａは拡散防止層５１０となる層である。金属層５１０ａ及びめっきシード層５１４はスパッタリングにより形成することができる。
次に、図３（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィーによって電極部５０５に対応する部分に開口を有するめっき形成用レジストパターン５２５を形成する。
次に、図３（ｅ）に示すように、レジストパターン５２５内のめっきシード層５１４からめっきにより第二の金属層を成長させ、金属層上に接続端子（バンプ）５０６を形成する。
次に、図３（ｆ）に示すように、レジストパターン５２５及びめっきシード層５１４をそれぞれ除去する。これらは一つの除去液で一括で除去してもよいし、それぞれ別の除去液で順に除去してもよい。
次に、図３（ｇ）に示すように、拡散防止層５１０を、バンプ５０６をマスクとしてエッチングする。エッチング液としては酸性溶液である、過酸化水素水やフッ硝酸が好適に用いられる。この際、バンプ５０６と拡散防止層５１０の側面とが酸性溶液に接触することとなる。上記のように拡散防止層５１０を構成する第一の金属は、酸性環境下でバンプを構成する第二の金属との間で異種金属接触腐食が生じにくい金属であるため、拡散防止層５１０の過度なエッチングが起こらず、アンダーカットの発生が抑制される。
次に、図３（ｈ）〜（ｊ）及び図４（ｋ）〜（ｌ）に示すように、基板５０１の表面５０２上に中間層５２１を形成する。具体的には、まず、図３（ｈ）に示すように、中間層となる層５２１ａを形成する。次いで、図３（ｉ）に示すように、中間層となる層５２１ａ上にフォトレジスト層５２６ａを設ける。次いで、図３（ｊ）に示すように、フォトレジスト層５２６ａを部分的に露光し、その後現像することにより、中間層形成用のレジストパターン５２６を形成する。次いで、中間層となる層５２１を部分的にエッチングすることにより、図４（ｋ）に示すように所望の形状を有する中間層５２１を形成する。その後、図４（ｌ）に示すように、エッチングに用いたレジストパターン５２６をレジスト剥離液により除去する。レジスト剥離液としてはアルカリ性溶液を用いることができる。市販のアルカリ性のレジスト剥離液としては、「リムーバー１１１２Ａ」（ロームアンドハース製、商品名）が挙げられる。必要に応じさらに純水でリンスしてもよい。この際、バンプ５０６と拡散防止層５１０の側面とがアルカリ性溶液に接触することとなる。上記のように拡散防止層５１０を構成する第一の金属は、アルカリ性環境下でもバンプを構成する第二の金属との間で異種金属接触腐食が生じにくい金属であるため、拡散防止層５１０の過度なエッチングが起こらず、アンダーカットの発生が抑制される。
次に、図４（ｍ）に示すように、最終的に除去されることにより圧力室５０７を形成する型材５２２を形成する。型材５２２は、ポリメチルイソプロペニルケトン等のポジ型感光性樹脂を用いて所望の形状にパターニングすることにより形成することができる。型材５２２の厚さとしては５〜７０μｍが好ましい。
次に、図４（ｎ）に示すように、中間層上及び型材上に流路形成部材５２３を形成する。流路形成部材５２３は、ネガ型感光性樹脂組成物を型材５２２を覆うように塗布した後、フォトリソグラフィーによって吐出口５０８を開口させることで形成することができる。
次に、図４（ｏ）〜（ｒ）に示す工程にて、基板５０１内に供給口５０３を形成する。供給口５０３はＴＭＡＨ水溶液を用いたウェットエッチングより形成することができる。まず、図４（ｏ）に示すように、基板５０１の表面５０２を覆うようにエッチング保護層５２７を形成する。このエッチング保護層５２７は、供給口５０３をウェットエッチングにより形成する際に基板５０１の表面５０２側に形成された様々な部材をエッチング液から保護する役割を果たす。エッチング保護層５２７としては環化ゴムが挙げられる。次いで、図４（ｐ）に示すように、基板５０１をＴＭＡＨ水溶液にてエッチングすることにより供給口５０３を形成する。次いで、図４（ｑ）に示すように、供給口５０３上にある保護膜５１２を除去する。次いで、図４（ｒ）に示すようにエッチング保護層５２７及び型材５２２を溶解除去する。ウェットエッチング以外の供給口５０３の形成方法としては、反応性イオンエッチング等のドライエッチングが挙げられる。
最後に、必要に応じ流路形成部材５２３をベークすることによりさらに硬化させることで、インクジェット記録ヘッドが完成する。
以下、本発明の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの製造方法を実施例により具体的に説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、表面側にＴａＳｉＮからなるエネルギー発生素子５０４とＡｌからなる電気配線層５０９とを有する基板５０１を用意した。基板５０１としてはシリコンの（１．０．０）基板を用いた。エネルギー発生素子５０４と電気配線層５０９とをＳｉＮからなる保護膜５１２で覆い、基板５０１の裏面には熱酸化シリコンからなる酸化膜５１３で覆った。
次に、図３（ｂ）に示すように、保護膜５１２をフォトリソグラフィーを用いたドライエッチングによって所望の形状とし、電極部５０５を露出させた。まず、フォトレジスト（東京応化製）をスピンコート法によって基板５０１の表面に１μｍの厚さで塗布した。フォトレジスト層５２６ａを、パターンマスクと露光装置によって部分的に露光し、その後、現像することにより、フォトレジストの電極部５０５に対応する部分にレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとしてドライエッチングによって保護膜５１２を部分的にエッチングし、電極部５０５を露出させた。その後、レジストパターンを酸素プラズマによるアッシングにより除去した。
次に、図３（ｃ）に示すように、基板５０１の表面上に拡散防止層となる金属層５１０ａとめっきシード層５１４とを形成した。まず、スパッタリング法によりＴａからなる拡散防止層５１０を４００ｎｍの厚さで形成した。続いて、Ａｕからなるめっきシード層５１４を同様に５０ｎｍの厚さで形成した。
次に、図３（ｄ）に示すように、めっき形成用レジスト（東京応化製）を用いて、電極部５０５に対応する部分に開口を有するめっき形成用レジストパターン５２５を形成した。
次に、図３（ｅ）に示すように、レジストパターン５２５内のめっきシード層５１４からめっきによりＡｕ層を成長させ、高さ５μｍのバンプ５０６を形成した。
その後、図３（ｆ）に示すようにレジストパターン５２５とめっきシード層５１４をそれぞれ除去した。レジストパターン５２５はレジスト剥離液「リムーバー１１１２Ａ」（ロームアンドハース製、商品名）を用いて剥離した。めっきシード層５１４はヨウ素溶液で除去した。このとき、ヨウ素溶液によるＡｕのエッチングレートは小さいため、薄いめっきシード層５１４は除去されるが、厚いバンプ５０６はほとんどエッチングされず、膜厚にもほぼ影響を与えない。
次に、図３（ｇ）に示すように、Ｔａからなる拡散防止層５１０をフッ硝酸によってエッチングした。この際、Ａｕからなるバンプ５０６とＴａからなる拡散防止層５１０の側面とが酸性溶液に接触した。しかし、Ｔａは酸性環境下でもＡｕと異種金属接触腐食が生じにくい金属であるため、エッチングレートが遅く、Ａｕ直下のＴａのアンダーカットが発生しなかった。
次に、図３（ｈ）〜（ｊ）及び図４（ｋ）〜（ｌ）に示すように、基板５０１の表面上に中間層５２１を形成した。具体的には、まず、図３（ｈ）に示すように、「ＨＩＭＡＬ」（日立化成製、商品名）を用い、スピンコート法によって２μｍの厚さの、中間層となる層５２１ａを形成した。次いで、図３（ｉ）に示すように、中間層となる層５２１ａ上に東京応化製のフォトレジストをスピンコート法によって５μｍの厚さで塗布し、フォトレジスト層５２６ａを形成した。次いで、図３（ｊ）に示すように、フォトレジスト層５２６ａを部分的に露光し、その後現像することにより、中間層形成用のレジストパターン５２６を形成した。次いで、中間層となる層５２１ａをドライエッチングによって部分的にエッチングすることにより、図４（ｋ）に示すように所望の形状を有する中間層５２１を形成した。その後、図４（ｌ）に示すように、エッチングに用いたレジストパターン５２６をアルカリ性のレジスト剥離液「リムーバー１１１２Ａ」（ロームアンドハース製、商品名）で除去し、さらに純水でレジスト剥離液をリンスした。この際、Ａｕからなるバンプ５０６とＴａからなる拡散防止層５１０の側面とがアルカリ性のレジスト剥離液に接触した。しかし、Ｔａはアルカリ性環境下でもＡｕと異種金属接触腐食が生じにくい金属であるため、Ａｕ直下のＴａのアンダーカットが発生しなかった。
次に、図４（ｍ）に示すように、最終的に除去されることにより圧力室５０７を形成する型材５２２を形成した。具体的には、まず、スピンコート法によってポリメチルイソプロペニルケトンを基板５０１上に２０μｍの厚さで塗布した。次いで、塗布膜を、露光装置「ＵＸ−３３００」（ウシオ製、商品名）を用いて部分的に露光し、その後現像することで、所望の形状とした。露光光は４００ｎｍ以下のＤｅｅＰＵＶ光とし、露光量は５０００Ｊ／ｍ２とした。現像後、５０℃で５分間、ベークした。
次に、図４（ｎ）に示すように、基板５０１上に流路形成部材５２３を形成した。具体的には、まず、感光性樹脂組成物をスピンコート法によって型材５２２を覆うように塗布した。感光性樹脂組成物としては、エポキシ樹脂「１５７Ｓ７０」（ジャパンエポキシレジン製、商品名）と光酸発生剤「ＬＷ−Ｓ１」（サンアプロ製、商品名）をキシレンに溶解させたものを用いた。圧力室５０７の上部の感光性樹脂組成物の層の厚さは１０μｍ、それ以外の部分の厚さは１５μｍであった。次いで、感光性樹脂組成物の層を部分的に露光装置「ＦＰＡ−３０００ｉ５＋」（キヤノン製、商品名）を用いて部分的に露光し、その後現像することで吐出口５０８を形成した。露光波長は３６５ｎｍ、露光量は２０Ｊ／ｃｍ２とした。現像後、９０℃で５分間ベークした。
次に、図４（ｏ）〜図４（ｒ）に示す工程にて供給口５０３を形成した。まず、図４（ｏ）に示すように、基板５０１の表面を覆うように、エッチング保護層５２７を形成した。まず、環化ゴムをスピンコート法によって４０μｍの厚さで塗布し、その後９０℃で３０分間ベークすることにより硬化させた。次いで、図４（ｐ）に示すように、基板５０１をエッチングすることにより供給口５０３を形成した。まず、基板５０１の裏面に東京応化製のフォトレジスト「」（東京応化製、商品名）をスピンコート法によって１μｍの厚さで塗布し、その後露光及び現像することにより酸化膜５１３をエッチングするためのレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとして、バッファードフッ酸により酸化膜５１３を部分的に除去することにより、酸化膜５１３の、供給口５０３を形成する部分に対応する部分に開口を形成した。レジストパターンを除去した後、８３℃に加温したＴＭＡＨ２０％の水溶液を用いて、異方性エッチングにより供給口５０３を形成した。次に、図４（ｑ）に示すように、供給口５０３上にある保護膜５１２をバッファードフッ酸で除去した。次に、図４（ｒ）に示すように、エッチング保護層５２７をキシレンで溶解除去し、型材５２２を乳酸メチルで溶解除去した。
その後、２００℃で１時間ベークすることにより流路形成部材５２３をさらに硬化させて、インクジェット記録ヘッドを完成させた。
５０１ 基板
５０４ エネルギー発生素子
５０６ 接続端子
５０９ 電気配線層
５１０ 拡散防止層
５２１ 中間層
５２３ 流路形成部材
５０４ エネルギー発生素子
５０６ 接続端子
５０９ 電気配線層
５１０ 拡散防止層
５２１ 中間層
５２３ 流路形成部材
Claims (9)
- 液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子と電気的に接続された電気配線層と、前記電気配線層上に設けられ、外部との電気的な接続を行うための接続端子と、前記接続端子と前記電気配線層との間の拡散防止層と、を備えた基板と、
前記基板上に設けられた、液体の流路を形成する樹脂を含む流路形成部材と、
前記流路形成部材と前記基板との間に設けられた中間層と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記基板上に前記拡散防止層となる金属層を設ける工程と、
前記金属層上に前記接続端子を設ける工程と、
前記接続端子をマスクとして前記金属層を酸性溶液でエッチングし拡散防止層を形成する工程と、
前記接続端子と前記拡散防止層とが形成された基板上に中間層となる層を形成し、前記中間層となる層上にフォトレジストからなるパターンを設け、前記パターンをマスクとして中間層となる層をエッチングすることにより中間層を形成し、前記パターンをアルカリ性溶液で剥離する工程と、
前記中間層上に流路形成部材を形成する工程と、を有し、
前記拡散防止層となる金属層を構成する金属を第一の金属、前記接続端子を構成する金属を第二の金属としたとき、前記第一の金属は、前記第一の金属のＨ２Ｏ系の電位−ｐＨ図において、前記第一の金属と前記第二の金属との標準電極電位の差の電位において、ｐＨが１以上１４以下の範囲の領域で不動態域又は不感域であることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 - 前記第二の金属が、Ｐｄ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ｔａ及びＰｔから選択されるいずれかの金属である請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記第二の金属が、Ｐｄ、Ｎｂ、及びＲｈから選択されるいずれかの金属である請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記第一の金属がＡｕである請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記酸性溶液がフッ硝酸である請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子と電気的に接続された電気配線層と、前記電気配線層上に設けられ、外部との電気的な接続を行うための接続端子と、前記接続端子と前記電気配線層との間の拡散防止層と、を備えた基板と、
前記基板上に設けられた、液体の流路を形成する樹脂を含む流路形成部材と、
前記流路形成部材と前記基板との間に設けられた中間層と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記拡散防止層を構成する金属を第一の金属、前記接続端子を構成する金属を第二の金属としたとき、前記第一の金属は、前記第一の金属のＨ２Ｏ系の電位−ｐＨ図において、前記第一の金属と前記第二の金属との標準電極電位の差の電位において、ｐＨが１以上１４以下の範囲の領域で不動態域又は不感域であることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記第二の金属が、Ｐｄ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ｔａ及びＰｔから選択されるいずれかの金属である請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第二の金属が、Ｐｄ、Ｎｂ、及びＲｈから選択されるいずれかの金属である請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第一の金属がＡｕである請求項６〜８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
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