KR100815664B1 - 액체 토출 헤드 제조 방법 - Google Patents

Abstract

액체를 토출하기 위해 이용되는 에너지를 발생시키는 에너지 발생 소자, 상기 액체를 토출하는 토출구, 및 상기 액체를 상기 토출구로 공급하는 유로를 포함하는 액체토출 헤드의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은, 유로를 형성하기 위해, 차광막 패턴이 사이에 배치된 복수의 적층된 네거티브 감광성 수지층을 포함하는 적층물을, 에너지 발생 소자를 가진 기판 상에 형성하는 단계, 적층물 내에서 네거티브 감광성 수지층들의 유로를 구성하는 부재(member)가 될 부분을 노광하는 단계, 및 적층물 내의 상기 네거티브 감광성 수지층들의 미노광 부분을 제거하는 단계를 포함한다.

토출, 헤드, 유로, 차광막, 패턴, 적층물, 노광, 네거티브 감광성 수지층

Description

액체 토출 헤드 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING LIQUID DISCHARGE HEAD}

도 1a 내지 도 1g는 예시적인 실시예에 따라 잉크젯 기록 헤드를 제조하는 방법의 기본 단계 및 실시예 1에 따른 제조 단계들을 시계열적으로 나타내는 잉크젯 기록 헤드의 개략적인 단면도.

도 2a 내지 도 2h는 실시예 2에 따른 제조 단계들을 나타내는 잉크젯 기록 헤드의 개략적인 단면도.

도 3a 내지 도 3h는 실시예 3에 따른 제조 단계들을 나타내는 잉크젯 기록 헤드의 개략적인 단면도.

도 4a 내지 도 4e는 실시예 4에 따른 제조 단계들을 나타내는 잉크젯 기록 헤드의 개략적인 단면도.

도 5a 내지 도 5g는 실시예 5에 따른 제조 단계들을 나타내는 잉크젯 기록 헤드의 개략적인 단면도.

도 6은 예시적인 실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조된 잉크젯 기록 헤드의 사시도.

도 7은 예시적인 실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조된 잉크젯 기록 헤드 를 탑재한(incorpoating) 잉크젯 기록 헤드 카트리지를 도시하는 도면.

도 8은 잉크젯 기록 헤드를 탑재 가능한 잉크젯 기록 장치의 전형적인 예를 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 에너지 발생 소자

2: 기판

3: 감광성 재료층

4: 차광막 층

5: 차광막 패턴

6: 네거티브 감광성 재료층

7: 토출구 마스크

12: 잉크 유로

13: 토출구

14: 적층된 네거티브 감광성 수지층들의 적층물

본 발명은 액체를 토출하는 액체 토출 헤드를 제조하는 방법에 대한 것으로, 구체적으로는 잉크젯 기록 헤드의 제조 방법에 관한 것이다.

액체를 토출하는 액체 토출 헤드를 이용하는 방법으로써, 잉크젯 기록 방법 이 알려져 있다.

잉크젯 기록 방식에서 적용되는 잉크젯 기록 헤드는 일반적으로 정밀한 기록액 토출구(recording liquid discharge opening), 액체가 흐를 수 있게 하는 액체 유로(channel), 및 액체 유로의 일부에 설치되는 액체 토출 에너지 발생 소자를 갖는다. 종래에 이러한 잉크젯 기록 헤드를 제조하는 방법에 대한 예로는 다음과 같은 것이 알려져 있다.

미국 특허 제5,331,344호에 개시되는 제조 방법에 따르면, 잉크 유로가 형성되는 제1 감광성(photosensitive) 재료층을 형성하고, 그 다음에 마스크를 이용하여 제1 감광성 재료층 상에 잉크 유로 형성을 위한 제1 패턴 노광을 수행한 후, 제1 감광성 재료층의 감광 스펙트럼 영역과는 다른 감광 스펙트럼 영역을 갖는 제2 감광성 재료층을 제1 감광성 재료층 위에 형성하고, 그 다음에 잉크 유로 형성을 위해 제1 패턴 노광에 사용된 광과는 다른 파장을 갖는 광을 이용해 제2 감광성 재료층 위에 토출구 형성을 위한 제2 패턴 노광을 행함으로써 잉크 기록 헤드가 제조된다.

미국 특허 제6,447,102호와 제6,520,627호에 개시된 다른 방법에 따르면, 잉크젯 기록 헤드는 염료의 작용에 의해 얻어지는 감도의 차이를 가지는 두 재료를 적층하고, 다양한 조도의 광을 조사함으로써 제조된다.

보다 구체적으로, 염료를 첨가하여 느린 가교속도(cross-linking rate)와 낮은 감도를 갖는 네거티브 레지스트(negative resist) 하층을 기판 위에 형성하고, 염료를 첨가하지 않은 높은 감도를 갖는 네거티브 레지스트 상층을 네거티브 레지 스트 하층 위에 형성한다. 그 후에, 네거티브 레지스트 상층과 하층에 잉크 유로 벽을 형성하기 위한 제1 패턴 노광을 하고, 네거티브 레지스트 상층에는 토출구 형성을 위한 제2 패턴 노광을 한다. 마지막으로, 현상을 행하고, 미가교부를 제거하여 잉크 유로와 토출구 패턴을 형성한다.

그러나, 이전의 제조 방식에서는, 제1 감광성 재료층 위에 제2 감광성 재료층을 형성하는데 스핀 코팅이 사용되었기 때문에, 제1 감광성 재료층의 미노광 부분은 제2 감광성 재료층이 용해되는 용매 속으로 용해될 수 있었다.

또한, 미국 특허 제6,447,102호와 제6,520,627호에 개시된 후자의 제조 방법에 따르면 상층과 하층 레지스트들 간의 광의 감도 차이가 불충분할 수 있다.

어느 쪽 방식에서도, 현상액을 이용하여 현상할 때, 현상액에 대해 용해 가능한 영역과 용해 가능하지 않은 영역 간의 경계가 불분명할 수 있다. 따라서, 현상은 현상액의 농도변화에 의한 영향을 받기 쉽고, 그 결과 토출구가 형성되는 오리피스 플레이트(orifice plate)의 두께가 크게 변화할 수 있다. 이로 인해 매우 정밀한 잉크 유로를 가진 잉크젯 기록 헤드를 높은 수율을 갖게 제조할 수 없다.

본 발명은 매우 정밀한 잉크 유로를 가진 잉크젯 기록 헤드를 높은 수율로 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 양상에 따르면, 액체 토출을 촉진시키는 에너지를 발생시키도록 하는 에너지 발생 소자, 액체를 토출하도록 구성된 토출구, 및 토출구에 액체를 공급하는 유로를 포함하는 액체 토출 헤드를 제조하는 방법이 제공된다. 본 방법은 유로를 형성하기 위한 차광막 패턴이 사이에 배치된 복수의 적층된 네거티브 감광성 수지층을 포함하는 적층물을 상기 에너지 발생 소자가 형성된 기판 상에 형성하는 단계; 상기 적층물에서 네거티브 감광성 수지층들의 유로를 구성하는 부재가 될 부분을 토출구 마스크를 사용하여 노광하는 단계; 및 상기 적층물 내의 네거티브 감광성 수지층들의 미노광 부분을 제거하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 특징들은 첨부된 도면들을 참조하여 예시적인 실시예에 대한 이하의 설명을 통하여 분명해질 것이다.

도면들을 참조하여 예시적인 실시예를 아래에 설명한다.

이하의 설명에서는, 본 발명의 적용예로서 잉크젯 기록 방법을 설명하였지만, 본 발명의 적용예는 이것에 한정되지 않는다.

본 발명이 적용될 수 있는 잉크젯 기록 헤드 및 잉크젯 기록 헤드를 탑재한 잉크젯 카트리지가 아래에 설명된다.

도 6은 예시적인 실시예에 따른 잉크젯 기록 헤드의 개략적인 사시도이다.

예시적인 실시예에서, 잉크젯 기록 헤드는 소정의 피치(pitch)로 2열로 배열된 잉크 토출 압력 발생 소자들(잉크 토출 에너지 소자들)(601)을 가진 실리콘 기판(602)을 포함한다. 실리콘 기판(602)은 2열의 잉크 토출 압력 발생 소자(601) 사이에 위치한 잉크 공급구(603)를 포함한다. 잉크 공급구(603)는 실리콘을 이방성 에칭함으로써 형성될 수 있다. 실리콘 기판(602) 상에, 상방으로 개구되고 잉크 토출 압력 발생 소자들(601)에 각각 대응하는 토출구(605) 및 잉크 공급구(603) 로부터 토출구(605)까지를 연결하는 개별 잉크 유로들이 잉크 유로 벽 형성 부재(ink channel wall forming member)(604)에 의해 정의된다.

잉크젯 기록 헤드는 잉크 공급구(603)가 형성되는 면이 기록 매체의 기록 면과 마주 보도록 배치된다. 잉크젯 기록 헤드는, 잉크 공급구(603)를 통해 잉크 유로들에 채워진 잉크에, 잉크 토출 압력 발생 소자(601)에서 발생하는 압력을 가함으로써, 토출구(605)로부터 잉크 액적들(droplets)을 토출한다. 상기 잉크 액적들을 기록 매체로 전사함으로써 기록이 행해진다.

잉크젯 기록 헤드는 프린터, 복사기, 팩스기, 프린터부를 갖는 워드프로세서, 및 각종 처리 장치들과 조합된 산업상의 기록 장치와 같은 장치에 탑재될 수 있다.

예시적인 실시예에 따른 잉크젯 기록 헤드의 제조 방법에 의해 잉크 유로를 제조하는 단계들이 도 1a 내지 도 1g를 참조하여 설명된다. 도 1a 내지 도 1g는 도 6의 A-A' 선을 따라 취한 단면도를 나타낸다.

도 1a에 도시한 바와 같이, 발열 저항체(에너지 발생 소자)(1)를 갖춘 기판(2) 상에 제1 감광성 재료층(3)을 형성한다. 제1 감광성 재료층(3)의 감광 재료의 예로는 에폭시 수지와 폴리마이드 수지가 있다. 다음으로, 도 1b에 도시한 바와 같이, 제1 감광성 재료층(3) 상에, 차광막 층(4)을 형성한다. 차광막 층(4)의 재료로는 조사 에너지를 차단할 수 있도록 하는 금속 재료(예를 들어, 크롬, 티타늄, 및/또는 니켈) 및/또는 염료를 함유한 포토레지스트가 사용될 수 있다. 입사된 자외선 혹은 X-선을 반사 및/또는 흡수함으로써 차광막 층(4)은 광선의 에너지 를 차단한다. 차광막 층(4)은 조사광을 충분히 차단할 수 있어서, 그 막 두께를 얇게 할 수 있다. 따라서, 패터닝(patterning)을 정밀하게 행할 수 있다.

다음으로, 도 1c에 도시한 바와 같이, 마스크(19)를 이용하여 차광막 층(4)을 패터닝하여, 차광막 패턴(5)을 형성한다(도 1d).

차광막 층(4)을 금속성 재료로부터 형성하는 경우에는, 높은 에칭 저항성을 가진 레지스트를 마스크로 사용하여, 드라이 에칭 공정에 의해 패터닝을 행할 수 있다. 염료를 넣은 포토레지스트의 경우에는, 포토리소그라피(photolithography) 공정에 의해 패터닝을 행할 수 있다. 본 설명에서는, 염료를 넣은 포토레지스트를 사용하는 경우를 설명한다.

또한, 도 1e에 도시한 바와 같이, 차광막 패턴(5) 상에, 노즐 벽(nozzle wall)이 형성될 네거티브 감광성 재료층(6)을 형성한다.

노즐 벽이 형성될 네거티브 감광성 재료층(6)의 재료 구성은, 잉크 유로가 형성되는 제1 감광성 재료층(3)의 재료 구성과 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 또한, 필요한 경우, 다른 특성을 갖는 재료들이 사용될 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 네거티브 감광성 재료층(6) 및 제1 감광성 재료층(3) 중 하나는 패턴 노광에 사용되는 광에 대해 높은 감도를 가지는 반면, 다른 하나는 낮은 감도를 가질 수 있다. 층들 간의 감도를 달리하는 예시적 방법으로는 염료의 추가를 들 수 있다.

전술한 절차를 통하여, 차광막 패턴이 사이에 배치된 적층된 네거티브 감광성 수지층들의 적층물(14)이 기판(2) 상에 형성된다.

다음으로, 도 1f에 도시한 바와 같이, 토출구 패턴을 갖는 포토마스크(7)를 이용하여 적층물(14)에 노광을 행하여, 노즐 벽이 형성될 네거티브 감광성 재료층(6)이 노광부(8)와 미노광부(9)를 갖도록 한다. 이때, 차광막 패턴(5)이 조사광을 차단하기 때문에, 제1 감광성 재료층(3) 내의 차광 패턴이 배치되지 않은 부분(10)이 노광된다. 반대로, 제1 감광성 재료층(3) 내의 차광막 패턴(5) 및 토출구 마스크(7) 바로 밑에 위치한 부분(11)은 노광되지 않는다.

다음으로, 현상을 수행한다. 도 1f에 도시한 미노광부들(9, 11)이 용출되어 토출구(13) 및 잉크 유로(12)가 형성되고, 도 1g에 도시한 바와 같이, 노즐의 형성이 완료된다.

차광막 패턴(5)의 배열이 토출구 마스크(7)와 정밀도 있게 되어 있으면, 차광막 패턴(5)을 남길 수도 있다.

차광막 층이 포토레지스트인 경우에는, 포토레지스트의 종류에 따라 미노광부들(9, 11)의 현상 중에 차광막 패턴(5)을 제거할 수 있다.

정렬의 정밀도 요구를 완화시키기 위해, 차광막 패턴이 토출구 하부에서 개구하고 있지 않거나 차광막 패턴이 토출구의 하부까지 연장되도록 형성된 경우에는, 그 결과 잉크 토출이 영향을 받는다면, 차광막의 제거가 필요하다. 이 경우, 드라이 에칭 등의 전용 제거 수단을 이용하여 제거할 수 있다.

예시적인 실시예에 의한 잉크젯 기록 헤드 제조 방법에 따르면, 차광막 패턴은 노즐 벽이 형성되는 경화부(cured portion)와 제거되어야 할 미노광부가 서로 명확히 구별되도록 해주고, 따라서 현상이 현상액의 농도 변화에 실질적으로 영향 을 받지 않게 한다.

차광막 층은 잉크 유로가 형성되는 감광성 재료층과 밀착하고 있기 때문에, 광학 이미지의 형성 시에 막의 두께 방향으로의 회절의 영향이 감소된다. 직각의 형태들이 유지될 수 있고, 패터닝의 정확도가 향상될 수 있으며, 노즐 형태의 자유도가 증가할 수 있다.

차광막이 네거티브 감광성 재료로 형성되는 경우, 잉크 유로 벽이 형성되는 네거티브 감광성 재료는 차광막 패턴을 형성하기 위한 노광에 이용되는 파장을 가진 광에 감광되지 않을 수 있다. 즉, 차광막 층의 재료를 노광시키는데 사용되는 광의 파장은 잉크 유로가 형성되는 층의 재료를 노광시키는데 사용되는 노광의 파장과 다를 수 있다. 예시적인 재료들의 조합의 예로는, 잉크 유로 벽과 노즐 벽을 형성하는 네거티브 광감성 재료료서 원자외선(far-ultraviolet rays)으로 노광되는 에폭시 수지와, 차광막 층의 재료로서 퀴논디아지드계(quinone diazide) 감광성 수지의 조합을 들 수 있다.

이 경우, 에폭시 수지는 원자외선 영역에서 감도를 갖지만, 퀴논디아지드계 감광성 수지는 원자외선을 흡수하기 때문에, 감광성 수지는 차광막 층으로서 기능한다. 또한, 퀴논디아지드계 레지스트는 에폭시 수지가 감도를 갖지 않는 g-선 또는 i-선 조사에 노광되어 패터닝 될 수 있다. 따라서, 잉크 유로 벽을 형성하는 감광성 재료가 차광막 패턴의 형성 시에 노광되는 것을 피할 수 있다.

둘 이상의 단차를 갖는 잉크 유로의 경우에는, 잉크 유로 벽이 형성되는 네거티브 감광성 재료 층과 차광막 층을 단순히 반복해서 적층한다. 따라서, 재료를 추가하는 것에 기인한 제조 단계에서의 복잡성은 발생하지 않는다. 그 결과, 간단한 방법으로 토출 품질이 향상될 수 있다.

도 7은, 도 6에 도시한 잉크젯 기록 헤드를 탑재한 잉크젯 카트리지의 전형적 예시를 보여주는 사시도이다. 잉크젯 카트리지(700)는 전술한 구조를 갖는 잉크젯 기록 헤드(800) 및 잉크젯 기록 헤드(800)에 공급하기 위한 잉크를 수용하는 수용부(900)를 포함하며, 잉크젯 기록 헤드(800)가 잉크 수용부(900)와 일체가 되도록 한다. 대안으로, 잉크젯 기록 헤드(800)와 잉크 수용부(900)를 분리하여 형성할 수도 있고, 잉크 수용부(900)를 제거할 수도 있다.

전술한 카트리지 타입의 기록 헤드를 탑재할 수 있는 액체 토출 기록 장치를 이하에 설명한다. 도 8은 예시적인 실시예에 따른 액체 토출 헤드를 탑재한 잉크젯 기록 장치의 전형적인 예를 보여준다.

도 8에 도시한 기록 장치에서, 도 7에 도시한 잉크젯 카트리지(700)는 캐리지(carriage)(102)에 위치하고 교환 가능하도록 탑재된다. 캐리지(102)에는 잉크젯 카트리지(700) 상의 외부 신호 입력 단자를 통해 각 토출부에 구동 신호 및 그외의 신호들을 전송하는 접속부가 설치된다.

캐리지(102)는, 주 주사(main scanning) 방향으로 연장되고 장치의 본체에 탑재된 가이드샤프트(guide shaft)(103)를 따라 왕복 이동 가능하도록 지지되어 있다. 캐리지(102)는 주 주사 모터(104)에 의해, 모터 풀리(pulley)(105), 종동 풀리(driven pulley)(106), 및 타이밍 벨트(107)를 포함하는 구동 메카니즘을 통하여 구동되고, 그로 인해 캐리지의 위치 및 이동이 제어된다. 캐리지(102)에는 홈 위 치(home position) 센서(130)가 설치된다. 따라서, 캐리지(102) 상의 홈 위치 센서(130)가 차폐 판(138)을 지나칠 때 위치가 감지될 수 있다.

공급 모터(135)에 의해 기어를 통하여 픽업 롤러(131)를 회전시킴으로써 기록 매체(108)(예를 들면, 인쇄 용지 또는 플라스틱 박판)가 자동 용지 공급 장치(ASF)(132) 내의 기록 매체 더미로부터 분리된다. 또한, 기록 매체(108)는 잉크젯 카트리지(700)의 토출구 표면을 마주 보는 위치(프린트부)까지 이동되고, 반송 롤러(109)의 회전에 의해 반송된다(수직 주사됨). 반송 롤러(109)의 회전은 LF 모터(134)에 의해 기어를 통해 이루어진다. 이 때, 기록 매체(108)가 공급되었는지의 여부에 대한 판정 및 공급된 용지의 첫 머리의 위치 결정은 기록 매체(108)가 페이퍼 엔드 센서(paper end sensor)(133)를 통과할 때 행해진다. 페이퍼 엔드 센서(133)는 기록 매체(108)의 후단의 실제적인 위치를 정하고, 정해진 후단의 실제적인 위치에 기초하여 현재의 기록 위치를 산출하는 데도 사용된다.

기록 매체(108)의 뒷면은 기록 매체(108)의 프린트면이 프린트부에서 평평하도록 플레이튼(platen)(도시하지 않음)에 의해 지지된다. 캐리지(102) 상에 탑재된 잉크젯 카트리지(700)는 그 토출구면이 캐리지(102)로부터 하방으로 돌출하고 두 세트의 반송 롤러들 사이에서 기록매체와 평행하게 되도록 유지되어 있다.

잉크젯 카트리지(700)는 토출부의 토출구가 캐리지(102)의 주사 방향과 교차하는 방향으로 배열되도록 캐리지(102) 상에 탑재되고, 토출구 열들로부터 액체를 토출함으로써 기록을 수행한다.

본 발명은 아래의 실시예들을 참조하여 더 설명된다.

실시예 1

도 1a 내지 도 1g를 참조하여 제1 실시예를 설명한다.

우선, 에너지를 발생시켜 잉크 액적을 토출하는 에너지 발생 소자(1) 및 드라이버와 논리 회로를 가진 실리콘 기판(2)을 준비한다.

다음으로, 실리콘 기판(2) 상에 아래에 기술한 조성 1을 가진 복합물 1을 평탄한 영역 상의 막 두께가 약 12㎛가 되도록 스핀 코팅(spin coating)에 의해서 도포하고, 코팅된 기판을 (핫 플레이트로) 약 100℃에서 약 2분간 베이킹하여, 제1 감광성 재료층(3)을 형성한다(도 1a).

(단위 "pts. wt."는 중량부를 나타냄.)

다음으로, OFPR 막 (동경 오오카 코교사 제품)을 스핀 코팅에 의해 결과적인 막의 두께가 약 0.5㎛가 되도록 처리될 기판 상에 도포하고, 그 다음에 기판을 핫 플레이트로 베이킹하여 차광막 층(4)을 형성한다(도 1b).

다음으로, 도 1c에 도시한 바와 같이, 노광기 FPA-3000iW(캐논 제품)와 마스크(19)를 이용하여 약 200 J/m²의 노광 량(dose)으로 약 365nm 파장의 광으로 패턴 노광을 행한다. 패턴 노광 후, 현상을 수행하여 차광막 패턴(5)을 형성한다(도 1d).

다음으로, 평탄 영역의 두께가 약 10㎛가 되도록 스핀 코팅에 의해 제1 감광성 재료층(3)과 차광막 패턴(5) 상에 복합물 1을 도포하고, 그 다음에 피복된 기판을 약 100℃에서 약 2분간 베이킹하여, 제2 감광성 재료층(6)을 형성한다(도 1e).

다음으로, 노광기 FPA-3000GMR(캐논 제품)과 토출구 마스크(7)를 이용하여 약 500 J/m²의 노광 량을 갖는 약 248nm 파장의 광으로 노광을 행한다(도 1f). 이 단계에서, OFPR로부터 형성된 차광막 패턴(5)이 약 248nm 파장을 갖는 광을 흡수하기 때문에, 차광막 패턴(5) 하부에 위치하고 제1 감광성 재료층(3) 내에 있으며, 잉크 유로가 형성되는 부분(11)은 노광을 피할 수 있다.

다음으로, 적층물은 약 90℃에서 약 3분간 베이킹되고, 이후에 메틸 이소부틸 케톤으로 현상하여, 미노광부들(11, 9)을 완전히 제거한다. 그 결과, 토출구(13)와 잉크 유로(12)가 형성된다(도 1g). 본 실시예에서 Φ10㎛의 토출구 패턴이 형성된다. 마지막으로, 잉크 공급을 위한 개구 패턴(도시하지 않음)을 형성하고, 에너지 발생 소자(발열 저항체)(1)를 구동하기 위한 전기적 접합을 행하여 잉크 기록 헤드의 제조를 완료한다.

실시예 2

도 2a 내지 도 2h를 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. 제2 실시예로써, 유로를 형성하는 단계에서 차광막을 제거하는 제조 방법을 설명한다.

본 예에서, 차광막이 최종적으로 제거되기 때문에, 차광막 패턴은 토출구 마스크에 의해 차폐된 영역, 즉, 토출구가 형성되는 부분의 유로와 인접한 단부 영역으로 연장될 수 있다. 이에 의해, 토출구 패터닝을 위한 노광이 수행되는 중에 차광막 패턴과 토출구 마스크의 위치를 정렬을 행할 수 있다.

우선, 실시예 1에서와 같이, 스핀 코팅에 의해 복합물 1을 기판(2) 상에 도포하여, 제1 감광성 재료층(21)을 형성한다(도 2a).

다음으로, 처리될 기판 상에, 크롬을 함유한 금속막(22)을 스퍼터법에 의해(by sputtering) 차광막 층으로써 형성한다(도 2b).

다음으로, 도 2c에서 도시한 바와 같이, 금속막 층(22) 위에 레지스트 패턴(18)을 포토리소그라피에 의해 형성한다. 이후, 차광막 패턴(23)을 드라이 에칭에 의해 형성한다(도 2d).

다음으로, 복합물 1을 스핀 코팅에 의해 금속막 층(22)과 차광막 패턴(23) 상에 도포하여, 제2 감광성 재료층(24)을 형성한다(도 2e).

다음으로, MPA-600 Super(캐논 제품)와 토출구 마스크(25)를 이용하여 약 1000mJ/cm²의 노광량으로 노광을 행한다. 이 때, 차광막 패턴(23)에는, 토출구 마스크(25)가 기판에 대해 투영되는 영역 내에 포함된 부분(23b)과 상기 투영된 영역 내에 포함되지 않는 부분(23a)이 존재한다(도 2f). 토출구 마스크(25)의 위치가 어긋나더라도, 부분(23b) 내에 있는 동안은 유로가 형성될 부분(28)은 노광되지 않는다.

다음으로, 적층물을 핫 플레이트로 베이킹하고, 그 다음에 메틸 이소부틸 케톤을 이용하여 현상하여, 잉크 토출구(29)와 잉크 유로(30)를 형성한다(도 2g).

다음으로, 차광막 패턴(23)을 전용 제거제에 침지함으로써 제거한다(도 2h).

마지막으로, 실시예 1에서와 동일한 최종 공정을 행하여, 잉크젯 기록 헤드의 형성을 완료한다.

실시예 3

도 3a 내지 도 3h를 참조하여 본 발명의 제3 실시예를 설명한다. 제3 실시예로서, 토출구가 형성되는 부분 내의 유로에 인접한 단부 영역에 대응하는 영역이 개구되지 않는 차광막 패턴을 이용하는 제조 방법이 설명된다.

본 실시예에서 잉크 토출구가 형성될 최상층은, 토출구의 하부에 대응하는 부분의 전체에 걸쳐 평탄한 차광막이 형성되어 있기 때문에 평탄하게 적층될 수 있다.

우선, 실시예 1에서와 같이, 기판(2) 상에 제1 감광성 재료층(31)을 형성한다(도 3a).

제1 감광성 재료층(31)의 재료로써 SU8 (IBM 제품)을 사용할 수 있다.

다음으로, 처리될 기판 상에, OFPR 막(동경 오오카 코교사 제품)을 차광막 층(32)으로써 형성한다(도 3b).

다음으로, 노광기 FPA-3000iW와 마스크(17)를 이용하여 포토리소그라피 공정에 의해 차광막 패턴(33)을 형성한다(도 3c 및 도 3d). 이때, 차광막 패턴으로서, 토출구의 하부에 대응하는 영역이 개구되지 않는 패턴을 사용한다.

다음으로, SU8을 제1 감광성 재료층(31)과 차광막 패턴(33) 상에 스핀 코팅에 의해 도포하며 제2 감광성 재료층(34)을 형성한다(도 3e).

다음으로, FPA-3000GMR과 토출구 마스크(35)를 이용하여 300mJ/cm²의 노광량으로 노광을 행한다(도 3f). 노광 후에 적층물을 핫 플레이트로 베이킹하고, SU8 현상기를 사용하여 현상을 행하여, 감광성 재료층 내에서 노즐 벽이 형성될 미노광부를 제거하고, 따라서 잉크 토출구(38)를 형성한다(도 3g).

다음으로, 차광막 패턴(33)을 전용 제거 수단을 이용해 제거하고, 그 다음에 감광성 재료층 내에서 잉크 유로 벽이 형성될 미노광부를 제거하여, 잉크 유로(39)를 형성한다(도 3h).

마지막으로, 실시예 1에서와 동일한 최종 공정을 행하여, 잉크젯 기록 헤드의 형성을 완료한다.

실시예 4

도 4a 내지 도 4e를 참조하여 본 발명의 제4 실시예를 설명한다. 제4 실시예로서, 2개의 단(stage)을 갖는 잉크 유로를 포함하는 잉크젯 기록 헤드를 제조하는 방법을 설명한다. 이 실시예를 적용함으로써 복잡한 모양을 갖는 잉크 유로를 형성할 수 있다.

우선, 실시예 1에서와 같이, 스핀 코팅에 의해 기판(2) 상에 복합물 1을 도포하여, 제1 감광성 재료층(41)을 약 12㎛의 두께를 갖도록 형성한다.

다음으로, 처리될 기판 상에, 제1 차광막 층을 실시예 1에서와 동일한 방법 으로 형성하고, 제1 차광막 패턴(42)을 포토리소그라피에 의해 형성한다(도 4a).

다음으로, 스핀 코팅에 의해 제1 감광성 재료층(41)과 제1 차광막 패턴(42) 상에 복합물 1을 도포하여, 제2 감광성 재료층(43)을 약 4㎛의 두께를 갖도록 형성한다(도 4b).

다음으로, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 제2 차광막 층을 형성하고, 그 다음에 패터닝에 의해 제2 차광막 패턴(45)을 형성한다.

다음으로, 스핀 코팅에 의해 적층물 상에 복합물 1을 도포하여, 제3 감광성 재료층을 약 6㎛의 두께를 갖도록 형성한다(도 4c).

다음으로, FPA-3000GMR과 토출구 마스크(46)를 이용하여 노광을 수행한다(도 4d). 노광 후에, 적층물을 핫 플레이트로 베이킹하고, 그 다음에 메틸 이소부틸 케톤을 사용하여 현상하여, 잉크젯 토출구(55)와 잉크 유로(56)를 형성한다(도 4e).

마지막으로, 실시예 1에서와 동일한 최종 공정을 행하여, 잉크젯 기록 헤드의 형성을 완료한다.

실시예 5

도 5a 내지 도 5g를 참조하여 본 발명의 제5 실시예를 설명한다. 제5 실시예로써, 기판 상에 적층된 복수의 감광성 재료층들이 상이한 특성을 나타내는 경우를 설명한다.

우선, 본 실시예에서는 감광성 재료들로서 다음의 재료들을 준비한다.

감광성 재료 A: SU8(IBM사 제품)

감광성 재료 B: 감광성 재료 A에 염료를 첨가함으로써 감광성 재료 A에 비해 낮은 감도를 나타내는 재료.

다음으로, 실시예 1에서와 같이, 기판(2) 상에, 감광성 재료 A를 이용하여 제1 감광성 재료층(61)을 형성한다(도 5a).

다음으로, 처리될 기판 상에, 차광막 층(62)으로서 OFPR 막(동경 오오카 코교사 제품)을 형성한다(도 5b).

다음으로, 차광막 패턴(63)을 실시예 3에서와 동일한 방법으로 형성한다(도 5c).

다음으로, 스핀 코팅에 의해 제1 감광성 재료층(61)과 차광막 층(62) 상에 감광성 재료 B를 도포함으로써 제2 감광성 재료층(64)을 형성한다(도 5d).

다음으로, 도 5e에 도시한 바와 같이, FPA-3000iW(캐논 제품)와 마스크(65)를 사용해 약 300mJ/cm²의 노광량으로 패턴 노광을 수행한다. 패턴 노광 후에, 적층물을 핫 플레이트로 베이킹하고, SU8 현상제를 이용하여 현상을 하고, 제2 감광성 재료층의 미노광부를 제거하여, 잉크 토출구(68)를 형성한다(도 5f).

다음으로, 차광막 패턴(63)을 전용 제거 수단으로 제거한다. 제거 후에, 제1 감광성 재료층의 미노광부가 제거되어 잉크 유로(69)가 형성된다(도 5g).

마지막으로, 실시예 1에서와 동일한 최종 공정을 행하여, 잉크젯 기록 헤드의 형성을 완료한다.

상술한 실시예 1 내지 5의 각각에 기술된 제조 방법을 사용하여 제조된 잉크젯 기록 헤드를 탑재한 기록 장치에서의 토출 및 기록에 대한 평가를 한 결과 양호한 화상 기록을 보여주었다.

본 발명은 예시적인 실시예들을 참조하여 기술되었지만, 본 발명은 예시된 실시예들에 한정되는 것은 아님을 이해해야 한다. 다음의 특허청구범위의 범위는 모든 변경, 등가 구조 및 기능들을 포함할 수 있도록 최대한 넓게 해석되어야 한다.

Claims (13)

1. 액체를 토출하는 것을 촉진시키는 에너지를 발생시키도록 구성된 에너지 발생 소자, 상기 액체를 토출하도록 구성된 토출구, 및 상기 토출구에 상기 액체를 공급하는 유로를 포함하는 액체 토출 헤드의 제조 방법으로서,

   상기 유로를 형성하기 위한 차광막 패턴이 사이에 배치된 복수의 적층된 네거티브 감광성 수지층들을 포함하는 적층물을 상기 에너지 발생 소자가 형성된 기판 상에 형성하는 단계 - 복수의 적층된 네거티브 감광성 수지층들은, 사이에 배치된 차광막 패턴 이외의 부분에서, 중첩하는 층끼리 접촉하고 있음 - ;

   상기 적층물에서 상기 네거티브 감광성 수지층들의 상기 토출구 및 상기 유로를 구성하는 부재가 될 부분을 토출구 마스크를 이용하여 일괄하여 노광하는 단계; 및

   상기 적층물 내의 상기 네거티브 감광성 수지층들의 미노광부를 제거하는 단계

   를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기판 상에 상기 적층물을 형성하는 단계는,

   상기 기판 상에 제1 네거티브 감광성 수지층을 형성하는 단계;

   상기 제1 네거티브 감광성 수지층 상에 차광막 형성 재료를 적층하는 단계;

   상기 차광막 형성 재료를 패터닝하여 상기 차광막 패턴을 형성하는 단계; 및

   상기 제1 네거티브 감광성 수지층 및 상기 차광막 패턴 상에 제2 네거티브 감광성 수지층을 형성하는 단계

   를 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 적층물 내의 상기 복수의 네거티브 감광성 수지층들은 적어도 3층의 네거티브 감광성 수지층들을 포함하는 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 네거티브 감광성 수지층들은 동일한 조성을 갖는 수지로 형성되는 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 네거티브 감광성 수지층들은 에폭시기를 함유하는 에폭시 수지로 형성되는 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 적층물 내의 상기 네거티브 감광성 수지층들의 상기 미노광부를 제거하는 상기 단계 후에 상기 차광막 패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
7. 제1항에 있어서,

   상기 적층물 내의 상기 네거티브 감광성 수지층들의 상기 미노광부를 제거하는 상기 단계와 동시에 상기 차광막 패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
8. 제1항에 있어서,

   상기 노광 단계는, 상기 차광막 패턴이 상기 토출구 마스크에 의해 형성된 차광 영역 내측으로 연장되도록 노광하는 단계를 포함하는 방법.
9. 제3항에 있어서,

   상기 적층물은 서로 다른 복수의 차광막 패턴들을 포함하는 방법.
10. 제1항에 있어서,

    상기 토출구가 상기 복수의 네거티브 감광성 수지층들 중 적어도 상기 기판에 대해 최상부의 네거티브 감광성 수지층에 형성되는 방법.
11. 삭제
12. 삭제
13. 제2항에 있어서,

    차광막 형성 재료에 드라이 에칭을 행하여 차광막 패턴을 형성하는 방법.

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