TWI221122B

TWI221122B - Method of producing micro structure, method of producing liquid discharge head, and liquid discharge head by the same

Info

Publication number: TWI221122B
Application number: TW092118905A
Authority: TW
Inventors: Masahiko Kubota; Wataru Hiyama; Shoji Shiba; Hiroe Ishikura; Akihiko Okano
Original assignee: Canon Kk
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2004-09-21
Also published as: US20040131957A1; DE60335931D1; CN1475350A; JP4280574B2; KR100591654B1; JP2004046217A; EP1380425B1; TW200401714A; EP1380425A1; US6986980B2; KR20040005695A; CN1257059C

Description

1221122 ⑴ ' 玖、發明說明【發明所屬之技術領域】本發明係有關生產微結構之方法，適於生產液體噴射記錄頭（此可稱爲液體排放排放頭），用以產生用於噴墨 * 記錄方法上之小滴記錄溶液；使用此方法之液體噴射記錄頭之生產方法，及由此獲得之液體噴射記錄頭。明確言之，本發明系有關可用於生產液流徑路形狀之方法之技術，以達成高速記錄程序；及其記錄頭。 # 而且，本發明係有關生產噴墨頭之方法之一種墨水排放頭，具有改良之墨水排放特性。【先前技術】一種適應噴墨記錄方法（液體排放記錄方法）之液體排放頭，由排放記錄液體，諸如墨水執行記錄，大體包含一液流徑路，一液體排放能量產生單位形成於液流徑路之部份上，及一細記錄液體排放口（此後稱爲”孔，，）用以由液體排放能量產生單位之熱能量排放液流徑路之液體。用以生產此液體排放記錄頭之方法普通包含例如（i ) 一方法，其中，形成用以供應墨水之一通孔於元件基體上，具有加熱器用以產生熱能以排放液體，一驅動電路用以驅動此等加熱器等，液流徑路之壁由負感光光阻劑製H，及具有墨水排放口之一板由電成形或準分子雷射工作§占$ 於此；及（2 ) —方法，其中，製備與上法相同方式所形成之一元件基體，由準分子雷射形成一液流徑路及—墨7欠 -5- (2) (2)1221122 排放口於塗有黏著劑層之一樹脂薄膜（宜爲聚醯亞胺）上 ’及然後，液流徑路結構及元件基體之處理板由加熱及壓力黏合。在由上法生產之噴墨頭中，影響排放量之加熱器及排放口間之距離需儘可能短，俾能排放高品質記錄用之小液滴。爲此，需要減小液流徑路之高度，並減小排放室或用作泡沬產生室之排放口，此爲液流徑路之一部份，且與液體排放能量產生單位接觸。即是，爲能由上法生產排放頭排放小液滴，疊置於基體上之液流徑路結構需薄。然而，甚難高度精確處理薄液流徑路結構板，並黏合其於基體上〇爲解決此方法之問題，日本專利申請公報 6-45242 號發表一種噴墨頭生產方法（此後簡稱爲”製圖方法”），其中，液流徑路之圖案由感光材料形成於具有液體排放能量產生元件之基體上，一塗敷樹脂層塗敷於基體上，以塗覆該圖案，與液流徑路圖案連通之一墨水排放口形成於塗敷之樹脂層上，及然後移去圖案中所用之感光材料。在此排放頭生產方法中，自移除方便之觀點言之，感光材料爲正光阻劑。而且，依據此方法，由於應用半導體之照相製版技術，故可執行非常高精確度之細微工作，以形成液流徑路，排放口等。然而，在適應此半導體生產方法之方法中，在液流徑路及排放口附近之區域之形狀改變基本上限於與元件基體平行之二維方向上之改變。換言之，由於液流徑路及排放口之圖案爲感光材料所製，故感光材料層不 -6 - (3)1221122 能部份成多層。故此，不能獲得具有對液流徑在高度方向上改變之所需圖案（即是，在元件方向上之形狀大致相同具受限制）。結果此成徑路，以實施高速之穩定排放上之一阻礙。日本專利申請公報1 〇 - 2 9 1 3 1 7號發表一種路之形狀在三維方向，即在與元件基體平行之及在元件基體之高度方法上之改變，由部份改之準分子雷射工作中之雷射蔽罩之不透明度，膜之處理深度。雖在雷射工作中在深度方向上原則上可行，但此工作中所用之準分子雷射與用之雷射不同，而是使用於廣大之頻帶上之一，並抑制在雷射照射表面內之照射偏離，從而定之雷射照射。尤其是，在高影象品質之噴墨嘴間處理形狀之偏差所引起之排放特性之不均形成一點，故達成處理精確性之提高爲一大工而且，由於雷射工作表面上之尖細，當有圖案之情形。例如，日本專利申請公報4-2 1 6952號發，其中，第一層之負光阻劑形成於一基體上，案之一隱性影像，一第二層負光阻劑塗敷於第成所需圖案之一隱性影像僅於第二層上，及最之圖案之隱性影像顯影。在此方法中，上及下阻劑具有相互不同之敏感波長區。上及下二 UV )線敏感，或上負光阻層對紫外線敏感，路等之圖案基體之高度爲設計液流實施液流徑平面間方向變液流徑路控制樹脂薄之此控制在半導體曝光局売度雷射難以實施穩頭，由排放勻在影像上作。不能製造細表一種方法形成所需圖一層上，形後上及下層二層之負光層對紫外（及下負光阻 -7- (4) (4)1221122 層對電離輻射，諸如深 UV，電子束，X射線等敏感。依據此方法，由使用各具不同敏感波長區之上及下二層之負光阻劑，可在基體之高度方向上及基體之平行方向上形成改變形狀之圖案隱性影像。故此，本發明者等硏究日本專利申請公報4-2 1 6952 號中所發表之技術之應用於上述圖案形成方法，並認爲，如應用日本專利申請公報4 - 2 1 6 9 5 2號之技術於形成圖案形成方法中之液流徑路之圖案中，可局部改變構成液流徑路圖案之正光阻劑之高度。實際上，經圖試使用鹼顯影正光阻劑（包含鹼可溶樹脂（Νονοί ak樹脂或聚乙基酚）及萘醌二疊氮衍生物）爲可溶解，可移除，及對 UV敏感之光阻劑；聚甲基異丙基酮（PMIPK)作爲對電離輻射敏感之光阻劑；而且，形成具有不同圖案之上及下層於基體上，如發表於日本專利申請公報4-2 1 6952號。然而，此鹼基顯影正光阻劑不適用於二層之圖案形成，因爲此在 PMIPK之影影溶液中即時溶化。爲此，本發明集中於找出上及下層之正感光樣料之組合，能在圖案形成方法中形成在基體之高度方向上改變形狀之圖案。【發明內容】本發明設計考慮先前技術之問題，且故此，本發明之一目的在提供一種微結構之生產方法，可用以生產液體排 -8- (5) (5)1221122 放頭，此檟格低，精確，及高度可靠。本發明之另一目的在提供一種生產液體排放頭之方法，使用以上微結構生產方法’及由此所獲得之液體排放頭〇本發明之又另一'目的在提供一*種生產創新之彳仅體排放頭之方法，具有精細處理之液流徑路’具有高度精確及良好產出。本發明之又另一目的在提供一種生產創新之液體排放頭之方法，此與記錄溶液相互影響小，且機械強度或化學抵抗力優良。明確言之，本發明係有關生產液流徑路形狀及其排放頭之方法，能由最佳化液流徑路之三維形狀及抑制彎月面之掁動，以高速再充墨水。本發明之另一目的在提供一種生產創新之液體排放頭之方法，此經精細處理，具有高精確度及良好產出。本發明之又另一目的在提供一種生產創新之液體排放頭之方法，此與記錄溶液相互影響小，且機械強度或化學抵抗力優良。爲達成以上目的，本發明先實際完成一生產方法，用以形成三維形狀之液流徑路（在使用墨水之情形，稱爲墨流徑路），具有高精確度，並提供良好液流徑路形狀，此可由該生產方法達成。即是，本發明包含各別發明。在本發明之微結構之生產方法之第一方面，提供一種 -9- (6) (6)1221122 生產基體上微結構之方法，此包括步驟：形成一第一正感光材料層於基體上，用以由第一波長帶之電離輻射感光於交聯狀態中，並由熱處理此正感光材料層，形成交聯之正感光材料層所構成之一下層；形成由第二正感光材料構成之一上層於下層上，俾由第二波長帶之電離輻射感光，從而獲得二層之結構；由照射第二波長帶之電離輻射於二層結構之上層之一預定部份，並顯影處理移去上層之僅照射部份，形成具有所需圖案之上層；及由照射第一波長帶之電離輻射於由上層所形成之圖案之所曝露之下層之一預定部份，並執行顯影處理，形成下層爲所需圖案。在本發明之液體排放頭生產方法之第一方面，提供一種液體排放頭之生產方法，此由形成一可除之樹脂圖案於具有液體排放能量產生元件之一基體上之一液流徑路形成部份，塗敷及硬化基體上一樹脂塗層，以塗敷該圖案’並溶解及移除該圖案，形成一液流徑路，其中，該圖案由第一方面之微結構生產方法形成。在本發明之微結構生產方法之一第二方面’提供一種生產基體上微結構之方法，此包括步驟：形成一第一正感光材料層於基體上，用以由第一波長帶之光感光，並由熱交聯反應，由第一正感光材料層形成一熱交聯薄膜，用以感光第一波長帶之光；形成一第二正感光材料層於第一正感光材料層上，俾由第二波長帶之光感光；由通過一蔽罩照射第二波長帶之光於由第一及第二正感光材料層所構成之基體表面上，僅反應第二感光材料層之所需區域’由 -10- (7) (7)1221122 顯影形成所需之圖案，及由加熱基體形成所需之斜坡於圖案之側壁上；由通過一蔽罩照射第一波長帶之光於由第一及第二正感光材料層所構成之基體表面上，反應第一正感光材料層之所需區域；及使用以上步驟所構成之處理，此使上及下圖条對基體不同，其中，第一及第二感光材料層爲正感光材料’及第一及第二波長帶爲電離輻射。在本發明之液體排放頭生產方法之第二方面，提供一種生產液排放頭之方法，此由形成可移去之樹脂之一圖案於具有液體排放能量產生元件之基體上之一液流徑路形成部份上，施敷並硬化一樹脂塗層於基體上，以塗覆該圖案，並溶解及移去該圖案，形成液流徑路，其中，由第二方面之微結構生產方法形成該圖案。在以上每一方面，下層之正感光材料宜爲電離輻射分解式正光阻劑，具有甲基丙烯酸酯構成主要組成份，甲基丙烯酸所構成之一熱交聯因素，及一敏感區擴大因素，宜由甲基丙烯酸，縮水甘油甲基丙烯酸酯，3 -氧亞胺-2 - 丁酮甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯腈或無水富馬酸構成，及上層之正感光樹脂材料爲電離輻射分解正光阻劑，具有聚甲基異丙基酮作爲主要組成份。在本發明之生產方法之液體排放頭中，用以捕捉灰塵之一柱形構件形成於作爲形成液流徑路之材料之液流徑路上，且此構件並不到達基體。在本發明之生產方法之液體排放頭中，公共連接至每一液流徑路之一液體供應開口形成於基體上，及在液體供 • 11 - (8) (8)1221122 應開口之中心部份上之液流徑路之高度低於在液體供應開口之開口圓周部份上之液流徑路之高度。在本發明之生產方法之液體排放頭中，在液體排放能量產生元件上之泡沬產生室宜具有凸出斷面形狀。由依本發明使用熱交聯正感光材料形成圖案之下層，可降低或克服由於顯影期間中顯影溶液所引起之圖案薄膜厚度之減小，並防止在塗敷負感光材料構成之一塗層時由溶劑所產生之一可相容層形成於介面上。而且，可減小或防止在正感光材料所構成之上層之顯影時，由顯影溶減小薄膜厚度。【實施方式】其次，詳細說明本發明之液體排放頭之生產之一例。在本發明之液體排放頭之生產中，有一優點，即排放能量產生元件（例如加熱器）及一孔（排放口）間之距離及此元件及該孔之中心間之位置偏離可非常容易設定。即是，依據本發明，可由控制二次塗敷之感光材料層之塗敷厚度，設定排放能量產生元件及該孔間之距離。而且，感光材料層之塗敷厚度可由普通薄膜塗敷技術以良好之可再生性嚴格控制。而且，排放能量產生元件及該孔可由照相製版技術以光學方法定位，且此等可以遠高於黏合液流徑路結構板於一基體（此在普通處理中公共用以生產液體排放記錄頭）上之方法之精確度定位。而且，知道聚甲基異丙基酮（PMIPK)或聚乙烯酮可 -12- (9) (9)1221122 用作可溶解之光阻層。此等正光阻劑具有吸收尖峰在 2 9 Onm波長附近。由合倂此光阻劑及與以上光阻劑不同感光波長區之另一光阻劑，可形成一二層液流徑路圖案。然而，本發明之生產方法之特徵爲液流徑路之圖案由可溶解之樹脂構成，然後由樹脂塗敷形成一液流徑路構件，及最後溶解並移除該圖案材料。故此，欲在最後階段溶解並移去之圖案材料可應用於此方法。在圖案形成後，作爲可溶解此圖案之光阻劑，使用二種光阻劑，包含一鹼顯影正光阻劑，普通應用於半導體照相製版法，並由一鹼可溶解樹脂（酚醛淸漆樹脂或聚乙烯苯酚）及萘醌二疊氮化物衍生物之複合物，或一電離輻射分解式光阻劑構成。鹼顯影正光阻劑之感光波長區普通在 400至 45 0nm範圍，並具有與聚甲基異丙基酮（PMIPK)不同之感光波長區。實際上，此鹼顯影正光阻劑在 PMIPK之顯影溶液中即時溶解，且故此不能應用於形成二層圖案。由甲基丙烯酸酯所構成之聚合物複合物，諸如聚甲基丙烯酸酯（PMMA )(此爲電離輻射分解式光阻劑之一）爲一正光阻劑，具有尖峰在 220 nm以下感光波長區。而且，由組合含有甲基丙烯酸酯作爲熱交聯因素，及一甲基丙烯酸酯酐作爲延伸感光區之一因素之一三元共聚物，熱交聯薄膜本身之未曝露部份甚罕溶解於PMIPK之顯影溶液中，且故此不能應用於形成一二層圖案。故此，聚甲基異丙基烷酮所構成之一光阻層（PMIPK )形成於上述之光阻劑（P(MMA-MAA))，然後上層之 PMIPK 在 290nm -13- 1221122

位口a 焉匿 SON 2 Η C OR1 8—1 (1〇) 附近之波長帶（260至 3 30nm )中曝光及顯影，此爲第二波長帶，及下層之 PMMA 由一波長帶（210 至 3 3 Onm )電離輻射繼續曝光及顯影，此爲第一波長帶，從而形成一二層液流徑路圖案。本發明之熱交聯光阻劑包含大部份較宜之甲基丙烯酸酯與作爲交聯團之甲基丙烯酸團共聚合。作爲甲基丙烯酸酯所構成之一單位，可使用由以下公式（1)代表之一單 (其中，R表示一烷基團或苯基團，具有 1至 4 碳原子）用以引進以上單體單位之單體包含例如甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸苯酯等。由脫水及冷凝反應執行熱處理之交聯。而且，由本發明者等深入檢查之結果，發現特別作爲熱交聯光阻劑，宜使用具有羧酸酯（羧酸）之一脫水結構之一光降解正光阻劑。用於本發明中之具有羧酸酯之無水結構之光降解正光阻劑可例如由游離基聚合甲基丙烯酸酯酐，或由共聚合其他單體，諸如甲基丙烯酸酯酐及甲基丙烯酸酯獲得。尤其是，具有使用甲基丙烯酸酯酐作爲一單體組成份之羧酸酯之無水結構之光降解正光阻劑可由熱處理提供優良之溶劑裕度，而無損害發生光降解之敏感度。

-14- (11)1221122 故此’本發明中適當使用上述之正光阻劑，因其不產生損壞’諸如第二正感光光阻層之塗層及液流徑路形成材料中 _ 之溶解及變形，以後述之。明確言之，示範第一正感光材料，此具有由以下公式 1 及 2 所表示之結構單位：通式 1 -C-CH.- · I 2 0二〇

I 〇

I c=o -f〇H2—— R2 一通式 2

疒CH2_〜 c-〇〇

I C-0 ?"°H2 R4 原子之烷基團，而且，第一正感光材料可具有由至 3 碳表示之 -15 - 1221122 2) 位單構式結通 3

Hc o 5 I II R—clc丨〇—H 2 (其中，R5表示氫原子或具有 1至 3 碳原子之院基團）。作爲擴大敏感區之一因素，可選擇使用具有擴大代表感光性之一波長區之功能者。即是，可適當使用單體單位，此由共聚合能擴大敏感區一長波長方之一單體獲得，由以下公式（2)至（6)表示。

2 ch3

I c=ch2

I COOCH2CH—CH2 (3 ) (4) (13) 1221122 ch3

ch2=cI COO—N=C

ch3 ccch3 ch3

I CH2 =C (5)

I

CN

CH—CO ii 二r：〇 (6)

CH—CO 作用如用以擴大敏感區之因素之欲混合於共聚物中$ 此等單體單位之量宜爲總共聚物量之 5至 3 0%重量。而且，在用以擴大敏感區之因素爲縮水甘油甲基丙烯酸酯之情形，三元共聚物宜具有甲基丙烯酸酯含量爲共聚物之重量之 2至 3 0 %，並使用偶氮化合物或過氧化物作爲聚合引發劑，在 60至 8〇°C之溫度上由自基聚合製備。而且，在用以擴大敏感區之因素爲由公式（4)所表示之3-氧亞胺-2-丁酮甲基丙烯酸甲酯之情形，三元共聚物宜具有甲基丙烯酸酯含量爲共聚物之重量之2至 3〇% ，並使用偶氮化合物或過氧化物作爲聚合引發劑，在60 至 8 0°C之溫度上由游離基聚合製備。而且，在用以擴大敏感區之因素爲由公式（5)所表 - 17- (14) (14)1221122 示之甲基丙烯腈之情形，三元共聚物宜具有甲基丙烯酸酯含量爲共聚物之重量之 2 至 3 0%，並使用偶氮化合物或過氧化物作爲聚合引發劑，在 60至 8(TC之溫度上由游離基聚合製備。而且，在用以擴大敏感區之因素爲由公式（6)所表示之富馬酸酐（馬來酸酐）之情形，三元共聚物宜具有甲基丙烯酸酯含量爲共聚物之重量之 2至 3 0%，並使用偶氮化合物或過氧化物作爲聚合引發劑，在 60至 80°C 之溫度上由游離基聚合製備。交聯組成份之共聚物比率宜由下層光阻劑之塗層厚度最佳化。用作熱交聯因素之甲基丙烯酸酯之共聚物含量宜爲總共聚物之重量之2至 30%，更宜爲 2至20%重量。本發明中所用之第一正感光材料中所含之三元共聚物宜具有重量平均分子量爲5,000至 5 0,0 00。由具有一分子量在此範圍中，可確保溶劑塗層溶劑之較佳可溶解性’ 而且，在由旋塗之塗敷程序中，可在溶解之適當黏度內’ 有效達成塗層厚度之均勻性。而且，由具有在此範圍之分子量，可提高具有延伸之感光波長區’例如 21 0 至 3 3 Onm波長區之電離輻射之敏感度，且可更提高輻射區之中分解效率，減少曝光量，以良好之效率形成所需塗層厚度之所需之圖案。而且，可提高影像溶液之顯影性質持久性，並形成更精確之圖案。第一正感光光阻劑之顯影溶液包含不限於能溶解至少 -18- (15) (15)1221122 曝光部份之溶劑，較不溶解未曝光部，且並不溶解第二液流徑路圖案。此一顯影溶液可包含甲基異丁基酮及類似者。由於本發明者等檢查之結果，發現滿足以上特性之顯影溶液宜包含具有6以上碳原子之乙二醇醚，可以任何特定比率與水溶混，一含氮基有機溶劑，及含水之顯影熔液。乙二醇醚包含乙烯乙二醇單丁基醚及/或二乙烯乙二醇單丁基醚，含氮基有機溶劑宜包含乙醇胺及/或嗎啉。例如’作爲用作 X射線製版之光阻劑之PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯）之顯影溶液，亦可使用日本專利公報3_1〇〇89 號所發表之複合物之顯影溶液於本發明中。可使用具有上述組成份之複合比率之顯影溶液，例如由以下組成之顯影溶液：二乙烯乙二醇單丁基醚 60體積％乙醇胺 5體積％嗎啉 2 0體積％離子交換水 1 5體積％此後，詳細說明本發明之生產方法之液流徑路形成之處理流程。圖 1A°1B，1C，1D，1E，1F，及 1G 顯示最宜處理流程，其中，應用一熱交連正光阻劑作爲下層光阻劑。圖 2A，2B，2C，及 2D 顯示圖 1A 至 1G 之處理後之後續處理。在圖 1A 中，一熱交聯正光阻層 32 塗敷於基體 3 1上，及然後烘烤。塗敷程序由溶劑塗敷方法，諸如先 -19- (16) (16)1221122 前技藝中所知之旋塗或桿塗法執行。而且，宜在烘烤溫度 1 6 0 至 2 2 0 °c上執行烘烤 3 0 分鐘至 2 小時，在此達成交聯反應。以上之後，如顯示於圖 1B，具有 PMIPK作爲主要組成份之一正光阻層 3 3塗敷於熱交聯正光阻劑之上層上，及然後自由烘烤。一般言之，知道在 PMIPK塗敷於上層上之程序中，下層稍由塗敷溶劑溶解，以形成一可相容層。但本發明之複合物爲可交聯者，因而完全不形成可相容層。繼續，如顯示於圖 1C，宜使用冷鏡曝光 PMIPK層，此爲正光阻層33，且亦反射290nm附近之波長。例如，使用蔽罩對齊器 UX-3000SC (由 Ushio DenkiKabushiki Kaisha供應市面），如顯示於圖 3，由使用一切割過濾器在包含飛眼透鏡之一整合器前方中切去低於 260nm之光，可僅透選 260至3 3 0nm之光，此爲第二波長帶，如顯示於圖 4。本發明中之感光材料（即是，電離輻射光阻劑）之感光波長帶意爲一波長區。主鏈裂開式之聚合物吸收其光，並由照射在波長之上及下限內之電離輻射，改變其激勵狀態’從而裂開其主鏈。結果，高分子聚合物轉變爲低分子聚合物，及在顯影程序中溶解於影影溶液之溶解度增加，以後述之。

其後，如顯示於圖 1D，上光阻層 33顯影，且在顯影程序之期間中，宜使用甲基異丁基酮，此爲 PMIPK -20- (17) (17)1221122 之顯影溶液。然而，可溶解 PMIPK之曝光部份但不溶解未曝光部份之任何物均可用作本發明之溶劑。其次，包含 PMIPK 之圖案層之基體在 100 至 12 0 °c上後烘烤 1至 5 分鐘。依據溫度，時間，及圖案大小，可形成一斜坡於圖案之側面處，及其角度亦可由此等參數控制。而且，如顯示於圖 1 E，曝光下層之熱交聯正光阻層 32。此曝光由使用 210至 3 3 0nm之光執行，此爲第一波長帶，如顯示於圖 5，而不使用上述之切割過濾器。此時，上層之 PMIPK並不感光，因爲光不由光蔽罩 37 照射。以上之後，如顯示於圖 1 F，熱交聯正光阻層 32顯影。顯影宜由甲基異丁基酮執行。顯影溶液與上層之 PMIPK之顯影溶液相同，從而消除顯影溶液對上層圖案之影響。其次，如顯示於圖 1 G，一液流徑路形成材料 34 塗敷於下層之熱交聯正光阻層 32及上層之正光阻層 33 上。塗敷程序由溶劑塗敷法，諸如先前技藝中所熟悉之普通旋塗法執行。如發表於日本專利3 1 43 3 07號，液流徑路形成材料爲具有翁鹽作爲主要組成份之材料，由固態環氧樹脂及在周圍溫度上光照射產生陽離子，並具有負性質。雖圖 2A 顯示執行光照射於液流徑路形成材料之程序，但適合一光蔽罩，此並不照射光於形成墨水排放口之部份。 -21 - (18) (18)1221122 其次’如顯示於圖2B，對感光液流徑路形成材料 3 4執行墨水排放口 3 5之圖案顯影。在此圖案曝光中，普通所用之任何曝光裝置可適用於本發明中。感光液流徑 - 路形成材料宜由芳族溶劑，諸如不溶解 PMIPK之二甲 · 苯。而且’在需要製造防水劑塗層於液流徑路形成材料層上之情形’如發表於日本專利申請公報2 0 0 0 - 3 2 6 5 1 5號，此目的由形成一感光防水層，並同時執行曝光及顯影達成；。此時，感光防水層可由疊層程序執行。鲁其後，如顯示於圖 2C，低於 3 00nm 之電離輻射整 _ 個照射於於液流徑路形成材料上，用以分解 PMIPK或父聯光阻劑爲低分子，並容易移去此等。最後’由使用溶劑，移去圖案用之正光阻劑 3 2及 3 3。故此，如顯示於圖 2D，獲得一液流徑路 3 9，包含 - 排放室。 _ 由應用上述程序，可改變自墨水供應孔至加熱器之液流徑路之局度。 · 依據上述方法，可改變自墨水供應孔至加熱器之液流徑路之高度。自墨水供應孔至排放室之液流徑路之形狀之最佳化可減少排放室間之串擾，以及與再充墨水於排放室：· 之速度密切關連。由 Trueba 等所發明之美專利， 4，8 8 2，5 9 5號發表感光光阻劑形成於基體上之液流徑路之二維特性，即在與基體平行之方向上之形狀及上述特性。同時由 Murthy等所發明之日本專利申請公報10-391317 號發表由在平面間三維方向及高度方向上處理樹脂所製之 -22- (19) (19)1221122 液流徑路結構板，改變液流徑路之高度。然而’由準分子雷射處理時，常有由於在處理期間所產生之熱引起薄膜膨脹，不能達成充分之精確度之情形。由準分子雷射所獲得之樹脂薄膜在深度方向上之處理精確度受雷射之光強度之分佈及雷射光之穩定性影響，且不能獲得可澄淸液流徑路形狀及排放特性間之關聯性之高精確度。故此，日本專利申請書公報10-291314號並不發表液流徑路之高度形狀及排放特性間之淸楚關聯性。本發明方法包含先前已知之溶劑塗敷法，諸如半導體製造技術中所用之旋塗法，故可穩定形成具有非常高精確度之液流徑路。而且，在與基體平行之方向上之二維形狀亦由使用半導體之照相製版技術製造，從而可達成次微米單位之精確度。由使用此等方法，本發明者等檢查液流徑路高度及排放特性間之關聯性，並達成此後所述之發明。參考圖 6A ，6B，7A，7B，8A，8B，9A，及 9B，更特別說明由本發明方法生產之液流徑路之較宜實施例。如顯示於圖 6A，本發明之第一實施例之排放頭之特徵爲，自墨水供應孔 42之端部 42a至排放室 47之液流徑路之高度在鄰近排放室4 7處變小。圖 6 B顯示與第一實施例相較之液流徑路形狀。再充墨水於排放室 47 中之速度變爲較高，因爲自墨水供應孔 42至排放室 47 之液流徑路之高度愈高，墨水之流動阻力愈低。但在液流徑路之高度變高之情形，排放壓力亦發射至墨水供應孔 -23- (20) (20)1221122 4 2，從而降低能量效率，或增加排放室4 7間之串擾。故此，考慮上述二特性設計液流徑路之高度。故此’ 依據此方法，可改變液流徑路之高度，並達成圖6A之液流徑路形狀。此排放頭由增加自墨水供應孔42至排放室4 7附近之液流徑路之高度，降低墨水流阻力’並可高速再充塡。然而，在排放室 4 7附近之部份具有抑製由排放室 47所產生之能量發射至墨水供應孔 42之構形，並由減小液流徑路之高度降低串擾。其次，如顯示於圖 7，本發明之第二實施例之排放頭之特徵爲，柱形之一灰塵捕捉構件（此後稱爲’’噴嘴過濾器形成於液流徑路中。明確言之，在圖 7A中，噴嘴過濾器 5 8具有並不到達基體 51之形狀。而且，圖 7B顯示與第二實施例相較之一噴嘴過濾器 59。此等噴嘴過濾器 5 8及 5 9使墨水流阻力增加，並導致再充墨水於排放室 57中之速度降低。然而，在用以達成高影像品質記錄之噴墨頭之墨水排放口非常小，且不形成噴嘴過濾器之情形，灰塵等堵塞液流徑路或排放口，從而顯然降低噴墨頭之可靠性。依據本發明，液流徑路之面積可最大化’同時使相鄰噴嘴過濾器間之間隔與普通者相同，從而降低墨水流阻力之增加，並捕捉灰塵。故此，即使柱形之噴嘴過濾器安裝於液流徑路中，液流徑路之高度可改變，俾不能增加墨水流阻力。例如，在捕捉具有直徑超過1 0 // m之灰塵之情形，相鄰過濾器間之距離宜小於1 〇 // m。構成此等噴嘴過濾 •24- (21) (21)1221122 器之柱構造宜不到達基體5 1，如顯示於圖7 A，從而增加液流徑路之橫斷面積。其次’如顯示於圖8A，本發明之第三實施例之排放頭之^徵爲’與墨水供應孔62之中心部份相對應之液 ί荒彳空b 1¾材料6 5所製之液流徑路之高度低於與墨水供應孔62之開口圓周部份62b相對應之液流徑路。圖8B顯示與第三實施例相較之液流徑路形狀。在參考圖6A所述之排放頭之構形中，在自墨水供應孔42之端部42a至排放室47之液流徑路之高度變高之情形中 ’如顯示於圖8 B ’有一危險，即與墨水供應孔62相對應之液流徑路形成材料65之塗層厚度變小，及噴墨頭之可靠性大爲降低。例如，在記錄期間中發生擠塞之情形，假設形成液流徑路形成材料65之塗層會破裂，從而漏出墨水。然而，在此方法中，如顯示於圖 8 A，可由加厚與墨水供應孔62之幾乎整個開口相對應之液流徑路65，並增加僅在與墨水供應孔62 (需用於供應墨水）之開口圓周部份62b附近之部份相對應之部份上之液流徑路之高度，避免上述之壞效果。自墨水供應孔圓周部份62b至液流徑路之高度由液流徑路形成材料6 5加高之部份之距離依據欲設計之噴墨頭之排放量或墨水黏度決定，一般宜爲 iO 至 100 // m。其次，如顯示於圖9A ’本發明之第四實施例之排放頭之特徵爲，排放室7 7之排放口具有凸出斷面形狀。圖 -25- (22) (22)1221122 9B顯示與本發明之第四實施例相較之排放室之排放口形狀。由加熱器之上部之排放口之形狀所界定之墨水流阻力，大爲改變墨水之排放能量。在普通方法中，排放形狀由液流徑路形成材料之製圖形成，故此形成一形狀，形成於蔽罩上之一排放口圖案投影於其上。故此，在原則上，一排放口貫穿液流徑路形成材料層，並製成具有與液流徑路形成材料之表面之排放口之開口相同之面積。然而，依據本發明之方法，可由改變上層材料及下層材料之圖案形狀，形成排放室 77之排放口成凸出形狀。此有效增加墨水排放速度，增加墨水向前性質，並提供能以較高品質執行記錄程序之記錄頭。如所需參考附圖，詳細說明本發明。實例1 圖1 〇至1 9分別顯示本發明之液體噴射記錄頭之構造之例及生產步驟。雖此例中發表具有二孔（排放口）之液體噴射記錄頭，但精於有關技藝之人士明瞭該構造及生產程序可應用於具有二或更多孔之高密度多行列液體噴射記錄頭。而且，圖10至19槪要顯示有關基本部份一第一正感光材料層及一第二正感光材料層之關聯。其他額外結構不特別在此說明。在此例中，所用之基體 201爲玻璃，陶瓷，塑膠，亞屬寺所製’如藏不於圖1 〇 ’此爲在形成感光材料層前之基體之槪要透視圖。 •26· (23) (23)1221122 基體 20 1在其形狀，材料等上並無特別限制，只要能爲液流徑路形成材料之一部份，且能作用如一支持構件 ’以支持由感光材料層所構成之液流徑路形成材料即可，此說明於後。多個液體排放能量產生元件 202，諸如電熱轉換器，壓電元件等如所需設置於基體 2 0 1 (圖！〇中二元件）上。液體排放能量產生元件202供應能量至墨水，以排放記錄液體小滴，並執行記錄程序。例如，用作排放能量產生元件 202之電熱轉換器加熱其周圍之記錄液體，以脖加排放能量；及用作排放能量產生元件 202之壓電元件由元件之機械掁動產生排放能量。控制信號輸入電極（未顯示於圖中）連接至元件 2 〇 2，以驅動該元件。一般言之，該元件具有一功能層，諸如保護層，以提高排放能量產生元件 202之耐久性。且在本發明中，可自然設置此功能層，而無不方便。作爲基體 201，最普通使用矽。即是，由於用以控制排放能量產生元件之驅動器或邏輯電路由普通半導體生產方法生產，故宜應用矽於基體。而且，作爲用以形成供應墨水至矽基體之通孔之方法，可使用諸如 YAG雷射工作或噴砂等技術。然而，在應用熱交聯光阻劑作爲下層材料之情形，此光阻劑之預烤溫度非常高，如上述，且大爲超過樹脂之玻璃轉變溫度，從而在預烤之期間中，使樹脂塗層落進通孔中，故此，在光阻劑之塗敷期間中，宜不形成通孔於基體上。可應用由鹼溶液各向異性蝕刻矽技術於此方法。在此情形，宜使用耐鹼之氮化矽形成蔽罩於基 -27- (24) (24)1221122 體之背表面上，及使用同材料形成一薄膜於基體之前表面上，形成一鈾刻停止層。而且，如顯不於圖 1 〇 ’ 一交聯正型光阻層 2 0 3 形成於基體 201上，含有液體排放能量產生元件 202。此材料爲甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，及甲基丙烯酸酯酐在 7 0 : 1 5 : 1 5 之比率上之共聚物。在此，構成下層之熱交聯正光阻劑之 P ( MMA-MAA-MAN )具有吸收敏感度在 210 至 260nm 之區域範圍，及構成上層之光阻劑之 PMIPK 具有吸收敏感度在 260 至 330 nm 之區域範圍。如此，由於構成上及下層之材料之吸收光譜不同，可由選擇性改變曝光之波長帶，形成凸出之光阻劑圖案。此等樹脂微粒溶解於濃度 3 0重量％之環已酮中，及然後用作光阻劑溶液。此光阻劑溶液分散於上述基體 20 1上’ 以塗敷於此，在爐中以 20CTC預烤 60分鐘，及然後熱交聯。所獲得之光阻薄膜具有厚度 1 〇 // m。三元共聚物之其他較宜特定實例包含： (1) 具有比率 80:5:15 之甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，甲基丙烯酸酯酐，及縮水甘油丙烯酸甲酯之共聚物，具有重量平均份子量（Mw) 34,000，平均分子量（Μη )11，〇〇〇，及分散度（Mw/Μη) 3.09(其吸收光譜顯示於圖 22 )。 (2) 具有比率 85:5:10之甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，及3-氧亞胺-2-丁酮甲基丙烯酸甲酯之共聚物，具有重量平均分子量（Mw) 35,000，平均分子量（Μπ) -28- (25) (25)1221122 13，000，及分散度（Mw/Mn) 2.69。在此，構成圖案材料之熱交聯正光阻劑之吸收光譜顯示於圖 23。 (3) 具有比率 75:5:20之甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，及甲基丙烯腈之共聚物，具有重量平均分子量（ Mw ) 3 0,000，平均分子量（Μη ) 1 6,000，及分散度 (Mw/Mn) 1.88 (其吸收光譜顯示於圖 25)。 (4) 具有比率 80:5:15之甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，及無水富馬酸之共聚物，具有重量平均分子量（ Mw ) 3 0,000，平均分子量（Μη ) 1 4,000，及分散度 (Mw/Mn) 2.14 (其吸收光譜顯示於圖 25 )。其次，如顯示於圖 12，PMIPK 之一正型光阻層 204塗敷於熱交聯正光阻層2 0 3上。作爲 PMIPK，使用經調整至具有樹脂濃度 20重量％後之ODUR_10 10 (由 TokyoOhkaKogyo公司生產）。在熱板上以 i2〇°C執行預烤6分鐘。所獲得之樹脂薄膜具有厚度1 〇 // m。而且，如顯示於圖13，由任何普通可用之曝光裝置執行 PMIPK之正光阻層204之曝光。明確言之，用於本發明之裝置爲深 UV曝光裝置 UX-3 000 SC，由Ushio 電氣公司生產’並裝有一切割過濾器用以切去 260nm或以下之光’如顯不於圖3，然後在260至330nm帶區中執行曝光’此與圖 4所示之第二波長帶相同。曝光量爲 lOJ/cm2。通過光蔽罩 2〇6執行曝光，繪製一圖案，俾留下電離之輻射205於 PMIPK。其後’如顯不於圖 1 4，執行 Ρ ΜIP K 之正光阻層 -29- (26)1221122 2 04之顯影，以形成一圖案。由浸漬光阻層基酮中1分鐘，執行顯影。而且，如顯示於圖1 5，執行下熱交聯正之製圖程序（曝光，顯影）。使用與上述相同，並在 210 至 3 3 0nm帶區中執行製圖， W之第一'波長區相同。曝光量爲 35J/cm2。由酮執行顯影。通過光蔽罩（未顯示）執行曝光案，俾留下電離輻射於熱交聯正光阻劑。此時之 PMIPK 由來自蔽罩之繞射光變爲較薄，愛餘留部份具有此薄化效果加於其上。當然，在有無繞射光效應之投影光學系統之情形，無需化效應之蔽罩設計。而且，如顯示於圖 16，爲覆蓋已製圖之光阻層 2 03及上正光阻層204，形成一層液材料 207。由溶解 50 份重量之 Daicel化供應市面之 EHPE3150，一份重量之由Asahi 生產之Photocation聚合引發劑SP-172，及之由 Nihonunica公司供應市面之矽烷交連劑 5〇份重量之用作塗敷溶劑之二甲苯中，生產〇由旋塗法執行塗敷，並在熱板上以 9 0 °C 分鐘。而且，對液流徑路形成材料 2 0 7執行 209之圖案曝光及曝影。可由任何普通曝光圖案曝光。雖未顯示於圖中，但在曝光期間中於甲基異丁光阻層 2 0 3 之曝光裝置 :與圖5 所甲基異丁基，繪製一圖，由於上層泛計 Ρ Μ IP K 曝光裝置具執行增加薄下熱交聯正流徑路形成學工業公司 D e n k a公司 2.5份重量 A - 1 8 7 於此層之材料執行預烤 3 墨水排放口裝置執行此使用一蔽罩 -30- (27) (27)1221122 ，此並不照射光於形成墨水排放口之部份。由 Canon MPA-600 Super蔽罩對齊器執行曝光，曝光劑量爲 5 00mj/cm2。由浸漬於二甲苯中6〇分鐘執行顯影。其後，在1 0 0 °C上執行烘烤1小時，以增加液流徑路形成材料之可接觸性。其後，雖未顯示於圖中，但攸流徑路形成材料層塗以環異戊間二烯，以防止此材料層受鹼影響。作爲此材料，使用由 Tokyo Ohka Kogyo公司所製並在商標〇BC下出售之環異戊間二烯。其後浸漬矽基體於 22重量％之 8 3 °C之四甲基氫氧化銨（TMAH )溶液中 14.5小時，並形成用以供應墨水之通孔（未顯示）。而且，使用氮化矽作爲蔽罩，並先形成一薄膜之圖案於矽基體上，以形成墨水供應開口。在各向異性蝕刻後，安裝矽基體於一乾蝕刻裝置上，俾背表面可向上，並由混合 5% 氧於 CF4所製之蝕刻劑移去薄膜。其次，浸漬矽基體於二甲苯中，以移去 OBC。其次，如顯示於圖 1 7，使用低溫水銀，21 0 及 3 3 Oiim 區帶之電離輻射完全照射於液流徑路形成材料 207。然後，PMIPK之上正光阻層及下熱交聯正光阻層分解。照射劑量爲 81 J/cm2。其後，浸漬基體 20 1於乳酸甲基中，以移去全部光阻圖案，如顯示於圖 18之垂直斷面圖。此時，置基體 2 0 1於 2 0 0 Μ Η z之超音波池中，以改善溶解時間之下降。如此，製成液流徑路 2 1 1，包含排放室，並自墨水供 -31 - (28)1221122 應開口 210 引進墨水經每一液流徑路 21 1而進一排放室中，從而生產一墨水排放元件，具有由加排放口 2 0 9排放墨水之結構。所生產之排放元件安裝於一噴墨頭單位上，切所示之形狀。由於排放及記錄鑑定之結果，發現可好之影像記錄程序。如顯示於圖1 9，上述噴墨頭有此一構造，例如，形成一TAB 薄膜 2 1 4 於（離之方式支持墨水匣 2 1 3之）一支持構件之外表用以發送及接收往來於記錄裝置主體之記錄信號薄膜 2 1 4 上之墨水排放元件 2 1 2由電連接引連接至一電線。實例 2 依據第一實例之方法，生產具有圖 6A所示噴墨頭。如顯示於圖2 0，噴墨頭具有自墨水供應釋之開口圓周部份 42a至排放室 47之墨水供應開端 4 7 a之水平距離 1 0 0 // m。一液流徑路壁 4 6 該部份中，具有距排放室 47之墨水供應開口 47a之距離 60//m，並分各排放元件。而且，自 4 7之墨水供應開口之麵部 4 7 a至墨水供應開口液流徑路高度爲10#m，及其他之高度爲20μηι 體 4 1之表面至液流徑路形成材料 4 5之表面之 2β β m。圖2 0 B顯示普通方法之噴墨頭之液流徑路之入於每熱器自 ]圖 19 執行良單位具以可拆面上，。TAB 線 2 1 5 結構之 ifl □ 4 2 口之 ~~ 形成於之端部排放室 42 之。自基距離爲橫斷面 -32 - (29) (29)1221122 。此排放頭在整個區中具有液流徑路高度1 5 ^ m。由於在圖2 Ο A及2 Ο B之每一排放頭之墨水排放後量度再充速度之結果，圖20A之液流徑路結構顯示再充 — 速度爲45微秒，及圖20B之液流徑路結構顯示再充 - 速度爲 25微秒。依據此實例之噴墨頭，顯示以非常高之速度執行再充墨水。實例 3 · 依據第一實例之方法製造具有圖7A所示之噴嘴過濾器之一排放頭，以供試驗。再爹考圖 7A’由形成具有直徑之柱於距黑水供應開口 52之開口圓周部份至排放室之距離 2〇 # m 部份處，形成一^噴嘴過爐益 5 8。構成噴嘴過濾器之各柱間之空隙爲 1 〇 // m。圖 7B所示之普通方法之噴嘴過滅器具有與此實例相同之位置及形狀，但不同之處爲此到達直至基體 51。籲圖7 A及7 B之排放頭各製造供試驗之用，及然後在排放墨水後量度再充速度。結果’圖 7 A之過據器結構顯示再充速度爲 5 8微秒’及圖 7B之過濾結構顯示 v 再充速度爲 6 5微秒。依據此實例之噴墨頭，顯示可減：· 少墨水再充時間。實例 4 依據第一實例之方法，製造具有圖 8 A所不結構之 -33- (30) (30)1221122 噴墨頭，以供試驗。爹考圖8A ’與墨水供應開口 62相對應之液流徑路具有自墨水供應開口 62向供應開口之中心部份之高度 30// m。液流徑路形成材料65之層厚度爲6//m。除此部份外’在與墨水供應開口 62相對應之液流徑路之高度中，液流徑路形成材料65之層厚度爲。墨水供應開口 62具有寬度2〇〇#m及長度Mmm。在圖8 B所示之排放頭中，與液流徑路形成材料6 $ 之墨水供應開口 62相對應之部份的之層厚度爲6 μ m ο 圖68Α及8Β之排放頭各製造供試驗，及執行高度 9 0 c m之排放頭洛地試驗。結果，圖 8 B之排放頭糸:t 構顯示在1 〇排放頭之9中在液流徑路結構材料 6 5 i 發生破裂，而圖8 A之排放頭結構則顯示1 〇排放頭無任一破裂。實例 5 依據第一實例之方法，製造具有圖9A所示之結構之噴墨頭，以供試驗。在此例中，如顯示於圖2 1 A，形成排放室7 7，俾下層光阻劑所製之方形部份爲2 3 // m正方形’具有高度 1 〇 // m，上層光阻劑所製之方形部份爲20正方形，具有高度10//m，及一排放口爲圓形孔’具有直徑15从m。自加熱器73至排放口 74之開口表面之距離爲26 “功 -34 - (31) (31)1221122 Η 2 1 B顯示普通方法之排放頭之排放口之斷面形狀。排放室爲方形，其中，一邊爲2〇//m，及高度爲2〇//ιη 。排放口 7 4爲圓孔所構成，具有直徑1 5 // m。 ή _ 2 1 A及2 1 B之排放頭之排放特性之比較結果 ’圖 21A所示之排放頭具有排放量3ng，排放速度爲 1 5m/sec ’及在距排放口 74在排放方向上之距離1mm 位置處之撞擊精確度爲3//m。而且，圖21B所示之排放頭具有排放量3ng，排放速度爲9m/SeC，及撞擊精確度爲 5 // m。實例 6 首先’製備一基體 201。作爲基體 201，最普通使用矽基體。一般言之，由普通半導體製造法生產一驅動器或邏輯電路，用以控制排放能量產生元件，宜使用矽於此基體中。在此實例中，製備一電熱變換元件（HfB2材料所製之加熱器），作爲墨水排放壓力產生元件 202，及一矽基體具有墨水流徑路及 SiN + Ta之疊層薄膜（未顯示 )在噴嘴形成部份上（圖 2 )。以上之後，如顯示於圖 3，在含有墨水排放壓力產生元件 202之基體上（圖2)形成一第一正光阻層 203 。作爲第一正光阻劑，使用以下光降解式正光阻劑。無水丙烯酸甲酯之基本聚合物重量平均分子量（Mw:聚苯乙烯變換）=25,000 -35- (32)1221122 分散（Mw/Mn) = 2.3 此樹脂粉以固體濃度約 3 0重量％溶角中，並用作光阻劑溶液。光阻劑溶液之黏度爲此光阻劑溶液由旋塗法塗敷，在 12(TC上預烤並在氮大氣下在爐中以 250 °C熱處理 60分| 在熱處理後之薄膜厚度爲 10/im。其次，作爲第一正光阻層 204，旋塗聚甲酮（Tokyo Oka公司所生產之 ODUR)，並在 3分鐘。光阻層之薄膜厚度在烘烤後爲 1 0 // m 繼續，執行第二正光阻層之製圖。作爲曝夕用由 Ushio公司所製之深 UV曝光裝置 UX 並裝有切割過濾器，以切去 260nm或以下之$ 曝光劑量 3,000mJ/cm2曝光，由甲基異丁基酵異丙基醇洗滌，以形成第二液流徑路圖案。連續，執行第一正光阻層之製圖。使用與J 曝光裝置’並裝有光學過濾器，以切去270nm 。圖案以曝光劑重 l〇,〇〇〇mJ/cm2曝光，由以液顯影，由異丙基醇洗滌，以形成第一液流徑躂顯影溶液二乙烯乙二醇單丁基醚 60體積％乙醇胺 5體積％嗎啉 2 0體積％離子交換水 1 5體積％ $於環已酮 6 3 0 c p s 〇 3 分鐘， t。光阻層基異丙基 1 2 0 °C烘烤〇 5裝置，使 -3000SC ， 5。圖案以 ϋ顯影’由二述相同之以上之光，下顯影溶 •圖案。 -36- (33) 其次，在經處理之基體上，使用由以下成份組成之感光樹脂複合物，執行旋塗（薄膜厚度：在平坦板上20 // m 並在熱板上以 1 〇〇 °C烘烤 2分鐘，以形成液流徑路 &成材料 2 0 7。 EHPE (由0&丨(^1化學公司生產） 1〇〇份重量 HHFAB (由中央玻璃公司生產） 20份重量 SP-170 (由 Asahi Denka Kogyo Κ·Κ·生產） 2 份重量 Α-187(由NipponUnicar公司生產） 5份重量甲基異丁基酮 1〇〇份重量

Diglyme 份重量其次，在經處理基體上，由旋塗法塗敷由以下成份組成，之一感光樹脂複合物至具有薄膜厚度 1 # m，並在熱板上以 8 0 °c烘烤 3分鐘，以形成一防墨水劑層。 EHPE-3158 (由Dai cel化學公司生產） 35份重量 2,2-雙（4-縮水甘油氧苯基）六氟丙烷 25份重量 1,4-雙（2-羥基六氟異丙基）苯 25份重量 3-(2-全氟己基）乙氧基-1，2環氧丙烷 16份重量 A-187 (由NipponUnicar公司生產） 4份重量 SP-170 (由 Asahi Denka Kogyo Κ·Κ·生產）2 份重量二乙烯乙二醇單乙基醚 1〇〇份重胃繼續，由使用 MPA-6 00 (由 Canon生產）及使用 290至 400nm波長之光，以曝光劑量 400mJ/Cm2曝光圖案。然後在熱板上以 120 °C執行 PEB 120秒，並由甲基異丁基酮執行顯影。從而執行液流徑路形成材料 2〇7 -37- (34) (34)1221122 圖案及防墨水劑層 8，並製成墨水排放口 2 0 9。在此實例中，製成0 1 〇 A m之排放口圖案。其次，在經處理之基體之背表面上，使用聚醚醯胺樹脂複合物HIMAL (由 Hitachi化學公司製造），製造一蝕刻蔽罩，具有 1mm寬度及 l〇mm長度之開口部份。然後，經處理之基體浸於 22 重量％之 TMAH水溶液中，維持於 8 ，並形成一墨水供應開口 2 1 0。此時，爲防止防墨水劑層受蝕刻溶解，塗敷一保護層 OBC ( 由 Tokyo Oka公司供應市面；未顯示）於防墨水劑層 8 上，以執行各向異性蝕刻。繼續，使用二甲苯溶化並移去用作保護層之 0BC。其後，使用與上述相同之曝光裝置，以曝光劑量 50?000mJ/cm2在噴嘴形成構件及防墨水劑層（未安裝光學過濾器）上執行整個曝光，並溶解液流徑路圖案 5及 6。其次，由浸漬液流徑路圖案 5及 6於乳酸甲基中，同時加超音波，並溶解及移去此等，製成一液體排放噴墨頭。用作蝕刻蔽罩之聚醚醯胺樹脂複合物層由乾蝕刻使用氧電漿移去。完成生產之噴墨頭安裝於印表機上，並執行排放及記錄鑑定。結果，可執行良好之影像記錄。實例 7 除使用以下光降解正光阻劑作爲正光阻劑外，以與實例 6相同之方式製造噴墨排放頭，並執行排放及記錄鑑 -38- (35) (35)1221122 定，由此達成良好之影像記錄。無水丙烯酸甲酯/丙烯酸甲酯之游離基共聚物（單體成份比率：10/90克分子量比率）重量平均分子量（Mw:聚苯乙烯變換）二2 8,00 0 分散 Mw/Mn) =3.3 實例 8 除使用以下光降解正光阻劑作爲正光阻劑外，以與實例 6相同之方式製造一噴墨頭，並執行排放及記錄鑑定，由此達成良好之影像記錄。無水丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸甲酯之游離共聚物（單體成份比率：10/85/5克分子量比率）重量平均分子量（Mw:聚苯乙烯變換）=31，000 分散 Mw/Mn) =3.5 如上述，本發明之效果列於下。 (1 )由於用以製造液體排放頭之基本程序由照相製版技術使用光阻劑或感光乾薄膜等執行，故可形成液體排放頭之液流徑路形成材料之微部份，具有所需之圖案，而且方便。而且，可更易同時處理相同構造之多個液體排放頭。 (2 )液流徑路之高度可部份改變，且可提供一液體排放頭，此可高速再充記錄溶液，並能高速記錄。 (3 )液流徑路形成材料層之厚度可部份改變，並可提供具有高機械強度之液體排放頭。 -39- (36) (36)1221122 (4)由於可生產具有高排放速度及非常高撞擊精確度之液體排放頭，故可執行高品質之影像記錄。 (5 )可由簡單之裝置獲得高密度多行列噴嘴之液體排放頭。 (6 )由於液流徑路之高度及孔部份（排放口部份）之長度可控制，俾可簡單改變此等，且光阻薄膜之塗敷薄膜厚度高度精確，故可容易改變及控制液流徑路之設計。 (7 )由使用熱交聯正光阻劑，故可設定具有非常高處理邊際之處理條件，並可以高產出生產液體排放頭。【圖式簡單說明】自以下參考附圖說明實例，可明瞭本發明之其他目的及方面，在附圖中：圖1八，18，1(：，10，：^，1?，及1〇顯示本發明之生產方法之基本處理流程；圖2八，28，2(：，及20顯示在圖1八，18，1(^， ID，IE，1F，及1G之處理後之處理；圖3爲大體曝光裝置及二種冷鏡之反射光譜之槪要圖；圖4顯示在本發明之生產方法中使用熱交聯甲基丙烯酸酯光阻劑於下層之情形之處理流程；圖5顯示在圖4之處理後之處理；圖6A爲垂直斷面圖，顯示本發明生產方法之具有提高記錄速度之噴墨頭之噴嘴結構；及圖6B爲垂直斷 -40- (37)1221122 面圖，顯示普通結構方法之噴嘴結構；圖 7A爲垂直斷面圖，顯示具有本發明之改良之噴嘴過濾器形狀之噴墨頭之噴嘴結構；圖 7B 爲垂直斷面圖，顯示普通形狀之噴嘴結構；圖 8A爲垂直斷面圖，顯示具有本發明之生產方法之提高強度之噴墨頭之噴嘴結構；圖 8 B 爲垂直斷面圖，顯示與圖 8 A所示之噴墨頭相比較之之噴嘴結構；圖 9A爲垂直斷面圖，顯示具有本發明之生產方法之改善之排放室之噴墨頭之噴嘴結構；及圖 9 B爲垂直斷面圖，顯示與圖9 A所示之噴墨頭相比較之之噴嘴結

圖 1 〇爲槪要透視圖例之生產方法；圖 11 爲槪要透視圖產狀態之次一處理；圖 1 2 爲槪要透視圖產狀態之次一處理；圖 1 3 爲槪要透視圖產狀態之次一處理；圖 1 4 爲槪要透視圖產狀態之次一處理；圖 1 5 爲槪要透視圖產狀態之次一處理；圖 1 6爲槪要透視圖用以顯示本發明之第一實施用以顯示如圖 10 所示之生用以顯示如圖用以顯示如圖用以顯示如圖用以顯示如圖用以顯示如圖 11所示之生 1 2所示之生 13所示之生 1 4 所示之生 1 5所示之生 -41 - (38) (38)1221122 產狀態之次一處理； ® 17爲槪要透視圖，用以顯示如圖16所示之生產狀態之次一處理；圖18爲槪要透視圖，用以顯示如圖1 7所示之生產狀態之次一處理；圖 1 9爲槪要透視圖，顯示具有由圖1 〇，1 1，1 2， 1 3，1 4，1 5，1 6，1 7，及丨8所示之生產方法所獲得之墨水排放元件之噴墨頭；圖20A及 20B顯示一排放頭之噴嘴結構，生產用以比較本發明之生產方法及普通生產方法之墨水再充性質，圖2 1 A及2 1 B顯示一排放頭之噴嘴結構，生產用以比較本發明之生產方法及普通生產方法之排放特性；圖 22顯示甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸，及縮水甘油甲基丙烯酸酯之共聚物（P( MMA-MAA-GMA ))之吸收波長區；圖 23顯示甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸，及3 -氧亞胺-2-丁酮甲基丙烯酸酯之共聚物（P( MMA-MAA-OM ) )之吸收波長區；圖 24顯示甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，及甲基丙烯腈之共聚物（P ( MMA_MAA-甲基丙烯腈））之吸收波長區；圖 25顯示甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，及富馬酸酐之共聚物（P ( ΜΜΑ·ΜΑΑ·富馬酸酐））之吸收波長 -42- (39) (39)1221122 丨品 ° 主要元件對照表 8 防墨水劑層 3 1 基體 32 熱交聯正光阻層 3 3 正光阻層 34 液流徑路形成材料 37 光蔽罩 44 墨水供 m 孔 47 排放室 58 噴嘴過濾器 73 加熱器 74 排放 □ 202 液體排放能量產生元件 -43-

Claims

1221122 (1) 拾、申請專利範圍 1 · 一種生產基體上之微結構之方法，包括步驟：形成一第一正感光材料層於基體上，用以由第一波長帶之電離輻射感光於交聯狀態中，並由熱處理此正感光料層，形成交聯正感光材料層所構成之一下層；形成由第二正感光材料構成之一上層於下層上，俾由第二波長帶之電離輻射感光，從而獲得二層之結構；由照射第二波長帶之電離輻射於二層結構之上層之一預定部份，並由顯影處理移去上層之僅照射部份，形成具有所需圖案之上層；及由照射第一波長帶之電離輻射於由上層所形成之圖案所曝露之下層之預定部份，並執行顯影處理，形成具有所需圖案之下層，其中，第一正感光材料層包含一三元共聚物，具有由甲基丙烯酸甲酯構成之一主要組成份，及甲基丙烯酸作爲一熱交聯因素，及另一因素用以延伸對電離輻射之敏感區〇 2. 如申請專利範圍第 1項所述之方法，其中，用以延伸對電離輻射敏感區之因素爲甲基丙烯酸酯酐單體單位。 3. 如申請專利範圍第 1項所述之方法，其中，第一正感光材料層之交連處理由脫水及冷凝反應執行。 4. 如申請專利範圍第 2項所述之方法，其中，三元共聚物包含共聚物之 2至 3 0 %重量之甲基丙烯酸酯 -44- (2) (2)1221122 ，並由在溫度 100至 12(TC上環游離基聚合化製備，使用偶氮化合物或過氧化物作爲聚合化引發劑。 5.如申請專利範圍第 1項所述之方法，其中，三元共聚物之重量平均分子量在 5,000 至 5 0,000 範圍。 6 ·如申請專利範圍第 1項所述之方法，其中，第一正感光材料包含至少一光解降樹脂，具有羧酸酯酐之結構。 7 ·如申請專利範圍第 1項所述之方法，其中，第一正感光材料爲一丙烯酸樹脂，此經由羧酸酯酐之結構作分子間交聯。 8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中，第一正感光材料爲一丙烯酸樹脂，在一分枝鏈上具有一不飽和鍵。 9. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中，第一正感光材料具有由以下通式1及2表示之結構單位：通式1 ——C-CH ~- I 2 C二〇 I 〇 I c=〇 I ——c-ch2- -45- 1221122 (3) 式通 2 • 2 2 Η Η c 〇 o c 3 1 II Η 二 4R—clc—〇lclc— R (其中，R1至R4表示氫原子或具有1至3碳原子之烷基團，且此等可相同或不相同）。 10 ·如申請專利範圍第 9項所述之方法，其中，第一正感光材料具有由以下通式3表示之結構單位：式通 3 Η C ο 5 1 IIR—clcl〇IH (其中，R5表示氫原子或具有 1至 3碳原子之院基團）。 11·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，第一波長帶較第二波長帶短。 12·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，第二正感光材料爲一電離輻射分解正光阻劑，具有聚甲基丙 -46 - (4) (4)1221122 基酮作爲主要組成份。 13. 一種生產液體排放頭之方法，此由形成可移去之樹脂之圖案於具有液體排放能量產生元件之基體上之液流徑路形成部份上，施敷並硬化一樹脂塗層於基體上，以塗覆該圖案，並溶解及移去該圖案，形成液流徑路，其中，由申請專利範圍第1至1 2之任一項之微結構生產方法形成該圖案。 1 4 ·如申請專利範圍第 1 3項所述之方法，其中，第一正感光材料之顯影溶液包含至少： (1)乙二醇醚，具有6或更多碳原子可以任何比率與水溶混； (2 )含氫鹼性有機溶劑；及 (3 )含水之顯影溶液。 1 5 ·如申s靑專利範圍第 1 4項所述之方法，其中，乙二醇醚包含乙烯乙二醇單丁基醚及/或二乙烯乙二醇單丁基醚。 1 6.如申請專利範圍第 1 4 項所述之方法，其中，含氮鹼性有機溶劑包含宜乙醇胺及/或嗎啉。 1 7. —種由申請專利範圍第 1 3項之方法所生產之液體排放頭。 1 8.如申請專利範圍第1 7項所述之液體排放頭，其中，用以捕捉灰麈之一柱形構件形成於液流徑路上，作爲形成液流徑路之材料，且此構件並不到達基體。 i 9 .如申請專利範圍第1 7項所述之液體排放頭， -47- (5) (5)1221122 其中，公共連接至每一液流徑路之一液體供應開口形成於基體上，且液體供應開口之中心部份上之液流徑路之高度低於液體供應開口之開口圓周部份上之液流徑路之局度。 2 0 .如申請專利範圍第 1 7項所述之液體排放頭，其中，一泡沬產生室在液體排放能量產生元件上具有凸出斷面形狀。 2 1 · —種生產微結構之方法，包括步驟：形成一第一正感光材料層於基體上，用以由第一波長帶之光感光，並由熱交聯反應，由第一正感光材料層形成一熱交聯薄膜；形成一第二正感光材料層於第一正感光材料層上，俾由與第一波、長帶不同之第二波長帶之光感光；由通過一蔽罩照射第二波長帶之光於由第一及第二正感光材料層所構成之基體表面上，僅反應第二感光材料層之所需區域’由顯影形成所需之圖案，然後由加熱基體形成所需之斜坡於圖案之側壁上；由通過一蔽罩照射第一波長帶之光於由第一及第二正感光材料層所構成之基體表面上，反應第一正感光材料層之所需區域；及使用以上步驟所構成之處理，此使上及下圖案對基體不同，其中，第一正感光材料層包含三元共聚物，具有由甲基丙烯酸甲酯作爲一主要組成份，甲基丙烯酸作爲一熱交聯因素，及另一因素用以延伸對電離輻射之敏感區。 -48- (6) (6)1221122 22.如申請專利範圍第 21項所述之方法，其中，用以延伸對電離輻射敏感區之因素爲甲基丙烯酸酯酐單體單位。 2 3 .如申請專利範圍第 21項所述之方法，其中，第一正感光材料層之熱交聯處理由脫水及冷凝反應執行。 24. 如申請專利範圍第 22 項所述之方法，其中，三元共聚物包含共聚物之 2至 30%重量之甲基丙烯酸酯，並由在溫度 100至 120 °C上環游離基聚合化製備，使用偶氮化合物或過氧化物作爲聚合化引發劑。 25. 如申請專利範圍第 21項所述之方法，其中，三元共聚物之重量平均分子量在 5,000至 50,000範圍〇 26. 如申請專利範圍第 21項所述之方法，其中，第一正感光材料包含至少一光解降樹脂，具有羧酸酯酐之結構。 2 7 .如申請專利範圍第 2 1項所述之方法，其中，第一正感光材料爲一丙烯酸樹脂，此經由羧酸酯酐之結構作分子間交聯。 28. 如申請專利範圍第 27項所述之方法，其中，第一正感光材料爲一丙烯酸樹脂，在一分枝鏈上有一不飽和鍵。 29. 如申請專利範圍第 27項所述之方法，其中，第一正感光材料具有由以下通式 1及 2表示之一結構單位： -49- 1221122 \—/ 式通 Η Ηc 〇〇 c 1 I 二二 j ?RIC丨 cl〇 — clc— R 通式 2 r3 I 3 -C-CH?- I 1 C=〇 I 〇 Ic=o I C 二 CH? I 2 R4 (其中，R1至 R4表示氫原子或具有 1至 3碳原子之烷基團，且此等可相同或不相同）。 30.如申請專利範圍第 29項所述之方法，其中，第一正感光材料具有由以下通式 3表示之一結構單位.· 式通 Η Co 5 I 二RICICI〇1H -50- (8) (8)1221122 (其中，R5表示氫原子或具有1至3碳原子之烷基團）。 3 1 .如申請專利範圍第 21項所述之方法，其中，第一波長帶較第二波長帶短。 3 2 ·如申請專利範圍第 21項所述之方法，其中，第二正感光材料爲一電離輻射分解正光阻劑，具有聚甲基異丙基酮作爲主要組成份。 3 3· —種生產液體排放頭之方法，此由形成可移去之樹脂之一圖案於具有液體排放能量產生元件之基體上之一液流徑路形成部份上，施敷並硬化一樹脂塗層於基體上，以塗覆該圖案，並溶解及移去該圖案，形成液流徑路，其中，由申請專利範圍第 2 1至 3 2之任一項之微結構生產方法形成該圖案。 3 4 ·如申請專利範圍第 3 3項所述之方法，其中，第一正感光材料之顯影溶液包含至少： (1 )乙二醇醚，具有 6或更多碳原子可以任何比率與水溶混； (2 )含氫鹼性有機溶劑；及 (3 )含水之顯影溶液。 3 5 .如申請專利範圍第 3 4項所述之方法，其中，乙二醇醚包含乙烯乙二醇單丁基醚及/或二乙烯乙二醇單丁基醚。 3 6 .如申請專利範圍第 3 4項所述之方法，其中，含氮鹼性有機溶劑包含宜乙醇胺及/或嗎林。 -51 - (9) (9)1221122 3 7 · —種由申請專利範圍第 3 3項之方法所生產之液體排放頭。 3 8 ·如申請專利範圍第 3 7項所述之液體排放頭，其中，用以捕捉灰麈之一柱形構件形成於液流徑路上，作爲形成液流徑路之材料，且此構件並不到達基體。 3 9 ·如申請專利範圍第 3 7項所述之液體排放頭，其中，公共連接至每一液流徑路之一液體供應開口形成於基體上，及液體供應開口之中心部份上之液流徑路之高度低於液體供應開口之開口圓周部份上之液流徑路之高度。 4 〇 .如申請專利範圍第 3 3項所述之液體排放頭，其中，一泡沬產生室在液體排放能量產生元件上具有凸出斷面形狀。

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