JP2010131954A - 液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出エネルギー発生素子とインク流路および吐出口との位置関係を高精度かつ再現性良く制御でき、印字特性の良好なインクジェットヘッドを安定して製造できる方法を提供する。
【解決手段】液体を吐出する吐出口２と連通する流路１７を形成するための流路形成部材を基板１上に有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、基板１上に感光性樹脂からなる層を設け、その層上の流路１７に対応した部位にマスク層を設け、感光性樹脂からなる層に対して露光を行い流路１７の形状を有するパターンとし、このパターンを被覆するように流路形成部材となる層を設け、流路形成部材となる層の一部に吐出口２を形成し、そのパターンを除去して流路１７を形成することを含む液体吐出ヘッドの製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドの製造方法に関し、具体的には、被記録媒体にインクを吐出することにより記録を行うインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。

液体を吐出する液体吐出ヘッドを用いる例としては、インクを被記録媒体に吐出して記録を行うインクジェット記録方式が挙げられる。

インクジェット記録方式（液体噴射記録方式）には、インクジェット記録ヘッドが適用される。このインクジェット記録ヘッドは、一般に、インク流路と、その流路の一部に設けられた吐出エネルギー発生部と、そこで発生するエネルギーによってインクを吐出するための微細なインク吐出口（「オリフィス」と呼ばれる）とを備えている。インクジェットヘッドを製造するための方法の一例として、特許文献１に記載の方法がある。この方法においては、吐出エネルギー発生素子を有する基板上に感光性材料を用いて流路の型となるパターン層を形成し、その上に流路壁構成部材を設け、その後パターン層を除去することによりインク流路となる空間を形成する。この方法は半導体のフォトリソグラフィーの手法を応用したものであり、インク流路、吐出口等の形成に関して高精度で微細な加工が可能である。

上述の流路の型となるパターンにはポジ型感光性樹脂が使用され、このポジ型感光性樹脂のパターニングにはフォトリソグラフィーの手法が用いられる。ポジ型感光性樹脂を露光する際の露光装置としては、必要な露光量の関係により、１対１の倍率で基板全体を一括で露光するタイプの露光装置が用いられる。ポジ型感光性樹脂の感光波長であるＤｅｅｐ−ＵＶ光（３００ｎｍ以下の波長）を一括で照射するタイプの露光装置を用いて露光すると、以下のような場合が想定される。

まず、基板上に設けられた大面積の対象物（ポジ型感光性樹脂）を一括で露光するため、対象物と露光に使用されるマスクとの位置合わせ精度が十分ではない。特に、８〜１２インチ程度の大型ウエハ上で対象物の露光を行う際は、基板の反りやマスクのたわみ等の影響を受けるので、マスクと対象物のアライメント精度が、同一基板内および、露光に共される基板ごとにばらつく場合がある。

また上述したようなポジ型感光性樹脂としては主鎖分解型のものが用いられるが、主鎖分解型のポジ型感光性樹脂は、紫外光に対して感度が低いものが多く、分解反応を十分に生じさせるには、大量のエネルギーを照射する必要がある。このため、露光時の発熱によりマスクと基板が不均一な熱膨張を生じ、解像性およびアライメント精度が悪化する場合がある。

例えば特許文献１に記載されるようなインクジェット記録ヘッドの製造方法では、流路のパターンとなるポジ型感光性樹脂層および被覆樹脂層の露光は、基板上に形成されたアライメントマークを基準にして行うことが一般的である。アライメントのズレがない場合は、図１４（Ａ）に示すように、エネルギー発生素子２０、流路の形状のパターン３０、吐出口５０の互いの位置関係が所望した位置関係となる。一方、上述のアライメント精度のばらつきが発生した場合、図１４（Ｂ）に示すように、エネルギー発生素子２０、流路の形状のパターン３０、吐出口５０の互いの位置関係が所望したものとは異なってしまうということがある。すると、製造されたヘッドにおいて、エネルギー発生素子や吐出口に対して、流路内の流体の抵抗が所望のものとならない可能性がある。以上からすると、上述のアライメントのばらつきが生じた場合には、製造されたインクジェット記録ヘッドの吐出に影響をおよぼすことが懸念される。
米国特許４６５７６３１号明細書

本発明は上述した課題を鑑みてなされたものであって、吐出エネルギー発生素子とインク流路および吐出口との位置関係を高精度かつ再現性良く制御でき、印字特性の良好なインクジェットヘッドを安定して製造できる方法を提供することを目的の一つとする。

本発明は、以下の事項により特定される。

［１］液体を吐出する吐出口と連通する流路を形成するための流路形成部材を基板上に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、感光性樹脂からなる層を設けること、
前記感光性樹脂からなる層上の前記流路に対応した部位に、前記感光性樹脂の感光波長をもつ光の透過を低減することが可能なマスク層を設けること、
前記マスク層をマスクとして前記感光性樹脂からなる層に対して露光を行い、感光性樹脂からなる層を前記流路の形状を有するパターンとすること、
前記パターンを被覆するように前記流路形成部材となる層を設けること、
前記流路形成部材となる層の一部に前記吐出口を形成すること、及び、
前記パターンを除去して前記流路を形成すること を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。

［２］感光性樹脂がポジ型感光性樹脂である前記［１］記載の液体吐出ヘッドの製造方法。

［３］マスク層を設ける為に、
前記マスク層を形成するための、ナフトキノンジアジド誘導体とヒドロキシベンゾフェノン化合物とを含む層を前記感光性樹脂上に設けること、及び、
前記ナフトキノンジアジド誘導体とヒドロキシベンゾフェノン化合物とを含む層に対して露光を含むパターニングを行って前記マスク層を形成すること
を含む前記［１］記載の液体吐出ヘッドの製造方法。

［４］露光後に、感光性樹脂の露光が行われた部分と共にマスク層を除去する前記［１］記載の液体吐出ヘッドの製造方法。

［５］マスク層は２つの層からなる前記［１］記載の液体吐出ヘッドの製造方法。

［６］ヒドロキシベンゾフェノン化合物が、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノンである前記［３］記載の液体吐出ヘッドの製造方法。

［７］ナフトキノンジアジド誘導体とヒドロキシベンゾフェノン化合物とを含む層に対してｉ線を使用して露光を行う前記［３］記載の液体吐出ヘッドの製造方法。

［８］感光性樹脂からなる層上の流路に対応した部位に、前記感光性樹脂の感光波長をもつ光の透過を低減することが可能なマスク層を設ける為に、
基板上に、感光性樹脂からなる第１の層と、該第１の層上に設けられた感光性樹脂からなる第２の層と、を形成すること、及び、
前記第２の層の上に前記マスク層を設けること
を含む前記［１］記載の液体吐出ヘッドの製造方法。

［９］感光性樹脂からなる層上の流路に対応した部位に、前記感光性樹脂の感光波長をもつ光の透過を低減することが可能なマスク層を設ける為に、
基板上に、感光性樹脂からなる第１の層と、該第１の層の上に設けられた前記流路の一部の形状を有するパターンと、を設けること、及び、
前記流路の一部の形状を有するパターンと第１の層とを被覆するように前記マスク層を設けること
を含む前記［１］記載の液体吐出ヘッドの製造方法

本発明によれば、吐出エネルギー発生素子とインク流路および吐出口との位置関係を高精度かつ再現性良く制御でき、印字特性の良好なインクジェットヘッドを安定して製造できる。

以下に図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一の機能を有する構成には図面中に同一の番号を付与し、その説明を省略する場合がある。

また、以下の説明では、液体吐出ヘッドの一例として、インクジェットヘッドを例示して説明する。液体吐出ヘッドは、カラーフィルターの製造等の産業分野に応用可能である。

図１は、本発明の一例としてのインクジェットヘッドの構造を例示する模式的部分断面斜視図である。このインクジェットヘッドは、インクを吐出するための複数の吐出口１５と、この吐出口に連通するとともにインクを吐出するための吐出エネルギー発生素子２を内包するインク流路１７を有する。ここで「吐出エネルギー発生素子２を内包する」とは、インク流路１７内の所定の箇所に吐出エネルギー発生素子２が設置されていることを意味する。また、インク流路１７は、複数の吐出エネルギー発生素子２が形成された基板１に、インク流路形成部材１３が形成されている。本実施形態では、インク流路形成部材に吐出口１５が開口するように設けられている。

（第１の実施形態）
図１２、１３は、本発明によるインクジェットヘッドの製造方法の一例を説明する図である。これらの図は、図１のインクジェットヘッドをＢ−Ｂ’線で切断した場合の模式的断面図に相当する。

まず、図１２（ａ）に示されるように、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２を備えた基板１を用意する。エネルギー発生素子２としては、ヒーターや、圧電素子が挙げられる。基板１としてはシリコンが用いられる。エネルギー発生素子２の耐用性の向上を目的として、保護層等（不図示）の各種機能層が設けることが可能である。例えば、表面にはＳｉＮ、ＳｉＣ、Ｔａの膜が設けられる場合がある。

次いで図１２（ｂ）に示されるように、流路の形状を有するパターンを形成するためのポジ型感光性樹脂からなる第１の層２２を基板上に形成する。ポジ型感光性樹脂としては、例えば、ポリメチルイソプロペニルケトン、ポリビニルケトン等の主鎖分解型のポジ型感光性樹脂が挙げられる。また、メタクリル酸エステルを主成分とする高分子の主鎖分解型ポジ型感光性樹脂も挙げられる。例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート等のホモポリマー、メタクリル酸メチルとメタクリル酸、アクリル酸、グリシジルメタクリレート、フェニルメタクリレート等との共重合体を挙げることができる。またネガ型感光性樹脂を利用することも可能である。

次いで、図１２（ｃ）に示されるように第１の層２２をパターニングするためのマスクとなる、感光性の樹脂組成物からなる第２の層２３を、第１の層２２上に設ける。この樹脂組成物からなる層は、第１の層の感光性樹脂の感光波長をもつ光の透過を低減することが可能なマスク層である。この感光性の樹脂組成物に含まれるベースの樹脂としては、アライメント精度の観点からステッパーを用いてパターニングすることが好ましく、最も汎用的なｉ線（３６５ｎｍ）でパターニングできることが好ましい。また具体的には、ｉ線を照射する縮小投影露光装置を用いて露光を行うことが好ましく、ノボラック樹脂とナフトキノンジアジド誘導体から成るポジ型フォトレジストが特に好ましい。一例としては、東京応化工業（株）から市販されているＯＦＰＲ−８００レジスト、ｉＰ−５７００レジスト（商品名）等のナフトキノン系ポジ型フォトレジストを用いることができる。そして、この層に対して露光を含むパターニングを行ってマスク層を形成することが好ましい。

感光性の樹脂組成物からなる第２の層２３は、さらにヒドロキシベンゾフェノン化合物が含まれていることが好ましい。ナフトキノンジアジド系のレジストはパターニングする際に、アルカリ性現像液を用いると、ナフトキノンジアジド系レジストの表層部がジアゾ化反応を起こし、現像液に対する溶解性が低くなる現象が見られる。一方で、樹脂層下部は、アルカリに接していないため、溶解性は変化しないので、表層と下部とで、現像速度が異なることによりレジストマスクのパターンのエッジ形状の制御が困難になることも想像される。特に、マスク層を設ける為には、マスク層を形成するためのナフトキノンジアジド誘導体とヒドロキシベンゾフェノン化合物とを含む層を感光性樹脂上に設けることが好ましい。

第２の層２３がヒドロキシベンゾフェノン化合物を含む場合においては、ヒドロキシベンゾフェノン化合物の有するＯＨ基の作用により、第２の層２３のアルカリに対する溶解性が高くなる。このため、後述する第２の層をパターニングするための現像時において、露光された部分の現像速度が高められる。よってアルカリ環境下で第２の層の表層部でジアゾ化反応が行われた場合であっても、表層部が現像液に対して不溶化傾向となることを抑制し、表層と下部との現像速度を等しくなるようにすることができる。したがって、エッジが垂直となるように現像することが可能となる。

また、上述の現像速度はヒドロキシベンゾフェノン化合物のＯＨ基の数により変化することが発明者らにより見出された。特に、ＯＨ基が一つのヒドロキシベンゾフェノンでは、アルカリ溶液での現像において、表層部と下部で現像速度がほぼ等しくなり、レジストマスク２４のエッジ部２４ａが垂直に近い形状で得られるのである。さらに、ヒドロキシベンゾフェノン化合物が長鎖のアルコキシ基のような疎水基を持つと、上層と下層のアルカリ現像速度を合わせることができて、垂直なパターニング形状が得られるため好ましい。

ヒドロキシベンゾフェノン化合物としては、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，４ジヒドロキシベンゾフェノンが挙げられる。また、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，３’，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン等が挙げられる。

ナフトキノンジアジド系レジストの固形分１００質量部に対して、ヒドロキシベンゾフェノン系化合物を５質量部以上、１２質量部未満とすることが好ましい。

さらに、ヒドロキシベンゾフェノン化合物は、第２の層２３の遮光性を高めることができるという観点で好ましい。第１の層上の第２の層２３は、第１の層２２をフォトリソグラフィーにてパターニングするときのマスクとして用いるため、遮光性を要する。ヒドロキシベンゾフェノン化合物の有する芳香環の作用により、第１の層を形成するポジ型感光性樹脂を露光する波長の光に対する遮光性を高めることができる。よって、第２の層２３の厚さを増すことなく、遮光性を高めることが可能となる。

なお、第２の層２３を塗布により第１の層２２上に設ける場合には、第１の層２２上を溶解させないように配慮をすることが好ましい。

次いで、図１２（ｄ）に示されるように、マスクを用いて第２の層２３を露光する。

次いで、図１２（ｅ）に示されるように、現像を行い、流路の形状に対応したレジストレジストパターン２４を形成する。このとき前述のヒドロキシベンゾフェノン化合物の作用により、エッジ部２４ａは第１の層２２の表面に対してほぼ垂直な形状となる。

次いで、図１２（ｆ）に示されるように、レジストパターン２４をマスクとして第１の層２２に対して露光を行う。このとき露光に用いられた光はレジストパターン２４により遮光される。このときの遮光は光が第１の層２２に向って透過しないように、光を吸収、反射、などさせることである。これは第１の層２２に向かう光を完全に０にすることのみを意図せず、第１の層２２に対して良好なパターンを得るために必要な程度、遮光をするということである。

次いで、図１２（ｇ）に示されるように、マスクとして用いたレジストパターン２４を除去する。レジストパターン２４の除去は、溶剤を用いて行う。ここで、ナフトキノン系のポジ型フォトレジストは、一般的に、適量の露光量においてはポジ型のレジストとして機能し、露光部はアルカリ性の水溶液に容易に溶解する。しかしながら、大きな露光量を照射した場合には、主成分である樹脂の分子間で架橋反応が生じるため、アルカリ性の水溶液や一般的な有機溶剤には溶解しずらくなる場合がある。第１の層が厚膜である場合には、大量のエネルギー照射が必要となる。このため、レジストパターン２４上にも大量のエネルギーが照射され、架橋反応が進行し、除去しずらくなることが考えられる。

そこで水と任意の割合で混合可能な炭素数６以上のグリコールエーテルおよび含窒素塩基性有機溶剤および水の混合溶液が、架橋反応を生じたナフトキノン系フォトレジストの除去に有用である。この混合溶剤は、有機溶剤としての溶解性と、アルカリ水溶液としての溶解性とを兼ね備えていることから、架橋反応を生じたナフトキノン系フォトレジストを溶解させるに好適な特性を有しているものと推測される。

次いで、図１２（ｈ）に示されるように、第１の層に対して現像を行い、インクジェットヘッドの流路の形状を有するパターン２５（流路パターン２５）を得る。マスクであるレジストパターン２４のエッジ形状２４ａの垂直性が高いため、パターン２５のエッジ部２５ａの形状も基板に対して垂直性が高くなっている。パターン２５の形状は後述する流路１７の壁の形状に転写される。このため、パターン２５のエッジ部２５ａを基板に対して垂直に近い形状で形成できると、図１３（ｃ）における流路形成部材１３によって形成される流路１７の壁部分と基板１とのなす角θを９０°に近づけることができる。角θが９０°に近いと、基板１と流路形成部材１３との接触面積を変わらない場合、流路１７の容積が大きくなり、流路１７内の流抵抗を下げることができ、吐出される液体の充填速度が上がるため好ましい。第１の層２２にネガ型感光性樹脂を用いた場合には、露光を受けた部分が硬化するため、現像によりマスク２４の下部が除去される。

次いで、図１３（ａ）に示されるように流路パターン２５を被覆するように、前記パターン層上に流路形成部材１３となる被覆層１３ａを設ける。膜厚２０μｍの材料を通常のスピンコート法、ロールコート法、スリットコート法等の塗布方法で形成する。ここで、流路形成部材１３となる被覆層１３ａを形成するにおいては、流路パターン２５を変形せしめない等の特性が必要となる。すなわち、被覆層をスピンコート、ロールコート等で流路パターン２５上に積層する場合、溶解可能な流路パターン２５を溶解しないように溶剤を選択する必要がある。また、流路形成部材１３を形成するための材料としては、後述するインクの吐出口１５をフォトリソグラフィーで容易にかつ精度よく形成できることから、感光性のものが好ましい。被覆樹脂層１３ａの材料としては、構造材料としての高い機械的強度、下地との密着性、耐インク性と、同時にインクの吐出口の微細なパターンをパターニングするための解像性が要求される。これらの特性を満足する材料としては、カチオン重合型のエポキシ樹脂組成物を好適に用いることができる。

本発明に用いられるエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡとエピクロヒドリンとの反応物のうち分子量がおよそ９００以上のもの、含ブロモスフェノールＡとエピクロヒドリンとの反応物を挙げることができる。また、フェノールノボラックあるいはｏ−クレゾールノボラックとエピクロロヒドリンとの反応物や、特開平２−１４０２１９号公報に記載のオキシシクロヘキサン骨格を有する多官能エポキシ樹脂等があげられるが、これら化合物に限定されるものではない。

また、上述のエポキシ化合物においては、好ましくはエポキシ当量が２０００以下、さらに好ましくはエポキシ当量が１０００以下の化合物が好適に用いられる。

上述のエポキシ樹脂を硬化させるための光カチオン重合開始剤としては、光照射により酸を発生する化合物を用いることができ、例えば旭電化工業株式会社より市販されているＳＰ−１５０、ＳＰ−１７０、ＳＰ−１７２等を好適に用いることができる。

さらに上記組成物に対して必要に応じて添加剤など適宜添加することが可能である。例えば、エポキシ樹脂の弾性率を下げる目的で可撓性付与剤を添加したり、あるいは下地との更なる密着力を得るためにシランカップリング剤を添加することなどが挙げられる。

次いで、マスク（不図示）を介して被覆樹脂１３ａ層１０にパターン露光を行い、現像処理を施して吐出口１５をエネルギー発生素子と対向する位置に形成した。次いで、パターン露光されたインク流路形成部材１３を、適当な溶剤を用いて現像することにより吐出口１５を形成して、図１３（ｂ）の状態を得る。

図１３（ｃ）に示されるように、流路１７と連通する液体の供給口（不図示）を基板に形成した後、パターン２５を除去することにより流路１７、流路形成部材１３を得る。

次いで、切断分離工程を経た後（不図示）、流路パターン２５を溶解除去する。さらに、必要に応じて加熱処理を施すことにより、インク流路形成部材１３をさらに硬化させた後、インク供給のための部材（不図示）との接合、エネルギー発生素子を駆動するための電気的接合（不図示）を行って、インクジェットヘッドを得ることができる。

（第２の実施形態）
次いで本発明の第２の実施形態について、図１のインクジェットヘッドを、Ａ−Ａ’線で切断した場合の断面模式図である図１５〜１６を参照して説明する。

まず、例えば図１５（ａ）に示されるような、基板１を準備する。このような基板は、インク流路構成部材の一部として機能する。また、後述のインク流路およびインク吐出口を形成する材料層の支持体として機能し得るものであれば、その形状、材質等に特に限定されることなく使用することができる。一般的に、シリコン基板が用いられる。

次いで、図１５（ｂ）に示すように、基板１上に、ポジ型感光性樹脂からなる第１の層２２を形成する。ポジ型感光性樹脂からなる第１の層２２については実施形態１と同様方法に従い設けることができる。

次に、図１５（ｃ）に示すように、第一の層上に、ポジ型感光性樹脂からなる第１の層２２の感光波長領域に対して遮光性を有する樹脂組成物層２６を形成する。

ここで用いられる樹脂組成物層２６を形成する樹脂組成物は、後述する第１の層２２をパターニングする再のマスクとして機能するものであり、第１の層２２の感光波長領域の光を、遮光できることが必要である。さらに、後述する工程において、第２の層２３のパターンをマスクとして、エッチングによりパターニングする必要がある。エッチングの方法としては、ウエットエッチングが好ましく、第２の層２３の現像液に溶解するか、あるいは第２の層２３を溶解しない溶剤に溶解することが好ましい。

これらの要求を満足する樹脂組成物としては、被膜性を有する樹脂と、遮光材との混合物を用いることが好ましい。被膜性を有する樹脂としては、アクリル酸、メタクリル酸メチル、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシフェニルメタクリレート等のアクリルモノマーを主成分とするアクリル系ポリマー、ポリビニルアルコール等のビニル系ポリマー、フェノールノボラックやクレゾールノボラック等のノボラック系ポリマーのような汎用の樹脂を用いることができる。

遮光材としては、上述の樹脂に、染料または顔料を適宜添加して用いることが可能であるが、第一のポジ型レジストの感光波長領域を遮光できるものを選択する必要がある。特に、少量で高い遮光性を得ることができる遮光材として、カーボンブラックやチタンブラックが挙げられる。特にカーボンブラックを用いることが好ましく、チャネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、ランプブラック等の公知のものを用いることができる。また、上述の樹脂に対する分散性を向上させる目的で、樹脂被覆カーボンブラックを用いることが好ましい。

本発明に用いられる第１の層２２の感光波長領域に対して遮光性を有する樹脂組成物としては、例えば、カーボンブラックをクレゾールノボラックに分散させることで、アルカリ可溶性の樹脂組成物とすることができる。

次に、図１５（ｄ）に示すように、第一のポジ型レジストの感光波長領域に対して遮光性を有する樹脂組成物層上に、第２の層２３を形成する。

第２の層２３としては、ネガ型、ポジ型のレジストがいずれも使用可能であるが、取扱が容易であることから、アルカリ現像可能なものが好ましい。さらに、本発明においては、アライメント精度の観点からステッパーを用いてパターニングすることが好ましく、最も汎用的なｉ線（３６５ｎｍ）でパターニングできることが好ましい。これらの要求を満足するレジストとしては、ノボラック樹脂とナフトキノンジアジド誘導体から成るポジ型フォトレジストが特に好ましい。一例としては、東京応化工業（株）から市販されているＯＦＰＲ−８００レジスト、ｉＰ−５７００レジスト（商品名）等の汎用的なナフトキノン系ポジ型フォトレジストを用いることができる。

次いで、図１６（ａ）に示すように、第一のレチクル（マスク）２７を介してパターン露光を行い、現像処理を行って流路の形状に対応したレジストパターン２４を形成し図１６（ｂ）の状態を得る。

この際、樹脂組成物層２６として、アルカリ可溶性の樹脂組成物を用い、さらに第２の層２３としてアルカリ現像タイプのポジ型フォトレジストを用いた場合には、第二のレジストの現像と、樹脂組成物のエッチングを同時に行うことができる。すると、図１６（ｃ）に示すように、レジストパターン２４（上層）と、第１の層２２の感光波長領域に対して遮光性を有する樹脂組成物からなる他のパターン２８（下層）を、一括して形成することが可能である。

第１の層２２の感光波長領域に対して遮光性を有する樹脂組成物がアルカリに不溶の場合には、第２の層２３からなるレジストパターン２４をハードベークした後、これをマスクとして適当な有機溶剤によりエッチングを行っても良い。また、第二のレジストのパターンをマスクとして、ドライエッチングにより樹脂組成物をパターニングしても良い。

レジストパターン２４は、特に除去する必要はないが、その後の工程からの要求がある場合には、除去して図１７（ａ）の状態を得ることができる。

次に、レジストパターン２４、他のパターン２８をマスクとして、第１の層２２の感光波長を用いて全面露光を行い（図１７（ｂ））、第１の層２２の現像処理を行って、インク流路の形状を有するパターン２５を形成する（図１７（ｃ））。このように、第１の層２２を露光するマスクとして図中の２４、２８の２層を使用することで、露光に用いられる光の遮光性をさらに高めることが可能となる。また、他のパターン２８はレジストマスク２４を使用してパターニングされているので位置精度が高く形成されている。

その後、マスクとして用いたレジストパターン２４、他のパターン２８を除去することで、インク流路の形状を有するパターン２５が完成する（図１７（ｄ））。

また、図１７（ａ）に示す状態から、第1の層２２に対して全面露光を行い、第１の層２２を現像する際に、他のパターン２８の除去を同時に行っても良い。

以上によって形成された流路のパターン２５を利用して、実施形態１で、図１３を用いて説明した方法を行って、図１７（ｅ）に示すように流路１７、吐出口５、流路形成部材１３を形成する。

（第３の実施形態）
図２〜６は、本発明によるインクジェットヘッドの製造方法の一例を説明する図である。これらの図は、図１のインクジェットヘッドをＡ−Ａ’線で切断した場合の模式的断面図に相当する。また、図２〜６に示す方法は、上層と下層で形状の異なる２段構成の型パターンによって高さ方向に変化を付けたインク流路を形成する例である。以下、このようなインク流路を、２段構成のインク流路と言う。

まず、図２（ａ）に示すように、第２の実施形態と同様にして基板１を準備する。

次いで、図２（ｂ）に示すように、エネルギー発生素子２が形成された基板１上に、第１のポジ型感光性樹脂層７を形成する。そして、図２（ｃ）に示すように、第１のポジ型感光性樹脂層７の上に、第２のポジ型感光性樹脂層８をさらに積層する。

前記の第１のポジ型感光性樹脂と第２のポジ型感光性樹脂は、感光波長領域が異なることが必要である。これは、一方のポジ型感光性樹脂を露光によりパターニングする際に、もう一方のポジ型感光性樹脂に影響を及ぼさないようにするためである。本発明においては、第１のポジ型感光性樹脂の感光波長領域を、第１の波長領域という。また、第２のポジ型感光性樹脂の感光波長領域を、第２の波長領域といい、第１の波長領域と第２の波長領域は異なることが必要である。

第１および第２のポジ型感光性樹脂の好ましい例として、メタクリル酸エステルを主成分とする高分子の主鎖分解型ポジ型感光性樹脂と、ポリメチルイソプロペニルケトンの組み合わせがある。メタクリル酸エステルを主成分とする高分子の主鎖分解型ポジ型感光性樹脂は、一般に、２００〜２４０ｎｍ付近に感光波長を有している。一方、ポリメチルイソプロペニルケトンは、２６０〜３２０ｎｍ付近に感光波長を有している。この組み合わせにおいて上下の位置関係に特に制限は無く、どちらが上層（第２のポジ型感光性樹脂層８）で、どちらが下層（第１のポジ型感光性樹脂層７）でも構わない。

メタクリル酸エステルを主成分とする高分子の主鎖分解型ポジ型感光性樹脂は、単独重合体、共重合体のどちらでもよい。単独重合体の具体例としては、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート等が挙げられる。共重合体の具体例としては、メタクリル酸メチルと、メタクリル酸、アクリル酸、グリシジルメタクリレート、フェニルメタクリレート等との共重合体が挙げられる。

次いで、図２（ｄ）に示すように、第２のポジ型感光性樹脂層８上に第１のレジスト９（第１のレジスト）を積層する。そして、図２（ｅ）に示すように、第一のレチクル（マスク）１０を介してパターン露光を行う。さらに、図３（ａ）に示すように、現像処理を行って、第２のポジ型感光性樹脂層８上に第１のレジストからなるマスク９'を形成する。

第１のレジスト９は、第２のポジ型感光性樹脂層８をパターニングする為の露光工程［図３（ｂ）］におけるマスクを構成する為のものである。したがって、第１のレジスト９は、第２のポジ型感光性樹脂の感光波長（第二の波長領域）に対して遮光性を有することが必要となる。なお、本発明においては、レジストにより形成されたマスクを「マスクレジスト」と称することがある。

第１のレジスト９は、アライメント精度の観点からステッパーを用いてパターニングすることが好ましく、最も汎用的なｉ線（３６５ｎｍ）でパターニングできることが好ましい。また具体的には、ｉ線を照射する縮小投影露光装置を用いて露光を行うことが好ましい。これらの要求を満足する好適なポジ型レジストとしては、例えば、ノボラック樹脂とナフトキノンジアジド誘導体から成るポジ型フォトレジスト、等のナフトキノンジアジド誘導体を含有するポジ型フォトレジストがある。その具体例としては、東京応化工業(株)から市販されているＯＦＰＲ−８００レジスト（商品名）、ｉＰ−５７００レジスト（商品名）等の汎用的なナフトキノン系ポジ型フォトレジストが挙げられる。

次いで、図３（ｂ）に示すように、第１のレジストからなるマスク９'を介して、第２のポジ型感光性樹脂層８の感光波長を用いて全面露光を行う。この露光においては、第１のポジ型感光性樹脂層７は感光させないが第２のポジ型感光性樹脂層８を感光させ得る波長領域の光を選択的に照射する。そして、図３（ｃ）に示すように、第１のレジストからなるマスク９'を除去する。さらに、図３（ｄ）に示すように、第２のポジ型感光性樹脂層８の現像を行って、インク流路の型パターンの一部である型パターンの上層８'を形成する。なお、図３（ｃ）のマスク９'の除去と、図３（ｄ）の第２のポジ型感光性樹脂層８の現像処理は、同じ溶剤を用いて同時に行うこともできる。また、図３（ｄ）の第２のポジ型感光性樹脂層８の現像処理は、図３（ｃ）のマスク９'の除去の前に行うこともできる。

図７は、第２のポジ型感光性樹脂層８を形成する樹脂の感光波長と第１のレジスト９の遮光性の一例を示すグラフである。ここでは、第２のポジ型感光性樹脂層８としてメタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体（モノマー組成比＝９０：１０）を用い、第１のレジストとして東京応化工業(株)製商品名ｉＰ−５７００レジストを用いた。図中のＤはポジ型感光性樹脂層８の吸収スペクトル、Ｅは、図３（ａ）の状態でのマスク９’の吸収スペクトル、Ｆは、図３（ｂ）の工程を経た後のマスク９’の吸収スペクトルである。この図７より、上記共重合体の感光波長は主に２５０ｎｍ以下にあり（５μｍ膜厚時のデータ）、ｉＰ−５７００レジスト（４μｍ膜厚時のデータ）を用いることにより共重合体の感光波長を遮光可能であることが分かる。また、ナフトキノン系のポジ型フォトレジストは、露光により退色して透明化することが知られているが、この例においては露光後も十分な遮光性を維持できることが分かる。

図８は、光学フィルターを用いた場合の露光波長と照度を示すグラフである。ここでは、高圧水銀灯を具備する一括露光方式の露光装置に、２６０ｎｍ以上の波長の光をカットする光学フィルターを装着した場合（Ｈ）と、２６０ｎｍ以下の波長の光をカットする光学フィルターを装着した場合（Ｇ）の例を示す。また、図９に、先のＥ，Ｆのスペクトルとともに、ポリメチルイソプロペニルケトンのスペクトルＩを示す。

例えば、第１のポジ型感光性樹脂層としてポリメチルイソプロペニルケトン（ＰＭＩＰＫ）を用いた場合（図９参照）は、２６０ｎｍ以上の波長の光をカットする光学フィルターを装着して露光を行うことが好ましい。なぜならば、第１ポジ型感光性樹脂層７は、２６０ｎｍ以上の波長に吸収を有するため、第２のポジ型感光性樹脂層８への露光の際に、第１ポジ型感光性樹脂層７に影響をおよぼす可能性があるためである。このような手法にて、第２のポジ型感光性樹脂層８を露光する［図３（ｂ）］。

第２のポジ型感光性樹脂層８の現像［図３（ｄ）］は、例えば、上述した共重合体の分解物（主鎖分解反応により低分子量化したもの）を溶解し、かつ未反応物は溶解しない溶剤を用いて行うことができる。

第１のレジストからなるマスク９'の除去［図３（ｃ）］は、これを溶解もしくは剥離し得る溶剤を用いて行う。例えば、ナフトキノン系のポジ型フォトレジストは、一般に、適量の露光量においてはポジ型のレジストとして機能し、露光部はアルカリ性の水溶液に容易に溶解する。ただし、大過剰の露光量の場合には、主成分である樹脂の分子間で架橋反応が生じるので、アルカリ性の水溶液や一般的な有機溶剤には溶解し難くなることが知られている。特に、主鎖分解型のポジ型レジストは反応効率が比較的悪いので、厚い膜厚で使用する場合は大量のエネルギー照射が必要となる。このため、第１のレジストからなるマスク９'上にも大量のエネルギーが照射され、第１のレジスト内で架橋反応が進行し、除去し難くなる場合がある。

本発明者等は鋭意検討の結果、以下の混合溶液を用いてマスクレジストを除去することが、特に好ましいことを見出した。

少なくとも、
水と混合可能な炭素数６以上のグリコールエーテル、
含窒素塩基性有機溶剤、および、
水
を含有する混合溶液。

この水と混合可能な炭素数６以上のグリコールエーテルとは、水と任意の割合で混合可能なものを意味する。特に、エチレングリコールモノブチルエーテルおよび／またはジエチレングリコールモノブチルエーテルを用いることが好ましい。含窒素塩基性有機溶剤としては、特にエタノールアミンおよび／またはモルフォリンを用いることが好ましい。

この混合溶剤は、有機溶剤としての溶解性と、アルカリ水溶液としての溶解性とを兼ね備えている。したがって、例えば、架橋反応を生じたナフトキノン系フォトレジストからなるマスクを溶解させるに特に好適である。また、この混合溶液は、第二のポジ型レジストとして好適に使用可能な上述の共重合体の現像液としても機能し得る。したがって、上記混合溶剤または同様の機能を奏する溶剤を使用すれば、第２のポジ型感光性樹脂層８の現像処理と、第１のレジストからなるマスク９'の除去処理を同時に行うことができる。

次いで、図４（ａ）に示すように、流路の形状のパターン（流路の型となる型パターン）の上層８'が形成された第１のポジ型感光性樹脂層７上に、第２のレジスト１１を積層する。そして、図４（ｂ）に示すように、第二のレチクル（マスク）１２を介してパターン露光を行う。さらに、図４（ｃ）に示すように、現像処理を行って、第１のポジ型感光性樹脂層７上に第２のレジスト１１からなるマスク１１'を形成する。

第２のレジスト１１は、第１のポジ型感光性樹脂層７をパターニングする為の露光工程［図４（ｄ）］におけるマスクを構成する為のものである。したがって、第２のレジスト１１は、第１のポジ型感光性樹脂層７の感光波長（第1の波長領域）に対して遮光性を有することが必要となる。

また、第２のレジスト１１は、第２のポジ型感光性樹脂からなる型パターンの上層８'による段差上に塗布形成されるので、段差のカバレッジを考慮した場合、第１のレジスト９の層よりも厚い層厚で積層することが好ましい。さらに、第２のレジストは、第１のレジスト９と同様に、アライメント精度の観点からステッパーを用いてパターニングすることが好ましく、最も汎用的なｉ線（３６５ｎｍ）でパターニングできることが好ましい。また具体的には、ｉ線を照射する縮小投影露光装置を用いて露光を行うことが好ましい。これらの要求を満足する好適なポジ型レジストとしては、第１のレジスト９の例として既に挙げたものと同様である。したがって、第１のレジスト９および第２のレジストとして、同じ種類のレジストを用いることも好適な態様の一つである。

次いで、図４（ｄ）に示すように、第２のレジストからなるマスク１１'を介して、第１のポジ型感光性樹脂層７の感光波長を用いて全面露光を行う。そして、図５（ａ）に示すように、第２のレジストからなるマスク１１'を除去する。さらに、図５（ｂ）に示すように、第１のポジ型感光性樹脂層７の現像を行なって、インク流路の型パターンの他の一部である型パターンの下層７'を形成する。なお、図５（ａ）のマスク１１'の除去と、図５（ｂ）の第１のポジ型感光性樹脂層７の現像処理は、同じ溶剤を用いて同時に行うこともできる。また、図５（ｂ）の第１のポジ型感光性樹脂層７の現像処理は、図５（ａ）のマスク１１'の除去の前に行うこともできる。

図９は、第１のポジ型感光性樹脂層７の感光波長と第２のレジスト１１の遮光性の一例を示すグラフである。ここでは、第１のポジ型感光性樹脂層７としてポリメチルイソプロペニルケトン（ＰＭＩＰＫ）を用い、第２のレジスト１１として東京応化工業(株)製商品名ＯＦＰＲ−８００レジストを用いた。この図９より、ＰＭＩＰＫの感光波長は主に２６０〜３２０ｎｍ付近にあり（１５μｍ膜厚時のデータ）、ＯＦＰＲ−８００レジスト（４μｍ膜厚時のデータ）を用いることにより、ＰＭＩＰＫの感光波長を遮光可能であることが分かる。また、露光後も十分な遮光性を維持していることが分かる。

したがって、マスク１１'を介した全面露光［図４（ｄ）］の際に用いる露光波長としては、例えば、２６０ｎｍ以下の波長の光をカットする光学フィルターを装着した場合のものを用いることができる。さらに、第１のポジ型感光性樹脂層７の現像［図５（ａ）］およびマスク１１'［図５（ｂ）］の除去は、先に説明した第２のポジ型感光性樹脂層８の現像およびマスク９'の除去の場合と同様にして行うことができる。

以上のような各工程を経ることで、高精度にアライメントが制御された２段構成のインク流路の型パターン７'および８'を作製できる。

上述の樹脂層、レジスト層の形成には、公知のスピンコート法、ロールコート法、スリットコート法等の塗布方法を用いることができる。また、ドライフィルム化されたポジ型レジストを用い、ラミネート法により形成しても良い。さらに、第１および第２のポジ型感光性樹脂には、基板面からの反射を防止する目的で、光吸収剤等の添加剤を添加して用いても良い。

次いで、図５（ｃ）に示すように、以上の各工程にて形成されたインク流路の型パターン７'および８'を、インク流路壁を構成するための被覆樹脂１３ａで被覆する。ここでは、例えば、被覆樹脂１３ａをスピンコート法、ロールコート法、スリットコート法等の方法で塗布すればよい。

被覆樹脂１３ａは、インク流路形成部材として機能するものである。したがって、構造材料としての高い機械的強度、下地との密着性、耐インク性と同時に吐出口の微細なパターンをパターニングするための解像性等が要求される。これらの特性を満足する好適な材料として、エポキシ化合物と光カチオン重合開始剤を含むカチオン重合型のエポキシ樹脂組成物がある。

以降の工程は、実施形態１で図１３を用いて説明した方法と同様にして行って、図６に示されるような、２段形状の流路１７を有するインクジェットヘッドを得る。図６において、２段流路１７の上部を流路上部１８、下部を流路下部１９と区別する場合がある。

以上、実施形態１〜３において説明した本発明の方法により、吐出エネルギー発生素子２とインク流路１７および吐出口１５との位置関係を高精度かつ再現性良く制御でき、印字特性の良好なインクジェットヘッドを安定して製造できる。

また、本発明は３段以上の構成のインク流路を有するインクジェットヘッドの製造にも適用可能である。例えば３段構成のインク流路を形成する場合は、まずポジ型感光性樹脂層を３層形成し、上述のレジストマスクを介した露光、現像工程を、上層、中層、下層の順に行うことにより、３段構成のインク流路が形成される。

以下に本発明の実施例を示す。なお、以下の記載において「部」は「質量部」を意味する。

＜実施例１＞
（２段構成のインク流路を有するインクジェットヘッドの作製−１）
図２〜図６に示した工程に従って、２段構成のインク流路を有するインクジェットヘッドを作製した。

まず、吐出エネルギー発生素子２が形成された基板１を準備した［図２（ａ）］。本例においては、基板１として８インチのシリコン基板、吐出エネルギー発生素子２として電気熱変換素子（材質ＨｆＢ₂からなるヒーター）を用いた。また、基板１のインク流路形成部位には、ＳｉＮ＋Ｔａの積層膜を形成しておいた。

次いで、吐出エネルギー発生素子２が形成された基板１上に、第１のポジ型感光性樹脂層７を形成した［図２（ｂ）］。本例においては、第１のポジ型感光性樹脂としてポリメチルイソプロペニルケトンをスピンコートし、１５０℃で３分間のベークを行った。ベーク後のレジスト層７の厚さは１５μｍであった。

引き続き、第１のポジ型感光性樹脂層７の上に、第２のポジ型感光性樹脂層８をさらに積層した［図２（ｃ）］。本例においては、第２のポジ型感光性樹脂としてメタクリル酸メチル−メタクリル酸共重合体（モノマー組成比＝９０：１０）を膜厚５μｍとなるようスピンコートし、１５０℃で３分間のベークを行った。

さらに、第２のポジ型感光性樹脂層８上に第１のレジスト９を積層した［図２（ｄ）］。本例においては、第１のレジスト９として、ナフトキノン系ポジ型フォトレジスト（東京応化工業(株)製、商品名ｉＰ−５７００レジスト）を膜厚４μｍとなるよう積層した。その後、ｉ線ステッパー（キヤノン(株)製、商品名ｉ５）を用いて、第一のレチクル１０を介して２００Ｊ／ｍ²の露光量で露光した［図２（ｅ）］。そして、２.３８質量％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を用いて現像処理を施すことでパターニングして、第１のレジストからなるマスク９'を形成した［図３（ａ）］。

次いで、マスク９'を介して、第２のポジ型感光性樹脂の感光波長を用いて全面露光を行った［図３（ｂ）］。本例においては、２６０ｎｍ以上の波長の光をカットするフィルターを具備したＤｅｅｐ−ＵＶ露光装置（ウシオ電機(株)製、商品名ＵＸ−３０００）を用いて、５０００ｍＪ／ｃｍ²の露光量で全面露光した。

そして、以下の組成の混合溶剤（Ａ）を用いて、マスク９'の除去と第２のポジ型感光性樹脂層８の現像を同時に行ない、インク流路の型パターンの上層８'を形成した［図３（ｃ）、図３（ｄ）］。

混合溶剤（Ａ）：
ジエチレングリコールモノブチルエーテル ６０体積％、
エタノールアミン ５体積％、
モルフォリン ２０体積％、および、
イオン交換水 １５体積％。

その上に、第２のレジストとしてナフトキノン系ポジ型フォトレジスト（東京応化工業(株)製、商品名ＯＦＰＲ−８００レジスト）を膜厚４μｍとなるように積層した［図４（ａ）］。その後、ｉ線ステッパー（商品名ｉ５）を用いて、第二のレチクル（マスク）１２を介して８００Ｊ／ｍ²の露光量で露光した［図４（ｂ）］。そして、２.３８質量％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を用いて現像処理を施すことでパターニングして、第２のレジストからなるマスク１１'を形成した［図４（ｃ）］。

次いで、マスク１１'を介して、第１のポジ型感光性樹脂の感光波長を用いて全面露光を行った［図４（ｄ）］。本例においては、２６０ｎｍ以下の波長の光をカットするフィルターを具備したＤｅｅｐ−ＵＶ露光装置（商品名ＵＸ−３０００）を用いて、１００００ｍＪ／ｃｍ²の露光量で全面露光した。そして、前記の混合溶剤（Ａ）を用いて、マスク１１'を除去した［図５（ａ）］。さらに、メチルイソブチルケトンを用いて第１のポジ型感光性樹脂層７を現像し、インク流路の型パターンの下層７'を形成した［図５（ｂ）］。この結果、２段構成のインク流路の型パターン７'および８'が得られた。

次いで、以下の組成の感光性樹脂組成物（Ａ）（被覆樹脂１３ａ）をインク流路の型パターン型パターン７'および８'上にスピンコートした（平板上膜厚１５μｍ）。そして、９０℃で２分間ホットプレートでプリベークを行い、被覆樹脂１３ａの層を形成した［図５（ｃ）］。

感光性樹脂組成物（Ａ）：
エポキシ化合物（ダイセル化学工業(株)製、商品名ＥＨＰＥ） １００部、
重合開始剤（(株)アデカ製、商品名ＳＰ−１７２） ５部、
エポキシシランカップリング剤（日本ユニカー(株)製、商品名Ａ−１８７） ５部、および、
メチルイソブチルケトン １００部。

引き続き、被処理基板上に以下の組成の感光性樹脂組成物（Ｂ）を用いて、スピンコートにより１μｍの膜厚となるように塗布し、８０℃で３分間（ホットプレート）のプリベークを行い、撥インク剤層を形成した（不図示）。

感光性樹脂組成物（Ｂ）：
エポキシ化合物（ダイセル化学工業(株)製、商品名ＥＨＰＥ） ３５部、
２,２−ビス（４−グリシジルオキシフェニル）ヘキサフロロプロパン ２５部、
１,４−ビス（２−ヒドロキシヘキサフロロイソプロピル）ベンゼン ２５部、
３−（２−パーフルオロヘキシル）エトキシ−１,２−エポキシプロパン １６部、
エポキシシランカップリング剤（日本ユニカー(株)製、商品名Ａ−１８７） ４部、
重合開始剤（(株)アデカ製、商品名ＳＰ−１７２） ５部、および、
ジエチレングリコールモノエチルエーテル １００部。

次いで、ｉ線ステッパー（商品名ｉ５）を用いて、第三のレチクル（マスク）１４を介して、４０００Ｊ／ｍ²の露光量でパターン露光した［図５（ｄ）］。そして、ホットプレートにて１２０℃で１２０秒のＰＥＢ（露光後加熱）を行った。その後、メチルイソブチルケトンにて現像処理を行ない、イソプロピルアルコールにてリンス処理を行ない、１００℃で６０分間の熱処理を行って、φ８μｍの吐出口１５を形成した［図６（ａ）］。

次いで、光学フィルターを装着していないＤｅｅｐ−ＵＶ露光装置（商品名ＵＸ−３０００）を用いて、被覆樹脂１３ａ越しに２５００００ｍＪ／ｃｍ²の露光量で全面露光を行ない、インク流路の型パターン７'および８'を可溶化した。引き続き、乳酸メチル中に超音波を付与しつつ浸漬して、型パターン７'および８'を溶解除去することで、インク流路１７を形成した［図６（ｂ）］。なお、本実施例においては、インク供給口１６の形成は省略した。

以上のように作製した模擬的なインクジェットヘッドを、光学顕微鏡および電子顕微鏡を用いて観察し、吐出エネルギー発生素子２、型パターンの下層７'および上層８'、吐出口１５の位置関係を評価した。なお、型パターンの下層７'の位置が１段目のインク流路の位置に相当し、型パターンの上層８'の位置が２段目のインク流路の位置に相当することになる。図１０はそのズレ量の測定方法を示す図であり、図１１はズレ量の測定位置を示す図である。図１０に示すように、この評価は吐出エネルギー発生素子（ヒーター）２の中心位置Ｚと、各部位のｘおよびｙ方向におけるズレ量を測定することで行なった。図１１（Ａ）は、吐出エネルギー発生素子２の中心位置（ヒーター中心）Ｚと、型パターンの下層７'の位置のｘおよびｙ方向におけるズレ量を測定する場面を示している。図１１（ｂ）は、吐出エネルギー発生素子２の中心位置（ヒーター中心）Ｚと、型パターンの上層８'の中心位置とのｘおよびｙ方向におけるズレ量を測定する場面を示している。図１１（Ｃ）は、吐出エネルギー発生素子２の中心位置（ヒーター中心）Ｚと、吐出口１５の中心位置とのｘおよびｙ方向におけるズレ量を測定する場面を示している。評価の結果を表１に示す。

＜実施例２＞
（２段構成のインク流路を有するインクジェットヘッドの作製−２）
図２〜図６に示した工程に従って、インクジェットヘッドを作製した。本実施例においては、実施例１と異なる点のみを以下に記載する。

第１のポジ型感光性樹脂層７の形成には、メタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体（モノマー組成比＝９０：１０）を用い、レジスト層７の厚さは１０μｍとした［図２（ｂ）］。第２のポジ型感光性樹脂層８の形成には、ポリメチルイソプロペニルケトンを用い、厚さは５μｍとした［図２（ｃ）］。第１のレジスト９としては、ナフトキノン系ポジ型フォトレジスト（商品名ＯＦＰＲ−８００レジスト）を用い、膜厚は２μｍとした［図２（ｄ）］。ｉ線ステッパーを用いた第一のレチクル１０を介する露光は、５００Ｊ／ｍ²の露光量で行った［図２（ｅ）］。

第１のレジストからなるマスク９'を介する露光工程のフィルターとしては、２６０ｎｍ以下の波長の光をカットするフィルターを用い、６０００ｍＪ／ｃｍ²の露光量で行った［図３（ｂ）］。そして、まずメチルイソブチルケトンを用いて第２のポジ型感光性樹脂層８を現像し［図３（ｄ）］、その後実施例１と同一の混合溶剤（Ａ）を用いてマスク９'を除去した［図３（ｃ）］。

第２のレジストとしては、ナフトキノン系ポジ型フォトレジスト（商品名ｉＰ−５７００レジスト）を用い、膜厚は５μｍとした［図４（ａ）］。ｉ線ステッパーを用いた第二のレチクル１２を介する露光は、３００Ｊ／ｍ²の露光量で行った［図４（ｂ）］。

第２のレジストからなるマスク１１'を介する露光工程のフィルターとしては、２６０ｎｍ以上の波長の光をカットするフィルターを用い、８０００ｍＪ／ｃｍ²の露光量で行った［図４（ｄ）］。そして、実施例１と同一の混合溶剤（Ａ）を用いて、マスク１１'の除去および第１のポジ型感光性樹脂層７の現像を同時に行った［図５（ａ）（ｂ）］。

その後は、実施例１と同様の工程［図５（ｃ）〜図６（ｂ）］にて、模擬的なインクジェットヘッドを作製し、実施例１と同様に評価した。評価結果を表２に示す。

＜実施例３＞
（２段構成のインク流路を有するインクジェットヘッドの作製−３）
図２〜図６に示した工程に従って、インクジェットヘッドを作製した。本実施例においては、実施例１と異なる点のみを以下に記載する。

第１のレジスト９としては、ナフトキノン系ポジ型フォトレジスト（商品名ＯＦＰＲ−８００レジスト）を用い、膜厚は２μｍとした［図２（ｄ）］。ｉ線ステッパーを用いた第一のレチクル１０を介する露光は、５００Ｊ／ｍ²の露光量で行った［図２（ｅ）］。

第２のレジストであるナフトキノン系ポジ型フォトレジスト（商品名ＯＦＰＲ−８００レジスト）の膜厚は、６μｍとした［図４（ａ）］。

その後は、実施例１と同様の工程［図４（ｂ）〜図６（ｂ）］にて、模擬的なインクジェットヘッドを作製し、評価した。評価結果を表３に示す。

＜実施例４＞
（１段構成のインク流路を有するインクジェットヘッドの作製−１）
以下の工程に従って、１段構成のインク流路を有するインクジェットヘッドを作製した。

まず、実施例１で用いたものと同じ吐出エネルギー発生素子２が形成された基板１を準備した［図２（ａ）］。次いで、この基板１上に、第１のポジ型感光性樹脂層７を形成した［図２（ｂ）］。本例においては、第１のポジ型感光性樹脂としてメタクリル酸メチル−メタクリル酸の共重合体（モノマー組成比＝９０：１０）を用い、レジスト層７の厚さは１０μｍとした。

次いで、第２のポジ型感光性樹脂層８と第１のレジスト９に関する工程は省略して、第１のポジ型感光性樹脂層７上に直接、第２のレジストを積層した。本例においては、第２のレジストとして、ナフトキノン系ポジ型フォトレジスト（商品名ｉＰ−５７００レジスト）を用い、膜厚５μｍとなるよう積層した。その後、ｉ線ステッパー（商品名ｉ５）を用いて、第二のレチクル１２を介して３００Ｊ／ｍ²の露光量で露光した。そして、２.３８質量％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を用いて現像処理を施すことでパターニングして、第２のレジストからなるマスク１１'を形成した。

次いで、マスク１１'を介して、第１のポジ型感光性樹脂の感光波長を用いて全面露光を行った。本例においては、光学フィルターを装着していないＤｅｅｐ−ＵＶ露光装置（商品名ＵＸ−３０００）を用いて、８０００ｍＪ／ｃｍ²の露光量で全面露光した。そして、実施例１と同一の混合溶剤（Ａ）を用いて、マスク１１'の除去および第１のポジ型感光性樹脂層７の現像を同時に行った。この結果、１段構成のインク流路の型パターン７'が得られた。

その後は、実施例１と同様の工程［図５（ｃ）〜図６（ｂ）］にて、模擬的なインクジェットヘッドを作製し、評価した。評価結果を表４に示す。

＜実施例５＞
（１段構成のインク流路を有するインクジェットヘッドの作製−２）
以下の工程に従って、インクジェットヘッドを作製した。本実施例においては、実施例４と異なる点のみを以下に記載する。

第１のポジ型感光性樹脂層７の形成にはポリメチルイソプロペニルケトンを用い、レジスト層７の厚さは１５μｍとした。第２のレジストとしてはナフトキノン系ポジ型フォトレジスト（商品名ＯＦＰＲ−８００レジスト）を用い、膜厚は３μｍとした。ｉ線ステッパーを用いた第二のレチクル１２を介する露光は、５００Ｊ／ｍ²の露光量で行った。

マスク１１'の除去および第１のポジ型感光性樹脂層７の現像については、まずマスク１１'の除去を混合溶剤（Ａ）を用いて行い、次いでメチルイソブチルケトンを用いて第１のポジ型感光性樹脂層７の現像を行なった。この結果、１段構成のインク流路の型パターン７'が得られた。

その後は、実施例１と同様の工程［図５（ｃ）〜図６（ｂ）］にて、模擬的なインクジェットヘッドを作製し、評価した。評価結果を表５に示す。

＜比較例１＞
まず、第１のポジ型感光性樹脂層および第２のポジ型感光性樹脂層の形成までは、実施例１と同じ工程を行った［図２（ａ）〜（ｃ）］。この比較例では、図１９に示されるように、基板上には、第1のポジ型感光性樹脂層３、第２のポジ型感光性樹脂層４が設けられる。

次いで、第２のマスク５を介して、２６０ｎｍ以上の波長の光をカットするフィルターを具備したＤｅｅｐ−ＵＶ露光装置（商品名ＵＸ−３０００）を用いて、５０００ｍＪ／ｃｍ²の露光量でパターン露光した［図１９（ａ）］。次いで、実施例１と同一の混合溶剤（Ａ）を用いて第２のポジ型感光性樹脂層（第２のポジ型感光性材料層４）を現像し、インク流路の型パターンの上層４'を形成した［図１９（ｂ）］。

次いで、第１のマスク６を介して、２６０ｎｍ以下の波長の光をカットするフィルターを具備したＤｅｅｐ−ＵＶ露光装置（商品名ＵＸ−３０００）を用いて、１００００ｍＪ／ｃｍ²の露光量でパターン露光した［図１９（ｃ）］。次いで、メチルイソブチルケトンを用いて第１のポジ型感光性樹脂層（第１のポジ型感光性材料層３）を現像し、インク流路の型パターンの上層３'を形成した［図１９（ｄ）］。この結果、２段構成のインク流路の型パターン３'および４'が得られた。

その後は、実施例１と同様の工程［図５（ｃ）〜図６（ｂ）］にて、模擬的なインクジェットヘッドを作製し、実施例１と同様にして評価した。評価結果を表６に示す。

＜実施例６＞
まず、エネルギー発生素子としてのヒーター２（材質ＴａＳｉＮ）と、液体の流路形成部位にＳｉＮとＴａの積層膜（不図示）を有するシリコン基板１を準備した（図１２（ａ））。

次いで、基板上に、ポリメチルイソプロペニルケトンをスピンコートし、１２０℃で６分間のベークを行い第１の層２２として形成した。ベーク後のレジスト層の膜厚は１５μｍであった。

引き続き、レジストマスクを形成するため、ｉＰ−５７００レジスト（東京応化工業（株）製）と２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノン（三協化成（株）製）とを含む組成物を膜厚４μｍとなるよう積層して第２の層２３を形成した（図１２（ｃ））。

その後、ｉ線ステッパー（キヤノン製、ｉ５）を用いて、マスクを介して、第２の層を８０００Ｊ／ｍ²の露光量で露光した（図１２（ｄ））。

次いで２．３８ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を用いて現像し、レジストパターン２４を形成した（図１２（ｄ））。

次いで、レジストパターン２４をマスクとして、Ｄｅｅｐ−ＵＶ露光装置（ウシオ電機製、ＵＸ−３０００）を用いて１４０００ｍＪ／ｃｍ²の露光量で全面露光した（図１２（ｆ））。その後、以下の組成の混合溶剤を用いてレジストパターン２４の除去を行った。

ジエチレングリコールモノブチルエーテル ６０ｖｏｌ％
エタノールアミン ５ｖｏｌ％
モルフォリン ２０ｖｏｌ％
イオン交換水 １５ｖｏｌ％
次いで、メチルイソブチルケトンにより第１の層２２の現像を行いインク流路パターン２５を形成した（図１２（ｈ））。

次いで、以下の組成からなる感光性樹脂組成物を用いてスピンコートを行い（平板上膜厚１５μｍ）、９０℃で２分間（ホットプレート）のプリベークを行い、被覆樹脂層９を形成した（図１３（ａ））。

ＥＨＰＥ（ダイセル化学工業製） １００部
ＳＰ−１７２（アデカ製） ５部
Ａ−１８７（東レ・ダウコーニング製） ５部
メチルイソブチルケトン １００部
引き続き、被処理基板上に以下の組成からなる感光性樹脂組成物を用いて、スピンコートにより１μｍの膜厚となるように塗布し、８０℃で３分間（ホットプレート）のプリベークを行い、撥インク剤層を形成した（不図示）。

ＥＨＰＥ（ダイセル化学工業製） ３５部
２，２−（４−グリシジルオキシフェニル）ヘキサフロロプロパン ２５部
１，４−ビス（２−ヒドロキシヘキサフロロイソプロピル）ベンゼン２５部
３−（２−パーフルオロヘキシル）エトキシー１、２―エポキシプロパン １６部
Ａ−１８７（東レ・ダウコーニング製） ４部
ＳＰ―１７２（アデカ製） ５部
ジエチレングリコールモノエチルエーテル １００部
次いで、ｉ線ステッパー（キヤノン製、ｉ５）を用いて、４０００Ｊ／ｍ²の露光量にてパターン露光した後）、ホットプレートにて９０℃で２４０秒のＰＥＢを行った。その後メチルイソブチルケトンにて現像、イソプロピルアルコールにてリンス処理を行い、１４０℃で６０分間の熱処理を行って、インク吐出口５を形成した（図１３（ｂ））。なお、本実施例ではφ８μｍの吐出口パターンを形成した。

次いで、Ｄｅｅｐ−ＵＶ露光装置（ウシオ電機製、ＵＸ−３０００）を用い、被覆樹脂越しに２５００００ｍＪ／ｃｍ²の露光量で全面露光を行い、インク流路パターンを可溶化した。引き続き乳酸メチル中に超音波を付与しつつ浸漬して流路パターンを溶解除去することで、流路７を形成した（図１３（ｃ））。

なお、インク供給口９（不図示）の形成に関する記載は省略する。

（実験例）
レジストパターンの膜厚と、ベンゾフェノン化合物を異ならせた液体吐出ヘッドを上述の実施例に基づいて作成し、流路の壁と基板との角度について評価を行った。なお、その他の点については上述の実施例と同様にして行った。

結果を表７に、また評価基準を下記に示す。

＜評価基準＞
流路壁の垂直性は図１３に示されるθ（流路壁が基板面と成す角）で評価した。
◎：θが９０°
〇：θが９０°未満８５°程度
△：θが８５未満であるが、基板と流路形成部材との接触面積から判断してヘッドとしての使用に問題がないレベル。

また、以上の実験例において作成した液体吐出ヘッドにおいて、流路のパターン２５を形成する際の露光において、第１のポジ型感光性樹脂に形状が崩れる等のダメージは見られなかった。これは、レジストパターン２４による遮光性が十分であったためであると考えられる。

＜実施例７＞
図１５に示した工程に従って、インクジェットヘッドを作成した。まず、図１５（ａ）に示されるような、基板１を準備した。基板にはエネルギー発生素子２が設けられている。

次いで図１５（ｂ）に示すように、基板１上に、第１のポジ型レジスト２２として、ポリメチルイソプロペニルケトンをスピンコートし、１５０℃で３分間のベークを行った。ベーク後のレジスト層の膜厚は１４μｍであった。

次に、図１５（ｃ）に示すように、第一のポジ型レジストの感光波長領域に対して遮光性を有する樹脂組成物２６として、以下の組成からなる樹脂組成物をスピンコートし、１２０℃で３分間のベークを行った。ベーク後の樹脂組成物層の膜厚は１．５μｍであった。

クレゾールノボラック樹脂 ５０部
カーボンブラック分散液 ３０部（平均粒径１００ｎｍ、カーブンブラック２０ｗｔ％含有、３−メトキシブチルアセテート溶剤）
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ７０部
引き続き、図１5−ｄに示すように、レジスト２３として、東京応化工業（株）製ｉＰ−５７００レジストを膜厚３μｍとなるよう積層した。その後、ｉ線ステッパー（キヤノン製、ｉ５）を用いて、第一のレチクル２７を介して２００Ｊ／ｍ²の露光量で露光し（図１６（ａ））、２．３８ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を用いて現像した。この際、樹脂組成物２６のエッチングも同時に行った（図１６（ｃ））。

次いで、レジストマスク２４、パターン２８をマスクとして、Ｄｅｅｐ−ＵＶ露光装置（ウシオ電機製、ＵＸ−３２００）を用いて８０００ｍＪ／ｃｍ²の露光量で全面露光した（図１７（ｂ））。

その後、メチルイソブチルケトンを用いてポジ型感光性樹脂２２を現像しつつ、レジストマスク２４、パターン２８の除去を行って、インク流路パターン２５を形成した（図１７（ｄ））。

次いで、以下の組成からなる感光性樹脂組成物を用いてスピンコートを行い（平板上膜厚１１μｍ）、９０℃で２分間（ホットプレート）のプリベークを行い、流路パターン２５を被覆する層を形成した（不図示）。

ＥＨＰＥ（ダイセル化学工業製）１００部
ＳＰ−１７２（アデカ製） ５部
Ａ−１８７（日本ユニカー製） ５部
メチルイソブチルケトン １００部
引き続き、被処理基板上に以下の組成からなる感光性樹脂組成物を用いて、スピンコートにより１μｍの膜厚となるように塗布し、８０℃で３分間（ホットプレート）のプリベークを行い、撥インク剤層を形成した（不図示）。

ＥＨＰＥ（ダイセル化学工業製） ３５部
２、２―ビス（４―グリシジルオキシフェニル）ヘキサフロロプロパン ２５部
１、４―ビス（２―ヒドロキシヘキサフロロイソプロピル）ベンゼン ２５部
３―（２―パーフルオロヘキシル）エトキシー１、２―エポキシプロパン １６部
Ａ−１８７（日本ユニカー製） ４部
ＳＰ―１７２（アデカ製） ５部
ジエチレングリコールモノエチルエーテル １００部
次いで、ｉ線ステッパー（キヤノン製、ｉ５）を用いて、４０００Ｊ／ｍ²の露光量にてパターン露光した後、ホットプレートにて１２０℃で１２０秒のベークを行った。その後メチルイソブチルケトンにて現像、イソプロピルアルコールにてリンス処理を行い、１００℃で６０分間の熱処理を行って、インク吐出口１５を形成した。なお、本実施例ではφ１３μｍの吐出口パターンを形成した。

次いで、Ｄｅｅｐ−ＵＶ露光装置（ウシオ電機製、ＵＸ−３２００）を用い、被覆樹脂越しに２５００００ｍＪ／ｃｍ²の露光量で全面露光を行い、インク流路パターン２５を可溶化した。引き続き乳酸メチル中に超音波を付与しつつ浸漬してインク流路パターンを溶解除去することで、インク流路１７を形成した（図１７（ｅ））。

以上のように作成した模擬的なインクジェットヘッドを、光学顕微鏡および電子顕微鏡を用いて観察し、エネルギー発生素子、インク流路、吐出口の位置関係を評価した。なお、評価は、本来のインク流路の位置からの、ｘおよびｙ方向へのズレ量を測定することで行なった。ズレ量の測定方法を図１８に示す。図１８において、ｘは流路に沿った方向のズレ量、ｙはｘに垂直な方向のズレ量、１５は吐出口、２はエネルギー発生素子、１７はズレ量０の場合の流路の位置、１７ａはズレが生じた場合の流路の位置を示す。

＜比較例２＞
図１５（ｂ）に示したポジ型感光性樹脂の層２２として、ポリメチルイソプロペニルケトンを用いた。そして、図１７（ｂ）に示した露光工程において、レジストマスク２４、他のパターンマスク２８を使用せずに、ＵＶ露光装置（ウシオ電機製、ＵＸ−３２００）を用いてパターン露光を行った。

その後現像処理を行って、インク流路のパターンを作成した。その後の工程は、実施例７と同様の工程にてインクジェットヘッドを作成した。

実施例７と比較例２の評価結果を表８に併せて示す。

本発明に係るインクジェットヘッドの一例を示す模式的斜視図である。 本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。 本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。 本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。 本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。 本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。 本発明の一例に用いられるポジ型感光性樹脂とマスクに用いられるレジストの吸収スペクトルを示す図である。 本発明の一例に用いられる光の波長と強度の関係を示す図である。 本発明の一例に用いられるポジ型感光性樹脂とマスクに用いられるレジストの吸収スペクトルを示す図である。 評価方法を説明するための模式図である。 評価方法を説明するための模式図である。 本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。 本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。 従来技術および課題を説明するために使用される図である。 本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。 本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。 本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。 評価方法を説明するための模式図である。 比較例を示す模式的断面図である。

符号の説明

１ 基板
２ エネルギー発生素子
３ 第１のポジ型感光性材料層
４ 第２のポジ型感光性材料層
５ 第２のマスク
６ 第１のマスク
７ 第１のポジ型感光性樹脂層
７’ 型パターンの下層
８ 第２のポジ型感光性樹脂層
８’ 型パターンの上層
９ 第１のレジスト
９’ 第１のレジストからなるマスク
１０ 第一のレチクル
１１ 第２のレジスト
１１’ 第２のレジストからなるマスク
１２ 第二のレチクル
１３ インク流路形成部材
１３ａ 被覆層
１４ 第三のレチクル
１５ 吐出口
１７ 流路
１８ 流路上部
１９ 流路下部
２０ エネルギー発生素子
２２ 第１のポジ型レジスト
２３ 第２のレジスト
２４ レジストマスク
２４ａ エッジ部
２５ 流路パターン
２５ａ エッジ部
２６ 樹脂組成物
２７ 第一のレチクル
２８ パターン
３０ パターン
５０ 吐出口

Claims (9)

1. 液体を吐出する吐出口と連通する流路を形成するための流路形成部材を基板上に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、感光性樹脂からなる層を設けること、
   前記感光性樹脂からなる層上の前記流路に対応した部位に、前記感光性樹脂の感光波長をもつ光の透過を低減することが可能なマスク層を設けること、
   前記マスク層をマスクとして前記感光性樹脂からなる層に対して露光を行い、感光性樹脂からなる層を前記流路の形状を有するパターンとすること、
   前記パターンを被覆するように前記流路形成部材となる層を設けること、
   前記流路形成部材となる層の一部に前記吐出口を形成すること、及び、
   前記パターンを除去して前記流路を形成すること を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
2. 感光性樹脂がポジ型感光性樹脂である請求項１記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
3. マスク層を設ける為に、
   前記マスク層を形成するための、ナフトキノンジアジド誘導体とヒドロキシベンゾフェノン化合物とを含む層を前記感光性樹脂上に設けること、及び、
   前記ナフトキノンジアジド誘導体とヒドロキシベンゾフェノン化合物とを含む層に対して露光を含むパターニングを行って前記マスク層を形成すること
   を含む請求項１記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
4. 露光後に、感光性樹脂の露光が行われた部分と共にマスク層を除去する請求項１記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
5. マスク層は２つの層からなる請求項１記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
6. ヒドロキシベンゾフェノン化合物が、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノンである請求項３記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
7. ナフトキノンジアジド誘導体とヒドロキシベンゾフェノン化合物とを含む層に対してｉ線を使用して露光を行う請求項３記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
8. 感光性樹脂からなる層上の流路に対応した部位に、前記感光性樹脂の感光波長をもつ光の透過を低減することが可能なマスク層を設ける為に、
   基板上に、感光性樹脂からなる第１の層と、該第１の層上に設けられた感光性樹脂からなる第２の層と、を形成すること、及び、
   前記第２の層の上に前記マスク層を設けること
   を含む請求項１記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
9. 感光性樹脂からなる層上の流路に対応した部位に、前記感光性樹脂の感光波長をもつ光の透過を低減することが可能なマスク層を設ける為に、
   基板上に、感光性樹脂からなる第１の層と、該第１の層の上に設けられた前記流路の一部の形状を有するパターンと、を設けること、及び、
   前記流路の一部の形状を有するパターンと第１の層とを被覆するように前記マスク層を設けること
   を含む請求項１記載の液体吐出ヘッドの製造方法。

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