JPH0851100A

JPH0851100A - 微細構造の形成方法、記録装置の製造方法及びエッチングマスク

Info

Publication number: JPH0851100A
Application number: JP20434394A
Authority: JP
Inventors: Toshimasa Kobayashi; 俊雅小林; Misuzu Abe; 美鈴阿部
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-08-05
Filing date: 1994-08-05
Publication date: 1996-02-20

Abstract

(57)【要約】【構成】被加工材（例えばガラス基板又はガラス層）
14をＲＩＥドライエッチングによって加工し、微細構造
66を形成するに際し、前記被加工材に対するエッチング
マスク79のエッチング選択比（エッチングマスク79に対
する被加工材14のエッチング速度比）を12以上とする方
法。【効果】被加工材に対するエッチングマスクのエッチ
ングレートが著しく低く、このため、エッチングマスク
の厚みやエッチング条件に制限があっても、常に所望の
形状の微細構造を容易かつ制御性よく形成することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微細構造の形成方法、
記録装置の製造方法及びエッチングマスクに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラ、テレビジョン、コ
ンピュータグラフィクス等の画像記録において、モノカ
ラーの記録は勿論のこと、ハードコピーのカラー化に対
するニーズが高まっている。これに対応して、色々な方
式のプリンタが開発され、様々な分野に展開している。

【０００３】これらの記録方式の中で、適当なバインダ
樹脂中に高濃度の転写染料が分散してなるインク層が塗
布されたインクシートと、転写された染料を受容する染
着樹脂がコーティングされた印画紙等の被転写体とを一
定の圧力で密着させ、インクシート上に位置する感熱記
録ヘッドから画像情報に応じた熱を加え、この加熱に応
じてインクシートから染料受容層に転写染料を熱転写さ
せる方式がある。

【０００４】上記の操作を例えば、減法混色の三原色で
あるイエロー、マゼンタ、シアンに分解された画像信号
についてそれぞれ繰り返すことによって、フルカラー画
像を得るようにしたいわゆる熱転写方式は、小型化、保
守が容易で、即時性を備え、銀塩カラー写真並の高品位
な画像を得る優れた技術として注目を集めてはいる。

【０００５】図33は、こうした熱転写方式のプリンタの
要部の概略正面図である。このプリンタによれば、感熱
記録ヘッド（以下、サーマルヘッドと称する。）１とプ
ラテンローラ３とが対向し、これらの間に、ベースフィ
ルム12ｂ上にインク層12ａを設けたインクシート12と、
紙40ｂ上に染着樹脂層（染料受容層）40ａを設けた被記
録紙（被転写体）40とが挟着された状態で、プラテンロ
ーラ３によってサーマルヘッド１に押し付けられる。

【０００６】そして、サーマルヘッド１によって選択的
に加熱されたインク層12ａ中のインク（転写染料）が、
被転写体20の染着樹脂層20ａにドット状に転写され、熱
転写記録が遂行される。このような熱転写記録には、一
般に、長手状のサーマルヘッドを被記録紙走行方向に直
交させて固定して配したライン方式や、サーマルヘッド
を記録紙走行方向に直交する方向に往復動させるシリア
ル方式が採用されている。

【０００７】本出願人は、こうした熱転写記録方式の利
点を生かしつつ、廃棄物及び転写エネルギーを低減し、
プリンタを小型、軽量化するために、図34に示すような
非接触方式の染料気化型レーザビームプリンタ（ＬＢ
Ｐ）を既に提案した。

【０００８】この記録方式によれば、熱溶融性の染料層
22を気化部17に有する記録ヘッド（例えばシリアル型の
プリンタヘッド）10と、気化した（或いは昇華した）染
料を受容する受容層50ａを持つ被記録体（印画紙）50と
の間に１μｍ〜１mmの範囲の微小空隙11を設けている。

【０００９】そして、レーザ光Ｌの照射によって、記録
ヘッド10の気化部17の染料収容部37に収容した液化染料
22をその沸点近傍まで選択的に加熱して気化させ、気化
染料32を空隙11内で飛翔させて、気化穴23から被記録体
である印画紙50上に転写し、連続的な階調を持つ画像を
得る。この操作を減法混色の三原色であるイエロー、マ
ゼンタ、シアンに分解された画像信号についてそれぞれ
繰り返すことによって、フルカラー化を達成できる。

【００１０】なお、この記録方式では、印画紙50を記録
ヘッド10に対して例えば上方側で対向させ、気化部17の
上面付近に、レーザ18から出射されてレンズ19で集光さ
れたレーザ光Ｌを照射して気化染料32を上方に飛翔若し
くは移行させるのがよい。この場合、転写染料が加熱手
段により空隙11を移動するためには、気化現象の他に、
高出力レーザが照射された時にしばしば見られ、染料分
子の結合が効率よく切断されてそのエネルギーを利用し
て非常に大きい速度でエッチングされる現象や、沸騰や
爆発により発生したガスのエネルギーを利用して非常に
大きい速度でエッチングされる現象も利用できる（こう
した気化機構以外の転写機構をアブレーションと称す
る：以下、同様）。

【００１１】また、レーザ光透過性のあるヘッドベース
14に染料溜め15を設け、ヘッドベース14上に固定したス
ペーサ28との間に液化染料22を収容し、ここから染料通
路27を経て気化部17に液化染料22を供給する。この場
合、気化部17への染料の供給効率及び気化効率の向上の
ために、発熱によって生じる染料の表面張力低下による
染料逃げを防止し、毛細管現象を利用して継続的な染料
の供給及び保持を行う浸染料層21と、レーザ光吸収性の
十分な光熱変換体20とを気化部17に設けている。

【００１２】そして、上記の空隙11を保持し、Ｘ方向
（紙面垂直方向）に移動する印画紙50をガイドするため
に、スペーサ28上に保護板（図示せず）を固定してい
る。この保護板には、上記の染料の液化状態を保持する
ためのヒータが埋設されていてよいが、ここではヒータ
16は染料収容部（上記の通路27）内に配設する。

【００１３】固体染料収納槽15内の固形粉末状の熱溶融
性染料12は、逆止弁24によって供給口23から供給され、
ヒータ16により融解点まで加熱されて溶融（液化）され
る。この液化染料22は、浸染料層21による毛細管現象に
よって気化部17の浸染料層21の上面に定量ずつ高速に供
給される。

【００１４】また、このプリンタヘッドを含むプリンタ
全体は、例えばフルカラー用としてイエロー、マゼン
タ、シアンの各染料溜め15Ｙ、15Ｍ、15Ｃをそれぞれ共
通のベース14に設け、そこから各色の染料を12〜24個の
多数のドットを形成する列状の気化部17Ｙ、17Ｍ、17Ｃ
に供給する。

【００１５】これらの各気化部に対しては、実際には図
34中に示すように、対応するレーザ（特に半導体レーザ
チップ）18を各12〜24個アレイ状に配したマルチレーザ
アレイ30から出射される各レーザ光を多数の集光レンズ
19を配したマイクロレンズアレイ31によってそれぞれ集
光する。

【００１６】上記したように、この染料気化型レーザビ
ームプリンタによれば、記録に消費される染料について
は、その失われた分だけを染料溜めから溶融状態で気化
部へ自発的若しくは強制的に流すことにより、或いは、
適当な基体上に連続的に塗布され、その基体が転写部に
移動することにより、気化部へ連続的に供給することが
できる。これは、染料がバインダ樹脂を殆ど含有しない
ために、可能となる。従って、記録に関与する気化部
は、繰り返して多数回使用できるので、上述した熱転写
方式においてはインクシートが１回限りの使い捨てであ
るのに対し、省資源及び環境保護の面で有利である。

【００１７】また、気化型又はアブレーション型である
ために、染料層と被記録体（印画紙）とが接触しないで
記録を行え、従って、２回目以降のプリント時に上述し
た熱転写方式でみられるような染料の逆転写、混色は生
じることがないと共に、加熱部分は気化部を含むヘッド
のみとなり、上述した熱転写方式に比べて著しく消費電
力が低減する。同時に、染料の供給に上述したインクシ
ートではなく小体積の染料溜めを使用するために、プリ
ンタを小型、軽量化できる。

【００１８】また、この記録方式は、染料の気化又は昇
華を利用したものであるために、上述の熱転写方式のよ
うに被記録体の染料受容層を加熱する必要がなく、イン
クシートと被記録体とを高い圧力で押し付ける必要もな
く、この点でもプリンタの小型化、軽量化に有利であ
る。そして、気化部の染料層と被記録体とが接触しない
ために、それらの間で熱融着が起こり得ないだけではな
く、染料と受容層樹脂の相溶性が小さくても記録可能で
ある。従って、染料及び受容層樹脂の設計、選択の幅が
著しく広がる。

【００１９】また、染料の気化（或いは昇華）のための
熱エネルギー供給源として、光源に半導体レーザ18を用
いることを基本としているが、半導体レーザは電力から
光への変換効率が高く、その上、指向性、集光性に優れ
ているので、染料の熱エネルギー伝達効率も非常に高
い。従って、従来方式（上記のサーマルヘッドによる熱
転写やインクジェット）に比べてトータルのエネルギー
利用効率が格段に高くなり、小型化や省電力化に有利に
なるという特徴も有する。

【００２０】さらに、従来のインクジェット方式のカラ
ープリンタでは、階調表現が難しいが、半導体レーザは
出力パワーやパルス幅等の制御が容易であるため、上記
の記録方式では簡単に多階調表現が実現できる。即ち、
カラービデオカメラ等で作りだされた電気的な画像を半
導体レーザによって画像信号に応じた染料転写に変換
し、銀塩写真に匹敵する少なくとも１色当たり 128階調
を持つフルカラー画像を形成することができる。

【００２１】なお、この染料気化型の記録方法に適した
転写体としてのヘッド10は、転写時に瞬間的に加わる熱
量に対して十分耐える性質と、気化部（転写部）へ毛細
管現象により自発的に液状の染料を供給するための表面
積が大きくかつ転写時にも強固に染料を保持することの
できる構造（図34での21）とを有することが好ましい。
また、適当な保温装置を設けることによって、融点が室
温以上である染料又は染料混合物の使用も可能になる。

【００２２】また、この記録方法に適した転写染料は、
適当な気化速度又はアブレーション速度を有し、単独若
しくは混合状態で 200℃以下において流動状態を示し、
かつ必要十分な耐熱性を具備していれば、どのような染
料でもよい。具体的には、分散染料、油溶性染料、塩基
性染料、酸性染料などが挙げられる。特に、アブレーシ
ョン機構が気化機構よりも優位を占める場合は、直接染
料のように分子量が大きくて気化速度が小さい染料や、
カーボンブラックや顔料でさえも転写は可能である。融
点が室温以上にある染料でも、染料同士を混合すること
により、或いは染料と揮発性の低分子量物質を混合する
ことにより、融点は低下する。

【００２３】また、この記録方法に適した印画紙は、転
写染料と適当な相溶性を有し、転写染料を容易に受容し
て染料本来の発色を促進し、かつ染料を固定する作用が
あれば、どのような印画紙でもよい。例えば、分散染料
に対しては、分散染料と相溶性の良いポリエステル樹
脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アセテート樹脂等を表面にコ
ートした紙などが好ましい。印画紙に転写された染料の
定着は、転写後の画像を加温して、表面の転写染料を受
像層内部に浸透させる方式も可能である。

【００２４】染料転写方式の加熱手段は、大別して、熱
ヘッドによる方法と、レーザ光と、レーザ光の波長領域
を含む波長領域に吸収を示し、光エネルギーを熱エネル
ギーに変換する材料（光熱変換体）（図34中での20）と
レーザ光とを組み合わせる方法とが挙げられる。

【００２５】レーザ光を使用する場合には、解像度が著
しく向上すると共に、レーザ光密度を光学系で大きくす
ることにより集中的な加熱が可能となり、到達温度が上
がり、この結果、熱効率が向上するという特徴がある。
特に、マルチレーザを使用することによって、１画面を
転写する時間は大幅に短縮される。

【００２６】但し、光熱変換体は、連続的に光エネルギ
ーのレーザ光を吸収するために耐熱性を十分に満足する
ものでなければならない。従って、この方式に用いる光
熱変換体としては、レーザの発光波長に一致する吸収を
示す金属薄膜、金属薄膜と高誘電率を持つセラミック薄
膜との２層膜等の薄膜系光吸収体を直接転写部に設ける
他に、カーボンブラック、金属微粒子等の微粒子系光吸
収体や、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色
素、シアニン系色素、アントラキノン系色素等の有機系
色素又は有機金属系色素等の如く耐熱性の優れた染料又
は顔料を転写染料に均一に分散して使用してもよい。

【００２７】

【発明に至る経過】上記において、浸染料層21は、その
作用からして微細な凹凸構造を有することが必要であ
る。

【００２８】こうした構造としては、図35に示すよう
に、例えば直径数μｍのガラスビーズ60をベース14上
（但し、光熱変換層は図示省略：以下、同様）に堆積さ
せた構造をはじめ、図36に示すように染料表面付近に局
所光吸収構造として金属等のエアブリッジ61を設けたも
の、更には、図38に示すように、ベース14上にエッチン
グ等で柱体構造66を形成したもの等が考えられる。

【００２９】エアブリッジ61は、ベース14に形成した染
料収容凹部62（これは上記した気化部17に対応するも
の）上にまたがるように設けられたものであり、その両
側に形成した幅狭の吐出口63、64により染料を保持し、
そこから気化した染料を吐出させるようになっている。

【００３０】しかしながら、図35のようにガラスビーズ
60を堆積させる方法や図36のようなエアブリッジ構造
は、その作成プロセスや構造の制御が困難であり、所望
の光熱変換を安定に得るのが難しい。

【００３１】即ち、ガラスビーズ60を用いる場合には、
ビーズ自体の作製をはじめ、それをベース上に一様に堆
積させ、保持することが容易ではない。また、エアブリ
ッジ構造を作製するには、図37に示すように、（ａ）ベ
ース14に凹部62を加工してから、（ｂ）フォトレジスト
やガラス等の埋設材65を埋め込み、しかる後に（ｃ）上
面に光吸収性エアブリッジ61を所定パターンに形成し、
更に吐出口63、64を通して埋設材65をウエットエッチン
グで除去し、図36に示した如き構造に仕上げる。従っ
て、その作製プロセスのステップが多く、プロセス制御
や構造の制御に難がある。

【００３２】これに対し、図38に示す柱体構造66の場合
は、ベース14が例えばガラス基板であると、各柱体67の
直径及び隣接柱体間の間隔ｗが１〜２μｍ、柱体高さｈ
が５〜10μｍのガラス柱体群の形成が望まれる。この構
造は、垂直エッチング性に優れる反応性イオンエッチン
グ（ＲＩＥ）等のドライエッチングにより形成できるた
め、そのプロセス制御や構造の制御は容易となり、安定
した染料の供給、保持と光熱変換を実現することができ
る。

【００３３】この柱体構造66を作製するには、まず図39
（ａ）に示すように、ガラス基板14上に柱体の平面パタ
ーンに対応した形状にフォトレジスト68を被着する。こ
の場合、フォトレジスト68のない領域68ａが柱体を形成
すべき領域であるが、この領域67ａの幅、即ち柱体67の
幅（又は直径）ｗを例えば１μｍとすると、リソグラフ
ィ技術による等方性エッチングでフォトレジスト68を加
工するためにフォトレジスト68の厚みｄも約１μｍとな
る。

【００３４】次いで図39（ｂ）に示すように、エッチン
グマスク材69を全面に真空蒸着した後、リフトオフ法に
よってフォトレジスト68と共に、この上面に存在するマ
スク材69を除去し、図39（ｃ）に示すように、領域68ａ
にのみマスク材69を選択的に（柱体の平面パターン形状
に）残す。この場合、リフトオフ法でマスク材69を領域
82ａに選択的に制御性良く残すには、マスク材69の厚み
ｔはフォトレジスト68の厚み（従って、柱体の直径及び
柱体間の間隔）ｗよりも十分に小さくし、例えば 0.5μ
ｍ以下とする必要がある。

【００３５】そして、このようにして残されたマスク材
69を用い、ＣＦ₄等のエッチングガス70によって図39
（ｃ）に仮想線で示す深さまでガラス基板14を反応性イ
オンエッチング（ＲＩＥ）し、幅（又は直径）が１μｍ
の複数の柱体67を１μｍ間隔に形成する。

【００３６】こうしたＲＩＥによるドライエッチング
は、垂直エッチング性に優れているので、柱体67を直立
状に微細構造に形成し、浸染料層21を形成することがで
きる。ところが、上記したように、エッチングマスク69
の厚さｔは、リソグラフィ技術の条件から、柱体67の直
径及び間隔ｗより薄くしか制御性良く形成できない。こ
のため、高さｈの細長い柱体67を得るには、エッチング
マスク69自体のエッチングレート（エッチング速度）が
ガラス基板14よりも十分に小さい条件、即ちエッチング
選択比が大きい条件が要求される。

【００３７】しかし、これまで使用可能と考えられるマ
スク材はエッチング選択比が十分でないために、ドライ
エッチングの進行と共にマスク自体もエッチングされて
しまい、図39（ｄ）に示すように、目的とする深さまで
ガラス基板14がエッチングされないうちにマスク69がな
くなることがある。これでは、柱体67を設定高さ（例え
ば６μｍ）に形成することが極めて困難となる。

【００３８】そこで、エッチング選択比を上げるため
に、エッチング条件を変更すること、例えばＲＩＥのパ
ワーを下げるなどの方法もあるが、それ自身限界がある
こと、及び、エッチング時間が長くかかりすぎて生産性
に劣る点など、問題解決には至らない。

【００３９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、エッ
チングマスクの厚みやエッチング条件に制限があって
も、上記した柱体構造の如き微細構造を容易にかつ制御
性良く所望の形状に形成することができる方法と、この
方法に使用するエッチングマスクを提供することにあ
る。

【００４０】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、被加工
材（例えばガラス基板又はガラス層）をドライエッチン
グによって加工し、微細構造を形成するに際し、前記被
加工材に対するエッチングマスクのエッチング選択比
（エッチングマスクに対する被加工材のエッチング速度
比）を12以上とする、微細構造の形成方法に係るもので
ある。

【００４１】本発明による方法は、ドライエッチングに
用いるエッチングマスクのエッチング選択比を12以上と
しているので、被加工材に対するエッチングマスクのエ
ッチングレートが著しく低く、このため、エッチングマ
スクの厚みやエッチング条件に制限があっても、常に所
望の形状の微細構造を形成することができる。

【００４２】即ち、上述したリソグラフィ条件等の制限
により、例えば上述した浸染料層の柱体の直径又は隣接
する柱体間の間隔と同程度以下の厚みにしかエッチング
マスクを設けることができない場合、一例として、柱体
の高さが６μｍ、エッチングマスクの最大厚みが 0.5μ
ｍとすると、ガラスとマスクのエッチング選択比は12以
上が条件となるが、本発明に用いるエッチングマスクは
エッチング選択比が12以上であるから条件を十二分に満
たしている（但し、エッチングのばらつきやエッチング
によるマスクエッジの丸まりを考慮すると、エッチング
選択比は15〜20程度以上であるのが好ましい）。

【００４３】従って、ドライエッチングの条件を緩和し
なくても、長時間のドライエッチングに対してマスクが
十分に耐え、その厚みは全部がエッチングされずに残存
するため、常に所望の高さの若しくは高い柱体の形成を
はじめ、目的とする形状の微細構造の形成が可能とな
る。また、こうした微細構造を気化部又はアブレーショ
ン部に設けることにより、高い光熱変換効率のヘッドを
有するレーザビームプリンタ等の記録装置を製造できる
ようになる。

【００４４】本発明による方法においては、酸化シリコ
ン、窒化シリコン、シリコン及び酸化アルミニウムから
なる群より選ばれた少なくとも１種を例えば上述した浸
染料層となる被加工材として用い、パラジウム及び／又
はニッケルをエッチングマスクとして用いることが望ま
しい。このエッチングマスクの構成材料であるパラジウ
ム、ニッケルは共にエッチング選択比が12よりずっと大
きいため、非常に好適な材料である。パラジウム、ニッ
ケルはそれぞれ単独でエッチングマスクに用いてよい
が、これらを含む合金を用いてもよく、或いは、パラジ
ウムとニッケルとの積層体でエッチングマスクを形成す
ることもできる。

【００４５】また、微細構造の形成に際し、フッ素化合
物を含有するガス、特にＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆等
のフッ化炭素や、ＳＦ₆等を含有するガスを用いた反応
性イオンエッチング（ＲＩＥ）でドライエッチングを行
うことが望ましい。

【００４６】そして、上記したように、本発明による方
法は、ドライエッチング時にエッチングマスクの厚みを
そのマスク幅又は被加工材の加工幅以下とするときに有
効である。

【００４７】また、エッチングマスクの種類及び／又は
厚みを場所的に異ならせると、微細構造の形状を場所に
よって変化させることができ、目的に応じた形状や、気
化部に設けるのに有利な形状を得ることができる。

【００４８】本発明はまた、記録材（例えば液化染料）
を気化又はアブレーションで被記録体（例えば印画紙）
へ飛翔させ、所定の記録を行うように構成された記録装
置（例えばプリンタヘッド又はレーザビームプリンタ）
を製造するに際し、前記記録材の気化又はアブレーショ
ンを行う記録材収容部において上記した本発明の方法に
基づいて上記の微細構造を形成する、記録装置の製造方
法も提供するものである。

【００４９】この製造方法においては、微細構造として
記録材を毛細管現象によって供給及び保持するための柱
状構造体を形成することが望ましい。

【００５０】この製造方法によって製造される記録装置
は、プリンタヘッドとして構成されてもよいし、或い
は、このプリンタヘッドを組み込み、記録材収容部と、
この記録材収容部に対して被記録体を対向させる被記録
体支持手段と、前記記録材を加熱して前記被記録体へ飛
翔させるための加熱手段とを有する記録装置であっても
よい。

【００５１】更に、本発明は、本発明による上記の各方
法の実施に使用する上記のエッチングマスク（特に、エ
ッチング選択比が12以上）も提供するものである。

【００５２】なお、本発明は、間隙を通して前記被記録
体に移行（特に飛翔）させるように構成された、上述の
非接触方式の染料気化型プリンタ用の記録ヘッドに好適
である。但し、既述した接触方式の熱転写プリンタ用の
記録ヘッド（サーマルヘッド等）にも適用可能である。

【００５３】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明が以下の実施例のみに限定されるもので
ないことは勿論である。

【００５４】まず、図１及び図２について、本発明に基
づく微細構造、例えば柱体構造76の形成方法の要旨を説
明する。

【００５５】この柱体構造76は、レーザビームプリンタ
のプリンタヘッドの気化部又はアブレーション部に形成
されるものであって、図１に示すように、ヘッド基板と
して厚みＴの大きな基板14の上面に、この基板に対する
エッチング選択比が12以上である厚みｔのエッチングマ
スク79を柱体構造の平面パターン形状に間隔（又は幅）
ｗで以って形成する。

【００５６】そして、エッチングマスク79を用いて、エ
ッチングガス70によって反応性イオンエッチング又は反
応性スパッタエッチング（ＲＩＥ）を行い、マスク79の
ない領域の基板14を仮想線で示す深さｈまで垂直方向に
選択的にエッチング除去する。これによって、図２に示
すように、マスク79の直下において、高さｈの直立した
柱体67を幅ｗに所定の間隔（幅ｗと同等でよい。）で形
成し、微細な柱体構造66からなる浸染料層71を作製す
る。

【００５７】ここで注目すべきことは、上述したよう
に、マスク79の厚みｔはその幅ｗの最小寸法よりも大き
くし難い（即ち、ｔ＜ｗ、例えばｔ＝0.5 ｗ）という制
約があるにも拘らず、マスク79を基板14に対してエッチ
ング選択比が12以上と大きい材質で形成しているため
に、基板14を目的とする深さ（即ち、柱体67の高さ）ｈ
まで確実かつ高精度にエッチングできることである。

【００５８】例えば、基板14として石英ガラスを使用
し、エッチングマスク79の厚みｔの最大厚さを 0.5μｍ
とし、マスク幅ｗを１μｍとしたとき、柱体67の高さ
（基板14のエッチング深さ）ｈを６μｍ又はそれ以上と
するには、基板14とマスク79とのエッチング選択比は12
以上とすることが必須条件となる。これに対し、本発明
に基づくエッチングマスク79のエッチング選択比は12以
上であるから、上記のＲＩＥによって基板14を所定の６
μｍの深さに制御性良く容易にエッチングできることに
なり、高さｈ（＝６μｍ）の柱体67を確実に形成するこ
とができる。

【００５９】このためには、エッチングマスク79として
エッチング選択比が12以上と十分に大きい材質で形成す
ることが必須不可欠であり、特にパラジウム又はニッケ
ルで形成することが望ましい。

【００６０】これに反し、既述した（図39で述べた）エ
ッチングマスク69の場合、エッチング選択比が小さく、
例えばエッチングマスク69にレジストを使用するとその
エッチング速度は基板ガラス14の20〜30％と大きく、エ
ッチング選択比は約４と小さいために、基板ガラス14の
エッチングの進行と共にマスク69自体もエッチングされ
てしまい、図39（ｄ）で示したように目的とする高さの
柱体を形成することは極めて困難である。

【００６１】しかも、図39で述べた方法においては、目
的とする高さｈにエッチングするにはエッチング選択比
を上げるために例えばＲＩＥのパワーを下げる等の方法
が考えられるが、本発明に基づく方法によれば、エッチ
ングマスク79自体のエッチング選択比を十分に大きくし
ていることから、ＲＩＥのパワーを下げる等の必要は全
くなく、従って短時間に生産性良く所望の微細な柱体構
造66を常に形成することができる。

【００６２】本発明に基づく上記の方法において、エッ
チングマスク79としてはパラジウム又はニッケルからな
るものが望ましいが、これらを含む合金であってよい
し、或いは、これらの積層膜であってもよい。また、基
板14は酸化シリコンをはじめ、窒化シリコン、シリコン
及び酸化アルミニウムからなる群より選ばれた少なくと
も１種で形成されてよい。

【００６３】また、エッチングマスク79の厚みｔはその
幅より十分に小さくする（即ち、その最大厚さはパター
ンの最小寸法より小さくする）必要があるが、こうした
厚みのエッチングマスクを使用した本発明に基づく方法
では高さｈが例えば６〜10μｍの柱体67を形成すること
ができる。

【００６４】なお、通常の半導体ドライエッチングプロ
セスの場合、例えばＡｌマスクの使用下ではエッチング
速度は例えば20nm/min(1.2μｍ/hr)であるため、この条
件をそのまま高さｈ＝６〜10μｍの柱体67の形成に適用
すると、エッチング終了までに約６時間以上も必要とな
る。このような深いエッチングは、通常の半導体プロセ
スでは実施されておらず、本発明に基づく柱体67に特有
のプロセスである。また、仮にエッチング時間を短縮す
るには放電パワー上げる必要があるが、これでは基板に
対するマスクのエッチング選択比が下がり、マスクがエ
ッチングされ易くなる。これに対し、本発明に基づけ
ば、本来エッチング選択比の大きいマスクを使用するの
で、放電パワーを上げてもマスクの損傷度合が少なく、
深いエッチングを短時間に行えることになる。

【００６５】また、ＲＩＥに使用可能なエッチングガス
は、ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆等のフッ化炭素を含有
するガス（これはフッ化炭素のみからなっていてもよい
が、ＣＦ₄＋Ｈ₂、ＣＦ₄＋Ｏ₂等の如く他のガス成分
が含まれているのがエッチング性の点で望ましい。）、
或いはＳＦ₆系のフッ素化合物を含有するガスである。
なお、ドライエッチングは、上記のＲＩＥだけでなく、
プラズマエッチング、イオンエッチング等も適用可能で
ある。

【００６６】次に、本発明に基づく上記の方法を図３〜
図10について更に具体的に説明する。図３〜図９は微細
柱体構造の形成工程の例を各段階毎に示す概略断面図、
図10は完成後の微細柱体構造の概略外観形状を示すもの
である。

【００６７】まず、図３のように、基板14として、厚さ
Ｔの石英ガラスを用いる。但し、基板材料は石英ガラス
に限らず、含鉛ガラスなどのガラス（酸化シリコン）
や、シリコン、酸化アルミニウム、更にはそれの基板上
に窒化シリコンや上記材料の薄膜をＣＶＤ（化学的気相
成長）、スパッタ、蒸着等で形成したものでもよい。

【００６８】次いで、図４のように、石英ガラス基板14
上にシリコン層80を例えば 0.1〜１μｍの厚さに真空蒸
着する。ここで、シリコン層80を設けるのは、（１）基
板14と後記のフォトレジストとの密着性を改善し、
（２）後記のフォトレジストのフォトリソグラフィ時の
露光に際して基板14内の乱反射を減少させてパターニン
グ性を改善するためである。

【００６９】シリコン層80の代わりに、上記の（１）及
び（２）と同様の働きをする金属薄膜等でもよいが、シ
リコンや窒化シリコンなどの場合は、後記のＲＩＥ工程
で基板14と同時にエッチングされるので、工程が簡略化
される。なお、フォトレジストのパターニングに支障が
ない場合や、フォトリソグラフィ前の表面処理等により
密着性が改善できる場合などは、シリコン層80を設けな
くてもよい。

【００７０】次いで、図５のように、フォトレジスト88
を厚さｄに被着した後、フォトリソグラフィによって柱
体構造の平面パターンに対応したパターンにフォトレジ
スト88を加工する。即ちフォトレジスト88を柱体の幅に
対応した幅ｗの領域88ａだけエッチング除去する。この
場合、除去領域88ａ−88ａ間に残されたレジストの幅も
ｗとしてよい。

【００７１】次いで、図６のように、エッチングマスク
材として、全面に例えばパラジウム（Ｐｄ）層79を厚さ
ｔ＝0.3 μｍに真空蒸着する。パラジウム層79は、フォ
トレジスト88の厚みより薄く成膜し、フォトレジスト88
の上面と領域88ａ内のシリコン層80上にそれぞれ分断さ
れた状態で堆積する。マスク材79はパラジウム（Ｐｄ）
からなっているが、ニッケル（Ｎｉ）であってもよく、
パラジウム及び／又はニッケルを含有する合金でもよ
い。

【００７２】次いで、リフトオフ法によって、フォトレ
ジスト88と共にその上面のマスク材79を除去し、図７の
ように、ＲＩＥのエッチングマスクパターン79を幅ｗに
形成する。但し、このリフトオフ法に代えて、図６に示
したマスク材の全面蒸着を厚めにし、エッチバックによ
り領域88ａにのみマスク材を残す方法等を採用してもよ
い。

【００７３】図５〜図７に示した工程で注目すべきこと
は、マスクメタル79の厚さｔはパターンの最小寸法より
厚くし難いという制限があることである。最小線幅（li
ne &space)ｗを例えば１μｍにしたい場合、図５のリソ
グラフィでエッチングされるレジスト88の厚さも約１μ
ｍのため、上記したリフトオフ法によるパターン形成の
ためには、制御良く形成できるマスクメタル89の厚さｔ
は例えば 0.5μｍ以下（例えば 0.3μｍ）となる。但
し、多層レジストやエッチバックによるサイドウォール
の手法を使えばこの限りではないが、工程が複雑にな
り、工程制御が一層必要になってしまう。

【００７４】このようなマスク厚についての制限があっ
ても、本発明に基づくマスクメタル（エッチングマス
ク）79はエッチング選択比が12以上と大きいため、次の
ＲＩＥエッチングによる柱体構造を所望の高さに形成す
ることができる。即ち、図８のように、マスク79を用
い、ＣＦ₄等のフッ化水素含有ガス70によって反応性イ
オンエッチング（ＲＩＥ）で下地の垂直エッチングを行
い、例えば幅ｗ＝１〜２μｍ、高さｈ＝６〜10μｍの柱
体群67からなる柱体構造66を作製する。ＲＩＥのエッチ
ングガスは、例えばＣＦ₄＋Ｈ₂、ＣＦ₄＋Ｏ₂などの
フッ化炭素（ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆等）を含む系
である。

【００７５】このＲＩＥの際、ガラス基板14に対するマ
スク79のエッチング選択比は12以上と十分に大きいた
め、上述した理由から、高さｈの多数の細長い柱体67を
幅ｗ（間隔もｗでよい。）に高精度に形成することがで
きる。

【００７６】図９は、最終工程として、Ｐｄ膜（マス
ク）79を王水（塩酸＋硝酸）で除去し、更にＳｉ層80を
フッ酸系又はＫＯＨ（或いはＮａＯＨ）系で除去する。
王水では基板14はエッチングされない。また、Ｓｉ層80
のエッチング時に基板14もエッチングされることがある
が、ＳｉＯ₂層80は基板14に比べて十分に薄く、柱体構
造の形状に影響を与えるものではない。Ｐｄ膜除去が不
必要の場合は、図８の段階でプロセスは終了する。この
場合、Ｐｄ膜は光熱変換層となる。図10は、柱体構造66
からなる浸染料層71の完成後の外観を示す。

【００７７】次に、上記した方法、特に図８のＲＩＥ工
程において、エッチングガス70として垂直エッチング性
に優れたＣＦ₄＋Ｈ₂系を使用した場合（ＣＦ₄＝12sc
cm、Ｈ₂＝３sccm、真空度 2.5Pa、放電パワー 500Ｗ、
自己バイアス 630Ｖ）、基板14又はマスク79の材質とし
て使用可能な種々の材料についてエッチングレートとエ
ッチング選択比（対ＳｉＯ₂）は下記表−１の通りであ
った。

【００７８】

【００７９】基板材料とエッチングマスク金属のエッチ
ング選択比が大きいほど、上記した柱体構造66の如き構
造の設計に余裕があり、設計により必要条件が決められ
る。例えば、石英（ＳｉＯ₂）を６μｍエッチングする
際、マスク厚は最大 0.5μｍを可能とすると、選択比は
12（ばらつきやエッチングによるマスクエッジの丸まり
を考慮すると、実質的には15〜20程度以上）若しくはそ
れより大きいことが必要条件となる。

【００８０】こうした条件を満たすエッチング選択比12
以上のマスク材は、基板材料がＳｉＯ₂のときにはＰｄ
とＮｉであり、また基板材料がＳｉＮ_X、Ｓｉのときに
もＰｄ、Ｎｉが好適であるが、ＳｉＮ_XのときにはＡｌ
やＰｔも使用可能である。なお、マスク材としてＡｌを
用いると、対ＳｉＯ₂のエッチング選択比は12より少し
小さいものの、目的とする柱体構造はやはり形成し難い
と共に、Ａｌグレインが剥離し、面荒れが生じ易く、マ
スク性能が劣化し易い。

【００８１】また、エッチングガス70としてＣＦ₄＋Ｏ
₂を使用した場合（ＣＦ₄＝18sccm、Ｏ₂＝２sccm、真
空度 3.5Pa、放電パワー 200Ｗ、自己バイアス 400Ｖ）
は、上記と同様に各種材料についてエッチングレートと
対ＳｉＯ₂エッチング選択比は下記の表−２の通りであ
った。

【００８２】

【００８３】この表−２から、エッチング選択比12以上
のマスク材は、基板材料がＳｉＯ₂（ＣＶＤ法によるも
の）のときにはＰｄとＮｉであり、ＳｉＯ₂（石英板）
やＳｉのときにはＮｉであり、また基板材料がＳｉＮ_X
のときには、Ｐｄ、Ｎｉが好適であるが、Ａｌ₂Ｏ₃で
もよい。この系では、マスク材はＰｄよりＮｉが望まし
い。

【００８４】なお、エッチングガスとして、上記のフッ
化炭素は通常はＳｉＯ₂やＳｉＮ_X用として使用される
が、これに限らず、Ｓｉに対してはＳＦ₆系も使用可能
である。

【００８５】図11は、上記した方法によって形成された
微細な柱体構造66を有する気化部（又はアブレーション
部）17と、そこでの染料気化のメカニズムを説明するも
のである。

【００８６】即ち、ガラス基板14の底面から一体に形成
されたほぼ垂直の各柱体67間の間隙（連続気孔）39を通
って、液化染料22が毛細管現象によって上方に供給され
ながら、レーザ光Ｌの照射によって気化し、この気化染
料32が印画紙等の被記録体へ飛翔して付着し、所定パタ
ーンの記録がなされる。各柱体67の径ｗは１〜２μｍ程
度、高さｈは６〜10μｍ、間隔は１〜２μｍ程度とする
ものが良い。なお、柱体67は、円柱状以外にも角柱状と
しても良い。

【００８７】なお、染料の熱放散を防止し、ヒータ16や
レーザ光Ｌによる染料の加熱を効率的にするため、仮想
線で示すように、基板14の底面に断熱材層89を設けるの
が望ましい。断熱材層89の材料としては、ポリイミド樹
脂が好適である。

【００８８】液化染料22の気化はレーザ光Ｌの照射のみ
によって行ってもよいが、レーザ光照射に加えて、レー
ザ光Ｌを吸収する物質を併用すると、気化効率が改善さ
れる。レーザ光吸収（光熱変換）物質としては、レーザ
光Ｌを連続的に吸収するために十分な耐熱性を示すこと
を要し、レーザ光Ｌの波長に一致する波長領域で吸収能
を有する金属薄膜、金属薄膜と高誘導率を有するセラミ
ックの薄膜との積層体を好ましく使用できる。

【００８９】こうしたレーザ光吸収物質は、染料に添加
して用いることもできる。例えば、染料 100重量部に対
してシアニン系光吸収材２重量部程度を添加することに
より、光熱変換効率が向上することが確認された。光吸
収剤としては、上記シアニン系のほか、カーボンブラッ
ク、金属微粒子等の微粒子系光吸収体やフタロシアニン
系色素、ナフタロシアニン系色素、アントラキノン系色
素等の有機系色素、或いは有機金属系色素等の耐熱性に
優れた染料或いは顔料を染料に均一に分散させて使用す
ることができる。

【００９０】また、レーザ光Ｌによる液化染料22の気化
を効率的にするために、図12に示すように、基板14上に
光熱変換層90、例えばコバルト−ニッケル合金層を蒸着
してもよい。この蒸着によって、各柱体67上をはじめ、
各柱体67間の間隙39下にも金属蒸着層90が形成される。

【００９１】図13は、上記の柱体構造66からなる浸染料
層71を気化部17に設けた染料気化型レーザビームプリン
タのヘッド100 を示す。このヘッド100 は、気化部17以
外は基本的には図34に示したものと同様である。このプ
リンタヘッドでは、上記したように、気化部において直
径に対して十分に高い柱体構造66を作製することができ
るので、染料の保持と供給が十分に行え、高効率かつ高
速な印刷を行うことができる。

【００９２】図14〜図18は、上記の柱体構造66とは異な
る形状の各種の柱体構造の形成方法と、これらの柱体構
造を示すものである。

【００９３】これらの構造においては、染料気化部の柱
体構造66を形成するためのＲＩＥマスクのパターンとし
て、本発明に基づくマスク金属を少なくとも一部分に使
用し、（ａ）．場所によりマスク金属の種類が異なるこ
と（図14）、（ｂ）．場所によりマスク金属の厚さが異
なること（図15、図16）、（ｃ）．（ａ）と（ｂ）の併
用、のいずれかで形成されている。

【００９４】図14のマスクにおいて、マスク79ａ（本発
明に基づくエッチング選択比12以上のもの）のエッチン
グレートがマスク79ｂ（これは、通常の材質でもよ
い。）のエッチングレートより低い場合は、ＲＩＥ時に
先にマスク79ｂがなくなるため、図17に67ａ、67ｂ（一
方が高さ10μｍ、他方が高さ５μｍ）で示すような柱高
さの分布を持つ柱体構造66がセルフアラインに形成され
る。エッチングレートが79ａと79ｂで上記とは反対の場
合は、図18のような形状が得られる。

【００９５】また、図15、図16のように、本発明に基づ
くマスクであっても、マスク厚さが場所により分布を持
つ場合（例えば一方が厚み 0.8μｍ、他方が厚み 0.4μ
ｍ）も、上記と同様に図17、図18に示した形状の柱体構
造66が得られる。

【００９６】このように、本発明に基づくマスク金属を
一部または全部に使用した場合、マスクは場所により異
なる構造（即ち、異なる材質、厚み）にすることによっ
て、柱体構造の設計自由度が増大し、染料気化部構造の
最適化を行うことができる。図17と図18の構造を比較す
ると、図17のように、柱体構造66の内側領域で柱体67ｂ
の高さが低くなっている場合の方が、仮想線で示す液化
染料22がその周囲にある高い柱体67ａによって囲まれ、
保持され易いため、染料保持量が増え、気化効率の向上
が期待できる。

【００９７】次に、図19〜図24について、上記した柱体
構造を気化部に有するヘッド100 を用いた非接触方式の
染料気化型レーザビームプリンタ（例えばシリアル型ヘ
ッドを有するビデオプリンタ）の概略的構成を説明す
る。

【００９８】この染料気化型レーザビームプリンタ（上
述した熱転写方式のプリンタでも同様）において、多色
印刷を行うために、プリンタヘッド部を例えば３組（黒
色用のものを別に用意する場合は４組）用意し、それぞ
れのヘッド部を小型化して近接させ、多色印刷用のヘッ
ド部としている。

【００９９】即ち、図20に示すように、各色用の１次元
レーザアレイ30を３個分、ヘッドのスキャン方向Ｙに並
設する。具体的には、図19に明示するように、例えばフ
ルカラー用としてシアン、マゼンタ、イエローの各染料
溜め15Ｃ、15Ｍ、15Ｙをそれぞれのベース14に設けて各
染料収容部又は染料供給ヘッド部37Ｃ、37Ｍ、37Ｙを構
成し、そこから各色の染料を12〜24個の多数のドットを
形成する列状の気化部17Ｃ、17Ｍ、17Ｙに供給する。

【０１００】各気化部に対しては、対応するレーザ（特
に半導体レーザチップ）18を各12〜24個アレイ状に配し
たマルチレーザアレイ30から出射される各レーザ光を多
数の集光レンズ19を配したマイクロレンズアレイ31によ
ってそれぞれ集光する（36はレーザ光Ｌを直角方向に導
くためのミラー）。

【０１０１】集光レンズとしては、図示したレンズ系で
もよいが、仮想線で示す１枚の径大の集光レンズ38を使
用してよい。このレンズ38は、光入射位置に応じて光出
射位置が上記の各気化部17Ｃ、17Ｍ、17Ｙに相当するよ
うに屈折経路が変化するように形成されたものである。
なお、マルチレーザアレイ30は、基板33に設けたコント
ロールＩＣ34によって駆動制御し、またヒートシンク35
によって十分に放熱できるようになっている。

【０１０２】なお、モノカラー印刷の場合は、図22、図
23に示すように、１次元レーザアレイ30を作製し、それ
ぞれのレーザ素子を独立かつ並列に動作できる構造にす
ることによって、簡単にビーム数の一倍以上の印刷速度
が得られる（例えば24ビームのレーザアレイを用いれば
24倍の速度となる）。

【０１０３】上記した各プリンタヘッド100 はいずれ
も、染料収容部37を記録ドット数に対応した個数分だけ
液化染料22をドット状に収容すると共に、レーザ18も記
録ドット数の各発光点18ａを有するアレイ状に配したも
のである。レーザ18に依らない上記の熱転写方式のプリ
ンタでも、サーマルヘッド１の加熱部も同様にドット状
に配列されている。

【０１０４】また、上記した各プリンタは、縦方向（Ｘ
方向）の紙送りと、Ｘ方向と直交方向のヘッドの横方向
（Ｙ方向）スキャンとによって、印刷を行うものであ
り、これらの縦方向の紙送りと横方向のヘッドスキャン
は交互に行うように構成されている。

【０１０５】本例のプリンタ81において、プリンタヘッ
ド100 は、図21、図24に示すように、送りねじ機構から
なるヘッド送り軸42とヘッド支軸43により印画紙50の紙
送り方向Ｘと直交するヘッド送り方向Ｙに往復移動自在
にしてある。

【０１０６】また、ヘッド100 の上側には、印画紙50を
挟むように支持するヘッド受けローラ44が回転自在に設
けられている。そして、印画紙50は、紙送り駆動ローラ
45と従動ローラ46との間に挟持されて紙送り方向Ｘに移
動するようになっている。

【０１０７】なお、ヘッド100 は、フレキシブルハーネ
ス87を介してヘッド駆動回路基板（図示せず）等にそれ
ぞれ接続されている。

【０１０８】図25は、ライン型ヘッドを有するレーザ気
化型カラービデオプリンタ（レーザ気化型プリンタ）10
0 を示すものであり、筺体２ａで被われたフレームシャ
ーシ２上に、被記録紙50を入れるカセット３と記録用の
平面ベース４が設けられている。

【０１０９】筺体２ａ内の被記録紙排出口２ｂ側には、
モータ５等により駆動する紙送り駆動ローラ６ａが設け
られ、紙送り駆動ローラ６ａとの間で被記録紙50を軽圧
力で挟持する圧接従動ローラ６ｂが設けられている。筺
体２ａ内のカセット３の上方には、駆動ＩＣ80をマウン
トしたヘッド駆動回路基板７とＤＣ電源８とを設けてあ
る。ヘッド駆動回路基板７と、平面ベース４上に配置さ
れたヘッド部（記録部）10とは、フレキシブルハーネス
７ａを介して接続されている。

【０１１０】ヘッド部100 は、例えばイエロー８
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の固形粉末状
の各気化性染料を収納する各固体染料収納槽（総称して
符号110 で示す）を有していて、上記したと同様にして
液化染料を選択的にレーザ加熱し、被記録紙50上に転写
することができる。

【０１１１】本実施例のプリンタヘッド100 、及びこの
プリンタヘッドを使用したレーザビームプリンタ81、更
にはこれらを用いた記録方法は、染料22をレーザ18によ
るレーザ光Ｌで加熱、気化させて印画紙50に飛翔させ、
転写しているので、既述した非接触方式の染料気化型レ
ーザビームプリンタについて述べたと同様の効果が得ら
れる。

【０１１２】図26〜図32は、本発明を半導体集積回路
（ＩＣ）に適用した他の実施例を示すものである。即
ち、既述した実施例はレーザビームプリンタに関するも
のであるが、ここでは、本発明に基づく微細構造を半導
体ＩＣに組み込んだ例を示す。

【０１１３】まず、図26のように、例えばＰ型シリコン
基板124 の一主面に、本発明に基づいてＳｉに対するエ
ッチング選択比が12以上のニッケル又はパラジウムから
なるＲＩＥマスク79を図４〜図７で述べたと同様にして
所定パターンに形成する。

【０１１４】次いで、図27のように、ＣＦ₄＋Ｈ₂等の
フッ素化合物を含有するエッチングガス70によってシリ
コン基板124 をＲＩＥで目的とする深さｈ’まで選択的
にエッチングし、アイソレーション用の溝120 を形成す
る。この場合、マスク79はエッチング選択比が大きいた
め、深さｈ’が数μｍ以上の溝120 を容易かつ制御性良
く形成することができる。

【０１１５】次いで、図28のように、マスク79を王水
（ＨＣｌ＋ＨＮＯ₃）でエッチング除去した後に、溝12
0 を含む全面にＣＶＤ（化学的気相成長法）でＳｉＯ₂
層121を付着させる。

【０１１６】次いで、図29のように、エッチバックによ
って、基板124 の表面が平坦となるようにＳｉＯ₂層12
1 をエッチングし、溝120 にのみ残す。溝120 内のＳｉ
Ｏ₂層121 は、各素子領域間の絶縁分離を行うものであ
る。

【０１１７】次いで、図30のように、全面にＣＶＤ又は
熱酸化法でＳｉＯ₂層122 を成膜した後、図31のよう
に、ＳｉＯ₂層122 を所定パターンに窓開けし、Ｎ型不
純物（例えばリン）を熱拡散し、Ｎ型拡散領域123 、12
4 をそれぞれ形成する。

【０１１８】次いで、図32のように、拡散領域123 に対
しＰ型不純物（例えばボロン）を熱拡散し、Ｐ型拡散領
域125 を形成する。そして、エミッタＥ、ベースＢ、コ
レクタＣ（図示せず）の各電極を被着し、ＰＮＰ型バイ
ポーラトランジスタＴｒを構成し、また、拡散領域124
は電極端子Ｔ₁、Ｔ₂を被着して抵抗素子として構成す
る。その他、これらの各素子の隣接領域や図示しない領
域でも、熱拡散等を施し、所望の素子を組み込むことが
できる。

【０１１９】このように、半導体ＩＣのアイソレーショ
ン領域121 を形成するために、本発明に基づくＲＩＥマ
スクとエッチングを適用することができるが、そのエッ
チング選択比によって微細パターンでも迅速かつ高精度
に形成できることはデバイスの高集積化、量産性にとっ
て有利となる。

【０１２０】以上、本発明の実施例を説明したが、上述
の実施例は本発明の技術的思想に基づいて更に変形が可
能である。

【０１２１】例えば、上述したＲＩＥ以外のドライエッ
チング法も採用してよいし、エッチングマスクも被加工
物に応じて種々選択することができる。これは、エッチ
ングガスについても同様である。

【０１２２】また、形成すべき微細構造は、上述したも
のに限らず、例えば柱体の場合はその高さ、平面又は断
面形状、密度等を変化させてよいし、また、その形成箇
所も微細パターン化又は多孔質化、或いは表面積の拡大
等が要求される箇所であれば適用可能である。

【０１２３】また、染料気化型の転写方式に限らず、既
述したアブレーションによる転写方式も可能であり、い
ずれの場合も染料又は記録材が飛翔して転写されるもの
である。

【０１２４】染料等の記録材を気化又は昇華、或いはア
ブレーションさせるエネルギーとしては、レーザ光以外
の加熱ビームを用いてもよいし、或いは抵抗加熱等の他
の加熱方式によってもよい。このためには、記録材に導
電性物質を添加したり、また、毛管作用のある上述の小
円柱体に抵抗加熱用の抵抗体膜を設けることができる。
濃度階調性を出すために適宜の加熱方法を採用すること
ができる。

【０１２５】また、記録材（染料）を収容する記録材収
容部の数やドット数、及びこれに対応したレーザアレイ
のビーム数（発光点の数）は種々変更してよいし、その
配列形状やサイズ等も上述したものに限定されることは
ない。

【０１２６】また、ヘッドやプリンタの構造や形状は、
前記以外の適宜の構造、形状としてよく、ヘッドを構成
する各部分の材料には、他の適宜の材料を使用してよ
い。記録染料についても、マゼンタ、イエロー、シアン
の３色として（更には、黒を加えた）フルカラーの記録
を行うほか、２色印刷、１色のモノカラー又は白黒の記
録を行うことができる。

【０１２７】プリンタについては、上述の非接触方式の
ものに限らず、１ライン毎にスキャニングするタイプ
（シリアル型）であれば、既述した熱転写方式のプリン
タにも本発明を適用できる。但し、この場合は、各色を
選択する信号はサーマルヘッドに供給される。

【０１２８】また、上述の例のように、固体染料を一旦
液状にし、これを気化させて記録を行う他、固体染料を
レーザ光によって加熱して直接気化（即ち、昇華）させ
て記録を行うことができるし、染料溜めに液化染料（室
温にて液状）を収容することもできる。更に、記録材は
上述した飛翔以外の現象（例えば蒸気化）によっても印
画紙へ移行させることができ、この意味では上述した非
接触方式でなくてもよい。また、上述したプリンタとは
異なり、ヘッド上方からレーザ光を照射してその下側に
位置する被記録紙に記録を行ってもよい。

【０１２９】

【発明の作用効果】本発明は上述した如く、被加工材
（例えばガラス基板又はガラス層）をドライエッチング
によって加工し、微細構造を形成するに際し、前記被加
工材に対するエッチングマスクのエッチング選択比（エ
ッチングマスクに対する被加工材のエッチング速度比）
を12以上としているので、被加工材に対するエッチング
マスクのエッチングレートが著しく低く、このため、エ
ッチングマスクの厚みやエッチング条件に制限があって
も、常に所望の形状の微細構造を容易かつ制御性よく形
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく微細構造（柱体構造）の形成工
程の特徴を一主要段階について示す断面図である。

【図２】同形成工程の特徴を他の主要段階について示す
断面図である。

【図３】本発明の実施例によるプリンタヘッドの気化部
に設ける柱体構造の形成工程の一段階を示す断面図であ
る。

【図４】同形成工程の他の段階を示す断面図である。

【図５】同形成工程の他の段階を示す断面図である。

【図６】同形成工程の他の段階を示す断面図である。

【図７】同形成工程の他の段階を示す断面図である。

【図８】同形成工程の他の段階を示す断面図である。

【図９】同形成工程の更に他の段階を示す断面図であ
る。

【図10】図９の斜視図である。

【図11】上記柱体構造を設けた気化部の断面図である。

【図12】光吸収物質を設けた同気化部の断面図である。

【図13】同気化部を有するプリンタヘッドの概略断面図
である。

【図14】本発明の他の実施例による柱体構造の形成工程
の一段階を示す断面図である。

【図15】本発明の他の実施例による同様の段階を示す断
面図である。

【図16】本発明の他の実施例による同様の段階を示す断
面図である。

【図17】同他の実施例による柱体構造を示す断面図であ
る。

【図18】同他の実施例による柱体構造を示す断面図であ
る。

【図19】本発明の他の実施例によるプリンタヘッドの分
解斜視図である。

【図20】同実施例によるプリンタヘッドとそのスキャン
状態を示す概略裏面図である。

【図21】同プリンタを下方からみた概略斜視図である。

【図22】本発明の他の実施例によるプリンタヘッドの分
解斜視図である。

【図23】同プリンタヘッドとそのスキャン状態を示す概
略裏面図である。

【図24】同プリンタを下方からみた概略斜視図である。

【図25】本発明の他の実施例によるプリンタの分解斜視
図である。

【図26】本発明の更に他の実施例による微細アイソレー
ション構造の形成工程の一段階を示す断面図である。

【図27】同形成工程の他の段階を示す断面図である。

【図28】同形成工程の他の段階を示す断面図である。

【図29】同形成工程の他の段階を示す断面図である。

【図30】同形成工程の他の段階を示す断面図である。

【図31】同形成工程の他の段階を示す断面図である。

【図32】同形成工程の更に他の段階を示す断面図であ
る。

【図33】従来の感熱記録ヘッドを用いたプリンタの要部
正面図である。

【図34】本発明の完成前に案出されたプリンタの概略断
面図である。

【図35】同プリンタのヘッドの気化部に設ける浸染料層
（ガラスビーズ）を示す断面図である。

【図36】同気化部に設ける光吸収性エアブリッジを示す
断面とその平面図である。

【図37】同エアブリッジの形成方法を工程順に示す断面
図である。

【図38】同気化部に設ける浸染料層（柱体構造）を示す
断面図である。

【図39】同柱体構造の形成方法を工程順に示す断面図で
ある。

【符号の説明】

10、100 ・・・プリンタヘッド 11・・・空隙 14・・・ベース 15・・・染料溜め 16・・・ヒータ 17、17Ｃ、17Ｍ、17Ｙ・・・気化部 18・・・半導体レーザ 18ａ・・・発光点 19・・・集光レンズ 20、90・・・光熱変換層 21、71・・・浸染料層 22・・・液化染料 30・・・マルチレーザアレイ 31・・・マクロレンズアレイ 32・・・気化染料 37・・・染料収容部 50・・・印画紙 66・・・柱体構造 67・・・柱体 68、88・・・フォトレジスト 68ａ、88ａ・・・レジストのない領域 69、79・・・エッチングマスク 70・・・エッチングガス 80・・・シリコン層 89・・・断熱材層Ｌ・・・レーザ光ｗ・・・マスク幅ｔ・・・マスク厚ｄ・・・レジスト厚ｈ・・・柱体高さＴ・・・基板厚

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工材をドライエッチングによって加
工し、微細構造を形成するに際し、前記被加工材に対す
るエッチングマスクのエッチング選択比（エッチングマ
スクに対する被加工材のエッチング速度比）を12以上と
する、微細構造の形成方法。
【請求項２】酸化シリコン、窒化シリコン、シリコン
及び酸化アルミニウムからなる群より選ばれた少なくと
も１種を被加工材として用い、パラジウム及び／又はニ
ッケルをエッチングマスクとして用いる、請求項１に記
載した形成方法。
【請求項３】フッ素化合物を含有するガスを用いた反
応性イオンエッチングでドライエッチングを行う、請求
項１又は２に記載した形成方法。
【請求項４】エッチングマスクの厚みをそのマスク幅
又は被加工材の加工幅以下とする、請求項１〜３のいず
れか１項に記載した形成方法。
【請求項５】エッチングマスクの種類及び／又は厚み
を場所的に異ならせる、請求項１〜４のいずれか１項に
記載した形成方法。
【請求項６】微細構造として柱状構造体を形成する、
請求項１〜５のいずれか１項に記載した形成方法。
【請求項７】記録材を気化又はアブレーションで被記
録体へ飛翔させ、所定の記録を行うように構成された記
録装置を製造するに際し、前記記録材の気化又はアブレ
ーションを行う記録材収容部において請求項１〜６のい
ずれか１項に記載した方法による微細構造を形成する、
記録装置の製造方法。
【請求項８】微細構造として、記録材を毛細管現象に
よって供給及び保持するための柱状構造体を形成する、
請求項７に記載した製造方法。
【請求項９】記録材収容部と、この記録材収容部に対
して被記録体を対向させる被記録体支持手段と、前記記
録材を加熱して前記被記録体へ飛翔させるための加熱手
段とを有する記録装置を製造する、請求項７又は８に記
載した製造方法。
【請求項10】請求項１〜９のいずれか１項に記載した
方法の実施に使用される、請求項１〜５のいずれか１項
に記載したエッチングマスク。