專利名稱：液體排出頭的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及排出液體的液體排出頭的制造方法，特別是涉及通過將墨排出到記錄 介質上執(zhí)行記錄的噴墨記錄頭的制造方法。
背景技術：
排出液體的液體排出頭的使用的例子包括通過將墨排出到記錄介質上執(zhí)行記錄 的噴墨記錄方法。一般地，用于噴墨記錄方法(液體噴出記錄方法)的噴墨記錄頭包含墨流動路徑、 設置于流動路徑的一部分上的排出能量產(chǎn)生單元和用于通過在排出能量產(chǎn)生單元中產(chǎn)生 的能量排出墨的細微墨排出端口(稱為“孔口”)。這種噴墨頭的制造方法的例子包括在 USP4657631中公開的方法。在該方法中，使用感光材料在具有排出能量產(chǎn)生元件的基板上 形成作為流動路徑的模板的構圖層，并在構圖層上設置流動路徑壁形成部件，并隨后去除 構圖層，由此形成用于墨流動路徑的空間。該方法是對于半導體應用光刻技術，并使得能夠 實現(xiàn)用于形成墨流動路徑、排出端口等的高精細處理。對作為上述的流動路徑的模板的圖案使用正感光樹脂，并且，使用光刻技術對正 感光樹脂進行構圖。對于用于將這種正感光樹脂曝光的曝光裝置，與需要的曝光量相關聯(lián) 地使用以1 1的放大倍數(shù)一次將整個基板曝光的類型的曝光裝置。當使用一次施加作為 正感光樹脂的感光波長的深UV光(具有不大于300nm的波長)的類型的曝光裝置執(zhí)行曝 光時，可設想以下的情況。首先，由于設置在基板上的大面積的整個目標物體(正感光樹脂)被一次曝光，因 此，物體和用于曝光的掩模之間的對準精度不足。特別地，當在約8 12英寸的大尺寸晶 片上將目標物體曝光時，由于例如基板的翹曲和/或掩模的偏斜的影響，掩模和目標物體 之間的對準精度會在同一基板內(nèi)根據(jù)經(jīng)受曝光的基板而改變。并且，作為正感光樹脂，一般地，使用主鏈分解型正感光樹脂，許多主鏈分解型正 感光樹脂對于紫外光具有低的感光度，由此必須施加大量的能量以導致充分的分解反應。 因此，由于曝光中的發(fā)熱，會在掩模和基板中出現(xiàn)不均勻的熱膨脹，從而導致分辨率和對準 精度的劣化。例如，在諸如在例如USP4657631中公開的方法的噴墨記錄頭的制造方法中，一般 地，參照在基板上形成的對準掩模執(zhí)行形成流動路徑圖案的正感光樹脂層和涂敷樹脂層的 曝光。如果不存在不對準，那么，如圖14A所示，可在能量產(chǎn)生元件20、流動路徑形狀圖案 30和排出端口 50之間提供希望的相互位置關系。同時，如果如上面提到的那樣出現(xiàn)對準精 度的變化，那么如圖14B所示，能量產(chǎn)生元件20、流動路徑形狀圖案30和排出端口 50之間 的相互位置關系會與希望的位置關系不同。在這種情況下，在制造的頭中，不能提供流動路 徑中的流體通往能量產(chǎn)生元件和排出端口的希望的阻力。根據(jù)以上情況，上面提到的對準 的變化的出現(xiàn)會影響制造的噴墨記錄頭的排出性能。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的問題，提出本發(fā)明，并且，本發(fā)明的目的是提供用于穩(wěn)定地制造具有有 利的打印性能的噴墨頭的方法，其中可以以高的精度和良好的可重復性控制排出能量產(chǎn)生 元件、墨流動路徑和排出端口之間的位置關系。本發(fā)明提供一種用于制造液體排出頭的方法，該液體排出頭在基板上或上方包含 用于形成可連通地與排出液體的排出端口連接的流動路徑的流動路徑形成部件，該方法包 括在基板上或上方設置包含感光樹脂的層；在包含感光樹脂的層上的與流動路徑對應的 區(qū)域處設置使得能夠減少具有感光樹脂的感光波長的光的透射的掩模層；使用掩模層作為 掩模對于包含感光樹脂的層執(zhí)行曝光，以使得包含感光樹脂的層成為具有流動路徑的形狀 的圖案；設置變成流動路徑形成部件的層，以覆蓋圖案；在變成流動路徑形成部件的層的 一部分處形成排出端口 ；和通過去除圖案形成流動路徑。本發(fā)明使得能夠穩(wěn)定地制造具有有利的打印性能的噴墨頭，其中可以以高的精度 和良好的可重復性控制排出能量產(chǎn)生元件、墨流動路徑和排出端口之間的位置關系。通過參照附圖閱讀示例性實施例的以下說明，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的噴墨頭的例子的示意性透視圖。圖2A、圖2B、圖2C、圖2D和圖2E是示出根據(jù)本發(fā)明的噴墨頭制造方法的例子的示 意性截面圖。圖3A、圖3B、圖3C和圖3D是示出根據(jù)本發(fā)明的噴墨頭制造方法的例子的示意性 截面圖。圖4A、圖4B、圖4C和圖4D是示出根據(jù)本發(fā)明的噴墨頭制造方法的例子的示意性 截面圖。圖5A、圖5B、圖5C和圖5D是示出根據(jù)本發(fā)明的噴墨頭制造方法的例子的示意性 截面圖。圖6A和圖6B是示出根據(jù)本發(fā)明的噴墨頭制造方法的例子的示意性截面圖。圖7是示出在本發(fā)明的例子中使用的正感光樹脂和用于掩模的抗蝕劑的吸收光 譜的示圖。圖8是示出在本發(fā)明的例子中使用的光的波長和照度之間的關系的示圖。圖9是示出在本發(fā)明的例子中使用的正感光樹脂和用于掩模的抗蝕劑的吸收光 譜的示圖。圖IOA和圖IOB是用于描述評價方法的示意圖。圖11A、圖IlB和圖IlC是用于描述評價方法的示意圖。圖12A、圖12B、圖12C、圖12D、圖12E、圖12F、圖12G和圖12H是示出根據(jù)本發(fā)明
的噴墨頭制造方法的例子的示意性截面圖。圖13A、圖13B和圖13C是示出根據(jù)本發(fā)明的噴墨頭制造方法的例子的示意性截面 圖。圖14A和圖14B是用于描述相關技術和要解決的問題的示圖。圖15A、圖15B、圖15C和圖15D是示出根據(jù)本發(fā)明的噴墨頭制造方法的例子的示意性截面圖。圖16A、圖16B、圖16C、圖16D、圖16E、圖16F、圖16G和圖16H是示出根據(jù)本發(fā)明
的噴墨頭制造方法的例子的示意性截面圖。圖17是用于描述評價方法的示意圖。圖18A、圖18B、圖18C和圖18D是示出比較例的示意性截面圖。
具體實施例方式將參照附圖描述本發(fā)明的實施例。在以下的描述中，具有相同的功能的部件在附 圖中具有相同的附圖標記，并且，可不重復其描述。并且，以噴墨頭作為液體排出頭的例子提供以下的描述。液體排出頭可被應用于 諸如濾色器制造的工業(yè)領域。圖1是示出作為本發(fā)明的例子的噴墨頭的結構的例子的示意性部分截面透視圖。 該噴墨頭包含用于排出墨的多個排出端口 15 ；和用于可連通地與排出端口連接并在其內(nèi) 部包含用于排出墨的排出能量產(chǎn)生元件2的墨流動路徑17。這里，“在其內(nèi)部包含排出能量 產(chǎn)生元件2”意味著排出能量產(chǎn)生元件2被設置在墨流動路徑17內(nèi)的預定位置處。并且， 墨流動路徑17具有在上面形成多個排出能量產(chǎn)生元件2的基板1上形成的墨流動路徑形 成部件13。在本實施例中，以排出端口 15形成開口的方式，排出端口 15被設置在墨流動路 徑形成部件13內(nèi)。(第一實施例)圖12A 12H和圖13A 13C是示出根據(jù)本發(fā)明的噴墨頭制造方法的例子的示圖。 這些圖與沿線B-B'取的圖1中的噴墨頭的示意性截面圖對應。首先，如圖12A所示，設置包含產(chǎn)生用于排出液體的能量的能量產(chǎn)生元件2的基板 1。能量產(chǎn)生元件2的例子包含加熱器和壓電元件。對于基板1，使用硅。為了增強能量產(chǎn) 生元件2的耐久性，可以設置諸如保護層(未示出)的各種類型的功能層。例如，可以在基 板的表面上設置SiN、SiC和/或Ta的膜。然后，如圖12B所示，在基板上形成用于形成具有流動路徑的形狀的圖案的包含 正感光樹脂的第一層22。正感光樹脂的例子包含諸如聚甲基異丙烯酮和聚乙烯酮的主鏈分 解型正感光樹脂。例子還可包含以酯基甲基丙烯酸酯為主要成分的聚合主鏈分解型正感光 樹脂，例如，諸如聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸乙酯的均聚物，以及甲基丙烯酸甲酯和 例如甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯或苯基甲基丙烯酸酯的共聚物。也可以使 用負感光樹脂。然后，如圖12C所示，在第一層22上設置變成用于對第一層22進行構圖的掩模 的包含感光樹脂成分的第二層23?？墒褂米顝V泛的i射線(365nm)從對準精度的觀點通 過分步投影光刻機(stepper)將該感光樹脂成分構圖。具體而言，可使用提供i射線的 縮小投影曝光裝置執(zhí)行曝光。特別地，可以使用包含酚醛清漆樹脂和二嗪農(nóng)萘醌衍生物 (naphthoquinone diazide derivative)的正光致抗蝕劑。作為例子，可以使用由Tokyo Ohka Kogyo Co. , Ltd.市售的諸如0FPR-800抗蝕劑或iP_5700抗蝕劑(產(chǎn)品名稱)的萘 醌型正光致抗蝕劑。包含感光樹脂成分的第二層23還可包含羥基二苯甲酮化合物
5(hydroxybenzophenone compound)。當使用堿顯影劑對萘醌型正光致抗蝕劑構圖時，在二 嗪農(nóng)萘醌型抗蝕劑的表面部分上出現(xiàn)重氮化反應，從而導致觀察到二嗪農(nóng)萘醌型抗蝕劑在 顯影劑中的溶度降低的現(xiàn)象。同時，在不與堿接觸的樹脂層的下部，溶度不改變。因此，可 以設想，由于顯影速度在表面部分和下部之間不同，因此抗蝕劑掩模的圖案邊緣形狀的控 制變得困難。在第二層23包含羥基二苯甲酮化合物的情況下，由于包含于羥基二苯甲酮化合 物中的OH基的效應，第二層23在堿中的溶度上升。因此，在后面描述的將第二層23構圖 的顯影中，曝光部分的顯影速度提高。因此，即使當在堿環(huán)境下在第二層23的表面部分上 出現(xiàn)重氮化反應時，也能夠防止表面部分具有變得不可溶于顯影劑中的趨勢，由此使得表 面和下部具有相同的顯影速率，并由此可執(zhí)行顯影以提供垂直的邊緣。并且，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述的顯影速度根據(jù)羥基二苯甲酮化合物中的OH基 的數(shù)量而改變。特別地，在使用堿溶液的顯影中，在具有一個OH基的羥基二苯甲酮的情況 下，表面部分和下部的顯影速度基本上彼此相等，從而使得能夠以接近垂直形狀的形狀在 抗蝕劑掩模24中獲得邊緣24a。此外，如果羥基二苯甲酮化合物具有諸如長鏈烷氧基的疏 水基，那么可使得上層和下層的堿顯影速度相同，由于可以獲得垂直的構圖形狀，因此這是 優(yōu)選的。羥基二苯甲酮化合物的例子包含2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮(2-hydrOXy-4-OC toxybenzophenone)、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮和2，4_ 二羥基二苯甲酮。例子還可包含 2，3，4_三羥基二苯甲酮、2，3，4，4'-四羥基二苯甲酮和2，3‘ ,4,4'-四羥基二苯甲酮。可以在包含100重量份的固態(tài)含量的正光致抗蝕劑中提供不少于5重量份且少于 12重量份的羥基二苯甲酮化合物。此外，可從其增強第二層23的遮光效果的觀點提供羥基二苯甲酮化合物。當通過 光刻將第一層22構圖時，第一層22上的第二層23被用作掩模，因此第二層23需要具有遮 光效果。通過包含于羥基二苯甲酮化合物中的芳香環(huán)的效果，可以增強用于遮擋具有用于 將包含于第一層22中的正感光樹脂曝光的波長的光的遮光效果。因此，可以在不增加第二 層23的厚度的情況下增強遮光效果。如果通過涂敷在第一層22上設置第二層23，那么優(yōu)選考慮防止第一層22溶解。然后，如圖12D所示，使用掩模將第二層23曝光。然后，如圖12E所示，執(zhí)行顯影以形成與流動路徑的形狀對應的抗蝕劑圖案24。此 時，通過羥基二苯甲酮化合物的上述效果，邊緣部分24a具有基本上與第一層22的表面垂 直的形狀。然后，如圖12F所示，以抗蝕劑圖案24為掩模將第一層22曝光。此時用于曝光的 光被抗蝕劑圖案24遮擋。此時遮光指的是例如吸收光或反射光，使得光不穿透第一層22。 這意味著不僅完全排除光射向第一層22，而且將光遮擋到對于第一層22獲得有利的圖案 所需要的程度。然后，如圖12G所示，用作掩模的抗蝕劑圖案24被去除。使用溶劑執(zhí)行抗蝕劑圖 案24的去除。這里，一般地，萘醌型正光致抗蝕劑以適當?shù)钠毓饬坑米髡刮g劑，并且，曝 光部分容易溶于堿水溶液中。但是，當施加大的曝光量時，在作為主成分的樹脂的分子之間 發(fā)生交聯(lián)反應，因此，萘醌型正光致抗蝕劑會難以溶于堿水溶液或一般的有機溶劑中。當?shù)谝粚?2是厚膜時，需要施加大量的能量。由此，大量的能量還被施加到抗蝕劑圖案24上， 從而導致交聯(lián)反應發(fā)展，這會導致難以去除抗蝕劑圖案24。因此，對于去除已發(fā)生交聯(lián)反應的萘醌型光致抗蝕劑，可以以任意的比與水混合 的具有6或更大的碳數(shù)的乙二醇醚(glycol ether)和含氮的堿性有機溶劑以及水的混合 溶液是有效的。由于混合溶劑同時具有作為有機溶劑的溶解能力和用作堿水溶液的溶解能 力，因此可以推定它具有有利于溶解已發(fā)生交聯(lián)反應的萘醌型光致抗蝕劑的性能。然后，如圖12H所示，對于第一層22執(zhí)行顯影，從而獲得具有噴墨頭的流動路徑的 形狀的圖案25 (流動路徑圖案25)。由于作為掩模的抗蝕劑圖案24的邊緣形狀24a表現(xiàn)高 的垂直性，因此，圖案25的邊緣部分25a的形狀也表現(xiàn)出高的關于基板的垂直性。圖案25 的形狀被轉印到將在后面描述的流動路徑17的壁的形狀。因此，如果可以以接近垂直于基 板的形狀形成圖案25的邊緣部分25a，那么可使得由圖13C中的流動路徑形成部件13形成 的流動路徑17的壁部分和基板1之間的角度θ接近90°。當角度θ接近90°時，如果 基板1和流動路徑形成部件13之間的接觸面積不變，那么流動路徑17的體積變大，從而使 得能夠降低流動路徑17中的流動阻力，由于被排出的液體的填充速度提高，因此這是有利 的。當對于第一層22使用負光致抗蝕劑樹脂時，經(jīng)受曝光的部分固化，由此，通過顯影去除 掩模24下面的部分。然后，如圖13Α所示，在圖案層上設置變?yōu)榱鲃勇窂叫纬刹考?3的涂層13a，使得 涂層13a覆蓋流動路徑圖案25。通過諸如普通的旋轉涂敷、輥涂敷(roll coating)或窄 縫涂敷(slit coating)的涂敷方法形成具有20 μ m的膜厚的材料。這里，在形成變成流動 路徑形成部件13的涂層13a時，涂層13a需要具有諸如不使流動路徑圖案25變形的性能。 換句話說，當通過例如使用旋轉涂敷或輥涂敷在流動路徑圖案25上沉積涂層時，必須選擇 溶劑以避免可溶的流動路徑圖案25溶解。并且，由于感光材料可通過光刻容易地以高的精 度形成將在后面描述的墨排出端口 15，因此，用于形成流動路徑形成部件13的材料可以是 感光材料。對于樹脂涂層13a的材料，需要高的作為結構材料的機械強度、對于下層材料的 附著性、墨耐受性(ink tolerance)和用于對墨排出端口的細微圖案構圖的分辨率。對于 滿足這些性能的材料，可以使用陽離子聚合型環(huán)氧樹脂成分。用于本發(fā)明的環(huán)氧樹脂的例子可包含雙酚A和表氯醇(印ichlorohydrin)之間的 反應物之中的雙酚A和具有約900或更大的分子量的表氯醇之間的反應物、以及含溴的酚 A和表氯醇之間的反應物。例子還可包含在日本專利申請公開NO.H02-140219中公開的熱 塑性酚醛(phenol novolac)或鄰甲酚酚醛清漆(o-cresol novolac)和表氯醇以及包含氧 化環(huán)己烯(oxycyclohexane skeleton)的多官能環(huán)氧樹脂之間的反應物，但不限于這些化 合物。對于上述的環(huán)氧化合物，優(yōu)選地，使用具有2000或更小的環(huán)氧當量的化合物，并 且，更優(yōu)選地，使用具有1000或更小的環(huán)氧當量的化合物。對于用于使上述的環(huán)氧樹脂固化的光陽離子(photocationic)聚合引發(fā)劑，一旦 施加光就產(chǎn)生酸的化合物和例如由Adeka Corporation市售的SP-150、SP-170和SP-172 是適于使用的。此外，可根據(jù)需要任意地在上述的成分中添加添加劑等。例如，可以添加增韌劑以 降低環(huán)氧樹脂的彈性程度，或者，可以添加硅烷耦合劑以獲得更高的與下層材料的粘接性。
然后，通過掩模(未示出)對于涂敷樹脂層13a執(zhí)行構圖曝光并且執(zhí)行顯影處理， 由此在面對能量產(chǎn)生元件的位置處形成排出端口 15。然后，使用適當?shù)娜軇⒔?jīng)受構圖曝 光的墨流動路徑形成部件13顯影，由此形成排出端口 15，從而進入圖13B所示的狀態(tài)。如圖13C所示，在在基板上形成可連通地與流動路徑17連接的液體供給端口(未 示出)之后，圖案25被去除，由此獲得流動路徑17和流動路徑形成部件13。然后，在執(zhí)行切割分離的步驟(未示出)之后，流動路徑圖案25通過被溶解而去 除。并且，在通過根據(jù)需要執(zhí)行加熱處理進一步使墨流動路徑形成部件13固化之后，設置 與用于墨供給的部件(未示出)的連接和用于驅動能量產(chǎn)生元件(未示出)的電氣連接， 由此使得能夠獲得噴墨頭。(第二實施例)下面，參照作為沿圖1中的噴墨頭的線A-A'取的示意性截面圖的圖15A 15D和 圖16A 16H描述本發(fā)明的第二實施例。首先，設置諸如在例如圖15A中示出的基板的基板1。對于該基板，雖然可以在對 于形狀和材料等沒有特定的限制的條件下使用可用作墨流動路徑形成部件的一部分并且 還用作形成墨流動路徑和墨排出端口的材料層的支撐的任何基板，但是，一般使用硅基板。然后，如圖115B所示，在基板1上形成包含正感光樹脂的第一層22?？梢愿鶕?jù)與 第一實施例類似的方法設置包含正感光樹脂的第一層22。然后，如圖15C所示，在第一層22上形成對于包含正感光樹脂的第一層22的感光 波長范圍中的光具有遮光效果的樹脂成分層26。這里用于形成樹脂成分層26的樹脂成分用作將在后面描述的用于將第一層22構 圖的掩模，并且需要能夠遮擋第一層22的感光波長范圍中的光。此外，在后面描述的過程 中，樹脂成分需要通過以第二層23的圖案為掩模的蝕刻而經(jīng)受構圖。對于蝕刻方法，可以 使用濕法蝕刻可以在第二層23的顯影劑或不溶解第二層23的溶劑中溶解成分樹脂。對于滿足這些要求的樹脂成分，可以使用具有涂敷能力的樹脂和遮光材料的混合 物。對于具有涂敷能力的樹脂，可以使用例如以下樹脂的通用樹脂諸如丙烯酸、甲基丙烯 酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯或甲基丙烯酸羥苯酯的以丙烯酸單體為主要成分的丙烯酸聚合 物，諸如聚乙烯醇的乙烯聚合物，或諸如熱塑性酚醛或甲酚醛的酚醛清漆聚合物。對于遮光材料，雖然可以使用適當?shù)靥砑尤玖匣蝾伭系纳鲜龅臉渲?，但是必須選 擇可遮擋第一正抗蝕劑的感光波長范圍中的光的材料。具體而言，可以以少的量提供高的 遮光效果的遮光材料的例子包含碳黑和鈦黑。特別地，使用碳黑是有利的，可以使用諸如槽 法碳黑、爐黑、熱碳黑或燈黑的已知的碳黑。并且，為了增強上述的樹脂的分散性，可以使用 涂敷有樹脂的碳黑。對于對用于本發(fā)明的第一層22的感光波長范圍中的光具有遮光效果的樹脂成 分，例如，可通過在甲酚醛中分散碳黑獲得堿可溶樹脂成分。然后，如圖15D所示，在對于第一正抗蝕劑的感光波長范圍具有遮光效果的樹脂 成分層26上形成第二層23。對于第二層23，雖然可以使用負抗蝕劑或正抗蝕劑，但是，可經(jīng)受堿性顯影的抗蝕 劑對于易操作性是有利的。此外，在本發(fā)明中，可使用最廣泛的i射線(365nm)從對準精度 的觀點通過分步投影光刻機執(zhí)行構圖。滿足這些要求的抗蝕劑可以是包含酚醛清漆樹脂
8和二嗪農(nóng)萘醌衍生物的正光致抗蝕劑。作為例子，可以使用諸如由TokyoOhka Kogyo Co., Ltd.市售的0FPR-800抗蝕劑或iP-5700抗蝕劑(產(chǎn)品名稱)的通用的萘醌型正光致抗蝕 劑。然后，如圖16A所示，通過第一中間掩模(掩模)27執(zhí)行構圖曝光，并且執(zhí)行顯影 處理，由此形成與流動路徑的形狀對應的抗蝕劑圖案24，從而進入圖16B所示的狀態(tài)。此時，如果對于樹脂成分層26使用堿可溶樹脂成分并且使用堿顯影型正光致抗 蝕劑作為第二層23，那么可同時執(zhí)行樹脂的顯影和樹脂成分的蝕刻。然后，如圖16C所示， 可以一次形成包含對于第一層22的感光波長范圍具有遮光效果的樹脂成分的抗蝕劑圖案 24 (上層)和另一圖案28 (下層)。如果對于第一層22的感光波長范圍具有遮光效果的樹脂成分可溶于堿中，那么 可在硬烘(hard-baking)抗蝕劑圖案24之后，使用由第二層23形成的抗蝕劑圖案24作為 掩模通過適當?shù)挠袡C溶劑執(zhí)行蝕刻。并且，可通過使用抗蝕劑圖案24作為掩模的干法蝕刻 對樹脂成分進行構圖?？刮g劑圖案24不特別需要被去除，但是，抗蝕劑圖案24可被去除以 進入圖16D所示的隨后的處理需要的狀態(tài)。然后，使用抗蝕劑圖案24和另一圖案28作為掩模，使用具有第一層22的感光波 長的光執(zhí)行整個表面的曝光(圖16E)，并且，執(zhí)行第一層22的顯影，由此形成具有墨流動路 徑的形狀的圖案25 (圖16F)。如上所述，作為當對第一層22曝光時使用圖中的兩個層24 和28作為掩模的結果，可進一步增強對于用于曝光的光的遮光效果。并且，使用抗蝕劑圖 案24執(zhí)行用于獲得另一圖案28的構圖，并由此以高的位置精度形成另一圖案28。然后，去除被用于掩模的抗蝕劑圖案24和另一圖案28，由此完成具有墨流動路徑 的形狀的圖案25 (圖16G)。還能夠從圖16D所示的狀態(tài)對于第一層22執(zhí)行整個表面的曝光；并在對第一層 22顯影的同時執(zhí)行另一圖案28的去除。使用如上面描述的那樣形成的流動路徑的圖案25，執(zhí)行參照圖13A 13C在第一 實施例中描述的方法，以如圖IMl所示的那樣形成流動路徑17、排出端口 15、流動路徑形成 部件13。(第三實施例)圖2A 2E、圖3A 3D、圖4A 4D、圖5A OT和圖6A 6B是示出根據(jù)本發(fā)明 的噴墨頭制造方法的例子的示圖。這些圖與沿線A-A'取的圖1中的噴墨頭的示意性截面 圖對應。并且，圖2A 2E、圖3A 3D、圖4A 4D、圖5A 5D和圖6A 6B所示的方法是 形成通過具有上層和下層的形狀相互不同的二層配置的模板圖案而具有高度方向的變化 的墨流動路徑的例子。以下，這種類型的墨流動路徑被稱為“具有兩層配置的墨流動路徑”。首先，如圖2A所示，如第二實施例那樣設置基板1。然后，如圖2B所示，在上面形成能量產(chǎn)生元件2的基板1上形成第一正感光樹脂 層7。然后，如圖2C所示，進一步在第一正感光樹脂層7上沉積第二正感光樹脂層8。第一正感光樹脂和第二正感光樹脂需要在感光波長范圍上相互不同。這是為了在 通過曝光對一個正感光樹脂構圖時防止另一正感光樹脂受曝光影響。在本發(fā)明中，第一正 感光樹脂的感光波長范圍被稱為“第一波長范圍”。并且，第二正感光樹脂的感光波長范圍 被稱為“第二波長范圍”。第一波長范圍和第二波長范圍需要相互不同。
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第一和第二正感光樹脂的示例性例子包含以酯基甲基丙烯酸酯為主要成分的聚 合主鏈分解型正感光樹脂和聚甲基異丙烯酮的組合。一般地，以酯基甲基丙烯酸酯為主要 成分的聚合主鏈分解型正感光樹脂對于約200 240nm的波長范圍的光敏感。同時，聚甲 基異丙烯酮對約260 320nm的波長范圍的光敏感。在該組合中，對于上層和下層的位置 關系沒有特別的限制哪一個用于上層(第二正感光樹脂層8)以及哪一個用于下層(第一 正感光樹脂層7)都沒有問題。以酯基甲基丙烯酸酯為主要成分的聚合主鏈分解型正感光樹脂可以是均聚物或 共聚物。均聚物的特定例子包含聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸乙酯。共聚物的特定例 子包含甲基丙烯酸甲酯和例如苯基甲基丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯或甲基 丙烯酸苯酯的共聚物。然后，如圖2D所示，在第二正感光樹脂層8上沉積第一抗蝕劑9 (第一抗蝕劑)。 然后，如圖2E所示，通過第一中間掩模(掩模)19執(zhí)行構圖的曝光。進而，如圖3A所示，執(zhí) 行顯影處理，由此在第二正感光樹脂層8上形成由第一抗蝕劑形成的掩模9'。設置第一抗蝕劑9是為了形成用于對第二正感光樹脂層8進行構圖的曝光處理中 的掩模(圖3B)。因此，第一抗蝕劑9需要對于具有第二正感光樹脂的感光波長(第二波長 范圍)的光具有遮光效果。在本發(fā)明中，由抗蝕劑形成的掩?？杀环Q為“掩?？刮g劑”?？墒褂米顝V泛的i射線(365nm)從對準精度的觀點通過分步投影光刻機將第一 抗蝕劑9構圖。更具體而言，可使用提供i射線的縮小投影曝光裝置執(zhí)行曝光。滿足這些 要求的有利的正抗蝕劑的例子包括包含二嗪農(nóng)萘醌衍生物的正光致抗蝕劑，諸如包含酚醛 清漆樹脂和二嗪農(nóng)萘醌衍生物的正光致抗蝕劑。其特定例子包含諸如由TokyoOhka Kogyo Co.，Ltd.市售的0FPR-800抗蝕劑(產(chǎn)品名稱)和iP-5700抗蝕劑(產(chǎn)品名稱)的通用的 萘醌型正光致抗蝕劑。然后，如圖3B所示，通過由第一抗蝕劑形成的掩模9'使用具有第二正感光樹脂 層8的感光波長的光執(zhí)行整個表面的曝光。在該曝光中，選擇性應用第一正感光樹脂層7 不敏感但第二正感光樹脂層8敏感的波長范圍中的光。然后，如圖3C所示，去除由第一抗 蝕劑形成的掩模9'。進而，如圖3D所示，執(zhí)行第二正感光樹脂層8的顯影，由此形成作為 墨流動路徑的模板圖案的一部分的模板圖案的上層8'。并且，可使用相同的溶劑同時執(zhí)行 圖3C中的掩模9'的去除和圖3D中的第二正感光樹脂層8的顯影處理。并且，可以在圖 3C中的掩模9'的去除之前執(zhí)行圖3D中的第二正感光樹脂層8的顯影處理。圖7是示出形成第二正感光樹脂層8的樹脂的感光波長的例子和第一抗蝕劑9的 遮光效果的示圖。這里，使用甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的共聚物(單體的相對比例= 90 10)作為第二正感光樹脂層8，并且，使用由Tokyo Ohka Kogyo Co.，Ltd.制造的名稱 為iP-5700的產(chǎn)品作為第一抗蝕劑9。圖中的D表示正感光樹脂層8的吸收光譜，E表示圖 3A所示的狀態(tài)中的掩模9'的吸收光譜，F(xiàn)表示圖3B中的處理之后的掩模9'的吸收光譜。 從圖7可以看出，共聚物的感光波長主要為250nm或更小(對于5 y m的膜厚的數(shù)據(jù))；可 使用iP-5700抗蝕劑遮擋具有共聚物的感光波長的光(對于4 y m的膜厚的數(shù)據(jù))。并且， 雖然已知萘醌型正光致抗蝕劑一旦曝光就褪色并變得透明，但是，在本例子可以看出，在曝 光之后保持足夠的遮光效果。圖8是示出使用濾光器時的曝光波長和照度的示圖。這里，示出對于包含高壓汞燈的用于一次曝光方法的曝光裝置設置遮擋具有260nm或更長的波長的光的濾光器的例 子(H)和設置遮擋具有260nm或更短的波長的光的濾光器的例子(G)。圖9表示聚甲基異 丙烯酮的光譜I連同上述的光譜E和F。例如，當使用聚甲基異丙烯酮(PMIPK)作為第一正 感光樹脂層7 (參見圖9)時，優(yōu)選用設置的遮擋具有260nm或更長的波長的光的濾光器執(zhí) 行曝光。這是由于第一正感光樹脂層7吸收具有260nm或更長的波長的光，并且，當?shù)诙?感光樹脂層8經(jīng)受曝光時，第一正感光樹脂層7會受到影響。通過上述的技術，第二正感光 樹脂層8被曝光(圖3B)?？墒褂美缛芙馍鲜龅墓簿畚锏姆纸馕镔|(作為主鏈分解反應的結果產(chǎn)生的具 有低分子量的物質)并且不溶解未反應物質的溶劑執(zhí)行第二正感光樹脂層8的顯影(圖 3D)。使用可溶解或剝離第一抗蝕劑的溶劑執(zhí)行由第一抗蝕劑形成的掩模9'的去除 (圖3C)。例如，萘醌型正光致抗蝕劑以適當?shù)钠毓饬坑米髡刮g劑，并且，曝光的部分容易 溶于堿水溶液中。但是，已知在大大過量的曝光量的情況下，在作為主要成分的樹脂的分子 之間出現(xiàn)交聯(lián)反應，并由此難以溶于堿水溶液或普通的有機溶劑中。特別地，主鏈分解型正 抗蝕劑表現(xiàn)相對差的反應效率，由此，當使用具有大的膜厚的主鏈分解型正抗蝕劑時，必須 施加大量的能量。因此，在由第一抗蝕劑形成的掩模9'上也施加大量的能量，并且，交聯(lián)反 應在第一抗蝕劑中進展，這會導致難以去除掩模9'。作為認真研究的結果，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使用以下的混合溶液去除掩?？刮g 劑是特別有利的至少包含以下成分的混合溶液可與水混合的具有6或更大的碳數(shù)的乙二醇醚；含氮的堿性有機溶劑；和水?？膳c水混合的具有6或更大的碳數(shù)的乙二醇醚指可以以任意的比與水混合的乙 二醇醚。特別地，可以使用乙二醇一丁基醚和/或二甘醇單丁醚。對于含氮的堿性有機溶 劑，特別地，可以使用乙醇胺和/或嗎啉。該混合溶劑同時具有作為有機溶劑的溶解能力和作為堿水溶液的溶解能力。因 此，該混合溶劑特別適于溶解例如包含已發(fā)生交聯(lián)反應的萘醌型光致抗蝕劑的掩模。并且， 該混合溶液還可用作上述的適于用作第二正抗蝕劑的共聚物的顯影劑。因此，如果使用該 混合溶劑或具有類似的功能的溶劑，那么可以同時執(zhí)行第二正感光樹脂層8的顯影處理和 由第一抗蝕劑形成的掩模9'的去除處理。然后，如圖4A所示，在上面形成流動路徑的形狀的圖案(變成用于形成流動路徑 的模子的模板圖案)的上層8'的第一正感光樹脂層7上沉積第二抗蝕劑11。然后，如圖 4B所示，通過第二中間掩模(掩模)12執(zhí)行構圖曝光。并且，如圖4C所示，執(zhí)行顯影處理， 由此在第一正感光樹脂層7上形成由第二抗蝕劑11形成的掩模11'。設置第二抗蝕劑11是為了形成用于對第一正感光樹脂層7進行構圖的曝光處理 中的掩模(圖4D)。因此，第二抗蝕劑11需要對于第一正感光樹脂層7的感光波長(第一 波長范圍)具有遮光效果。并且，通過在具有通過由第二正感光樹脂形成的模板圖案上層8'導致的水平差異的表面上涂敷，形成第二抗蝕劑11，并且，當考慮臺階的覆蓋時，優(yōu)選沉積層厚比第一抗 蝕劑9層大的第二抗蝕劑11。此外，如同第一抗蝕劑9的情況一樣，可使用最廣泛的i射線 (365nm)從對準精度的觀點通過分步投影光刻機對第二抗蝕劑11構圖。更具體而言，可使 用提供i射線的縮小投影曝光裝置執(zhí)行曝光。滿足這些要求的適當?shù)恼刮g劑的例子與在 第一抗蝕劑9的例子中描述的那些類似。因此，對于第一抗蝕劑9和第二抗蝕劑11可使用 相同類型的抗蝕劑。然后，如圖4D所示，通過由第二抗蝕劑形成的掩模11'使用第一正感光樹脂層7 的感光波長執(zhí)行整個表面的曝光。然后，如圖5A所示，去除由第二抗蝕劑形成的掩模11'。 進而，如圖5B所示，執(zhí)行第一正感光樹脂層7的顯影，由此形成作為墨流動路徑的模板圖案 的其它部分的模板圖案下層7'?？墒褂孟嗤娜軇┩瑫r執(zhí)行圖5A中的掩模11'的去除 和圖5B中的第一正感光樹脂層7的顯影處理。并且，還可在圖5A中的掩模11'的去除之 前執(zhí)行圖5B中的第一正感光樹脂層7的顯影處理。圖9是示出第一正感光樹脂層7的感光波長和第二抗蝕劑11的遮光效果的例子 的示圖。這里，使用聚甲基異丙烯酮(PMIPK)作為第一正感光樹脂層7，并且，使用由Tokyo Ohka Kogyo Co.，Ltd.制造的名稱為0FPR-800的產(chǎn)品作為第二抗蝕劑11。從圖9可以看出， PMIPK的感光波長主要為約260nm 320nm (對于15 y m的膜厚的數(shù)據(jù))；可使用0FPR-800 抗蝕劑遮擋具有PMIPK的感光波長的光(對于4i!m的膜厚的數(shù)據(jù))。并且，可以看出，在曝 光之后保持足夠的遮光效果。因此，對于用于通過掩模11'(圖4D)進行整個表面曝光的光的波長，例如，可以 使用通過使用遮擋具有260nm或更短的波長的光的濾光器提供的波長的光。此外，可以以 與前面描述的第二正感光樹脂層8和掩模9'的顯影類似的方式執(zhí)行第一正感光樹脂層 7(圖5B)的顯影和掩模11'(圖5A)的去除。在上述的處理之后，可以制備具有以高精度控制對準的二層配置的墨流動路徑的 模板圖案7'和8'。對于上述的樹脂層和抗蝕劑層形成，可以使用諸如旋轉涂敷、輥涂敷或窄縫涂敷 的已知的涂敷方法。并且，可使用干膜正抗蝕劑的疊層形成這些樹脂層和抗蝕劑層。此外， 可以在第一和第二正感光樹脂中添加諸如光吸收劑的添加劑以防止基板表面的反射。然后，如圖5C所示，由用于形成墨流動路徑壁的涂敷樹脂13a涂敷通過上述的處 理形成的墨流動路徑的模板圖案7'和8'。這里，例如，可通過諸如旋轉涂敷、輥涂敷或窄 縫涂敷的方法施加涂敷樹脂13a。涂敷樹脂13a用作墨流動路徑形成部件。因此，需要高的作為結構材料的機械強 度、對于下層材料的附著性、墨耐受性和用于提供排出端口的細微圖案的分辨率。滿足這 些性能的適當?shù)牟牧系睦影òh(huán)氧化合物和光陽離子聚合引發(fā)劑(photocationic polymerizationinitiator)的陽離子聚合型環(huán)氧樹脂成分。以與參照圖13A 13C在第一實施例中描述的方式類似的方式執(zhí)行隨后的處理， 由此獲得具有圖6A 6B所示的二層配置的流動路徑17的噴墨頭。在圖6B中，二層流動 路徑17的上部和下部可分別被稱為流動路徑上部18和流動路徑下部19。通過根據(jù)在第一實施例 3中描述的本發(fā)明的方法，可以以高的精度和良好的可 重復性控制排出能量產(chǎn)生元件2、墨流動路徑17和排出端口 15之間的位置關系，從而使得
12能夠穩(wěn)定地制造具有有利的打印性能的噴墨頭。本發(fā)明還可被應用于具有三層或更多層配置的墨流動路徑的噴墨頭的制造。例 如，當形成具有三層配置的墨流動路徑時，首先，形成三個正感光樹脂層，然后依次對于上 層、中間層和下層執(zhí)行上述的通過抗蝕劑掩模的曝光處理和顯影，由此形成具有三層配置 的墨流動路徑。以下提供本發(fā)明的例子。在以下的描述中，“部分”意味著“質量部分”?！蠢?>(具有二層配置-1的墨流動路徑的噴墨頭的制造)根據(jù)在圖2A 2E、圖3A 3D、圖4A 4D、圖5A 5D以及圖6A和6B中示出的 處理制造具有二層配置的墨流動路徑的噴墨頭。首先，設置上面形成排出能量產(chǎn)生元件2的基板1(圖2A)。在本例子中，使用8英 寸硅基板作為基板1，并且使用熱電轉換元件(包含材料HfB2的加熱器)作為排出能量產(chǎn) 生元件2。并且，在基板1的要形成流動路徑的部分處形成SiN和Ta的疊層。然后，在上面形成排出能量產(chǎn)生元件2的基板1上形成第一正感光樹脂層7(圖 2B)。在本發(fā)明中，作為第一正感光樹脂，通過旋轉涂敷設置聚甲基異丙烯酮，并在150°C下 將其烘焙3分鐘。烘焙之后的樹脂層7的厚度為15 u m。然后，進一步在第一正感光樹脂層7上沉積第二正感光樹脂層8 (圖2C)。在本發(fā)明 中，作為第二正感光樹脂，通過旋轉涂敷設置甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的共聚物(單 體的相對比例=90 10)以使其具有5 u m的膜厚，并在150°C下將其烘焙3分鐘。進而，在第二正感光樹脂層8上沉積第一抗蝕劑9(圖2D)。在本例子中，作為第 一抗蝕劑9，沉積萘醌型正光致抗蝕劑(產(chǎn)品名稱iP-5700抗蝕劑，由Tokyo Ohka Kogyo Co.，Ltd.制造)以使其具有4 u m的膜厚。隨后，使用i射線分步投影光刻機(產(chǎn)品名稱 i5，由Carmonlnc.制造)，通過第一中間掩模10 (圖2E)以200J/m2的曝光量執(zhí)行曝光。然 后，使用2.38wt% (重量百分比)的四甲基氫氧化銨水溶液執(zhí)行顯影處理，以執(zhí)行構圖，由 此形成由第一抗蝕劑形成的掩模9'(圖3A)。然后，通過掩模9'使用第二正感光樹脂的感光波長的光執(zhí)行整個表面的曝光 (圖3B)。在本例子中，使用包含遮擋具有260nm或更長的波長的光的濾光器的深度UV曝 光裝置(產(chǎn)品名稱UX-3000，由Ushio，Inc.制造)，用5000mJ/cm2的曝光量執(zhí)行整個表面 的曝光。然后，使用具有以下成分的混合溶劑(A)，同時執(zhí)行掩模9'的去除和第二正感光 樹脂層8的顯影，由此形成墨流動路徑的模板圖案的上層8'(圖3C和圖3D)?；旌先軇?A) 60vol%的二甘醇單丁醚；5vol%的乙醇胺；20vol% 的嗎啉；和15vol%的離子交換水。在上層8'上，沉積萘醌型正光致抗蝕劑(產(chǎn)品名稱0FPR-800抗蝕劑，由Tokyo Ohka Kogyo Co.，Ltd.制造)作為第二抗蝕劑以使其具有4 y m的厚度(圖4A)。隨后，使 用i射線分步投影光刻機(產(chǎn)品名稱i5)，通過第二中間掩模(掩模)12以800J/m2的曝光量執(zhí)行曝光(圖4B)。然后，使用2. 38質量％的四甲基氫氧化銨水溶液執(zhí)行顯影處理，以 執(zhí)行構圖，由此形成由第二抗蝕劑形成的掩模11'(圖4C)。然后，通過掩模11'使用具有第一正感光樹脂的感光波長的光執(zhí)行整個表面的曝 光(圖4D)。在本例子中，使用包含遮擋具有260nm或更短的波長的光的濾光器的深度UV 曝光裝置(產(chǎn)品名稱UX-3000)，用lOOOOmJ/cm2的曝光量執(zhí)行整個表面的曝光。然后，使 用上述的混合溶劑(A)，去除掩模11 ‘(圖5A)。進而，使用甲基異丁酮將第一正感光樹脂 層7顯影，由此形成墨流動路徑的模板圖案的下層7'(圖5B)。因此，獲得具有兩層配置 的墨流動路徑的模板圖案7'和8'。然后，通過旋轉涂敷在墨流動路徑的模板圖案7'和8'上設置具有以下成分的 感光樹脂成分(A)(涂敷樹脂13a)(在平板上以15 y m的膜厚)，并且使用熱板在90°C下將 其預烘焙2分鐘，由此形成涂敷樹脂13a的層(圖5C)。感光樹脂成分(A):100 份的環(huán)氧化合物(產(chǎn)品名稱EHPE，由 Daicel Chemicallndustries, ltd.制 造)；5份的聚合引發(fā)劑(產(chǎn)品名稱:SP-172,由Adeka Corporation制造)；5份的環(huán)氧硅烷耦合劑(產(chǎn)品名稱:A_187，由Nippon Unicar Co.，Ltd.制造)；和100份的甲基異丁酮。然后，通過旋轉涂敷在被處理的基板上設置具有以下成分的感光樹脂成分(B)，以 使其具有1 P m的膜厚，并且在80°C的溫度將其預烘焙3分鐘(使用熱板)，由此形成墨排 斥層(未示出)。感光樹脂成分⑶35 份的環(huán)氧化合物(產(chǎn)品名稱EHPE，由 Daicel Chemicallndustries, ltd.制 造)；25份的2，2-二(4-縮水甘油基羥苯基)六氟丙烷；25份的1，4_ 二(2-羥基六氟異丙基)苯；16份的3-(2-全氟己基)乙氧基-1，2-環(huán)氧丙烷；4份的環(huán)氧硅烷耦合劑(產(chǎn)品名稱A-187，由Nippon Unicar Co.，Ltd.制造)；5份的聚合引發(fā)劑(產(chǎn)品名稱:SP-172,由Adeka Corporation制造)；和100份的二甘醇單丁醚。然后，使用i射線分步投影光刻機(產(chǎn)品名稱i5)，以4000J/m2的曝光量通過第 三中間掩模(掩模)14執(zhí)行構圖曝光(圖5D)。然后，使用熱板，在120°C下執(zhí)行120秒的 PEB (曝光后烘焙)。隨后，使用甲基異丁酮執(zhí)行顯影處理，使用異丙醇執(zhí)行漂洗(rinse) 處理，并且，在100°C下執(zhí)行60分鐘的熱處理，由此形成分別具有8 u m的直徑的排出端口 15 (圖 6A)。然后，使用不設置濾光器的深度UV曝光裝置(產(chǎn)品名稱UX-3000)，以250000mJ/ cm2的曝光量通過涂敷樹脂13a執(zhí)行整個表面的曝光，由此使墨流動路徑的模板圖案7'和 8'穩(wěn)定化。隨后，在施加超聲波的同時將被處理的基板浸入乳酸甲酯中，以溶解和去除模 板圖案7'和8'，由此形成墨流動路徑17 (圖6B)。在本例子中，省略墨供給端口 16的形 成的描述。
使用光學顯微鏡和電子顯微鏡觀察如上面描述的那樣制造的模擬的噴墨頭，以評 價排出能量產(chǎn)生元件2、模板圖案的下層7'和上層8'以及排出端口 15之間的位置關系。 模板圖案下層7'的位置與墨流動路徑的第一層的位置對應，并且，模板圖案上層8'的位 置與墨流動路徑的第二層的位置對應。圖10A和圖10B是示出用于測量各層的偏移量的方 法的示圖，圖11是示出用于測量偏移量的位置的示圖。如圖10A和圖10B所示，通過沿x方 向和y方向測量各部分從排出能量產(chǎn)生元件(加熱器)2的中心位置Z的偏移量進行該評 價。圖11A示出沿x方向和y方向測量模板圖案下層7'的位置從排出能量產(chǎn)生元件2的 中心位置Z(加熱器的中心)的偏移量。圖11B示出沿x方向和y方向測量模板圖案上層 8'的中心位置從排出能量產(chǎn)生元件2的中心位置(加熱器的中心)Z的偏移量。圖11C示 出沿x方向和y方向測量排出端口 15的中心位置從排出能量產(chǎn)生元件2的中心位置Z (加 熱器的中心)的偏移量。表1示出評價結果。(表1)表1例子1中的偏移量的評價結果 〈例子2>(具有二層配置_2的墨流動路徑的噴墨頭的制造)根據(jù)在圖2A 2E、圖3A 3D、圖4A 4D、圖5A 5D和圖6A和6B中示出的處 理制造噴墨頭。在本例子中，以下僅描述與例子1不同的點。對于第一正感光樹脂層7的形成，使用甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的共聚物 (單體的相對比例=90 10)，并且，使得抗蝕劑層7的厚度為10 ym(圖2B)。對于第二正 感光樹脂層8的形成，使用聚甲基異丙烯酮，并且，使得膜厚為5 y m(圖2C)。對于第一抗蝕 劑9，使用萘醌型正光致抗蝕劑(產(chǎn)品名稱0FPR-800抗蝕劑)，并且，使得膜厚為2 y m(圖 2D)。使用i射線分步投影光刻機，通過第一中間掩模10以500J/m2的曝光量執(zhí)行曝光(圖 2E)。使用遮擋具有260nm或更短的波長的光的濾光器作為通過由第一抗蝕劑形成的 掩模9'的曝光處理的濾光器，以6000mJ/cm2的曝光量執(zhí)行曝光(圖3B)。然后，首先，使 用甲基異丁酮將第二正感光樹脂層8顯影(圖3D)，隨后，使用與在例子1中使用的相同的 混合溶劑㈧去除掩模9 ‘(圖3C)。對于第二抗蝕劑11，使用萘醌型正光致抗蝕劑(產(chǎn)品名稱iP_5700抗蝕劑)，并且，使得膜厚為5 y m(圖4A)。使用i射線分步投影光刻機以300J/m2的曝光量通過第二中 間掩模12執(zhí)行曝光(圖4B)。使用遮擋具有260nm或更長的波長的光的濾光器作為通過由第二抗蝕劑形成的 掩模11 ‘的曝光處理的濾光器，以8000mJ/cm2的曝光量執(zhí)行曝光(圖4D)。然后，使用與在 例子1中使用的相同的混合溶劑(A)，同時執(zhí)行掩模11'的去除和第一正感光樹脂層7的 顯影(圖5A和圖5B)。隨后，根據(jù)與例子1類似的過程(圖5C、圖5D、圖6A和圖6B)制造模擬的噴墨頭， 并且，以與例子1類似的方式進行評價。表2表示評價的結果。(表 2)表2例子2中的偏移量的評價結果 〈例子3>(具有二層配置-3的墨流動路徑的噴墨頭的制造)根據(jù)在圖2A 2E、圖3A 3D、圖4A 4D、圖5A 5D和圖6A和6B中示出的處 理制造噴墨頭。在本例子中，以下僅描述與例子1不同的點。對于第一抗蝕劑9，使用萘醌型正光致抗蝕劑(產(chǎn)品名稱0FPR-800抗蝕劑)，并 且，使得膜厚為2i!m(圖2D)。使用i射線分步投影光刻機，通過第一中間掩模10以500J/ m2的曝光量執(zhí)行曝光(圖2E)。使得作為第二抗蝕劑11的萘醌型正光致抗蝕劑(產(chǎn)品名稱0FPR-800抗蝕劑)的 膜厚為6i!m(圖4A)。隨后，根據(jù)與例子1類似的過程(圖4B、圖4C和圖4D、圖5A 5D、圖6A和圖6B) 制造并且評價模擬的噴墨頭。表3表示評價的結果。(表3)表3例子3中的偏移量的評價結果
16 〈例子4>(具有單層配置-1的墨流動路徑的噴墨頭的制造)根據(jù)以下的過程制造具有單層配置的墨流動路徑的噴墨頭。首先，設置與在例子1中使用的相同的上面形成排出能量產(chǎn)生元件2的基板1(圖 2A)。然后，在該基板1上形成第一正感光樹脂層7(圖2B)。在本例子中，作為第一正感光 樹脂，使用甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的共聚物(單體的相對比例=90 10)，并且使得 樹脂層7的厚度為10 u m。然后，與第二正感光樹脂層8和第一抗蝕劑9相關的處理被省略，并且，直接在第 一正感光樹脂層7上沉積第二抗蝕劑11。在本例子中，作為第二抗蝕劑11，使用萘醌型正 光致抗蝕劑(產(chǎn)品名稱iP-5700抗蝕劑)，并且，將其沉積為具有5i!m的膜厚。隨后，使用 i射線分步投影光刻機(產(chǎn)品名稱i5)，通過第二中間掩模12以300J/m2的曝光量執(zhí)行曝 光。然后，使用2. 38質量％的四甲基氫氧化銨水溶液執(zhí)行顯影處理以執(zhí)行構圖，由此形成 由第二抗蝕劑形成的掩模11'。然后，使用具有第一正感光樹脂的感光波長的光，通過掩模11'執(zhí)行整個表面 的曝光。在本例子中，使用不設置濾光器的深度UV曝光裝置(產(chǎn)品名稱UX-3000)，用 8000mJ/cm2的曝光量執(zhí)行整個表面的曝光。然后，使用與在例子1中使用的相同的混合溶 劑(A)，同時執(zhí)行掩模11'的去除和第一正感光樹脂層7的顯影。因此，獲得用于單層配置 的墨流動路徑的模板圖案7'。隨后，根據(jù)與例子1類似的過程(圖5C、圖5D、圖6A和圖6B)制造并且評價模擬 的噴墨頭。表4表示評價的結果。(表4)表4例子4中的偏移量的評價結果 〈例子5>(具有單層配置-2的墨流動路徑的噴墨頭的制造)根據(jù)以下過程制造噴墨頭。在本例子中，以下僅描述與例子4不同的點。對于第一正感光樹脂層7的形成，使用聚甲基異丙烯酮，并使得樹脂層7的厚度為 15um0對于第二抗蝕劑11，使用萘醌型正光致抗蝕劑(產(chǎn)品名稱0FPR-800抗蝕劑)，并 且，使得膜厚為3 ym。使用i射線分步投影光刻機，通過第二中間掩模12以500J/m2的曝 光量執(zhí)行曝光。對于掩模11 ‘的去除和第一正感光樹脂層7的顯影，首先，使用混合溶劑(A)去除 掩模11'，然后，使用甲基異丙烯酮將第一正感光樹脂層7顯影。因此，獲得用于具有單層 配置的墨流動路徑的模板圖案7'。隨后，根據(jù)與例子1類似的過程(圖5C、圖5D、圖6A和圖6B)制造并評價模擬的 噴墨頭。表5表示評價的結果。(表 5)表5例子5中的偏移量的評價結果 <比較例1>首先，采用與例子1相同的過程，直到形成第一正感光樹脂層和第二正感光樹脂 層(圖2A、圖2B和圖2C)。在本比較例中，如圖18所示，在基板上設置第一正感光樹脂層 3和第二正感光樹脂層4。然后，使用包含遮擋具有260nm或更長的波長的光的濾光器的深度UV曝光裝置 (產(chǎn)品名稱UX-3000)，通過第二掩模5用5000mJ/cm2的曝光量執(zhí)行構圖曝光(圖18A)。然 后，使用與在例子1中使用的相同的混合溶劑(A)，將第二正感光樹脂層(第二正感光材料層4)顯影，由此形成用于墨流動路徑的模板圖案的上層4'(圖18B)。然后，使用包含遮擋具有260nm或更短的波長的光的濾光器的深度UV曝光裝置 (產(chǎn)品名稱UX-3000)，通過第一掩模6用lOOOOmJ/cm2的曝光量執(zhí)行構圖曝光(圖18C)。 然后，使用甲基異丁酮，將第一正感光樹脂層(第一正感光材料層3)顯影，由此形成用于墨 流動路徑的模板圖案的上層3'(圖18D)。因此，獲得用于二層配置的墨流動路徑的模板 圖案3'和4'。隨后，根據(jù)與例子1類似的過程(圖5C、圖5D、圖6A和圖6B)制造并且以與例子 1類似的方式評價模擬的噴墨頭。表6表示評價的結果。(表 6)表6比較1中的偏移量的評價結果 〈例子6>首先，設置具有作為能量產(chǎn)生元件的加熱器2 (材料TaSiN)并且還在液體流路形 成區(qū)域上具有SiN和Ta的疊層(未示出)的硅基板1 (圖12A)。然后，通過旋轉涂敷在基板上設置聚甲基異丙烯酮，并且在120°C下將其烘焙6分 鐘，由此使其形成為第一層22。烘焙之后的抗蝕劑層的膜厚為15 u m。隨后，對于形成抗蝕劑掩模，沉積包含iP-5700抗蝕劑(由TokyoOhka Kogyo Co.， Ltd.制造)和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮(由SankyoChemical Co.，Ltd.制造)的成 分，以使其具有4 u m的膜厚，由此形成第二層23 (圖12C)。隨后，使用i射線分步投影光刻機(i5，由Canon Inc.制造)，通過掩模以8000J/ m2的曝光量執(zhí)行第二層的曝光(圖12D)。然后，使用2. 38襯％的四甲基氫氧化銨水溶液執(zhí)行顯影，由此形成抗蝕劑圖案 24 (圖 12E)。然后，使用抗蝕劑圖案24為掩模，使用深度UV曝光裝置(產(chǎn)品名稱UX-3000，由 Ushio, Inc.制造)用14000J/cm2的曝光量執(zhí)行整個表面的曝光(圖12F)。隨后，使用具 有以下成分的混合溶劑去除抗蝕劑圖案24 60vol %的二甘醇單丁醚；5vol%的乙醇胺；20vol% 的嗎啉；和15vol%的離子交換水。
然后，使用甲基異丁酮將第一層22顯影，由此形成墨流動路徑圖案25 (圖12H)。然后，通過旋轉涂敷提供具有以下成分的感光樹脂成分(平板上的膜厚15i!m)， 并在90°C下將其預烘焙2分鐘(使用熱板)，由此形成涂敷樹脂層13a(圖13A)。100 重量份的 EHPE (由 Daicel Chemical Industries, ltd.制造)；
5 重量份的 SP-172 (由 Adeka Corporation 制造)；5 重量份的 A-187(由 Dow Corning Toray Co.，Ltd.制造)；和
100重量份的甲基異丁酮。然后，通過旋轉涂敷對被處理的基板施加具有以下成分的感光樹脂成分，以使其 具有1 P m的膜厚，并在80°C下將其預烘焙3分鐘(使用熱板)，由此形成墨排斥層(未示 出)。35 重量份的 EHPE (由 Daicel Chemical Industries, ltd.制造)；25重量份的2，2-二(4-縮水甘油基羥苯基)六氟丙烷；25重量份的1，4-二(2-羥基六氟異丙基)苯；16重量份的3-(2-全氟己基)乙氧基-1，2-環(huán)氧丙烷；4 重量份的 A-187(由 Dow Corning Toray Co.，Ltd.制造)；5 重量份的 SP-172 (由 Adeka Corporation 制造)；禾口100重量份的二甘醇單丁醚。然后，在使用i射線分步投影光刻機(i5，由Canon Inc.制造)以4000J/m2的曝 光量執(zhí)行構圖曝光之后，使用熱板，在90°C下執(zhí)行240秒的PEB。隨后，使用甲基異丁酮執(zhí) 行顯影處理，使用異丙醇執(zhí)行漂洗處理，并且，在140°C下執(zhí)行60分鐘的熱處理，由此形成 排出端口 15(圖13B)。在本例子中，形成每個具有Sym的直徑的排出端口的圖案。然后，使用深度UV曝光裝置(產(chǎn)品名稱UX-3000，由Ushio，Inc.制造)，以 250000mJ/cm2的曝光量通過涂敷樹脂執(zhí)行整個表面的曝光，由此使墨流動路徑圖案穩(wěn)定 化。隨后，在施加超聲波的同時將被處理的基板浸入乳酸甲酯中，以溶解和去除流動路徑圖 案，由此形成流動路徑17 (圖13C)。墨供給端口 9(未示出)的形成的描述被省略。(實驗例子)基于上述的例子制造具有不同的抗蝕劑圖案膜厚和不同類型的二苯甲酮化合物 的液體排出頭，并且，評價流動路徑壁和基板之間的角度。其余點與上述的例子相同。表7示出結果，并在后面示出評價準則。(表 7) <評價準則>用在圖13中示出的e (流動路徑壁和基板表面之間的角度)評價流動路徑壁的 垂直性A:e 為90°B 0 小于 90° 約 85°C 6小于85°，但是，從基板和流動路徑形成部件之間的接觸面積考慮，處于在 用作頭時不導致問題的水平上。并且，對于在上述的實驗例子中制造的液體排出頭，在形成流動路徑圖案25的曝 光中的第一正感光樹脂中沒有發(fā)現(xiàn)諸如變形的損傷。這可被視為源自抗蝕劑圖案24的足 夠的遮光效果。< 例子 7>根據(jù)在15A 15D中示出的過程制造噴墨頭。首先，如圖15A所示的那樣設置基 板1?；寰哂心芰慨a(chǎn)生元件2。然后，如圖15B所示，通過旋轉涂敷在基板1上設置聚甲基異丙烯酮作為第一正抗 蝕劑22，并且在150°C下將其烘焙3分鐘。烘焙之后的抗蝕劑層的膜度為14 ym。然后，如圖15C所示，通過旋轉涂敷設置具有以下成分的樹脂成分作為對于第一 正抗蝕劑22的感光波長范圍中的光具有遮光效果的樹脂成分26，并且在120°C下將其烘焙 3分鐘。烘焙之后的樹脂成分層的膜厚為1. 5 y m。50重量份的甲酚醛樹脂；30重量份的碳黑分散液體(具有l(wèi)OOnm的平均粒子直徑并且包含20%的碳黑的 3-甲氧丁基醋酸酯(methoxybutyl acetate)溶劑)；和
21
70 重量份的丙 二醇一甲基醚醋酸酯(propylene glycolmonomethyl ether acetate)。隨后，如圖15D 所示，沉積由 Tokyo Ohka Kogyo Co.，Ltd.制造的 iP-5700 抗 蝕劑作為抗蝕劑23，以使其具有3 u m的膜厚。隨后，使用i射線分步投影光刻機(i5，由 Canon Inc.制造)，通過第一中間掩模27以200J/m2的曝光量執(zhí)行曝光(圖16A)，并且，使 用2. 38襯％的四甲基氫氧化銨水溶液執(zhí)行顯影。此時，同時執(zhí)行樹脂成分26的蝕刻(圖 16C)。然后，使用抗蝕劑圖案24和圖案28作為掩模，使用深度UV曝光裝置(UX-3200，由 Ushio, Inc.制造)用8000mJ/cm2的曝光量執(zhí)行整個表面的曝光(圖16E)。隨后，在使用甲基異丁酮將正感光樹脂22顯影的同時去除抗蝕劑圖案24和圖案 28，由此形成墨流動路徑圖案25 (圖16G)。然后，通過旋轉涂敷制造具有以下成分的感光樹脂成分(平板上的膜厚為 11 y m)，并在90°C下將其預烘焙2分鐘(使用熱板)，由此形成涂敷流動路徑圖案25的層 (未示出)。100 重量份的 EHPE (由 Daicel Chemical Industries, ltd.制造)；5 重量份的 SP-172 (由 Adeka Corporation 制造)；5 重量份的 A-187(由 Nippon Unicar Co.，Ltd.制造)；禾口100重量份的甲基異丁酮。然后，通過旋轉涂敷對被處理的基板施加具有以下成分的感光樹脂成分以使其具 有1 P m的膜厚，并在80°C下將其預烘焙3分鐘(使用熱板)，由此形成墨排斥層(未示出)。35 重量份的 EHPE (由 Daicel Chemical Industries, ltd.制造)；25重量份的2，2- 二(4_縮水甘油基羥苯基)六氟丙烷；25重量份的1，4_ 二(2-羥基六氟異丙基)苯；16重量份的3-(2-全氟己基)乙氧基-1，2-環(huán)氧丙烷；4 重量份的 A-187 (由 Nippon Unicar Co.，Ltd.制造)；5 重量份的 SP-172 (由 Adeka Corporation 制造)；禾口100 重量份的二甘醇單丁醚(diethylene glycol monobutyl ether)。然后，在使用i射線分步投影光刻機(i5，由Canon Inc.制造)以4000J/m2的曝 光量執(zhí)行構圖曝光之后，使用熱板，在120°C下烘焙墨排斥層120秒。使用甲基異丁酮執(zhí)行 顯影，使用異丙醇執(zhí)行漂洗處理，并且，在100°C下執(zhí)行60分鐘的熱處理，由此形成排出端 口 15。在本例子中，形成每個具有13pm的直徑的排出端口的圖案。然后，使用深度UV曝光裝置(UX-3200，由Ushio，Inc.制造)，以250000mJ/cm2的 曝光量通過涂敷樹脂執(zhí)行整個表面的曝光，由此使墨流動路徑圖案25穩(wěn)定化。隨后，在施 加超聲波的同時將被處理的基板浸入乳酸甲酯中，以溶解和去除流動路徑圖案，由此形成 流動路徑17 (圖16H)。使用光學顯微鏡和電子顯微鏡觀察如上面描述的那樣制造的模擬的噴墨頭，以評 價能量產(chǎn)生元件、墨流動路徑和排出端口之間的位置關系。通過沿x方向和y方向測量從 意圖的墨流動路徑位置的偏移量，進行評價。圖17示出用于測量偏移量的方法。圖17表 示沿流動路徑的方向的偏移量x、沿與x垂直的方向的偏移量y、排出端口 15、能量產(chǎn)生元件
222、偏移量為0時的流動路徑17的位置和出現(xiàn)偏移時的流動路徑17a的位置。<比較例2>使用聚甲基異丙烯酮作為在圖15B中示出的正感光樹脂層22，并且，在圖16E所 示的曝光過程中，在不使用抗蝕劑圖案24和另一圖案掩模28的情況下，使用UV曝光裝置 (UX-3200,由Ushio，Inc.制造)執(zhí)行構圖曝光。隨后，執(zhí)行顯影處理，以形成墨流動路徑的圖案。對于隨后的處理，使用與例子7 相同的處理，由此制造噴墨頭。表8表示例子7和比較例2的評價結果。(表 8) 雖然已參照示例性實施例說明了本發(fā)明，但應理解，本發(fā)明不限于公開的示例性 實施例。以下的權利要求的范圍應被賦予最寬的解釋以包含所有這些修改和等同的結構和 功能。本申請要求在2007年12月19日提交的日本專利申請No. 2007-327473和在2008 年10月29日提交的日本專利申請No. 2008-278427的權益，在此通過援引加入其全部內(nèi)容。
權利要求
一種用于制造液體排出頭的方法，該液體排出頭在基板上或上方包含用于形成可連通地與排出液體的排出端口連接的流動路徑的流動路徑形成部件，該方法包括在基板上或上方設置包含感光樹脂的層；在所述包含感光樹脂的層上的與流動路徑對應的區(qū)域處設置使得能夠減少具有感光樹脂的感光波長的光的透射的掩模層；使用掩模層作為掩模對于包含感光樹脂的層執(zhí)行曝光，以使得所述包含感光樹脂的層成為具有所述流動路徑的形狀的圖案；設置變成流動路徑形成部件的層以覆蓋所述圖案；在所述變成流動路徑形成部件的層的一部分處形成排出端口；和通過去除所述圖案形成所述流動路徑。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中， 所述感光樹脂是正感光樹脂。
3.根據(jù)權利要求1的方法，其中， 設置掩模層還包含在感光樹脂上設置用于形成所述掩模層的包含二嗪農(nóng)萘醌衍生物和羥基二苯甲酮化 合物的層；和對于包含二嗪農(nóng)萘醌衍生物和羥基二苯甲酮化合物的所述層，執(zhí)行包含曝光的構圖， 以由此形成所述掩模層。
4.根據(jù)權利要求1的方法，其中，在曝光之后，與經(jīng)受曝光的感光樹脂的一部分一起去 除掩模層。
5.根據(jù)權利要求1的方法，其中，所述掩模層包含兩個層。
6.根據(jù)權利要求3的方法，其中，羥基二苯甲酮化合物是2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮。
7.根據(jù)權利要求3的方法，其中，使用i射線對于包含二嗪農(nóng)萘醌衍生物和羥基二苯甲 酮化合物的所述層執(zhí)行曝光。
8.根據(jù)權利要求1的方法，其中，在所述包含感光樹脂的層上的與流動路徑對應的區(qū) 域處設置使得能夠減少具有感光樹脂的感光波長的光的透射的掩模層包含在基板上或上方設置包含感光樹脂的第一層和設置在第一層上的包含感光樹脂的第 二層；和在第二層上設置所述掩模層。
9.根據(jù)權利要求1的方法，其中，在所述包含感光樹脂的層上的與流動路徑對應的區(qū) 域處設置使得能夠減少具有感光樹脂的感光波長的光的透射的掩模層包含在基板上或上方設置包含感光樹脂的第一層和設置在第一層上的圖案，該圖案具有所 述流動路徑的一部分的形狀；和設置所述掩模層以覆蓋具有所述流動路徑的一部分的形狀的所述圖案和第一層。
全文摘要
提供一種用于制造液體排出頭的方法，該液體排出頭在基板上或上方包含與排出端口連接的流動路徑形成部件，該方法包括在基板上或上方設置包含感光樹脂的層；在包含感光樹脂的層上的與流動路徑對應的區(qū)域處設置使得能夠減少具有感光樹脂的感光波長的光的透射的掩模層；使用掩模層對于包含感光樹脂的層執(zhí)行曝光，以使得包含感光樹脂的層成為具有流動路徑的形狀的圖案；設置變成流動路徑形成部件的層以覆蓋圖案；在所述的變成流動路徑形成部件的層的一部分處形成排出端口；和通過去除圖案形成流動路徑。
文檔編號B41J2/16GK101896352SQ200880120539
公開日2010年11月24日 申請日期2008年12月18日 優(yōu)先權日2007年12月19日
發(fā)明者富永康亮, 石塚一成, 芝昭二 申請人:佳能株式會社