專利名稱：液體噴出頭及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于噴出液體的液體噴出頭。
背景技術(shù)：
在噴墨記錄設(shè)備中，通過根據(jù)記錄信號從記錄頭的多個微細(xì)噴嘴噴墨而將信息記錄在記錄介質(zhì)上。噴墨記錄設(shè)備因為具有諸如聞速記錄、聞分辨率、聞圖像品質(zhì)以及低噪首等優(yōu)點而被普遍地、廣泛地應(yīng)用。噴墨記錄設(shè)備中所使用的記錄頭是例如通過利用熱能來記錄圖像的噴墨類型的記錄頭。在噴墨類型的記錄頭中，通過將電流供給到記錄元件以加熱墨使得墨在氣泡生成時所產(chǎn)生的壓力下經(jīng)由噴出口噴出來記錄信息。經(jīng)由噴出口被噴出的墨在與記錄元件基板的主表面垂直的方向上飛行并且落在記錄介質(zhì)上的期望位置。結(jié)果，實現(xiàn)了高圖像品質(zhì)和高清晰度的記錄。日本特開2010-201921號公報描述了一種噴墨記錄頭，其中墨供給口和用于噴墨的壓力室在噴嘴的排列方向上鄰近地排列。日本特開2010-201921號公報的圖2是噴嘴列的放大視圖。多個電熱轉(zhuǎn)換器6和多個墨供給口 2A在噴嘴列方向上交替排列。日本特開2010-201921號公報的圖3是沿著圖2中的線II1-1II截取的剖視圖。噴出口 7形成于孔板3的與各個電熱轉(zhuǎn)換器6相對的位置處。在日本特開2010-201921號公報的圖2和圖3中，壓力室R形成于電熱轉(zhuǎn)換器6和孔板3之間，并且墨供給口 2A形成為與壓力室鄰近。因為具有比電熱轉(zhuǎn)換器大的尺寸的開口的墨供給口形成在壓力室附近，所以當(dāng)墨被再填充到壓力室中時能夠降低流阻。結(jié)果，通過提高墨噴出頻率能進(jìn)行高速打印。另外，通過將具有上述開口寬度設(shè)定的墨供給口配置為在電熱轉(zhuǎn)換器(發(fā)熱電阻器)的列方向上鄰近壓力室的這種配置，墨供給口能夠有效地吸收壓力室中的壓力，從而減少相鄰壓力室之間的所謂的串?dāng)_。作為在壓力室附近高精度地形成具有預(yù)定尺寸的墨供給口的方法，美國專利N0.6534247描述了在硅基板上進(jìn)行的兩步蝕刻處理。參照美國專利N0.6534247的圖5a至圖6c，根據(jù)該專利中描述的制造噴墨記錄頭的方法，首先通過例如干法蝕刻(dryetching)從基板的前表面形成獨立的供給口(在該美國專利中稱為“進(jìn)墨通道(ink feedchannel)”)。接著,通過對娃基板進(jìn)行作為第一蝕刻的濕法蝕刻(wet etching)來形成凹部，從而形成液室(美國專利N0.6534247的圖5b)。接著，在該凹部的底面形成狹縫狀圖案，并且通過娃干法蝕刻(silicon dry etching)沿著狹縫狀圖案對凹部的底面進(jìn)行第二蝕刻。結(jié)果，凹部與之前形成的獨立的供給口連通，由此完成噴墨記錄頭(美國專利N0.6534247的圖6b)。從而，根據(jù)美國專利N0.6534247中描述的噴墨記錄頭的制造方法，從基板的前表面形成具有與加熱器尺寸相同尺寸的獨立供給口。由于等離子體鞘(Plasmasheath)的變形而產(chǎn)生的歪斜現(xiàn)象(即，方向性的偏移)不會發(fā)生。而且，當(dāng)從基板背側(cè)形成狹縫狀圖案時在等離子體鞘變形的情況下，因為僅要求在凹部和獨立供給口之間建立連通，所以不會影響噴墨記錄頭的噴出特性。因此，美國專利N0.6534247既未描述等離子體成型效果的影響，也未描述等離子體鞘的變形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施方式提供了一種液體噴出頭的制造方法，所述液體噴出頭包括:基板，所述基板在其第一表面包括多個噴出能量產(chǎn)生元件，所述噴出能量產(chǎn)生元件被構(gòu)造為產(chǎn)生噴出液體用的能量；以及孔板，所述孔板被布置于所述基板的第一表面?zhèn)龋孕纬伤鲆后w被噴出所經(jīng)過的噴出口，并且限定與所述噴出口連通的液體流路，所述基板包括:凹部形狀的共用供給口，所述共用供給口形成在所述基板的位于所述第一表面所在側(cè)的相反側(cè)的第二表面；以及多個獨立供給口，所述獨立供給口從所述共用供給口的底面貫穿到所述第一表面并且與所述液體流路連通，所述噴出口布置于所述噴出能量產(chǎn)生元件上方，鄰近各個所述噴出能量產(chǎn)生元件地布置將所述液體供給到該噴出能量產(chǎn)生元件的兩個獨立供給口，該噴出能量產(chǎn)生元件布置于所述兩個獨立供給口之間，所述方法包括下述步驟:I)在所述基板的所述第二表面形成凹部以形成所述共用供給口，2)形成蝕刻掩模，所述蝕刻掩模規(guī)定所述獨立供給口的在所述共用供給口的所述底面的開口位置，以及3)在采用所述蝕刻掩模作為掩模的狀態(tài)下使用等離子體進(jìn)行離子蝕刻，由此形成所述獨立供給口，其中，所述蝕刻掩模具有在所述蝕刻掩模中形成的開口圖案，使得從所述噴出能量產(chǎn)生元件到與該噴出能量產(chǎn)生元件鄰近的兩個獨立供給口的在所述第一表面?zhèn)鹊拈_口的各自的距離彼此相等。本發(fā)明的另一個實施方式提供了一種液體噴出頭，其包括:基板，所述基板在其第一表面包括多個噴出能量產(chǎn)生元件，所述噴出能量產(chǎn)生元件被構(gòu)造為產(chǎn)生噴出液體用的能量；以及孔板，所述孔板被布置于所述基板的第一表面?zhèn)龋孕纬伤鲆后w被噴出所經(jīng)過的噴出口，并且限定與所述噴出口連通的液體流路，其中，所述基板包括:凹部形狀的共用供給口，所述共用供給口形成在所述基板的位于所述第一表面所在側(cè)的相反側(cè)的第二表面；以及多個獨立供給口，所述獨立供給口從所述共用供給口的底面貫穿到所述第一表面并且與所述液體流路連通，所述噴出口布置于所述噴出能量產(chǎn)生元件上方，鄰近各個所述噴出能量產(chǎn)生元件地布置將所述液體供給到該噴出能量產(chǎn)生元件的兩個獨立供給口，該噴出能量產(chǎn)生元件布置于所述兩個獨立供給口之間，并且從所述噴出能量產(chǎn)生元件到與該噴出能量產(chǎn)生元件鄰近的兩個獨立供給口的在所述第一表面?zhèn)鹊拈_口的各自的距離彼此相等。從以下參照附圖對示例性實施方式的描述，本發(fā)明的其他特征將變得明顯。


圖1A和圖1B分別是用于說明根據(jù)第一實施方式的噴墨記錄頭的結(jié)構(gòu)示例的示意性平面圖和示意性剖視圖。圖2A和圖2B分別是用于說明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的噴墨記錄頭的結(jié)構(gòu)示例的示意性剖視圖和不意性平面圖。圖3A和圖3B分別是用于說明根據(jù)第二實施方式的噴墨記錄頭的結(jié)構(gòu)示例的示意性平面圖和示意性剖視圖。圖4A和圖4B分別是用于說明根據(jù)第三實施方式的噴墨記錄頭的結(jié)構(gòu)示例的示意性平面圖和示意性剖視圖。
圖5A和圖5B分別是用于說明根據(jù)第四實施方式的噴墨記錄頭的結(jié)構(gòu)示例的示意性平面圖和示意性剖視圖。圖6A、圖6B和圖6C均為用于說明實施方式的基板的示意性剖視圖。圖7是用于說明ICP蝕刻機(jī)的構(gòu)造示例的示意圖。圖8A和圖SB分別是用于說明根據(jù)實施方式的噴墨記錄頭的結(jié)構(gòu)示例的示意性平面圖和示意性底面圖。圖9是用于說明根據(jù)實施方式的噴墨記錄頭的結(jié)構(gòu)示例的示意性平面圖。圖10A、圖10B、圖10C、圖10D、圖10E、圖10F、圖1OG以及圖1OH是用于說明根據(jù)實施方式的噴墨記錄頭的制造步驟示例的剖視圖。圖11是用于說明根據(jù)實施方式的噴墨記錄頭的基板的結(jié)構(gòu)示例的示意性剖視圖。圖12是繪出利用實施方式得到的預(yù)測值和實測值的圖表。圖13是繪出利用實施方式得到的預(yù)測值和實測值的圖表。圖14是繪出利用實施方式得到的預(yù)測值和實測值的圖表。

圖15是繪出利用實施方式得到的預(yù)測值和實測值的圖表。圖16是繪出利用實施方式得到的預(yù)測值和實測值的圖表。
具體實施例方式通常已知，當(dāng)通過硅干法蝕刻在平坦的半導(dǎo)體基板(硅晶片)中形成凹部(開口)時，具有由下面的公式(3)表示的鞘長度的正的空間電荷層(space charge layer)均一地形成在基板上。
2Vi/4 Γ(2βΤ = ^ …(3)Jtl:離子電流密度(A/m2)ε。:真空介電常數(shù)(8.85X10_12F/m)e:元電荷(1.60X 10_19C)Hi1:離子質(zhì)量(kg)V。:鞘電壓(V)s:鞘長度(m)以下參考性論文“Shape Development Modeling of Si Deep Etching underMolding by2-Frequency Capacity-Coupled Plasma”(Fukutaro Hamaoka, DoctoralThesis of Makabe Laboratory, Faculty of Electrical Engineering at KeioUniversity’s Department of Science and Engineering, 2008)報告了等離子體鞘對形成于硅晶片上的微尺度圖案的影響。上述參考性論文詳細(xì)地報告了當(dāng)圖案化形狀中的微尺度圖案通過硅蝕刻深度地形成于硅晶片時的等離子成型效果以及鞘分布在那時的變化。另外，該參考性論文公開了基于娃深度蝕刻(silicon deep etching)中的等離子成型效果的形狀預(yù)測方法。此外,該參考性論文提出包括保護(hù)側(cè)壁的工藝的博世(Bosch)工藝蝕刻被用于硅深度蝕刻。然而，上述參考性論文沒有描述當(dāng)通過干法蝕刻在已經(jīng)形成為凹狀的共用供給口的底面中形成獨立供給口時，包括凹部的臺階狀部分的表面上產(chǎn)生的等離子體鞘對獨立供給口的形狀的影響。更詳細(xì)地，上述參考性論文陳述了下述內(nèi)容:在深度蝕刻硅基板的步驟中，等離子體鞘的分布根據(jù)處理中的基板的形狀而變化。另外，該參考性論文詳細(xì)討論了影響處理后形狀的等離子體鞘的分布的這種變化所導(dǎo)致的效果。然而，該參考性論文沒有描述當(dāng)在已經(jīng)具有一定的臺階形狀的基板中、圖案被處理成排列在臺階形狀的底面中時，等離子體鞘的變形對初期處理階段中將要垂直地形成的槽(trench)形狀的影響。另一方面，本申請的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在形成獨立供給口的步驟中在具有正的空間電荷層的等離子體鞘區(qū)域加速負(fù)的帶電離子束(ion flux)時，由于凹部的側(cè)壁附近的等離子體鞘的影響，蝕刻以與蝕刻的開始位置成一定角度的方式進(jìn)行。由此，因為在基板中的凹部的底面中，硅蝕刻以與硅蝕刻的開始位置成一定角度的方式進(jìn)行(參見圖6A)，所以獨立供給口在基板的前表面?zhèn)鹊拈_口形成于從期望的開口位置偏移的位置。不僅在博世工藝中觀察到了這種現(xiàn)象，而且在使用下述的ICP (感應(yīng)耦合等離子)蝕刻機(jī)的非Bosch工藝中也出現(xiàn)了相同的趨勢，其中在Bosch工藝中，在形成沉積膜之后重復(fù)硅蝕刻，并且隨后在蝕刻處理中除去蝕刻出的孔的底面上的沉積膜。在墨從多個墨供給口被再填充到壓力室中的情況下，如果獨立供給口的開口位置從期望的位置偏移，則從各個墨供給口到發(fā)熱電阻器的流阻彼此不同。結(jié)果，墨從包括發(fā)熱電阻器的壓力室相對于與記錄元件基板的主表面垂直的方向傾斜地噴出，由此可能在記錄介質(zhì)上發(fā)生例如條紋和不均勻等記錄不良。鑒于上述問題，本發(fā)明提供了制造液體噴出頭的方法，該液體噴出頭能夠減小例如墨等液體的噴出方向的傾斜度。下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的實施方式。要注意的是本發(fā)明不限于那些實施方式。當(dāng)主要與作為根據(jù)本發(fā)明的實施方式的液體噴出頭的應(yīng)用示例的噴墨記錄頭相關(guān)地進(jìn)行下面的描述時，本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域不限于噴墨記錄頭，本發(fā)明還可以應(yīng)用于制造生物芯片和印刷電子線路所用的其他液體噴出頭。除噴墨記錄頭之外的另一個液體噴出頭示例是用于制造濾色器的頭。圖8A和圖8B是以簡化形式示出通過切割(dicing)而從娃晶片切出的噴墨記錄頭的芯片的示意圖。圖8A的示意性平面圖中所示的噴墨記錄頭800包括噴嘴列，四色(黑色、青色、品紅色和黃色)墨從所述噴嘴列被噴出而飛濺。噴墨記錄頭800還包括作為噴出能量產(chǎn)生元件的加熱器(也稱為“發(fā)熱電阻器”)。噴墨記錄頭800包括位于同一基板上的多個加熱器列和用于分別驅(qū)動各個加熱器的功能元件區(qū)域(8021、8022、8031、8032、8041、8042、8051和8052)。噴嘴區(qū)域(8023、8033、8043和8053)布置于基板，其中墨從所述噴嘴區(qū)域被噴出而飛濺。另外，用于將電力和驅(qū)動信號從外部供給到加熱器以及功能元件的電極焊盤區(qū)域801布置于基板的端部?？紤]布置于基板的加熱器列的方向上的分辨率和一次走紙打印的打印寬度來選擇噴嘴區(qū)域的長度和噴嘴的數(shù)量。圖8B是當(dāng)從基板的背側(cè)觀察時圖8A中示出的噴墨記錄頭800的示意性底面圖。在該實施方式的噴墨記錄頭800中，共用供給口(8024、8034、8044和8054)布置于除了接合區(qū)域807以外的區(qū)域中，所述接合區(qū)域807被接合到支撐構(gòu)件(未示出)并且具有接合寬度8071。與布置于基板的前表面的噴嘴連通的獨立供給口 806形成于共用供給口的底面。通過將粘接劑施加到接合區(qū)域807，噴墨記錄頭被接合到支撐構(gòu)件(未示出)。
為了獲得足夠的接合強(qiáng)度并且防止墨色的混合，接合寬度8071為0.5mm以上。另夕卜，各共用供給口在其寬度方向上的開口寬度W808為1.5mm以下。這種設(shè)定有利于減小噴墨記錄頭的芯片尺寸并且有利于增多從一個硅晶片切出的芯片的數(shù)量。因此，能夠降低噴墨記錄頭的成本。另外，當(dāng)共用供給口在其寬度方向上的開口寬度W808為0.32mm以下并且開口寬度W808與開口深度的比(B卩，寬高比)為0.64以下時，在基板表面產(chǎn)生的等離子體鞘的變形沒有分布到共用供給口的底面附近。因此，抑制了獨立供給口的歪斜現(xiàn)象(傾斜度)的發(fā)生。而且，當(dāng)共用供給口的開口寬度W808為0.32mm以上時，能夠排列在圖8A所示的各色用的噴嘴區(qū)域中的噴嘴的分辨率提升。結(jié)果，能夠更容易地提供具有高圖像品質(zhì)并能以聞速操作的噴墨記錄頭。圖9是示出根據(jù)實施方式的噴墨記錄頭的結(jié)構(gòu)示例的示意性平面圖。在圖9中，第一加熱器91被布置為噴出能量產(chǎn)生元件。第二加熱器96被布置在噴嘴區(qū)域的外周部。對于各第一加熱器91來說，如圖9所示，兩個第一液體流路92關(guān)于第一加熱器91對稱地形成。換言之，圖9是根據(jù)實施方式的噴墨記錄頭中一種色所用的噴嘴配置的從上方觀察的放大示意圖。第一加熱器91被配置于配置在中央的獨立供給口 93和配置在上述獨立供給口 93兩側(cè)的其他獨立供給口 93之間。從各第一加熱器91到與該第一加熱器91鄰近的兩個獨立供給口的距離彼此相等。布置于第一加熱器91兩側(cè)的第一液體流路92關(guān)于該第 一加熱器91對稱。利用這種配置，從位于兩側(cè)的獨立供給口 93經(jīng)由關(guān)于第一加熱器91對稱的兩個第一液體流路92將墨供給到第一加熱器91。獨立供給口 93與相應(yīng)的共用供給口連通。為第二加熱器96布置用于向第二加熱器96供墨的一個第二液體流路97。在如圖9所示的第二加熱器布置在噴嘴區(qū)域的外周部的實施方式中，設(shè)置有兩個對稱的第一液體流路92的第一加熱器91與本發(fā)明的噴出能量產(chǎn)生元件對應(yīng)。在本說明書中，表述“等于”意味著兩個距離之間的差值例如在1.Ομπι內(nèi)，優(yōu)選地在0.5 μ m內(nèi)，更優(yōu)選地在0.3 μ m內(nèi)，進(jìn)一步優(yōu)選地在0.1 μ m內(nèi)。下面將參照作為示出連續(xù)步驟的剖視圖的圖10A、10B、10C、10D、10E、10F、IOG和
IOH描述根據(jù)實施方式的噴墨記錄頭的制造方法。首先，如圖1OA所示，制備基板10，該基板10包括作為噴出能量產(chǎn)生元件的加熱器
11。保護(hù)層12和附著性增強(qiáng)層13布置在基板10的前表面(第一表面?zhèn)?。氧化膜14布置在基板10的背面(即,位于第一表面的相反側(cè)的表面；也稱為第二表面)。圖案化掩模15布置于氧化膜14。例如，可以將硅基板用作基板10。氧化膜14例如是氧化硅膜?？梢酝ㄟ^氧化硅基板來形成氧化硅膜。例如，氧化硅膜、氮化硅膜或氮氧化硅膜可以用作保護(hù)膜12。例如，HIMAL (商品名，日立化學(xué)有限公司)可以用作附著性增強(qiáng)層13?？梢酝ㄟ^使用光刻法對HIMAL的膜進(jìn)行圖案化而形成附著性增強(qiáng)層13。圖案化掩模15還可以例如使用HIMAL來形成。接著，如圖1OB所示，用作形成墨流路(液體流路)用的模具的流路模具構(gòu)件16形成于基板10上。流路模具構(gòu)件16可以使用例如正性抗蝕劑來形成。正性抗蝕劑的示例例如是包含PMIPK的抗蝕劑。包含作為主要成分的PMIPK的涂布型抗蝕劑是市售可得的，例如是東京佑化工業(yè)株式會社的0DUR-1010 (商品名)?？梢酝ㄟ^通用的旋涂(spin-coating)工藝在基板上形成這種抗蝕劑的涂層。圖1OB所示的圖案可以例如通過將包含PMIPK的抗蝕劑的涂層在波長為230至350nm的曝光光線下曝光、然后顯影曝光后的涂層而形成。接著，如圖1OC所示，形成涂覆樹脂層17以覆蓋流路模具構(gòu)件16。在圖1OC中，拒水性涂層18布置在涂覆樹脂層17上。例如，抗蝕劑材料可以用作涂覆樹脂層17。更具體地，將使用負(fù)性抗蝕劑。用于涂覆樹脂層17的抗蝕劑材料可以例如是日本特許第3143307號公報中所述的包含作為主要組成材料的環(huán)氧樹脂的感光性材料。優(yōu)選地，通過將該感光性材料溶解在例如二甲苯等芳香族溶劑里并且通過涂布該溶劑而防止該感光性材料與PMIPK相溶。曝光涂布后的抗蝕劑材料。一般情況下，因為負(fù)性抗蝕劑被用作涂覆樹脂層17用的抗蝕劑材料，所以擋光的光掩模(未示出)被涂布在變成噴出口 19的部分上。當(dāng)拒水性涂層18形成于涂覆樹脂層17上時，如日本特開2000-326515號公報中所述的那樣，可以通過配置感光性拒水材料并且通過將感光性拒水材料與涂覆樹脂層17的抗蝕劑材料一起曝光和顯影而形成拒水性涂層18。例如，層壓材料可以用作感光性拒水材料。一般情況下，因為涂覆樹脂層17所用的抗蝕劑材料具有負(fù)性特性，所以通過將擋光的光掩模(未示出)涂布在變成噴出口 19的部分上而進(jìn)行曝光。在曝光后通過使涂覆樹脂層17的抗蝕劑材料和感光性拒水材料顯影而形成噴出口 19。使用例如二甲苯等芳香族溶劑來進(jìn)行顯影。接著，如圖1OD所示，材料保護(hù)層20形成在涂覆樹脂層17和拒水性涂層18上以保護(hù)這些層不受蝕刻劑影響。之后，通過從基板的背面?zhèn)任g刻基板而形成共用供給口 21。例如，環(huán)化異戊二烯可以用作材料保護(hù)層20。環(huán)化異戊二烯可以是從例如東京応化工業(yè)株式會社購買到的OBC (商品名)。當(dāng)蝕刻硅基板時，例如22wt% (重量百分比)的四甲基氫化銨(TMAH)溶液等堿性溶液可以用作蝕刻劑。例如，可以通過將基板浸入83°C的22wt%TMAH溶液12小時而形成共用供給口 21。從基板10的背面(第二表面)到共用供給口 21的平坦面(底面)的距離例如為500 μ m。基板的厚度例如為625 μ m (在使用由三菱綜合材料株式會社制作的CZ基板的情況下)，并且基板大小為6英寸(φ50mm)。接著，如圖1OE所示，在除去形成在基板的背面的圖案化掩模15和氧化膜14兩者之后，形成獨立供給口時所用的蝕刻掩模的材料(即蝕刻掩模材料)22涂布在共用供給口 21的底面。蝕刻掩模材料22可以例如通過采用噴涂裝置(EVG公司制作的EVG150)來涂布。蝕刻掩模材料22可以例如是感光性材料(AZ電子材料公司制作的AZP4620，東京応化工業(yè)株式會社制作的OFPR或道康寧公司制作的BCB)。蝕刻掩模材料22的膜厚例如為10 μ m。接著，如圖1OF所示，通過將蝕刻掩模材料22的膜圖案化而形成蝕刻掩模22’。蝕刻掩模材料22的膜例如通過曝光和顯影被圖案化。蝕刻掩模22’具有與獨立供給口對應(yīng)的開口圖案。換言之，蝕刻掩模22’限定了獨立供給口的開口位置，并且蝕刻掩模22’的開口圖案與位于基板背面?zhèn)鹊莫毩⒐┙o口的開口圖案對應(yīng)。在本實施方式中， 蝕刻掩模22’的開口圖案被形成為使得，從噴出能量產(chǎn)生元件到鄰近該噴出能量產(chǎn)生元件的兩個獨立供給口在第一表面?zhèn)鹊母髯缘拈_口的距離彼此相
等
曝光設(shè)備可以是在利用該曝光設(shè)備獲得期望圖案的情況下沒有問題的投影式或接近式曝光設(shè)備。接著，如圖1OG所示，在采用蝕刻掩模22’作為掩模的情況下使用等離子體通過離子蝕刻形成從共用供給口 21的底面貫穿到基板的前表面的開口，由此形成獨立供給口 23。例如可以通過首先除去硅基板上的硅層、然后依次除去作為隔膜的P-SiO膜和P-SiN膜，來進(jìn)行上述干法蝕刻。接著，如圖1OH所示，除去了材料保護(hù)層20，并且進(jìn)一步除去了流路模具構(gòu)件16。除去流路模具構(gòu)件16之后形成的空間提供了成對的兩個液體流路24。例如，通過將基板浸入二甲苯中以除去0BC，然后通過將基板的整個表面曝光來分解形成流路模具構(gòu)件16的正性抗蝕劑層。例如通過利用波長為不超過330nm的光照射正性抗蝕劑的材料將正性抗蝕劑的材料分解成低分子化合物，并且通過溶劑容易地除去這些低分子化合物。分解之后，使用溶劑除去正性抗蝕劑層。利用上述步驟，如圖1OH的剖視圖所示，形成了與噴出口 19連通的成對的兩個液體流路24。與一個加熱器11連通的上 述兩個液體流路關(guān)于加熱器11對稱。換言之，例如如后述的圖1B和圖3B所示，在沿著經(jīng)過噴出能量產(chǎn)生元件的中心和與該噴出能量產(chǎn)生元件鄰近的兩個獨立供給口的各自的中心并且與基板的表面方向垂直的平面截取的剖面中，從該噴出能量產(chǎn)生元件向兩個獨立供給口中的一個獨立供給口延伸的一個液體流路以及從該噴出能量產(chǎn)生元件向另一個獨立供給口延伸的另一個液體流路關(guān)于該噴出能量產(chǎn)生元件對稱。兩個液體流路關(guān)于噴出能量產(chǎn)生元件的對稱性意味著這些液體流路在上述剖面中關(guān)于經(jīng)過該噴出能量產(chǎn)生元件的中心并且與基板表面垂直的線對稱。下面將詳細(xì)說明在本實施方式中進(jìn)行的使用等離子體的離子蝕刻。要注意的是，下面的說明主要與使用ICP蝕刻機(jī)的情況相關(guān)，但是本發(fā)明不限于這種情況。圖6A示出在導(dǎo)體基板的背面形成具有大階差的共用供給口之后，在該共用供給口內(nèi)形成貫通到基板的前表面的獨立供給口的步驟。在很多情況下使用圖7所示的感應(yīng)耦合等離子體設(shè)備(下文也稱為“ ICP蝕刻機(jī)”)來執(zhí)行該步驟。ICP蝕刻機(jī)適于在常溫附近將硅蝕刻到大約為ΙΟμπι以上的深度。在ICP蝕刻機(jī)中，如圖7所示，采用了包括線圈狀天線和用于使天線與等離子體絕緣的介電體的等離子體源，并且通過流經(jīng)天線的RF電流產(chǎn)生磁場。RF磁場利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電場，從而產(chǎn)生和維持等離子體。如圖7所示，用于產(chǎn)生感應(yīng)電場的線圈狀天線以介電體窗介于天線和真空容器之間的方式定位于真空容器外部。另外，ICP蝕刻機(jī)的有利之處在于蝕刻形狀和與底層材料(underlying material)相關(guān)的選擇比在ICP蝕刻機(jī)中容易被控制，這是因為依賴于放電電源的離子束和依賴于偏壓電源的離子能量彼此獨立地可控。而且，ICP蝕刻機(jī)具有能夠獲得高達(dá)IO11CnT3至IO13CnT3的電子密度的特征。ICP蝕刻機(jī)產(chǎn)生具有高電子密度的等離子體并利用等離子體分解蝕刻氣體，由此產(chǎn)生離子和自由基。所產(chǎn)生的離子和自由基在生成于基板上的等離子體鞘中被朝向基板加速，由此蝕刻例如硅等要被蝕刻的材料。ICP蝕刻機(jī)能夠在維持垂直性的狀態(tài)下深度地蝕刻要被蝕刻的材料。
然而，如上所述，當(dāng)采用ICP蝕刻機(jī)將多個獨立供給口形成于已經(jīng)形成在硅晶片中的凹部的底面時，正性空間電荷層(等離子體鞘)由于凹部的形狀的影響而變形。更詳細(xì)地，當(dāng)高密度等離子體移動到將由等離子體處理的基板所放置的區(qū)域時，等離子體鞘由于基板中的凹部的形狀的影響而變形，該高密度等離子體是通過布置于ICP蝕刻機(jī)的下部的RF偏壓電源在等離子體室中形成的。等離子體鞘的這種變形使得形成于共用供給口的底面的獨立供給口的垂直性劣化。為了檢查變形的詳細(xì)分布，本申請的發(fā)明人通過采用東北大學(xué)寒川研究室研發(fā)的“晶圓上監(jiān)控系統(tǒng)(On-Wafer Monitoring System)”實測了 ICP蝕刻機(jī)中產(chǎn)生等離子體時的電子溫度、密度以及鞘電勢。“晶圓上監(jiān)控系統(tǒng)”能夠在ICP蝕刻機(jī)中進(jìn)行等離子體監(jiān)控。(參考論文)Journalof Applied Physics, Vol.17 (2010)，043302 “Predictionof UV spectra and UV—radiation damage in actual plasma etching processes usingon-wafer monitoring technique，，ASE-Pegasus (住友精密工業(yè)株式會社制)被用作ICP蝕刻機(jī)?；跍y量結(jié)果，使用等離子體分析仿真器來預(yù)測用于垂直地形成獨立供給口所需的離子軌道和蝕刻形狀。FabMeister-PB (瑞穗信息研究院有限公司制)被用作等離子體分析仿真器。獨立供給口如下地形成。首先，如圖6A所示，具有大約500 μ m階差的共用供給口通過各向異性濕法蝕刻形成于硅基板的背面。然后，具有與獨立供給口對應(yīng)的開口圖案的蝕刻掩模形成于共用供給口的底面，并且通過采用ICP蝕刻機(jī)從背面?zhèn)葘暹M(jìn)行蝕刻。圖12是示出利用上述方法獲得的預(yù)測值和實測值的圖表。要注意的是圖12的圖表中的預(yù)測值和實測值表示利用呈圖6B所示的形態(tài)的基板而獲得的結(jié)果。如從圖12的圖表所看到的，上述預(yù)測方法能 夠正確地預(yù)測實際現(xiàn)象。在圖10G的步驟中，當(dāng)獨立供給口 23沿著加熱器列形成于共用供給口中時，等離子體鞘由于共用供給口的階差的影響而變形，由此使在蝕刻氣體的分解時產(chǎn)生的蝕刻離子的離子軌道彎曲。因此，共用供給口的側(cè)壁附近的獨立供給口被蝕刻并形成為從與基板表面垂直的方向略微傾斜的形狀。這種傾斜角被定義為Y (參見圖6B)。當(dāng)通過各向異性蝕刻形成共用供給口時，從共用供給口的底面邊緣到共用供給口的開口緣的距離在與基板表面平行的方向上被表示為a (=h/tan θ，h:共用供給口的深度)。圖6C示出沿著經(jīng)過獨立供給口的形成區(qū)域、與基板表面垂直并且與共用供給口的寬度方向平行的平面截取的剖面。在圖6C中，從共用供給口的底面邊緣到任何一個獨立供給口的距離被定義為X。具體地，X表示從共用供給口的底面邊緣到獨立供給口的位于底面邊緣附近側(cè)的邊緣的距離，或者到獨立供給口的中心的距離。假設(shè)獨立供給口的深度為H，則從基板的背面(第二表面)到獨立供給口的位于第一表面?zhèn)鹊拈_口底端(即，到獨立供給口的底面)的距離被表示為(h+H)。另外，從上述預(yù)測值推導(dǎo)出下面的公式(4)。Y=2.0X KT14X (X+a)4-2.0Χ1(Γ10Χ (X+a)3+l.0X IO^6X (X+a)2_1.8X 1(T3X (X+a)+3.3Xl(T3Xh-4.5X1(T3 …(4)如上所述，可以理解的是形成于共用供給口的底面的獨立供給口以由上述公式
(4)表示的傾斜角Y形成。傾斜角Y根據(jù)從共用供給口的底面邊緣到獨立供給口的距離X而變化。而且，假設(shè)獨立供給口與基板的前表面中的噴嘴(噴出口)連通的位置的偏移量為如圖6C中所示的Λχ，則在獨立供給口的深度為H的條件下由下面的公式(I)表示Λχ:
Ax=HXTan (Y)...(I)由此，可以使用公式(I)預(yù)測位置偏移量Λχ。圖12的圖表中所示的預(yù)測值表示當(dāng)共用供給口的深度為500 μ m時獲得的結(jié)果。圖13表示當(dāng)共用供給口的深度為564 μ m時獲得的預(yù)測值的結(jié)果和實測值的結(jié)果。從圖12和圖13可以推斷，如果ICP蝕刻機(jī)的加工條件(諸如RF功率值、加工壓力以及氣體流速)保持恒定，則等離子體鞘的變形表現(xiàn)出相似的傾向。因此，可以基于離共用供給口的底面邊緣的距離預(yù)測各個獨立供給口的傾斜角。因此可以預(yù)先預(yù)測獨立供給口的(歪斜)移位(偏移量)Δ X。圖14和圖15均為示出當(dāng)ICP蝕刻機(jī)的加工條件改變時形成于共用供給口的底面的獨立供給口的傾斜角Y與從底面邊緣到獨立供給口的距離X之間的關(guān)系的圖表。ICP蝕刻機(jī)的加工條件包括例如RF功率值、加工壓力以及氣體流速。圖14示出當(dāng)共用供給口的深度為500 μ m時獲得的結(jié)果，圖15示出當(dāng)共用供給口的深度為564 μ m時獲得的結(jié)果。在圖14中，a、b和c表示計算值，d表示實測值。a情況下的加工條件是RF功率為3.0kw、偏壓為75w以及壓力為12Pa。b情況下的加工條件是RF功率為6.0kw、偏壓為150w以及壓力為12Pa。c情況下的加工條件是RF功率為3.0kw、偏壓為150w以及壓力為12Pa。d情況下的加工條件是RF功率為3.0kw、偏壓為150w以及壓力為12Pa。在圖15中，a’、b’和C，表示計算值，d’表示實測值。a’情況下的加工條件是RF功率為3.0kw、偏壓為75w以及壓力為12Pa。b’情況下的加工條件是RF功率為6.0kw、偏壓為150w以及壓力為12Pa。c’情況下的加工條件是RF功率為3.0kw、偏壓為150w以及壓力為12Pa。d’情況下的加工條件是RF功率為3.0kw、偏壓為150w以及壓力為12Pa。如從圖14和圖15所看到的，存在如下趨勢:當(dāng)改變RF功率和偏壓值以增大蝕刻速率時，傾斜角Y增大并且由上述公式(3)表示的鞘長度增大。另外，考慮到例如對于底層材料的選擇性，以及對于當(dāng)采用博世工藝時側(cè)壁上的沉積膜的選擇性，在獨立供給口的位于與共用供給口的底面相同側(cè)的開口以及獨立供給口的位于與基板的前側(cè)相同側(cè)的開口能夠以期望的精度(土2.0%內(nèi))形成的范圍內(nèi)，傾斜角Y與從共用供給口的底面邊緣到獨立供給口的中心的距離X之間的關(guān)系由下面的公式(5)表示:Y=k {2.0Χ1(Γ14Χ (X+a) 4-2.0XKT10X (X+a) 3+l.0XlO^6X (X+a) 2-l.8 X IO^3X (X+a)+3.3Xl(T3Xh-4.5X1(T3}...(5)在公式(5)中，k是系數(shù)。如從圖14和圖15所看到的，在滿足0〈k〈2.5的范圍內(nèi)，即使在考慮到上述事項時，也能夠使用公式(5)預(yù)測獨立供給口的開口位置。
而且，檢查了共用供給口的形狀和獨立供給口的傾斜角之間的關(guān)系。關(guān)于共用供給口的形狀，共用供給口的開口寬度808 (參見圖8B)被改變?yōu)?.0mm、0.32mm、0.24mm以及0.18mm,并且采用了如圖11所示的具有豎直側(cè)壁的槽形狀而不是具有傾斜的側(cè)壁的形狀(參見圖6A)。共用供給口的開口寬度808意味著共用供給口在自身寬度方向上的寬度，如圖SB所示。圖16是Y軸代表歪斜偏移量并且X軸代表從共用供給口的底面邊緣到獨立供給口的距離的圖表。如從圖16所看到的，當(dāng)共用供給口的開口寬度為0.32mm以下并且開口寬度與深度的比率(即寬高比)為0.64以下時，基板表面上生成的等離子體鞘的變形沒有分布到共用供給口的底面附近。因此，減少了待要形成的獨立供給口的歪斜現(xiàn)象。此外，如從圖16所看到的，當(dāng)共用供給口的形狀從圖6A中的倒梯形形狀變?yōu)閳D11中的槽形狀時，獨立供給口的傾斜角減小。這表明等離子體鞘在基板表面的、由上述公式(3)表示的變形減少并且還減小了到達(dá)基板的離子束的彎曲。假設(shè)共用供給口的寬度和深度分別為W和h，則當(dāng)寬高比A (=W/h)在0.64〈A〈3.0的范圍內(nèi)并且寬度W在0.32mm<ff<l.5mm的范圍內(nèi)時，傾斜角Y與從底面邊緣到獨立供給口的距離X之間的關(guān)系由下面基于公式(5)的公式(6)表示:Y {2.0XlO-14X (X+a) 4_2.0X 1(Γ10Χ (X+a) 3+1.0 X KT6X (X+a) 2_1.8 X 1(Γ3Χ (X+a)+3.3 X KT3Xh-4.5X10’...(6)在公式(6)中，k是系數(shù)?？紤]到上述公式(5)，可以理解的是公式(6)保持在0〈k〈2.5的范圍。如上所述，當(dāng)共用供給口的開口直徑、共用供給口的深度以及從共用供給口的底面邊緣到獨立供給口的開口中心的距離已知時,基于公式(I)、( 5)和(6)能夠預(yù)測獨立供給口的位置偏移。因此，通過利用考慮到各個獨立供給口的各自的預(yù)測偏移而制備的蝕刻掩模形成獨立供給口，能夠在基板表面中形成以相等間距開口的或在期望位置開口的獨立供給口。第一實施方式圖1A和圖1B是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的噴墨記錄頭的示意圖。具體地，圖1A是基板的不意性平面圖。在圖1A中，定位于噴嘴列方向上的端部的噴嘴組由109a表示，并且定位于中央部的噴嘴組由109b表示。在圖1A中，基板101包括在噴嘴列方向(也稱為“噴出口列方向”)上以相等間距排列的、作為噴出能量產(chǎn)生元件的多個發(fā)熱電阻器102。噴嘴列方向與圖1A中的 點線IB-1B對應(yīng)。在圖1A的噴墨記錄頭中，噴出口設(shè)置于發(fā)熱電阻器102的上方。為在噴嘴列方向上鄰近獨立供給口的各個發(fā)熱電阻器102配置多個獨立供給口 103 (具有位于圖1A所示的基板的前表面?zhèn)鹊拈_口)。在圖1A中，數(shù)字104表示液體流路。從獨立供給口 103將墨供給到液體流路104并且進(jìn)一步將墨傳送到形成于發(fā)熱電阻器102上方的噴出口。在兩個鄰近的噴嘴列中，一個噴嘴列被配置為從另一噴嘴列沿噴嘴列的方向移位發(fā)熱電阻器102的列間距的1/4。圖1B是沿著圖1A中的與基板表面垂直的點線IB-1B截取的剖視圖。具體地，圖1B是沿著包括噴出能量產(chǎn)生元件列和獨立供給口列并且與基板表面垂直的平面截取的示意性剖視圖。在圖1B中，包括噴嘴(也稱為“噴出口 ”)110的孔板(也稱為“涂覆樹脂層”)105形成于基板101的前表面?zhèn)?第一表面?zhèn)?。在發(fā)熱電阻器102上方，噴嘴(噴出口)110被布置成與發(fā)熱電阻器102 —一對應(yīng)。獨立供給口 103形成于基板101中所形成的共用供給口(也稱為“凹部”)的底面106。數(shù)字107表示凹部的側(cè)壁。共用供給口的底面邊緣指的是凹部的側(cè)壁107和底面106之間的邊界。獨立供給口 103均形成為從共用供給口的底面106貫穿到基板101的前表面。在第一實施方式中，以相同的節(jié)距(pitch)形成多個噴出能量產(chǎn)生元件，而獨立供給口 103在共用供給口的底面106中的開口的節(jié)距從共用供給口的底面106的中央朝向底面106的邊緣逐漸變窄。圖8A中示出的共用供給口例如具有1.0mm的寬度和500 μ m的深度。共用供給口可以通過使用強(qiáng)堿溶液(例如TMAH)各向異性濕法蝕刻到例如500 μ m的深度來形成。當(dāng)對硅晶體進(jìn)行各向異性蝕刻時，共用供給口的底面106和側(cè)壁107之間的傾斜角Θ為大約55°。獨立供給口 103中的最外一個獨立供給口例如形成于從底面106的邊緣到該一個獨立供給口的中心的距離為大約85 μ m的位置處。另一方面，圖2A和圖2B是作為比較例的噴墨記錄頭的示意圖。具體地，圖2A是噴墨記錄頭的示意性剖視圖，圖2B是基板的示意性平面圖。在圖2A和圖2B中，作為噴出能量產(chǎn)生元件的發(fā)熱電阻器以相等間距排列。在圖2A中的共用供給口的底面(即，凹部的底面)，以朝向基板的外側(cè)的較大傾斜度形成定位于底面邊緣附近的獨立供給口。因此，當(dāng)形成于將要用于形成獨立供給口的共用供給口的底面上的蝕刻掩模的開口圖案的開口(與獨立供給口在凹部側(cè)的貫通位置對應(yīng))在沒有考慮到誤差的情況下以相等間距形成時，獨立供給口在前表面?zhèn)鹊拈_口位置在底面邊緣附近的位置處移位較大程度。更具體地，如圖2B所示，觀察鄰近同一發(fā)熱電阻器的兩個獨立供給口，從該發(fā)熱電阻器的中心到兩個獨立供給口在第一(前)表面?zhèn)鹊母髯缘拈_口緣的距離(Wa和Wb)之間的差值對于定位于共用供給口側(cè)壁附近的獨立供給口來說增大。如從上述表11、12、13、14和15所看到的，獨立供給口的位置例如可以偏移大約5.0 μ m。這樣的位置偏移使得從發(fā)熱電阻器到與該發(fā)熱電阻器鄰近的兩個獨立供給口的流阻彼此不同。結(jié)果，從設(shè)置于發(fā)熱電阻器上方的壓力室噴出的墨被迫相對于與基板表面垂直的方向傾斜地噴出。

鑒于上述問題，在第一實施方式中，如圖1A和圖1B所示，通過基于上述公式(I)預(yù)測獨立供給口在第一表面?zhèn)鹊拈_口位置，以使得從發(fā)熱電阻器102到與其鄰近的兩個獨立供給口在第一表面?zhèn)鹊拈_口的各自的距離彼此相等的方式，調(diào)整獨立供給口 103的在共用供給口的底面106中的開口位置。換言之，如上所述，根據(jù)從共用供給口的底面邊緣到獨立供給口的距離，使用公式(I)能夠確定將要形成獨立供給口在第一表面?zhèn)鹊拈_口的位置。由此，蝕刻掩模的開口圖案被形成為使得從發(fā)熱電阻器到與該發(fā)熱電阻器鄰近的兩個獨立供給口在第一表面?zhèn)鹊拈_口的各自的距離彼此相等。例如，以使得能夠從距離共用供給口的底面邊緣85 μ m的位置開始形成獨立供給口的方式，將作為與噴嘴(噴出口)連通的部分的液體流路用的模具構(gòu)件布置在噴墨記錄頭用的基板的前表面?zhèn)?。基于公?I)預(yù)測利用ICP蝕刻機(jī)進(jìn)行處理的過程中由于等離子體鞘的變形引起的歪斜偏移，并且設(shè)計用于規(guī)定獨立供給口在共用供給口側(cè)的開口位置的蝕刻掩模。在采用由此設(shè)計的蝕刻掩模的狀態(tài)下通過利用等離子體的離子蝕刻形成獨立供給口，能夠使從發(fā)熱電阻器到與該發(fā)熱電阻器鄰近的兩個獨立供給口的各自的距離彼此相等，并且能夠減小兩者之間的流阻差值。這里，從噴出能量產(chǎn)生元件到獨立供給口的距離意味著與基板表面平行的距離，并且該距離是從噴出能量產(chǎn)生元件的中心到獨立供給口的開口緣的距離。獨立供給口能夠以例如與噴嘴節(jié)距對應(yīng)的300dpi與噴嘴連通。另外，如從公式(I)和(6)所看出的，貫通開口位置的偏移對于與共用供給口的中央?yún)^(qū)域?qū)?yīng)的噴嘴組來說小到可以忽略。換言之，獨立供給口的開口位置在共用供給口側(cè)壁附近的區(qū)域中被較大程度地調(diào)整。結(jié)果，減小了墨噴出方向的傾斜度并且能夠?qū)崿F(xiàn)如下噴墨記錄頭:在該噴墨記錄頭中，諸如條紋和不均勻等記錄不良更不引人注意。以一列中噴嘴數(shù)量為128并且噴嘴間距為300dpi的噴墨記錄頭為例，下面說明當(dāng)以7.5kHz噴出2.Spl (皮升)液滴時從發(fā)熱電阻器到與該發(fā)熱電阻器鄰近的兩個獨立供給口的開口的各自的距離之間的差值對Y偏斜的影響。術(shù)語“Y偏斜”意味著實際落墨位置從理想落墨位置的偏移，該偏移被當(dāng)做沿噴嘴列方向的值而測量。記錄頭與記錄介質(zhì)之間的距離為1.25mm,并且記錄頭在掃描方向上的速度為12.5inch/sec。在圖2A和圖2B中的被示出為比較例的噴墨記錄頭中，Y偏斜對于最外端處的噴嘴來說為大約8 μ m。在該情況下，從發(fā)熱電阻器到兩個鄰近的墨供給口的貫穿開口位置的各自的距離之間的差值(即Wa和Wb之間的差值)最大為5 μ m。另一方面，在根據(jù)圖1A和圖1B所示的第一實施方式的噴墨記錄頭中的Y偏斜大約為2μπι。在第一實施方式中，遠(yuǎn)離硅基板中的共用供給口的底面邊緣形成獨立供給口的位置基于公式(I)被調(diào)整為從凹部的側(cè)壁適當(dāng)?shù)匾莆弧Ｓ纱?，可以理解的是，能夠通過消除硅基板前表面中的從發(fā)熱電阻器到與該發(fā)熱電阻器鄰近的兩個獨立供給口的各自的距離之間的差值而減小Y偏斜。第二實施方式圖3Α和圖3Β是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的噴墨記錄頭的示意圖。圖3Α是根據(jù)第二實施方式的噴墨記錄頭用 的基板的、在基板的前表面(第一表面)301觀察的示意性平面圖。第二實施方式與第一實施方式的不同之處是在與噴嘴列垂直的方向上鄰近發(fā)熱電阻器302地配置多個獨立供給口 303。在圖3Α中，多個發(fā)熱電阻器302在噴嘴列方向上以相等間距排列。與每個發(fā)熱電阻器302鄰近地布置有兩個獨立供給口 303以用于將墨供給到該發(fā)熱電阻器302。在與噴嘴列垂直的方向上將兩個獨立供給口 303配置為鄰近該發(fā)熱電阻器302。發(fā)熱電阻器302均布置在兩個獨立供給口 303之間。用于限定壓力室304的壓力室壁312形成在發(fā)熱電阻器302之間。在第二實施方式中，壓力室304也用作液體流路。在兩個鄰近的噴嘴列中，一個噴嘴列被配置為從另一個噴嘴列沿噴嘴列方向移位發(fā)熱電阻器302的列間距的1/8。在第二實施方式的噴墨記錄頭中，例如在圖8Α所示的結(jié)構(gòu)中共用供給口(凹部)具有1.2mm的開口寬度和600 μ m的深度。共用供給口可以通過使用強(qiáng)堿溶液(例如TMAH)各向異性濕法蝕刻到600μπι的深度來形成。在該情況下，共用供給口的底面和側(cè)壁(傾斜表面)之間的傾斜角Θ為大約55°。例如在距離共用供給口的底面邊緣大約100 μ m的位置處開始形成獨立供給口。圖3B是沿著圖3A中的點線IIIB-1IIB截取的剖視圖。在圖3B中，包括噴嘴(噴出口)310的孔板305形成于噴墨記錄頭用的基板的前表面301上。獨立供給口 303形成于共用供給口的底面306，該底面306與側(cè)壁307毗連。獨立供給口 303形成為從共用供給口的底面306貫穿噴墨記錄頭用的基板。在第二實施方式中，基于公式(I)預(yù)測獨立供給口 303在基板的前表面?zhèn)鹊拈_口位置，并且確定獨立供給口 303在基板的背面?zhèn)鹊拈_口位置。由此，獨立供給口 303在基板的背面?zhèn)鹊拈_口位置均根據(jù)離凹部壁面的距離而依據(jù)公式(I)進(jìn)行移位，其中凹部壁面定位于與噴嘴列垂直的方向上。在圖3B中，如從上述公式(4)和(5)所看出的，端部噴嘴組中的墨供給口的開口位置的偏移量呈下述關(guān)系:311a>311b>311c>311d。另外，發(fā)熱電阻器均形成為使得從發(fā)熱電阻器到與該發(fā)熱電阻器鄰近的兩個獨立供給口在基板的前表面?zhèn)鹊拈_口緣的各自的距離彼此相等。而且，如從公式(I)和(6)所看出的，對于共用供給口的中央附近的噴嘴組，由于獨立供給口的開口位置的偏移小到可以忽略，所以這些偏移可以被認(rèn)為是O。結(jié)果，能夠減小從發(fā)熱電阻器到與該發(fā)熱電阻器鄰近的兩個獨立供給口的各自的距離之間的差值，并且兩者之間的流阻的差值也可以減小。從而減小了墨噴出方向的傾斜度并且可以提供如下噴墨記錄頭:在該噴墨記錄頭中，諸如條紋和不均勻等記錄不良更不引人注意。第三實施方式圖4A和圖4B是根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的噴墨記錄頭的示意圖。圖4A是在根據(jù)第三實施方式的噴墨記錄頭用的基板的前表面401觀察的基板的示意性平面圖。在圖4A中，多個發(fā)熱電阻器402在噴嘴列方向上以相等間距排列。與每個發(fā)熱電阻器402鄰近地布置有兩個獨立供給口 403。換言之，發(fā)熱電阻器402均布置在兩個獨立供給口 403之間。也用作液體流路的壓力室404被形成為包括發(fā)熱電阻器402和獨立供給口 403的相應(yīng)部分。在圖4A中，在兩個鄰近的噴嘴列中，一個噴嘴列被配置為從另一個噴嘴列沿噴嘴列方向移位發(fā)熱電阻器402的列間距的1/4。在第三實施方式的 噴墨記錄頭中，例如在圖8A所示的結(jié)構(gòu)中，共用供給口(凹部)具有1.0mm的開口寬度和500μπι的深度。共用供給口可以通過例如ICP蝕刻機(jī)加工成槽形狀直到達(dá)到500 μ m的深度。例如在距離槽形凹部的端部大約400 μ m的位置處開始形成獨立供給口。在槽形狀的情況下，k值具有減小的趨勢。圖4B是沿著圖4A中的點線IVB-1VB截取的剖視圖。在圖4B中，包括噴嘴(噴出口)410的孔板405形成于基板的前表面401上。具有槽形狀的共用供給口由基板中的凹部的壁面407和該凹部的底面406限定，底面406與壁面407毗連。獨立供給口 403形成為以從共用供給口的底面(即，凹部的底面406)到基板的前表面的方式貫穿基板。在第三實施方式中，基于公式(I)預(yù)測獨立供給口 403在基板的前表面?zhèn)鹊拈_口位置，并且確定獨立供給口 403在基板的背面?zhèn)鹊拈_口位置。由此，如圖4A和圖4B所示，獨立供給口 403在共用供給口的底面406中的開口位置均依賴于離與橫過噴嘴列方向地定位的凹部壁面的距離根據(jù)公式(I)移位以進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)在第三實施方式中考慮離橫過噴嘴列方向地定位的凹部壁面(即，離在其寬度方向上延伸的凹部壁面)的距離時，實施方式不限于所述示例。例如，獨立供給口的開口位置均可以考慮離在噴嘴列方向上延伸的凹部壁面(即，離橫過其寬度方向地定位的凹部壁面)的距離而進(jìn)行調(diào)整。在圖4B中，端部噴嘴組中的墨供給口的開口位置的偏移量呈如下關(guān)系:411a>411b>411c。另外，發(fā)熱電阻器均形成為使得從發(fā)熱電阻器到與該發(fā)熱電阻器鄰近的兩個獨立供給口的在基板的前表面?zhèn)鹊拈_口緣的各自的距離彼此相等。而且，如從公式(I)和(6)所看出的，對于共用供給口的中央附近的噴嘴組，由于獨立供給口的開口位置的偏移小到可以忽略，所以這些偏移可以被認(rèn)為是O。結(jié)果，可以減小從發(fā)熱電阻器到與該發(fā)熱電阻器鄰近的兩個獨立供給口的各自的距離之間的差值，并且還可以減小兩者之間的流阻差值。因此減小了墨噴出方向的傾斜度，并且可以提供如下噴墨記錄頭:在該噴墨記錄頭中，諸如條紋和不均勻等記錄不良更不引人注意。
第四實施方式圖5A和圖5B是根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式的噴墨記錄頭的示意圖。圖5A是在根據(jù)第四實施方式的噴墨記錄頭用的基板的前表面501觀察的基板的示意性平面圖。在圖5A中，多個發(fā)熱電阻器502在噴嘴列方向上以相等間距排列。與每個發(fā)熱電阻器502鄰近地布置有兩個獨立供給口 503。換言之，發(fā)熱電阻器502均布置在兩個獨立供給口 503之間。用于限定壓力室504的壓力室壁512形成于發(fā)熱電阻器502之間。壓力室504也用作液體流路。在兩個鄰近的噴嘴列中，一個噴嘴列被配置為從另一個噴嘴列沿噴嘴列方向移位發(fā)熱電阻器502的列間距的1/8。在第四實施方式的噴墨記錄頭中，例如在圖8A所示的結(jié)構(gòu)中共用供給口(凹部)具有1.2mm的開口寬度和600μπι的深度。共用供給口可以通過例如ICP蝕刻機(jī)加工成槽形狀直到達(dá)到600 μ m的深度。例如在距離凹部的壁面507大約380 μ m的位置處開始形成獨
立供給口。圖5B是沿著圖5A中的點線VB-VB截取的示意剖視圖。在圖5B中，包括噴嘴(噴出口)510的孔板505形成于基板的前表面501上。共用供給口由基板中的凹部的壁面507和該凹部的底面506限定，底面506與壁面507毗連。獨立供給口 503形成為以從共用供給口的底面到噴墨記錄頭用的基板的前表面501的方式貫穿基板。在第四實施方式中，基于公式(I)預(yù)測獨立供給口 503在基板的前表面?zhèn)鹊拈_口位置，并且確定獨立供給口 503在基板的背面?zhèn)鹊拈_口位置。由此，獨立供給口在共用供給口的底面中的開口位置均依賴于離與橫過噴嘴列方向地定位的凹部壁面的距離根據(jù)公式
(I)移位。

在圖5B中，端部噴嘴組中的墨供給口的開口位置的偏移量呈如下關(guān)系:511a>511b>511c>511d。另外，發(fā)熱電阻器均形成為使得從發(fā)熱電阻器到與該發(fā)熱電阻器鄰近的兩個獨立供給口的在基板的前表面?zhèn)鹊拈_口緣的各自的距離彼此相等。而且，如從公式(I)和(6)所看出的，對于共用供給口的中央附近的噴嘴組，由于獨立供給口的開口位置的偏移小到可以忽略，所以這些偏移可以被認(rèn)為是O。結(jié)果，可以減小從發(fā)熱電阻器到與該發(fā)熱電阻器鄰近的兩個獨立供給口的各自的距離之間的差值，并且還可以減小兩者之間的流阻差值。因此減小了墨嗔出方向的傾斜度，并且可以提供如下嗔墨記錄頭:在該嗔墨記錄頭中，諸如條紋和不均勻等記錄不良更不引人注意。利用根據(jù)本發(fā)明的實施方式的液體噴出頭的制造方法，可以減小獨立供給口在基板的前表面?zhèn)鹊拈_口位置的偏移。因此，能夠減小從噴出能量產(chǎn)生元件到與該噴出能量產(chǎn)生元件鄰近的兩個獨立供給口的各自的距離之間的差值，并且還可以減小兩者之間的流阻差值。結(jié)果，減小了液體噴出方向的傾斜度并且可以提供如下液體噴出頭:在該液體噴出頭中，抑制了諸如條紋和不均勻等記錄不良。盡管已經(jīng)參照示例性實施方式描述了本發(fā)明，但是應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所公開的示例性實施方式。所附權(quán)利要求書的范圍應(yīng)符合最寬泛的闡釋，以包含所有變型、等同結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種液體噴出頭的制造方法，所述液體噴出頭包括:基板，所述基板在其第一表面包括多個噴出能量產(chǎn)生元件，所述噴出能量產(chǎn)生元件被構(gòu)造為產(chǎn)生噴出液體用的能量；以及孔板，所述孔板被布置于所述基板的第一表面?zhèn)?，以形成所述液體被噴出所經(jīng)過的噴出口，并且限定與所述噴出口連通的液體流路， 所述基板包括:凹部形狀的共用供給口，所述共用供給口形成在所述基板的位于所述第一表面所在側(cè)的相反側(cè)的第二表面；以及多個獨立供給口，所述獨立供給口從所述共用供給口的底面貫穿到所述第一表面并且與所述液體流路連通， 所述噴出口布置于所述噴出能量產(chǎn)生元件上方， 鄰近各個所述噴出能量產(chǎn)生元件地布置將所述液體供給到該噴出能量產(chǎn)生元件的兩個獨立供給口，該噴出能量產(chǎn)生元件布置于所述兩個獨立供給口之間， 所述方法包括下述步驟: 1)在所述基板的所述第二表面形成凹部以形成所述共用供給口， 2)形成蝕刻掩模，所述蝕刻掩模規(guī)定所述獨立供給口的在所述共用供給口的所述底面的開口位置，以及 3)在采用所述蝕刻掩模作為掩模的狀態(tài)下使用等離子體進(jìn)行離子蝕刻，由此形成所述獨立供給口， 其中，所述蝕刻掩模具有在所述蝕刻掩模中形成的開口圖案，使得從所述噴出能量產(chǎn)生元件到與該噴出能量產(chǎn)生元件鄰近的兩個獨立供給口的在所述第一表面?zhèn)鹊拈_口的各自的距離彼此相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，在沿著經(jīng)過所述噴出能量產(chǎn)生元件的中心和與該噴出能量產(chǎn)生元件鄰近的兩個獨立供給口的各自的中心、并且與所述基板的表面方向垂直的平面截取的剖面中，從所述噴出能量產(chǎn)生元件向所述兩個獨立供給口中的一個獨立供給口延伸的一條液體流路以及從該噴出能量產(chǎn)生元件向所述兩個獨立供給口中的另一個獨立供給口延伸的另一條液體流路關(guān)于該噴出能量產(chǎn)生元件對稱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體噴出頭的制造方法，其中，當(dāng)Ax表示所述獨立供給口的在所述共用供給口的底面?zhèn)鹊拈_口相對于所述獨立供給口的在所述基板的所述第一表面?zhèn)鹊拈_口的偏移量時，由下述公式(I)表示Λχ:Δ x=HX Tan CO …(I) 其中，Η:{(所述基板的厚度)-(所述共用供給口的深度:h)}， Y:當(dāng)通過所述離子蝕刻形成所述獨立供給口時離子束由于等離子體鞘的變形而彎曲的角度， 并且 在從所述凹部的中央部到所述凹部的端部的區(qū)域中基于所述公式(I)來調(diào)整所述多個獨立供給口的節(jié)距。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液體噴出頭的制造方法，其中，當(dāng)通過所述離子蝕刻形成所述獨立供給口時，所述離子束由于所述等離子體鞘的變形而彎曲的所述角度Y滿足下述公式⑵: Y ( k {2.0Χ1(Γ14Χ (X+a) 4-2.ΟΧ1(Γ10Χ (X+a) 3+l.0XlO^6X (X+a) 2_1.8 X 1(T3X (X+a) +.3.3Xl(T3Xh-4.5Χ1(Γ3}...(2)其中，k:系數(shù)，0〈k〈2.5， a:從所述共用供給口的所述底面的邊緣到所述共用供給口的開口緣在平行于基板表面的方向上的距離，以及 X:從所述共用供給口的所述底面的邊緣到所述獨立供給口的距離。
5.一種液體噴出頭,其包括: 基板，所述基板在其第一表面包括多個噴出能量產(chǎn)生元件，所述噴出能量產(chǎn)生元件被構(gòu)造為產(chǎn)生噴出液體用的能量；以及 孔板，所述孔板被布置于所述基板的第一表面?zhèn)?，以形成所述液體被噴出所經(jīng)過的噴出口，并且限定與所述噴出口連通的液體流路， 其中，所述基板包括:凹部形狀的共用供給口，所述共用供給口形成在所述基板的位于所述第一表面所在側(cè)的相反側(cè)的第二表面；以及多個獨立供給口，所述獨立供給口從所述共用供給口的底面貫穿到所述第一表面并且與所述液體流路連通， 所述噴出口布置于所述噴出能量產(chǎn)生元件上方， 鄰近各個所述噴出能量產(chǎn)生元件地布置將所述液體供給到該噴出能量產(chǎn)生元件的兩個獨立供給口，該噴出能量產(chǎn)生元件布置于所述兩個獨立供給口之間，并且 從所述噴出能量產(chǎn)生元件到與該噴出能量產(chǎn)生元件鄰近的兩個獨立供給口的在所述第一表面?zhèn)鹊拈_口的各自的距離彼此相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液體噴出頭，其中，在沿著經(jīng)過所述噴出能量產(chǎn)生元件的中心和與該噴出能量產(chǎn)生元件鄰近的兩個獨立供給口的各自的中心、并且與所述基板的表面方向垂直的平面截取的剖面中，從各個所述噴出能量產(chǎn)生元件延伸到所述兩個獨立供給口中的一個獨立供給口的一條液體流路以及從該噴出能量產(chǎn)生元件延伸到所述兩個獨立供給口中的另一個獨立供給口的另一條液體流路關(guān)于該噴出能量產(chǎn)生元件對稱。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液體噴出頭，其中，在沿著包括所述噴出能量產(chǎn)生元件的列以及所述獨立供給口的列、并且與所述基板垂直的平面截取的剖面中，所述噴出能量產(chǎn)生元件以均一的節(jié)距形成，并且所述獨立供給口在所述共用供給口的所述底面的開口的節(jié)距從所述共用供給口的所述底面的中央朝向所述底面的邊緣逐漸變窄。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液體噴出頭，其中，所述共用供給口在其寬度方向上的開口寬度W處于下述范圍:.0.32mm〈W〈l.5mm。
全文摘要
液體噴出頭及其制造方法。一種液體噴出頭的制造方法，包括下述步驟(1)在基板的第二表面形成凹部以形成共用供給口，(2)形成蝕刻掩模，蝕刻掩模規(guī)定獨立供給口的在共用供給口的底面的開口位置，以及(3)在采用蝕刻掩模作為掩模的狀態(tài)下使用等離子體進(jìn)行離子蝕刻，由此形成獨立供給口。蝕刻掩模中形成的開口圖案使得從噴出能量產(chǎn)生元件到與該噴出能量產(chǎn)生元件鄰近的兩個獨立供給口的在基板的第一表面?zhèn)鹊拈_口的各自的距離彼此相等。
文檔編號B41J2/135GK103213398SQ2013100243
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月24日
發(fā)明者久保田雅彥, 土井健, 櫻井將貴, 中川喜幸, 齊藤亞紀(jì)子, 岸川慎治, 柬理亮二, 寺崎敦則, 岡野明彥, 平本篤司 申請人:佳能株式會社