JP2006308842A - パターン転写方法、電子装置の製造方法、並びに液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表面の凹凸が比較的大きい基板に対して、焦点ずれが小さく、高精度なパターン形成を行うことが可能なパターン転写方法を提供する。
【解決手段】 本発明のパターン転写方法は、露光装置ＥＸＰを用いた光照射によってマスクＭ１に形成されたパターンを基板Ｐに転写する方法であって、露光装置ＥＸＰの焦点深度と基板Ｐの表面高さ形状とに基づいて、パターンに対して複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）を設定する工程と、パターンにおける複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）の各々ごとに、焦点位置を変化させながら光照射を行う工程とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、パターン転写方法、電子装置の製造方法、並びに液体噴射装置に関する。

従来より、回路基板、電気光学装置（ディスプレイや表示光源）、及び半導体装置などの電子装置は、その製造過程においてフォトリソグラフィ法が多く用いられる。フォトリソグラフィ法は、光を利用してレジストが塗布された基板上に回路パターンを転写するもので、パターンの高精細化を図りやすいという利点を有する。

フォトリソグラフィ法におけるパターン転写には、一般に、露光装置（ステッパ、アライナ）が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２８７３２５号公報

近年、露光装置では、パターン解像度の向上に伴い、焦点深度が浅くなる傾向にある。焦点深度が浅い場合、表面の凹凸が比較的大きい基板に対するパターン転写において、部分的に焦点ずれが生じやすい。

本発明は、表面の凹凸が比較的大きい基板に対して、焦点ずれが小さく、高精度なパターン形成を行うことが可能なパターン転写方法、及びそれを用いた電子装置の製造方法、並びに液体噴射装置を提供することを目的とする。

本発明のパターン転写方法は、露光装置を用いた光照射によってマスクに形成されたパターンを基板に転写する方法であって、前記露光装置の焦点深度と前記基板の表面高さ形状とに基づいて、前記パターンに対して複数のブロック領域を設定する工程と、前記パターンにおける前記複数のブロック領域の各々ごとに、焦点位置を変化させながら前記光照射を行う工程とを有することを特徴とする。

このパターン転写方法によれば、パターン転写の際に、パターンに対して設定された複数のブロック領域の各々ごとに焦点位置が変化するから、比較的大きい凹凸（例えば、１００μｍ〜数ｍｍ程度）を有する基板に対しても、焦点ずれが防止される。

この場合、前記マスクにおける前記複数のブロック領域が互いに接していてもよく、前記マスクにおいて、前記複数のブロック領域が互いに離間していてもよい。

さらに、上記のパターン転写方法において、前記マスクにおける前記複数のブロック領域は、大きさが互いに異なる複数のブロック領域を含んでもよい。

前記複数のブロック領域のそれぞれの大きさは、各ブロック領域に対応する前記基板上の領域内での表面高さの変化量が前記焦点深度以下となるように定められるのが好ましい。
この場合、前記基板における前記表面高さの変化量が比較的小さい領域に対応するブロック領域は比較的大きく、前記基板における前記表面高さの変化量が比較的大きい領域に対応するブロック領域は比較的小さい。
これにより、パターン転写の際に、各ブロック領域ごとに基板の表面が焦点深度内におさまることから、焦点ずれが確実に防止される。

また、上記のパターン転写方法において、遮光部材を用いて前記マスクに対する光照射領域を設定する方法を採用することができる。
遮光部材を用いることにより、光照射領域の形状設定が容易となる。

本発明の電子装置の製造方法は、本発明のパターン転写方法を用いることを特徴する。
例えば、前記電子装置は、液体噴射ヘッド、マイクロマシン（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical Systems)を含む。
この製造方法によれば、高精度なパターン形成により、高品質な液体噴射ヘッドを製造することができる。

また、本発明の液体噴射装置は、本発明の製造方法で製造された液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする。
この液体噴射装置によれば、高品質な液体噴射ヘッドを備えることから、品質の向上が図られる。

以下、本発明について図面を参照して説明する。
図１は、本発明のパターン転写方法の概念を模式的に示す図であり、図２は、図１に示すＡ−Ａ断面図であり、基板表面の凹凸の様子の一例を模式的に示している。

図１に示すように、本発明のパターン転写方法では、マスクＭ１のパターンに対して複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）を設定し、その複数のブロック領域の各々ごとに、露光装置ＥＸＰの焦点位置を変化させながら光照射（露光）を行う。

ここで、図１の例では、マスクＭ１上におけるパターン領域がＸ方向に関して４分割され、Ｙ方向に関して４分割され、合計１６分割されている。また、露光装置ＥＸＰは、４倍（縮小倍率１／４）の光学系５０４を有しており、マスクＭ１上のパターン領域は、レジストが塗布された基板Ｐ上に１／４の大きさで縮小投影される。また、図２に示すように、基板Ｐの表面は、＋Ｘ方向に沿って、表面高さが互いに異なる少なくとも４つの領域（ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３，ＰＡ４）を有している。本例では、表面高さは、ＰＡ１＞ＰＡ４＞ＰＡ２＞ＰＡ３ であり、表面高さの差は、（ＰＡ１−ＰＡ２）＝Ｚａ、（ＰＡ２−ＰＡ３）＝Ｚｂ、（ＰＡ４−ＰＡ３）＝Ｚｃ、である。

マスクＭ１における複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）は、露光装置ＥＸＰの焦点深度と基板Ｐの表面高さ形状とに基づいて設定される。具体的には、複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）はそれぞれ、各ブロック領域に対応する基板Ｐ上の領域（ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３，ＰＡ４，…）内での表面高さの変化量が露光装置ＥＸＰの焦点深度以下となるように、その大きさや形状が定められる。なお、複数のブロック領域の設定については後で詳しく説明する。

図３は、本発明のパターン転写方法に好ましく用いられる露光装置ＥＸＰの構成例を示している。
図３に示すように、露光装置ＥＸＰは、露光光ＥＬを射出する光源５０１と、マスクＭ１に照射される露光光の領域を規定する遮光部材５０２と、マスクＭ１が搭載されるマスクステージ５０３と、マスクＭ１のパターンを基板Ｐに縮小投影する結像光学系５０４と、基板Ｐが搭載される基板ステージ５０５と、制御装置５１０とを含んで構成されている。

光源としては、エキシマレーザ光源など公知の様々な光源が用いられる。遮光部材５０２は、不図示の駆動装置を介して移動自在に構成されており、制御装置５１０の指令に基づき矩形状の開口の大きさや形状を変化させる。マスクステージ５０３は、Ｘ方向及びＹ方向に移動自在に構成されており、制御装置５１０の指令に基づきマスクＭ１をＸ方向あるいはＹ方向に移動させる。基板ステージ５０５は、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に移動自在に構成されており、制御装置５１０の指令に基づき基板ＰをＸ方向、Ｙ方向、あるいはＺ方向に移動させる。

図４は、マスクＭ１の一例を示す模式的な斜視図である。
図４に示すように、マスクＭ１は、パターンが形成されたパターン領域５２０を有しており、このパターン領域５２０は、複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）に分割されている。Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに関し、複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）の配列ピッチは同じである（等ピッチ配列）。また、本例では、複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）同士が互いに接し、パターンが連続して形成されている。なお、図４のマスクＭ１では、複数のブロック領域は、すべて同じ大きさからなっているものの、これに限らず、互いに大きさや形状が異なる複数のブロック領域を含んでいてもよい。

このマスクＭ１に対して、露光光ＥＬは、複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）のそれぞれに対して照射される。また、露光光ＥＬの照射領域は、複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）の大きさや形状とほぼ一致するように規定される。露光光ＥＬの照射領域の規定は、図３に示した遮光部材５０２によって行われる。大きさや形状が互いに異なる複数のブロック領域を含む場合には、そのブロック領域ごとに露光光ＥＬの照射領域の規定が行われる。

図１に戻り、露光装置ＥＸＰでは、まず、基板Ｐ上の所定領域（第１領域ＰＡ１）に対してマスクＭ１上の第１ブロック領域Ｂ１のパターン転写が行われる。すなわち、マスクＭ１上の第１ブロック領域Ｂ１の中心が露光光ＥＬの光軸ＬＡ上に配置されるとともに、その第１ブロック領域Ｂ１のみに露光光ＥＬが照射され、これにより、第１ブロック領域Ｂ１のパターン像が基板Ｐ上の第１領域ＰＡ１に転写される。

次に、第１ブロック領域Ｂ１のパターンが転写された基板Ｐ上の第１領域ＰＡ１の隣の領域（第２領域ＰＡ２）に対して、マスクＭ１上の第２ブロック領域Ｂ２のパターン転写が行われる。すなわち、露光光の光軸ＬＡに対して相対的にマスクＭ１がステップ移動（移動量Ｘａ）するとともに、マスクＭ１に対して相対的に縮小倍率に応じた移動量（−Ｘａ／４）だけ基板Ｐがステップ移動する。これにより、露光光ＥＬの光軸ＬＡ上に、マスクＭ１上の第２ブロック領域Ｂ２の中心と、それに対応する基板Ｐ上の第２領域ＰＡ２の中心とが配置される。さらにこのとき、露光装置ＥＸＰの焦点位置が基板Ｐ上の第２領域ＰＡ２の表面高さに一致するように、焦点位置の調整が行われる。焦点位置の調整は、例えば、基板ＰをＺ方向に移動（移動量Ｚａ）させることにより行われる。この他、光学系で焦点位置を調整してもよい。そして、マスクＭ１のパターン領域における第２ブロック領域Ｂ２のみに露光光が照射され、これにより、第２ブロック領域Ｂ２のパターン像が基板Ｐ上の第２領域ＰＡ２に転写される。

同様に、基板Ｐ上の第３領域ＰＡ３及び第４領域ＰＡ４に対して、マスクＭ１上の第３ブロック領域Ｂ３あるいは第４ブロック領域Ｂ４のパターン転写が行われる。すなわち、マスクＭ１と基板Ｐとの相対的な移動と、焦点位置の調整とが行われた後、マスクＭ１上の第３ブロック領域Ｂ３（あるいは第４ブロック領域Ｂ４）に露光光が照射され、これにより、第３ブロック領域Ｂ３（あるいは第４ブロック領域Ｂ４）のパターン像が基板Ｐ上の第３領域ＰＡ３（あるいは第４領域ＰＡ４）に転写される。
以後同様に、基板Ｐに対してマスクＭ１上の他のブロック領域のパターン転写が行われる。

このように、本発明のパターン転写方法によれば、マスクＭ１のパターンに対して複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）を設定し、その複数のブロック領域の各々ごとに、露光装置ＥＸＰの焦点位置を変化させながら光照射（露光）を行うことから、表面の凹凸が比較的大きい基板Ｐに対しても、その凹凸に応じて焦点位置が調整され、その結果、焦点ずれが防止される。したがって、本発明のパターン転写方法によれば、表面の凹凸が比較的大きい基板に対して、高精度なパターン転写を行うことができる。

図５は、マスクの他の形態例を示す模式的な斜視図である。
図５のマスクＭ２は、図４のマスクＭ１と同様に、パターンが形成されたパターン領域５２０を有しており、このパターン領域５２０は、複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）に分割されている。Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに関し、複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）の配列ピッチは同じである（等ピッチ配列）。また、このマスクＭ２においては、複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）が互いに離間し、パターンが分断して形成されている。

すなわち、マスクＭ２において、複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）同士の間に格子状の遮光部５２１が形成されている。なお、図５のマスクＭ２では、複数のブロック領域は、すべて同じ大きさからなっているが、これに限らず、図６に示すように、互いに大きさや形状が異なる複数のブロック領域を含んでいてもよい。大きさや形状が互いに異なる複数のブロック領域を含む場合には、遮光部５２１の幅が部分ごとに変化する。

図５のマスクＭ２に対して、露光光ＥＬは、複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）のそれぞれに対して照射される。また、露光光ＥＬの照射領域は、複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）のうちの最も大きいブロック領域全体を照射可能な大きさに規定される。露光光ＥＬの照射領域の規定は、図３に示した遮光部材５０２によって行われる。複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）同士が互いに離間していることにより、照射領域の縁が遮光部５２１の間にあればよく、図４のマスクＭ１に比べて、照射領域の規定に要求される精度が低くて済む。また、このマスクＭ２では、複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，…）同士の間に格子状の遮光部５２１が形成されているから、大きさや形状が互いに異なる複数のブロック領域を含む場合にも、図６に示すように、１種類の露光光ＥＬの照射領域の規定でよく、ブロック領域ごとの露光光ＥＬの照射領域の規定が省略される。

次に、マスク上の複数のブロック領域の設定方法について説明する。
図７及び図８は、ブロック領域の設定方法を説明するための図である。
前述したように、本発明のパターン転写方法では、露光装置ＥＸＰ（結像光学系５０４）の焦点深度と基板Ｐの表面高さ形状とに基づいて、マスクＭにおけるパターンに対して各ブロック領域を設定する。具体的には、各ブロック領域に対応する基板Ｐ上の領域内での表面高さの変化量（最大高さと最小高さとの差）が露光装置ＥＸＰの焦点深度以下となるように、各ブロック領域の大きさや形状を定める。

図７は、基板Ｐが一様に滑らかな傾斜面を有する例を示している。
ここで、基板表面の傾斜面の角度をθ、露光装置の焦点深度をｄ、縮小倍率を１／Ｄ、とする。露光光ＥＬの光軸方向（Ｚ方向）に垂直な所定の軸方向（Ｘ軸方向）に関して、ブロック領域Ｂの長さをＬｍとすると、基板Ｐ上に縮小投影されるブロック領域Ｂの長さＬｐ＝Ｌｍ／Ｄ である。したがって、ブロック領域Ｂに対応する基板Ｐ上の領域ＰＡ内での表面高さの変化量（最大高さと最小高さとの差）が露光装置ＥＸＰの焦点深度以下となる場合、次式（１）が成り立つ。
Ｌｍ≦Ｄ×ｄ／ｔａｎθ …（１）

すなわち、基板Ｐの表面高さの変化量が比較的小さい場合（θ：小）にはブロック領域Ｂは比較的大きく（Ｌｍ：大）設定され、基板Ｐの表面高さの変化量が比較的大きい場合（θ：大）にはブロック領域は比較的小さく（Ｌｍ：小）設定される。

図８は、基板Ｐが他段階に変化する段差を有する例を示している。
図８の例においても、基板Ｐの表面高さの変化量が比較的小さい場合（θ２：小）にはブロック領域は比較的大きく（Ｌｍ：大）設定され、基板Ｐの表面高さの変化量が比較的大きい場合（θ１：大）にはブロック領域は比較的小さく（Ｌｍ：小）設定される。

基板表面における比較的大きな凹凸形状（段差、斜面）はそれまでの処理過程で形成さされたものであり、設計事項であるから、パターン転写領域内での表面高さ形状は予め認識可能である。したがって、その表面高さ形状の設計値、並びに露光装置ＥＸＰの焦点深度に基づいて、マスクパターンにおける各ブロック領域の大きさや形状を定めることにより、パターン転写の際に、そのブロック領域ごとに基板の表面を焦点深度内におさめ、焦点ずれを防止することができる。

以上説明した本発明のパターン転写方法は、回路基板、電気光学装置（ディスプレイや表示光源）、及び半導体装置などの電子装置における製造過程に適用され、特に、比較的大きな凹凸形状を有する基板表面へのパターン転写に好ましく適用される。例えば、本発明のパターン転写方法は、液体噴出ヘッド、マイクロマシン（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical Systems)等の製造に好ましく適用される。

次に、上記のパターン転写方法を、液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッドの製造過程に応用した例について説明する。

図９は、インクジェット式記録ヘッドの概略を示す図（（ａ）平面図、（ｂ）断面図）である。
このインクジェット式記録ヘッドＩＪＨは、圧電素子を用いてインク滴を吐出するものであり、ノズル開口２１に連通する圧力発生室が画成される流路形成基板１０と、流路形成基板１０の一方面側に振動板を介して各圧力発生室１２に対応して設けられる圧電素子３００とを具備して構成されている。

図９に示すように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方面側には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる、厚さ１〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。
この流路形成基板１０には、その他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室１２がその幅方向に複数並設されている。また、この圧力発生室１２の列は、圧力発生室１２の長手方向に複数列、例えば、本実施形態では、２列並設されている。そして、これら各圧力発生室１２の列の並び方向外側には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００の一部を構成する連通部１３が形成され、各圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれインク供給路１４を介して連通されている。異方性エッチングを用いた圧力発生室１２の形成方法は、例えば、特開２００４−７４４２８号公報、特開２００４−６６５３７号公報等に記載の技術を援用することができる。

このような流路形成基板１０の厚さは、圧力発生室１２を配列密度に合わせて最適な厚さを選択すればよく、圧力発生室１２の配列密度が、例えば、１インチ当たり１８０個（１８０ｄｐｉ）程度であれば、流路形成基板１０の厚さは、２２０μｍ程度であればよいが、例えば、２００ｄｐｉ以上と比較的高密度に配列する場合には、流路形成基板１０の厚さは１００μｍ以下と比較的薄くするのが好ましい。これは、隣接する圧力発生室１２間の隔壁の剛性を保ちつつ、配列密度を高くできるからである。

また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側で連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０^-6／℃］であるガラスセラミックス、又は不錆鋼などからなる。ノズルプレート２０は、一方の面で流路形成基板１０の一面を全面的に覆い、シリコン単結晶基板を衝撃や外力から保護する補強板の役目も果たす。

ここで、インク滴吐出圧力をインクに与える圧力発生室１２の大きさと、インク滴を吐出するノズル開口２１の大きさとは、吐出するインク滴の量、吐出スピード、吐出周波数に応じて最適化される。例えば、１インチ当たり３６０個のインク滴を記録する場合、ノズル開口２１は数十μｍの直径で精度よく形成する必要がある。

一方、流路形成基板１０の開口面とは反対側の弾性膜５０の上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約０．５〜５μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．１μｍの上電極膜８０とが積層形成されて、圧電素子３００を構成している。

ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０、及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室１２毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。なお、上述した例では、弾性膜５０及び下電極膜６０が振動板として作用する。

そして、このような圧電素子３００は、本実施形態では、各圧力発生室１２に対応してそれぞれ設けられているため、上述した各圧力発生室１２の列に対応して圧電素子３００の列が２列並設されている。
また、圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０には、圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍から引き出されて各圧電素子３００の列間に対向する領域の弾性膜５０上まで延設される、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続されている。

このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００を密封可能な圧電素子保持部３１を有する封止基板３０が接合されている。また、この封止基板３０には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３２が設けられている。リザーバ部３２は、本実施形態では、封止基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、上述したように、流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。

また、封止基板３０の略中央部、すなわち、圧力発生室１２の列間に対向する領域には、封止基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０の先端部近傍がこの貫通孔３３内で露出されている。このような封止基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。

さらに、封止基板３０の表面、すなわち、封止基板３０の圧電素子保持部３１とは反対側には、圧電素子３００を駆動するための駆動部を有する駆動ＩＣ１１０（第１の駆動ＩＣ１１０Ａ，第２の駆動ＩＣ１１０Ｂ）が実装されている。具体的には、封止基板３０には、各圧電素子３００と駆動ＩＣ１１０とを接続するための配線１２０（第１配線部１２１、第２配線部１２２）が所定パターンで形成され、この配線１２０上に駆動ＩＣ１１０が実装されている。例えば、本実施形態では、この駆動ＩＣ１１０は、フリップチップ実装により配線１２０と電気的に接続されている。なお、圧電素子３００から引き出されたリード電極９０と第１配線部１２１とは、封止基板３０の貫通孔３３内に延設される連結配線１１１によって接続されている。また、封止基板３０の一端部に延設された第２配線部１２２には、例えば、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）等の外部配線１３０を介して配線基板１４０が接続されている。この配線基板１４０には、例えば、外部からコネクタ（図示なし）が接続され、パソコン等の外部端末からコネクタを介して印刷データが入力されるようになっている。そして、このような配線基板１４０では、印刷データを駆動信号に変換し、その変換した駆動信号を外部配線１３０を介して封止基板３０上の各駆動ＩＣ１１０に入力するようになっている。

また、配線基板１４０上には、信号制御回路デバイス２００が設けられている。そして、配線基板１４０内で印刷データを変換した駆動信号は、信号制御回路デバイス２００を介して封止基板３０上の第２配線部１２２に供給され、更に、各駆動ＩＣ１１０に入力されるようになっている。
なお、本発明でいう駆動信号とは、例えば、駆動電源信号（ＶＤＤ）及びグランド信号（ＧＮＤ）等の駆動ＩＣを駆動させるための駆動系信号のほか、シリアル信号（ＳＩ）、あるいはクロック信号（ＳＣＬＫ）、ラッチ信号（ＬＡＴ）等の各種制御系信号を含む。このような駆動信号は、各駆動ＩＣ１１０に入力されると、例えば、印刷データに基づいて選択された所定の圧電素子３００に印加されるようになっている。なお、図９では、配線パターン１２０のレイアウトや各種パッドの数等を一部省略しているため、実際とは異なっている。また、本発明でいう制御データとは、各圧電素子３００の駆動を制御するデータであり、例えば、印刷データに基づいて各圧電素子３００に対して駆動信号を選択的に供給するためのデータである。

そして、このようなインクジェット式記録ヘッドＩＪＨでは、図示しない外部インク供給手段と接続したインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ１１０Ａ，１１０Ｂによって、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０とに駆動電圧を印加し、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。

図１０は、上記のインクジェット式記録ヘッドにおける部分拡大図（（ａ）平面図、（ｂ）断面図）であり、圧電素子３００と封止基板３０上の配線１２０との接続部（連結配線１１１）を拡大して示している。

図１０において、前述したように、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上に封止基板３０が接合され、この封止基板３０上の配線１２０上に駆動ＩＣ１１０（第１の駆動ＩＣ１１０Ａ，第２の駆動ＩＣ１１０Ｂ）が実装されている。流路形成基板１０上には、圧電素子３００から引き出されたリード電極９０が形成され、その先端部が封止基板３０に設けられた貫通孔３３内で露出している。そして、そのリード電極９０の露出部分と封止基板３０上の配線１２０（第１配線部１２１）とが連結配線１１１によって電気的に接続されている。

本実施形態では、封止基板３０における貫通孔３３の周囲の隔壁が傾斜面３０ａを有しており、この傾斜面３０ａ上に連結配線１１１が形成されている。傾斜面３０ａは、流路形成基板１０の表面と封止基板３０の表面との間の段差（例えば４００μｍ）に応じて形成されており、その傾斜角度（流路形成基板１０の表面と傾斜面３０ａとの間の角度）はなるべく小さいのが好ましい。

連結配線１１１は、傾斜面３０ａ上を通り、一端部が流路形成基板１０上のリード電極９０上に配され、他端部が封止基板３０上の第１配線部１２１上に配されている。また、連結配線１１１は、所定の幅、所定のピッチ等を含むパターンに基づいて、圧電素子３００の各々に配設されている。

また、連結配線１１１は、封止基板３０における傾斜面３０ａ上に形成される下地膜１１１ａと、下地膜１１１ａ上に形成されるメッキ膜１１１ｂとを含む。下地膜１１１ａは、封止基板３０における傾斜面３０ａに形成されたバリヤ層（バリヤメタル）と、バリア層の表面に形成されたシード層（シード電極）とによって構成されている。バリヤ層は、メッキ膜１１１ｂの構成材料の拡散を防止するものであり、ＴｉＷ（チタンタングステン）やＴｉＮ（チタンナイトライド）、ＴａＮ（タンタルナイトライド）等からなる。一方、シード層は、後述するメッキ膜１１１ｂをメッキ処理によって形成する際の電極になるものであり、ＣｕやＡｕ、Ａｇ等からなる。メッキ膜１１１ｂは、ＣｕやＷ等の電気抵抗の低い導電材料からなる。なお、ｐｏｌｙ−Ｓｉ（ポリシリコン）にＢやＰ等の不純物をドープした導電材料によりメッキ膜１１１ｂを形成する等により、上述したバリヤ層を不要とすることが可能である。

図１１（ａ）〜（ｃ）は、上記のインクジェット式記録ヘッドの製造方法の一例を示す図であり、特に、上記連結配線１１１の形成プロセスを示している。
この連結配線１１１の形成プロセスは、下地膜形成工程と、パターニング工程と、メッキ工程とを含む。

まず、図１１（ａ）に示すように、下地膜１１１ａを形成する。具体的には、下地膜１１１ａにおけるバリヤ層を形成し、その上にシード層を形成する。バリヤ層およびシード層の形成には、例えば真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等のＰＶＤ（Phisical Vapor Deposition）法や、ＣＶＤ法、ＩＭＰ（イオンメタルプラズマ）法、無電解メッキ法などを用いることができる。本実施形態では、下地膜１１１ａの形成領域が段差を含むものの、その段差部分に傾斜面３０ａが形成されているから、その傾斜面３０ａ上に下地膜１１１ａが良好に形成される。

次に、図１１（ｂ）に示すように、連結配線１１１（メッキ膜１１１ｂ）の形成領域をパターニングする。
具体的には、まず、封止基板３０の表面を含む流路形成基板１０の表面全体にレジストを塗布する。レジストとしては、メッキ用液体レジストまたはドライフィルムなどを採用することができる。なお、レジストは、後述の工程で用いるメッキ液およびエッチング液に対して耐性を持つことが必要である。レジストの塗布は、例えば、スピンコート法、ディっピング法、インクジェット法、ディスペンス法、スプレーコート法などによって行うことができる。レジストを塗布した後にプリベークを行うのが好ましい。本実施形態では、レジスト膜１５０の塗布領域が段差を含むものの、その段差部分に傾斜面３０ａが形成されているから、その傾斜面３０ａ上にレジスト膜１５０が良好に形成される。

続いて、形成すべきメッキ膜１１１ｂの平面形状に応じてレジスト膜１５０をパターニングする。具体的には、所定のパターンが形成されたマスクを用いて露光処理及び現像処理を行い、レジスト膜１５０に所望形状の開口部１５０ａ，１５０ｂを形成する。

ここで、図１２は、傾斜面３０ａを含む領域に対する露光処理の様子を模式的に示す図である。
図１２に示すように、本例では、マスクＭ３のパターンに対して複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，…Ｂ７）が設定されている。複数のブロック領域（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，…Ｂ７）は、露光装置ＥＸＰの焦点深度と基板１０の表面高さ形状とに基づいて設定されている。具体的には、平坦部に対応するブロック領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ６，Ｂ７に比べて、傾斜面３０ａに対応するブロック領域Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５が細く設定されている。

露光装置ＥＸＰは、マスクＭ３における各ブロック領域に露光光ＥＬを照射するとともに、その各ブロック領域ごとに焦点位置を変化させる。これにより、各ブロック領域ごとに基板１０の表面が焦点深度内におさまり、連結配線１１１（図１１参照）のパターン像が高精度に基板１０上のレジスト膜１５０に転写される。

そして、この露光処理の後にレジスト膜１５０に対して現像処理を行うことにより、図１１（ｂ）に示すように、形成すべきメッキ膜１１１ｂの平面形状に応じてレジスト膜１５０がパターニングされ、レジスト膜１５０に所望形状の開口部１５０ａ，１５０ｂが形成される。

次に、図１１（ｃ）に示すように、このレジスト膜１５０をマスクとしてメッキ処理を行う。すなわち、レジスト膜１５０に設けられた開口部１５０ａ，１５０ｂに、メッキ処理を用いて導電材料を充填してメッキ膜１１１ｂを形成する。メッキ処理には、例えば電気化学プレーティング（ＥＣＰ）法を用いることができる。なお、メッキ処理における電極として、下地膜１１１ａを構成するシード層を用いる。続いて、剥離液等を用いてレジスト膜１５０を剥離（除去）する。なお、剥離液にはオゾン水等を用いることができる。続いて、メッキ膜１１１ｂが形成されなかった領域において露出状態の下地膜１１１ａをドライエッチング等によって除去する。

以上の工程により、図１１（ｄ）に示すように、流路形成基板１０上のリード電極９０と封止基板３０上の配線１２０（第１配線部１２１）とを電気的に接続する連結配線１１１が形成される。なお、必要に応じて、連結配線１１１を覆うように封止膜あるいは保護膜を形成するとよい。

本例によれば、接続対象であるリード電極９０と第１配線部１２１との間に段差があるものの、その段差部分に形成された傾斜面３０ａを介することで、メッキ処理などの簡素な処理を用いて確実に連結配線１１１を形成することができる。すなわち、垂直面に配線を形成する場合などに比べて、配線形成が容易かつ確実である。

さらに、本例では、連結配線１１１の形成領域が比較的大きい凹凸（リード電極９０と第１配線部１２１との間の段差、傾斜面３０ａ）を含むものの、連結配線１１１用のマスクパターンを複数のブロック領域に分け、その複数のブロック領域の各々ごとに焦点位置を変化させて、焦点ずれが比較的小さいパターン転写（露光処理）を行うから、高精度に連結配線１１１を形成することができる。

ここで、メッキ処理は、一括で複数の配線を形成することが可能であり、またフォトリソグラフィ技術との組み合わせにより、ワイヤボンディング法に比べて配線ピッチの微細化（例えば、１００μｍ以下）を図ることが可能である。さらに、本例では、接続対象の電極９０あるいは配線１２０上に配線材料を直接配置して連結配線１１１を形成することから、信頼性の高い電気的接続が可能となる。その結果、本例では、配線形成の処理の簡素化や配線ピッチの微細化並びに電気的接続の信頼性の向上が図られる。

なお、上記した例ではレジスト膜１５０の開口部１５０ａ，１５０ｂに充填する形でメッキ膜１１１ｂを形成したがこれに限らない。例えば、メッキ膜１１１ｂを基板１０及び３０の全面に形成し、その後パターニングすることにより所望パターンのメッキ膜１１１ｂ（配線１１１）を形成してもよい。

また、封止基板３０の傾斜面３０ａは、例えば、特開２００４−７４４２８号公報、特開２００４−６６５３７号公報等に記載の異方性エッチングを用いて形成することができる。
また、図１３に示すように、封止基板３０の開口部（貫通孔３３）の内壁面に、樹脂等の別部材からなる絶縁部１６０を設けることにより斜面１６０ａを形成してもよい。絶縁部１６０の形成材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ；benzocyclobutene）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ；polybenzoxazole）等の樹脂が挙げられる。絶縁部１６０は、液状樹脂をポッティングにより形成してもよいし、ドライフィルムを固着することにより形成してもよい。あるいは、流路形成基板１０上の全面に絶縁部１６０の材料を配置した後に、パターニングにより絶縁部１６０を形成してもよい。この場合、重力等により、封止基板３０の側面高さに応じて材料が斜めに配置され、その結果、傾斜面１６０ａを有する絶縁部１６０が形成される。

上記のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。

図１４は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
図１４に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車及びタイミングベルト７を介してキャリッジに伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上に搬送されるようになっている。

なお、液体噴射ヘッドの適用例として、印刷媒体に所定の画像や文字を印刷するインクジェット式記録ヘッドについて説明したが、本発明はこれに限定されない。液体噴射ヘッドとしては、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機噴射ヘッド等、他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明のパターン転写方法の概念を模式的に示す図。 図１に示すＡ−Ａ断面図。 本発明のパターン転写方法に好ましく用いられる露光装置の構成例を示す図。 マスクの一例を示す模式的な斜視図。 マスクの他の形態例を示す模式的な斜視図。 マスクの変形例を示す模式的な平面図。 ブロック領域の設定方法を説明するための図。 ブロック領域の設定方法を説明するための図。 インクジェット式記録ヘッドの概略を示す図（（ａ）平面図、（ｂ）断面図）。 インクジェット式記録ヘッドにおける部分拡大図（（ａ）平面図、（ｂ）断面図）。 インクジェット式記録ヘッドの製造方法の一例を示す図。 傾斜面を含む領域に対する露光処理の様子を模式的に示す図。 インクジェット式記録ヘッドの製造方法の変形例を示す図。 インクジェット式記録装置の一例を示す概略図。

符号の説明

ＥＸＰ…露光装置、Ｐ…基板、Ｍ，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…マスク、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４…ブロック領域、ＬＡ…光軸、ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３，ＰＡ４…基板上の領域、ＥＬ…露光光、ＩＪＨ…インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、１Ａ，１Ｂ…記録ヘッドユニット、１０…流路形成基板、１２…圧力発生室、１１１…連結配線、９０…リード電極、１２０…配線、１５０…レジスト膜、１５０ａ，１５０ｂ…開口部、３００…圧電素子、５０１…光源、５０２…遮光部材、５０３…マスクステージ、５０４…結像光学系、５０５…基板ステージ、５１０…制御装置、５２０…パターン領域。

Claims (10)

1. 露光装置を用いた光照射によってマスクに形成されたパターンを基板に転写する方法であって、
   前記露光装置の焦点深度と前記基板の表面高さ形状とに基づいて、前記パターンに対して複数のブロック領域を設定する工程と、
   前記パターンにおける前記複数のブロック領域の各々ごとに、焦点位置を変化させながら前記光照射を行う工程とを有することを特徴とするパターン転写方法。
2. 前記マスクにおける前記複数のブロック領域が互いに接していることを特徴とする請求項１に記載のパターン転写方法。
3. 前記マスクにおける前記複数のブロック領域が互いに離間していることを特徴とする請求項１に記載のパターン転写方法。
4. 前記複数のブロック領域は、大きさが互いに異なる複数のブロック領域を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のパターン転写方法。
5. 前記複数のブロック領域のそれぞれの大きさは、各ブロック領域に対応する前記基板上の領域内での表面高さの変化量が前記焦点深度以下となるように定められることを特徴とする請求項４に記載のパターン転写方法。
6. 前記基板における前記表面高さの変化量が比較的小さい領域に対応するブロック領域は比較的大きく、前記基板における前記表面高さの変化量が比較的大きい領域に対応するブロック領域は比較的小さいことを特徴とする請求項５に記載のパターン転写方法。
7. 遮光部材を用いて前記マスクに対する光照射領域を規定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のパターン転写方法。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載のパターン転写方法を用いることを特徴する電子装置の製造方法。
9. 前記電子装置は、液体噴射ヘッド、マイクロマシンを含むことを特徴とする請求項８に記載の電子装置の製造方法。
10. 請求項８に記載の製造方法で製造された液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置。
    

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