JP2009226845A - Production method of inkjet recording head and production method of microstructure - Google Patents

Production method of inkjet recording head and production method of microstructure Download PDF

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Kenji Fujii
謙児 藤井
Yoshinori Tagawa
義則 田川
Hiroyuki Murayama
裕之 村山
Taichi Yonemoto
太地 米本
Makoto Watanabe
渡辺  誠
Junichi Kobayashi
順一 小林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method of an inkjet recording head (or a mircostructure) capable of accurately forming a microstructure (an ink discharge opening, etc.) of desired shape for a resin 9 to be coated. <P>SOLUTION: The production method of the inkjet recording head (or the microstructure) consists of forming a mold pattern of an ink passage on a substrate 1 formed with an ink-discharge energy generating element 2, coating with the resin 9 to be coated and thereafter forming the ink passage by dissolving the mold pattern to be removed, wherein the production method has at least the step for carrying out a pattern exposure using the i line for the resin 9 to be coated and also at least a part (a resin layer (2)6) of the mold pattern of the ink passage is formed by a positive type photosensitivity resist having the absorbance in the wavelength of 365 nm of 0.1 or above or a positive type photosensitive resist for the i line containing diazonaphthoquinone. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど種々の被記録媒体に記録するためのインクジェット記録ヘッドの製造方法、及び、所望パターンを有する微細構造体の製造方法に関する。特に本発明は、高画質を可能とする微小な液滴を安定して吐出し、更に高速記録を実現できるインクジェット記録ヘッドを製造する方法に関する。なお、本発明において「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味する。   The present invention relates to a method for manufacturing an ink jet recording head for recording on various recording media such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, and a fine structure having a desired pattern. It relates to the manufacturing method. In particular, the present invention relates to a method for manufacturing an ink jet recording head capable of stably discharging minute droplets capable of high image quality and realizing high-speed recording. In the present invention, “recording” means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a recording medium but also giving an image having no meaning such as a pattern.

一般的なインクジェット記録ヘッドとして、インク吐出エネルギー発生素子面に対してインクが垂直方向に吐出するインクジェット記録ヘッドがある。また近年、インクジェット記録ヘッドの小型化、高密度化に伴い、基板内に半導体製造技術を用いて、インク吐出エネルギー発生素子を駆動するための電気制御回路を内蔵させる方法が提案されている。このようなインクジェット記録ヘッドは、基板裏面より基板を貫通させて共通インク供給口を形成し、複数のインク吐出口(ノズル)に対して共通インク供給口からインクを供給する構造になっている。   As a general ink jet recording head, there is an ink jet recording head in which ink is ejected in a direction perpendicular to an ink ejection energy generating element surface. In recent years, with the miniaturization and high density of ink jet recording heads, a method of incorporating an electric control circuit for driving an ink ejection energy generating element in a substrate using a semiconductor manufacturing technique has been proposed. Such an ink jet recording head has a structure in which a common ink supply port is formed by penetrating the substrate from the back side of the substrate, and ink is supplied from the common ink supply port to a plurality of ink discharge ports (nozzles).

特許文献1には、上記構造を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法が開示されている。また、その製造方法の一工程として、シリコン基板上に形成した溶解除去可能な樹脂層(型パターン)を溶出することにより流路を形成する工程が例示されている。   Patent Document 1 discloses a method for manufacturing an ink jet recording head having the above structure. In addition, as a step of the manufacturing method, a step of forming a flow path by eluting a resin layer (mold pattern) that can be dissolved and removed formed on a silicon substrate is exemplified.

特許文献2には、異なる感光波長領域を有する2種類のポジ型感光性材料を用いて2段構成の型パターンを形成することにより、流路の3次元方向の形状変更を実現する工程が例示されている。この方法によれば、流路の形状を最適化して、高速にてメニスカスの振動を抑えてインクを再充填可能なインクジェット記録ヘッドを提供できる。   Patent Document 2 exemplifies a process for changing the shape of a flow path in a three-dimensional direction by forming a two-stage mold pattern using two types of positive photosensitive materials having different photosensitive wavelength regions. Has been. According to this method, it is possible to provide an ink jet recording head that can refill ink by optimizing the shape of the flow path, suppressing meniscus vibration at high speed.

特許文献2では、2種類のポジ型感光性材料として、メタクリル酸エステルを主成分とするポジ型感光材料や、ポリメチルイソプロペニルケトンを主成分をとするポジ型感光材料が使用されている。これらの材料は、i線(365nm)に対する吸収が無い。図5は、ポリメチルイソプロペニルケトンを主成分とするポジ型フォトレジスト(東京応化工業製、商品名ODUR)と、ポリメチルメタクリレート(PMMA)の吸収波長を示すグラフである。このグラフに示される通り、365nmの波長領域に吸収は見られない。
特開平9−11479号公報 特開2004−042389号公報
In Patent Document 2, a positive photosensitive material mainly composed of methacrylic acid ester and a positive photosensitive material mainly composed of polymethylisopropenyl ketone are used as two types of positive photosensitive materials. These materials do not absorb i-line (365 nm). FIG. 5 is a graph showing absorption wavelengths of a positive photoresist (trade name ODUR, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) mainly composed of polymethylisopropenyl ketone and polymethyl methacrylate (PMMA). As shown in this graph, no absorption is observed in the wavelength region of 365 nm.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-11479 JP 2004-042389 A

特許文献1及び特許文献2においては、型パターンを形成した後、その上にネガ型レジストである被覆樹脂層を形成し、i線を用いたパターン露光及び現像を行うことによりインク吐出口を形成している。しかしながら、この工程において、インク吐出口が変形し、所定の吐出口面積が得られない場合がある。この問題は、露光量を少なくすれば抑制できる傾向にある。ただし、最低限、被覆樹脂層(ネガ型レジスト)を硬化させる露光量が必要であり、その最低露光量であってもこの問題が発生する場合がある。   In Patent Document 1 and Patent Document 2, after forming a mold pattern, a coating resin layer that is a negative resist is formed thereon, and pattern exposure and development using i-line are performed to form an ink discharge port. is doing. However, in this step, the ink discharge port may be deformed and a predetermined discharge port area may not be obtained. This problem tends to be suppressed by reducing the exposure amount. However, at least, an exposure amount for curing the coating resin layer (negative resist) is necessary, and this problem may occur even at the minimum exposure amount.

本発明は、以上のような課題を解決すべくなされたものである。すなわち、本発明の目的は、被覆樹脂に所望形状の微細構造(インク吐出口等)を精度良く形成し、印字濃度ムラの発生を抑制し、良好な記録が可能なインクジェット記録ヘッドを製造できる方法を提供することにある。さらに、本発明の目的は、被覆樹脂に所望形状の微細構造を精度良く形成できる微細構造体の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an ink jet recording head capable of accurately forming a fine structure (ink discharge port or the like) having a desired shape on a coating resin, suppressing occurrence of uneven printing density, and capable of good recording. Is to provide. Furthermore, the objective of this invention is providing the manufacturing method of the microstructure which can form the microstructure of desired shape in coating resin with sufficient precision.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、特定のポジ型レジストを用いて型パターンを形成することが非常に有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that it is very effective to form a mold pattern using a specific positive resist, and have completed the present invention. It was.

すなわち、本発明は、インク吐出エネルギー発生素子を形成した基板上にインク流路の型パターンを形成し、該型パターンを被覆樹脂で被覆し、その後、該型パターンを溶解除去することによりインク流路を形成するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記被覆樹脂に対してi線を用いたパターン露光を行なう工程を少なくとも有し、かつ前記インク流路の型パターンの少なくとも一部を、波長365nmの吸光度が0.1以上となるポジ型感光性レジストにより形成することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法である。   That is, according to the present invention, an ink flow path is formed by forming a mold pattern of an ink flow path on a substrate on which an ink discharge energy generating element is formed, covering the mold pattern with a coating resin, and then dissolving and removing the mold pattern. In the method of manufacturing an ink jet recording head for forming a path, the method includes at least a step of performing pattern exposure using i-line on the coating resin, and at least part of the mold pattern of the ink flow path has a wavelength of 365 nm. An ink jet recording head manufacturing method comprising forming a positive photosensitive resist having an absorbance of 0.1 or more.

さらに、本発明は、インク吐出エネルギー発生素子を形成した基板上にインク流路の型パターンを形成し、該型パターンを被覆樹脂で被覆し、その後、該型パターンを溶解除去することによりインク流路を形成するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記被覆樹脂に対してi線を用いたパターン露光を行なう工程を少なくとも有し、かつ前記インク流路の型パターンの少なくとも一部を、ジアゾナフトキノンを含有するi線用ポジ型感光性レジストにより形成することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法である。   Further, according to the present invention, an ink flow path is formed by forming a mold pattern of an ink flow path on a substrate on which an ink ejection energy generating element is formed, covering the mold pattern with a coating resin, and then dissolving and removing the mold pattern. In the method of manufacturing an ink jet recording head for forming a path, the method has at least a step of performing pattern exposure using i-line on the coating resin, and at least part of the mold pattern of the ink flow path is made of diazonaphthoquinone. An ink jet recording head manufacturing method comprising: forming a positive photosensitive resist for i-line contained therein.

さらに、本発明は、基板上に上層と下層からなる型パターンを形成し、該型パターンを被覆樹脂で被覆し、その後、該型パターンを溶解除去する微細構造体の製造方法において、前記被覆樹脂に対してi線を用いたパターン露光を行なう工程を少なくとも有し、かつ前記型パターンの上層と下層のどちらか一方を、波長365nmの吸光度が0.1以上となるポジ型感光性レジストにより形成することを特徴とする微細構造体の製造方法である。   Furthermore, the present invention provides a method for producing a microstructure in which a mold pattern consisting of an upper layer and a lower layer is formed on a substrate, the mold pattern is coated with a coating resin, and then the mold pattern is dissolved and removed. And forming at least one of the upper layer and the lower layer of the mold pattern with a positive photosensitive resist having an absorbance at a wavelength of 365 nm of 0.1 or more. This is a method for manufacturing a fine structure.

さらに、本発明は、基板上に上層と下層からなる型パターンを形成し、該型パターンを被覆樹脂で被覆し、その後、該型パターンを溶解除去する微細構造体の製造方法において、前記被覆樹脂に対してi線を用いたパターン露光を行なう工程を少なくとも有し、かつ前記型パターンの上層と下層のどちらか一方を、ジアゾナフトキノンを含有するi線用ポジ型感光性レジストにより形成することを特徴とする微細構造体の製造方法である。   Furthermore, the present invention provides a method for producing a microstructure in which a mold pattern consisting of an upper layer and a lower layer is formed on a substrate, the mold pattern is coated with a coating resin, and then the mold pattern is dissolved and removed. And at least a step of performing pattern exposure using i-line, and forming either the upper layer or the lower layer of the mold pattern with a positive photosensitive resist for i-line containing diazonaphthoquinone. It is the manufacturing method of the featured micro structure.

本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法によれば、被覆樹脂に所望形状の微細構造(インク吐出口等)を精度良く形成し、印字濃度ムラの発生を抑制し、良好な記録が可能なインクジェット記録ヘッドが得られる。特に、被覆樹脂にインク吐出口を形成する場合は、所定の吐出口面積で精度良く形成できるので、印字濃度ムラの発生の抑制の点で非常に有効である。   According to the method for manufacturing an ink jet recording head of the present invention, ink jet recording capable of forming a fine structure (ink discharge port or the like) having a desired shape with high accuracy in a coating resin, suppressing occurrence of uneven printing density, and performing good recording. A head is obtained. In particular, when the ink discharge port is formed in the coating resin, it can be accurately formed with a predetermined discharge port area, which is very effective in suppressing the occurrence of uneven print density.

また、本発明の微細構造体の製造方法によれば、被覆樹脂に所望形状の微細構造を精度良く形成できる。   Moreover, according to the manufacturing method of the fine structure of the present invention, a fine structure having a desired shape can be accurately formed in the coating resin.

上記の効果が得られる理由は、被覆樹脂に対してi線を用いたパターン露光を行なう際に、i線が他の部材(シリコン基板等)で反射して被覆樹脂の露光不要部分も露光してしまうという現象が、型パターンのi線吸収によって抑制される点にあると考えられる。例えば、被覆樹脂がネガ型レジストからなる場合は、被覆樹脂の露光不要部分は除去予定部分(非硬化部分)である。そして、従来技術においては、その除去予定部分が反射光により硬化して除去し難くなる場合があり、パターンの精度低下という問題が生じる。一方、本発明においては、i線が型パターンに吸収されて基板まで達し難くなり、また基板からの反射光も吸収されるので、微細構造(インク吐出口等)を精度良く形成できる。しかも本発明では、他の微細構造(インク流路等)を形成する為の型パターンがi線を吸収するので、特定の反射防止膜を設ける場合と比較して、製造工程も簡易である。   The reason why the above effect can be obtained is that when pattern exposure using i-line is performed on the coating resin, the i-line is reflected by another member (silicon substrate, etc.) to expose the unnecessary portion of the coating resin. This phenomenon is considered to be suppressed by the i-line absorption of the mold pattern. For example, when the coating resin is made of a negative resist, the exposure unnecessary portion of the coating resin is a portion to be removed (non-cured portion). In the conventional technique, the portion to be removed may be hardened by the reflected light and may be difficult to remove, which causes a problem that the accuracy of the pattern is lowered. On the other hand, in the present invention, the i-line is absorbed by the mold pattern and hardly reaches the substrate, and the reflected light from the substrate is also absorbed, so that a fine structure (such as an ink discharge port) can be formed with high accuracy. In addition, in the present invention, since the mold pattern for forming another fine structure (ink flow path or the like) absorbs i-line, the manufacturing process is simple as compared with the case where a specific antireflection film is provided.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図4は、本発明の方法により製造するインクジェット記録ヘッドの一例を示す模式的部分断面図である。このインクジェット記録ヘッド(液体吐出ヘッド)の基板1上には、インク吐出エネルギー発生素子2が所定のピッチで二列並んで形成され、さらにインク流路16の壁を構成する被覆樹脂9が積層されている。この被覆樹脂9の微細構造が壁となり、各インク吐出エネルギー発生素子2上に個別にインク(液体)を充填する為の流路であるインク流路16が構成される。このインク流路16は、基板上の流路形成予定部分に溶解除去可能な型パターンを形成し、これを除去することにより形成された微細構造の空間である。また、被覆樹脂9には、貫通孔であるインク吐出口11が形成されている。各インク吐出口11の位置は、各インク吐出エネルギー発生素子2の位置に対応しており、各インク吐出エネルギー発生素子2の上方の壁を開口するように形成されている。また、基板1のインク吐出エネルギー発生素子2の二列の間の位置には、インク供給口13が形成されている。そして、このインク供給口13、インク流路16およびインク吐出口11は互いに連通している。   FIG. 4 is a schematic partial sectional view showing an example of an ink jet recording head manufactured by the method of the present invention. On the substrate 1 of the ink jet recording head (liquid discharge head), the ink discharge energy generating elements 2 are formed in two rows at a predetermined pitch, and a coating resin 9 constituting the wall of the ink flow path 16 is laminated. ing. The fine structure of the coating resin 9 serves as a wall, and an ink flow path 16 that is a flow path for individually filling ink (liquid) on each ink discharge energy generating element 2 is formed. The ink flow path 16 is a space having a fine structure formed by forming a mold pattern that can be dissolved and removed in a flow path formation scheduled portion on the substrate and removing the mold pattern. Further, the coating resin 9 is formed with an ink discharge port 11 which is a through hole. The position of each ink discharge port 11 corresponds to the position of each ink discharge energy generating element 2 and is formed so as to open a wall above each ink discharge energy generating element 2. An ink supply port 13 is formed at a position between the two rows of the ink discharge energy generating elements 2 on the substrate 1. The ink supply port 13, the ink flow path 16, and the ink discharge port 11 communicate with each other.

このインクジェット記録ヘッドは、インク吐出口11が形成された面が被記録媒体の記録面に対面するように配置される。そして、インク供給口13から供給されたインクは、各インク流路16内に充填され、インク吐出エネルギー発生素子2から吐出エネルギーが加わるとインク吐出口11からインク液滴が吐出され、被記録媒体に付着し、記録が行なわれる。   This ink jet recording head is arranged so that the surface on which the ink discharge ports 11 are formed faces the recording surface of the recording medium. The ink supplied from the ink supply port 13 is filled in each ink flow path 16, and when discharge energy is applied from the ink discharge energy generating element 2, ink droplets are discharged from the ink discharge port 11, and the recording medium And recording is performed.

[第1の実施形態]
図1(A)〜(H)は、本発明の第1の実施形態の各工程を示す模式的断面図である。これら各図は、図4のA−A'部を切断した断面図に相当する。本実施形態は、溶解除去可能な2種類の樹脂からなる型パターン(2段構成の型パターン)を形成する場合の例である。
[First Embodiment]
1A to 1H are schematic cross-sectional views showing the steps of the first embodiment of the present invention. Each of these figures corresponds to a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. This embodiment is an example in the case of forming a mold pattern (a two-stage mold pattern) made of two types of resins that can be dissolved and removed.

まず、図1(A)に示すように、インク吐出エネルギー発生素子2を形成した基板1を用意する。特に本実施形態においては、シリコン基板1上に、犠牲層15、絶縁層(熱酸化膜)5、シリコン酸化膜3、インク吐出エネルギー発生素子2、シリコン窒化膜4、耐キャビテーション膜(タンタル膜)14等の所定パターンの各膜を形成したものを用いる。各膜はフォトリソグラフィー技術により形成されたものである。   First, as shown in FIG. 1A, a substrate 1 on which an ink ejection energy generating element 2 is formed is prepared. In particular, in this embodiment, a sacrificial layer 15, an insulating layer (thermal oxide film) 5, a silicon oxide film 3, an ink ejection energy generating element 2, a silicon nitride film 4, and a cavitation resistant film (tantalum film) are formed on the silicon substrate 1. What formed each film | membrane of predetermined patterns, such as 14, is used. Each film is formed by a photolithography technique.

次に、図1(B)に示すように、シリコン窒化膜4上にノズル密着向上層7を形成し、その後所定のパターニングを行う。ノズル密着向上層7は、後述する被覆樹脂9との密着性を向上させる役割を担う層である。ノズル密着向上層7は、例えば、熱可塑性ポリエーテルアミド等の熱可塑性樹脂からなることが好ましい。ノズル密着向上層7の形成方法としては、例えば、スピンコート等により塗布する方法がある。ノズル密着向上層7をパターニングする方法としては、例えば、ポジ型レジストを利用して露光・現像を行なう方法がある。   Next, as shown in FIG. 1B, a nozzle adhesion improving layer 7 is formed on the silicon nitride film 4, and then predetermined patterning is performed. The nozzle adhesion improving layer 7 is a layer that plays a role of improving adhesion with the coating resin 9 described later. The nozzle adhesion improving layer 7 is preferably made of a thermoplastic resin such as thermoplastic polyetheramide. As a method for forming the nozzle adhesion improving layer 7, for example, there is a method of coating by spin coating or the like. As a method of patterning the nozzle adhesion improving layer 7, for example, there is a method of performing exposure and development using a positive resist.

次に、図1(C)に示すように、インク吐出エネルギー発生素子2等の各膜が形成された基板1上に、溶解可能な樹脂層(1)8および溶解可能な樹脂層(2)6を形成する。本実施形態においては、樹脂層(1)8がインク流路の型パターンの下層に相当し、樹脂層(2)6がインク流路の型パターンの上層に相当し、2段構成の型パターンになっている。このような下層と上層でパターン形状の異なる2段構成の型パターンを用いれば、インク流路の高さ方向も含めた3次元的な形状を最適化してインクジェット記録性能を向上することができる。そして、本発明においては、型パターンの少なくとも一部を、波長365nmの吸光度が0.1以上となるポジ型感光性レジスト、または、ジアゾナフトキノン(DNQ)を含有するi線用ポジ型感光性レジストにより形成する。例えば、本実施形態のように型パターンが上層と下層からなる場合は、その上層と下層のどちらか一方を上記特定のポジ型感光性レジストで形成すればよい。   Next, as shown in FIG. 1C, a dissolvable resin layer (1) 8 and a dissolvable resin layer (2) are formed on the substrate 1 on which each film such as the ink discharge energy generating element 2 is formed. 6 is formed. In this embodiment, the resin layer (1) 8 corresponds to the lower layer of the ink flow path mold pattern, and the resin layer (2) 6 corresponds to the upper layer of the ink flow path mold pattern. It has become. If such a two-stage pattern pattern having different pattern shapes is used for the lower layer and the upper layer, the three-dimensional shape including the height direction of the ink flow path can be optimized and the ink jet recording performance can be improved. In the present invention, at least a part of the mold pattern is a positive photosensitive resist whose absorbance at a wavelength of 365 nm is 0.1 or more, or a positive photosensitive resist for i-line containing diazonaphthoquinone (DNQ). To form. For example, when the mold pattern is composed of an upper layer and a lower layer as in this embodiment, one of the upper layer and the lower layer may be formed of the specific positive photosensitive resist.

具体的には、本実施形態では、基板1上に、従来のポジ型感光性レジストをスピンコート等で塗布し、必要に応じてベークを行って、溶解可能な樹脂層(1)8を形成する。ここで、従来のポジ型感光性レジストとは、i線(356nm)の吸収波長を有していない
レジストを意味する。また、ベーク温度は80℃〜150℃の範囲内が好ましく、パターニン性及び除去性を考慮して適宜設定すればよい。
Specifically, in this embodiment, a conventional positive photosensitive resist is applied onto the substrate 1 by spin coating or the like, and baked as necessary to form a soluble resin layer (1) 8. To do. Here, the conventional positive photosensitive resist means a resist having no i-line (356 nm) absorption wavelength. Further, the baking temperature is preferably in the range of 80 ° C. to 150 ° C., and may be set as appropriate in consideration of the patterning property and removability.

次に、この樹脂層(1)8の上に、波長365nmの吸光度が0.1以上となるポジ型感光性レジスト、または、ジアゾナフトキノンを含有するi線用ポジ型感光性レジストをスピンコート等で塗布し、必要に応じてベークを行なう。これにより、溶解可能な樹脂層(2)6が形成される。ベーク温度については上記と同様である。そして、この樹脂層(2)6に対してi線を用いたパターン露光及び現像を行なうことにより、型パターンの上層を形成する。i線を用いたパターン露光は、例えばi線ステッパ−を用いて行なえばよ
い。なお、下層の樹脂層(1)8はi線(356nm)の吸収波長を有していないので、
上層のパターン露光時において下層の膜べりは生じない。
Next, on the resin layer (1) 8, a positive photosensitive resist having an absorbance at a wavelength of 365 nm of 0.1 or more, or a positive photosensitive resist for i-line containing diazonaphthoquinone is spin-coated, etc. Apply as necessary and bake as necessary. Thereby, the meltable resin layer (2) 6 is formed. The baking temperature is the same as described above. Then, an upper layer of the mold pattern is formed by performing pattern exposure and development using i-line on the resin layer (2) 6. Pattern exposure using i-line may be performed using, for example, an i-line stepper. In addition, since the lower resin layer (1) 8 does not have an absorption wavelength of i-line (356 nm),
When the upper layer pattern is exposed, the lower layer is not slipped.

次に、図1(D)に示すように、樹脂層(1)8に対してパターン露光及び現像を行なうことにより、型パターンの下層を形成する。なお、このパターン露光の波長にi線が含
まれている場合は、上層に光が当たらないようにして、上層のパターンくずれを防止する必要がある。この場合、例えば、下層の残しパターン形状の端部が、上層の残しパターン形状の端部よりも外側になるよう製品設計するとよい。
Next, as shown in FIG. 1D, pattern exposure and development are performed on the resin layer (1) 8, thereby forming a lower layer of the mold pattern. When i-line is included in the wavelength of this pattern exposure, it is necessary to prevent the upper layer from being damaged by preventing light from hitting the upper layer. In this case, for example, the product may be designed such that the end portion of the remaining pattern shape of the lower layer is outside the end portion of the remaining pattern shape of the upper layer.

本実施形態においては、上述した通り、下層となる樹脂層(1)8として従来のレジストを用い、上層となる樹脂層(2)6として本発明の特定のレジストを用いている。ただし、本発明はこの実施形態に限定されない。例えば、前者に本発明の特定のレジストを用い、後者に従来のレジストを用いても構わない。ただし、上層のパターン露光の波長にi
線が含まれている場合は下層が若干膜べりするので、予め下層の厚さを厚めに設定しておくことが好ましい。
In this embodiment, as described above, a conventional resist is used as the lower resin layer (1) 8, and the specific resist of the present invention is used as the upper resin layer (2) 6. However, the present invention is not limited to this embodiment. For example, a specific resist of the present invention may be used for the former and a conventional resist may be used for the latter. However, the wavelength of the upper layer pattern exposure is i
When a line is included, the lower layer is slightly slipped, so it is preferable to set the thickness of the lower layer to be thick beforehand.

次に、図1(E)に示すように、上層と下層からなる型パターン[樹脂層(1)8及び樹脂層(2)6]を被覆樹脂9で被覆し、更にこの被覆樹脂9にインク吐出口11を形成する。本実施形態においては、まず、上層と下層からなる型パターン上に、被覆樹脂9をスピンコート等により塗布する。被覆樹脂9としては、ネガ型感光性レジストを用いることが好ましい。次いで、被覆樹脂9に対してi線を用いたパターン露光を行ない、現像することにより、インク吐出口11を形成する。被覆樹脂9がネガ型感光性レジストの場合は、露光部が硬化する。そして、非露光部(例えばフォトマスクにて遮光した未硬化部)は現像処理により除去され、これがインク吐出口11となる。本実施形態においては、この被覆樹脂9に対するパターン露光の際に、型パターンの上層[溶解可能な樹脂層(2)6]がi線を吸収するのでi線がシリコン基板1まで達し難くなり、また、シリコン基板1からの反射光も上層に吸収される。したがって、インク吐出口11の変形を防止でき、所望形状を精度良く形成できる。   Next, as shown in FIG. 1E, a mold pattern [resin layer (1) 8 and resin layer (2) 6] composed of an upper layer and a lower layer is coated with a coating resin 9, and ink is further applied to the coating resin 9. A discharge port 11 is formed. In this embodiment, first, the coating resin 9 is applied by spin coating or the like on a mold pattern composed of an upper layer and a lower layer. As the coating resin 9, it is preferable to use a negative photosensitive resist. Next, the ink ejection port 11 is formed by performing pattern exposure using i-line on the coating resin 9 and developing the pattern resin. When the coating resin 9 is a negative photosensitive resist, the exposed portion is cured. Then, the non-exposed portion (for example, the uncured portion shielded by a photomask) is removed by the development process, and this becomes the ink discharge port 11. In this embodiment, when pattern exposure is performed on the coating resin 9, the upper layer of the mold pattern [dissolvable resin layer (2) 6] absorbs i-line, so that the i-line hardly reaches the silicon substrate 1. Further, the reflected light from the silicon substrate 1 is also absorbed by the upper layer. Therefore, deformation of the ink discharge port 11 can be prevented, and a desired shape can be formed with high accuracy.

次に、図1(F)に示すように、基板1にインク供給口13を形成する。本実施形態においては、まず基板1の裏面の熱酸化膜5をウェットエッチング等によりパターニングし、異方性エッチングの開始面となるシリコン面を露出させる。そして、この露出した面をエッチングすることにより、インク供給口13を形成する。この異方性エッチングとしては、例えば、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)やKOHの強アルカリ溶液によるウェットエッチング法がある。また、ドライエッチングやレーザー等の技術を使用してもかまわない。   Next, as shown in FIG. 1F, an ink supply port 13 is formed in the substrate 1. In this embodiment, first, the thermal oxide film 5 on the back surface of the substrate 1 is patterned by wet etching or the like to expose the silicon surface that is the starting surface for anisotropic etching. Then, the ink supply port 13 is formed by etching the exposed surface. As this anisotropic etching, for example, there is a wet etching method using a strong alkaline solution of TMAH (tetramethylammonium hydroxide) or KOH. Also, techniques such as dry etching and laser may be used.

次に、図1(G)に示すように、インク供給口13の上部のシリコン酸化膜3をウェットエッチングによって除去し、更にシリコン酸化膜4をドライエッチング等によって除去する。   Next, as shown in FIG. 1G, the silicon oxide film 3 above the ink supply port 13 is removed by wet etching, and the silicon oxide film 4 is further removed by dry etching or the like.

次に、図1(H)に示すように、上層と下層からなる型パターン[樹脂層(1)8及び樹脂層(2)6]を溶解除去することにより、インク流路を形成する。この溶解除去の方法としては、例えば次の方法がある。まず、型パターンに対してDeep UV光等を用いた全面露光を行なう。この全面露光により、型パターンの上層及び下層が溶解可能な状態になる。これを現像液に浸漬して溶解し、必要に応じて超音波を印加することにより、溶解した樹脂がインク吐出口11およびインク供給口13から溶出する。これにより図1(H)に示すようなインク流路が形成される。   Next, as shown in FIG. 1H, an ink flow path is formed by dissolving and removing the mold pattern [resin layer (1) 8 and resin layer (2) 6] composed of an upper layer and a lower layer. As a method for this dissolution and removal, for example, there is the following method. First, the whole surface exposure using Deep UV light etc. is performed with respect to a type | mold pattern. By this whole surface exposure, the upper and lower layers of the mold pattern become soluble. This is immersed in a developer and dissolved, and an ultrasonic wave is applied as necessary, so that the dissolved resin is eluted from the ink discharge port 11 and the ink supply port 13. As a result, an ink flow path as shown in FIG. 1H is formed.

以上の各工程によりノズル部が形成された基板1を、ダイシングソー等により分離切断、チップ化する。その後、インク吐出エネルギー発生素子2を駆動させるための電気的接合を行い、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドの主たる構成が完成する。   The substrate 1 on which the nozzle portion is formed by the above steps is separated and cut into chips by a dicing saw or the like. After that, electrical connection for driving the ink discharge energy generating element 2 is performed, and a chip tank member for supplying ink is connected to complete the main configuration of the ink jet recording head.

[第2の実施形態]
図2(A)〜(H)は本発明の第2の実施形態の各工程を示す模式的断面図である。先に説明した第1の実施形態では、下層と上層からなる2段構成の型パターンを形成したが、第2の実施形態では1種類の樹脂からなる1段構成の型パターンを形成する。それ以外の点は、第1の実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
2A to 2H are schematic cross-sectional views showing the steps of the second embodiment of the present invention. In the first embodiment described above, a two-stage mold pattern composed of a lower layer and an upper layer is formed. In the second embodiment, a one-stage mold pattern composed of one kind of resin is formed. The other points are the same as in the first embodiment.

まず、図2(A)〜(B)に示すように、第1の実施形態と同様にして、基板1上に所定の各層を形成する。   First, as shown in FIGS. 2A to 2B, predetermined layers are formed on the substrate 1 in the same manner as in the first embodiment.

次に、図2(C)に示すように、基板1上に、溶解可能な樹脂層(2)6を形成する。本実施形態においては、波長365nmの吸光度が0.1以上となるポジ型感光性レジスト、または、ジアゾナフトキノンを含有するi線用ポジ型感光性レジストをスピンコート等で塗布し、必要に応じてベークを行なう。これにより、溶解可能な樹脂層(2)6が形成される。   Next, as shown in FIG. 2C, a soluble resin layer (2) 6 is formed on the substrate 1. In this embodiment, a positive photosensitive resist having an absorbance at a wavelength of 365 nm of 0.1 or more, or a positive photosensitive resist for i-line containing diazonaphthoquinone is applied by spin coating or the like. Bake. Thereby, the meltable resin layer (2) 6 is formed.

次に、図2(D)に示すように、樹脂層(2)6に対してi線を用いたパターン露光及び現像を行なうことにより、型パターンを形成する。すなわち、本実施形態では、型パターンの全部を本発明の特定のレジストにより形成するのである。ここで、i線を用いたパターン露光は、例えばi線ステッパ−を用いて行なえばよい。   Next, as shown in FIG. 2D, a pattern pattern is formed by performing pattern exposure and development using i-line on the resin layer (2) 6. That is, in this embodiment, the entire mold pattern is formed by the specific resist of the present invention. Here, pattern exposure using i-line may be performed using, for example, an i-line stepper.

後は、図2(E)〜(H)に示すように、型パターンを被覆樹脂9で被覆し、その後型パターンを溶解除去することによりインク流路を形成する。これら各工程は、第1の実施形態の図1(E)〜(H)の工程と同様である。本実施形態においては、被覆樹脂9に対するパターン露光の際に、型パターン[溶解可能な樹脂層(2)6]がi線を吸収するのでi線がシリコン基板1まで達し難くなり、また、シリコン基板1からの反射光も上層に吸収される。したがって、インク吐出口11の変形を防止でき、所望形状を精度良く形成できる。   Thereafter, as shown in FIGS. 2E to 2H, the ink pattern is formed by covering the mold pattern with the coating resin 9, and then dissolving and removing the mold pattern. Each of these steps is the same as the steps of FIGS. 1E to 1H of the first embodiment. In the present embodiment, the pattern pattern [dissolvable resin layer (2) 6] absorbs i-line when pattern exposure is performed on the coating resin 9, so that the i-line hardly reaches the silicon substrate 1, and silicon Reflected light from the substrate 1 is also absorbed by the upper layer. Therefore, deformation of the ink discharge port 11 can be prevented, and a desired shape can be formed with high accuracy.

[第3の実施形態]
図3(A)〜(H)は本発明の第3の実施形態の各工程を示す模式的断面図である。第1の実施形態では、上層のパターニングを行なってから下層のパターニングを行なったが、第3の実施形態では下層のパターニングを先に行なってから上層を形成する。それ以外の点は、第1の実施形態と同様である。
[Third Embodiment]
3A to 3H are schematic cross-sectional views showing the steps of the third embodiment of the present invention. In the first embodiment, the upper layer is patterned and then the lower layer is patterned. In the third embodiment, the lower layer is patterned first, and then the upper layer is formed. The other points are the same as in the first embodiment.

まず、図3(A)〜(B)に示すように、第1の実施形態と同様にして、基板1上に所定の各層を形成する。   First, as shown in FIGS. 3A to 3B, predetermined layers are formed on the substrate 1 in the same manner as in the first embodiment.

次に、図3(C)に示すように、基板1上に溶解可能な樹脂層(1)8を形成し、これをパターニングして型パターンの下層を形成する。具体的には、まず第1の実施形態と同様にして、基板1上に従来のポジ型感光性レジストを塗布して溶解可能な樹脂層(1)8を形成する。そして、樹脂層(1)8に対してパターン露光及び現像を行なうことにより、型パターンの下層を形成する。露光する光は、樹脂層(1)8の感光波長を含むものであれば特に制限されない。   Next, as shown in FIG. 3C, a dissolvable resin layer (1) 8 is formed on the substrate 1, and this is patterned to form a lower layer of the mold pattern. Specifically, first, as in the first embodiment, a conventional positive photosensitive resist is applied on the substrate 1 to form a soluble resin layer (1) 8. The resin layer (1) 8 is subjected to pattern exposure and development to form a lower layer of the mold pattern. The light to be exposed is not particularly limited as long as it includes the photosensitive wavelength of the resin layer (1) 8.

次に、図3(D)に示すように、型パターンの下層[樹脂層(1)8]上に、溶解可能な樹脂層(2)6を形成し、これをパターニングして型パターンの上層を形成する。具体的には、本実施形態では、型パターンの下層の上に、波長365nmの吸光度が0.1以上となるポジ型感光性レジスト、または、ジアゾナフトキノンを含有するi線用ポジ型感光性レジストをスピンコート等で塗布し、必要に応じてベークを行なう。これにより、溶解可能な樹脂層(2)6が形成される。そして、この樹脂層(2)6に対してi線を用いたパターン露光及び現像を行なうことにより、型パターンの上層を形成する。i線を用いたパターン露光は、例えばi線ステッパ−を用いて行なえばよい。なお、下層の樹脂層(
1)8はi線(356nm)の吸収波長を有していないので、上層のパターン露光時にお
いて下層の膜べりは生じない。
Next, as shown in FIG. 3D, a dissolvable resin layer (2) 6 is formed on the lower layer [resin layer (1) 8] of the mold pattern, and this is patterned to form an upper layer of the mold pattern. Form. Specifically, in this embodiment, on the lower layer of the mold pattern, a positive photosensitive resist whose absorbance at a wavelength of 365 nm is 0.1 or more, or a positive photosensitive resist for i-line containing diazonaphthoquinone. Is applied by spin coating or the like and baked as necessary. Thereby, the meltable resin layer (2) 6 is formed. Then, an upper layer of the mold pattern is formed by performing pattern exposure and development using i-line on the resin layer (2) 6. Pattern exposure using i-line may be performed using, for example, an i-line stepper. The lower resin layer (
1) Since 8 does not have an i-line (356 nm) absorption wavelength, there is no film slippage in the lower layer during upper pattern exposure.

本実施形態においては、上述した通り、下層となる樹脂層(1)8として従来のレジストを用い、上層となる樹脂層(2)6として本発明の特定のレジストを用いている。ただし、本発明はこの実施形態に限定されない。例えば、前者に本発明の特定のレジストを用い、後者に従来のレジストを用いても構わない。ただし、上層のパターン露光の波長にi
線が含まれている場合は下層が若干膜べりするので、予め下層の厚さを厚めに設定しておくことが好ましい。
In this embodiment, as described above, a conventional resist is used as the lower resin layer (1) 8, and the specific resist of the present invention is used as the upper resin layer (2) 6. However, the present invention is not limited to this embodiment. For example, a specific resist of the present invention may be used for the former and a conventional resist may be used for the latter. However, the wavelength of the upper layer pattern exposure is i
When a line is included, the lower layer is slightly slipped, so it is preferable to set the thickness of the lower layer to be thick beforehand.

後は、図3(E)〜(H)に示すように、型パターンを被覆樹脂9で被覆し、その後型パターンを溶解除去することによりインク流路を形成する。これら各工程は、第1の実施形態の図1(E)〜(H)の工程と同様である。本実施形態では、第1の実施形態のと同様に、被覆樹脂9に対するパターン露光の際に型パターンの上層[溶解可能な樹脂層(2)6]がi線を吸収するのでi線がシリコン基板1まで達し難くなり、またシリコン基板1からの反射光も上層に吸収される。したがって、インク吐出口11の変形を防止でき、所望形状を精度良く形成できる。   Thereafter, as shown in FIGS. 3E to 3H, the ink pattern is formed by covering the mold pattern with the coating resin 9 and then dissolving and removing the mold pattern. Each of these steps is the same as the steps of FIGS. 1E to 1H of the first embodiment. In the present embodiment, as in the first embodiment, the upper layer of the mold pattern [dissolvable resin layer (2) 6] absorbs i-line during pattern exposure of the coating resin 9, so that i-line is silicon. It becomes difficult to reach the substrate 1, and the reflected light from the silicon substrate 1 is also absorbed by the upper layer. Therefore, deformation of the ink discharge port 11 can be prevented, and a desired shape can be formed with high accuracy.

以上示したように、型パターンの一部(第1及び第3の実施形態)又は全部(第2の実施形態)を本発明の特定レジストで形成することにより、被覆樹脂の微細構造(インク吐出口等)を精度良く形成できる。なお、本発明はインクジェット記録ヘッドの製造に限定されるものではなく、これと同様の微細構造体を製造する場合においても非常に有用である。すなわち、インク流路やインク吐出口等と類似する微細構造空間を有する微細構造体を製造する場合においても、所望の構造を精度良く形成できる。   As described above, a part of the mold pattern (first and third embodiments) or the whole (second embodiment) is formed of the specific resist of the present invention, so that the fine structure (ink discharge) of the coating resin can be obtained. And the like can be formed with high accuracy. The present invention is not limited to the manufacture of an ink jet recording head, and is very useful in the case of manufacturing a fine structure similar to this. That is, even when a fine structure having a fine structure space similar to an ink flow path or an ink discharge port is manufactured, a desired structure can be formed with high accuracy.

以下、実施例により、本発明を更に詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples.

<実施例1>
本実施例においては、図1(A)〜(H)に示した工程に従い、以下の通りインクジェット記録ヘッドを作製した。
<Example 1>
In this example, an ink jet recording head was manufactured as follows in accordance with the steps shown in FIGS.

まずシリコン基板1上に、犠牲層15、絶縁層(熱酸化膜)5、シリコン酸化膜3、インク吐出エネルギー発生素子2、シリコン窒化膜4、耐キャビテーション膜(タンタル膜)14の各膜をフォトリソグラフィー技術により形成した[図1(A)]。   First, a sacrificial layer 15, an insulating layer (thermal oxide film) 5, a silicon oxide film 3, an ink ejection energy generating element 2, a silicon nitride film 4, and an anti-cavitation film (tantalum film) 14 are photo-coated on the silicon substrate 1. It was formed by a lithography technique [FIG. 1 (A)].

次に、シリコン窒化膜4上にポリエーテルアミド樹脂(商品名HL−1200、日立化成工業製)をスピンコートにより塗布し、露光及び現像を行なって、2μm厚のノズル密着向上層7を形成した[図1(B)]。   Next, a polyetheramide resin (trade name HL-1200, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was applied onto the silicon nitride film 4 by spin coating, and exposure and development were performed to form a 2 μm thick nozzle adhesion improving layer 7. [FIG. 1 (B)].

次に、インク吐出エネルギー発生素子2等の各膜が形成された基板1上に、ポリメチルイソプロペニルケトンを主成分をとするポジ型感光性レジスト(商品名ODUR−1010、東京応化工業製、以下「ODUR」と言う)をスピンコートにより塗布した。さらに、150℃でベークして、14μm厚の溶解可能な樹脂層(1)8を形成した。このODURからなる樹脂層(1)8は、図5に示したとおり、i線(356nm)の吸収波長を
有していないものである。
Next, a positive photosensitive resist (trade name: ODUR-1010, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. (Hereinafter referred to as “ODUR”) was applied by spin coating. Furthermore, it was baked at 150 ° C. to form a soluble resin layer (1) 8 having a thickness of 14 μm. As shown in FIG. 5, the resin layer (1) 8 made of ODUR does not have an absorption wavelength of i-line (356 nm).

次に、この樹脂層(1)8の上に、ジアゾナフトキノンを含有するi線用ポジ型感光性レジスト(商品名iP5700HP、東京応化工業製)をスピンコートで塗布した。さらに、90℃でベークして、6μm厚の溶解可能な樹脂層(2)6を形成した。この樹脂層(2)6のi線用ポジ型感光性レジストの波長365nmの吸光度は0.15である。   Next, on this resin layer (1) 8, a positive photosensitive resist for i-line (trade name iP5700HP, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) containing diazonaphthoquinone was applied by spin coating. Furthermore, the resin layer (2) 6 having a thickness of 6 μm was formed by baking at 90 ° C. The absorbance at a wavelength of 365 nm of the i-line positive photosensitive resist of the resin layer (2) 6 is 0.15.

次に、樹脂層(2)6に対して、i線ステッパ−(商品名i5、キヤノン製)を用いてパターン露光を行ない、所定の現像液(商品名NMD−3、東京応化工業製)を用いて現像を行なって、型パターンの上層を形成した[図1(C)]。   Next, the resin layer (2) 6 is subjected to pattern exposure using an i-line stepper (trade name i5, manufactured by Canon), and a predetermined developer (trade name NMD-3, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is used. Development was performed to form an upper layer of the mold pattern [FIG. 1C].

次に、樹脂層(1)8に対して、プロキシミティー露光機(波長領域250nm〜400nm)を用いてパターン露光を行ない、所定の現像液(メチルイソブチルケトン)を用いて現像を行なって、型パターンの下層を形成した[図1(D)]。   Next, pattern exposure is performed on the resin layer (1) 8 using a proximity exposure machine (wavelength region 250 nm to 400 nm), and development is performed using a predetermined developer (methyl isobutyl ketone). A lower layer of the pattern was formed [FIG. 1 (D)].

次に、上層と下層からなる型パターン[樹脂層(1)8及び樹脂層(2)6]上に、被覆樹脂9として、エポキシ樹脂とカチオン重合開始剤とを含むネガ型感光性樹脂をスピンコートにより塗布した。この被覆樹脂9に対してi線ステッパ−(商品名i5、キヤノン製)を用いたパターン露光を行ない、現像することにより、インク吐出口11を形成した[図1(E)]。このインク吐出口11は変形が無く、所定の吐出口面積で精度良く形成できた。   Next, a negative photosensitive resin containing an epoxy resin and a cationic polymerization initiator is spin-coated as a coating resin 9 on a mold pattern [resin layer (1) 8 and resin layer (2) 6] composed of an upper layer and a lower layer. It was applied by coating. The coating resin 9 was subjected to pattern exposure using an i-line stepper (trade name i5, manufactured by Canon) and developed to form an ink discharge port 11 [FIG. 1 (E)]. The ink discharge port 11 was not deformed and could be accurately formed with a predetermined discharge port area.

次に、基板1の裏面の熱酸化膜5を、熱可塑性樹脂膜7をマスクとしてウェットエッチングによりパターニングし、異方性エッチングの開始面となるシリコン面を露出させた。そして、この露出した面に対して強アルカリ溶液を用いた異方性エッチングを行なうことにより、インク供給口13を形成した[図1(F)]。   Next, the thermal oxide film 5 on the back surface of the substrate 1 was patterned by wet etching using the thermoplastic resin film 7 as a mask to expose the silicon surface serving as the starting surface for anisotropic etching. Then, the ink supply port 13 was formed by performing anisotropic etching using a strong alkali solution on the exposed surface [FIG. 1 (F)].

次に、インク供給口13の上部のシリコン酸化膜3をウェットエッチングによって除去し、更にシリコン酸化膜4をドライエッチングによって除去した[図1(G)]。   Next, the silicon oxide film 3 above the ink supply port 13 was removed by wet etching, and the silicon oxide film 4 was removed by dry etching [FIG. 1 (G)].

次に、上層と下層からなる型パターン[樹脂層(1)8及び樹脂層(2)6]に対してDeep UV光を用いた全面露光を行なって、型パターンを溶解可能な状態にした。これを現像液に浸漬して溶解し、超音波を印加することにより、溶解した樹脂をインク吐出口11およびインク供給口13から溶出し、インク流路を形成した[図1(H)]。   Next, the mold pattern composed of the upper layer and the lower layer [resin layer (1) 8 and resin layer (2) 6] was subjected to overall exposure using deep UV light so that the mold pattern could be dissolved. This was immersed in a developer and dissolved, and ultrasonic waves were applied to elute the dissolved resin from the ink discharge port 11 and the ink supply port 13 to form an ink flow path [FIG. 1 (H)].

以上の各工程によりノズル部が形成された基板1を、ダイシングソーにより分離切断、チップ化した。さらに、インク吐出エネルギー発生素子2を駆動させるための電気的接合を行い、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドの主たる構成を完成した。   The substrate 1 on which the nozzle portion was formed by the above steps was separated and cut into chips by a dicing saw. Further, electrical connection for driving the ink discharge energy generating element 2 was performed, and a chip tank member for supplying ink was connected, thereby completing the main configuration of the ink jet recording head.

このインクジェット記録ヘッドは、インク吐出口が精度良く形成されているので、印字濃度ムラの発生が無く、良好な記録が可能であった。   In this ink jet recording head, the ink discharge ports are formed with high accuracy, so that there is no occurrence of uneven printing density and good recording is possible.

本実施例においては型パターンの上層[樹脂層(2)6]の波長365nmの吸光度は0.15としたが、樹脂層(2)6の材料組成を変更することにより、その吸光度を変更して吐出口の変形の有無を確認した。その結果を以下の表1に示す。   In this example, the absorbance at a wavelength of 365 nm of the upper layer [resin layer (2) 6] of the mold pattern was set to 0.15, but the absorbance was changed by changing the material composition of the resin layer (2) 6. The presence or absence of deformation of the discharge port was confirmed. The results are shown in Table 1 below.

上記において「○」はインク吐出口の変形無し、「×」はインク吐出口の変形有り、を意味する。以上の結果から、型パターンの上層[樹脂層(2)6]の波長365nmの吸光度が0.1以上であると、インク吐出口の変形が無く、所定の吐出口面積で精度良く形成できることが分かる。   In the above, “◯” means that the ink ejection port is not deformed, and “x” means that the ink ejection port is deformed. From the above results, when the absorbance at a wavelength of 365 nm of the upper layer [resin layer (2) 6] of the mold pattern is 0.1 or more, the ink discharge port is not deformed and can be accurately formed with a predetermined discharge port area. I understand.

<実施例2>
本実施例においては、図2(A)〜(H)に示した工程に従い、以下の通りインクジェット記録ヘッドを作製した。
<Example 2>
In this example, an ink jet recording head was manufactured as follows in accordance with the steps shown in FIGS.

まず、図2(A)〜(B)に示すように、実施例1と同様にして、基板1上に所定の各層を形成した。   First, as shown in FIGS. 2A to 2B, predetermined layers were formed on the substrate 1 in the same manner as in Example 1.

次に、基板1上に、ジアゾナフトキノンを含有するi線用ポジ型感光性レジスト(商品名iP5700HP、東京応化工業製)をスピンコートで塗布した。さらに、90℃でベークして、14μm厚の溶解可能な樹脂層(2)6を形成した[図2(C)]。この樹脂層(2)6のi線用ポジ型感光性レジストの波長365nmの吸光度は0.3である。   Next, a positive photosensitive resist for i-line (trade name iP5700HP, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) containing diazonaphthoquinone was applied on the substrate 1 by spin coating. Furthermore, it was baked at 90 ° C. to form a soluble resin layer (2) 6 having a thickness of 14 μm [FIG. 2 (C)]. The absorbance at a wavelength of 365 nm of the i-line positive photosensitive resist of the resin layer (2) 6 is 0.3.

次に、樹脂層(2)6に対してi線ステッパ−(商品名i5、キヤノン製)を用いてパターン露光を行ない、所定の現像液(商品名NMD−3、東京応化工業製)を用いて現像を行なって、型パターンを形成した[図2(D)]。   Next, pattern exposure is performed on the resin layer (2) 6 using an i-line stepper (trade name i5, manufactured by Canon), and a predetermined developer (trade name NMD-3, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is used. Development was performed to form a mold pattern [FIG. 2D].

後は、図2(E)〜(H)に示すように、型パターンを被覆樹脂9で被覆し、その後型パターンを溶解除去することによりインク流路を形成した。これら各工程は、実施例1の図1(E)〜(H)の工程と同様である。   Thereafter, as shown in FIGS. 2E to 2H, the ink pattern was formed by coating the mold pattern with the coating resin 9, and then dissolving and removing the mold pattern. These steps are the same as those shown in FIGS. 1E to 1H of the first embodiment.

本実施例においては、インク吐出口11は変形が無く、所定の吐出口面積で精度良く形成できた。また、本実施例のインクジェット記録ヘッドは、インク吐出口が精度良く形成されているので、印字濃度ムラの発生が無く、良好な記録が可能であった。   In this embodiment, the ink discharge port 11 is not deformed and can be formed with high accuracy in a predetermined discharge port area. In addition, the ink jet recording head of the present embodiment has the ink discharge ports formed with high accuracy, so that there is no occurrence of uneven print density and good recording is possible.

<実施例3>
本実施例においては、図3(A)〜(H)に示した工程に従い、以下の通りインクジェット記録ヘッドを作製した。
<Example 3>
In this example, an ink jet recording head was manufactured as follows in accordance with the steps shown in FIGS.

まず、図3(A)〜(B)に示すように、実施例1と同様にして、基板1上に所定の各層を形成した。   First, as shown in FIGS. 3A to 3B, predetermined layers were formed on the substrate 1 in the same manner as in Example 1.

次に、基板1上に、ポジ型感光性レジスト(ODUR)をスピンコートにより塗布し、150℃でベークして、14μm厚の溶解可能な樹脂層(1)8を形成した。そして、樹脂層(1)8に対して、プロキシミティー露光機(波長領域250nm〜400nm)を用いてパターン露光を行ない、所定の現像液(メチルイソブチルケトン)を用いて現像を行なって、型パターンの下層を形成した[図3(C)]。   Next, a positive photosensitive resist (ODUR) was applied onto the substrate 1 by spin coating, and baked at 150 ° C. to form a 14 μm-thick soluble resin layer (1) 8. Then, pattern exposure is performed on the resin layer (1) 8 using a proximity exposure machine (wavelength region 250 nm to 400 nm), and development is performed using a predetermined developer (methyl isobutyl ketone). The lower layer was formed [FIG. 3C].

次に、型パターンの下層の上に、ジアゾナフトキノンを含有するi線用ポジ型感光性レジスト(商品名iP5700HP、東京応化工業製)をスピンコートで塗布した。さらに、90℃でベークして、6μm厚の溶解可能な樹脂層(2)6を形成した。そして、樹脂層(2)6に対して、i線ステッパ−(商品名i5、キヤノン製)を用いてパターン露光を行ない、所定の現像液(商品名NMD−3、東京応化工業製)を用いて現像を行なって、型パターンの上層を形成した[図3(D)]。   Next, a positive photosensitive resist for i-line (trade name iP5700HP, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) containing diazonaphthoquinone was applied on the lower layer of the mold pattern by spin coating. Furthermore, the resin layer (2) 6 having a thickness of 6 μm was formed by baking at 90 ° C. The resin layer (2) 6 is subjected to pattern exposure using an i-line stepper (trade name i5, manufactured by Canon), and a predetermined developer (trade name NMD-3, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is used. Development was performed to form an upper layer of the mold pattern [FIG. 3D].

後は、図3(E)〜(H)に示すように、型パターンを被覆樹脂9で被覆し、その後型パターンを溶解除去することによりインク流路を形成した。これら各工程は、実施例1の図1(E)〜(H)の工程と同様である。   Thereafter, as shown in FIGS. 3E to 3H, the ink pattern was formed by covering the mold pattern with the coating resin 9, and then dissolving and removing the mold pattern. These steps are the same as those shown in FIGS. 1E to 1H of the first embodiment.

本実施例においては、インク吐出口11は変形が無く、所定の吐出口面積で精度良く形成できた。また、本実施例のインクジェット記録ヘッドは、インク吐出口が精度良く形成されているので、印字濃度ムラの発生が無く、良好な記録が可能であった。   In this embodiment, the ink discharge port 11 is not deformed and can be formed with high accuracy in a predetermined discharge port area. In addition, the ink jet recording head of the present embodiment has the ink discharge ports formed with high accuracy, so that there is no occurrence of uneven print density and good recording is possible.

(A)〜(H)は、本発明の第1の実施形態の各工程を示す模式的断面図である。(A)-(H) are typical sectional drawings which show each process of the 1st Embodiment of this invention. (A)〜(H)は、本発明の第2の実施形態の各工程を示す模式的断面図である。(A)-(H) are typical sectional drawings showing each process of a 2nd embodiment of the present invention. (A)〜(H)は、本発明の第3の実施形態の各工程を示す模式的断面図である。(A)-(H) are typical sectional views showing each process of a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の方法により製造するインクジェット記録ヘッドの一例を示す模式的部分断面図である。It is a typical fragmentary sectional view showing an example of an ink jet recording head manufactured by a method of the present invention. ポリメチルイソプロペニルケトンを主成分とするポジ型フォトレジスト(ODUR)と、ポリメチルメタクリレート(PMMA)の吸収波長を示すグラフである。It is a graph which shows the absorption wavelength of the positive photoresist (ODUR) which has a polymethyl isopropenyl ketone as a main component, and a polymethylmethacrylate (PMMA).

符号の説明Explanation of symbols

1:基板
2:インク吐出エネルギー発生素子
3:シリコン酸化膜
4:シリコン窒化膜
5:絶縁層(熱酸化膜)
6:溶解可能な樹脂層(2)
7:ノズル密着向上層
8:溶解可能な樹脂層(1)
9:被覆樹脂
11:インク吐出口
13:インク供給口
14:耐キャビテーション膜(タンタル膜)
15:犠牲層
16:インク流路
1: Substrate 2: Ink ejection energy generating element 3: Silicon oxide film 4: Silicon nitride film 5: Insulating layer (thermal oxide film)
6: Dissolvable resin layer (2)
7: Nozzle adhesion improving layer 8: Dissolvable resin layer (1)
9: Coating resin 11: Ink discharge port 13: Ink supply port 14: Anti-cavitation film (tantalum film)
15: Sacrificial layer 16: Ink flow path

Claims (7)

インク吐出エネルギー発生素子を形成した基板上にインク流路の型パターンを形成し、該型パターンを被覆樹脂で被覆し、その後、該型パターンを溶解除去することによりインク流路を形成するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
前記被覆樹脂に対してi線を用いたパターン露光を行なう工程を少なくとも有し、
かつ前記インク流路の型パターンの少なくとも一部を、波長365nmの吸光度が0.1以上となるポジ型感光性レジストにより形成することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
Ink jet recording in which an ink flow path mold pattern is formed on a substrate on which an ink discharge energy generating element is formed, the mold pattern is coated with a coating resin, and then the mold pattern is dissolved and removed to form an ink flow path. In the head manufacturing method,
At least a step of performing pattern exposure using i-line on the coating resin;
And a method of manufacturing an ink jet recording head, wherein at least a part of the mold pattern of the ink flow path is formed of a positive photosensitive resist having an absorbance at a wavelength of 365 nm of 0.1 or more.
インク吐出エネルギー発生素子を形成した基板上にインク流路の型パターンを形成し、該型パターンを被覆樹脂で被覆し、その後、該型パターンを溶解除去することによりインク流路を形成するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
前記被覆樹脂に対してi線を用いたパターン露光を行なう工程を少なくとも有し、
かつ前記インク流路の型パターンの少なくとも一部を、ジアゾナフトキノンを含有するi線用ポジ型感光性レジストにより形成することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
Ink jet recording in which an ink flow path mold pattern is formed on a substrate on which an ink discharge energy generating element is formed, the mold pattern is coated with a coating resin, and then the mold pattern is dissolved and removed to form an ink flow path. In the head manufacturing method,
At least a step of performing pattern exposure using i-line on the coating resin;
A method for producing an ink jet recording head, wherein at least a part of a mold pattern of the ink flow path is formed of an i-line positive photosensitive resist containing diazonaphthoquinone.
被覆樹脂に対して、i線を用いたパターン露光及び現像を行なうことによりインク吐出口を形成する請求項1又は2記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。   3. The method of manufacturing an ink jet recording head according to claim 1, wherein the ink discharge port is formed by performing pattern exposure using i line and development on the coating resin. 波長365nmの吸光度が0.1以上となるポジ型感光性レジスト、または、ジアゾナフトキノンを含有するi線用ポジ型感光性レジストに対して、i線を用いたパターン露光及び現像を行なうことによりインク流路の型パターンの少なくとも一部を形成する請求項1〜3の何れか一項記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。   An ink is obtained by performing pattern exposure and development using i-line on a positive-type photosensitive resist having an absorbance at a wavelength of 365 nm of 0.1 or more or an i-type positive photosensitive resist containing diazonaphthoquinone. The method of manufacturing an ink jet recording head according to any one of claims 1 to 3, wherein at least a part of a flow path pattern is formed. 型パターンは上層と下層からなるものであり、上層と下層のどちらか一方を、波長365nmの吸光度が0.1以上となるポジ型感光性レジスト、または、ジアゾナフトキノンを含有するi線用ポジ型感光性レジストにより形成する請求項1〜4の何れか一項記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。   The mold pattern is composed of an upper layer and a lower layer, and either one of the upper layer and the lower layer is a positive type photosensitive resist having an absorbance of wavelength of 365 nm or more, or a positive type for i-line containing diazonaphthoquinone. The manufacturing method of the inkjet recording head as described in any one of Claims 1-4 formed with a photosensitive resist. 基板上に上層と下層からなる型パターンを形成し、該型パターンを被覆樹脂で被覆し、その後、該型パターンを溶解除去する微細構造体の製造方法において、
前記被覆樹脂に対してi線を用いたパターン露光を行なう工程を少なくとも有し、
かつ前記型パターンの上層と下層のどちらか一方を、波長365nmの吸光度が0.1以上となるポジ型感光性レジストにより形成することを特徴とする微細構造体の製造方法。
In a manufacturing method of a fine structure in which a mold pattern consisting of an upper layer and a lower layer is formed on a substrate, the mold pattern is coated with a coating resin, and then the mold pattern is dissolved and removed.
At least a step of performing pattern exposure using i-line on the coating resin;
In addition, a method for manufacturing a fine structure, wherein either one of the upper layer and the lower layer of the mold pattern is formed of a positive photosensitive resist having an absorbance at a wavelength of 365 nm of 0.1 or more.
基板上に上層と下層からなる型パターンを形成し、該型パターンを被覆樹脂で被覆し、その後、該型パターンを溶解除去する微細構造体の製造方法において、
前記被覆樹脂に対してi線を用いたパターン露光を行なう工程を少なくとも有し、
かつ前記型パターンの上層と下層のどちらか一方を、ジアゾナフトキノンを含有するi線用ポジ型感光性レジストにより形成することを特徴とする微細構造体の製造方法。
In a manufacturing method of a fine structure in which a mold pattern consisting of an upper layer and a lower layer is formed on a substrate, the mold pattern is coated with a coating resin, and then the mold pattern is dissolved and removed.
At least a step of performing pattern exposure using i-line on the coating resin;
And either the upper layer or lower layer of the said pattern is formed with the i-line positive photosensitive resist containing diazonaphthoquinone, The manufacturing method of the microstructure characterized by the above-mentioned.
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