JP5224771B2 - Manufacturing method of recording head substrate - Google Patents

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本発明は、記録ヘッド基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a manufacturing method of the recording head board.

インクなどの記録液を吐出して記録を行うインクジェット記録方式(液体吐出記録方式)に用いられる記録ヘッド(「インクジェットヘッド」と呼ばれる場合もある。)を構成する基板は、一般的に次のような構造を備えている。   A substrate constituting a recording head (sometimes referred to as an “inkjet head”) used in an ink jet recording method (liquid discharge recording method) for recording by discharging a recording liquid such as ink is generally as follows. It has a special structure.

すなわち、記録液滴(以下、「液滴」又は「インク滴」という。)が吐出される吐出口、記録液が供給される供給口、吐出口と供給口とを連通させるインク流路及びインク流路内に設けられたエネルギー発生素子を有する。一般的に、エネルギー発生素子は、吐出口直下のインク流路末端付近に配置されており、かかる領域は「発泡室」などと呼ばれ、インク流路の他の領域と区別されることがある。   That is, an ejection port from which a recording droplet (hereinafter referred to as “droplet” or “ink droplet”) is ejected, a supply port to which a recording liquid is supplied, an ink flow path that connects the ejection port and the supply port, and ink An energy generating element is provided in the flow path. In general, the energy generating element is disposed near the end of the ink flow path immediately below the ejection port, and such a region is called a “foaming chamber” or the like, and may be distinguished from other regions of the ink flow channel. .

上記構造を備えた記録ヘッド基板の製造方法として、例えば、次のような方法が知られている。   As a manufacturing method of a recording head substrate having the above structure, for example, the following method is known.

エネルギー発生素子としてのヒータ及びヒータを駆動するドライバー回路などが形成された基板上に、インク供給のための貫通孔を形成した後、ネガ型レジストにてインク流路の壁となるパターン形成を行う。次いで、電鋳法やエキシマレーザー加工により吐出口が形成されたプレートを上記基板に接着する。   A through hole for supplying ink is formed on a substrate on which a heater as an energy generating element and a driver circuit for driving the heater are formed, and then a pattern forming a wall of an ink flow path is formed with a negative resist. . Next, the plate on which the discharge ports are formed is bonded to the substrate by electroforming or excimer laser processing.

別の方法では、接着層が塗布された樹脂フィルム(通常はポリイミドが好適に使用される)に、エキシマレーザー加工によってインク流路及び吐出口を形成してインク流路構造体プレートを形成する。次いで、形成されたインク流路構造体プレートと上記基板とを熱圧を加えて貼り合わせる。   In another method, an ink flow path structure plate is formed by forming an ink flow path and a discharge port by excimer laser processing on a resin film (usually polyimide is preferably used) coated with an adhesive layer. Next, the formed ink flow path structure plate and the substrate are bonded together by applying hot pressure.

ここで、高画質記録を実現するためには、微小インク滴の吐出を可能にする必要があり、微小インク滴の吐出を可能にするためには、吐出量に影響を及ぼすヒータと吐出口との間の距離をできるだけ短くしなければならない。具体的には、インク流路の高さを低くしたり、発泡室の容積を小さくしたり、吐出口のサイズを小さくしたりする必要がある。すなわち、上記従来の製造方法によって、微小インク滴の吐出が可能な記録ヘッド基板を製造するには、基板上に積層されるインク流路構造体プレートの薄膜化が必要とされる。しかし、薄膜のインク流路構造体プレートを高精度で加工し、さらに基板に貼り合わせることは極めて困難である。   Here, in order to achieve high image quality recording, it is necessary to enable ejection of minute ink droplets. To enable ejection of minute ink droplets, a heater and an ejection port that affect the ejection amount The distance between must be as short as possible. Specifically, it is necessary to reduce the height of the ink flow path, to reduce the volume of the foaming chamber, or to reduce the size of the ejection port. That is, in order to manufacture a recording head substrate capable of discharging minute ink droplets by the conventional manufacturing method, it is necessary to reduce the thickness of the ink flow path structure plate laminated on the substrate. However, it is extremely difficult to process a thin-film ink flow path structure plate with high accuracy and to bond it to a substrate.

上記問題を解決することを目的として、特許文献1には次のような記録ヘッド基板の製造方法が開示されている。特許文献1に開示されている製造方法では、エネルギー発生素子が形成された基板上に感光性材料にてインク流路の型をパターンニングし、次いで型パターンを被覆するように前記基板上に被覆樹脂層を形成する。次に、被覆樹脂層に上記インク流路の型に連通する吐出口を形成した後、型パターン(感光性材料)を除去する。本明細書では、特許文献1に開示されている上記製造方法を「注型法」と呼ぶ場合がある。   In order to solve the above problems, Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a recording head substrate as follows. In the manufacturing method disclosed in Patent Document 1, an ink flow path mold is patterned with a photosensitive material on a substrate on which an energy generating element is formed, and then coated on the substrate so as to cover the mold pattern. A resin layer is formed. Next, after forming a discharge port communicating with the mold of the ink flow path in the coating resin layer, the mold pattern (photosensitive material) is removed. In the present specification, the manufacturing method disclosed in Patent Document 1 may be referred to as a “casting method”.

特許文献1に開示されている製造方法では、上記感光性材料として、除去の容易なポジ型レジストが用いられている。また、この製造方法では、半導体製造に用いられているフォトリソグラフィー法を採用しているので、インク流路、吐出口などの形成に関して極めて高精度で微細な加工が可能である。   In the manufacturing method disclosed in Patent Document 1, a positive resist that is easy to remove is used as the photosensitive material. In addition, since this manufacturing method employs a photolithography method used in semiconductor manufacturing, it is possible to perform very fine processing with extremely high accuracy with respect to the formation of ink flow paths, discharge ports, and the like.

次に、インク滴が記録媒体表面に着弾して形成される記録ドット或いはドットに関して述べる。階調を滑らかに表現したり、粒状性を目立たなくしたりする方法として、単位面積当たりの記録ドット数を制御するドット密度制御法や記録ドットのサイズを制御するドット径制御法およびそれらの組み合わせがある。   Next, recording dots or dots formed by ink droplets landing on the surface of the recording medium will be described. As a method of expressing gradation smoothly and making graininess inconspicuous, there are a dot density control method for controlling the number of recording dots per unit area, a dot diameter control method for controlling the size of recording dots, and combinations thereof. is there.

例えば、従来のインクジェット記録装置には、色の薄いインク滴と濃いインク滴をそれぞれ吐出する2列の吐出口列を設け、画像の明部から中間部分は色の薄い記録ドットで表現し、中間部分から暗部までは色の濃い記録ドットで表現するものがある。要するに、擬似的に記録ドットのサイズを制御しているものがある。   For example, a conventional ink jet recording apparatus is provided with two ejection port arrays for ejecting light ink droplets and dark ink droplets respectively, and the light to middle portions of the image are expressed by light recording dots. Some parts are expressed from dark to dark recording dots. In short, there is one that controls the size of the recording dots in a pseudo manner.

しかし、色の薄い記録ドットと濃い記録ヘッドとを形成するには、濃度の異なるインクが収容されたインクタンクが別々に必要となりコストアップを招く。そこで、サイズの異なるインク滴を吐出するノズルを設け、画像の明部から中間部分は小径の記録ドットで表現し、中間部分から暗部までは大径の記録ドットで表現する記録方法が提案されている。この場合、サイズの異なる記録ドットであっても、互いの色味を同じくする必要があるので、各々の吐出口には同一のインクタンクから同一のインクを供給する必要がある。   However, in order to form a light-colored recording dot and a dark recording head, separate ink tanks containing inks having different densities are required, resulting in an increase in cost. Therefore, there has been proposed a recording method in which nozzles for ejecting ink droplets of different sizes are provided, and the bright portion to the intermediate portion of the image are expressed by small-diameter recording dots, and the intermediate portion to the dark portion are expressed by large-diameter recording dots. Yes. In this case, it is necessary to supply the same ink from the same ink tank to each ejection port because the recording dots having different sizes need to have the same color.

しかしながら、多数のインク流路を同一供給口に接続すると、各々の吐出口がインク滴を吐出及びリフィルした際に生じるインクの流れが他の吐出口に対して影響を及ぼす(本明細書では、かかる影響を「クロストーク」と呼ぶ場合がある)。クロストークが生じると、吐出を行っていない吐出口の液面において揺らぎが生じ、該吐出口から吐出されるインク滴量および飛翔速度が不安定となり、最悪の場合は吐出が行われないこともある。   However, when a large number of ink flow paths are connected to the same supply port, the flow of ink generated when each discharge port discharges and refills ink droplets affects the other discharge ports (in this specification, This effect is sometimes referred to as “crosstalk”). When crosstalk occurs, fluctuations occur in the liquid level of the ejection port that is not ejecting, the amount of ink droplets ejected from the ejection port and the flying speed become unstable, and in the worst case, ejection may not be performed. is there.

さらに、多数のインク流路を同一供給口に接続するためには、供給口を広く(大きく)形成する必要がある。一般的な供給口の形成方法の一つとして、結晶異方性エッチングによるものがある。ここで、(100)面及び(110)面の結晶方位を持つシリコンウエハに対して、(100)面及び(110)面からアルカリ系溶液を用いた化学的エッチングを行う場合、(111)面に対するエッチングレートが他の結晶面に対して極端に低くなる。したがって、結晶方位に応じてエッチングの進行に選択性を生じ、エッチングの深さ方向と幅方向との間で異方性が得られる。   Furthermore, in order to connect a large number of ink flow paths to the same supply port, it is necessary to form the supply port widely (largely). One common method for forming supply ports is by crystal anisotropic etching. Here, when chemical etching using an alkaline solution is performed on a silicon wafer having crystal orientations of (100) plane and (110) plane from (100) plane and (110) plane, (111) plane The etching rate with respect to is extremely low with respect to other crystal planes. Therefore, the etching proceeds with selectivity depending on the crystal orientation, and anisotropy is obtained between the depth direction and the width direction of the etching.

例えば(100)面の結晶方位を持つシリコンに対して、(100)面からエッチングを開始した場合、エッチングを開始する幅により、深さが幾何学的に決定されることから、エッチングを開始する幅によって供給口の幅を制御することができる。具体的にはエッチング開始面から深さ方向に54.7°の傾斜で狭くなる内側面が得られる。   For example, when etching is started from the (100) plane for silicon having a crystal orientation of the (100) plane, the etching is started because the depth is geometrically determined by the width at which the etching is started. The width of the supply port can be controlled by the width. Specifically, an inner side surface that becomes narrower with an inclination of 54.7 ° in the depth direction from the etching start surface is obtained.

よって、基板をその裏面から表面に向かってエッチングして供給口を形成する場合、基板の厚さと基板裏面における供給口の開口幅(裏面開口幅)を考慮することで、基板表面における供給口の開口幅(表面開口幅)を制御することができる。   Therefore, when the supply port is formed by etching the substrate from the back surface to the front surface, the supply port on the substrate surface is considered by considering the thickness of the substrate and the opening width of the supply port on the back surface of the substrate (back surface opening width). The opening width (surface opening width) can be controlled.

多数のインク流路を同一供給口に配置するためには、大きな供給口を形成する必要があることは既に述べたが、より正確には、表面開口幅が広い供給口を形成する必要がある。そして、表面開口幅を広くするためには、裏面開口幅をそれ以上に広くする必要があることは上記説明から理解できるはずである。しかし、裏面開口幅を広くすること、記録ヘッド基板とこれを支持する支持部材との接着面積が減少し、他色インクとの混色などの不良が発生し易くなる。また、供給口の幅が広くなると、基板中の多くのシリコンをエッチングにより削り取られるので、供給口壁が薄くなり、基板全体の強度が低下する。基板強度が低下すると、該基板に積層された他の薄膜などにより生じる引っ張り応力などによって記録ヘッド基板に変形や反りが生じ易くなる。   As described above, it is necessary to form a large supply port in order to arrange a large number of ink flow paths at the same supply port, but more precisely, it is necessary to form a supply port having a wide surface opening width. . And it should be understood from the above description that in order to increase the front surface opening width, it is necessary to increase the back surface opening width beyond that. However, widening the opening width of the back surface, and the adhesion area between the recording head substrate and the supporting member that supports the recording head substrate are reduced, and defects such as color mixing with other color inks are likely to occur. Further, when the width of the supply port is widened, a large amount of silicon in the substrate can be removed by etching, so that the wall of the supply port becomes thin and the strength of the entire substrate is lowered. When the substrate strength decreases, the recording head substrate is likely to be deformed or warped due to a tensile stress or the like generated by another thin film laminated on the substrate.

これらの問題に対して、裏面開口幅を広げずに表面開口幅を広げる方法が特許文献2に開示されている。具体的には、基板に対して2段階エッチング処理を行う方法が開示されている。この方法では、結晶異方性エッチングにより第1のエッチングを行い、ドライエッチングにより第2のエッチングを行うことで、第1と第2の共通液室を有する供給口を形成する。ドライエッチングでは基板に対して垂直にエッチングが行われるため、供給口全体の開口幅の広がりを抑制することができる。   For these problems, Patent Document 2 discloses a method of widening the front surface opening width without increasing the back surface opening width. Specifically, a method of performing a two-stage etching process on a substrate is disclosed. In this method, the first etching is performed by crystal anisotropic etching, and the second etching is performed by dry etching, thereby forming the supply port having the first and second common liquid chambers. In dry etching, etching is performed perpendicularly to the substrate, so that the expansion of the opening width of the entire supply port can be suppressed.

さらに、特許文献2には、TEOSやSiNやSiCからなる絶縁層や、TaAlやAlなどの配線やヒータ部材などが形成されている薄膜に対してエッチング処理を行うことによって、独立供給口を形成することが開示されている。
特公平6−45242号公報 米国特許第6534247号明細書
Furthermore, in Patent Document 2, an independent supply port is formed by performing an etching process on a thin film on which an insulating layer made of TEOS, SiN, or SiC, a wiring such as TaAl or Al, or a heater member is formed. Is disclosed.
Japanese Examined Patent Publication No. 6-45242 US Pat. No. 6,534,247

しかしながら、TEOSやSiNやSiCからなる絶縁層や、TaAlやAlなどの配線やヒータ部材などが形成されている薄膜は、一般的にCVD法やスパッタ法などにより成膜される。よって、各膜厚は1[μm]以下であり、全体でも数[μm]程度の厚みしかない。このような薄膜に対して独立供給口を形成した場合、膜自身の強度が不十分なため、ドライエッチングの際のダメージや上層レジストからの引っ張り応力によって変形や破壊が起こる虞がある。   However, a thin film on which an insulating layer made of TEOS, SiN, or SiC, a wiring such as TaAl or Al, a heater member, or the like is formed is generally formed by a CVD method or a sputtering method. Therefore, each film thickness is 1 [μm] or less, and the total thickness is only a few [μm]. When an independent supply port is formed for such a thin film, since the strength of the film itself is insufficient, deformation or breakage may occur due to damage during dry etching or tensile stress from the upper layer resist.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、各流路に対応した複数の供給口と、それら供給口が連通する共通の供給口とが基板内部に設けられた記録ヘッド基板を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a recording head substrate in which a plurality of supply ports corresponding to each flow path and a common supply port that communicates with the supply ports are provided inside the substrate. For the purpose.

本発明の記録ヘッド基板の製造方法は、液体が供給される第一の供給口と、第一の供給口に連通する複数の第二の供給口と、各第二の供給口にそれぞれ連通する複数の流路と、各流路に連通する複数の吐出口と、第一の供給口から供給され、各第二の供給口を介して各流路に分配された液体を各吐出口から吐出させるためのエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子とを有する記録ヘッド基板を製造する方法である。本発明の記録ヘッド基板の製造方法は、基板を、エネルギー発生素子が設けられている側の面の裏面である裏面側から、エネルギー発生素子が設けられている側の面である表面側に向けて厚み方向途中まで、結晶異方性エッチングによってエッチングして、上記第一の供給口に対応した凹部を形成する第一のエッチング工程を有する。さらに、基板を、基板の表面に形成された流路のパターンに対応した構造体をエッチングのストップ層として用い、凹部底面から基板表面に向けて、ストップ層に達するまでドライエッチングによってエッチングして、上記第二の供給口に対応した複数の穴を形成する第二のエッチング工程を有する。ドライエッチングによるエッチングは、凹部の底面のうち、凹部の底面と凹部の側面との交線から離間した位置から行われ、第二の供給口は、凹部の底面と凹部の側面との交線から離間した位置に形成される。 The recording head substrate manufacturing method of the present invention communicates with each of the first supply port to which the liquid is supplied, the plurality of second supply ports communicating with the first supply port, and each of the second supply ports. A plurality of channels, a plurality of outlets communicating with each channel, and a liquid supplied from the first supply port and distributed to each channel via each second supply port are discharged from each outlet. A recording head substrate having a plurality of energy generating elements that generate energy for generating the recording head substrate. In the manufacturing method of the recording head substrate of the present invention, the substrate is directed from the back side, which is the back side of the surface on which the energy generating element is provided, to the surface side, which is the side on which the energy generating element is provided. Then, a first etching step is performed in which etching is performed by crystal anisotropic etching halfway in the thickness direction to form a recess corresponding to the first supply port. Furthermore, using the structure corresponding to the pattern of the flow path formed on the surface of the substrate as the etching stop layer, etching the substrate from the bottom of the recess toward the substrate surface by dry etching until reaching the stop layer , A second etching step of forming a plurality of holes corresponding to the second supply port; Etching by dry etching is performed from a position apart from the intersection line between the bottom surface of the recess and the side surface of the recess among the bottom surface of the recess, and the second supply port is from the intersection line between the bottom surface of the recess and the side surface of the recess. It is formed at a spaced position.

本発明によれば、各流路に対応した複数の供給口と、それら供給口が連通する共通の供給口の双方が基板内部に形成され、強度が高く、変形や反りが発生しにくい記録ヘッド基板が実現される。   According to the present invention, both a plurality of supply ports corresponding to each flow path and a common supply port communicating with the supply ports are formed inside the substrate, and the recording head has high strength and is less likely to be deformed or warped. A substrate is realized.

次に、図面を参照して、本発明の実施形態の一例について説明する。図1から図8は、本実施形態に係る記録ヘッド基板の製造方法の各工程を示す模式的断面図である。以下、各工程について順を追って説明する。
(インク流路形成工程)
図1に示すように、不図示のエネルギー発生素子が設けられた基板1の表面に、光崩壊性ポジ型レジスト層2を形成する。基板1としては、液体(本例ではインク)を吐出させるためのエネルギー発生素子が作り込まれたガラス、セラミック、金属などからなる基板が用いられる。エネルギー発生素子としては、電気熱発生素子や圧電素子などが使用されるが、これに限られるものではない。また、エネルギー発生素子に電気熱発生素子を用いる場合には、インク発泡時の衝撃の緩和やインクからのダメージの軽減などを目的として、保護膜(不図時)を形成してもよい。
Next, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 to FIG. 8 are schematic cross-sectional views showing the respective steps of the method for manufacturing a recording head substrate according to the present embodiment. Hereinafter, each step will be described in order.
(Ink channel forming process)
As shown in FIG. 1, a photo-disintegrating positive resist layer 2 is formed on the surface of a substrate 1 provided with an energy generation element (not shown). As the substrate 1, a substrate made of glass, ceramic, metal or the like on which an energy generating element for discharging a liquid (ink in this example) is used is used. As the energy generating element, an electric heat generating element, a piezoelectric element, or the like is used, but is not limited thereto. Further, when an electric heat generating element is used as the energy generating element, a protective film (not shown) may be formed for the purpose of mitigating impact during ink foaming or reducing damage from the ink.

また、光崩壊性ポジ型レジスト層2を形成するためのレジスト塗付方法としては、スピンコート法、ダイレクトコート法、ラミネート転写法などの方法があるが、これに限られるものではない。光崩壊性ポジ型レジストとしては、一般的にはポリメチルイソプロペニルケトン(PMIPK)やポリビニルケトンなどの290[nm]付近に感光波長域を有するレジストが用いられる。或いは、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などのメタクリル酸エステル単位から構成される高分子化合物のように、250[nm]付近に感光波長域を持つレジストが用いられている。もっとも、光崩壊性ポジ型レジストは、上記レジストに限られるものではない。   Examples of the resist coating method for forming the photodisintegrating positive resist layer 2 include a spin coating method, a direct coating method, and a laminate transfer method, but are not limited thereto. As the photodegradable positive resist, a resist having a photosensitive wavelength region near 290 [nm] such as polymethyl isopropenyl ketone (PMIPK) or polyvinyl ketone is generally used. Alternatively, a resist having a photosensitive wavelength region near 250 [nm] is used, such as a polymer compound composed of methacrylic acid ester units such as polymethyl methacrylate (PMMA). However, the photo-disintegrating positive resist is not limited to the resist.

光崩壊性ポジ型レジスト層2を形成後、該レジスト層2の所定領域を、露光および現像過程からなるフォトリソ過程により除去し、インク流路パターンを形成する。具体的には、インク流路パターンの描かれた石英マスク3を通して光崩壊性ポジ型レジスト層2に電離放射線を照射する。電離放射線としては、光崩壊性ポジ型レジストの感光波長域である290[nm]や250[nm]付近の波長域を含むものを使用する。これにより光崩壊性ポジ型レジスト層2の電離照射線が照射された領域で主鎖分解反応が生じ、その領域の現像液に対する溶解性が選択的に向上する。したがって、電離照射線が照射された光崩壊性ポジ型レジスト層2を現像することで、インク流路パターンに対応した構造体4を形成することができる(図2参照)。   After forming the photodisintegrating positive resist layer 2, a predetermined region of the resist layer 2 is removed by a photolithography process including exposure and development processes to form an ink flow path pattern. Specifically, the photodisintegrating positive resist layer 2 is irradiated with ionizing radiation through a quartz mask 3 on which an ink flow path pattern is drawn. As the ionizing radiation, those containing a wavelength range around 290 [nm] or 250 [nm], which is a photosensitive wavelength range of a photo-disintegrating positive resist, are used. As a result, a main chain decomposition reaction occurs in the region of the photodisintegrating positive resist layer 2 irradiated with the ionizing radiation, and the solubility of the region in the developer is selectively improved. Therefore, the structure 4 corresponding to the ink flow path pattern can be formed by developing the photodisintegrating positive resist layer 2 irradiated with the ionizing radiation (see FIG. 2).

上記現像液としては、溶解性が向上した露光部を溶解させ、かつ、未露光部を溶解させない溶剤であれば特に制限はなく、一般的にはメチルイソブチルケトンやプロピレングリコールモノメチルエーテルアセタートなどを用いることが可能である。また、現像時のクラックを防止する観点からは、水と任意な割合で混合可能な炭素数6以上のグリコールエーテル、含窒素塩基性有機溶剤、水を含有する現像液などが好適に用いられる。例えば、X線リソグラフィーにおいてレジストとして用いられるPMMA用の現像液として、特公平3−10089号公報に開示されている組成の現像液を好適に用いることができる。   The developer is not particularly limited as long as it is a solvent that dissolves the exposed area with improved solubility and does not dissolve the unexposed area. Generally, methyl isobutyl ketone or propylene glycol monomethyl ether acetate is used. It is possible to use. Further, from the viewpoint of preventing cracks during development, a glycol ether having 6 or more carbon atoms that can be mixed with water at an arbitrary ratio, a nitrogen-containing basic organic solvent, a developer containing water, and the like are preferably used. For example, as a developing solution for PMMA used as a resist in X-ray lithography, a developing solution having a composition disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-10089 can be suitably used.

次に、図2に示すように、光崩壊性ポジ型レジスト層2(構造体4)の上に、インク流路壁を形成するためのネガ型レジスト層5を形成する。ネガ型レジスト層5を形成するネガ型レジストとしては、カチオン重合・ラジカル重合などの反応を利用したものを使用できるが、これに限られるものではない。カチオン重合反応を利用したネガ型レジストを例にとると、ネガ型レジスト中に含まれる光カチオン開始剤から発生するカチオンにより、ネガ型レジスト中に含まれるカチオン重合可能なモノマーやポリマーの分子間での重合や架橋が進むことで硬化する。光カチオン開始剤としては、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩など、具体的には旭電化工業株式会社製のSP-170、SP-150(いずれも商品名)などが挙げられる。   Next, as shown in FIG. 2, a negative resist layer 5 for forming an ink flow path wall is formed on the photodisintegrating positive resist layer 2 (structure 4). As the negative resist for forming the negative resist layer 5, a resist utilizing a reaction such as cation polymerization or radical polymerization can be used, but is not limited thereto. Taking a negative resist using a cationic polymerization reaction as an example, the cations generated from the photocationic initiator contained in the negative resist cause a cation polymerizable monomer or polymer contained in the negative resist between the molecules. It hardens as polymerization and crosslinking proceed. Examples of the photocation initiator include aromatic iodonium salts and aromatic sulfonium salts, and specific examples include SP-170 and SP-150 (both trade names) manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.

また、カチオン重合可能なモノマーやポリマーとしては、エポキシ基やビニルエーテル基やオキセタン基を有するものが適しているが、これに限られるものではない。一例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、アロンオキセタンOXT-211(商品名、東亜合成株式会社製)、セロキサイド2021(商品名、ダイセル化学工業株式会社製)などの脂環式エポキシ樹脂が挙げられる。また、AOE(商品名、ダイセル化学工業株式会社製)などの直鎖アルキル基を有するモノエポキシドなどを挙げることもできる。さらに、特許第3143308号公報記載の多官能性エポキシ樹脂、例えばEHPE-3150(商品名、ダイセル化学工業株式会社製)などは、非常に高いカチオン重合性を示し、かつ、硬化させると高い架橋密度を示す。よって、優れた強度を有する硬化物が得られるので、ネガ型レジスト層5を形成するためのレジストとして特に好ましい。   Further, as the monomer or polymer capable of cationic polymerization, those having an epoxy group, a vinyl ether group, or an oxetane group are suitable, but are not limited thereto. Examples include alicyclic epoxies such as bisphenol A type epoxy resin, novolac type epoxy resin, Aron Oxetane OXT-211 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), Celoxide 2021 (trade name, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) Resin. Moreover, monoepoxides having a linear alkyl group such as AOE (trade name, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) can also be mentioned. Furthermore, the polyfunctional epoxy resin described in Japanese Patent No. 3143308, for example, EHPE-3150 (trade name, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), etc., exhibits very high cationic polymerizability, and has a high crosslinking density when cured. Indicates. Accordingly, a cured product having excellent strength can be obtained, which is particularly preferable as a resist for forming the negative resist layer 5.

また、塗布成膜時の膜均一性などの塗布性を向上させるために、ネガ型レジスト中にグリコール系の化合物を含ませることも好ましい。例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテルやトリエチレングリコールメチルエーテルなどの化合物が挙げられるが、これらに限る必要はない。   It is also preferable to include a glycol-based compound in the negative resist in order to improve coating properties such as film uniformity during coating film formation. Examples thereof include compounds such as diethylene glycol dimethyl ether and triethylene glycol methyl ether, but the present invention is not limited to these.

以上のようなネガ型レジストをスピンコート法、ダイレクトコート法、ラミネート転写法などの方法によって光崩壊性ポジ型レジスト層2(構造体4)の上に塗布することで、ネガ型レジスト層5を形成する。   By applying the negative resist as described above onto the photodegradable positive resist layer 2 (structure 4) by a method such as a spin coat method, a direct coat method, or a laminate transfer method, the negative resist layer 5 is formed. Form.

次に、必要に応じて撥インク層(不図示)をネガ型レジスト層5の上に形成する。この場合、撥インク層は、ネガ型レジスト層5と同様に架橋可能な感光性を有することが望ましい。また、ネガ型レジスト層5と相溶しないことも重要である。尚、撥インク層は、スピンコート法、ダイレクトコート法、ラミネート転写法などの方法によって形成することができる。   Next, an ink repellent layer (not shown) is formed on the negative resist layer 5 as necessary. In this case, it is desirable that the ink repellent layer has a crosslinkable photosensitivity like the negative resist layer 5. It is also important that the negative resist layer 5 is not compatible. The ink repellent layer can be formed by a method such as a spin coating method, a direct coating method, or a laminate transfer method.

その後、図3に示すように、ネガ型レジスト層5の所定部分に、後に吐出口6a(図11)となる穴6を形成する。この工程では、後に吐出口6a(図11)となる領域を遮光した上でネガ型レジスト層5に光を照射して、ネガ型レジスト層5の非遮光領域を硬化させる。尚、撥インク層が形成されている場合には、撥インク層も同時に硬化させる。いずれにしても、光照射後に現像することで、吐出口パターンに対応した穴6が形成される。ネガ型レジスト層5及び撥インク層の現像液としては、露光部を溶解させず、未露光部を完全に取り除くことができ、かつ、その下に配置されている光崩壊性ポジ型レジスト層2を溶解させない現像液が最適である。例えば、メチルイソブチルケトンやメチルイソブチルケトン/キシレンの混合溶媒などが使用可能である。   Thereafter, as shown in FIG. 3, a hole 6 to be a discharge port 6a (FIG. 11) is formed in a predetermined portion of the negative resist layer 5 later. In this step, the negative resist layer 5 is irradiated with light after shielding the region that will later become the discharge port 6a (FIG. 11), and the non-shielded region of the negative resist layer 5 is cured. If an ink repellent layer is formed, the ink repellent layer is also cured at the same time. In any case, the hole 6 corresponding to the discharge port pattern is formed by developing after light irradiation. As the developing solution for the negative resist layer 5 and the ink repellent layer, the exposed portion can be completely removed without dissolving the exposed portion, and the photodisintegrating positive resist layer 2 disposed therebelow. A developing solution that does not dissolve is optimal. For example, methyl isobutyl ketone or a mixed solvent of methyl isobutyl ketone / xylene can be used.

尚、光崩壊性ポジ型レジスト層2を溶解させないことが必要な理由は次のとおりである。すなわち、一般的には、一枚のウエハ上に複数の記録ヘッド基板を形成し、それら記録ヘッド基板を個片に切断するので、切断時のごみ対策として、インク流路パターンを形成する光崩壊性ポジ型レジスト層2は、切断工程後に溶解除去するのが望ましい。
(第一のエッチング工程(第一の供給口形成工程))
次いで、基板1に対して第一のエッチング工程を実施して第一の供給口(共通供給口)を形成する。具体的には、基板1をその裏面側から表面側に向けて厚み方向途中までエッチングして共通供給口を形成する。共通供給口を形成するエッチング方法としては、異方性エッチング、レーザー加工、ドライエッチングなどが一般的に用いられるが、これに限られるものではない。
The reason why it is necessary not to dissolve the photodisintegrating positive resist layer 2 is as follows. That is, in general, a plurality of recording head substrates are formed on a single wafer, and the recording head substrates are cut into individual pieces. The positive resist layer 2 is desirably dissolved and removed after the cutting step.
(First etching step (first supply port forming step))
Next, a first etching step is performed on the substrate 1 to form a first supply port (common supply port). Specifically, the substrate 1 is etched halfway in the thickness direction from the back side to the front side to form a common supply port. As an etching method for forming the common supply port, anisotropic etching, laser processing, dry etching and the like are generally used, but are not limited thereto.

一例として、基板1が特定の結晶方位を持ったSi基板であると仮定して、異方性エッチングによって共通供給口を形成する方法について説明する。結晶異方性エッチングを行うことができるように、基板1には、結晶方位が(100)面又は(110)面であり、この結晶方位が面方向と平行なSi基板を用いる。基板1の厚さは、完成した記録ヘッド基板に求められる強度や、後述する異方性エッチングでのエッチング効率を考慮して選択する。   As an example, a method for forming a common supply port by anisotropic etching will be described on the assumption that the substrate 1 is a Si substrate having a specific crystal orientation. In order to perform crystal anisotropic etching, a Si substrate having a crystal orientation of (100) plane or (110) plane and parallel to the plane direction is used as the substrate 1. The thickness of the substrate 1 is selected in consideration of the strength required for the completed recording head substrate and the etching efficiency in anisotropic etching described later.

まず、図4に示すように、基板表面のネガ型レジスト層5の上に、エッチング耐性のある保護膜7(例えば、東京応化工業株式会社製のOBC(商品名))を形成する。   First, as shown in FIG. 4, an etching resistant protective film 7 (for example, OBC (trade name) manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is formed on the negative resist layer 5 on the substrate surface.

その後、図5に示すように、基板裏面に耐エッチング膜8を形成する。耐エッチング膜8の材料としては、後に用いるエッチング液やドライエッチングガスに対する耐性に優れ、かつ、表面の酸化シリコンとの密着性も良好であるポリエーテルアミド樹脂などが好適に用いられる。ポリエーテル樹脂を用いる場合は、適当な溶剤を利用してソルベントコートし、60〜350[℃]、より好ましくは320〜350[℃]に加熱して溶剤を揮発させることにより成膜する方法が利用できる。ソルベント法によれば、液体のポリエーテルアミド樹脂を簡易、かつ、均一にコーティングできる。ポリエーテルアミド樹脂の成膜時の加熱温度は、ポリエーテルアミド樹脂のガラス転移温度である230[℃]以上であることが好ましい。また、ポリエーテルアミド樹脂が熱分解される温度である400[℃]以下であることが好ましい。例えば、日立化成工業株式会社製のHIMAL HL-1200(商品名)を用いることができる。   Thereafter, as shown in FIG. 5, an etching resistant film 8 is formed on the back surface of the substrate. As the material of the etching resistant film 8, a polyether amide resin having excellent resistance to an etching solution and a dry etching gas to be used later and having good adhesion to silicon oxide on the surface is preferably used. When using a polyether resin, there is a method in which a solvent is coated using an appropriate solvent, and the film is formed by heating to 60 to 350 [° C.], more preferably 320 to 350 [° C.] to volatilize the solvent. Available. According to the solvent method, a liquid polyetheramide resin can be easily and uniformly coated. The heating temperature during the film formation of the polyetheramide resin is preferably 230 [° C.] or higher, which is the glass transition temperature of the polyetheramide resin. Further, it is preferably 400 [° C.] or less, which is the temperature at which the polyetheramide resin is thermally decomposed. For example, HIMAL HL-1200 (trade name) manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. can be used.

次に、図6に示すように、耐エッチング膜8に、共通供給口9a(図11、12)に対応したパターンを形成する。パターニング方法は、耐エッチング膜8の材質に応じて選択することができる。耐エッチング膜8としてポリエーテルアミド樹脂膜を設けた場合は、ポリエーテルアミド樹脂膜上に第一の感光性材料を塗布し、露光及び現像することによって所望のパターンを形成する。その後、第一の感光性材料の層をエッチングマスクとして用いて、ポリエーテルアミド樹脂膜をエッチングした上で感光性材料を除去する。   Next, as shown in FIG. 6, a pattern corresponding to the common supply port 9 a (FIGS. 11 and 12) is formed in the etching resistant film 8. The patterning method can be selected according to the material of the etching resistant film 8. When a polyetheramide resin film is provided as the etching resistant film 8, a first photosensitive material is applied on the polyetheramide resin film, and a desired pattern is formed by exposure and development. Thereafter, the polyether amide resin film is etched using the first photosensitive material layer as an etching mask, and then the photosensitive material is removed.

次に、図7に示すように、共通供給口9a(図11、12)に対応したパターンが形成された耐エッチング膜8を介して、基板1に該基板1の厚み方向途中まで異方性エッチングを進行させ、後に共通供給口9aとなる凹部9を形成する。異方性エッチング液としては、アルカリ系のエッチング溶液である水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなどの水溶液からなるエッチング液を用いる。また、加温しながらエッチング液に浸漬させることで、耐エッチング膜8に覆われていない露出部分のみを異方性をもって溶解させることが可能であり、これにより共通供給口9a(図11、12)に対応した凹部9を形成することができる。尚、ウェットエッチングには、結晶性異方性エッチングを用いるのが望ましいが、この限りではない。   Next, as shown in FIG. 7, the substrate 1 is anisotropically provided halfway in the thickness direction of the substrate 1 through the etching resistant film 8 in which a pattern corresponding to the common supply port 9 a (FIGS. 11 and 12) is formed. Etching is advanced to form a recess 9 that will later become a common supply port 9a. As the anisotropic etching solution, an etching solution made of an aqueous solution of potassium hydroxide, sodium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide or the like, which is an alkaline etching solution, is used. Further, by immersing in an etching solution while heating, it is possible to dissolve only an exposed portion that is not covered with the etching-resistant film 8 with anisotropy, whereby the common supply port 9a (FIGS. 11 and 12). ) Can be formed. In addition, although it is desirable to use crystalline anisotropic etching for wet etching, it is not limited to this.

異方性エッチングでは、結晶方位に応じてエッチングの進行に選択性が生じ、エッチングの深さ方向と幅方向との間で異方性が得られるので、エッチング開始幅を調整することにより、深さが幾何学的に決定される。よって、基板1の厚さとエッチング開始幅を考慮することで、基板表面における凹部9の開口幅W1、すなわち、共通供給口9a(図11、12)の幅の制御が容易に行える。エッチング開始面となる基板裏面における凹部9の開口幅W2は、所望とする記録ヘッド基板の特性や基板1の厚さなどに応じて選択する。
(第二のエッチング工程(第二の供給口形成工程))
次に、基板1に対して第二のエッチング工程を実施して、第一の供給口(共通供給口)に連通する複数の第二の供給口(独立供給口)を形成する。
In anisotropic etching, selectivity occurs in the progress of etching depending on the crystal orientation, and anisotropy is obtained between the depth direction and the width direction of the etching. Therefore, by adjusting the etching start width, Is determined geometrically. Therefore, by considering the thickness of the substrate 1 and the etching start width, the opening width W1 of the recess 9 on the substrate surface, that is, the width of the common supply port 9a (FIGS. 11 and 12) can be easily controlled. The opening width W2 of the recess 9 on the back surface of the substrate that is the etching start surface is selected according to the desired characteristics of the recording head substrate, the thickness of the substrate 1, and the like.
(Second etching step (second supply port forming step))
Next, a second etching step is performed on the substrate 1 to form a plurality of second supply ports (independent supply ports) communicating with the first supply port (common supply port).

まず、図8に示すように、凹部9の内面を含む基板裏面に耐エッチング膜10を形成する。耐エッチング膜10の材料としては、後に用いられるエッチング液やドライエッチングガスに対する耐性に優れ、かつ、傾斜表面(凹部9の内面)に対しても薄膜で均一に被覆可能である材料が好適である。例えば、ノボラック樹脂誘導体やナフトキノンジアジド誘導体が好適な材料して挙げられる。もっとも、数マイクロメートルの厚みでも耐エッチング膜として機能する薄膜を形成可能な材料であればよく、特定の材料に限られるものではない。例えば、AZエレクトロニックマテリアルズ社製のAZ-P4620(商品名)を使用することができる。   First, as shown in FIG. 8, an etching resistant film 10 is formed on the back surface of the substrate including the inner surface of the recess 9. As the material of the etching resistant film 10, a material that is excellent in resistance to an etching solution and a dry etching gas used later and that can be uniformly coated with a thin film on an inclined surface (inner surface of the recess 9) is preferable. . For example, novolak resin derivatives and naphthoquinonediazide derivatives are preferable materials. However, the material is not limited to a specific material as long as the material can form a thin film that functions as an etching-resistant film even with a thickness of several micrometers. For example, AZ-P4620 (trade name) manufactured by AZ Electronic Materials can be used.

また、耐エッチング膜10の形成方法としては、スピンコート法やディップコート法やスプレーコート法などの成膜方法を用いることができるが、傾斜表面に対する被覆性の観点からはスプレーコート法が好ましい。スプレーコート法では耐エッチング液を霧状に噴霧することで傾斜面にも均一な薄膜を形成することができる。さらに、基板1を加熱しながら耐エッチング膜10を形成すれば、傾斜表面に付着した成膜材料中の溶媒が瞬間的に蒸発するので、傾斜表面における液ダレや液溜まりの発生が回避され、より均一な耐エッチング膜10を形成することができる。基板1の加熱温度は、40[℃]〜120[℃]が好ましい。この際、成膜材料の蒸気圧、粘度、希釈率などによって、噴霧量、噴霧圧、基板加熱温度、噴霧後のベーク温度及び時間などを制御することで、さらに均一な耐エッチング膜10を形成することができる。   In addition, as a method for forming the etching resistant film 10, a film forming method such as a spin coating method, a dip coating method, or a spray coating method can be used, but the spray coating method is preferable from the viewpoint of coverage with an inclined surface. In the spray coating method, a uniform thin film can be formed on the inclined surface by spraying the etching resistant solution in a mist form. Furthermore, if the etching resistant film 10 is formed while the substrate 1 is heated, the solvent in the film forming material attached to the inclined surface evaporates instantaneously, thereby avoiding the occurrence of liquid dripping or pooling on the inclined surface. A more uniform etching resistant film 10 can be formed. The heating temperature of the substrate 1 is preferably 40 [° C.] to 120 [° C.]. At this time, a more uniform etching resistant film 10 is formed by controlling the spray amount, spray pressure, substrate heating temperature, baking temperature and time after spraying, and the like according to the vapor pressure, viscosity, dilution rate, etc. of the film forming material. can do.

次いで、図9に示すように、耐エッチング膜10に対して独立供給口11a(図11、12)のパターンを形成する。形成方法としては、耐エッチング膜10の上に第二の感光性材料を塗布し、塗布された第二の感光性材料を露光及び現像する。露光にはプロキシミティー露光、ミラープロジェクション露光又はステッパ露光を用いることができる。さらに、パターンを現像する際にはディッピング方式やスプレー塗布方式により現像液に浸漬することができる。また、凹部9が500[μm]程度である場合には、現像液を凹部9中に循環させて面内に均一に現像液を触れさせるために、超音波を付加する方式やスプレー方式を用いることが好ましい。   Next, as shown in FIG. 9, a pattern of independent supply ports 11 a (FIGS. 11 and 12) is formed in the etching resistant film 10. As a forming method, a second photosensitive material is applied on the etching resistant film 10, and the applied second photosensitive material is exposed and developed. For the exposure, proximity exposure, mirror projection exposure, or stepper exposure can be used. Furthermore, when developing a pattern, it can be immersed in a developing solution by a dipping method or a spray coating method. Further, when the concave portion 9 is about 500 [μm], a method of applying ultrasonic waves or a spray method is used in order to circulate the developer in the concave portion 9 so that the developer is uniformly touched in the surface. It is preferable.

その後、図10に示すように、耐エッチング膜10をマスクとしてエッチングを行って、独立供給口パターンに対応した穴11を形成する。基板1のエッチングとしてはECRやICPやRIEなどのドライエッチングを用いることができる。また、基板1に対して垂直に50[μm]以上の深さの穴11を形成するためには、エッチングとデポジションを繰り返すボッシュプロセスからなるICPエッチャーを用いることが好ましい。この際、上部に設置されているTEOSやSiNやSiCからなる絶縁層や、TaAlやAlなどの配線やヒータ部材などが積層されている薄膜も同時にエッチングすることができる。予め形成されているレジスト層をストップ層としてエッチングを完了させることができる。本例では、インク流路パターンを構成している光崩壊性ポジ型レジスト層2(構造体4)をストップ層として用いることによりエッチングを完了させることができる。   Thereafter, as shown in FIG. 10, etching is performed using the etching resistant film 10 as a mask to form the holes 11 corresponding to the independent supply port pattern. As the etching of the substrate 1, dry etching such as ECR, ICP, or RIE can be used. In order to form the hole 11 having a depth of 50 [μm] or more perpendicular to the substrate 1, it is preferable to use an ICP etcher composed of a Bosch process in which etching and deposition are repeated. At this time, an insulating layer made of TEOS, SiN, or SiC installed on the upper portion, a thin film on which wiring such as TaAl or Al, a heater member, or the like is laminated can be simultaneously etched. Etching can be completed using a previously formed resist layer as a stop layer. In this example, etching can be completed by using the photodisintegrating positive resist layer 2 (structure 4) constituting the ink flow path pattern as a stop layer.

次いで、必要に応じて耐エッチング膜10を取り除く。この際、基板表面側の保護膜7は、光崩壊性ポジ型レジスト層2(構造体4)や撥インク層をエッチング液から保護する役割を果たす。もっとも、保護膜7の形成は必須ではない。   Next, the etching resistant film 10 is removed as necessary. At this time, the protective film 7 on the substrate surface side plays a role of protecting the photodisintegrating positive resist layer 2 (structure 4) and the ink repellent layer from the etching solution. However, the formation of the protective film 7 is not essential.

その後、穴11及びこれに連通した凹部9を介して光崩壊性ポジ型レジスト層2(構造体4)を除去して、穴6(図3)、穴11及び凹部9を連通させる。この工程では、光崩壊性ポジ型レジスト層2(構造体4)に電離放射線を照射し、光崩壊性ポジ型レジスト層2(構造体4)に分解反応を起こすことで、除去液に対する溶解性を向上させる。電離放射線としては、光崩壊性ポジ型レジスト層2(構造体4)のパターニングの際に使用したものと同様のものが使用できる。ただし、本工程では光崩壊性ポジ型レジスト層2(構造体4)を除去してインク流路を形成することが目的であるので、電離照射線はマスクを介さずに全面に照射することができる。その後、光崩壊性ポジ型レジスト層2(構造体4)のパターニングの際に使用した現像液と同様の現像液を用いて、光崩壊性ポジ型レジスト層2(構造体4)を完全に取り除くことが可能である。この工程では、パターニング性を考慮する必要はなく、光崩壊性ポジ型レジスト層2(構造体4)を溶解可能で、ネガ型レジスト層5及び撥インク層に影響しない溶剤を用いることができる。   Thereafter, the photodisintegrating positive resist layer 2 (structure 4) is removed through the hole 11 and the recess 9 communicating with the hole 11, and the hole 6 (FIG. 3), the hole 11 and the recess 9 are communicated. In this step, the photodisintegrating positive resist layer 2 (structure 4) is irradiated with ionizing radiation, and the photodisintegrating positive resist layer 2 (structure 4) undergoes a decomposition reaction, whereby the solubility in the removal liquid is increased. To improve. As the ionizing radiation, the same ionizing radiation as that used in the patterning of the photodisintegrating positive resist layer 2 (structure 4) can be used. However, since the purpose of this step is to form the ink flow path by removing the photodisintegrating positive resist layer 2 (structure 4), the entire surface of the ionizing radiation can be irradiated without passing through a mask. it can. Thereafter, the photodegradable positive resist layer 2 (structure 4) is completely removed using a developer similar to the developer used for patterning the photodegradable positive resist layer 2 (structure 4). It is possible. In this step, it is not necessary to consider the patterning property, and a solvent that can dissolve the photodisintegrating positive resist layer 2 (structure 4) and does not affect the negative resist layer 5 and the ink repellent layer can be used.

以上の工程により、図11及び図12に示す記録ヘッド基板が完成する。完成した記録ヘッドでは、上記穴6が吐出口6aとなり、上記光崩壊性ポジ型レジスト層2(構造体4)が除去された後の空間がインク流路4aとなる。換言すれば、ネガ型レジスト層5によって、インク流路壁が形成されている。また、上記穴11が第二の供給口としての独立供給口11aとなり、上記凹部9が第一の供給口としての共通供給口9aとなる。そして、インク流路4aは基板1の表面と平行な方向に延在し、各独立供給口11aは、基板1の表面と直交する方向に延在している。共通供給口9aに供給された液体(本例ではインク)は、各独立供給口11aを介して各インク流路4aに分配される。分配されたインクは、インク流路4aの一部(発泡室)に設けられているエネルギー発生素子が発するエネルギーによって各吐出口6aから吐出される。図示されているように、インク流路4aと独立供給口11aとは、互いの延在方向が直交している。この延在方向の違いにより、インク流路4aの内部をインクが流れる方向と、独立供給口11aの内部をインクが流れる方向とは直交することとなる。また、本例では、全長が相対的に長いインク流路4aと短いインク流路4aとが、吐出口6aの配列方向に沿って交互に形成されている。さらに、相対的に全長が短いインク流路4aと連通している吐出口6aの径は、全長が長いインク流路4aと連通している吐出口6aに比べて大きい。   Through the above steps, the recording head substrate shown in FIGS. 11 and 12 is completed. In the completed recording head, the hole 6 becomes the discharge port 6a, and the space after the photodisintegrating positive resist layer 2 (structure 4) is removed becomes the ink flow path 4a. In other words, the ink flow path wall is formed by the negative resist layer 5. Moreover, the said hole 11 becomes the independent supply port 11a as a 2nd supply port, and the said recessed part 9 becomes the common supply port 9a as a 1st supply port. The ink flow path 4 a extends in a direction parallel to the surface of the substrate 1, and each independent supply port 11 a extends in a direction orthogonal to the surface of the substrate 1. The liquid (ink in this example) supplied to the common supply port 9a is distributed to each ink flow path 4a via each independent supply port 11a. The distributed ink is ejected from each ejection port 6a by the energy generated by the energy generating element provided in a part (foaming chamber) of the ink flow path 4a. As shown in the drawing, the extending directions of the ink flow path 4a and the independent supply port 11a are orthogonal to each other. Due to the difference in the extending direction, the direction in which the ink flows in the ink flow path 4a is orthogonal to the direction in which the ink flows in the independent supply port 11a. In this example, the ink flow paths 4a and the short ink flow paths 4a having a relatively long overall length are alternately formed along the arrangement direction of the ejection ports 6a. Furthermore, the diameter of the ejection port 6a communicating with the ink channel 4a having a relatively short overall length is larger than that of the ejection port 6a communicating with the ink channel 4a having a long overall length.

これまでの説明及び図11、12より、独立供給口11a及び共通供給9aの双方が基板1の内部に形成されていることがわかる。この点、上記特許文献2記載の製造方法では、独立供給口11aに相当する供給口が基板とは別の薄膜内に形成される。しかし、この薄膜は厚みが数[μm]程度しかない。したがって、エッチングガスによるダメージや積層されたレジスト材料からの応力により変形や破損を生じる虞があった。   From the description so far and FIGS. 11 and 12, it can be seen that both the independent supply port 11 a and the common supply 9 a are formed inside the substrate 1. In this regard, in the manufacturing method described in Patent Document 2, a supply port corresponding to the independent supply port 11a is formed in a thin film different from the substrate. However, this thin film has a thickness of only a few [μm]. Therefore, there is a possibility that deformation or breakage may occur due to damage by the etching gas or stress from the laminated resist material.

一方、独立供給口及び共通供給の双方が基板の内部に形成されている本発明の記録ヘッド基板及び本発明の製法によって製造された記録ヘッド基板では、基板強度が高く、特許文献2記載の製法によって製造された基板が抱える上記問題が解決されている。   On the other hand, in the recording head substrate of the present invention in which both the independent supply port and the common supply are formed inside the substrate and the recording head substrate manufactured by the manufacturing method of the present invention, the substrate strength is high, and the manufacturing method described in Patent Document 2 The above-mentioned problems of the substrate manufactured by the above are solved.

もっとも、異方性エッチングを基板内で停止させるため、所望のエッチング終了幅(図7に示す開口幅W1)を得るのに必要なエッチング開始幅(図7に示す開口幅W2に相当)を従来よりも狭くすることができるという特許文献2記載の製法の利点は維持される。よって、基板の強度が向上するのみでなく、基板と該基板を支持する支持部材との接着面積が広くなり、接着信頼性が向上し、他のインクとの混色を防ぐことも可能である。   However, in order to stop the anisotropic etching in the substrate, an etching start width (corresponding to the opening width W2 shown in FIG. 7) necessary to obtain a desired etching end width (opening width W1 shown in FIG. 7) is conventionally set. The advantage of the manufacturing method described in Patent Document 2 that it can be made narrower is maintained. Therefore, not only the strength of the substrate is improved, but also the adhesion area between the substrate and the supporting member that supports the substrate is widened, the adhesion reliability is improved, and color mixing with other inks can be prevented.

さらに、独立供給口の壁の長さ(独立供給口の深さ)は、基板を第二のエッチング処理によって掘り込む深さと同一であり、かつ、独立供給口の壁は基板材料であるシリコン結晶によって構成されている。よって、従来の蒸着処理を行った薄膜と比較しても十分な強度を有する。   Further, the length of the wall of the independent supply port (depth of the independent supply port) is the same as the depth of digging the substrate by the second etching process, and the wall of the independent supply port is a silicon crystal that is a substrate material. It is constituted by. Therefore, it has sufficient strength even when compared with a conventional thin film subjected to vapor deposition.

換言すれば、独立供給口の壁の強度は、基板に対する第二のエッチング処理による掘り込みの深さに比例する。すなわち、掘り込みの深さが深いほど独立供給口壁の強度は増す。しかし、個々の独立供給口の長いほど(深いほど)、その独立供給口中をインクが流れる際に生じる流抵抗も増加する。また、各独立供給口は、各吐出口に対応したインク流路と連通しているので、吐出口の数と同数の独立供給口を形成する必要があり、各独立供給口の幅が制限される。本件発明者らは、上記諸般の事情に加え、インク流路壁を形成しているレジストから応力緩和をも考慮した上で鋭意研究を重ねた結果、適切な独立供給口の長さ(深さ)は次のとおりであるとの結論を見出した。すなわち、インク流路の延在方向における長さ(インク流路長(CH))と、独立供給口の延在方向における長さ(独立供給口長(CC))とが、(CH)<(CC)の関係にあることが必要である。   In other words, the strength of the wall of the independent supply port is proportional to the depth of digging by the second etching process on the substrate. That is, the strength of the independent supply port wall increases as the depth of excavation increases. However, the longer each individual supply port (the deeper), the greater the flow resistance that occurs when ink flows through the independent supply port. Further, since each independent supply port communicates with the ink flow path corresponding to each discharge port, it is necessary to form the same number of independent supply ports as the number of discharge ports, and the width of each independent supply port is limited. The In addition to the various circumstances described above, the present inventors have conducted extensive research in consideration of stress relaxation from the resist forming the ink flow path wall. ) Found the conclusion that: That is, the length in the extending direction of the ink channel (ink channel length (CH)) and the length in the extending direction of the independent supply port (independent supply port length (CC)) are (CH) <( CC).

既に説明した本発明の実施形態においても上記関係が成立するように、インク流路長(CH)と独立供給口長(CC)とが規定されている。
(実施例1)
本実施例においては、上記実施形態に係る製造方法によって、記録ヘッド基板を製造した。
In the embodiment of the present invention already described, the ink flow path length (CH) and the independent supply port length (CC) are defined so that the above relationship is established.
(Example 1)
In this example, the recording head substrate was manufactured by the manufacturing method according to the above embodiment.

まず、図1などに示す基板1として、エネルギー発生素子としての電気熱変換素子(ヒータ)と、これを駆動するためのドライバーやロジック回路とが形成されたシリコン基板を準備した。   First, as a substrate 1 shown in FIG. 1 and the like, a silicon substrate on which an electrothermal conversion element (heater) as an energy generating element and a driver and a logic circuit for driving the element were prepared.

次いで、基板1上に、ポリメチルイソプロペニルケトン(東京応化工業株式会社製の商品名ODUR-1010)を樹脂濃度が20[wt%]になるように調節し、スピンコート法によって塗布した。その後、ホットプレート上にて120[℃]で3分間、引き続き窒素置換されたオーブンにて、150[℃]で30分間のプリベークを行い、15[μm]膜厚の光崩壊性ポジ型レジスト層2(図1など)を形成した。次いで、光崩壊性ポジ型レジスト層2上に、ウシオ電機株式会社製のDeep−UV露光装置UX-3000(商品名)を用いて、流路パターンの描かれたマスクを介して、18000[mJ/cm2]の露光量でDeep-UV光を照射した。その後、非極性溶剤であるメチルイソブチルケトン(MIBK)/キシレン(Xylene)=2/3溶液により現像し、キシレン(Xylene)を用いてリンス処理を行うことで、基板1上に、図2などに示すインク流路パターン(構造体4)を形成した。 Next, polymethylisopropenyl ketone (trade name ODUR-1010, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was adjusted on the substrate 1 so as to have a resin concentration of 20 [wt%] and applied by spin coating. Then, pre-baking is performed at 120 [° C] for 3 minutes on a hot plate and then at 150 [° C] for 30 minutes in an oven purged with nitrogen, and a photodisintegrating positive resist layer having a film thickness of 15 [μm] 2 (FIG. 1 etc.) was formed. Next, on the photo-disintegrating positive resist layer 2, using a Deep-UV exposure apparatus UX-3000 (trade name) manufactured by Ushio Inc., 18000 [mJ Deep-UV light was irradiated at an exposure dose of / cm 2 ]. After that, development is performed with a nonpolar solvent, methyl isobutyl ketone (MIBK) / xylene (Xylene) = 2/3 solution, and rinsing is performed using xylene. The ink flow path pattern (structure 4) shown was formed.

その後、構造体4上にネガ型レジストを塗布して、図2などに示すネガ型レジスト層5を形成した。ネガ型レジストには以下の組成のレジスト溶液を使用した。   Thereafter, a negative resist was applied on the structure 4 to form a negative resist layer 5 shown in FIG. A resist solution having the following composition was used for the negative resist.

・EHPE-3150(商品名、ダイセル化学工業株式会社製) 100重量部
・HFAB(商品名、セントラル硝子株式会社製) 20重量部
・A-187(商品名、日本ユニカー株式会社製) 5重量部
・SP170(商品名、旭電化工業株式会社) 2重量部
・キシレン 80重量部
より具体的には、上記組成のレジスト溶液をスピンコート法によって塗布し、ホットプレート上にて90[℃]で3分間のプリベークを行い、20[μm](平板上)のネガ型レジスト層5を形成した。さらに、ネガ型レジスト層5上に感光性を有する以下の組成の樹脂からなる撥インク層(不図示)をラミネート法により形成した。
・ EHPE-3150 (trade name, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) 100 parts by weight ・ HFAB (trade name, manufactured by Central Glass Co., Ltd.) 20 parts by weight ・ A-187 (trade name, manufactured by Nihon Unicar Co., Ltd.) 5 parts by weight・ SP170 (trade name, Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) 2 parts by weight ・ Xylene 80 parts by weight More specifically, a resist solution having the above composition is applied by spin coating, and is applied at 90 [° C.] on a hot plate at 3 ° C. A negative resist layer 5 of 20 [μm] (on a flat plate) was formed by performing pre-baking for a minute. Further, an ink repellent layer (not shown) made of a resin having the following composition having photosensitivity was formed on the negative resist layer 5 by a laminating method.

・EHPE-3150(商品名、ダイセル化学工業株式会社製) 35重量部
・2、2-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)ヘキサフロロプロパン 25重量部
・1、4-ビス(2-ヒドロキシヘキサフロロイソプロピル)ベンゼン 25重量部
・3-(2-パーフルオロヘキシル)エトキシ-1、2-エポキシプロパン 16重量部
・A-187(商品名、日本ユニカー株式会社製) 4重量部
・SP170(商品名、旭電化工業株式会社製) 1.5重量部
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル 200重量部
次いで、マスクアライナーMPA600FA(株式会社キヤノン製)を用い、吐出口6a(図11、12)のパターンが描かれたマスクを介して、3000[mJ/cm2]の露光量にてパターン露光した。
・ EHPE-3150 (trade name, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) 35 parts by weight ・ 2,2-bis (4-glycidyloxyphenyl) hexafluoropropane 25 parts by weight ・ 1,4-bis (2-hydroxyhexafluoroisopropyl) ) 25 parts by weight of benzene ・ 16 parts by weight of 3- (2-perfluorohexyl) ethoxy-1,2-epoxypropane ・ A-187 (trade name, manufactured by Nihon Unicar) 4 parts by weight ・ SP170 (trade name, Asahi 1.5 parts by weight • 200 parts by weight of diethylene glycol monoethyl ether Next, using a mask aligner MPA600FA (manufactured by Canon Inc.), through a mask on which the pattern of the discharge ports 6a (FIGS. 11 and 12) is drawn And pattern exposure with an exposure amount of 3000 [mJ / cm 2 ].

次いで、90[℃]で180秒のPEBを行い、メチルイソブチルケトン/キシレン=2/3溶液を用いて現像し、キシレンを用いてリンス処理を行うことで、図3などに示す穴6を形成した。   Next, PEB is performed at 90 [° C.] for 180 seconds, developed with a solution of methyl isobutyl ketone / xylene = 2/3, and rinsed with xylene to form the hole 6 shown in FIG. did.

次いで、基板1の裏面に共通供給口9aとなる穴9を第一のエッチング工程により形成した。まず、撥インク層の全面にOBC(商品名、東京応化株式会社製)を塗布して、図4などに示す保護膜7を形成した。   Next, a hole 9 serving as a common supply port 9a was formed on the back surface of the substrate 1 by a first etching process. First, OBC (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied to the entire surface of the ink repellent layer to form the protective film 7 shown in FIG.

次いで、基板1の裏面に、ポリエーテルアミド樹脂(日立化成株式会社製のHIMAL(商品名))を塗布して、図5などに示す耐エッチング膜8を形成した。   Next, a polyetheramide resin (HIMAL (trade name) manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was applied to the back surface of the substrate 1 to form an etching resistant film 8 shown in FIG.

次いで、耐エッチング膜8上に、第一の感光性材料として感光性ポジ型レジスト(東京応化株式会社製のOFPR-800(商品名))を全面に塗布した。さらに、塗布したポジ型レジストに対してウシオ電機株式会社製のDeep−UV露光装置UX-3000(商品名)を用いて共通供給口9a(図11、12)の形状(スリット形状)に対応したパターンを形成した。次に、CF4とO2の混合ガスを用い、感光性ポジ型レジスト上からケミカルドライエッチングを施して耐エッチング膜8に共通供給口9aのパターンを形成した(図6)。すなわち、共通供給口9aの形状に対応したエッチングマスクを形成した。 Next, a photosensitive positive resist (OFPR-800 (trade name) manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied on the entire surface of the etching resistant film 8 as a first photosensitive material. Furthermore, the shape (slit shape) of the common supply port 9a (FIGS. 11 and 12) was applied to the applied positive resist using a Deep-UV exposure apparatus UX-3000 (trade name) manufactured by USHIO INC. A pattern was formed. Next, using a mixed gas of CF 4 and O 2 , chemical dry etching was performed on the photosensitive positive resist to form a pattern of the common supply port 9a in the etching resistant film 8 (FIG. 6). That is, an etching mask corresponding to the shape of the common supply port 9a was formed.

次に、耐エッチング膜8をエッチングマスクとし、80[℃]のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液中に浸漬することで基板1に対して異方性エッチングを行って、図7などに示す凹部9を形成した。尚、異方性エッチングは、基板1が100[μm]程残るように、エッチングレートを計算して浸漬時間を算出した。尚、エッチングマスクとなる耐エッチング膜8は基板1を用意する際に、あらかじめ形成されていてもよい。   Next, anisotropic etching is performed on the substrate 1 by immersing it in an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide at 80 [° C.] using the etching resistant film 8 as an etching mask, and the recess 9 shown in FIG. Formed. In the anisotropic etching, the immersion time was calculated by calculating the etching rate so that the substrate 1 remained about 100 [μm]. Note that the etching resistant film 8 serving as an etching mask may be formed in advance when the substrate 1 is prepared.

次いで、エッチングマスク(耐エッチング膜8)を除去した。その後、異方性エッチングを行った表面に対して、スプレーコータ(イーヴィーグループ社製)を用いて感光性ポジ型レジスト層(図8などに示す耐エッチング膜10)を形成した。感光性ポジ型レジストには、AZ-P4620(AZエレクトロニックマテリアルズ社製(商品名))を用いた。スプレーコート時に基板1の温度が60[℃]に保たれるように、基板チャックを加熱しながら塗布を行うことで、凹部9の傾斜した内面及びエッジ部にも感光性ポジ型レジストを均一に塗布した。   Next, the etching mask (etching resistant film 8) was removed. Thereafter, a photosensitive positive resist layer (etching-resistant film 10 shown in FIG. 8 and the like) was formed on the surface subjected to anisotropic etching using a spray coater (manufactured by Evey Group). As a photosensitive positive resist, AZ-P4620 (manufactured by AZ Electronic Materials (trade name)) was used. By applying while heating the substrate chuck so that the temperature of the substrate 1 is kept at 60 [° C.] at the time of spray coating, the photosensitive positive resist is uniformly applied to the inclined inner surface and the edge portion of the recess 9. Applied.

次いで、耐エッチング膜10に対してイーヴィーグループ社製の露光機を用いて[1000mJ/cm2]の露光量で供給口パターンのマスクを通して露光を行った。次いで、AZ-400Kリムーバーを用いてシャワー現像を行って、耐エッチング膜10に微細な独立供給口パターンを形成した(図9)。すなわち、独立供給口11a(図11、12)の形状に対応したエッチングマスクを形成した。 Next, the etching resistant film 10 was exposed through a mask of the supply port pattern with an exposure amount of [1000 mJ / cm 2 ] using an exposure machine manufactured by Evey Group. Next, shower development was performed using an AZ-400K remover to form a fine independent supply port pattern in the etching resistant film 10 (FIG. 9). That is, an etching mask corresponding to the shape of the independent supply port 11a (FIGS. 11 and 12) was formed.

次いで、耐エッチング膜10をエッチングマスクとして、AMS200(ALCATEL社製)を用いたボッシュプロセスにて基板1を表面の光崩壊性ポジ型レジスト層2(構造体4)までエッチングを行って、図10に示す穴11を形成した。   Next, using the etching resistant film 10 as an etching mask, the substrate 1 is etched to the surface photodisintegrating positive resist layer 2 (structure 4) by a Bosch process using AMS200 (manufactured by ALCATEL). The hole 11 shown in FIG.

次いで、保護膜7をキシレンにて除去した後、ウシオ電機製Deep-UV露光装置UX-3000(商品名)を用いて撥インク層上から7000[mJ/cm2]の露光量で全面露光し、インク流路パターンを形成する構造体4を可溶化した。その後、乳酸メチル中に超音波を付与しつつ浸漬することで、構造体4を除去した。 Next, after removing the protective film 7 with xylene, the entire surface is exposed with an exposure amount of 7000 [mJ / cm 2 ] from above the ink repellent layer using a Deep-UV exposure device UX-3000 (trade name) manufactured by USHIO. The structure 4 forming the ink flow path pattern was solubilized. Thereafter, the structure 4 was removed by immersion in methyl lactate while applying ultrasonic waves.

尚、完成したインク流路4a及び独立供給口11aが図12に示すような配置となるように、それぞれのパターンを形成した。   In addition, each pattern was formed so that the completed ink flow path 4a and the independent supply port 11a might become arrangement | positioning as shown in FIG.

以上のようにして製造した記録ヘッド基板を用いた記録ヘッドをプリンターに搭載し、吐出及び記録評価を行ったところ、安定した印字が行われ、得られた印字物は高品位なものであった。
(比較例1)
本発明の効果を確認すべく、次のようにして比較対象となる記録ヘッド基板を製造した。実施例1中の第一のエッチング処理(異方性エッチング)の浸漬時間を延長して、基板表面にまで達する開口部を形成した。その後、開口部内面を含む基板裏面に耐エッチングマスクを実施例1と同様にして形成し、該マスク上からドライエッチング処理することにより、絶縁膜や配線などを形成する薄膜よりなる独立供給口を形成した。その他は実施例1と同様の工程による。
When a recording head using the recording head substrate manufactured as described above was mounted on a printer and ejection and recording evaluation were performed, stable printing was performed, and the obtained printed matter was of high quality. .
(Comparative Example 1)
In order to confirm the effect of the present invention, a recording head substrate to be compared was manufactured as follows. The immersion time of the first etching process (anisotropic etching) in Example 1 was extended to form an opening reaching the substrate surface. Thereafter, an etching-resistant mask is formed on the back surface of the substrate including the inner surface of the opening in the same manner as in Example 1, and an independent supply port made of a thin film for forming an insulating film, wiring, or the like is formed by performing a dry etching process on the mask. Formed. The other steps are the same as in the first embodiment.

以上のようにして製造した記録ヘッド基板では、上記薄膜よりなる独立供給口に、インク流路壁を形成しているネガ型レジストの応力によると思われる変形が見られた。   In the recording head substrate manufactured as described above, deformation that appears to be caused by the stress of the negative resist forming the ink flow path wall was observed at the independent supply port made of the thin film.

基板表面側に光崩壊性ポジ型レジスト層が形成された状態を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the state in which the photodisintegrating positive type resist layer was formed in the board | substrate surface side. 基板表面側に構造体及びネガ型レジスト層が形成された状態を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the state in which the structure and the negative resist layer were formed in the board | substrate surface side. 基板表面側に吐出口に対応する穴が形成された状態を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the state in which the hole corresponding to a discharge outlet was formed in the board | substrate surface side. 基板表面側に保護膜が形成された状態を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the state in which the protective film was formed in the board | substrate surface side. 基板裏面側に耐エッチング膜が形成された状態を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the state in which the etching-resistant film was formed in the board | substrate back surface side. 耐エッチング膜に共通供給口パターンが形成された状態を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the state in which the common supply port pattern was formed in the etching-resistant film. 基板に対して第一のエッチング工程が実施された後の状態を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the state after the 1st etching process was implemented with respect to the board | substrate. 基板裏面側に耐エッチング膜が形成された状態を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the state in which the etching-resistant film was formed in the board | substrate back surface side. 耐エッチング膜に独立供給口パターンが形成された状態を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the state in which the independent supply port pattern was formed in the etching resistant film. 基板に対して第二のエッチング工程が実施された後の状態を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the state after the 2nd etching process was implemented with respect to the board | substrate. 本発明の記録ヘッド基板の実施形態の一例を示す模式的断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of an embodiment of a recording head substrate of the present invention. 本発明の記録ヘッド基板の実施形態の一例を示す模式的上面図である。FIG. 2 is a schematic top view illustrating an example of an embodiment of a recording head substrate of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 光崩壊性ポジ型レジスト層
4a インク流路
6 穴
6a 吐出口
8、10 耐エッチング膜
9 凹部
9a 共通供給口
11 穴
11a 独立供給口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Photodisintegrating positive resist layer 4a Ink flow path 6 Hole 6a Ejection port 8, 10 Etching resistant film 9 Recess 9a Common supply port 11 Hole 11a Independent supply port

Claims (11)

液体が供給される第一の供給口と、前記第一の供給口に連通する複数の第二の供給口と、前記各第二の供給口にそれぞれ連通する複数の流路と、前記各流路に連通する複数の吐出口と、前記第一の供給口から供給され、前記各第二の供給口を介して前記各流路に分配された液体を前記各吐出口から吐出させるためのエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子とを有する記録ヘッド基板の製造方法であって、
基板を、前記エネルギー発生素子が設けられている側の面の裏面である裏面側から、前記エネルギー発生素子が設けられている側の面である表面側に向けて厚み方向途中まで、結晶異方性エッチングによってエッチングして、前記第一の供給口に対応した凹部を形成する第一のエッチング工程と、
前記基板を、前記基板の表面に形成された前記流路のパターンに対応した構造体をエッチングのストップ層として用い、前記凹部の底面から前記基板の表面に向けて、前記ストップ層に達するまでドライエッチングによってエッチングして、前記第二の供給口に対応した複数の穴を形成する第二のエッチング工程と、を有し、
前記ドライエッチングによるエッチングは、前記凹部の底面のうち、前記凹部の底面と前記凹部の側面との交線から離間した位置から行われ、前記第二の供給口は、前記凹部の底面と前記凹部の側面との交線から離間した位置に形成されることを特徴とする記録ヘッド基板の製造方法。
A first supply port through which a liquid is supplied; a plurality of second supply ports communicating with the first supply port; a plurality of flow paths communicating with each of the second supply ports; A plurality of discharge ports communicating with the channel, and energy for discharging the liquid supplied from the first supply port and distributed to the flow paths via the second supply ports from the discharge ports A plurality of energy generating elements for generating a recording head substrate,
Crystal anisotropic from the back side, which is the back side of the surface on which the energy generating element is provided, to the middle of the thickness direction from the back side, which is the side on which the energy generating element is provided. A first etching step of forming a recess corresponding to the first supply port by etching by reactive etching;
Using the structure corresponding to the flow path pattern formed on the surface of the substrate as the etching stop layer, the substrate is dried from the bottom of the recess toward the surface of the substrate until the stop layer is reached. Etching by etching to form a plurality of holes corresponding to the second supply port, and
Etching by the dry etching is performed from a position apart from the intersection line between the bottom surface of the recess and the side surface of the recess, of the bottom surface of the recess, and the second supply port includes the bottom surface of the recess and the recess A method of manufacturing a recording head substrate, wherein the recording head substrate is formed at a position separated from a line of intersection with the side surface of the recording head substrate.
前記第一のエッチング工程は、前記基板の裏面に第一の感光性材料を塗付し、塗布された前記第一の感光性材料を露光及び現像して、前記第一の供給口の形状に対応したエッチングマスクを形成する工程を含み、
前記第二のエッチング工程は、前記凹部の底面を含む前記基板の裏面に、第二の感光性材料を塗付し、塗布された前記第二の感光性材料を露光及び現像して、前記第二の供給口の形状に対応したエッチングマスクを形成する工程を含むことを特徴とする請求項1記載の記録ヘッド基板の製造方法。
In the first etching step, the first photosensitive material is applied to the back surface of the substrate, and the applied first photosensitive material is exposed and developed to form the first supply port. Forming a corresponding etching mask,
In the second etching step, a second photosensitive material is applied to the back surface of the substrate including the bottom surface of the concave portion, and the applied second photosensitive material is exposed and developed, 2. The method of manufacturing a recording head substrate according to claim 1, further comprising a step of forming an etching mask corresponding to the shape of the second supply port.
前記第二のエッチング工程では、前記流路を形成するために前記基板の表面に予め形成されているレジスト層を前記ストップ層としてエッチングを行うことを特徴とする請求項1又は請求項記載の記録ヘッド基板の製造方法。 Wherein in the second etching step, according to claim 1 or claim 2, wherein the performing etching using the resist layer which is previously formed on the surface of the substrate to form the flow path as the stop layer Manufacturing method of recording head substrate. 前記第一のエッチング工程によるエッチングの深さが前記第二のエッチング工程によるエッチングの深さよりも深いことを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載の記録ヘッド基板の製造方法。 Method of manufacturing a recording head substrate according to any one of claims 1 to 3 depth of etching by the first etching step is characterized in that deeper than the depth of etching by the second etching step. 前記第二のエッチング工程によるエッチングの深さが50[μm]以上であることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載の記録ヘッド基板の製造方法。 Method of manufacturing a recording head substrate according to any one of claims 1 to 4 the depth of etching by the second etching step is characterized in that it is 50 [[mu] m] or more. スプレー塗布によって前記第二の感光性材料を塗布することを特徴とする請求項2記載の記録ヘッド基板の製造方法。   3. The method of manufacturing a recording head substrate according to claim 2, wherein the second photosensitive material is applied by spray coating. 前記基板を加熱しながら前記第二の感光性材料を塗布することを特徴とする請求項記載の記録ヘッド基板の製造方法。 The method of manufacturing a recording head substrate according to claim 6, wherein the second photosensitive material is applied while heating the substrate. 前記基板を40[℃]〜120[℃]に加熱しながら前記第二の感光性材料を塗布することを特徴とする請求項記載の記録ヘッド基板の製造方法。 8. The method of manufacturing a recording head substrate according to claim 7, wherein the second photosensitive material is applied while the substrate is heated to 40 [° C.] to 120 [° C.]. 前記基板の裏面は、結晶方位が(100)面であることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載の記録ヘッド基板の製造方法。 The back surface of the substrate, method of manufacturing a recording head substrate according to any one of claims 1 to 8, wherein the crystal orientation is (100) plane. 前記流路の内部を前記液体が流れる方向と、前記第二の供給口の内部を前記液体が流れる方向とが直交するとともに、前記第二の供給口の前記液体が流れる方向における長さが、前記流路の前記液体が流れる方向における長さよりも長くなるように、前記複数の流路と前記第二の供給口とを形成することを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載の記録ヘッド基板の製造方法。 The direction in which the liquid flows in the flow path and the direction in which the liquid flows in the second supply port are orthogonal to each other, and the length of the second supply port in the direction in which the liquid flows is to be longer than the length in the flow direction the liquid in the flow path, to any one of claims 1 to 9, characterized in that to form the said plurality of flow passages said second supply port The manufacturing method of the recording head board | substrate of description. 前記複数の流路は、前記流路の前記液体が流れる方向における長さが異なる複数の流路からなり、
前記複数の流路の全てに対して、前記第二の供給口の前記液体が流れる方向における長さが、前記流路の前記液体が流れる方向における長さよりも長くなるように、前記複数の流路と前記第二の供給口とを形成することを特徴とする請求項1に記載の記録ヘッド基板の製造方法。
The plurality of channels are composed of a plurality of channels having different lengths in the flow direction of the liquid,
For all of the plurality of flow paths, the length of the second supply port in the flow direction of the liquid is longer than the length of the flow path in the flow direction of the liquid. method of manufacturing a recording head substrate according to claim 1 0, characterized by forming said a road second feed port.
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