JP6008556B2 - 液体吐出ヘッドの製造方法及び露光方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出ヘッドの製造方法及び露光方法に関する。

インクジェット方式を用いた記録装置（インクジェット記録装置）は、液体吐出ヘッドのノズルの吐出口からインク（記録液）滴を吐出させて記録媒体に付着させることにより記録する構成を有する。

この液体吐出ヘッドの構成例について以下で説明する。液体吐出ヘッドにおいて、電気配線、及びインクを吐出するためのエネルギーを発生させる吐出エネルギー発生素子が表面に設けられたシリコン基板上に、複数のノズルが設けられている。ノズルは吐出エネルギー発生素子により気泡を発生させる発泡室を含むインク流路（液体流路）、液滴を吐出するための微細な吐出口からなる。また、シリコン基板には、インク流路にインクを供給するために、シリコン基板の上面及び下面に通じるインク供給口が設けられている。

このような構成を有する液体吐出ヘッドでは、シリコン基板の裏面から供給されたインクがインク供給口を通って各インク流路に供給されて発泡室内に充填される。発泡室内に充填されたインクは、吐出エネルギー発生素子によって発生される気泡によって、シリコン基板に対してほぼ直交する方向に吐出される。

特許文献１では、２つの記録ヘッドを直線状に接続して１つのヘッドとした構成を有する記録ヘッドが開示されている。２つの記録ヘッドを直線状に接続して１つのヘッドとした構成を有する記録ヘッドでは、吐出口の密度が疎となるヘッド接続部では、その部分に対応する紙面上でのドット密度が他の部分と比較して疎となる。したがって、特許文献１では、接続部とその他部分とでドット密度が均一となるように、接続部に向けてインク吐出方向を傾斜させており、吐出方向を傾斜させるため、吐出口を傾斜させた形状に形成している。また、特許文献１には、一定角度に傾斜させた吐出口を製造するための２つの手法が記載されている。第一の手法では、Ｎｉ板上に厚いフィルムレジストを塗布した後、該フィルムレジストを斜め露光することでノズル柱を形成し、次いで、ノズル柱にＮｉめっきを施すことでオリフィスプレートを作製している。第二の手法では、感光性ガラスを塗布した後、前記ガラスを斜め露光することで、オリフィスプレートを作製している。

特開平０７−１７１９５６号公報

特許文献１では、上記のように、第一及び第二のいずれの手法を用いた場合も、傾斜した吐出口を形成するため、斜め露光を施す必要がある。斜め露光を行った際、基板面内において光路差が発生するため、面内で照度分布が異なり、基板面における吐出口の形状の均一性が低下する場合がある。そのため、斜め露光で製造された吐出口は傾斜角度や形状のばらつきが大きくなり、ドット密度や吐出量に影響を与える場合がある。

そこで、本発明の目的は、傾斜した吐出口を精度良く形成することができる液体吐出ヘッドの製造方法を提供することである。

本発明の一形態は、
傾斜した吐出口を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
基板の上に、該基板と反対側の第一の面と該基板側の第二の面とを有するネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、
基板面と平行な面による断面の面積が前記第二の面から前記第一の面に向かって大きくなる形状に未露光部が形成される条件で、前記ネガ型感光性樹脂層に第一の露光を施す工程と、
基板面と平行な面による断面の面積が前記第二の面から前記第一の面に向かって小さくなる形状に未露光部が形成される条件で、前記ネガ型感光性樹脂層に第二の露光を施す工程と、
前記第一の露光及び前記第二の露光の後に現像を施すことにより、前記吐出口を形成する工程と、
を有し、
前記第一の面及び前記第二の面のそれぞれにおいて、前記第一の露光における未露光部及び前記第二の露光における未露光部がそれぞれ重なる部分と重ならない部分を有し、前記吐出口の上側開口部と下側開口部のそれぞれの中心を通り基板面に垂直な面による前記吐出口の断面において、両方の側壁が基板面の垂直方向に対して同じ側に傾いていることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法である。

本発明の一形態は、
基板の上に、該基板と反対側の第一の面と該基板側の第二の面とを有するネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、
基板面と平行な面による断面の面積が前記第二の面から前記第一の面に向かって大きくなる形状に未露光部が形成される条件で、前記ネガ型感光性樹脂層に第一の露光を施す工程と、
基板面と平行な面による断面の面積が前記第二の面から前記第一の面に向かって小さくなる形状に未露光部が形成される条件で、前記ネガ型感光性樹脂層に第二の露光を施す工程と、
前記第一の露光及び前記第二の露光の後に現像を施すことにより、傾斜した開口を形成する工程と、
を有し、
前記第一の面及び前記第二の面のそれぞれにおいて、前記第一の露光における未露光部及び前記第二の露光における未露光部が重なる部分と重ならない部分を有し、前記開口の上側開口部と下側開口部のそれぞれの中心を通り基板面に垂直な面による前記開口の断面において、両方の側壁が基板面の垂直方向に対して同じ側に傾いていることを特徴とする露光方法である。

本発明によれば、傾斜した吐出口を精度良く形成することができる液体吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。

本発明の製造方法により得られる液体吐出ヘッドの構成例を示す模式的斜視図である。 本発明の実施形態を説明するための模式的断面図である。 本発明の実施形態における第一の露光と第二の露光について説明するための模式的断面図である。 本発明の実施形態において、第一の露光の後に第二の露光を行って吐出口を形成する工程について説明するための模式的断面工程図である。 本発明の実施形態における露光方法に対する比較形態を説明するための模式的断面図である。 本発明の実施形態における露光方法を説明するための模式的断面図である。 本発明の実施形態における工程を説明するための模式的断面図である。 本発明の実施形態を説明するための模式的平面図である。 本発明の実施形態における工程を説明するための模式的断面図である。 本発明の実施形態における製造工程を説明するための模式的断面工程図である。 本発明の実施形態における製造工程を説明するための模式的断面工程図である。

本発明の実施形態について説明するが、以下に記述されるもののみに限定されない。なお、本発明により得られる液体吐出ヘッドは、プリンタ、複写機、ファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業用記録装置に搭載可能である。本発明により得られる液体吐出ヘッドは、例えば、バイオッチップの作製や電子回路印刷、薬物を噴霧状に吐出する装置にも用いることができる。

図１は本実施形態の製造方法により得られる液体吐出ヘッドの構成例を示す模式的斜視図である。

図１において、液体吐出ヘッドは、インク等の液体を吐出するために用いられるエネルギーを発生するエネルギー発生素子２が所定のピッチで形成された基板１を有している。基板１には液体を供給する供給口３が、エネルギー発生素子２の２つの列の間に設けられている。基板１上には、エネルギー発生素子２の上方に開口する吐出口５と、供給口３と各吐出口５に連通する個別の液体の流路６が形成されている。

符号７は供給口３と各吐出口５に連通する個別のインク流路６と吐出口５の壁を構成する流路形成部材を示す。図１の形態では、流路壁部材と吐出口部材とが一体に形成されているが、流路形成部材７は、インク流路の壁を構成する流路壁部材と、吐出口５の壁を構成する部分を吐出口部材と、から構成されることもできる。また、吐出口５は、基板面の垂直方向から傾いて形成されており、吐出口の上側開口部と下側開口部のそれぞれの中心を通り基板面に垂直な面による吐出口の断面において、両方の側壁が基板面の垂直方向に対して同じ側に傾いている。

本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、以下の工程を有する。

工程１：基板の上に、該基板と反対側の第一の面（表面とも称す）と該基板側の第二の面（裏面とも称す）とを有するネガ型感光性樹脂層を形成する工程。

工程２：基板面と平行な面による断面の面積が前記第二の面から前記第一の面に向かって大きくなる形状に未露光部が形成される条件で、前記ネガ型感光性樹脂層に第一の露光を施す工程。

工程３：基板面と平行な面による断面の面積が前記第二の面から前記第一の面に向かって小さくなる形状に未露光部が形成される条件で、前記ネガ型感光性樹脂層に第二の露光を施す工程。

工程４：前記第一の露光及び前記第二の露光の後に現像を施すことにより、吐出口を形成する工程。

そして、前記第一の露光及び第二の露光は、ネガ型感光性樹脂層における第一の面及び第二の面のそれぞれにおいて、第一の露光時の未露光部及び第二の露光時の未露光部がそれぞれ重なる部分と重ならない部分を有するように実施する（図４Ｂ参照）。換言すると、ネガ型感光性樹脂層における第一の面及び第二の面のそれぞれにおいて、前記第一の露光における未露光部及び前記第二の露光における未露光部がそれぞれ重なる部分と重ならない部分を有する。このようにネガ型感光性樹脂層を露光することにより、傾斜した吐出口を形成することができる。

なお、第一の露光（工程２）及び第二の露光（工程３）の順序は関係なく、どちらを先に実施してもよい。

本発明によれば、光源や基板ステージを傾斜させる必要がないため、基板面内における露光光の光路差は発生しない。そのため、照度分布が発生し難くなり、ドット密度、吐出量のばらつきに影響を与える傾斜角度や吐出口形状のばらつきを低減して傾斜した吐出口を形成することができる。

以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明は特に以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の説明では、主にインクジェット記録ヘッドを例として用いるが、本発明は特にインクジェット記録ヘッドの製造方法に限定されるものではない。

本実施形態の液体吐出ヘッドの製造方法は、以下の工程を有する。

工程１：ネガ型感光性樹脂層を基板上に形成する工程
工程２：未露光部の形状がネガ型感光性樹脂層の裏面側から表面側に向かって先太りとなるように結像露光（第一の露光）する工程
工程３：未露光部の形状がネガ型感光性樹脂層の裏面側から表面側に向かって先細りとなるように結像露光（第二の露光）する工程
工程４：現像して吐出口を形成する工程

以下、各工程について図２を参照して説明する。また、図３では、工程２、３における傾斜する吐出口の形成について説明する。なお、簡略化のため、基板１０上にネガ型感光性樹脂層が一層形成された構成について説明する。

図２（ａ）は、第一の露光の露光概念を説明するための模式的断面図である。図２（ｂ）は、第二の露光の露光概念を説明するための模式的断面図である。

まず、基板１０の上にネガ型感光性樹脂層を形成する（工程１）。次に、マスク１５を介して樹脂層へ反射投影露光、等倍投影露光、縮小投影露光のような結像系露光装置を用いて露光光１４を照射（結像露光）し、パターン潜像を形成する（工程２、３）。マスク１５により露光光１４を遮蔽していない部分は露光部１１となり、遮蔽した部分は未露光部１３となる。第一の露光及び第二の露光で露光されなかった未露光部は現像処理により除去され、除去された部分が吐出口となる（工程４）。必要であれば現像処理前にポストベークを入れることもできる。

第一の露光では、図２（ａ）に示すように、未露光部１３が樹脂層の裏面側から表面側に向かって太くなる形状（以下、先太り形状とも称す）となる。換言すると、第一の露光における未露光部は、基板面に平行な面による断面形状が樹脂層の裏面側から表面側に向かって大きくなる（樹脂層の未露光部の断面が頂部よりも底部が短い形状となる）。

第二の露光では、図２（ｂ）に示すように、未露光部１３が樹脂層の裏面側から表面側に向かって細くなる形状（以下、先細り形状とも称す）となる。換言すると、第二の露光における未露光部は、基板面に平行な面による断面形状が樹脂層の裏面側から表面側に向かって小さくなる（樹脂層の未露光部の断面が頂部よりも底部が長い形状となる）。

なお、図２及び３では、マスク１５と樹脂層の間の投影レンズ系は省略されている。

工程２では、図２（ａ）に示すように、未露光部が樹脂層の表面に向けて先太り形状となるような露光条件で結像系露光装置を用いて第一の露光を行う。第一の露光において、樹脂層表面よりも光源に近い位置（例えば樹脂層表面より０μｍ超３０μｍ以下光源から近い位置）で結像するように樹脂層表面側から露光することにより、未露光部を先太り形状とすることができる。結像位置は、特に制限されるものではないが、例えば、樹脂層表面と光源の間であって樹脂層表面から３０μｍ以下の範囲内とすることができる。

工程３では、図２（ｂ）に示すように、未露光部が樹脂層の表面に向けて先細り形状となるような露光条件で結像系露光装置を用いて第二の露光を行う。第二の露光において、樹脂層表面よりも光源から遠い位置（例えば樹脂層表面より０μｍ超３０μｍ以下光源から遠い位置）で結像するように樹脂層表面側から露光することにより、未露光部を先細り形状とすることができる。結像位置は、特に制限されるものではないが、例えば、樹脂層表面から基板側に向かって３０μｍ以下の範囲内とすることができる。

また、結像位置によって未露光部の側壁の傾斜角度を制御することも可能である。つまり、工程２では樹脂層表面よりマスク１５側（光源側）へ、工程３では樹脂層表面より基板１０側へ離すほど、基板面の垂直方向に対する傾斜角度を大きくすることができる。したがって、所望の形状に応じて、結像位置を決定することができる。また、結像位置の調整に加えて、露光時の開口数（ＮＡ）、コヒーレンスファクタ（σ）を大きくすることで、より敏感に傾斜角度を調製することも可能である。傾斜角度としては、２０度以下とすることが好ましい。

図３Ａは、本実施形態における第一の露光及び第二の露光の概念を示すための上面図及び該上面図に記した破線Ａ−Ａ’の断面図である。図３Ａ（ａ）は工程２における第一の露光後の状態を示しており（工程３は未実施）、図３Ａ（ｂ）は工程３における第二の露光後の状態を示している（工程２は未実施）。

図３Ｂは、本実施形態における吐出口の形成工程を説明するための上面図及び該上面図に記した破線Ａ−Ａ’の断面図である。図３Ｂ（ａ）は工程２を実施した後の状態を示し、図３Ｂ（ｂ）は図３Ｂ（ａ）に続いて工程３を実施した後の状態を示し、図３Ｂ（ｃ）は図３Ｂ（ｂ）に続いて工程４を実施した後の状態を示している。なお、図３Ｂでは、先太り形状の未露光部の輪郭を実線で示し、先細り形状の未露光部の輪郭を点線で示している。図３Ｂ（ｂ）では、工程２を実施した後にパターンと基板をずらしてから工程３を実施している。例えば、第一の露光及び第二の露光は同じマスクを用いて実施することができる。第一の露光及び第二の露光で光照射された部分（露光部）が硬化し、未露光部１３は、図３Ｂ（ｃ）に示すように、現像により除去される。未露光部が除去された空間が吐出口となる。そのため、傾斜した吐出口は、第一の露光により形成された面（実線面）と、第二の露光により形成された面（点線面）とで構成される。なお、本実施形態において、吐出口の上側開口部又は下側開口部の中心は、第一の露光により形成された部分と第二の露光により形成された部分とが接する２つの点を結ぶ線の中点とすることができる。

なお、工程２（第一の露光）及び工程３（第二の露光）は、工程２（第一の露光）の後に工程３（第二の露光）を実施してもよく、工程３（第二の露光）の後に工程２（第一の露光）を実施してもよく、どちらを先に実施してもよい。

次に、工程２の後に工程３を実施する場合において、未露光領域のずらし方について説明する。

傾斜した吐出口を形成するため、図３Ｂ（ｂ）に示すように、工程２で第一の露光を施した後、未露光領域を僅かにずらして第二の露光を施す。

ここで、図４Ａでは傾斜した吐出口が形成されない例として３つのパターンを挙げている。

図４Ａ（ａ）では、工程２の後、基板とマスクを移動させないで、結像位置のみを変えて工程３を実施した状態を示している。図４Ａ（ａ）の方法では、第一の露光と第二の露光における未露光部の中心が一致しており、この場合では、吐出口が樹脂層表面に向けて先太りとなる形状に形成されてしまう。

図４Ａ（ｂ）では、工程２の後に、基板又はマスクを少し移動してから、工程３を実施した状態を示している。図４（ｂ）においては、未露光領域が僅かにずれているものの、ずらす量が充分でないため、樹脂層内の未露光領域の断面形状が四角形ではなく五角形となっており、傾斜した吐出口が形成されないことになる。

図４Ａ（ｃ）では、ずらす量が多すぎるため、未露光領域自体が形成されない。

以上より、傾斜した吐出口を形成させるためには、図４Ｂに示すように、第一の露光及び第二の露光は、ネガ型感光性樹脂層における表面及び裏面のそれぞれにおいて、第一の露光時の未露光部及び第二の露光時の未露光部がそれぞれ重なる部分と重ならない部分を有するように実施することになる。

また、本実施形態において、基板ステージもしくはマスクを適切な範囲でずらすことにより、同一方向へ傾斜する複数の吐出口を形成することができる。例えば、マスクと基板との相対的な位置関係を変えることが可能な露光装置を用い、長円パターンを有するマスクを用いることにより、同一方向へ傾斜する複数の吐出口を形成することが可能である。その場合、工程２（又は工程３）を実施した後、所定量基板とマスクの相対的な位置をずらし、その後、工程３（又は工程２）を実施する。

以下、図５（図１の破線Ｂ−Ｂ’による断面に相当する断面工程図）を用いて、本発明の実施形態について説明する。

図５（ａ）において、エネルギー発生素子１０２を第一の面側（表面側）に有する基板１０１の上に、液体流路の型となる流路型材１０４が設けられている。基板１０１及び流路型材１０４の上には、流路形成部材となるネガ型感光性樹脂層１０５が塗布されて配置されている。

次に、図５（ｂ）に示すように、未露光部の形状が樹脂層表面に向けて先太りとなる条件にて第一の露光を行う。図５において、符号１０６は露光部（硬化部）を表す。

次に、図５（ｃ）に示すように、基板１０１とマスク１１０との相対位置をずらした（ここでは破線Ｂ−Ｂ’の方向に沿ってずらした）後、未露光部の形状が樹脂層表面に向けて先細りとなる条件にて第二の露光を行う。第一の露光及び第二の露光における未露光部は、図５（ｃ）で示すように傾斜した形状に形成される。

次に、図５（ｄ）に示すように、未露光部を現像により除去することにより傾斜した吐出口１０７を形成する。

次に、図５（ｅ）に示すように、流路型材１０４を除去することにより液体流路１０９を形成する。

上述の実施形態では、第一の露光及び第二の露光で同じマスクを用い、第一の露光及び第二の露光の間でマスク及び基板の相対的な位置変化を調製することにより、傾斜した吐出口を形成している。また、本発明の実施形態では、第一の露光及び第二の露光を異なるマスクを用いて実施することもできる。この形態でも、ステージや光源を傾斜させる機構を要せずして傾斜した吐出口を形成させることが可能である。

また、複数のマスクを使用することで、様々な向きに傾斜した吐出口を形成することが可能となる。例えば、基板面に対する吐出口の中心軸の傾斜角度はすべての吐出口で同一であるものの、様々な方向に傾いた吐出口を形成することができる。本実施形態により、少なくとも２つ以上の吐出方向（又は傾斜方向）を含む複数の吐出口を形成することができる。

図６（ａ）は、遮光パターン（Ｃｒパターン）１７ａが形成された第一の露光に用いる第一のマスク１５ａの模式的上面図である。図６（ｂ）は、遮光パターン（Ｃｒパターン）１７ｂが形成された第二の露光に用いる第二のマスクの模式的上面図である。図６（ｃ）は、第一のマスク１５ａ及び第二のマスク１５ｂを用いて第一の露光及び第二の露光を行った後の状態を示す模式的上面図である。図６（ｃ）において、点線は第一の露光における未露光部の輪郭を表し、実線は第二の露光における未露光部の輪郭を表す。

例えば、まず、第一のマスク１５ａを用いて、未露光部の形状が樹脂層の表面に向けて先太りとなるよう結像露光（第一の露光）を行う。次いで、第二のマスク１５ｂを用いて、未露光部の形状が樹脂層の表面に向けて先細りとなるよう結像露光（第二の露光）を行う。これにより、図６（ｃ）に示すような、様々な方向へ傾斜した複数の吐出口を形成することができる。

また、第一の露光及び第二の露光は、それぞれ１枚のマスクを用いて行われるものに限定されるものではない。第一の露光及び第二の露光は、それぞれ複数枚のマスクを用いて実施してもよい。複数のマスクを用いることにより、吐出口の傾斜角度や方向の自由度が高くなる。以下、図７を用いて説明する。

図７（ａ）において、エネルギー発生素子１０２が表面側に形成された基板１０１の上に、流路の型となる流路型材１０４が設けられている。また、基板１０１及び流路型材１０４の上に流路形成部材（ノズル部材）となるネガ型感光性樹脂層１０５が形成されている。

次に、図７（ｂ）に示すように、マスク１１０ａを使用し、吐出口の形成に関わる未露光部が樹脂層表面に向けて先太り形状となる条件（例えば樹脂層表面より２０μｍ光源に近い位置で結像させ露光する条件）にて第一の露光を行う。図７の形態では、図７（ｂ）に示すように、図示される流路型材のうち外側の２つに対して潜像パターンが形成される。

次に、図７（ｃ）に示すように、マスク１１０ｂを使用し、吐出口の形成に関わる未露光部が樹脂層表面に向けて先太り形状となる条件（例えば樹脂層表面より１０μｍ光源から近い位置で結像させ露光する条件）にて第一の露光を行う。図７の形態では、図７（ｃ）に示すように、先ほどの位置より一つ内側の流路型材について、図７（ｂ）より緩い角度の先太り形状の潜像パターンが形成される。

次に、図７（ｄ）に示すように、マスク１１０ｃを使用し、吐出口の形成に関わる未露光部が樹脂層表面に向けて先細り形状となる条件（例えば樹脂層表面より２０μｍ光源から遠い位置で結像させ露光する条件）にて第二の露光を行う。図７の形態では、図７（ｄ）に示すように、外側の位置で傾斜した未露光部が形成される。

次に、図７（ｅ）に示すように、マスク１１０ｄを使用し、吐出口の形成に関わる未露光部が樹脂層表面に向けて先細り形状となる条件（例えば樹脂層表面より１０μｍ光源から遠い位置で結像させ露光する条件）にて第二の露光を行う。図７の形態では、図７（ｅ）に示すように、先ほどの位置より一つ内側の位置について図７（ｄ）より緩い角度の傾斜した未露光部が形成される。つまり、吐出口の上部開口部と下部開口部の中心を結ぶ線と基板面の垂直方向との間の角度を吐出口の傾斜角度とした場合、図７（ｄ）で得られる傾斜した未露光部に形成される吐出口よりも、図７（ｅ）で得られる傾斜した未露光部に形成される吐出口の方が、傾斜角度が小さくなる。

また、図７（ｅ）の工程では、真ん中の位置の流路型材に対しても先細り形状となる未露光部が形成されている。

次に、図７（ｆ）に示すように、未露光部を現像により除去する。

次に、図７（ｇ）に示すように、流路型材１０４を除去し、液体流路１０９を形成する。

以上のように、ステージ、光源を傾斜させる機構を要せずして傾斜した吐出口を形成することが可能である。

また、本発明は露光方法又は微細な開口の形成方法としても把握することができる。

（実施例）
以下、本発明の実施例について説明する。本実施例では図８及び９に示す工程に従って、液体吐出ヘッドを作製した。なお、図８は、図１のＡ−Ａ’線における断面工程図であり、図９はＢ−Ｂ’線における断面工程図である。

まず、吐出エネルギー発生素子１０２とそれを駆動・制御するための半導体素子が設けられた基板１０１の上に、Ｎ−メチル−ピロリドンを溶媒とするポリエーテルアミドを両面にスピンコートにより２μｍの厚さで塗布した。また、さらにポジ型レジストを基板両面に７μｍの厚さで塗布した。そして、フォトリソ技術を用い、ウエハ裏面のインク供給口の開口位置に相当するポリエーテルアミドをケミカルドライエッチングにより除去してエッチングマスク１１２を形成した後、両面のポジレジストを剥離した。そして、再度、基板両面に、ポジ型レジストをウエハ両面に７μｍの厚さで塗布した。その後、フォトリソ技術を用いてウエハ表面のインク流路を形成する位置のポリエーテルアミドをケミカルドライエッチングにより除去して密着性向上層１０３を形成した後、ポジ型レジストを剥離した（図８（ａ）、９（ａ））。

次に、ポジ型感光性樹脂（ＯＤＵＲ−１０１０（東京応化工業（株）製）をスピンコートにより基板の第一の面（表面）の上に１５μｍの厚さで塗布して乾燥させた。その後、マスクを介して、ポジ型感光性樹脂にその感光波長領域の紫外線を照射し、メチルイソブチルケトンを用いて現像を行うことにより、インク流路の流路型材を溶解可能な樹脂を用いて形成した（図８（ｂ）、９（ｂ））。

次に、樹脂材料をスピンコートにて２０μｍの厚さで流路型材１０４の上に塗布、乾燥させることにより、ネガ型感光性樹脂層１０５を形成した（図８（ｃ）、９（ｃ））。樹脂材料は、ＥＨＰＥ−３１５０（ダイセル化学工業（株）、商品名）を１００質量部、Ａ−１８７（日本ユニカー（株）、商品名）を５質量部、ＳＰ−１７０（旭電化工業（株）、商品名）を２質量部、キシレンを８０質量部含む。

次に、キヤノン（株）製ステッパーＦＰＡ−３０００ｉ５＋（製品名）を使用して、未露光部の形状が樹脂層（ネガ型感光性樹脂層）の表面に向けて先太りとなるように、紫外線を用いて、第一の露光を行った（図８（ｄ）、９（ｄ））。

第一の露光の際、マスクの遮光部として１５μｍ×２０μｍの長円パターンを用いた。露光条件としては、開口数（ＮＡ）＝０．６３、コヒーレンスファクタ（σ）＝０．６５とし、結像位置はネガ型感光性樹脂層１０５の第一の面（表面）から１５μｍマスク側に近い位置とし、露光量は６０００Ｊ／ｍ²とした。

次に、マスクと基板の相対的な位置関係をずらしてから、未露光部の形状が樹脂層の表面に向けて先細りとなるように、紫外線を用いて、第二の露光を行った（図８（ｅ）、９（ｅ））。

ずらす手段としては、上記ステッパーのウエハステージのオフセット機能などを用いることで、高精度に実施できる。露光条件としては、開口数（ＮＡ）＝０．６３、コヒーレンスファクタ（σ）＝０．６５とし、結像位置はネガ型感光性樹脂層１０５の第一の面（表面）から１５μｍ基板側に近い位置とし、露光量は６０００Ｊ／ｍ²とした。

次に、ポストベークを行った後、メチルイソブチルケトン／キシレン＝２／３の混合液を用いて現像を行って未露光部を除去し、吐出口１０７を有する流路形成部材を形成する（図８（ｆ）、９（ｆ））。吐出口１０７の開口径１５μｍであった。また、吐出口の上部開口部（表面側の開口部）と下部開口部（裏面側の開口部）の中心を結ぶ線と基板面の垂直方向との角度は１０度であった。

次に、オリフィスプレートを保護するため、基板表面および周囲にゴム樹脂をコーティングした後（不図示）、結晶軸異方性エッチングを行って液体供給口１０８を形成した（図８（ｇ）、９（ｇ））。結晶異方性エッチングでは、エッチングマスク１１２をマスクとして用い、２２ｗｔ％の水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）をエッチャントとして用いた。

そして、基板表面及びウエハ周囲をコートしているゴム樹脂をキシレンにより除去し、流路型材１０４の感光波長領域の紫外線を照射した後、乳酸メチルにより流路型材１０４を除去し、液体流路１０９を形成した。その後、２００℃、１時間のキュア工程を行った（図８（ｈ）、９（ｈ））。

以上の工程により、液体吐出ヘッドを製造した。

１ 基板
２ エネルギー発生素子
３ 液体供給口
５ 吐出口
６ 液体流路
７ 流路形成部材（ノズル部材）
１０ 基板
１１ 露光部
１３ 未露光部
１４ 露光光
１５ マスク
１６ 吐出口
１７ 遮光パターン（Ｃｒパターン）
１０１ 基板
１０２ エネルギー発生素子
１０３ 密着性向上層
１０４ 流路型材
１０５ ネガ型感光性樹脂層（未露光）
１０６ ネガ型感光性樹脂層の露光部（硬化部）
１０７ 吐出口
１０８ 液体供給口
１０９ 液体流路
１１０ マスク
１１１ 露光光
１１２ エッチングマスク

Claims (12)

1. 傾斜した吐出口を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
   基板の上に、該基板と反対側の第一の面と該基板側の第二の面とを有するネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、
   基板面と平行な面による断面の面積が前記第二の面から前記第一の面に向かって大きくなる形状に未露光部が形成される条件で、前記ネガ型感光性樹脂層に第一の露光を施す工程と、
   基板面と平行な面による断面の面積が前記第二の面から前記第一の面に向かって小さくなる形状に未露光部が形成される条件で、前記ネガ型感光性樹脂層に第二の露光を施す工程と、
   前記第一の露光及び前記第二の露光の後に現像を施すことにより、前記吐出口を形成する工程と、
   を有し、
   前記第一の面及び前記第二の面のそれぞれにおいて、前記第一の露光における未露光部及び前記第二の露光における未露光部がそれぞれ重なる部分と重ならない部分を有し、前記吐出口の上側開口部と下側開口部のそれぞれの中心を通り基板面に垂直な面による前記吐出口の断面において、両方の側壁が基板面の垂直方向に対して同じ側に傾いていることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
2. 前記第一の露光及び前記第二の露光は結像系露光装置を用いて施され、
   前記第一の露光における結像位置は前記第一の面よりも光源に近い位置に配置され、
   前記第二の露光における結像位置は前記第一の面よりも光源から遠い位置に配置される請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
3. 前記第一の露光及び前記第二の露光は同じマスクを用いて施され、前記第一の露光と前記第二の露光との間に前記基板と前記マスクの位置関係が調整される請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
4. 前記第一の露光及び前記第二の露光は異なるマスクを用いて施される請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
5. 少なくとも２つ以上の吐出方向を含む複数の前記吐出口を形成する請求項４に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
6. 前記第一の露光の後に前記第二の露光が施される、又は前記第二の露光の後に前記第一の露光が施される請求項１乃至５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
7. 基板の上に、該基板と反対側の第一の面と該基板側の第二の面とを有するネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、
   基板面と平行な面による断面の面積が前記第二の面から前記第一の面に向かって大きくなる形状に未露光部が形成される条件で、前記ネガ型感光性樹脂層に第一の露光を施す工程と、
   基板面と平行な面による断面の面積が前記第二の面から前記第一の面に向かって小さくなる形状に未露光部が形成される条件で、前記ネガ型感光性樹脂層に第二の露光を施す工程と、
   前記第一の露光及び前記第二の露光の後に現像を施すことにより、傾斜した開口を形成する工程と、
   を有し、
   前記第一の面及び前記第二の面のそれぞれにおいて、前記第一の露光における未露光部及び前記第二の露光における未露光部が重なる部分と重ならない部分を有し、前記開口の上側開口部と下側開口部のそれぞれの中心を通り基板面に垂直な面による前記開口の断面において、両方の側壁が基板面の垂直方向に対して同じ側に傾いていることを特徴とする露光方法。
8. 前記第一の露光及び前記第二の露光は結像系露光装置を用いて施され、
   前記第一の露光における結像位置は前記第一の面よりも光源に近い位置に配置され、
   前記第二の露光における結像位置は前記第一の面よりも光源から遠い位置に配置される請求項７に記載の露光方法。
9. 前記第一の露光及び前記第二の露光は同じマスクを用いて施され、前記第一の露光と前記第二の露光との間に前記基板と前記マスクの位置関係が調整される請求項７または８に記載の露光方法。
10. 前記第一の露光及び前記第二の露光は異なるマスクを用いて施される請求項７または８に記載の露光方法。
11. 少なくとも２つ以上の傾斜方向を含む複数の前記開口を形成する請求項１０に記載の露光方法。
12. 前記第一の露光の後に前記第二の露光が施される、又は前記第二の露光の後に前記第一の露光が施される請求項７乃至１１のいずれかに記載の露光方法。

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