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JP2010115829A - Pattern forming method and method for manufacturing liquid discharge head - Google Patents

Pattern forming method and method for manufacturing liquid discharge head Download PDF

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JP2010115829A
JP2010115829A JP2008289706A JP2008289706A JP2010115829A JP 2010115829 A JP2010115829 A JP 2010115829A JP 2008289706 A JP2008289706 A JP 2008289706A JP 2008289706 A JP2008289706 A JP 2008289706A JP 2010115829 A JP2010115829 A JP 2010115829A
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JP
Japan
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photoresist film
pattern
photoresist
exposure
forming method
Prior art date
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Application number
JP2008289706A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Watanabe
渡辺  誠
Yoshinori Tagawa
義則 田川
Kazuhiro Asai
和宏 浅井
Kenji Fujii
謙児 藤井
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

【課題】パターン形状のテーパ角鈍化を抑制することで、パターニング形状の良好な型材を作製可能なパターン形成方法を提供する。
【解決手段】基板上に2層のフォトレジスト層を形成し、各層について形状の異なるパターンを形成するパターン形成方法において、(a)基板上に第1フォトレジスト膜、第2フォトレジスト膜を順次形成する工程と、(b)前記第1フォトレジスト膜に形成するパターンを、第1及び第2フォトレジスト膜に一括露光し、現像する工程と、(c)前記第2フォトレジスト膜に形成するパターンを、第2フォトレジスト膜に露光し、現像する工程と、を有し、かつ、前記第1フォトレジスト膜の吸収波長領域と、前記第2フォトレジスト膜の吸収波長領域とは一部重なり、前記工程(b)の露光波長が、前記重なる吸収波長領域の波長成分を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【選択図】図5
There is provided a pattern forming method capable of producing a mold material having a good patterning shape by suppressing a decrease in taper angle of the pattern shape.
In a pattern forming method of forming two photoresist layers on a substrate and forming patterns having different shapes for each layer, (a) a first photoresist film and a second photoresist film are sequentially formed on the substrate. (B) forming a pattern to be formed on the first photoresist film on the first and second photoresist films and developing the pattern; and (c) forming the pattern on the second photoresist film. A pattern is exposed to the second photoresist film and developed, and the absorption wavelength region of the first photoresist film partially overlaps with the absorption wavelength region of the second photoresist film. The pattern forming method, wherein the exposure wavelength in the step (b) includes a wavelength component in the overlapping absorption wavelength region.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、フォトレジストのパターン形成方法に関する。また、それを応用した液体吐出ヘッドの製造方法に関し、具体的にはインクを被記録媒体に吐出することにより記録を行うインクジェット記録ヘッドの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a photoresist pattern forming method. In addition, the present invention relates to a method for manufacturing a liquid discharge head to which it is applied, and more specifically to a method for manufacturing an ink jet recording head that performs recording by discharging ink onto a recording medium.

インクジェット記録方式(液体噴射記録方式)に適用されるインクジェット記録ヘッドは、一般に微細なインク吐出口、インク流路及び該インク流路の一部に設けられるインクを吐出するために用いられるエネルギー発生素子を複数備えている。そして、このようなインクジェット記録ヘッドで高品位な画像を得るためには、インク吐出口から吐出されるインク液の液滴が、それぞれのインク吐出口から常に同じ体積、同じ吐出速度で吐出されることが望ましい。特に、その吐出される液滴が、小さくなり、高密度化が進むほど、画像品質への影響が大きくなることは言うまでもなく、それを限られたデバイスのスペースの中で形成する場合にはパターン形状や精度が重要になる。   An ink jet recording head applied to an ink jet recording method (liquid jet recording method) generally includes a fine ink discharge port, an ink flow path, and an energy generating element used for discharging ink provided in a part of the ink flow path. There are multiple. In order to obtain a high-quality image with such an ink jet recording head, ink droplets discharged from the ink discharge ports are always discharged from the respective ink discharge ports at the same volume and the same discharge speed. It is desirable. In particular, the smaller the droplets that are ejected and the higher the density, the greater the impact on image quality. Needless to say, patterns are formed when they are formed in a limited device space. Shape and accuracy are important.

このような記録方法あるいは記録装置に用いるインクジェット記録ヘッドの形態は、特許文献1に開示されている。このようなインクジェット記録ヘッドを含む液体吐出ヘッドの製造方法において、流路パターンの形成方法としては、以下のような工程が知られている。基板に配置されたエネルギー発生素子配設面上に、流路となるパターン形成をフォトレジスト膜にて形成し、パターン露光をした後、現像処理を施すことで形成する方法である。   The form of an ink jet recording head used in such a recording method or recording apparatus is disclosed in Patent Document 1. In a method of manufacturing a liquid discharge head including such an ink jet recording head, the following steps are known as a method for forming a flow path pattern. In this method, a pattern forming a flow path is formed with a photoresist film on a surface where an energy generating element is arranged on a substrate, pattern exposure is performed, and then development processing is performed.

図4は従来のパターン形成方法の一例を示す模式的断面図である。図4(a)は下層の型材となる第1フォトレジスト膜9を塗布形成する工程で、図4(b)は上層となる第2フォトレジスト膜10を塗布形成する工程を示す。図4(c)は上層の第2フォトレジスト膜10を第2フォトレジスト用パターンマスク11を用いて露光・現像する工程である。図4(d)は下層の第1フォトレジスト膜9を第1フォトレジスト用パターンマスク12を用いて露光・現像する工程を示し、図4(e)でパターン完成となる。このパターン形成方法では、第1フォトレジスト膜9と第2フォトレジスト膜10それぞれについて、異なる形状のパターンを形成することができる。   FIG. 4 is a schematic sectional view showing an example of a conventional pattern forming method. FIG. 4A shows a step of applying and forming a first photoresist film 9 as a lower mold material, and FIG. 4B shows a step of applying and forming a second photoresist film 10 as an upper layer. FIG. 4C shows a step of exposing and developing the upper second photoresist film 10 using the second photoresist pattern mask 11. FIG. 4D shows a process of exposing and developing the lower first photoresist film 9 using the first photoresist pattern mask 12, and the pattern is completed in FIG. 4E. In this pattern formation method, patterns having different shapes can be formed for the first photoresist film 9 and the second photoresist film 10 respectively.

また、従来方法では基板上に流路パターンとしての型材フォトレジスト膜を上層と下層の2層形成させる際、第1フォトレジスト膜と第2フォトレジスト膜の相溶を防ぐため、第2フォトレジスト膜の形成前に第1フォトレジスト膜にベークを施す。
特開2006−44237号公報
Further, in the conventional method, when forming a mold material photoresist film as a flow path pattern on the substrate in two layers, an upper layer and a lower layer, in order to prevent the first photoresist film and the second photoresist film from being mixed, The first photoresist film is baked before forming the film.
JP 2006-44237 A

前記従来のパターン形成方法では、ベークの条件等によっては、第1フォトレジスト膜の含有溶媒量が減少し、感度も低下することでパターン形状のテーパ角度が鈍化する場合がある。今後は画像品質を向上させるため、ノズルを高密度化する上で、より形状精度の高いパターン形状が求められる。   In the conventional pattern forming method, depending on the baking conditions and the like, the amount of solvent contained in the first photoresist film may be reduced and the sensitivity may be lowered, so that the taper angle of the pattern shape may become dull. In the future, in order to improve image quality, a pattern shape with higher shape accuracy is required for increasing the density of nozzles.

さらに、第1フォトレジスト膜及び第2フォトレジスト膜のパターン露光においては、プロキシミティー露光で露光する場合、パターン露光時に生じる回折光の影響により、パターン形状のテーパ角度が鈍化しやすい。回折光というのはパターン露光時、マスクエッジ部分からフォトレジスト膜へ拡がる光のことで、パターン形状に影響を及ぼす。回折光については材料感度との関係もあり、前述したようにフォトレジスト膜の溶媒含有量が減少し材料感度が低下するほど、パターン露光時の露光量も増大することで、回折光の影響も大きくなり、パターン形状のテーパ角度が鈍化する。また別々にパターン露光と現像を施すため、装置アライメント精度による第1フォトレジスト膜と第2フォトレジスト膜のパターンズレが生じる場合もある。   Furthermore, in pattern exposure of the first photoresist film and the second photoresist film, when exposure is performed by proximity exposure, the taper angle of the pattern shape tends to be dull due to the influence of diffracted light generated during pattern exposure. Diffracted light is light that spreads from the mask edge portion to the photoresist film during pattern exposure, and affects the pattern shape. Diffracted light also has a relationship with material sensitivity.As described above, the amount of exposure during pattern exposure increases as the solvent content of the photoresist film decreases and the material sensitivity decreases. The taper angle of the pattern shape becomes blunt. In addition, since pattern exposure and development are performed separately, pattern misalignment between the first photoresist film and the second photoresist film may occur due to apparatus alignment accuracy.

本発明の目的は上記した課題を鑑みなされたものであって、パターン形状のテーパ角鈍化を抑制することでパターニング形状の良好な型材を作製可能なパターン形成方法を提供することを目的とする。また、該パターン形成方法を用い、ノズル密度が向上した際にもノズル壁と基版の密着性が確保された信頼性の高い液体吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a pattern forming method capable of producing a mold material having a good patterning shape by suppressing a decrease in taper angle of the pattern shape. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a highly reliable liquid discharge head in which the adhesion between the nozzle wall and the base plate is ensured even when the nozzle density is improved by using the pattern forming method.

本発明に係るパターン形成方法は、基板上に2層のフォトレジスト層を形成し、各層について形状の異なるパターンを形成するパターン形成方法において、(a)基板上に第1フォトレジスト膜、第2フォトレジスト膜を順次形成する工程と、(b)前記第1フォトレジスト膜に形成するパターンを、第1及び第2フォトレジスト膜に一括露光し、現像する工程と、(c)前記第2フォトレジスト膜に形成するパターンを、第2フォトレジスト膜に露光し、現像する工程と、を有し、かつ、前記第1フォトレジスト膜の吸収波長領域と、前記第2フォトレジスト膜の吸収波長領域とは一部重なり、前記工程(b)の露光波長が、前記重なる吸収波長領域の波長成分を含むことを特徴とする。   The pattern forming method according to the present invention is a pattern forming method in which two photoresist layers are formed on a substrate, and a pattern having a different shape is formed on each layer. A step of sequentially forming a photoresist film; (b) a step of exposing the first and second photoresist films to a pattern to be formed on the first photoresist film and developing the pattern; and (c) the second photo film. And exposing and developing a pattern formed on the resist film on the second photoresist film, and having an absorption wavelength region of the first photoresist film and an absorption wavelength region of the second photoresist film. And the exposure wavelength in the step (b) includes a wavelength component in the overlapping absorption wavelength region.

また、前記第1フォトレジスト膜の吸収波長領域が365nm以下の範囲にあり、前記第2フォトレジスト膜の吸収波長領域が260nm以下の範囲にあることを特徴とする。   The absorption wavelength region of the first photoresist film is in the range of 365 nm or less, and the absorption wavelength region of the second photoresist film is in the range of 260 nm or less.

また、前記第1フォトレジスト膜の膜厚が前記第2フォトレジスト膜の膜厚よりも厚いことを特徴とする。   The first photoresist film may be thicker than the second photoresist film.

また、前記第1フォトレジスト膜の膜厚が10〜14μm、前記第2フォトレジスト膜の膜厚が3〜5μmであることを特徴とする。   The first photoresist film may have a thickness of 10 to 14 μm, and the second photoresist film may have a thickness of 3 to 5 μm.

また、前記第1フォトレジスト膜及び第2フォトレジスト膜は、ポジ型フォトレジストであることを特徴とする。   The first photoresist film and the second photoresist film are positive photoresists.

また、前記工程(b)及び(c)における露光が、プロキシミティー露光であることを特徴とする。   The exposure in the steps (b) and (c) is proximity exposure.

本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を有する基板と、液体を吐出する吐出口と、前記吐出口と連通する液体の流路と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法において、前記基板上に、前記流路のパターンを、前記パターン形成方法により形成する工程と、前記パターンの上に前記パターンを被覆する被覆層を設ける工程と、前記パターンを除去し、前記流路を形成する工程と、を有することを特徴とする。   The method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention includes a substrate having an energy generating element that generates energy used for discharging a liquid, a discharge port that discharges the liquid, and a flow of the liquid that communicates with the discharge port. In the method of manufacturing a liquid discharge head having a path, a step of forming a pattern of the flow path on the substrate by the pattern forming method, and a step of providing a coating layer covering the pattern on the pattern And the step of removing the pattern and forming the flow path.

本発明のパターン形成方法によれば、2層のフォトレジスト膜に形状の異なるパターンを形成する場合にも、下層のフォトレジスト膜のパターン形状の垂直性を向上することができる。   According to the pattern forming method of the present invention, the perpendicularity of the pattern shape of the lower photoresist film can be improved even when patterns having different shapes are formed on the two photoresist films.

本発明に係るパターンの形成方法は、基板上に2層のフォトレジスト膜を形成し、各層について形状の異なるパターンを形成するパターン形成方法において、
(a)基板上に第1フォトレジスト膜、第2フォトレジスト膜を順次形成する工程と、
(b)前記第1フォトレジスト膜に形成するパターンを、第1及び第2フォトレジスト膜に一括露光し、現像する工程と、
(c)前記第2フォトレジスト膜に形成するパターンを、第2フォトレジスト膜に露光し、現像する工程と、
を有し、かつ、
前記第1フォトレジスト膜の吸収波長領域と、前記第2フォトレジスト膜の吸収波長領域とは一部重なり、
前記工程(b)の露光波長が、前記重なる吸収波長領域の波長成分を含むことを特徴とする。
In the pattern forming method according to the present invention, a two-layer photoresist film is formed on a substrate, and a pattern having a different shape is formed for each layer.
(A) sequentially forming a first photoresist film and a second photoresist film on a substrate;
(B) a step of exposing the first and second photoresist films together with a pattern to be formed on the first photoresist film and developing the pattern;
(C) exposing and developing a pattern to be formed on the second photoresist film on the second photoresist film; and
And having
The absorption wavelength region of the first photoresist film partially overlaps with the absorption wavelength region of the second photoresist film,
The exposure wavelength in the step (b) includes a wavelength component in the overlapping absorption wavelength region.

本発明では下層の第1フォトレジスト膜のパターン形状のテーパ角度を垂直化するため、上層の第2フォトレジスト膜を形成した後に第1及び第2フォトレジスト膜を一括で露光する。また、下層の第1フォトレジスト層の吸収波長領域と上層の第2フォトレジスト層の吸収波長領域は異なるものの、一部重なる範囲があり、前記一括露光の露光波長が、前記重なる範囲の波長成分を含む。これにより、上層の第2フォトレジスト膜がプロキシミティー露光時の回折光を一部吸収し、下層の第1フォトレジスト膜への回折光によるパターン形状のテーパ角鈍化を防ぐことができる。   In the present invention, in order to perpendicularize the taper angle of the pattern shape of the lower first photoresist film, the first and second photoresist films are collectively exposed after the upper second photoresist film is formed. Further, although the absorption wavelength region of the lower first photoresist layer and the absorption wavelength region of the upper second photoresist layer are different, there is a partially overlapping range, and the exposure wavelength of the batch exposure is a wavelength component in the overlapping range. including. Thereby, the upper second photoresist film partially absorbs the diffracted light at the time of the proximity exposure, and the taper angle of the pattern shape due to the diffracted light to the lower first photoresist film can be prevented from being blunted.

本発明により、パターン形状の垂直性が向上する。以下、図面を参照し、本発明に係るパターン形成方法を具体的に説明する。なお、本発明はこれらに限定されない。   According to the present invention, the perpendicularity of the pattern shape is improved. Hereinafter, a pattern forming method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to these.

図5は本発明の実施形態に係るパターン形成方法の一例を示す模式的断面図である。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a pattern forming method according to an embodiment of the present invention.

図5(a)は基板上に下層の型材となる第1フォトレジスト膜9を塗布形成する工程を示す。また、図5(b)は上層の型材となる第2のフォトレジスト膜10を第1フォトレジスト膜9上に塗布形成する工程を示す。   FIG. 5A shows a process of applying and forming a first photoresist film 9 which is a lower mold material on a substrate. FIG. 5B shows a step of coating and forming a second photoresist film 10 serving as an upper mold material on the first photoresist film 9.

前記第1フォトレジスト膜、第2フォトレジスト膜の材料には、各材料の吸収波長領域が一部重なるポジ型フォトレジストを用いる。例えば、第1フォトレジスト膜に吸収波長領域が365nm以下であるポジ型フォトレジスト、第2フォトレジスト膜に吸収波長領域が260nm以下であるポジ型フォトレジストを用いることができる。具体的には、第1フォトレジスト膜としては、アクリル樹脂等を用いることができる。また、第2フォトレジスト膜としても、アクリル樹脂等を用いることができる。   As the material for the first photoresist film and the second photoresist film, a positive photoresist in which the absorption wavelength regions of the respective materials partially overlap is used. For example, a positive photoresist having an absorption wavelength region of 365 nm or less can be used for the first photoresist film, and a positive photoresist having an absorption wavelength region of 260 nm or less can be used for the second photoresist film. Specifically, an acrylic resin or the like can be used as the first photoresist film. An acrylic resin or the like can also be used as the second photoresist film.

第1フォトレジスト膜9の膜厚は、第2フォトレジスト膜10の膜厚より厚いことがインク吐出の観点から好ましい。具体的には、第1フォトレジスト膜9の膜厚は、10〜14μmであることが好ましい。また、第2フォトレジスト膜10の膜厚は、3〜5μmであることが好ましい。   The film thickness of the first photoresist film 9 is preferably larger than the film thickness of the second photoresist film 10 from the viewpoint of ink ejection. Specifically, the film thickness of the first photoresist film 9 is preferably 10 to 14 μm. The film thickness of the second photoresist film 10 is preferably 3 to 5 μm.

第1フォトレジスト膜9、第2フォトレジスト膜10の塗布方法としては、従来の方法を用いることができ、例えばスピンコート法にて塗布することができる。なお、第2フォトレジスト膜10の塗布前に、第1フォトレジスト膜9と第2フォトレジスト膜10との相溶防止のため、150℃以上の追加ベークを施す必要がある。   As a method of applying the first photoresist film 9 and the second photoresist film 10, a conventional method can be used, and for example, it can be applied by a spin coat method. Before applying the second photoresist film 10, it is necessary to perform an additional baking at 150 ° C. or higher in order to prevent the first photoresist film 9 and the second photoresist film 10 from being compatible.

図5(c)は本発明の実施形態にかかるパターン形成方法において、第1のフォトレジスト用パターンマスク12を用いて第1フォトレジスト膜9と第2フォトレジスト膜10を一括露光する工程を示す。   FIG. 5C shows a step of collectively exposing the first photoresist film 9 and the second photoresist film 10 using the first photoresist pattern mask 12 in the pattern forming method according to the embodiment of the present invention. .

本発明のパターン形成においてパターン露光時の方法がプロキシミティー露光である以上、少なからずとも回折光による影響でパターン形状にテーパ角がつきやすくなる。また、前述したように下層の第1フォトレジスト膜においては上層の第2フォトレジスト膜との相溶防止のため、追加ベークが施されている。それにより、膜自体の残存溶媒量が低下し、感度も低下することでパターン形状にテーパ角がつく。   In the pattern formation according to the present invention, as long as the pattern exposure method is proximity exposure, the taper angle of the pattern shape is likely to be increased due to the influence of diffracted light. Further, as described above, the lower first photoresist film is additionally baked to prevent compatibility with the upper second photoresist film. As a result, the amount of residual solvent in the film itself is reduced, and the sensitivity is also lowered, whereby the pattern shape is tapered.

一般に知られているように、第1フォトレジスト膜のパターン形状の垂直性を向上する上でプロキシミティー露光の影響によるテーパ角度の鈍化が考えられ、コンタクト露光にすることで解消されると想定した。しかし、第1フォトレジスト膜自体の材料感度と相溶防止のため導入している追加ベークの影響により、露光GAP量を縮めても第1フォトレジスト膜のパターン形状のテーパ角度に殆ど効果がないことが確認されている。   As is generally known, in order to improve the perpendicularity of the pattern shape of the first photoresist film, the taper angle may be dull due to the influence of proximity exposure, and it is assumed that it can be eliminated by contact exposure. . However, due to the sensitivity of the first photoresist film itself and the additional bake introduced to prevent compatibility, the taper angle of the pattern shape of the first photoresist film has little effect even if the exposure GAP amount is reduced. It has been confirmed.

そこで、本発明では、第1フォトレジスト膜と第2フォトレジスト膜を一括露光し、パターン形状のテーパ角度鈍化を防ぐ。   Therefore, in the present invention, the first photoresist film and the second photoresist film are collectively exposed to prevent the taper angle of the pattern shape from becoming blunt.

図1は、本工程におけるパターン露光時の露光光の流れとその時に生じる回折光の流れを示した模式図である。   FIG. 1 is a schematic view showing the flow of exposure light during pattern exposure in this step and the flow of diffracted light generated at that time.

図1(a)は、第1フォトレジスト膜と第2フォトレジスト膜を一括露光した場合について示した図である。上層の第2フォトレジスト膜と下層の第1フォトレジスト膜を一括でパターン露光することで、第2フォトレジスト膜が第1フォトレジスト膜への回折光を一部吸収し、第1フォトレジスト膜のパターン形状の角度の垂直性が向上する。   FIG. 1A is a diagram showing a case where the first photoresist film and the second photoresist film are collectively exposed. By pattern exposing the upper second photoresist film and the lower first photoresist film at once, the second photoresist film partially absorbs the diffracted light to the first photoresist film, and the first photoresist film The verticality of the pattern shape angle is improved.

それに対し、図1(b)は、従来の方法である上層である第2フォトレジスト膜のパターン露光、現像を施した後、下層である第1フォトレジスト膜のパターン露光を行った場合である。この場合、第2フォトレジスト膜による第1フォトレジスト膜のパターン露光時に発生する回折光の吸収がないため、回折光の影響を直接第1フォトレジスト膜が受けるため、パターン形状のテーパ角度が鈍化する。   On the other hand, FIG. 1B shows a case where pattern exposure of the second photoresist film as the upper layer, which is a conventional method, is performed, and then pattern exposure of the first photoresist film as the lower layer is performed. . In this case, since the first photoresist film is directly affected by the diffracted light because the second photoresist film does not absorb the diffracted light generated during the pattern exposure of the first photoresist film, the taper angle of the pattern shape is slowed down. To do.

本発明においては、図1(a)に示すように、第2フォトレジスト膜が第1フォトレジスト膜への回折光を一部吸収するようにするため、本工程において照射する露光の露光波長が、第1フォトレジスト膜の吸収波長領域と第2フォトレジスト膜の吸収波長領域との重なる領域の波長成分を含む。前記重なる領域の波長を含むことにより、回折光のうち、前記重なる領域の波長を有する回折光は第2フォトレジスト膜により一部吸収され、第1フォトレジスト膜のテーパ角鈍化を防ぐことができる。   In the present invention, as shown in FIG. 1 (a), the second photoresist film absorbs part of the diffracted light to the first photoresist film. And a wavelength component of a region where the absorption wavelength region of the first photoresist film and the absorption wavelength region of the second photoresist film overlap. By including the wavelength of the overlapping region, part of the diffracted light having the wavelength of the overlapping region is absorbed by the second photoresist film, and the taper angle of the first photoresist film can be prevented from being blunted. .

図5(d)は、図5(c)を一括露光した第1及び第2フォトレジスト膜を現像後のパターン(9b及び10b)を示す。   FIG. 5 (d) shows patterns (9b and 10b) after developing the first and second photoresist films which are collectively exposed in FIG. 5 (c).

その後、図5(d)に示すように第2フォトレジスト膜に形成するパターンを、第2フォトレジスト用マスクパターン11を介して第2フォトレジスト膜に露光し、現像する。これにより、図5(e)に示すように第2フォトレジスト膜を所定のパターン10aとすることができる。このように、第1フォトレジスト膜、第2フォトレジスト膜それぞれについて、形状の異なるパターンを形成することができる。   Thereafter, as shown in FIG. 5D, the pattern formed on the second photoresist film is exposed to the second photoresist film through the second photoresist mask pattern 11 and developed. Thereby, as shown in FIG.5 (e), a 2nd photoresist film can be made into the predetermined pattern 10a. Thus, patterns having different shapes can be formed for the first photoresist film and the second photoresist film, respectively.

第2フォトレジスト膜の露光に際しては、260nm以下の露光光で露光する。   In exposing the second photoresist film, exposure is performed with an exposure light of 260 nm or less.

上記の説明では、簡略化のため、第1フォトレジスト膜と第2フォトレジスト膜とでパターン幅の異なる場合について説明した。しかし、図5の紙面の上下方向で異なるパターン、例えば、第1フォトレジストを線状のパターンとし、第2フォトレジストをドット状のパターンとする場合にも適用できることはいうまでもない。   In the above description, for simplification, the case where the pattern widths of the first photoresist film and the second photoresist film are different has been described. However, it is needless to say that the present invention can also be applied to patterns different in the vertical direction of the paper surface of FIG. 5, for example, when the first photoresist is a linear pattern and the second photoresist is a dot pattern.

以上、説明した本発明に係るパターン形成方法は、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を有する基板と、液体を吐出する吐出口と、前記吐出口と連通する液体の流路とを有する液体吐出ヘッド製造方法において、前記基板上に、前記流路のパターンを形成する方法に用いることができる。   As described above, the pattern forming method according to the present invention includes a substrate having an energy generating element that generates energy used to discharge a liquid, a discharge port that discharges the liquid, and a liquid that communicates with the discharge port. In a method for manufacturing a liquid discharge head having a flow path, the method can be used for a method of forming a pattern of the flow path on the substrate.

記録方法あるいは記録装置に用いるインクジェット記録ヘッドの形態は、図2及び図3に示すように、液体吐出のためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子2が設けられた基板1を有する。そして基板1に、エネルギー発生素子2と対応するインク吐出口6が設けられたオリフィスプレート7と、インク流路4にインクを供給するインク供給口5を有し、基板1及びオリフィスプレート7の面に対して実質的に垂直方向に液滴を吐出する。   As shown in FIGS. 2 and 3, the form of an ink jet recording head used in a recording method or a recording apparatus has a substrate 1 provided with an energy generating element 2 for generating energy for liquid ejection. The substrate 1 has an orifice plate 7 provided with an ink discharge port 6 corresponding to the energy generating element 2, and an ink supply port 5 for supplying ink to the ink flow path 4, and the surface of the substrate 1 and the orifice plate 7. Droplets are ejected in a substantially vertical direction.

図7は、図2におけるB−B’断面に沿った断面図であり、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法の一例を工程にならって示す模式的断面図である。   FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the B-B ′ cross section in FIG. 2, and is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a method of manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.

図7(a)に示すように、本発明に係る方法によりパターンを基板1上に形成後、図7(b)で前記パターンを被覆する被覆層7を設け、図7(c)で液体を吐出する吐出口6とオリフィスプレート7aを形成する。その後、図7(d)で液体を供給するための供給口5を形成後、図7(e)で前記パターンを除去することで、前記吐出口6と連通する液体の流路4が形成され、液体吐出ヘッドが完成する。   As shown in FIG. 7 (a), after forming a pattern on the substrate 1 by the method according to the present invention, a coating layer 7 for covering the pattern is provided in FIG. 7 (b), and the liquid is applied in FIG. 7 (c). A discharge port 6 for discharging and an orifice plate 7a are formed. Thereafter, after forming the supply port 5 for supplying the liquid in FIG. 7D, the liquid channel 4 communicating with the discharge port 6 is formed by removing the pattern in FIG. 7E. The liquid discharge head is completed.

以下に、本発明に係る実施例を示すが、本発明はこれらに限定されることはない。   Examples according to the present invention are shown below, but the present invention is not limited to these.

(実施例1)
本発明の実施例に係るパターン形成方法としては、まず、被加工基板上に第1フォトレジスト膜を形成した。
Example 1
In the pattern forming method according to the example of the present invention, first, a first photoresist film was formed on a substrate to be processed.

第1フォトレジスト膜の材料としては、吸収波長領域が365nm以下の範囲にあって、ポジ型フォトレジストであるDeep UVレジスト(商品名:「ODUR」、東京応化製)を使用した。第1フォトレジスト膜は10μm〜14μmの膜厚となるように、スピンコートにて形成した。   As a material for the first photoresist film, a deep UV resist (trade name: “ODUR”, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), which is a positive type photoresist having an absorption wavelength range of 365 nm or less, was used. The first photoresist film was formed by spin coating so as to have a thickness of 10 μm to 14 μm.

その後、第2フォトレジスト膜との相溶防止のため、150℃の追加ベークを施し、冷却した。   Thereafter, in order to prevent compatibility with the second photoresist film, an additional baking at 150 ° C. was performed and cooled.

次に、第1フォトレジスト膜と同様にスピンコートにて第2フォトレジスト膜を3μm〜6μmの膜厚となるように形成した。第2フォトレジスト膜の材料としては、吸収波長領域が260nm以下の範囲にあって、第1フォトレジスト膜と同様にポジ型フォトレジストであるポリメチルメタクリレートレジスト(PMMA、星光ポリマー製)を使用した。   Next, similarly to the first photoresist film, a second photoresist film was formed by spin coating so as to have a thickness of 3 μm to 6 μm. As the material for the second photoresist film, a polymethyl methacrylate resist (PMMA, manufactured by Starlight Polymer), which is a positive photoresist, was used in the same manner as the first photoresist film, with an absorption wavelength range of 260 nm or less. .

次に、第1フォトレジスト膜と第2フォトレジスト膜を一括にてパターン露光及び現像を施した。   Next, the first photoresist film and the second photoresist film were subjected to pattern exposure and development in a lump.

図6は、第1フォトレジスト膜、第2フォトレジスト膜における露光波長に対する吸光度、第1及び第2フォトレジスト膜の一括露光及び後述する第2フォトレジスト膜の露光の露光波長に対する型材露光強度、を示したグラフである。第1及び第2フォトレジスト膜の一括露光における回折光のうち、第1及び第2フォトレジスト膜の吸収波長領域が重なる260nm以下の波長を有する回折光については、第2フォトレジスト膜により吸収されるため、第1フォトレジスト膜に到達しない。したがって、回折光が一部遮蔽され、第1フォトレジスト膜のテーパ角鈍化を防ぐことができる。   FIG. 6 shows the absorbance with respect to the exposure wavelength in the first photoresist film and the second photoresist film, the mold material exposure intensity with respect to the exposure wavelength of the batch exposure of the first and second photoresist films and the exposure of the second photoresist film described later, It is the graph which showed. Of the diffracted light in the batch exposure of the first and second photoresist films, the diffracted light having a wavelength of 260 nm or less where the absorption wavelength regions of the first and second photoresist films overlap is absorbed by the second photoresist film. Therefore, it does not reach the first photoresist film. Therefore, a part of the diffracted light is shielded, and the taper angle of the first photoresist film can be prevented from being blunted.

パターン露光の装置は、プロキシミティータイプの露光装置を用いた。露光GAPとしては30μmであって、第1フォトレジスト膜及び第2フォトレジスト膜を一括露光する場合、バンドパスフィルタを用いて露光を行った。第2フォトレジスト膜の露光量は10J/m2、第1フォトレジスト膜の露光量は26J/m2程度となり、現像後の残渣が0になる露光量設定とした。 As a pattern exposure apparatus, a proximity type exposure apparatus was used. The exposure GAP was 30 μm, and when the first photoresist film and the second photoresist film were exposed at once, the exposure was performed using a bandpass filter. Exposure of the second photoresist film 10J / m 2, an exposure amount of the first photoresist film becomes 26J / m 2 approximately, and an exposure amount setting residue after development becomes zero.

その後、第2フォトレジスト膜を260nm以下の露光光で露光し、また現像を行い、第1フォトレジスト膜、第2フォトレジスト膜それぞれについて、形状の異なるパターンを形成した。   Thereafter, the second photoresist film was exposed with an exposure light of 260 nm or less and developed to form patterns having different shapes for the first photoresist film and the second photoresist film, respectively.

(比較例1)
実施例1同様に第1フォトレジスト膜、第2フォトレジスト膜を形成した後、第2フォトレジスト膜にパターンを露光、現像し、次に、第2フォトレジスト膜にパターンを露光、現像した。用いた材料、露光波長等については、実施例1と同様の条件で行った。
(Comparative Example 1)
After forming the first photoresist film and the second photoresist film in the same manner as in Example 1, the pattern was exposed and developed on the second photoresist film, and then the pattern was exposed and developed on the second photoresist film. About the used material, exposure wavelength, etc., it carried out on the conditions similar to Example 1. FIG.

実施例1及び比較例1において形成した第1フォトレジスト膜のパターン形状のテーパ角度を比較してみると、図1に示すように、比較例1は74°程度に対し、実施例1では81°程度と、約7°垂直性が向上した。   Comparing the taper angles of the pattern shapes of the first photoresist films formed in Example 1 and Comparative Example 1, as shown in FIG. The verticality was improved by about 7 ° and about 7 °.

(a)本発明の実施形態によるパターン形成時の露光状態と回折光の模式図である。(b)従来の実施形態によるパターン形成時の露光状態と回折光の模式図である。(A) It is an exposure state at the time of pattern formation by embodiment of this invention, and a schematic diagram of diffracted light. (B) It is the exposure state at the time of pattern formation by the conventional embodiment, and a schematic diagram of diffracted light. 記録方法あるいは記録装置に用いるインクジェット記録ヘッドのノズル形態である。This is a nozzle form of an ink jet recording head used in a recording method or a recording apparatus. 図2の記録方法あるいは記録装置に用いるインクジェット記録ヘッドのノズル形態のA−A’断面図である。FIG. 3 is an A-A ′ sectional view of a nozzle form of an ink jet recording head used in the recording method or recording apparatus of FIG. 2. 従来の形態による型材(インク流路)形成の詳細な工程フローの模式図である。It is a schematic diagram of the detailed process flow of mold material (ink flow path) formation by the conventional form. 本発明のパターン形成方法の一例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows an example of the pattern formation method of this invention. 第1フォトレジスト膜、第2フォトレジスト膜における露光波長に対する吸光度、第1及び第2フォトレジスト膜の一括露光及び後述する第2フォトレジスト膜の露光の露光波長に対する型材露光強度を示したグラフである。FIG. 6 is a graph showing the absorbance of the first photoresist film and the second photoresist film with respect to the exposure wavelength, the mold material exposure intensity with respect to the exposure wavelength of the first and second photoresist films, and the exposure wavelength of the second photoresist film described later. is there. 液体吐出ヘッドの製造方法の詳細な工程フローの模式図である。It is a schematic diagram of the detailed process flow of the manufacturing method of a liquid discharge head.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 エネルギー発生素子
3 流路壁(インク流路壁)
4 流路(インク流路)
5 供給口(インク供給口)
6 吐出口(インク吐出口)
7 オリフィスプレート
9 第1フォトレジスト膜
9a、9b 第1フォトレジスト膜に形成したパターン
10 第2フォトレジスト膜
10a、10b 第2フォトレジスト膜に形成したパターン
11 第2フォトレジスト膜用マスクパターン
12 第1フォトレジスト膜用マスクパターン
1 Substrate 2 Energy generating element 3 Channel wall (ink channel wall)
4 channel (ink channel)
5 Supply port (ink supply port)
6 Discharge port (ink discharge port)
7 Orifice plate 9 First photoresist film 9a, 9b Pattern 10 formed on first photoresist film Second photoresist film 10a, 10b Pattern 11 formed on second photoresist film 11 Mask pattern 12 for second photoresist film 1 Mask pattern for photoresist film

Claims (7)

基板上に2層のフォトレジスト層を形成し、各層について形状の異なるパターンを形成するパターン形成方法において、
(a)基板上に第1フォトレジスト膜、第2フォトレジスト膜を順次形成する工程と、
(b)前記第1フォトレジスト膜に形成するパターンを、第1及び第2フォトレジスト膜に一括露光し、現像する工程と、
(c)前記第2フォトレジスト膜に形成するパターンを、第2フォトレジスト膜に露光し、現像する工程と、
を有し、かつ、
前記第1フォトレジスト膜の吸収波長領域と、前記第2フォトレジスト膜の吸収波長領域とは一部重なり、
前記工程(b)の露光波長が、前記重なる吸収波長領域の波長成分を含むことを特徴とするパターン形成方法。
In a pattern forming method of forming two photoresist layers on a substrate and forming patterns having different shapes for each layer,
(A) sequentially forming a first photoresist film and a second photoresist film on a substrate;
(B) a step of exposing the first and second photoresist films together with a pattern to be formed on the first photoresist film and developing the pattern;
(C) exposing and developing a pattern to be formed on the second photoresist film on the second photoresist film; and
And having
The absorption wavelength region of the first photoresist film partially overlaps with the absorption wavelength region of the second photoresist film,
The pattern forming method, wherein the exposure wavelength in the step (b) includes a wavelength component in the overlapping absorption wavelength region.
前記第1フォトレジスト膜の吸収波長領域が365nm以下の範囲にあり、前記第2フォトレジスト膜の吸収波長領域が260nm以下の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成方法。   2. The pattern forming method according to claim 1, wherein an absorption wavelength region of the first photoresist film is in a range of 365 nm or less, and an absorption wavelength region of the second photoresist film is in a range of 260 nm or less. 前記第1フォトレジスト膜の膜厚が前記第2フォトレジスト膜の膜厚よりも厚いことを特徴とする請求項1又は2に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the film thickness of the first photoresist film is larger than the film thickness of the second photoresist film. 前記第1フォトレジスト膜の膜厚が10〜14μm、前記第2フォトレジスト膜の膜厚が3〜5μmであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   4. The pattern forming method according to claim 1, wherein the film thickness of the first photoresist film is 10 to 14 μm, and the film thickness of the second photoresist film is 3 to 5 μm. 5. . 前記第1フォトレジスト膜及び第2フォトレジスト膜は、ポジ型フォトレジストであることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the first photoresist film and the second photoresist film are positive photoresists. 前記工程(b)及び(c)における露光が、プロキシミティー露光であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the exposure in the steps (b) and (c) is proximity exposure. 液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を有する基板と、
液体を吐出する吐出口と、
前記吐出口と連通する液体の流路と、
を有する液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記基板上に、前記流路のパターンを請求項1から6のいずれか1項に記載の方法により形成する工程と、
前記パターンの上に前記パターンを被覆する被覆層を設ける工程と、
前記パターンを除去し、前記流路を形成する工程と、
を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
A substrate having an energy generating element for generating energy used for discharging liquid;
A discharge port for discharging liquid;
A liquid flow path communicating with the discharge port;
In a method of manufacturing a liquid discharge head having
Forming the pattern of the flow path on the substrate by the method according to any one of claims 1 to 6;
Providing a coating layer covering the pattern on the pattern;
Removing the pattern and forming the flow path;
A method of manufacturing a liquid discharge head, comprising:
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