專利名稱：制造液體排出頭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造液體排出頭(liquid discharge head)的方法。
背景技術(shù)：
作為用于排出液體的液體排出頭的代表性例子，存在將墨水排出到記錄介質(zhì)上以記錄圖像的噴墨記錄單元的噴墨記錄頭。噴墨記錄頭一般包含墨水流路、設(shè)置在流路的一部分中的排出能量產(chǎn)生元件和用于通過在那里產(chǎn)生的能量排出墨水的微細(xì)墨水排出端口。在日本專利申請(qǐng)公開No. 2005-205916中討論了制造適用于噴墨記錄頭的液體排出頭的方法。根據(jù)該方法，在配有能量產(chǎn)生元件的基板上形成液體的流路壁之后，在流路壁之間以及在流路壁上涂敷樹脂嵌入部件，并且，通過化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)使嵌入部件平坦化。然后，在流路壁和嵌入部件上，涂敷用于形成配有排出端口的孔板(orifice plate)的樹脂以形成樹脂層，并且在樹脂層中設(shè)置排出端口。

發(fā)明內(nèi)容
一種制造液體排出頭的方法，該液體排出頭具有與液體的排出端口連通的液體的流路，該方法包括提供基板，在該基板上固體部件被設(shè)置為包圍變成流路的區(qū)域；在所述區(qū)域內(nèi)形成由金屬或金屬化合物制成的流路的模子；提供由樹脂制成的覆蓋層，從而以接觸固體部件和模子的方式覆蓋固體部件和模子；和去除模子以形成流路。從參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的以下詳細(xì)說明，本發(fā)明的其它特征和方面將變得明
Mo


包含于說明書中并構(gòu)成其一部分的附圖示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例、特征和方面，并與說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。圖1A、圖1B、圖1C、圖1D、圖1E、圖IF和圖IG是用于描述根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的制造噴墨頭的方法的示意性剖面圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例制造的噴墨頭的一個(gè)例子的示意性透視圖。圖3是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的制造噴墨頭的方法中的制造過程中的基板狀態(tài)的示意圖。圖4A、圖4B、圖4C、圖4D、圖4E和圖4F是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的制造噴墨頭的方法的示意性剖面圖。圖5是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的制造噴墨頭的方法中的制造過程中的基板狀態(tài)的示意圖。圖6A、圖6B和圖6C是用于描述根據(jù)本發(fā)明的例子3的制造噴墨頭的方法的示意性剖面圖。
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圖7A和圖7B是用于描述根據(jù)本發(fā)明的例子3的制造噴墨頭的方法的示意性剖面圖。圖8A、圖8B、圖8C、圖8D、圖8E、圖8F和圖8G是用于描述根據(jù)本發(fā)明第三示例性實(shí)施例的制造噴墨頭的方法的示意性剖面圖。圖9是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的制造噴墨頭的方法中的制造過程中的基板狀態(tài)的示意圖。圖10A、圖10B、圖10C、圖10D、圖IOE和圖IOF是用于描述根據(jù)本發(fā)明第四示例性
實(shí)施例的制造噴墨頭的方法的示意性剖面圖。圖11是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實(shí)施例的制造噴墨頭的方法中的制造過程中的基板狀態(tài)的示意圖。圖12A、圖12B和圖12C是用于描述根據(jù)本發(fā)明的例子7的制造噴墨頭的方法的示意性剖面圖。圖13A和圖13B是用于描述根據(jù)本發(fā)明的例子7的制造噴墨頭的方法的示意性剖面圖。圖14A、圖14B、圖14C、圖14D、圖14E、圖14F、圖14G和圖14H是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第五示例性實(shí)施例的制造噴墨頭的方法的示意性剖面圖。圖15是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第五示例性實(shí)施例的制造噴墨頭的方法中的制造過程中的基板狀態(tài)的示意圖。圖16A、圖16B、圖16C、圖16D、圖16E、圖16F、圖16G和圖16H是用于描述根據(jù)本
發(fā)明的例子10的制造噴墨頭的方法的示意性剖面圖。
具體實(shí)施例方式以下將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例、特征和方面。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的研究結(jié)果，由于在日本專利申請(qǐng)公開No. 2005-205916中描述的方法中嵌入材料由樹脂制成并且在其上涂敷樹脂以形成孔板部件，因此，在一些情況下，嵌入部件和孔板部件這兩者都溶解以相互混合，產(chǎn)生兩個(gè)部件的混合物。即使當(dāng)嵌入部件被去除時(shí)，混合物也保留在流路壁表面的內(nèi)部，不利地影響流路的完成形狀，并且在一些情況下不利地影響諸如液體的再填充(refill)特性的排出特性?？紤]到常規(guī)技術(shù)而執(zhí)行本發(fā)明，并且，作為其目的之一，本發(fā)明旨在提供一種能獲得具有形成精度非常高的流路的液體排出頭的制造液體排出頭的方法，該方法導(dǎo)致高的產(chǎn)量。以下將參照附圖描述本發(fā)明。在以下的描述中，對(duì)于具有相同功能的結(jié)構(gòu)，在附圖中賦予相同的附圖標(biāo)記，并且省略其描述。另外，液體排出頭可被安裝在諸如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、具有通信系統(tǒng)的傳真機(jī)和具有打印機(jī)部分的字處理器的裝置上，以及其他的與各種類型的處理設(shè)備復(fù)合組合的工業(yè)記錄裝置上。例如，所述頭也可被用于制造生物芯片、印制電路、和以噴射的方式排出化學(xué)品。在以下的描述中，以噴墨頭作為液體排出頭的例子，描述其制造方法，并由此描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的制造噴墨頭的方法制造的液體排出頭的一個(gè)例子的部分水印示意性透視圖。如圖2所示，液體排出頭包括硅基板1，其上以預(yù)定的間距在兩行中設(shè)置用于產(chǎn)生用于排出墨水的能量的能量產(chǎn)生元件3。在基板1上，在具有墨水流路的內(nèi)壁的流路壁部件6的排出端口板部分8中形成在墨水流路11和能量產(chǎn)生元件3的上側(cè)打開的墨水排出端口 9。并且，排出端口板部分8形成與從墨水供給端口 10 連通到各墨水排出端口 9的墨水流路11的內(nèi)側(cè)壁的基板相對(duì)的部分。通過硅的各向異性蝕刻形成的墨水供給端口 10在兩行能量產(chǎn)生元件3之間打開。噴墨頭向通過墨水供給端口 10在墨水流路11中填充的墨水施加由能量產(chǎn)生元件3產(chǎn)生的壓力，并由此使液滴從墨水排出端口 9被排出，從而附著于記錄介質(zhì)上以記錄圖像。參照?qǐng)DIA 1G，描述根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的制造噴墨頭的方法。圖IA IG是表示通過圖2的A-A'切斷并與基板1垂直的各過程中的切斷面的示意性剖面圖。在圖IA所示的基板1上，設(shè)置諸如加熱電阻器的多個(gè)能量產(chǎn)生元件3。在能量產(chǎn)生元件3上，形成絕緣膜4。在基板1的后表面上，設(shè)置當(dāng)形成墨水供給端口時(shí)用作掩模的氧化物膜2。通過沉積或鍍覆形成執(zhí)行電連接的電極焊盤(圖中未示出)。圖中沒有示出加熱器3的布線和用于驅(qū)動(dòng)加熱器的半導(dǎo)體器件。首先，如圖IB所示，通過按塊構(gòu)圖形成作為由金屬、金屬合金或金屬化合物制成并且用于通過無(wú)電鍍覆方法在基板1上形成模子的金屬層的籽層5和用作流路壁的粘接層的外部金屬層50。更具體地，使用光刻工藝在籽層5、外部金屬層50和由金屬或其化合物制成的金屬層上執(zhí)行構(gòu)圖。籽層5和外部金屬層50被設(shè)置為相互隔開。此時(shí)，如果在接下來的過程中形成的流路壁與基板表面之間的粘接性足夠，那么不需要形成位于流路壁的下側(cè)的外部金屬層50。然后，如圖IC所示，變成流路壁的感光樹脂通過旋轉(zhuǎn)涂敷而被涂敷并且通過UV射線或深UV射線被曝光并且被顯影，由此形成變成流路側(cè)壁的固體部件6。固體部件6被形成為包圍變成流路的區(qū)域11a。在圖3中，示出在形成了形成模子的部分的籽層5和固體部件6之后的頂面的狀態(tài)。因此，在固體部件6內(nèi)以及在變成流路的區(qū)域內(nèi)，形成具有流路的形狀的籽層5?？紤]到鍍覆的各向同性生長(zhǎng)，可能在固體部件6和籽層5之間存在一定的間隔(圖3的60)。固體部件6可被設(shè)置為完全覆蓋外部金屬層50以從外部金屬層50的頂面接觸側(cè)面。然后，如圖ID所示，通過使用籽層5并且根據(jù)無(wú)電鍍覆，由通過生長(zhǎng)金屬或包含金屬的合金而獲得的鍍層形成流路的模子7。作為其形成方法，使用公知的無(wú)電鍍覆方法。當(dāng)使用無(wú)電鍍覆方法時(shí)，僅在籽層5上選擇性地形成模子7。固體部件6用作鍍覆抗蝕劑。通過控制鍍覆的時(shí)間段，可以以希望的厚度設(shè)置模子。當(dāng)鍍層的厚度與固體部件6的距基板1 的表面的高度相似或者比其稍薄時(shí)，可然后很容易地涂敷覆蓋感光樹脂。由于鍍層平坦地形成，因此在模子7的頂面上不需要特別的平坦化處理。但是，當(dāng)以比固體部件6大的厚度形成模子7時(shí)，模子7的頂面可被拋光。然后，如圖IE所示，通過旋轉(zhuǎn)涂敷來涂敷作為與固體部件6相同類型的材料的覆蓋感光樹脂8。雖然作為覆蓋感光樹脂8的溶劑使用二甲苯或MIBK和二甘醇二甲醚的混合溶劑，但是根據(jù)無(wú)電鍍覆在模子中形成無(wú)機(jī)材料；因此，在模子7和覆蓋感光樹脂8之間基本上不存在相容性?？梢栽诟采w感光樹脂8的上側(cè)涂敷防水劑。
然后，如圖IF所示，在覆蓋感光樹脂8的面對(duì)能量產(chǎn)生元件3的位置處形成墨水排出端口 9。當(dāng)形成排出端口時(shí)，使用諸如步進(jìn)器(stepper)的曝光單元來執(zhí)行曝光。覆蓋感光樹脂8是負(fù)型樹脂；因此，執(zhí)行曝光使得光不入射到排出端口上。然后，執(zhí)行顯影以形成與能量產(chǎn)生元件3中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的墨水排出端口 9。然后，如圖IG所示，通過光刻方法對(duì)變成墨水供給端口的部分的氧化物膜2構(gòu)圖以形成墨水供給端口 10。然后，在墨水流路中形成的籽層5和模子7通過使用去除液被去除，以形成流路11。禁止由填充變成流路的區(qū)域的金屬制成的模子7和變成排出端口部件的覆蓋感光樹脂8相互混合。由此，當(dāng)去除模子7時(shí)，流路11內(nèi)的模子7不部分地保留，使得形成具有與流路的模子7相同形狀的流路11。并且，模子7和覆蓋感光樹脂8之間的邊界是明確的；因此，即使當(dāng)模子7的去除液的濃度稍微波動(dòng)時(shí)，也能夠不受其影響而以優(yōu)異的再現(xiàn)性形成流路。在其上根據(jù)上述的過程形成噴嘴部分的基板1通過切割鋸被切割并被分成芯片，并然后被電連接以驅(qū)動(dòng)能量產(chǎn)生元件3。然后，連接用于墨水供給的芯片槽部件并完成噴墨頭。參照?qǐng)D4A 4F，描述本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例。圖4A 4F是在與圖IA IG 相同的位置上看到的剖面圖。如圖4A所示，以與第一示例性實(shí)施例相同的方式制備基板1。然后，如圖4B所示，在基板1上形成籽層5。可以在不進(jìn)行構(gòu)圖的情況下在基板1 上完整地形成籽層5。然后，如圖4C所示，變成流路側(cè)壁的感光樹脂通過旋轉(zhuǎn)涂敷被涂敷、通過UV射線或深UV射線被曝光并且被顯影，由此形成變成流路側(cè)壁的固體部件6。在圖5中，示出形成固體部件6之后的頂面的狀態(tài)。籽層5被設(shè)置在要被固體部件6包圍的變成流路的區(qū)域 Ila 中。并且，籽層5被設(shè)置固體部件6和基板1之間以與它們接觸，并且還被設(shè)置在固體部件6外面。然后，如圖4D所示，通過使用籽層5，根據(jù)電鍍方法形成模子7。作為形成方法，使用公知的電鍍方法。如果使用電鍍方法，那么，當(dāng)通電時(shí)，僅在位于籽層上并且沒有抗蝕劑圖案的位置中選擇性形成鍍層。固體部件6外面的籽層與基板1的邊緣部分上的鍍覆端子電連接，使得從外部供給電流以執(zhí)行電鍍。由于通過使用外部電力的電鍍方法形成模子7， 因此，可以在更短的時(shí)間段內(nèi)形成模子7。然后，如圖4E所示，通過旋轉(zhuǎn)涂敷來涂敷作為與固體部件6相同類型材料的作為覆蓋層的覆蓋感光樹脂8。作為覆蓋感光樹脂8的溶劑，一般使用二甲苯或甲基異丁基酮 (MIBK)和二甘醇二甲醚的混合溶劑。由于根據(jù)電鍍方法在模子中形成金屬材料，因此，在模子7和覆蓋感光樹脂8之間基本上不存在相容性。在固體部件6內(nèi)部和外部，形成高度大致與固體部件6相同的鍍層；因此，覆蓋感光樹脂8平坦地形成；并且，排出端口 9和能量產(chǎn)生元件3之間的距離在基板內(nèi)能保持恒定。可以在覆蓋感光樹脂8的上側(cè)上涂敷防水劑。 在涂敷之后，為了形成墨水排出端口 9，使用諸如步進(jìn)器的曝光單元來執(zhí)行曝光。然后，執(zhí)行顯影并且形成墨水排出端口 9。然后，如圖4F所示，在通過光刻方法對(duì)基板的后側(cè)的氧化物膜2構(gòu)圖之后，形成墨水供給端口 10。然后，在墨水流路中以及在芯片的外周形成的籽層5和模子7被去除以形成流路11。此時(shí)，固體部件6外部的籽層5也一起被去除。在其上根據(jù)上述的過程形成噴嘴部分的基板1通過切割鋸被切割并被分成芯片。 然后，基板1被電連接以驅(qū)動(dòng)能量產(chǎn)生元件3。然后，連接用于墨水供給的芯片槽部件并完成噴墨頭。在流路側(cè)壁和孔板部件與基板之間存在熱膨脹系數(shù)差。因此，在加熱過程之后，可能在與基板的接合部分上產(chǎn)生應(yīng)力。這可能影響液體排出頭的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性并使產(chǎn)量劣化。 第三和第四示例性實(shí)施例旨在解決該問題。參照?qǐng)D8A 8G，描述根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的制造噴墨頭的方法。圖8A 8G是表示通過圖2的A-A'切斷并與基板1垂直的各過程中的切斷面的示意性剖面圖。在圖8A所示的基板1上，設(shè)置諸如加熱電阻器的多個(gè)能量產(chǎn)生元件3。在能量產(chǎn)生元件3上，形成絕緣膜4。在基板1的后表面上，提供當(dāng)形成墨水供給端口時(shí)用作掩模的氧化物膜2。然后，通過沉積或鍍覆形成進(jìn)行電連接的電極焊盤(圖中未示出)。圖中沒有示出加熱器3的布線和用于驅(qū)動(dòng)加熱器3的半導(dǎo)體器件。首先，如圖8B所示，通過構(gòu)圖形成作為由金屬或金屬化合物制成并且用于通過無(wú)電鍍覆方法在基板1上形成模子的金屬層的籽層5。并且，通過構(gòu)圖按塊形成用作流路壁的粘接層的外部金屬層50和與籽層5 —起形成用于減小流路壁內(nèi)的流路壁部件的體積的應(yīng)力緩和部件的籽層51。更具體地，使用光刻過程以執(zhí)行籽層5、籽層51和外部金屬層50的構(gòu)圖。籽層5、外部金屬層50和籽層51被設(shè)置為相互隔開。此時(shí)，如果在下一個(gè)過程中形成的流路壁與基板表面之間的粘接性足夠，那么不需要形成流路壁的下側(cè)上的外部金屬層 50。然后，如圖8C所示，變成流路壁的感光樹脂通過旋轉(zhuǎn)涂敷被涂敷、通過UV射線或深UV射線被曝光并且被顯影。因此，形成變成流路側(cè)壁的固體部件6。固體部件6被形成為包圍變成流路的區(qū)域Ila和形成應(yīng)力緩和部件的區(qū)域lib。在圖9中，示出在形成了形成模子的部分的籽層5、應(yīng)力緩和部件形成部分的籽層51和固體部件6之后的頂面的狀態(tài)。 因此，在固體部件6內(nèi)以及在變成流路的區(qū)域中，形成具有流路的形狀的籽層5，并且，在形成應(yīng)力緩和部件的區(qū)域內(nèi)，形成具有應(yīng)力緩和部件的形狀的籽層51?？紤]到鍍覆的各向同性生長(zhǎng)，可能在固體部件6、籽層5和籽層51之間存在一定的間隔(圖9的60)。固體部件 6可被設(shè)置為完全覆蓋外部金屬層50以從外部金屬層50的頂面接觸側(cè)面。然后，如圖8D所示，通過使用籽層5和籽層51并且根據(jù)無(wú)電鍍覆方法，由通過生長(zhǎng)金屬或包含金屬的合金而獲得的鍍層形成流路的模子7和應(yīng)力緩和部件100。作為形成方法，使用公知的無(wú)電鍍覆方法。當(dāng)使用無(wú)電鍍覆方法時(shí)，僅在籽層中選擇性地形成模子7 和應(yīng)力緩和部件100。固體部件6用作鍍覆抗蝕劑。通過控制鍍覆的時(shí)間段，可以以希望的厚度提供模子和應(yīng)力緩和部件100。當(dāng)厚度與固體部件6的距基板1的表面的高度大致相同或者比其稍薄時(shí)，可然后很容易地涂敷覆蓋感光樹脂8。由于鍍層平坦地形成，因此在模子7和應(yīng)力緩和部件100的頂面上不需要特別的平坦化處理。但是，當(dāng)以比固體部件6大的厚度形成模子7和應(yīng)力緩和部件100時(shí)，模子7和應(yīng)力緩和部件100的頂面可被拋光。然后，如圖8E所示，通過旋轉(zhuǎn)涂敷來涂敷作為與固體部件6相同類型的材料的覆蓋感光樹脂8。作為覆蓋感光樹脂8的溶劑，使用二甲苯或MIBK和二甘醇二甲醚的混合溶劑。由于根據(jù)電鍍方法在模子中形成無(wú)機(jī)材料，因此，在模子7和覆蓋感光樹脂8之間基本上不存在相容性?？梢栽诟采w感光樹脂8的上側(cè)上涂敷防水劑。然后，如圖8F所示，在覆蓋感光樹脂8的面對(duì)能量產(chǎn)生元件3的位置處，形成墨水排出端口 9。當(dāng)形成排出端口時(shí)，使用諸如步進(jìn)器的曝光單元來執(zhí)行曝光。當(dāng)覆蓋感光樹脂 8是負(fù)型樹脂時(shí)，執(zhí)行曝光使得光不入射到排出端口上。然后，進(jìn)行顯影并且形成與能量產(chǎn)生元件3中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的墨水排出端口 9。然后，如圖8G所示，通過光刻方法對(duì)變成墨水供給端口 10的部分的氧化物膜2構(gòu)圖以形成墨水供給端口 10。然后，在墨水流路中形成的籽層5和模子7通過使用去除液被去除，以形成流路11。禁止由填充變成流路的區(qū)域的金屬制成的模子7和變成排出端口部件的覆蓋感光樹脂8相互混合；因此，不形成難以在模子7的去除液中溶解的混合物。因此，當(dāng)去除模子7時(shí)，在流路內(nèi)不部分地保留模子7，并且，形成具有與流路的模子7相同形狀的流路。并且，模子7和覆蓋感光樹脂8之間的邊界是明確的；因此，即使當(dāng)模子7的去除液的濃度稍微波動(dòng)時(shí)，也能夠不受其影響而以優(yōu)異的再現(xiàn)性形成流路。在其上根據(jù)上述的過程形成噴嘴部分的基板1通過切割鋸被切割并被分成芯片，然后，基板1被電連接以驅(qū)動(dòng)能量產(chǎn)生元件3。然后，連接用于墨水供給的芯片槽部件并完成噴墨頭。參照?qǐng)DIOA 10F，描述本發(fā)明的第四示例性實(shí)施例。圖IOA IOF是在與圖8A 8G相同的位置上看到的剖面圖。如圖IOA所示，以與第一示例性實(shí)施例相同的方式制備基板1。然后，如圖IOB所示，在基板1上形成籽層5?？梢栽诓贿M(jìn)行構(gòu)圖的情況下在基板 1上完整地形成籽層5。然后，如圖IOC所示，變成流路側(cè)壁的感光樹脂通過旋轉(zhuǎn)涂敷被涂敷、通過UV射線或深UV射線被曝光并且被顯影。因此，形成流路側(cè)壁和變成模子的固體部件6，該模子用于形成用于減小流路側(cè)壁內(nèi)的流路側(cè)壁部件的體積的應(yīng)力緩和部件。在圖11中，示出形成固體部件6之后的頂面的狀態(tài)。籽層5被設(shè)置在變成流路的區(qū)域Ila和由固體部件6包圍的形成應(yīng)力緩和部件的區(qū)域lib中。并且，籽層5被設(shè)置在固體部件6和基板1之間以與它們兩者接觸，并且還被設(shè)置在固體部件6外面。然后，如圖IOD所示，通過使用籽層5并且根據(jù)電鍍方法，形成模子7和應(yīng)力緩和部件100。作為形成方法，使用公知的電鍍方法。如果使用電鍍方法，那么，當(dāng)通電時(shí)，僅在籽層上并且沒有抗蝕劑圖案的位置上，選擇性地形成鍍層。固體部件6外面的籽層5與基板1的邊緣部分上的鍍覆端子電連接，使得從外部供給電流以執(zhí)行電鍍。由于通過使用外部電力的鍍覆形成模子7和應(yīng)力緩和部件100，因此，可以在更短的時(shí)間段內(nèi)形成模子7和應(yīng)力緩和部件100。然后，如圖IOE所示，通過旋轉(zhuǎn)涂敷來涂敷作為與固體部件6相同類型的材料的作為覆蓋層的覆蓋感光樹脂8。作為覆蓋感光樹脂8的溶劑，一般使用二甲苯或甲基異丁基酮(MIBK)和二甘醇二甲醚的混合溶劑。由于根據(jù)電鍍方法在模子中形成金屬材料，因此， 在模子7和覆蓋感光樹脂8之間基本上不存在相容性。在固體部件6內(nèi)部和外部，形成高度大致與固體部件6相同的鍍層；因此，覆蓋感光樹脂8平坦地形成；并且，排出端口 9和能量產(chǎn)生元件3之間的距離可在基板內(nèi)保持恒定?？梢栽诟采w感光樹脂8的上側(cè)上涂敷防
9水劑。在涂敷之后，為了形成墨水排出端口 9，使用諸如步進(jìn)器的曝光單元來執(zhí)行曝光。然后，執(zhí)行顯影并且形成墨水排出端口 9。然后，如圖IOF所示，通過光刻方法對(duì)基板1的后表面上的氧化物膜2構(gòu)圖，以形成墨水供給端口 10。然后，在墨水流路中以及在芯片的外周形成的籽層5和模子7被去除以形成流路11。此時(shí)，固體部件6外部的籽層5也一起被去除。在其上根據(jù)上述的過程形成噴嘴部分的基板1通過切割鋸被切割并被分成芯片。 然后，基板1被電連接以驅(qū)動(dòng)能量產(chǎn)生元件3。然后，連接用于墨水供給的支撐部件(槽外殼)并完成噴墨頭。第五示例性實(shí)施例和第六示例性實(shí)施例是當(dāng)制造液體排出頭時(shí)使用激光的例子。參照?qǐng)D14A 14H，描述根據(jù)本發(fā)明的第五示例性實(shí)施例的制造噴墨頭的方法。圖 14A 14H是表示通過圖2的A-A'切斷并與基板1垂直的各過程中的切斷面的示意性剖面圖。在圖14A所示的基板1上，設(shè)置諸如加熱電阻器的多個(gè)能量產(chǎn)生元件3。在能量產(chǎn)生元件3上，形成絕緣膜4。在基板1的后表面上，提供當(dāng)形成墨水供給端口時(shí)用作掩模的氧化物膜2。然后，通過沉積或鍍覆形成執(zhí)行電連接的電極焊盤(圖中未示出)。圖中沒有示出加熱器3的布線和用于驅(qū)動(dòng)加熱器的半導(dǎo)體器件。首先，如圖14B所示，通過構(gòu)圖按塊形成作為由金屬或金屬化合物制成并且用于通過無(wú)電鍍覆方法在基板1上形成模子的金屬層的籽層5和用作流路壁的粘接層的外部金屬層50。通過使用光刻方法執(zhí)行構(gòu)圖，來獲得籽層5、外部金屬層50和由金屬或金屬化合物制成的金屬材料層。籽層5和外部金屬層50被設(shè)置為相互分隔。此時(shí)，如果在下一個(gè)過程中形成的流路壁與基板表面之間的粘接性足夠，那么不需要形成流路壁的下側(cè)上的外部金屬層50。然后，如圖14C所示，使用激光以從形成籽層5的一側(cè)的表面到變成墨水供給端口的區(qū)域內(nèi)執(zhí)行處理。關(guān)于激光處理深度，優(yōu)選它貫通到相對(duì)側(cè)上的表面。但是，如果籽層5、 絕緣膜4、基板1和氧化物膜2可被同時(shí)貫穿，那么深度不一定貫通。激光斑點(diǎn)直徑為10 200 μ m,并且被設(shè)定為處于墨水供給端口形成區(qū)域的框架內(nèi)，并優(yōu)選為20 30 μ m。激光處理的位置和圖案可以是通過連續(xù)處理而被連接的線狀圖案或通過組合點(diǎn)而獲得的圖案， 只要它們處于墨水供給端口區(qū)域內(nèi)并且只要它是允許其后面的各向異性蝕刻打開墨水供給端口的圖案就行。只要可以處理籽層5、絕緣膜4、基板1和氧化物膜2，可以使用任意類型的激光。并且，在激光處理中，通過熔融產(chǎn)生的碎片20和40附著于激光通孔30的周邊 (基板的兩個(gè)表面)。如圖14D所示，通過各向異性蝕刻方法形成墨水供給端口 10。作為蝕刻液體，優(yōu)選在被設(shè)定為80°C的液體溫度下通過對(duì)于水溶劑以8 25質(zhì)量％的TMAH以及對(duì)于TMAH水溶液以0 8質(zhì)量％的硅酮的比例混合而獲得的蝕刻液。作為替代方案，如果蝕刻液不溶解籽層5，那么可以使用其它的液體。并且，在籽層5上可以通過諸如OBC的保護(hù)膜進(jìn)行蝕刻。基板1的表面不被蝕刻，原因是該表面被由不溶于堿蝕刻液中的金屬形成的籽層5覆蓋或者具有保護(hù)層。另一方面，后表面?zhèn)热鄙倏傻挚箟A蝕刻液的膜；因此，蝕刻向著基板1 的表面?zhèn)冗M(jìn)行。同時(shí)，在激光處理中產(chǎn)生并且附著于基板的后表面的碎片40剝離；因此，在蝕刻之后的基板1的后表面上，不殘留碎片40。
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然后，如圖14E所示，提供變成流路壁的感光干膜，并且，通過UV射線或深UV射線進(jìn)行曝光和顯影，由此形成變成流路側(cè)壁的固體部件6。固體部件6被形成為包圍變成流路的區(qū)域11a。在圖15中，示出在形成了形成模子的部分的籽層5和固體部件6之后的頂面的狀態(tài)。因此，在固體部件6內(nèi)以及在變成流路的區(qū)域內(nèi)，形成具有流路的形狀的籽層5。 考慮到鍍覆的各向同性生長(zhǎng)，可能在固體部件6和籽層5之間存在一定的間隔(圖15的 60)。此時(shí)，固體部件6可被設(shè)置為完全覆蓋外部金屬層50以從外部金屬層50的頂面接觸側(cè)面。然后，如圖14F所示，通過使用籽層5并且根據(jù)無(wú)電鍍覆方式，利用通過生長(zhǎng)金屬或包含金屬的合金而獲得的鍍層形成流路的模子7。作為形成方法，使用公知的無(wú)電鍍覆方法。如果使用無(wú)電鍍覆方法，那么僅在籽層5上選擇性地形成模子7。固體部件6用作鍍覆抗蝕劑。通過控制鍍覆的時(shí)間段，可以以希望的厚度提供模子。當(dāng)鍍層的厚度與固體部件6的距基板1的表面的高度大致相同或者比其稍薄時(shí)，可在后面很容易地涂敷覆蓋感光樹脂。由于鍍層平坦地形成，因此在模子7的頂面上不需要特別的平坦化處理。但是，當(dāng)以比固體部件6大的厚度形成模子7時(shí)，模子7的頂面可被拋光。然后，如圖14G所示，設(shè)置作為與固體部件6相同類型的材料的覆蓋感光干膜8。作為覆蓋感光干膜8的溶劑，使用二甲苯或MIBK和二甘醇二甲醚的混合溶劑。由于根據(jù)無(wú)電鍍覆在模子中形成無(wú)機(jī)材料，因此，在模子7和覆蓋感光干膜8之間基本上不存在相容性。 可以在覆蓋感光干膜8的上側(cè)上涂敷防水劑。在覆蓋感光干膜8的面對(duì)能量產(chǎn)生元件3的位置處形成墨水排出端口 9。當(dāng)形成排出端口時(shí)，使用諸如步進(jìn)器的曝光單元來執(zhí)行曝光。覆蓋感光干膜8是負(fù)型的；因此，執(zhí)行曝光使得光不入射到排出端口上。然后，執(zhí)行顯影以形成與能量產(chǎn)生元件3中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的墨水排出端口。然后，如圖14H所示，在墨水流路中形成的籽層5和模子7通過使用去除液被去除，使得形成流路11。此時(shí)，附著于籽層5上的碎片20也同時(shí)剝離。由于禁止由填充變成流路的區(qū)域的金屬制成的模子7和變成排出端口部件的覆蓋感光干膜8相互混合，因此不形成難以在模子7的去除液中溶解的混合物。因此，當(dāng)去除模子7時(shí)，模子7也不部分地保留于流路內(nèi)，并且形成具有與流路的模子7相同形狀的流路。并且，模子7和覆蓋感光干膜8之間的邊界是明確的；因此，即使當(dāng)模子7的去除液的濃度稍微波動(dòng)時(shí)，也能夠不受其影響而以優(yōu)異的再現(xiàn)性形成流路。在其上根據(jù)上述的過程形成噴嘴部分的基板1通過切割鋸被切割并被分成芯片。然后基板1被電連接以驅(qū)動(dòng)能量產(chǎn)生元件3。然后，連接用于墨水供給的芯片槽部件并完成噴墨頭。在本示例性實(shí)施例中，在作為模子的鍍層上，設(shè)置感光干膜8，并且對(duì)排出端口構(gòu)圖。因此，禁止填充變成流路的區(qū)域的模子和變成排出端口部件的覆蓋層相互混合。并且， 當(dāng)去除模子時(shí)，通過激光處理產(chǎn)生的碎片可同時(shí)被去除，換句話說，模子幾乎不保留在流路內(nèi)。作為結(jié)果，流路以優(yōu)異的精度被形成為希望的形狀，并且，可以以高的產(chǎn)量獲得具有優(yōu)異的排出特性的液體排出頭。以下，參照例子更具體地描述本發(fā)明。參照?qǐng)DIA 1G，描述例子1。例子1是其中通過無(wú)電鍍覆方法形成模子的制造噴墨頭的方法的例子。
在圖IA所示的基板1上，設(shè)置諸如加熱電阻器的多個(gè)能量產(chǎn)生元件3。作為基板，使用硅基板，并且，作為加熱器，使用TaSiN。在基板1的后表面上，作為墨水供給端口的掩模材料，形成氧化物膜2。作為執(zhí)行電連接的電極焊盤(未示出)的材料，使用不被氯化鐵腐蝕的金(氯化鐵在后面被用來去除模子)。通過在用濺射方法沉積之后用光刻方法執(zhí)行構(gòu)圖，來形成金焊盤。并且，作為另一方法，可以使用電鍍方法來形成金凸塊。圖中沒有示出加熱器3的布線和用于驅(qū)動(dòng)加熱器3的半導(dǎo)體器件。然后，如圖IB所示，在圖IA所示的基板1上，通過無(wú)電鍍覆同時(shí)形成了形成模子的籽層5和作為流路壁的粘接層的外部金屬層50，通過光刻方法對(duì)其構(gòu)圖并且形成籽層。作為籽層，通過濺射方法形成具有0. 5 μ m的厚度的鋁膜。即使當(dāng)鋁包含少量的硅或銅時(shí)，也可獲得類似的結(jié)果。在作為籽層的鋁上，正型抗蝕劑(posiresist)被涂敷、曝光和顯影以形成抗蝕劑圖案。然后，執(zhí)行干蝕刻和濕蝕刻以在形成模子的部分和形成流路壁的部分中形成鋁。在形成模子的部分中，形成籽層5，并且，在流路壁形成部分中，形成外部金屬層50。然后，如圖IC所示，形成固體部件6。用于形成固體部件6的材料包含環(huán)氧樹脂、光陽(yáng)離子聚合引發(fā)劑和作為溶劑的二甲苯，并且是負(fù)型的感光樹脂。作為負(fù)型的抗蝕劑，使用包含 100 質(zhì)量％ 的環(huán)氧樹脂 EHPE3150(商標(biāo)，由 Daicel Chemical Industries, Ltd.制造)和6質(zhì)量％的光陽(yáng)離子聚合催化劑SP_172(商標(biāo)，由Asahi Denka Kogyo K. K.制造)的材料。變成流路壁的感光樹脂通過旋轉(zhuǎn)涂敷被涂敷，通過UV射線或深UV射線被曝光，并且被顯影。由此，在側(cè)壁保持與基板1的表面幾乎垂直的情況下形成變成流路壁的固體部件6。此時(shí)的固體部件6的高度被設(shè)為ΙΟμπι。此時(shí)，為了禁止流路壁的下側(cè)上的籽層5在模子7和籽層5的去除期間溶解，優(yōu)選地在比模子7更靠?jī)?nèi)的位置形成模子7形成部分的籽層5，并且，在固體部件6內(nèi)形成外部金屬層50。然后，如圖ID所示，在鋁籽層5上，通過無(wú)電鍍覆方法由鎳鍍層形成模子7。作為形成方法，使用公知的無(wú)電鍍覆方法。根據(jù)該方法，去除在鋁的表面上形成的氧化物膜，執(zhí)行鋅酸鹽處理，并且形成鎳。通過置換附著于鋁表面的ai并且通過根據(jù)還原反應(yīng)生長(zhǎng)來形成鎳。作為處理液，使用由^mura Kogyo K. K.制造的藥溶液。作為預(yù)處理液，使用更清潔的EPITHAS MCL-16以蝕刻鋁的最上表面上的氧化物層。然后，執(zhí)行鋅酸鹽處理。作為鋅酸鹽處理液，使用EPITHAS MCL-17。在經(jīng)受鋅酸鹽處理的鋁焊盤上，鋅析出，并且，在其上面，無(wú)電鎳通過EPITHAS NPR-18被無(wú)電鍍覆。此時(shí)，鎳的沉積速度為0. 2 μ m/min并且鎳析出到作為與噴嘴相同高度的IOym;因此，無(wú)電鎳鍍覆的時(shí)間段為50分鐘。由于通過控制時(shí)間執(zhí)行鍍覆，因此可以獲得與固體部件6基本上相同的高度。當(dāng)模子7比固體部件6更高時(shí)，可以使用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)。如圖所示，流路壁是垂直的；因此，通過無(wú)電鍍覆方法形成的模子也垂直形成。然后，如圖IE所示，通過旋轉(zhuǎn)涂敷來涂敷作為與流路側(cè)壁相同類型的材料的覆蓋感光樹脂8。該材料是包含100重量份數(shù)的環(huán)氧樹脂EHPE3150 (商標(biāo)，由Daicel ChemicalIndustries, Ltd.制造)和6重量份數(shù)的光陽(yáng)離子聚合催化劑SP-172 (商標(biāo)，由AsahiDenka Kogyo K. K.制造)的負(fù)感光樹脂。在涂敷之后，通過使用諸如步進(jìn)器的曝光單元進(jìn)行曝光以形成墨水排出端口 9。由于覆蓋感光樹脂8是負(fù)型的，因此進(jìn)行曝光使得光不入射到排出端口上。然后，執(zhí)行顯影以形成墨水排出端口 9。
然后，如圖IF所示，在通過光刻方法對(duì)氧化物膜2構(gòu)圖之后，形成墨水供給端口10。雖然通過干蝕刻制備圖IF所示的墨水供給端口 10，但是，可通過堿水溶液(例如，四甲基銨或Κ0Η)蝕刻墨水供給端口 10。在干蝕刻的情況下，由于氧化物膜2較薄，因此，優(yōu)選在保留在構(gòu)圖中使用的抗蝕劑的情況下實(shí)施蝕刻。并且，當(dāng)形成墨水供給端口 10時(shí)，優(yōu)選在表面上形成保護(hù)膜(未示出)。然后，作為在墨水流路內(nèi)形成的籽層的鋁材料和通過無(wú)電鍍覆方法形成的鎳通過氯化鐵被蝕刻并且被去除。在其上根據(jù)上述的過程形成噴嘴部分的基板1通過切割鋸被切割并被分成芯片。然后，基板1被電連接以驅(qū)動(dòng)能量產(chǎn)生元件3，并且連接用于墨水供給的芯片槽部件以完成噴墨頭。參照?qǐng)D4A 4F，描述本發(fā)明的例子2。如圖4A所示，以與例子1類似的方式，制備基板1。如圖4B所示，通過濺射方法在基板1上形成籽層5。作為籽層的材料，使用金。其厚度被設(shè)為0. 3 μ m。然后，如圖4C所示，形成變成流路壁的固體部件6。形成固體部件6的材料與例子1相同。然后，如圖4D所示，作為模子7，在籽層5上形成金鍍層。作為形成方法，使用公知的電鍍方法。作為鍍液，使用主要由亞硫酸金制成的MICROFAB AulOO(商標(biāo)，由ELECTROPLATING ENG OF JAPAN CO.制造)。此時(shí)，與流路類似，金的沉積速度為0. 3 μ m/min并且金被沉積到Hym的高度；因此，作為用金進(jìn)行電鍍的時(shí)間段，花費(fèi)46分鐘。雖然在本例子中使用金，但是，只要使用不與在其上面涂敷的有機(jī)材料混合的材料，就可滿足基本的功能。除了上述以外，作為鍍覆材料的例子，可以選擇銅或鎳。在鍍銅的情況下，使用主要由亞硫酸銅制成的稱為MICROFAB Cu300(商標(biāo)，由ELECTROPLATING ENG OF JAPAN CO.制造)的鍍銅液。此時(shí)，銅的沉積速度為約0. 2 0. 5 μ m/min,暫時(shí)被設(shè)為0. 4 μ m/min,并且，與流路類似，銅被沉積到最多達(dá)14 μ m的高度；這樣，花費(fèi)約35分鐘的時(shí)間段。在鍍M的情況下，使用主要由酸性氨基磺酸制成的稱為MICROFAB NilOO (商標(biāo)，由ELECTROPLATINGENG OF JAPAN CO.制造)的鍍液。此時(shí)，鎳的沉積速度約為0. 2 0. 5 μ m/min。如果暫時(shí)被設(shè)為0. 4 μ m/min,那么，與流路類似，鎳被沉積到最多達(dá)14 μ m的高度；這樣，花費(fèi)約35分鐘的時(shí)間段。在所有的情況下，通過根據(jù)流路高度控制時(shí)間來進(jìn)行鍍覆；因此，鍍覆可形成為與流路壁6大致相等的高度。盡管如此，當(dāng)高度由于制造波動(dòng)而不符合預(yù)定值時(shí)，通過設(shè)定比流路壁6低的模子7的高度，處理可前進(jìn)到下一過程。相反，當(dāng)模子7的高度比流路壁6的高度高時(shí)，通過使用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)將鍍層拋光到流路的高度，處理可前進(jìn)到下一過程。關(guān)于鍍覆模子的寬度方向的形狀，如圖所示，流路壁的側(cè)面與基板表面幾乎垂直；因此，也可使得通過電鍍方法形成的模子幾乎與基板表面垂直。然后，如圖4E所示，以與例子1類似的方式形成墨水排出端口 9。隨后，如圖4F所示，根據(jù)與例子1類似的方法形成墨水供給端口 10。然后，在墨水流路中形成的籽層中的金和通過電鍍方法形成的金模子通過碘/碘化鉀溶液被去除。在本例子中，使用AURUM302(商標(biāo)，由Kanto Kagaku制造)。并且，在溶解銅的情況下，使用稱為E-PR0CESS札(商標(biāo)，由Meltex Inc.制造)的初始構(gòu)建液(build-up liquid)。并且，在溶解Ni的情況下，可以使用Ni選擇性蝕刻液體NC-A (商標(biāo)，由NIHON KAGAKU SANGYO C0.，LTD.制造)。
以與例子1類似的方式進(jìn)行后面的過程。經(jīng)確認(rèn)，在根據(jù)本例子獲得的噴墨頭的排出端口部件8中，不存在被視為模子的相容層的殘留物。參照?qǐng)D6A到圖6C以及圖7A和圖7B，描述例子3。圖6A 6C是與圖IA IG相同的剖面圖，并且，圖7A和圖7B是圖6B的流路壁的底部的放大圖。制備具有以與例子2類似的方式鍍覆的籽層5的基板1。在本例子中，籽層5被形成為兩個(gè)層即第一金屬層5a (下層)和第二金屬層5b (上層)(圖6A)。作為第一金屬層5a,使用銅，并且，作為第二金屬層恥，使用金。作為用于禁止銅和金擴(kuò)散的阻擋層，在基板表面上通過濺射方法在第一和第二金屬層的沉積之前沉積作為阻擋層的0. 2μπι的TiW膜(圖中未示出)。第一金屬層的銅的膜厚度被設(shè)為0. 3 μ m，并且，第二金屬層的金的膜厚度被設(shè)為0.05 μ m。從去除期間的底切(undercutting)的觀點(diǎn)來看，第二金屬層恥的厚度優(yōu)選盡可能地薄。但是，需要足夠的厚度以覆蓋基體的水平差，即，優(yōu)選為0. 03 μ m 0. 1 μ m。第一和第二金屬層的材料的任意組合，只要可以獲得籽層的去除期間的蝕刻液的選擇性，就可以被選擇而沒有問題。然后，以與例子2類似的方式，執(zhí)行利用鍍層的流路模子的形成、流路壁部件6和排出端口板部分8的形成、和模子的去除，以形成流路11 (圖6B)。然后，在流路11內(nèi)形成的第二金屬層恥的金和通過電鍍方法形成的金模子通過碘/碘化鉀溶液被蝕刻并被去除。在本例子中，使用AURUM 302 (商標(biāo)，由Kanto Kagaku制造)(圖7A)。通過去除第二金屬層恥，在流路壁6的下側(cè)，形成底切。由于第二金屬層恥較薄，因此，其底切量較小。然后，通過主要由銨銅絡(luò)合物制成并且相對(duì)于金選擇性地蝕刻銅的蝕刻液去除第一金屬層fe的銅(圖7B)，并且，獲得圖6C的狀態(tài)。然后，以與例子2類似的方式，形成噴墨頭。根據(jù)本例子，通過使用由可相互選擇性去除的兩個(gè)層制成的籽層，與一個(gè)層的情況相比，可以減少流路壁6的底部的底切量。由此，即使當(dāng)形成厚籽層以減小用于電鍍的籽層5的電阻值時(shí)，也可確保流路壁6和基板1之間的接合強(qiáng)度。經(jīng)確認(rèn)，在根據(jù)本例子獲得的噴墨頭的排出端口部件8中，不存在被視為與模子相容的層的殘留物。將描述例子4。作為通過使用籽層5進(jìn)行鍍覆的替代，在變成流路和固體部件的區(qū)域上，通過濺射方法層疊金，將其頂面拋光以形成由金制成的模子7。在除上述之外的過程中，與例子2類似，形成噴墨頭。經(jīng)確認(rèn)，在根據(jù)本例子獲得的噴墨頭的排出端口部件8中，不存在被視為與模子相容的層的殘留物。參照?qǐng)D8A 8G，描述例子5。例子5是通過無(wú)電鍍覆方法形成模子的制造噴墨頭的方法的例子。在圖8A所示的基板1上，設(shè)置諸如加熱電阻器的多個(gè)能量產(chǎn)生元件3。作為基板，使用硅基板，并且，作為加熱器，使用TaSiN。在基板1的后表面上，作為墨水供給端口的掩模材料，形成氧化物膜2。作為用于電連接的電極焊盤(未示出)的材料，使用不被在后面使用以去除模子的氯化鐵腐蝕的金。以在通過濺射方法沉積之后使用光刻方法執(zhí)行構(gòu)圖的方式，形成金焊盤。并且，作為另一方法，可以使用電鍍方法來形成金凸塊。圖中沒有示出加熱器3的布線和用于驅(qū)動(dòng)加熱器3的半導(dǎo)體器件。然后，如圖8B所示，在圖8A所示的基板上，形成了通過無(wú)電鍍覆方法形成模子的籽層5，并且，通過光刻方法實(shí)施構(gòu)圖以形成籽層。并且，與籽層5同時(shí)地，形成了形成用于減小流路壁內(nèi)的流路部件的體積的應(yīng)力緩和部件的籽層51和作為流路壁的粘接層的外部金屬層50，并且通過光刻方法將它們構(gòu)圖，以形成籽層。作為籽層，通過濺射方法形成具有0.5μπι的厚度的鋁膜。即使當(dāng)鋁包含少量的硅或銅時(shí)，也可獲得類似的結(jié)果。在作為籽層的鋁上，正型抗蝕劑被涂敷、曝光和顯影以形成抗蝕劑圖案。然后，通過干蝕刻和并且通過濕蝕刻，在形成模子的部分、形成應(yīng)力緩和部件的部分和形成流路壁的部分中形成鋁。形成模子的部分為籽層5，形成應(yīng)力緩和部件的部分為籽層51，并且形成流路壁的部分為外部金屬層50。然后，如圖8C所示，形成固體部件6。用于形成固體部件6的材料包含環(huán)氧樹脂、光陽(yáng)離子聚合引發(fā)劑和作為溶劑的二甲苯，并且，是負(fù)型的感光樹脂。作為負(fù)型的抗蝕劑，使用包含100質(zhì)量％的環(huán)氧樹脂ΕΗΡΕ3150(商標(biāo)，由Daicel Chemical Industries,Ltd.制造)和6質(zhì)量％的光陽(yáng)離子聚合催化劑SP_172(商標(biāo)，由Asahi Denka Kogyo K. K.制造)的材料。變成流路壁的感光樹脂通過旋轉(zhuǎn)涂敷被涂敷，通過UV射線或深UV射線被曝光，并且被顯影。由此，在其側(cè)壁保持與基板1的表面幾乎垂直的情況下形成變成流路壁的固體部件6。此時(shí)的固體部件6的高度被設(shè)為ΙΟμπι。此時(shí)，為了禁止流路壁的下側(cè)上的籽層5在模子7和籽層的去除期間溶解，優(yōu)選地在比模子7更靠?jī)?nèi)的位置形成籽層5，在比應(yīng)力緩和部件100更靠?jī)?nèi)的位置形成籽層51，并且，在固體部件6內(nèi)形成外部金屬層50。然后，如圖8D所示，在鋁籽層5上以及在鋁籽層51上，通過無(wú)電鍍覆方法形成由鎳鍍層制成的模子7和應(yīng)力緩和部件100。作為形成方法，使用公知的無(wú)電鍍覆方法。根據(jù)該方法，去除在鋁的表面上形成的氧化物膜，執(zhí)行鋅酸鹽處理，然后形成鎳。通過置換附著于鋁的表面上的Si并且然后通過根據(jù)還原反應(yīng)生長(zhǎng)形成鎳。作為處理液，使用由^muraKogyo K. K.制造的藥溶液。作為預(yù)處理液，使用更清潔的EPITHAS MCL-16以蝕刻鋁的最上表面上的氧化物層。然后，執(zhí)行鋅酸鹽處理。作為鋅酸鹽處理液，使用EPITHAS MCL-17。在經(jīng)受鋅酸鹽處理的鋁焊盤上，鋅析出，并且在其上面，無(wú)電鎳通過EPITHAS NPR-18被鍍覆。此時(shí)，鎳的沉積速度為0. 2 μ m/min并且鎳析出到與噴嘴相近的10 μ m的高度；因此，無(wú)電鎳鍍覆的時(shí)間段為50分鐘。由于通過控制時(shí)間執(zhí)行鍍覆，因此，可以獲得與固體部件6基本上相同的高度。當(dāng)模子7和應(yīng)力緩和部件100比固體部件6高時(shí)，可以使用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)。如圖所示，流路壁是垂直的；因此，通過無(wú)電鍍覆方法形成的模子7和應(yīng)力緩和部件100也垂直形成。然后，如圖8E所示，通過旋轉(zhuǎn)涂敷來涂敷作為與流路側(cè)壁相似類型的材料的覆蓋感光樹脂8。材料是負(fù)感光樹脂，并且包含100重量份數(shù)的環(huán)氧樹脂EHPE3150 (商標(biāo)，由Daicel Chemical Industries, Ltd.制造)和6重量份數(shù)的光陽(yáng)離子聚合催化劑SP-172 (商標(biāo)，由Asahi Denka Kogyo K. K.制造)。在涂敷之后，通過使用諸如步進(jìn)器的曝光單元進(jìn)行曝光以形成墨水排出端口 9。由于覆蓋感光樹脂8是負(fù)型的，因此進(jìn)行曝光使得光不入射到排出端口上。然后，執(zhí)行顯影以形成墨水排出端口 9。然后，如圖8F所示，在通過光刻方法將氧化物膜2構(gòu)圖之后，形成墨水供給端口10。雖然通過干蝕刻制備圖8F所示的墨水供給端口 10，但是，可通過堿水溶液(例如，四甲基銨或Κ0Η)蝕刻它。在干蝕刻的情況下，由于氧化物膜較薄，因此，優(yōu)選在保留在構(gòu)圖中使用的抗蝕劑的情況下實(shí)施蝕刻。并且，當(dāng)形成墨水供給端口時(shí)，優(yōu)選在表面上形成保護(hù)膜(圖中未示出)。然后，作為在墨水流路內(nèi)形成的籽層的鋁材料和通過無(wú)電鍍覆方法形成的鎳通過氯化鐵被蝕刻并且被去除。在其上根據(jù)上述的過程形成噴嘴部分的基板1通過切割鋸被切割并被分成芯片。然后，基板1被電連接以驅(qū)動(dòng)能量產(chǎn)生元件3。然后，連接用于墨水供給的芯片槽部件以完成噴墨頭。經(jīng)確認(rèn)，在根據(jù)本例子獲得的噴墨頭的排出端口部件8中，不存在被視為與模子相容的層的殘留物。參照?qǐng)DIOA 10F，描述本發(fā)明的例子6。如圖IOA所示，以與例子5類似的方式，制備基板1。然后，如圖IOB所示，通過濺射方法在基板1上形成籽層5。作為籽層的材料，使用金。其厚度被設(shè)為0.3μπι。然后，如圖IOC所示，形成變成流路壁的固體部件6。形成固體部件的材料與例子5相同。然后，如圖IOD所示，在籽層5上，形成作為模子7和應(yīng)力緩和部件100的金鍍層。作為形成方法，使用公知的電鍍方法。作為鍍液，使用主要由亞硫酸金制成的MICR0FABAulOO (商標(biāo)，由 ELECTROPLATING ENG OF JAPAN CO.制造)。此時(shí)，金的沉積速度為 0. 3 μ m/min并且金被沉積到與流路相似的高度；因此，作為金電鍍的時(shí)間段，花費(fèi)46分鐘。然后，如圖IOE所示，以與例子5類似的方式形成墨水排出端口 9。隨后，如圖IOF所示，以與例子5類似的方式形成墨水供給端口 10。然后，在墨水流路內(nèi)形成的籽層的金和通過電鍍方法形成的金模子通過碘/碘化鉀溶液被去除。在本例子中，當(dāng)去除金鍍層時(shí)，使用AURUM 302(商標(biāo)，由Kanto Kagaku制造)。并且，在溶解銅的情況下，使用稱為E-PR0CESSWL(商標(biāo)，由Meltex Inc.制造)的初始構(gòu)建液。并且，在溶解Ni的情況下，可以使用Ni選擇性蝕刻液體NC-A (商標(biāo)，由NIHON KAGAKU SANGYO CO.，LTD.制造)。此后的過程與例子5類似。經(jīng)確認(rèn)，在根據(jù)本例子獲得的噴墨頭的排出端口部件8中，不存在被視為模子的相容層的殘留物。參照?qǐng)D12A 12C和圖13A和13B，描述例子7。圖12A 12C是與圖8A 8G相似的剖面圖，并且，圖13A和圖13B是圖12B的流路壁的底部的放大視圖。以與例子6類似的方式，制備具有用于鍍覆的籽層5的基板1。但是，在本例子中，籽層5形成為兩個(gè)層即第一金屬層5a(下層)和第二金屬層5b (上層)(圖12A)。作為第一金屬層如，使用銅，并且，作為第二金屬層恥，使用金。作為用于禁止銅和金擴(kuò)散的阻擋層，在沉積第一和第二金屬層之前，在基板表面上通過濺射方法沉積0.2μπι的TiW膜(圖中未示出)。第一金屬層的銅的膜厚度被設(shè)為0. 3 μ m，并且，第二金屬層的金的膜厚度被設(shè)為0. 05 μ m。從去除期間的底切的觀點(diǎn)來看，上層籽層恥的厚度優(yōu)選盡可能地薄。但是，需要足夠的厚度來覆蓋基體的水平差，即，優(yōu)選為0. 03 μ m 0. 1 μ m。第一和第二金屬層的材料的任意組合，只要可以獲得籽層的去除期間的蝕刻液的選擇性，就可以被選擇而沒有問題。然后，以與例子6類似的方式，執(zhí)行通過鍍層的流路模子和應(yīng)力緩和部件的形成、
16流路壁部件6和排出端口板部分8的形成、和模子的去除，以形成流路11 (圖12B)。然后，在流路11內(nèi)形成的第二金屬層恥的金和通過電鍍方法形成的金模子通過碘/碘化鉀溶液被蝕刻并被去除(圖13A)。此時(shí)，使用AURUM 302 (商標(biāo)，由Kanto Kagaku制造)。通過去除第二金屬層恥，在流路壁6的下側(cè)，形成底切。但是，由于第二金屬層恥較薄，因此，其底切量較小。然后，通過主要由銨銅絡(luò)合物鹽制成并且相對(duì)于金選擇性地蝕刻銅的蝕刻液去除第一金屬層如(圖13B)，并且，獲得圖12C的狀態(tài)。然后，以與圖6類似的方式，形成噴墨頭。根據(jù)本例子，通過使用可相互選擇性去除的兩個(gè)層的籽層，與一個(gè)層的情況相比，可以更減少流路壁6的底部的底切量。由此，即使當(dāng)形成厚的籽層5以減小用于電鍍的籽層5的電阻值時(shí)，也可確保流路壁6和基板1之間的接合強(qiáng)度。經(jīng)確認(rèn)，在根據(jù)本例子獲得的噴墨頭的排出端口部件8中，不存在被視為與模子相容的層的殘留物。將描述例子8。作為通過使用籽層5進(jìn)行鍍覆的替代，在變成流路的區(qū)域、變成應(yīng)力緩和部件的區(qū)域和固體部件6上，通過濺射方法層疊金，將其頂面拋光以形成由金制成的模子7。在與上述不同的處理中，與例子6類似，形成噴墨頭。經(jīng)確認(rèn)，在根據(jù)本例子獲得的噴墨頭的排出端口部件8中，不存在被視為與模子相容的層的殘留物。參照?qǐng)D14A 14H，描述例子9。例子9是通過使用無(wú)電鍍覆方法形成模子的制造噴墨頭的方法的例子。在圖14A所示的基板1上，設(shè)置諸如加熱電阻器的多個(gè)能量產(chǎn)生元件3。作為基板，使用硅基板，并且，作為加熱器，使用TaSiN。在基板1的后表面上，形成氧化物膜2，作為墨水供給端口的掩模材料。作為用于電連接的電極焊盤(未示出)的材料，使用不被氯化鐵腐蝕的金(氯化鐵在后面被用來去除模子)。以在通過濺射方法沉積之后使用光刻方法來執(zhí)行構(gòu)圖的方式，形成金焊盤。并且，作為另一方法，可以使用電鍍方法來形成金凸塊。圖中沒有示出加熱器3的布線和用于驅(qū)動(dòng)加熱器3的半導(dǎo)體器件。然后，如圖14B所示，在圖14A所示的基板1上，同時(shí)形成通過無(wú)電鍍覆方法形成模子的籽層5和作為流路壁的粘接層的外部金屬層50。然后，通過光刻方法執(zhí)行構(gòu)圖以形成籽層。作為籽層，通過濺射方法形成具有0.5μπι的厚度的鋁膜。即使當(dāng)鋁包含少量的硅或銅時(shí)，也可獲得類似的結(jié)果。在作為籽層的鋁上，正型抗蝕劑被涂敷、曝光和顯影以形成抗蝕劑圖案。然后，通過干蝕刻和并且通過濕蝕刻，鋁形成為形成模子的部分和形成流路壁的部分。在形成模子的部分中，形成籽層5，并且，在形成流路壁的部分中，形成外部金屬層50。然后，如圖14C所示，從形成能量產(chǎn)生元件3的基板表面到變成墨水供給端口的區(qū)域中，執(zhí)行激光處理。關(guān)于處理深度，通過貫通到相對(duì)側(cè)上的表面形成激光通孔30。激光斑點(diǎn)直徑被控制為30 μ m。形成激光處理圖案，使得在墨水供給端口形成區(qū)域中以直線來設(shè)置點(diǎn)。作為一種類型的激光，使用YAG激光。然后，如圖14D所示，通過各向異性蝕刻方法形成墨水供給端口 10。使用通過對(duì)于水溶劑混合22質(zhì)量％的TMAH獲得的蝕刻液。在83°C的液體溫度下進(jìn)行蝕刻。當(dāng)形成墨水供給端口時(shí)，優(yōu)選在表面上形成保護(hù)膜(未示出)。
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然后，如圖14E所示，形成固體部件6。用于形成固體部件6的材料是包含環(huán)氧樹脂干膜、光陽(yáng)離子聚合引發(fā)劑和作為溶劑的二甲苯的負(fù)型的感光干膜。作為負(fù)型的抗蝕劑，使用包含100質(zhì)量％的環(huán)氧樹脂干膜EHPE3150(商標(biāo)，由Daicel Chemical Industries, Ltd.制造)和6質(zhì)量％的光陽(yáng)離子聚合催化劑SP_172(商標(biāo)，由Asahi Denka Kogyo K. K.制造)的材料。變成流路壁的感光干膜被提供，通過UV射線或深UV射線被曝光，并且被顯影。由此，形成變成流路壁的固體部件6，使得側(cè)壁與基板1的表面幾乎垂直。此時(shí)的固體部件6的高度被設(shè)為10 μ m。此時(shí)，為了禁止流路壁的下側(cè)上的籽層5在模子7和籽層5的去除期間溶解，優(yōu)選地在比模子7更靠?jī)?nèi)的位置形成模子7形成部分的籽層5，并且，在固體部件6內(nèi)形成外部金屬層50。然后，如圖14F所示，在鋁籽層5上，通過無(wú)電鍍覆方法由鎳鍍層形成模子7。作為形成方法，使用公知的無(wú)電鍍覆方法。根據(jù)該方法，去除在鋁的表面上形成的氧化物膜，執(zhí)行鋅酸鹽處理，并然后形成鎳。通過置換附著于鋁的表面上的鋅(Zn)并且通過根據(jù)還原反應(yīng)生長(zhǎng)來形成鎳。作為處理液，使用由mmura Kogyo K. K.制造的藥溶液。作為預(yù)處理液，使用更清潔的EPITHAS MCL-16以蝕刻鋁的最上表面上的氧化物層。然后，執(zhí)行鋅酸鹽處理。作為鋅酸鹽處理液，使用EPITHAS MCL-17。在經(jīng)受鋅酸鹽處理的鋁焊盤上，鋅析出，并且，在其上面，無(wú)電鎳通過EPITHAS NPR-18被鍍覆。此時(shí)，鎳的沉積速度為0. 2 μ m/min并且鎳析出到與噴嘴相似的ΙΟμπι的高度；因此，無(wú)電鎳鍍覆的時(shí)間段為50分鐘。由于通過控制時(shí)間執(zhí)行鍍覆，因此，可以獲得與固體部件6基本上相同的高度。當(dāng)模子7比固體部件6高時(shí)，可以使用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)。如圖所示，流路壁是垂直的；因此，通過無(wú)電鍍覆方法形成的模子也垂直形成。然后，如圖14G所示，提供作為與流路側(cè)壁相似類型的材料的覆蓋感光干膜8。該材料是負(fù)感光干膜，并且包含作為環(huán)氧樹脂干膜的100重量份數(shù)的環(huán)氧樹脂ΕΗΡΕ3150 (商標(biāo)，由Daicel Chemical Industries, Ltd.制造)和6重量份數(shù)的光陽(yáng)離子聚合催化劑SP_172(商標(biāo)，由Asahi Denka Kogyo K. K.制造)。然后，通過使用諸如步進(jìn)器的曝光單元進(jìn)行曝光以形成墨水排出端口 9。由于覆蓋感光干膜是負(fù)型的，因此進(jìn)行曝光使得光不入射到排出端口上。然后，執(zhí)行顯影以形成墨水排出端口 9。然后，如圖14H所示，作為在墨水流路內(nèi)形成的籽層5的鋁材料和通過無(wú)電鍍覆方法形成的鎳通過氯化鐵被蝕刻并且被去除。與其同時(shí)，附著于作為籽層5的鋁材料上的碎片40剝離。在其上根據(jù)上述的過程形成噴嘴部分的基板1通過切割鋸被切割并被分成芯片。然后，基板1被電連接以驅(qū)動(dòng)能量產(chǎn)生元件3。然后，連接用于墨水供給的芯片槽部件以完成噴墨頭。經(jīng)確認(rèn)，在根據(jù)本例子獲得的噴墨頭的排出端口部件8中，不存在被視為與模子相容的層的殘留物。參照?qǐng)D16A 16H，描述本發(fā)明的例子10。如圖16A所示，以與例子1類似的方式，制備基板1。然后，如圖16B所示，通過濺射方法在基板1上沉積籽層5。作為籽層的材料，使用金。其厚度被設(shè)為0. 3 μ m。然后，如圖16C所示，使用激光以從形成能量產(chǎn)生元件3的基板表面到變成墨水供給端口的區(qū)域執(zhí)行處理。處理深度和圖案與例子1相同。然后，如圖16D所示，通過各向異性蝕刻方法形成墨水供給端口 10。以與例子9類似的方式進(jìn)行各向異性蝕刻。然后，如圖16E所示，形成變成流路壁的固體部件6。用于形成固體部件6的材料與例子9相同。然后，如圖16F所示，在籽層5上，形成作為模子7的金鍍層。作為形成方法，使用公知的電鍍方法。作為鍍液，使用主要由亞硫酸金制成的MICROFAB AulOO(商標(biāo)，由ELECTROPLATING ENG OF JAPAN CO.制造)。此時(shí)，金的沉積速度為0. 3 μ m/min并且金被沉積到與流路相似的最多達(dá)14 μ m的高度；因此，作為金電鍍的時(shí)間段，花費(fèi)46分鐘。然后，如圖16G所示，以與例子9類似的方式形成墨水排出端口 9。隨后，如圖16F所示，以與例子9類似的方式形成墨水供給端口 10。然后，在墨水流路內(nèi)形成的籽層的金和通過電鍍方法形成的模子通過碘/碘化鉀溶液被去除。在本例子中，使用AURUM 302(商標(biāo)，由Kanto Kagaku制造)。此后的過程以與例子9類似的方式進(jìn)行。經(jīng)確認(rèn)，在根據(jù)本例子獲得的噴墨頭的排出端口部件8中，不存在被視為與模子相容的層的殘留物。根據(jù)本發(fā)明，由于變成流路的區(qū)域填充由金屬制成的模子，因此，禁止填充變成流路的區(qū)域的模子和變成排出端口部件的覆蓋層相互混合；因此，當(dāng)去除模子時(shí)，模子幾乎不保留于流路內(nèi)。作為其結(jié)果，流路以優(yōu)異的精度形成為希望的形狀，并且，可以以高的產(chǎn)量獲得具有優(yōu)異的排出特性的液體排出頭。雖然已參照示例性實(shí)施例說明了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于公開的示例性實(shí)施例。以下的權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋以包含所有的變更、等同結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種制造液體排出頭的方法，該液體排出頭具有與液體的排出端口連通的液體的流路，該方法包括提供基板，在該基板上固體部件被設(shè)置為包圍變成流路的區(qū)域； 在所述區(qū)域內(nèi)形成由金屬或金屬化合物制成的流路的模子；設(shè)置由樹脂制成的覆蓋層，從而以接觸固體部件和模子的方式覆蓋固體部件和模子；和去除模子以形成流路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制造液體排出頭的方法，其中，在提供基板時(shí)，由金屬或金屬化合物制成的金屬層被設(shè)置在所述區(qū)域內(nèi)；并且，在形成模子時(shí)，在所述區(qū)域內(nèi)的金屬層的表面上通過使用金屬層進(jìn)行鍍覆以形成由金屬或金屬化合物制成的鍍層作為模子。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的制造液體排出頭的方法，其中，在固體部件和基板之間，金屬層被設(shè)置為與固體部件和基板接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的制造液體排出頭的方法，其中，鍍覆是在對(duì)金屬層通電的同時(shí)形成鍍層的電鍍。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的制造液體排出頭的方法，其中，鍍覆是在不對(duì)金屬層通電的情況下形成鍍層的無(wú)電鍍覆。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的制造液體排出頭的方法，其中，提供基板包括提供其上設(shè)置了由金屬或其化合物制成并用于形成金屬層的金屬材料層的基板； 從金屬材料層，分別在所述區(qū)域內(nèi)形成金屬層并在所述區(qū)域外形成與該金屬層隔開的外部金屬層；和提供固體部件以覆蓋外部金屬層的頂面和側(cè)面。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的制造液體排出頭的方法，其中，金屬層由選自金、銅和包含它們的合金的任意一種制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的制造液體排出頭的方法，其中，鍍層由選自金、銅、鎳和包含它們的合金的任意一種制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的制造液體排出頭的方法，其中，金屬層由鋁制成，而鍍層由鎳制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求2的制造液體排出頭的方法，還包括在區(qū)域內(nèi)并且在固體部件和基板之間，設(shè)置通過連續(xù)依次層疊第一金屬層和第二金屬層而獲得的金屬層；在去除鍍層之后，通過相對(duì)于第一金屬層選擇性溶解第二金屬層來去除所述區(qū)域內(nèi)的第二金屬層；和通過相對(duì)于第二金屬層選擇性地溶解來去除所述區(qū)域內(nèi)的第一金屬層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的制造液體排出頭的方法，其中，第一金屬層由金制成，而第二金屬由銅制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求2的制造液體排出頭的方法，其中，在基板的所述區(qū)域內(nèi)設(shè)置產(chǎn)生用于排出液體的能量的能量產(chǎn)生元件，并且，在覆蓋層的面向能量產(chǎn)生元件的位置處形成排出端口。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的制造液體排出頭的方法，還包括提供基板，在該基板上固體部件被設(shè)置為分別包圍變成流路的區(qū)域和與要成為流路的所述區(qū)域隔開的區(qū)域；分別在變成流路的區(qū)域中形成由金屬或金屬化合物制成的流路的模子，在與變成流路的區(qū)域隔開的區(qū)域中形成由金屬或金屬化合物制成的應(yīng)力緩和部件；設(shè)置由樹脂制成的覆蓋層，從而以接觸固體部件、模子和應(yīng)力緩和部件的方式覆蓋固體部件、模子和應(yīng)力緩和部件；和去除模子以形成流路。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的制造液體排出頭的方法，還包括 提供具有由金屬或金屬化合物制成的金屬層的基板； 從基板的表面進(jìn)行激光處理；在保留金屬層的情況下各向異性蝕刻經(jīng)激光處理的基板，以形成供給端口 ；設(shè)置固體部件以包圍變成流路的區(qū)域；在所述區(qū)域中形成由金屬或金屬化合物制成的流路的模子；設(shè)置由干膜制成的覆蓋層，從而以與固體部件和模子接觸的方式覆蓋固體部件和模子；和去除模子和金屬層。
全文摘要
本發(fā)明提出一種制造液體排出頭的方法，該方法包括提供基板，變成流路壁部件的固體部件在該基板上被設(shè)置為包圍變成流路的區(qū)域；在該區(qū)域內(nèi)形成由金屬或金屬化合物制成的模子；設(shè)置由樹脂制成的覆蓋層以覆蓋固體部件和模子；和去除模子以形成流路。
文檔編號(hào)B41J2/16GK102381032SQ201110249
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月1日
發(fā)明者古澤健太, 小山修司, 山室純, 岸本圭介, 本田哲朗, 松本圭司, 橫山宇, 笹木弘司, 藤井謙兒 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社