(57)【要約】【課題】  キズ、露光不良を防止し、角基板上に機能素子を歩留まり良く形成する。大判基板を用いたＣＲーＢＪヘッドの歩留まり向上。【解決手段】  （１）角基板に保護レジストを塗布する際に、基板外周部のレジスト膜厚を他の部分より厚くする。厚膜化する外周部は対向する２辺以上とし、塗布にはスリットコーターを用いる。（２）ＣＲ製法によるインクジェットヘッド限定。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
角型基板の両面に機能性素子を形成し、非処理面に保護レジストを塗布する工程において、少なくとも基板周辺の対向する２辺が他部の保護レジストよりも厚く形成されていることを特徴とする保護レジスト。
【請求項２】
該保護レジストは、スリットコーターを用いて塗布することを特徴とする請求項１記載の保護レジストの塗布方法。
【請求項３】
該スリットコーターのレジスト吐出スリット幅は、基板周辺部に位置する部位が他の部位より幅広になっていることを特徴とする請求項２記載の保護レジストの塗布方法。
【請求項４】
該保護レジストをスリットコーターで塗布する場合において、塗布開始時と塗布終了時にレジストの塗布量を増やすことを特徴とする請求項１記載の保護レジスト。
【請求項５】
基板の表面に電気配線、エネルギー発生素子、インク流路、インク吐出口を形成した後、基板裏面よりインク供給口をエッチングにより形成し、インクがエネルギー発生素子に対して垂直に吐出するインクジェットヘッドの製造方法に於いて、前記基板表面及び裏面を処理する際に、それぞれ非処理面に保護レジストを塗布することを特徴とする請求項１−４記載の保護レジストを用いたインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板上への機能素子の形成に関するものであり、特に微細パターン加工技術であるフォトリソグラフィー技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より保護レジストは、機能素子を形成する過程で生じる物理的力によるダメージや化学的ダメージから保護することを目的として使用される。また、保護レジスト自体も機能素子に対して無害でなければならない。最も一般的な手法としては、液体樹脂を基板上に塗布し、回転させることによって形成する方法がある。いわゆるスピンコート法である。このスピンコート法は保護レジストを薄く均一に形成するのに適しているといわれている。図２にスピンコートにより保護レジストを塗布した状態を示す断面図を記す。具体的には、スピンコーターに基板をセットした後、基板表面に液体樹脂材料を滴下する。材料は用途に応じて選択され、必要であれば感光性を付与したものも用いられることがある。液体樹脂粘度に関しては、所望の膜厚によって異なるが、著しく高粘度のものは塗布中に糸引き現象が生じるので適さない。従って、厚膜塗布には不向きな手法である。その後、所望の回転数で所望の時間塗布を行う。回転数、時間には特に制限はないが、おおむね1000rpm位が均一性に優れているといわれている。塗布した後、樹脂を乾燥させる。乾燥方法に決まりは無いが、熱による乾燥が最も多く用いられる。具体的には、ホットプレートやクリーンオーブン等である。その他、自然放置して乾燥させる手法もあるが、時間的メリットと均一性能の観点から熱による乾燥が多用されている。
【０００３】
一方、厚膜の保護レジストに関しては、ディッピング法が用いられている。この方法は、液体樹脂槽の中に処理したい基板を入れて塗布するものである。この方法も要求に応じて現在でも用いられている。その他、ウエット処理を嫌うものについては、ドライフィルム化した保護レジストを熱転写して基板上に形成する方法もある。
【０００４】
従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２をあげることが出来る。
【特許文献１】特開2003-145780号公報
【特許文献２】特開2005-104156号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来法で保護レジストを形成すると、基板面内全面か同一膜厚になってしまっていた。これは、次工程の都合上、例えば薄い保護レジストであると機能素子に傷が入ってしまう恐れがある場合、厚くしなければならないが、基板全面を厚膜化することしかできない。このことは、レジスト材料のムダを招くばかりでなく、厚膜になったことにより、工程時間も大幅に増えトータルコストが上昇するといった問題につながっていた。また、同一膜厚といっても塗りムラ（図３参照）が生じることは周知の事実であり、微細パターン焼付け工程等においては、基板をのせるステージに真空吸着で固定できないといった問題や、塗りムラが高さのバラツキにつながり最適なフォーカスで焼き付けが出来ず所望のパターンをえられないといった問題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、図１または図５に示すように基板周辺部の少なくとも２辺のレジストの膜厚を他の部分よりも厚くすることにより保護効果とレジスト材料のコスト削減を両立できるようにしたものである。以下、順を追って説明する。
【０００７】
図６に本発明で用いるスリットコーターの概略図を示す。装置本体に保護レジストを塗布するための基板をセットする。その後スリットヘッドに充填された保護レジスト材料がスリットから押し出され基板上に塗布される。膜厚は材料の粘度、材料押し出し圧力、スリット幅、スキャンスピードによって決まるものである。図１を参考にすると、基板短手の基板周辺部のレジスト膜厚を厚くするには、コーティング開始時にスキャンスピードを落とし、かつレジスト押し出し圧力を高め、その後、スキャンスピードを高め、かつレジスト押し出し圧力を下げる。そして、基板端に近づいたところで再びスキャンスピードを落とすと同時に、レジスト押し出し圧力を高めることによって短辺部のレジスト膜厚を他の部分より厚く塗布することを可能にしたものである。このように、保護レジストを塗布したものは、例えば図７に示すように露光機に基板をセットする場合、ステージに保護レジスト全体が接触しないので、基板裏面に入りやすかった傷を防止することができる。また基板固定のための吸着溝も従来は基板全面にもうけていたが、両端のみですむようになった。使用後の保護レジストの剥離に関しても、レジストの絶対量が少ないため剥離時間が短くかつ、剥離液のライフも格段に向上しトータルで見た場合大きなコストダウンが可能になった。
【０００８】
周辺４辺全てを厚膜にする場合においては、図５に示すように、短辺は前記した方法で厚膜化を行い、長編方向はスリット幅を広げることにより塗布量を増加させて厚膜塗布を可能にした。効果は前記と同様であった。
【発明の効果】
【０００９】
以上述べたことから、保護レジストを基板周辺部の少なくとも２辺を他の部位よりも厚く塗布することにより、露光時に生じていた基板への傷が防止できるようになった。そして、スピンコート法で生じていた様な塗布ムラも無くなり、ステージへの吸着エラーも無くなった。同時に、最適フォーカスでの露光も可能になり、微細パターンが安定して形成できるようになった。また、レジストの絶対塗布量も減少した。ベーク時間、剥離時間等も短縮され、プロセストータルのコストダウンが実現した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
[実施例１]
本実施例では保護レジストを基板端（短辺部）２辺のみを厚膜化する場合について詳細に説明する（図１参照）。
【００１１】
図６に塗布機を示す。この装置はダイレクトコーターまたはスリットコーターと呼ばれてものであり、平田機工株式会社の製品である。はじめに、装置本体上にガラス基板をセットする。基板サイズは150mm×330mmサイズのものを用いた。セットした後真空吸着により基板を固定する。そして、スリットヘッドの中に保護レジスト材料を投入する。保護レジスト材料としては、ごく一般的な感光性ポジ型レジストであるＯＦＰＲ（登録商標）-800  30cpを使用した。またヘッドのスリット幅は30μmのものを用いた。またスキャンは長手方向に動かすこととした。そして、スキャンスピードに関しては塗布開始から10mmまでは3mm/sec押し出し圧力は30KPa ヘッド基板クリアランスは2.1mmとした。10mmを越え320mmまではスキャンスピード3mm/sec、押し出し圧力は10KPaヘッド基板クリアランスは2.1mmとした。そして320mmを越え330mmまでは初めの10mmと同一条件にて塗布を行った。狙い膜厚は基板両端が６μm 、その他は２μmを狙った。塗布後、ホットプレートにより100℃  10minのベークを行い保護レジスト膜を形成した。このように形成した膜の膜厚を測定したところ、ほぼ所望の膜厚が得られていた。また、この基板を図７に示した露光装置にセットしたところ基板周辺部以外はステージに接触しないため、基板に傷がはいることはなかった。同時に露光面の微細パターニングも行ったところ最適なフォーカスで露光されていた。すなわち、基板端部のみで吸着しても基板中心部は変形してないことを示している。そして、フッ酸による耐酸性テストにおいても、ピンホールも無く良好な結果が得られた。
【００１２】
[実施例２]
本実施例では実施例１とほぼ同様であるが、異なる点は基板端４辺全てが他の部位よりも厚膜になっていることである。また塗布方法に関しては、実施例１で使用した制御に加え長辺の基板端に位置する部分のスリット幅が他の部位より広くなっていることが特徴である（図５参照）。
【００１３】
図６に塗布機を示す。この装置はダイレクトコーターまたはスリットコーターと呼ばれてものであり、平田機工株式会社の製品である。はじめに、装置本体上にガラス基板をセットする。基板サイズは150mm×330mmサイズのものを用いた。セットした後真空吸着により基板を固定する。そして、スリットヘッドの中に保護レジスト材料を投入する。保護レジスト材料としては、ごく一般的な感光性ポジ型レジストであるＯＦＰＲ（登録商標）-800  150cpを使用した。またヘッドのスリット幅は100μmのものを用いた。基板長手方向周辺部に位置する部分（幅10mm）のスリット幅は135μmとした。このスリット幅を部分的に広くすることにより長手方向の厚膜化が可能になる。またスキャンは長手方向に動かすこととした。そして、スキャンスピードに関しては塗布開始から10mmまでは5.6mm/sec押し出し圧力は90KPaヘッド基板クリアランスは3.0mmとした。10mmを越え320mmまではスキャンスピード8.0mm/sec、押し出し圧力は60KPaヘッド基板クリアランスは3.0mmとした。そして320mmを越え330mmまでは初めの10mmと同一条件にて塗布を行った。狙い膜厚は基板端４辺部が15μm 、その他は5μmを狙った。塗布後、ホットプレートにより110℃  10minのベークを行い保護レジスト膜を形成した。このように形成した膜の膜厚を測定したところ、ほぼ所望の膜厚が得られていた。また、この基板を図７に示した露光装置にセットしたところ基板周辺部以外はステージに接触しないため、基板に傷がはいることはなかった。同時に露光面の微細パターニングも行ったところ最適なフォーカスで露光されていた。すなわち、基板端部のみで吸着しても基板中心部は変形してないことを示している。そして、フッ酸による耐酸性テストにおいても、ピンホールも無く良好な結果が得られた。
【００１４】
[実施例３]
本実施例では、インクジェットヘッドを形成する際に用いる保護レジストの例について説明する。
【００１５】
図４はインクジェットヘッドの形成工程を示す断面図である。
【００１６】
図４の４−１に示した用に、シリコン基板上に電気配線、ヒーター、保護膜、耐キャビテーション膜が形成され、更に、基板裏面には熱酸化による絶縁膜を有るものをベースとして使用した。このベース基板の裏面に保護レジストを塗布する（４−２）。塗布には図６に示したスリットコーターを用い、図１に示したように基板端（短辺部）２辺のみの膜厚が厚くなるように塗布した。レジスト材料としてはＯＦＰＲ（登録商標）-800 東京応化工業製品を用い、基板端の膜厚を８μm,その他の部分は３μmとした。スリットコーターの条件は、スリット幅30μm、レジスト押し出し圧力35KPa、ヘッド基板間クリアランス2.1mm、とし、スキャンスピードは基板サイズ150mm×330mmの330mmに沿った方向に、塗布開始から15mmまでを2.8mm/sec、15mmを越え315mmまでは6mm/sec、315mmを越え330mmは初期と同一条件にて塗布した。乾燥はホットプレートにて100℃×10minおこなった。その後、表面の有機保護膜のパターニングをするために、スピンコートにてレジストを塗布し、所望のパターンを焼き付け、現像、エッチング工程を経て有機保護膜パターンを得た。このパターン焼き付けには図７に示すようなマスクアライナーを用いておこなった。このパターン焼き付け工程で基板裏面にキズ等の欠陥が生じると、後工程で実施するインク供給口をエッチングして形成する際に、所望の場所以外もエッチングされることになりデバイスとして致命傷なる。よって、基板裏面にキズをつけずに露光することが必要不可欠である。この場合、アライナーステージに基板をセットした状態で基板端面のみがステージに接触しているため、その他の部分に一切キズがはいることはなかった。一方、基板端面はステージと接触しているが、十分なレジスト厚があるのでキズは生じていなかった。そして、流路形成型材(ODUR1010 東京応化工業製品)をスピンコートにて塗布し、フォトリソ工程にて流路型材パターンを形成した（４−３）。同様に、流路形成材（ネガ型エポキシ系感光性樹脂）を塗布し、フォトリソ工程によりインク吐出口パターンを形成した（４−４）。そして、基板裏面にスピンートにてフォトレジストを塗布し、インク供給口パターンを形成した（４−５）。その後、アルカリ性のエッチング液(TMAH)により基板をエッチングし、さらに、流路形成型材を専用除去液（パインアルファ（登録商標）  荒川化学製品）にて溶解除去した（４−６）。このようにして、得られたインクジェットヘッドは、工程途中で基板へのキズやダメージが無く、高品質の物が得られるようになった。
【００１７】
[比較例1]
実施例１と同様のレジスト材料を用い、保護レジストを150mm×330mmのガラス基板にスピンコート法にて2μm膜厚塗布した。ベークも同様に100℃  10minおこなった。このように形成した膜の膜厚を測定したところ、ほぼ所望の膜厚が得られていた。（基板面内  2.0μm）また、この基板を図７に示した露光装置にセットしたところ、レジストが物理的に擦れて保護しきれず、基板に傷が生じてしまった。傷は、保護レジストとステージが全面で接触しているので、基板全面にランダムに生じ、その数は６カ所であった。
【００１８】
[比較例２]
実施例３と同様に、保護レジスト工程以外は全く同じ工程でインクジェットヘッドの形成を試みた。保護レジストはスピンコーターにて2μm膜厚塗布した。この基板を用いて表面の露光をおこなったところ、基板裏面にキズが生じてしまった。このキズはレジストを突き破り、絶縁膜にも至っていた。その後、基板裏面にインク供給口のレジストパターンを設け、アルカリエッチング液で基板をエッチングしインク供給口を形成したところ、絶縁膜にキズが入ってしまった部分はレジストのみでカバーできずエッチングが進んでしまっていた。よって、パターン以外の部分に虫食い状態の穴があいてしまいインクジェットヘッドとしては使い物にならないものになってしまった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明により基板端２辺を厚膜塗布することを説明する概略図。
【図２】従来のスピン塗布にてコーティングした状態を示す。
【図３】従来のスピン塗布にて生じた塗りムラを示す。
【図４】インクジェットヘッドの形成工程を示す断面図。
【図５】本発明により基板端４辺を厚膜塗布することを説明する概略図。
【図６】本発明で用いた塗布機の構成を示す。
【図７】基板を露光機にセットして露光してる状態を表す。
【符号の説明】
【００２０】
１  基板
２  保護レジスト
３  塗りミラ
４  保護レジスト厚膜部
５  保護レジスト薄膜部
６  スリットコーターのスリット
７  スリットコーター本体
８  スリット
９  保護レジスト材充填
１０  スリットヘッド
１１  フォトマスク
１２  パターニング用フォトレジスト
１３  空間
１４  バキューム溝
１５  露光ステージ
１６  保護膜
１７  耐キャビテーション膜
１８  ヒーター
１９  絶縁膜
２０  有機保護膜
２１  流路形成材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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