特許 7419011 接合体の製造方法および液体吐出ヘッドの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-12

(45)【発行日】2024-01-22

(54)【発明の名称】接合体の製造方法および液体吐出ヘッドの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/16 20060101AFI20240115BHJP

   B41J 2/14 20060101ALI20240115BHJP

【ＦＩ】

B41J2/16 503

B41J2/16 507

B41J2/16 511

B41J2/14 613

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2019185401

(22)【出願日】2019-10-08

(65)【公開番号】P2021059081

(43)【公開日】2021-04-15

【審査請求日】2022-09-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】福本 能之

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 環樹

【審査官】小野 郁磨

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１４２１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０５２１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１６８３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０１８２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１３６４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０６９６４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光と処理液とによってパターニングが可能な感光性樹脂による接合材によって部材同士が接合された接合体の製造方法であって、
一方の部材上に形成された前記接合材に対して、光を照射して露光する露光工程と、
前記露光工程で露光された前記接合材を介して他方の部材が前記一方の部材に当接した状態で、前記一方の部材と前記他方の部材とをプレスするプレス工程と、
前記露光工程による露光により形成されたパターンを安定させるために前記接合材を加熱する加熱工程と、
前記接合材に形成された可溶部を、処理液を用いて溶解して除去する除去工程と、をこの順に有し、
前記加熱工程では、前記一方の部材と前記他方の部材とを接合する前記接合材の接合領域における樹脂反応率は９０％以上となり、
前記プレス工程では、
前記一方の部材に当接する第１プレス板と、前記他方の部材に当接する第２プレス板とを備え、前記第１プレス板と前記第２プレス板とを相対移動して、前記一方の部材と前記他方の部材とを前記接合材を介して押圧し合うようにプレスするプレス手段を用い、
プレス中に、前記第１プレス板と前記第２プレス板とを昇温速度３℃／ｍｉｎ以上で昇温させる、ことを特徴とする接合体の製造方法。

【請求項2】

光と処理液とによってパターニングが可能な感光性樹脂による接合材によって部材同士が接合された接合体の製造方法であって、
一方の部材上に形成された前記接合材に対して、光を照射して露光する露光工程と、
前記露光工程で露光された前記接合材を介して他方の部材が前記一方の部材に当接した状態で、前記一方の部材と前記他方の部材とをプレスするプレス工程と、
前記露光工程による露光により形成されたパターンを安定させるために前記接合材を加熱する加熱工程と、
前記接合材に形成された可溶部を、処理液を用いて溶解して除去する除去工程と、をこの順に有し、
前記プレス工程では、
前記一方の部材に当接する第１プレス板と、前記他方の部材に当接する第２プレス板とを備え、前記第１プレス板と前記第２プレス板とを相対移動して、前記一方の部材と前記他方の部材とを前記接合材を介して押圧し合うようにプレスするプレス手段を用い、
前記第２プレス板を前記第１プレス板よりも２０℃以上高い温度まで昇温させた後に、プレスを行う、ことを特徴とする接合体の製造方法。

【請求項3】

光と処理液とによってパターニングが可能な感光性樹脂による接合材によって部材同士が接合された接合体の製造方法であって、
一方の部材上に形成された前記接合材に対して、光を照射して露光する露光工程と、
前記露光工程で露光された前記接合材を介して他方の部材が前記一方の部材に当接した状態で、前記一方の部材と前記他方の部材とをプレスするプレス工程と、
前記露光工程による露光により形成されたパターンを安定させるために前記接合材を加熱する加熱工程と、
前記接合材に形成された可溶部を、処理液を用いて溶解して除去する除去工程と、をこの順に有し、
前記一方の部材上に、第１感光性樹脂により第１樹脂層を形成し、前記第１樹脂層上に、前記第１感光性樹脂よりも低粘度の第２感光性樹脂による第２樹脂層を形成することで、前記一方の部材上に、前記第１樹脂層および前記第２樹脂層による前記接合材を形成する形成工程をさらに有し、
前記露光工程では、前記形成工程で形成された前記接合材に対して露光を行う、ことを特徴とする接合体の製造方法。

【請求項4】

前記プレス工程では、
前記一方の部材に当接する第１プレス板と、前記他方の部材に当接する第２プレス板とを備え、前記第１プレス板と前記第２プレス板とを相対移動して、前記一方の部材と前記他方の部材とを前記接合材を介して押圧し合うようにプレスするプレス手段を用い、
プレス中に、前記第１プレス板と前記第２プレス板とを昇温速度３℃／ｍｉｎ以上で昇温させる、請求項３に記載の接合体の製造方法。

【請求項5】

前記接合材は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を含有し、
前記プレス工程では、前記一方の部材と前記他方の部材とを接合する前記接合材の接合領域における樹脂反応率が９０％以下である、請求項１から４のいずれか１項に記載の接合体の製造方法。

【請求項6】

前記樹脂反応率は５０％以下である、請求項５に記載の接合体の製造方法。

【請求項7】

前記一方の部材および前記他方の部材は、無機材料により形成される、請求項１から６のいずれか１項に記載の接合体の製造方法。

【請求項8】

前記接合材は、少なくとも、主剤と、光照射により酸を発生し得る光酸発生剤と、前記主剤および前記光酸発生剤を可溶な溶媒とを含み、
前記主剤は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂である、請求項１から７のいずれか１項に記載の接合体の製造方法。

【請求項9】

前記接合材は、ネガ型の感光性樹脂である、請求項８に記載の接合体の製造方法。

【請求項10】

前記露光工程における露光量は、前記接合材のゲル化露光量以上、該ゲル化露光量の２０倍以下である、請求項１から９のいずれか１項に記載の接合体の製造方法。

【請求項11】

前記第１プレス板は室温とする、請求項２に記載の接合体の製造方法。

【請求項12】

前記形成工程では、前記第１樹脂層を露光した後に、前記第１樹脂層上に前記第２樹脂層を形成する、請求項３に記載の接合体の製造方法。

【請求項13】

前記形成工程では、前記第１感光性樹脂を前記一方の部材上にラミネートして前記第１樹脂層を形成する、請求項３または１２に記載の接合体の製造方法。

【請求項14】

液体を供給する流路を備えた接合体上に、前記流路を介して供給される液体を吐出する吐出口を備えた液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記接合体を、請求項１から１３のいずれか１項に記載の接合体の製造方法により作製する、ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部材同士を接合させた接合体の製造方法、および当該接合体の製造方法を用いた液体吐出ヘッドの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

基板同士を接合することで、多くのＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスが作製されている。こうしたＭＥＭＳデバイスとして、液体を吐出する液体吐出ヘッドがある。液体吐出ヘッドでは、微細な流路などが形成されるため、基板同士を接合する接合材により当該流路などが閉塞しないように、当該接合材の不要部分をパターニングして除去する。

【0003】

特許文献１には、基板上に感光性ドライフィルムによるフィルム層を形成し、このフィルム層を露光、現像してパターニングした後に、残存させたフィルムを介して別基板と接合させる技術が開示されている。また、特許文献２には、基板上に感光性樹脂を塗布し、この感光性樹脂を露光して潜像を形成した後に、感光性樹脂介して別基板と接合し、その後、感光性樹脂の可溶部を溶剤で現像する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０００－２８９１９７号公報

【文献】特許第４９９６０８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献のような感光性樹脂を用いる技術の場合、接合時に感光性樹脂と、当該感光性樹脂と接合される基板との界面に空隙（ボイド）が発生しやすい。即ち、特許文献１では、感光性樹脂に対して露光、現像などの処理をすることで、感光性樹脂における樹脂反応率が高くなり、残存する感光性樹脂に流動性がなくなる。また、特許文献２では、潜像を形成した後に、解像性向上のためＰＥＢ（Ｐｏｓｔ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｂａｋｅ）処理を行ってから接合しており、感光性樹脂の硬化が進行しやすく、接合材としての感光性樹脂に流動性がなくなる。

【0006】

このため、上記特許文献の技術では、感光性樹脂が基板の接合面になじまずに、感光性樹脂や接合される基板の接合面に存在する凹凸が解消されにくくなり、感光性樹脂と接合される基板との間にボイドが発生しやすくなる。そして、液体吐出ヘッドでは、こうしたボイドの発生により、流路間で液体の漏れ（リーク）が発生して混色するなどの問題が生じてしまう。

【0007】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、接合時のボイドの発生を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明は、光と処理液とによってパターニングが可能な感光性樹脂による接合材によって部材同士が接合された接合体の製造方法であって、一方の部材上に形成された前記接合材に対して、光を照射して露光する露光工程と、前記露光工程で露光された前記接合材を介して他方の部材が前記一方の部材に当接した状態で、前記一方の部材と前記他方の部材とをプレスするプレス工程と、前記露光工程による露光により形成されたパターンを安定させるために前記接合材を加熱する加熱工程と、前記接合材に形成された可溶部を、処理液を用いて溶解して除去する除去工程と、をこの順に有し、前記加熱工程では、前記一方の部材と前記他方の部材とを接合する前記接合材の接合領域における樹脂反応率は９０％以上となり、前記プレス工程では、前記一方の部材に当接する第１プレス板と、前記他方の部材に当接する第２プレス板とを備え、前記第１プレス板と前記第２プレス板とを相対移動して、前記一方の部材と前記他方の部材とを前記接合材を介して押圧し合うようにプレスするプレス手段を用い、プレス中に、前記第１プレス板と前記第２プレス板とを昇温速度３℃／ｍｉｎ以上で昇温させる、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、接合時のボイドの発生を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態による第１基板と第２基板とへの処理を説明する図。

【図2】第１基板と第２基板との接合について説明する図。

【図3】第１基板と第２基板と仮接合するプレス処理を説明する図。

【図4】第１基板と抱き２基板とを仮接合後の処理を説明する図。

【図5】昇温速度を変更したときの感光性樹脂の室温の粘度に対する粘度比を示すグラフ。

【図6】昇温速度を変更したときのボイドの発生について検討した表。

【図7】第３実施形態による第１基板および第２基板への処理を説明する図。

【図8】第３実施形態による第１基板と第２基板とを仮接合後の処理を説明する図。

【図9】条件を変更して作製したサンプルを用いてボイドの発生について検討した表。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付の図面を参照しながら本発明による接合体の製造方法および液体吐出ヘッドの製造方法の一例を詳細に説明する。なお、以下の説明は、本実施形態を限定するものではなく、また、以下で説明されている特徴の組み合わせのすべてが本実施形態の解決手段に必須のものとは限らない。なお、本実施形態に記載されている構成要素の相対位置、形状などはあくまで例示であり、本実施形態の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0012】

（第１実施形態）
まず、図１乃至図６を参照しながら、本発明の第１実施形態による接合体の製造方法について、第１基板１２と第２基板１４とを接合した接合体を用いて、吐出口１６へ液体を供給する流路１８を備えた液体吐出ヘッド１０を作製する場合を例として説明する。図１（ａ）～（ｄ）は、第１基板１２と第２基板１４とに対する処理を説明する図である。図２（ａ）～（ｃ）は、第１基板１２と第２基板１４との接合について説明する図である。図３（ａ）～（ｃ）は、第１基板１２と第２基板１４とを仮接合するプレス処理を説明する図である。図４（ａ）～（ｄ）は、第１基板１２と第２基板１４との仮接合後の処理を説明する図である。なお、図３については、理解を容易にするために、第１基板１２の内部構造を省略して示している。

【0013】

＜第１基板への処理＞
まず、表面に回路やエネルギー発生素子２０が形成された第１基板１２を用意する（図１（ａ）参照）。この第１基板１２の表面１２ａには、配線膜や層間絶縁膜から構成された表面メンブレン層２２が形成されている。なお、配線、絶縁膜、トランジスタ、電極用のコンタクトパッドなどの部材については図示を省略する。また、第１基板１２の裏面１２ｂは加工され、第１基板１２は所望の厚さに薄加工される。薄加工する手法としては、研削や、フッ硝酸などの薬液によるウエットエッチングなど用いることができる。

【0014】

第１基板１２は、材料としてシリコンを用いることが好ましい。なお、第１基板１２の材料としては、例えば、炭化シリコン、窒化シリコン、各種ガラス（石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、ソーダガラス）、各種セラミック（アルミナ、ガリウム砒素、窒化ガリウム、窒化アルミ）、樹脂などがあげられる。また、第１基板１２としては、基板形態に限定されず、不定形部材やチップ実装用のマウント部材でもよい。

【0015】

第１基板１２は、後述する感光性樹脂２８を介して、後述する第２基板１４とプレスにより接合される。このとき、第１基板１２および第２基板１４が特に剛性が高く、プレスによって接合面の凹凸がつぶれにくい無機材料であるときに、ボイドが発生しやすい。従って、第１基板１２および第２基板１４が無機材料により形成されるときに、本願発明はより有効となる。

【0016】

次に、第１基板１２における接合面となる裏面１２ｂを平滑化し、その後、第１基板１２に、流路１８の一部を形成する第１流路２４と第２流路２６とを形成する（図１（ｂ）参照）。裏面１２ｂを平滑化する手法としては、番手の大きい砥石による研削、ドライポリッシュ、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）による研磨などを用いることができる。また、反応性ガスによるドライエッチング、フッ硝酸などの薬液によるウエットエッチングなどを用いることができる。第１流路２４および第２流路２６を形成する手法としては、ドライエッチング、ウエットエッチング、レーザ、サンドブラストなどの各種の加工法方法を用いることができる。

【0017】

＜第２基板への処理＞
第１基板１２への加工が終わると、次に、第２基板１４を用意し、第２基板１４に対して、第１基板１２と同様にして、所望の厚さに薄加工した後に、接合面となる表面１４ａを平滑化する。そして、表面１４ａに、接合材として感光性樹脂２８を塗布する（図１（ｃ）参照）。塗布方法として、スピン塗布、スリット塗布、スプレー塗布、ラミネートなどを用いることができる。なお、塗膜表面の平坦性が比較的高くなることから、塗布方法としては、スピン塗布やラミネートを用いることが好ましい。感光性樹脂２８による塗膜の膜厚は、少なくとも、第１基板１２および第２基板１４における接合面（つまり、裏面１２ｂおよび表面１４ａ）の凹凸を埋めるのに十分な厚さを備える。なお、膜厚は、０．１～３００μｍが好ましい。３００μｍを超えると、露光、現像によるパターニングが難しくなる。

【0018】

感光性樹脂２８は、部分的な光照射によって可溶部と不溶部とが形成され、その後の現像処理により可溶部を良好に除去できるものとする。感光性樹脂２８は、主剤と、露光によって主剤と反応する光増感剤と、主剤および光増感剤を可溶な溶媒とから構成され、光増感剤と主剤との樹脂反応率がある値以上になったときに、現像液によって溶ける、あるいは、溶けなくなる材料となる。

【0019】

こうした主剤と光増感剤との組み合わせとして、ポジ型レジストでは、ノボラック樹脂と、ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル（ＮＱＤ）系化合物、ベンゾシクロブテン樹脂とＮＱＤ系化合物、メタクリル樹脂と各種光酸発生剤との組み合わせなどがある。なお、メタクリル樹脂は、例えば、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エステルである。各種光酸発生剤は、例えば、スルポニウム塩、ヨードニウム塩、ハロメチルトリアジン、スルホン酸エステルなどである。ネガ型レジストでは、環化ゴムとビスアジド化合物、ベンゾシクロブテン樹脂とビスアジド化合物、ポリケイ皮酸ビニル（主剤と光増感剤とを兼用）、各種樹脂と各種光酸発生剤との組み合わせなどがある。各種樹脂は、例えば、ビニル樹脂、スチレン樹脂、ビニルエーテル樹脂や環状エーテル樹脂（オキセタン樹脂やエポキシ樹脂）、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂などである。各種光酸発生剤は、例えば、スルポニウム塩、ヨードニウム塩、ハロメチルトリアジン、スルホン酸エステルなどである。

【0020】

第１基板１２および第２基板１４の接合材としては、解像性が高い感光性樹脂が好ましく、光増感剤として、光照射により酸を発生し得る光酸発生剤を用いる化学増幅型レジストが好適である。特に、ネガ型の化学増幅型レジストは、一般的に基板との密着力が高い。このため、液体としてインクを吐出する液体吐出ヘッドでは、耐インク性を得るために、ネガ型の化学増幅型レジストを用いることが好ましい。また、エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などを用いることができる。特に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、感光性樹脂を厚膜化しても解像性が高いため用いて好適であり、耐インク性も高いため、インクを吐出する液体吐出ヘッドの作製に用いて好適である。

【0021】

その後、感光性樹脂２８に対してマスク２９を介して光を照射して露光することで、現像処理における不要領域と可溶領域とを形成する（図１（ｄ）参照）。感光性樹脂２８は、ネガ型レジストでは、一般的に露光した領域で主剤の架橋が進み溶剤に対して不溶化する。そして、露光量を増加していくと、ゲル化露光量で初めて樹脂がゲル化して溶剤に対して不溶になる。例えば、所定のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂から構成された感光性樹脂２８では、ｉ線に対して８０ｍＪ／ｃｍ²がゲル化露光量であった。

【0022】

従って、感光性樹脂２８に対する露光量は、少なくとも現像してパターニングするために、感光性樹脂２８のゲル化露光量以上である必要がある。即ち、露光量がゲル化露光量近傍の場合には、主剤の架橋が不完全となる恐れがある。このため、感光性樹脂２８における安定した解像性を得るために、露光量は、少なくともゲル化露光量の３～４倍とすることが好ましい。一方、露光量を上げすぎると、感光性樹脂２８の硬化が進み、プレス処理の際に、感光性樹脂２８の流動性が極端に低下し、ボイドが発生しやすくなる。従って、露光量は、その上限として、ゲル化露光量の２０倍以下とすることが好ましい。

【0023】

後述するように、露光後には第１基板１２と第２基板１４とを仮接合するためのプレス処理が行われるが、感光性樹脂２８では、露光後も露光部の硬化反応が進む。露光後の硬化は、温度が高いほど硬化速度が上がって樹脂反応率が高くなり、これにより、感光性樹脂２８の流動性は低下する。従って、露光後、プレス処理を行うまでは、不要な露光、不要な昇温、不要な滞留時間をさける必要がある。特に、感光性樹脂２８が化学増幅型レジストの場合、硬化反応は、露光量、時間、温度によって大きく影響を受けるため、これらの要因を適正に管理する必要がある。

【0024】

＜第１基板と第２基板とを仮接合する処理＞
次に、プレス処理により、第１基板１２と第２基板１４とを仮接合する（図２（ａ）参照）。このプレス処理では、例えば、接合用のアライナーでアライメントを行う。具体的には、図３（ａ）のように、仮固定治具３０により、第１基板と第２基板１４とを、第２基板１４の表面１４ａに形成された感光性樹脂２８に、第１基板１２の裏面１２ｂを当接した状態で固定する。このとき、第１基板１２と第２基板１４とはアライメントされて固定されている。なお、仮固定治具３０では、第１基板１２と第２基板１４との間に、スペーサ３２を配置し、互いの接合面がプレス処理するまで接触しないようにしたが、スペーサ３２を用いることなく、互いの接合面同士が感光性樹脂２８を介して接触しているようにしてもよい。

【0025】

仮固定治具３０では、クランプ３４により、第１基板１２および第２基板１４を仮固定する。より詳細には、仮固定治具３０は、対象物の外周近辺の数ヵ所を局所的に押圧することが可能なクランプ３４を備え、このクランプ３４により、第１基板１２および第２基板１４をまとめて押圧することで仮固定を行うこととなる。なお、アライメント方法として、可視光顕微鏡により第１基板１２と第２基板１４とのアライメントマークを個別に観察することや、赤外線顕微鏡を用いて第１基板１２と第２基板１４とのアライメントマークを同時観察してもよい。

【0026】

第１基板１２と第２基板１４とを仮固定した仮固定治具３０は、プレス装置３６内に配置される（図３（ｂ）参照）。プレス装置３６は、上部プレス板３８を備えた上部チャンバー４０と、下部プレス板４２（第１プレス板）を備えた下部チャンバー４４とにより構成されている。なお、上部プレス板３８（第２プレス板）および下部プレス板４２には、それぞれ独立してヒータ（不図示）と温度計（不図示）とが設けられている。仮固定治具３０は、下部チャンバー４４の下部プレス板４２上に配置される。その後、上部チャンバー４０を下降させてプレス装置３６を閉め、プレス装置３６内を密閉し、プレス装置３６内の真空引きが行われる。プレス装置３６内の真空引きが完了すると、上部プレス板３８を下降させて、仮固定された第１基板１２と第２基板１４とをプレスする（図３（ｃ）参照）。そして、ヒータにより、上部プレス板３８と下部プレス板４２とを所望の温度まで昇温させ、第１基板１２と第２基板１４とが仮接合された仮接合体９９を取得する。なお、上部プレス板３８と下部プレス板４２とを所望の温度まで昇温させた後に、上部プレス板３８を下降させて、第１基板１２と第２基板１４とをプレスするようにしてもよい。

【0027】

本実施形態では、第１基板１２と第２基板１４とのプレス処理について、ボイドの発生を抑制する条件で行われる。ここで、第１基板１２と第２基板１４との接合時に生じるボイドは、露光後の感光性樹脂２８に押圧させる第１基板１２の裏面１２ｂと、当該感光性樹脂２８との界面に生じやすい（図２（ｂ）参照）。その理由としては、上述のように、感光性樹脂２８への露光により主剤の架橋が進み、感光性樹脂２８の流動性が低下するためである。なお、露光前の感光性樹脂２８は、主剤の架橋が進んでおらず流動性の低下が生じないため、裏面１２ｂにおける凹凸を感光性樹脂２８により埋めることができ、裏面１２ｂと感光性樹脂２８との界面にボイドが生じにくい。

【0028】

従って、ボイドの発生を抑制するためには、裏面１２ｂと接触する露光後の感光性樹脂２８の粘度を下げる、つまり、露光後の感光性樹脂２８に、裏面１２ｂにおける凹凸を埋めることが可能な程度の流動性を保持させる必要がある。そこで、本実施形態では、プレス処理を実行する際には、ボイドの発生を抑制するために、感光性樹脂２８の樹脂反応率を低くするとともに、適切な昇温条件で樹脂粘度を低減することで、感光性樹脂２８の流動性を向上させるようにした。

【0029】

プレス処理時の感光性樹脂２８の樹脂反応率を低くするために、解像性を上げるためのＰＥＢ処理（さらにはその後の現像工程を含む。）を実行する前にプレス処理を実行するようにした。なお、ＰＥＢ処理は、露光により形成された潜像パターンを安定させるために感光性樹脂を加熱する加熱処理である。さらに、露光後は、速やかにプレス処理を実行することが好ましい。即ち、感光性樹脂２８において、マスク２９を介した露光による硬化以外の硬化反応が進んでいないタイミングでプレス処理を実行することで、感光性樹脂２８に比較的流動性がある状態で、感光性樹脂２８に第１基板１２の裏面１２ｂを押圧するようにした。

【0030】

また、プレス装置３６によるプレス力、つまり、上部プレス板３８と下部プレス板４２とによる第１基板１２および第２基板１４への押圧力は、弱すぎると感光性樹脂２８が流動しにくく、ボイドが発生しやすくなる。逆に、強すぎると基板や基板に形成された構造体を破損する虞が生じる。プレス力は、ボイドや基板などの破損を生じない適正な範囲内の値に設定される。例えば、８インチ基板に対しては、０．５～１０ｋＮの範囲内の値にプレス力を設定することが好ましい。

【0031】

次に、適正な昇温条件について説明する。感光性樹脂２８は、一般に室温では粘度が高く流動性が低いため、粘度を下げるためには昇温させる必要がある。しかしながら、感光性樹脂２８は、昇温すると硬化反応が進み、粘度が上昇して流動性が低下してしまう。そこで、本実施形態では、単位時間当たりに上昇させる温度、つまり、昇温速度を高くすることで、硬化反応が進むよりも早く感光性樹脂２８の粘度を低下させて流動性を向上させるようにした。

【0032】

本願発明者は、上部プレス板３８および下部プレス板４２をヒータにて加熱する際の昇温速度を変更して、そのときの感光性樹脂２８の粘度を比較する実験を行った。その結果を図５に示す。図５は、上部プレス板３８および下部プレス板４２の昇温速度を変更したときの、露光された感光性樹脂２８における室温での粘度に対する昇温中の粘度の比率（粘度比）を示すグラフである。なお、本実験には、感光性樹脂２８として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用い、粘度については、レオメータにより測定を行った。また、室温は２５℃とした。サンプルは、サンプル１：昇温速度１℃／ｍｉｎ、サンプル２：昇温速度３℃／ｍｉｎ、サンプル３：昇温速度５℃／ｍｉｎの３つのサンプルを用いた。上部プレス板３８、下部プレス板４２は、同じ昇温速度で昇温させている。

【0033】

感光性樹脂２８の粘度は、３つのサンプルにおいてそれぞれ、昇温に伴って低下し、極小値に達した後、硬化によって急激に増加する。そして、昇温速度が高いほど、より高温で、硬化に伴う急激な粘度上昇が生じるとともに、粘度比も小さく、つまり、室温時の粘度に対する粘度減少量が大きくなっている。従って、昇温速度が高いほうがボイドの発生を抑制することができるようになる。

【0034】

図６は、昇温速度を変更したときの、第１基板１２と第２基板１４との接合時のボイドの発生率の変化を検討した実験結果を示す。この実験では、第１基板１２と第２基板１４とを接合して作製され、流路１８を含む構成が形成されたチップが複数形成されたウエハに対して、各チップにおけるボイドの発生の有無を評価した。また、感光性樹脂２８として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用いた。感光性樹脂２８は、８インチ基板上にスピン塗布により厚さ５μｍに塗布し、露光量３２０ｍＪ／ｃｍ²で露光した後に、５ｋＮでプレス処理しながら室温から６０℃まで昇温させて仮接合した。その後、感光性樹脂２８を本硬化させた接合体１００としてのウエハに対して、ボイド起因のリーク（液漏れ）が発生したチップの発生率を算出した。なお、各チップには流路１８が形成されている。また、リークチップは超音波顕微鏡により評価した。

【0035】

図５によるグラフで示される傾向と同様に、昇温速度が高いほど、ボイドの発生率、つまり、ボイド起因のリークが生じたチップの発生率が少なくなる。具体的には、昇温速度１℃／ｍｉｎのサンプルＡでは、発生率が９２％となり、ほとんどのチップで、ボイド起因のリークの発生が確認された。昇温速度３℃／ｍｉｎのサンプルＢでは、発生率が２２まで低減されており、大幅に改善されている。昇温速度５℃／ｍｉｎのサンプルＣおよび昇温速度１０℃／ｍｉｎのサンプルＤでは、発生率がゼロとなり、ボイドの発生の抑制に著しい効果があることが示された。本実験から、少なくとも昇温速度３℃／ｍｉｎ以上とし、昇温速度５℃／ｍｉｎ以上が好ましいものとなる。

【0036】

また、図５では、昇温速度３℃／ｍｉｎでは、室温に対する粘度比が３０％以下となるまで粘度が減少した。つまり、昇温速度３℃／ｍｉｎでは、感光性樹脂２８は、室温での粘度の３割以下の粘度まで減少した。また、昇温速度５℃／ｍｉｎでは、室温に対する粘度比が１０％以下となるまで粘度が減少した。つまり、昇温速度５℃／ｍｉｎでは、感光性樹脂２８は、室温での粘度の１割以下の粘度まで減少した。この結果から、プレス処理中における室温に対する粘度比は少なくとも３０％以下であり、１０％以下がより好ましいものとなる。即ち、プレス処理時の昇温速度は、感光性樹脂２８における第１基板１２と第２基板１４とを接合する接合領域において、上記粘度比が０％より高く、３０％以下となる昇温速度とする。より好ましくは、上記粘度比が０％より高く、１０％以下となる昇温速度とする。

【0037】

次に、樹脂反応率について説明する。感光性樹脂２８について、プレス処理の各工程における樹脂反応率を下記の方法によって算出した。樹脂反応率は、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ－ＩＲ）を用いて取得した。より詳細には、基板上に塗布した感光性樹脂２８について、ＦＴ－ＩＲによって、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が有するエポキシ基由来のピーク（約９１０ｃｍ^-1）のピーク高さＸを測定した。また、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂において反応に寄与しない芳香族エーテルのピーク（約１２４０ｃｍ^-1）のピーク高さＹを測定した。そして、反応前のピーク高さのそれぞれをピーク高さＸ₀、Ｙ₀とし、反応後のピーク高さのそれぞれをピーク高さＸ₁、Ｙ₁とし、下記の式により樹脂反応率を算出した。なお、特に断りのない限り、本明細書における樹脂反応率は、下記の式により算出されたものとする。

【0038】

樹脂反応率（％）＝｛（Ｘ₀／Ｙ₀）-（Ｘ₁／Ｙ₁）｝／（Ｘ₀／Ｙ₀）×１００
感光性樹脂２８の樹脂反応率は、露光後に概ね５０％以下であり、その後、５℃／ｍｉｎで昇温したときは６０℃付近で概ね７０％以下であった。さらに、ＰＥＢ処理を実行した後の樹脂反応率は、概ね９０％以下であった。

【0039】

従って、ＰＥＢ処理よりも前にプレス処理を行うことで、第１基板１２と第２基板１４とを接合する感光性樹脂２８における接合領域の樹脂反応率が、少なくとも９０％以下でプレス処理を開始することが可能となる。また、露光直後に迅速にプレス処理を実行することができれば、樹脂反応率が５０％以下でプレス処理を行うことができる。さらに、プレス処理中に接合面の凹凸を埋めるような低粘度状態を維持するためには、プレス処理中に少なくとも樹脂反応率が７０％以下を維持することが好ましい。なお、プレス処理を開始する際の樹脂反応率の下限は、露光後の感光性樹脂２８が現像液によって不溶となる値、即ち２０％となる。

【0040】

このようにして、本実施形態では、プレス処理をＰＥＢ処理の前に行い、かつ、露光後に速やかに仮固定治具３０により仮固定された第１基板１２および第２基板１４に対してプレス装置３６によりプレス処理する。これにより、樹脂反応率が低い状態でプレス処理することができる。また、このとき、上記した昇温速度で上部プレス板３８および下部プレス板４２を昇温させながらプレス装置３６によるプレス処理を行う。これにより、プレス処理の際に感光性樹脂２８の流動性が向上し、接合面の凹凸を感光性樹脂２８で埋めることができるようになる。

【0041】

＜第１基板と第２基板との仮接合後の処理＞
プレス処理が終わると、次に、第１基板１２と第２基板１４とが本硬化前の感光性樹脂２８によって仮接合された仮接合体９９を、オーブンやホットプレートで加熱してＰＥＢ処理を行う（図４（ａ）参照）。ＰＥＢ処理での加熱温度は、通常、プレス処理時に昇温させたときの最高温度よりも高くする。ＰＥＢ処理の効果として、まず、樹脂反応率を高めることで、解像性が向上する。また、感光性樹脂２８が硬くなるため、仮接合状態にある仮接合体９９をその後の工程に移動したときのアライメントずれが抑制される。

【0042】

ＰＥＢ処理により達成すべき樹脂反応率は、感光性樹脂２８の種類にもよるが、厚さが２０μｍのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用いたネガ型の化学増幅型レジストを用いた場合、本願発明者の実験では、樹脂反応率が８０％では一部に解像不良が発生した。従って、ＰＥＢ処理では樹脂反応率が９０％以上となることが好ましい。

【0043】

その後、ＰＥＢ処理した仮接合体９９に対して、第２基板１４の裏面１４ｂ側から感光性樹脂２８に達する第３流路４６を形成する（図４（ｂ）参照）。具体的には、例えば、フォトリソグラフィとエッチング技術とを用いて第３流路４６を形成する。そして、この第３流路４６により、感光性樹脂２８が裏面１４ｂ側から外部に曝される。なお、感光性樹脂２８は、プレス処理前の露光処理において、現像処理による感光性樹脂２８の可溶部の除去によって、この第３流路４６が第２流路２６と連通するように、マスク２９を介して露光されている。

【0044】

こうして第３流路４６が形成されると、現像処理により感光性樹脂２８の可溶部を除去する（図４（ｃ）参照）。この現像処理では、現像液により裏面１４ｂ側から可溶部を溶解して除去することとなる。現像液（処理液）は、感光性樹脂２８の溶解に適したものを選択する。具体的には、アルカリ溶液（水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム）、有機溶媒（プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルイソブチルケント、シクロヘキサン、キシレン）などを用いることができる。現像方法としては、浸漬現像を用いることができるが、感光性樹脂２８が厚い場合には、現像速度が遅くなる。この場合には、スプレー現像、超音波現像などを用いることで、現像速度を向上することができる。

【0045】

現像処理によって感光性樹脂２８のパターニングが完了すると、仮接合体９９を高温でベーク処理して、感光性樹脂２８を硬化させて接合体１００を作製する。このベーク処理によって感光性樹脂２８の樹脂反応率を９５％以上として、感光性樹脂２８である接合材によって、第１基板１２と第２基板１４とが接合された接合体１００が作製されることとなる。

【0046】

その後、表面メンブレン層２２上に吐出口形成部材４８を形成する（図４（ｄ）参照）。具体的には、フィルム基材上に感光性樹脂が塗布されたドライフィルムレジストを表面メンブレン層２２上に貼り合わせる。次に、ドライフィルムレジストに対して露光および現像することによって、吐出口形成部材４８の側壁部５０を形成する。その後、側壁部５０が形成された接合体１００の表面上に上記ドライフィルムレジストを貼り合わせ、当該ドライフィルムレジストに対して、露光および現像することによって、吐出口形成部材４８の天板５２を形成する。吐出口形成部材４８では、天板５２のエネルギー発生素子２０と対向する位置に吐出口１６が形成される。これにより、第１流路２４、第２流路２６および第３流路４６により構成される流路１８に液体が供給され、エネルギー発生素子２０で発生させた圧力によって、吐出口１６から液体を吐出する液体吐出ヘッド１０が作製される。

【0047】

上記した説明では、感光性樹脂２８として、ネガ型の感光性樹脂を用いる場合について説明したが、ポジ型の感光性樹脂を用いた場合も同様である。この場合、高い解像性でパターニングするためには、ＰＥＢ処理を行って露光部の樹脂反応率を高める必要があるが、ＲＥＢによって未露光部の熱硬化反応が進んでしまい未露光部の樹脂が固くなる恐れがある。しかしながら、本実施形態では、ＰＥＢ処理の前に、所定の昇温速度で昇温させながらプレス処理を行うことで、感光性樹脂２８の樹脂反応率が低い状態で第１基板１２と第２基板１４とを接合することができる。これにより、感光性樹脂２８におけるパターニング精度を低下させることなく、第１基板１２と感光性樹脂２８との界面においてボイドの発生を抑制することができる。

【0048】

以上において説明したように、本実施形態では、ＰＥＢ処理の前に、第１基板１２（他方の部材）と第２基板１４（一方の部材）とに対してプレス処理するようにした。また、プレス処理の際に、第１基板１２と第２基板１４とをプレスする上部プレス板３８および下部プレス板４２を、例えば、昇温速度５℃／ｍｉｎで、６０℃まで加熱するようにした。これにより、接合材としての感光性樹脂２８は、プレス処理の際に、樹脂反応率が低く、かつ、低粘度となり、比較的流動性が高い状態となる。このため、第１基板１２の接合面（裏面１２ｂ）と感光性樹脂２８との界面における凹凸を解消することができるようになり、接合面におけるボイドの発生が抑制されることとなる。

【0049】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による接合体の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、上記した第１実施形態と同一または相当する構成については、第１実施形態に用いた符号と同一の符号を用いることにより、その詳細な説明を省略する。

【0050】

この第２実施形態では、プレス処理の際に、プレス装置３６の下部プレス板４２を室温程度に保持しつつ、上部プレス板３８を所定温度まで昇温させた状態で、プレスを実行するようにした点において、上記第１実施形態による接合体の製造方法と異なっている。なお、以下の説明では、第１実施形態と異なるプレス処理について詳細に説明することとする。第１実施形態と同じである、プレス処理前後の処理の説明についてはその説明を省略する。

【0051】

図３（ｂ）のように、プレス処理では、仮固定治具３０により仮固定された第１基板１２および第２基板１４は、まず、下部プレス板４２上に配置される。次に、上部チャンバー４０が下降させてプレス装置３６を閉め、真空引きを行う。

【0052】

ここで、ボイドの発生を抑制するためには、プレスした状態で感光性樹脂２８が所定の柔らかさとなるまで昇温する必要がある。所定の柔らかさとは、第１基板１２の裏面１２ｂの凹凸を埋めることが可能な流動性を備えた柔らかさである。しかしながら、昇温すると硬化が進み、感光性樹脂２８の流動性が低下する虞がある。従って、実際にプレスするまでは極力昇温を抑えることが好ましい。実際にプレスするまでの感光性樹脂２８の昇温を抑えるために、本実施形態では、プレスの前までに、上部プレス板３８を加熱して高温に保持しつつ、下部プレス板４２を低温に保持するようにした。なお、本実施形態では、例えば、下部プレス板４２に水冷機構（不図示）を設け、冷却水により下部プレス板４２を室温程度の温度に維持しておく。

【0053】

従って、本実施形態では、真空引きが完了するまで、ヒータにより上部プレス板３８を所定温度まで昇温させつつ、冷却機構により下部プレス板４２を室温程度に維持する。本実施形態では、真空引きが完了すると、ヒータにより上部プレス板３８を所定温度まで昇温させるとともに、ヒータおよび冷却機構を用いて下部プレス板４２を室温程度に維持する。なお、真空引きを実行中に、上部プレス板３８および下部プレス板４２への温度制御を実行するようにしてもよい。そして、下部プレス板４２を室温に維持しつつ、上部プレス板３８が所定温度まで昇温すると、上部プレス板３８を下降して、上部プレス板３８と下部プレス板４２とにより、仮固定治具３０に仮固定された第１基板１２と第２基板１４とをプレスする。これにより、上部プレス板３８からの伝熱によって感光性樹脂２８が昇温するようになる。このため、本実施形態では、実際にプレスするまでの感光性樹脂２８の昇温をより確実に抑制することができる。

【0054】

また、本実施形態では、予め所定温度まで昇温した上部プレス板３８によって感光性樹脂２８を昇温させる構成のため、上記第１実施形態による接合体の製造方法よりも、感光性樹脂２８における昇温速度が速くなる。これにより、熱による感光性樹脂２８の硬化反応よりも早く感光性樹脂２８を軟化、つまり、低粘度化させることができ、ボイドの発生をより確実に抑制することができるようになる。

【0055】

なお、上部プレス板３８でなく、下部プレス板４２を加熱して昇温させる場合には、上部プレス板３８で昇温させる場合と比較して、感光性樹脂２８が昇温しにくい。即ち、プレス装置３６内では、感光性樹脂２８が塗布された第２基板１４は、仮固定治具３０の基台部３１を介して下部プレス板４２上に配置されているため、熱源となる下部プレス板４２と感光性樹脂２８との距離が大きくなる。さらに、基台部３１の熱容量は大きい。このため、感光性樹脂２８が昇温しにくくなる。

【0056】

上部プレス板３８は、プレスする際に初めて第１基板１２に直接当接するため、プレスするタイミングで感光性樹脂２８を昇温させることができるとともに、事前により高温に設定することで、昇温速度をより上げることもできる。また、プレス時には下部プレス板４２よりも感光性樹脂２８に近い位置にあるため、感光性樹脂２８を昇温させやすい。

【0057】

ここで、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と光酸発生剤から構成された感光性樹脂を用いて上部プレス板３８および下部プレス板４２の温度を変化させて第１基板１２と第２基板１４とを接合する実験を行った。この結果、下部プレス板４２を３０℃、上部プレス板３８を５０℃以上としたときに、感光性樹脂２８の流動性が大幅に向上し、ボイドの発生を抑制することができた。このように、本実施形態では、上部プレス板３８を下部プレス板４２よりも２０℃以上高い温度まで昇温することで、より効率的にボイドの発生を抑制することができるようになる。なお、温度差をさらに大きくすることで、感光性樹脂２８に流動性は上がるので、感光性樹脂２８において発現させたい流動性に応じて、上部プレス板３８と下部プレス板４２との温度さを設定するようにしてもよい。この場合、用いる感光性樹脂２８などに応じて、上部プレス板３８および下部プレス板４２の温度は、例えば、実験的に決定される。

【0058】

（第３実施形態）
次に、図７乃至図８を参照しながら、本発明の第３実施形態による接合体の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、上記した第１実施形態と同一または相当する構成については、第１実施形態で用いた符号と同一の符号を用いることにより、その詳細な説明を省略する。

【0059】

この第３実施形態では、感光性樹脂により形成され、第１基板１２と第２基板１４とを接合する接合層を２層化するようにした点において、上記した第１実施形態および第２実施形態による接合体の製造方法と異なっている。

【0060】

＜第１基板への処理＞
より詳細には、まず、第１基板１２を用意し、第１流路２４と第２流路２６とを形成する（図７（ａ）参照）。なお、第１基板１２として用いる材料について、表面メンブレン層２２の形成などを含む第１基板１２への各種処理などについては、上記第１実施形態による接合体の製造方法と同じであるため、その詳細な説明は省略する。

【0061】

＜第２基板への処理＞
第１基板１２への加工が終わると、次に、第２基板１４を用意し、第２基板１４に対して、第１基板１２と同様にして、所望の厚さに薄加工した後に、接合面となる表面１４ａを平滑化する。その後、第２基板１４の裏面１４ｂ側から表面１４ａまで貫通する第３流路４６を形成する（図７（ｂ）参照）。第３流路４６の形成方法としては、第１基板１２における第１流路２４、第２流路２６の形成と同様に、ドライエッチング、ウエットエッチングなどの各種加工方法を用いることができる。

【0062】

次に、接合体２００を構成する一方の部材上に樹脂層を形成する。具体的には、第２基板１４の表面１４ａに、感光性樹脂１２８による第１樹脂層５６を形成する（図７（ｃ）参照）。なお、表面１４ａには、第３流路４６による開口部４６ａが形成されている。このため、スピン塗布、スリット塗布、スプレー塗布などの塗布方法では、開口部４６ａ内に感光性樹脂１２８が流れ込んでしまい、表面１４ａ上に第１樹脂層５６を均一な膜厚で形成することができない。そこで、感光性樹脂１２８をフィルム化して、表面１４ａへラミネートして第１樹脂層５６を形成するようにした。これにより、表面１４ａ上に平坦な第１樹脂層５６を形成することができるとともに、開口部４６ａ内への感光性樹脂１２８の流れ込みなどを抑制することができる。

【0063】

具体的には、まず、ラミネートするための転写体を作製する。転写体の基材としては、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート、ポリオレフィンなどを用いることができる。そして、基材上に感光性樹脂１２８による樹脂層（フィルム）を形成する。感光性樹脂１２８としては、上記第１実施形態で用いた感光性樹脂２８と同じものを用いることができる。基材上への感光性樹脂１２８の塗布方法は、スピン塗布、スリット塗布、スプレー塗布を用いることができる。次に、塗布した感光性樹脂１２８をフィルム化するために、感光性樹脂１２８の溶媒を揮発させる。溶媒が揮発できる温度で、所定時間をかけて塗布した感光性樹脂１２８の溶媒を揮発させる。例えば、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルを用いた感光性樹脂１２８では、ホットプレートなどを用いて８０～１００℃で２０～３０分かけて乾燥して、溶媒を揮発させる。その後、こうして形成された転写体において、樹脂層側を第２基板１４の表面１４ａに貼り合わせ、基材のみを剥がすことで、表面１４ａ上に第１樹脂層５６を形成する。

【0064】

ここで、表面１４ａの第１樹脂層５６は、感光性樹脂１２８から溶媒を揮発させた樹脂層により構成されている。このため、第１樹脂層５６は、硬くなり、粘度が高い。つまり、流動性が低い。こうした第１樹脂層５６を介して第１基板１２を押圧させても、流動性が低いためボイドが発生しやすくなる。そこで、本実施形態では、第１樹脂層５６よりも粘度が低い、つまり流動性が高い第２樹脂層５８を、第１樹脂層上に形成するようにした（図７（ｄ）参照）。その後、第２樹脂層５８に対して、マスク２９を介して露光し、不要部と可溶部とを形成する（図７（ｅ）参照）。第２樹脂層５８は、第１樹脂層５６を形成する感光性樹脂１２８と同じ、あるいは、その構造が近似した感光性樹脂２２８により形成する。即ち、第２樹脂層５８は、第１樹脂層５６上に感光性樹脂２２８を塗布することにより形成される。

【0065】

塗布方法としては、スピン塗布、スリット塗布、スプレー塗布、ラミネートを用いることができる。こうした塗布方法で、第２樹脂層５８における溶媒含有率を高くするには、塗布前の感光性樹脂２２８の溶媒含有率を高くすること、塗布後の乾燥温度を低くすること、塗布後の乾燥時間を短くすることなどがある。なお、第２樹脂層５８において、プレス時の接合面の凹凸を埋めるために必要な流動性を保持させるためには、溶媒含有率を高くするほかに、第２樹脂層の膜厚を増大させることや、露光量を下げるなどの方法を用いることができる。

【0066】

上記したように、第２樹脂層５８を形成する感光性樹脂２２８は、第１樹脂層５６を形成する感光性樹脂１２８と同じあるいはその構造が近似したものとした。このため、感光性樹脂２２８に含有する溶媒によって、感光性樹脂１２８が溶解してしまい（相溶）、第２樹脂層５８の表面の平坦性が悪化する虞がある。このため、樹脂層間における感光性樹脂同士の相溶を抑制するために、図７（ｆ）のように、第２樹脂層５８を形成する前に、第１樹脂層５６に対して露光するようにしてもよい。

【0067】

露光する領域については、第１樹脂層５６の全面を露光してもよいし、第２樹脂層５８への露光と同様に、マスク２９を用いて不要部と可溶部とを形成してもよい。第１樹脂層５６の全面を露光する場合には、簡便な光照射機を用いることができ、容易に露光処理を実行することができる。しかしながら、第２流路２６と第３流路４６とを連通させる際に、現像処理で除去することが難しくなり、ドライエッチングなどの手法を用いて連通させることとなる。露光量としては、感光性樹脂１２８の溶解度が大幅に下がるゲル化露光量以上であることが好ましい。感光性樹脂１２８の溶解度をさらに下げる必要がある場合には、露光量を増やす、あるいは、ＰＥＢ処理を実行することとなる。

【0068】

＜第１基板と第２基板とを仮接合する処理および仮接合後の処理＞
こうして第１基板１２および第２基板１４への処理が終了すると、部材同士を接合する処理行うこととなる。具体的には、まず、プレス処理により、第１基板１２と第２基板１４とをプレスして（図８（ａ）参照）、第１基板１２と第２基板１４とが硬化前の感光性樹脂１２８、２２８によって仮接合された仮接合体１９９を取得する（図８（ｂ）参照）。そして、仮接合体１９９に対して、必要な解像性を得るためのＰＥＢ処理を行った後に、現像処理を行って可溶部を溶解し、第２流路２６と第３流路４６とを連通する（図８（ｃ）参照）。現像処理では、第１流路２４および第２流路２６側から現像液を注入するとともに、第３流路４６側からも現像液を注入する。その後、仮接合体１９９に対して、感光性樹脂１２８、２２８を本硬化させるベーク処理を行って、接合体２００を作製する。このベーク処理によって、感光性樹脂１２８、２２８よりなる接合材によって、第１基板１２と第２基板１４とが接合された接合体２００が作製されることとなる。

【0069】

そして、作製した接合体上に吐出口形成部材４８を形成する。即ち、接合体２００における第１基板１２の表面１２ａ上に、表面メンブレン層２２を介して吐出口形成部材４８を形成して、液体吐出ヘッド１０が作製される（図８（ｄ）参照）。第１基板１２と第２基板１４との仮接合および仮接合後の処理の具体的な処理内容については、現像液を第１、２流路側と、第３流路４６側とから注入すること以外は、上記第１実施形態と同じである。その為、詳細な説明は省略する。

【0070】

（本願発明者による実験）
次に、本願発明者による、上記各実施形態で作製した液体吐出ヘッドと、従来技術で作製した液体吐出ヘッドとにおけるボイドの発生を比較した実験結果について説明する。本実験では、それぞれ異なる製法により作製した、吐出口形成部材４８および流路１８を備えた複数のチップが形成された接合体としてのウエハをサンプルとした。そして、各サンプルにおけるボイドの発生の有無は、各チップに液体を供給したときにリークが生じたか否かを確認することにより判定した。

【0071】

この実験では、サンプルＯ、Ｏ－１、Ｐ、Ｑ、Ｒの５つのサンプルを用いて実験を行った。上記各実施形態による接合体の製造方法を用いてサンプルＯ、サンプルＰ、サンプルＱ、サンプルＲを作製するとともに、比較例として、公知技術による製造方法を用いてサンプルＯ－１を作製した。

【0072】

＜各サンプルの製法＞
・サンプルＯ
まず、各サンプルの具体的な製法について説明する。サンプルＯは、第１実施形態による接合体の製造方法により作製した。より詳細には、第1基板１２として、厚さ７３０μｍ、８インチのシリコン基板を用いた。シリコン基板の表面１２ａ上には、アルミの配線、酸化シリコン薄膜の層間絶縁膜、窒化タンタルのヒータ薄膜パターン、および外部の制御部と導通させるコンタクトパッドを形成した。なお、表面１２ａは、ミラー面となっている。

【0073】

次に、配線などが形成された表面１２ａ上に保護テープを貼り合わせ、第１基板１２の裏面１２ｂを研削装置によって研削し、第１基板１２の厚さが６２５μｍとなるまで薄加工した。そして、研削した裏面１２ｂを平滑化するためにＣＭＰ装置によって研磨した。具体的には、ＣＭＰ装置でコロイダルシリカを主成分とするスラリーとポリウレタン系の研磨パッドを用いて平滑化する。その後、アンモニア８重量％、過酸化水素水８重量％、および純水８４重量％の混合液からなる洗浄液を用いて研磨面、つまり、裏面１２ｂを洗浄してスラリーを除去した。

【0074】

その後、第２流路２６を形成するためのレジストマスクを裏面１２ｂに形成し、第２流路２６となる溝をエッチング加工により形成した。第２流路２６は、溝としての幅が２００μｍ、溝同士の間隔は７０～２５００μｍとした。裏面１２ｂにおけるレジストマスクの形成については、公知の種々の技術を用いることができる。また、第２流路２６を形成するためのエッチング加工としては、ドライエッチング、具体的には、ＳＦ₆ガスによるエッチングと、ＣＦ₄ガスによる堆積を繰り返すボッシュプロセスを用いた。平均の溝深さが４５０μｍになったらエッチングを停止し、保護テープに紫外線を照射して除去した後に、剥離液でレジストやエッチング堆積物を除去した。

【0075】

第２流路２６を形成すると、次に、裏面１２ｂに保護テープを貼り合わせ、第１流路２４を形成するためのレジストマスクを表面１２ａに形成し、第１流路２４となる複数のホールをドライエッチングにより形成した。第１流路２４の開口形状は約５０μｍ幅の正方形とした。ドライエッチング後に、保護テープを除去し、剥離液によりレジストやエッチング堆積物を除去した。

【0076】

また、第２基板１４として、厚さ４００μｍのシリコン基板を用いた。なお、第２基板１４は、表面１４ａおよび裏面１４ｂが研磨されている。第２基板１４の表面１４ａに１００ｎｍのタンタル膜を製膜し、パターニングすることで、アライメントマークを形成する。

【0077】

次に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を主成分とするネガ型の感光性樹脂２８を表面１４ａに塗布した。表面１４ａへは、スピン塗布により膜厚が５μｍとなるように感光性樹脂２８を塗布した。そして、第２基板１４を７０℃、５分間の条件でプリベークして乾燥させた。その後に、ｉ線を光源としたプロジェクション露光機を用いて、感光性樹脂２８に対してマスク２９を介して露光量３２０ｍＪ／ｃｍ²で露光して、可溶部と不溶部とを形成した。

【0078】

こうして第１基板１２および第２基板１４への処理が終了すると、接合アライメント装置を用いて、仮固定治具３０により第１基板１２を第２基板１４上の所定位置で仮固定した。そして、仮固定治具３０をプレス装置３６の下部プレス板４２に固定した。プレス装置３６における上部プレス板３８と下部プレス板４２とは、３０℃に温度制御されている。なお、プレスする直前の樹脂反応率を、ＦＴ－ＩＲを用いた手法で評価したところ３０％であった。

【0079】

次に、プレス装置３６の上部チャンバー４０を閉じて真空引きを行い、上部プレス板３８を下降させて５ｋＮでプレスし、上部プレス板３８と下部プレス板４２とを６０まで昇温させた。このときの昇温速度は５℃／ｍｉｎとした。６０℃まで昇温させた後に１０分間保持し、３０℃まで冷却して第１基板１２と第２基板１４とを仮接合させて仮接合体９９を作製した。なお、プレス前の露光直後の感光性樹脂２８の粘度（つまり、室温の粘度）に対するプレス中の粘度比（昇温後の粘度比）をレオメータで評価した結果、粘度比が最小で８％まで減少していた。また、プレスを完了したときの樹脂反応率は７５％であった。そして、作製された仮接合体９９に対して、１００℃、１５分間の条件でホットプレートを用いてＰＥＢ処理した。この時の樹脂反応率は９０％であった。

【0080】

その後、仮接合体９９において、第１基板１２の表面１２ａ側に保護テープを貼り合わせ、第２基板１４の裏面１４ｂ側にレジストを形成して、第３流路４６をボッシュプロセス（ドライエッチング）により形成した。第３流路４６の開口部形状は、約２００μｍの正方形とした。このドライエッチングでは、第３流路４６内に感光性樹脂２８が暴露したら処理を停止し、剥離液でレジストやエッチング堆積物を除去した。そして、保護テープを剥離し、プロピレングリコールモノメチルエーテルを主成分とする現像液に仮接合体９９を浸漬させて現像処理を行い、感光性樹脂２８の可溶部を除去した。このとき、感光性樹脂２８における開口形状は良好に形成されていた。そして、現像後の仮接合体９９をオーブンにより、２００℃、１時間の条件でベーク処理して、接合材としての感光性樹脂２８を本硬化させて、接合体１００を作製した。

【0081】

次に、接合体１００における第１基板１２の表面１２ａ側に、エポキシ樹脂から構成されたネガ型のドライフィルムを貼り合わせ、露光、現像することにより吐出口形成部材４８の側壁部５０を形成した。そして、側壁部５０の上からドライフィルムを貼り合わせ、露光、現像することにより吐出口形成部材４８の天板５２を形成した。その後、オーブンにより接合体１００を２００℃、１時間の条件でベーク処理して、吐出口形成部材４８を本硬化して、液体吐出ヘッド１０の作製を完了した。

【0082】

・サンプルＯ－１
次に、サンプルＯの比較例としてのサンプルＯ－１の製法について説明する。サンプルＯ－１は、下記の点においてのみ、サンプルＯの製法と異なっている。即ち、第２基板１４に塗布した感光性樹脂２８への露光を行った後に、ＰＥＢ処理、現像処理を行い、感光性樹脂２８をパターニングし、その後、プレス装置３６によるプレス処理を行った。なお、サンプルＯ－１では、プレス前の感光性樹脂２８の樹脂反応率は９２％であった。

【0083】

・サンプルＰ
また、サンプルＰは、第２実施形態による接合体の製造方法により作製した。より詳細には、サンプルＯと同様にして、第１流路２４と第２流路２６とが形成された第１基板１２を取得する。次に、第２基板１４上にアライメントマークを形成し、ドライエッチングにより第３流路４６を形成した。具体的には、アライメントマークの形成は、サンプルＯと同様の処理を行った。また、ドライエッチングは、第２基板１４の表面１４ａ側に保護テープを貼り合わせ、裏面１４ｂ側にレジストを形成して、第３流路４６をボッシュプロセスにより形成した。

【0084】

次に、感光性樹脂２８によるフィルムを備えた転写体を作製する。感光性樹脂２８は、サンプルＯで用いたものと同じものを用いた。ポリエチレンテレフタレート基材上に２０μｍの厚さで感光性樹脂２８をスピン塗布し、７０℃、２０分の条件で乾燥させて転写体を作製した。こうして作製した転写体を、表面１４ａに貼り付けた後に基材だけ剥がし、感光性樹脂２８によるフィルムをラミネートした。そして、表面１４ａを被覆しているフィルム状の感光性樹脂２８に対して、プロジェクション露光機を用いて、マスク２９を介して露光量３２０ｍＪ／ｃｍ²で露光して、可溶部と不溶部とを形成した。

【0085】

その後、サンプルＯと同様にして、仮固定治具３０により第１基板１２と第２基板１４とをアライメントした状態で仮固定し、仮固定治具３０をプレス装置３６内の下部プレス板４２上に配置する。このとき、下部プレス板４２は３０℃、上部プレス板３８は６０℃に保持されている。そして、プレス装置３６内を真空引きし、上部プレス板３８を下降させて４ｋＮでプレスして１０分間保持した後に、室温まで冷却して仮接合体９９を作製した。なお、プレスする直前の樹脂反応率は３０％であった。

【0086】

次に、仮接合体９９に対して、１００℃、１５分の条件でホットプレートによりＰＥＢ処理を行い、ＰＥＢ処理した仮接合体９９を、プロピレングリコールモノメチルエーテルを主成分とする現像液に浸漬して現像処理することで感光性樹脂２８の可溶部を除去した。なお、ＰＥＢ処理後の樹脂反応率は９０％であった。その後、仮接合体９９をオーブンで２００℃、１時間の条件でベーク処理することで、接合材としての感光性樹脂２８を本硬化させて接合体１００を作製した。そして、サンプルＯと同様にして、接合体１００における第１基板１２の表面１２ａ上に吐出口形成部材４８を形成して液体吐出ヘッド１０を作製した。

【0087】

・サンプルＱ
次に、サンプルＱは、第１実施形態による接合体の製造方法により作製した。より詳細には、サンプルＱは、サンプルＰの製法と、プレス方法のみを変更している。即ち、第１基板１２と第２基板１４とを仮固定した仮固定治具３０を下部プレス板４２上に固定した後に、上部チャンバー４０を下降させてプレス装置３６を閉じた。次に、上部プレス板３８を下降させて第１基板１２と第２基板１４とを、５ｋＮでプレスした後に、上部プレス板３８と下部プレス板４２とを３０℃から６０℃まで昇温させた。昇温速度は５℃／ｍｉｎとした。また、６０℃に昇温後１０分間保持し、その後、３０℃まで冷却して仮接合体９９を作製した。なお、このサンプルＱの製法については、主に、接合材の塗布方法および接合材の膜厚などが、サンプルＯの製法と異なっている。

【0088】

・サンプルＲ
さらに、サンプルＲは、第３実施形態による接合体の製造方法により作製した。より詳細には、サンプルＯと同様にして、第１流路２４と第２流路２６とが形成された第１基板１２を取得する。また、サンプルＰと同様にして、第３流路４６が形成された第２基板１４を取得する。そして、サンプルＰと同様にして、感光性樹脂１２８としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用い、感光性樹脂１２８がフィルム状に形成された転写体を作製し、表面１４ａに当該転写体におけるフィルムをラミネートして第１樹脂層５６を形成した。

【0089】

次に、第１樹脂層５６に対して、プロジェクション露光機を用い、マスク２９を介して露光量３２０ｍＪ／ｃｍ²で露光して、可溶部と不溶部とを形成した。そして、第１樹脂層５６を、ホットプレートを用いて１００℃、１５分間の条件でＰＥＢ処理した。その後、感光性樹脂２２８として感光性樹脂１２８と同じビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用い、スピン塗布により第１樹脂層５６上に第２樹脂層５８を形成した。この第２樹脂層５８の膜厚は１０μｍである。第２樹脂層５８を、７０℃、５分間の条件で乾燥した後に、感光性樹脂２２８に対して、マスク２９を介して露光量３２０ｍＪ／ｃｍ²で露光して、可溶部と不溶部とを形成した。

【0090】

その後、サンプルＯと同様にして、仮固定治具３０に第１基板１２と第２基板１４とをアライメントした状態で仮固定し、プレス装置３６の下部プレス板４２上に配置した。このとき、上部プレス板３８および下部プレス板４２は、３０℃に温度制御されている。そして、上部チャンバー４０を下降してプレス装置３６を閉めた後に、プレス装置３６内を真空引きする。次いで、上部プレス板３８を下降させて、第１基板１２と第２基板１４とを５ｋＮでプレスした後に、上部プレス板３８と下部プレス板４２とを６０℃まで昇温させた。このときの昇温速度は５℃／ｍｉｎとした。６０℃まで昇温後１０分間保持した後、３０℃まで冷却して仮接合体１９９を作製した。

【0091】

こうして作製した仮接合体１９９に対して、ホットプレートにより、１００℃、１５分間の条件でＰＥＢ処理した。そして、ＰＥＢ処理した仮接合体１９９を、プロピレングリコールモノメチルエーテルを主成分とする現像液に浸漬させて現像処理を行い、第１樹脂層５６および第２樹脂層５８の可溶部を除去した。現像処理が完了すると、仮接合体１９９をオーブンにより、２００℃、１時間の条件でベーク処理することで、接合材としての感光性樹脂１２８、２２８を本硬化させて接合体２００を作製した。その後、サンプルＯと同様にして、接合体２００における第１基板１２の表面１２ａ上に吐出口形成部材４８を形成して液体吐出ヘッド１０を作製した。

【0092】

なお、サンプルＲでは、第２樹脂層５８を形成する感光性樹脂２２８は、プレス前の樹脂反応率、ＰＥＢ処理後の樹脂反応率、および露光直後（プレス前）の感光性樹脂２２８の粘度に対するプレス中の感光性樹脂２２８の粘度比は、サンプルＯと同じであった。

【0093】

＜各サンプルのボイド発生の評価＞
図９は、本実施形態による接合体の製造方法により作製したサンプルと比較例としてのサンプルとについて、ボイドの発生の有無を評価した評価結果を示す図である。

【0094】

第１実施形態による接合体の製造方法を用いて作製したサンプルＯについて、吐出口形成部材４８を形成する前のウエハにおいて、超音波顕微鏡により第１基板１２と第２基板１４との接合部分からの液体のリークの有無を確認した。その結果、流路１８を含むチップ単位で、どのチップからも液体のリークを確認することができなかった。即ち、サンプルＯでは、第１基板１２と第２基板１４との接合面においてボイドが発生していないと評価できる。一方、サンプルＯの比較例として、公知技術の製法を用いて作製したサンプルＯ－１では、吐出口形成部材４８を形成する前のウエハにおいて、７０％のチップで上記接合部分から液体のリークを確認することができた。即ち、サンプルＯ－１では、第１基板１２と第２基板１４との接合面においてボイドが発生していると評価できる。

【0095】

第２実施形態による接合体の製造方法を用いて作製したサンプルＰについて、吐出口形成部材４８を形成する前のウエハにおいて、超音波顕微鏡により第１基板１２と第２基板１４との接合部分からの液体のリークの有無を確認した。その結果、どのチップからも液体のリークを確認することができなかった。即ち、サンプルＰでは、第１基板１２と第２基板１４との接合面においてボイドが発生していないと評価できる。

【0096】

サンプルＯとサンプルＰとについて、プレス中の感光性樹脂２８の粘度を、プレスによって感光性樹脂２８が流動して第２流路２６の壁面を這い上がる量から推定した。這い上がる量については、プレス完了時の断面ＳＥＭにより評価した。その結果、サンプルＰでは、感光性樹脂２８の壁面を這い上がった量が、サンプルＯのおよそ３倍となった。従って、サンプルＰでは、サンプルＯよりも感光性樹脂２８の流動性が高かったことがかわかる。このことから、サンプルＰでは、サンプルＯよりもプレス中の感光性樹脂２８の粘度が低くなり、露光直後（プレス前）の感光性樹脂２８の粘度に対する、プレス中の感光性樹脂２８の粘度比は、少なくとも８％よりも小さくなっているもの推測される。

【0097】

第１実施形態による接合体の製造方法を用いて作製したサンプルＱについて、吐出口形成部材４８を形成する前のウエハにおいて、超音波顕微鏡により第１基板１２と第２基板１４との接合部分からの液体のリークの有無を確認した。その結果、上記ウエハにおいて、３６％のチップで上記接合部分から液体のリークが確認された。即ち、サンプルＱでは第１基板１２と第２基板１４との接合面においてボイドが発生していると評価できる。

【0098】

しかしながら、サンプルＱについては、サンプルＯ－１と異なり、感光性樹脂２８への露光後にプレス処理を行い、その後、ＰＥＢ処理、現像処理を行うようにしている。このように、樹脂反応率の低い段階でプレス処理を行っているサンプルＱでは、公知技術による製法によって作製されたサンプルＯ－１よりもボイドの発生がより抑制されていることがわかる。なお、サンプルＱでは、ラミネートにより感光性樹脂２８を塗布しているため、プレス時の感光性樹脂の流動性が低く、このため、サンプルＯよりもボイドが発生したものと考えられる。

【0099】

第３実施形態による接合体の製造方法を用いて作製したサンプルＲについて、吐出口形成部材４８を形成する前のウエハにおいて、超音波顕微鏡により第１基板１２と第２基板１４との接合部分からの液体のリークの有無を確認した。その結果、どのチップからの液体のリークを確認することができなかった。即ち、サンプルＲでは、第１基板１２と第２基板１４との接合面においてボイドが発生していないと評価できる。

【0100】

（他の実施形態）
なお、上記実施形態は、以下の（１）乃至（４）に示すように変形してもよい。

【0101】

（１）上記第３実施形態では、第２樹脂層５８を形成する感光性樹脂２２８を、溶媒の含有量を多くすることによって第１樹脂層５６を形成する感光性樹脂１２８よりも低粘度とするようにしたが、これに限定されるものではない。即ち、感光性樹脂２２８としては、例えば、近似した特性を示す、分子量が低い感光性樹脂を用いるなど、溶媒の含有量によらずに、感光性樹脂１２８よりも低粘度となる感光性樹脂を用いてもよい。

【0102】

（２）上記実施形態では特に記載しなかったが、上記した第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態の複数を組み合わせるようにしてもよい。また、上記実施形態では、下部プレス板４２に対して、上部プレス板３８を下降させることで、第１基板１２および第２基板１４をプレスするようにしたが、これに限定されるものではない。即ち、上部プレス板３８と下部プレス板４２とが相対移動して、第１基板１２と第２基板１４とが感光性樹脂を介して押圧し合うようにプレスされる構成であればどのような構成であってもよい。

【0103】

（３）上記実施形態では、プレス処理の際に、感光性樹脂の樹脂反応率を低くするとともに、加熱部材（上部プレス板３８、下部プレス板４２）を所定の昇温速度で昇温するようにしたが、これに限定されるものではない。即ち、ボイドの発生を許容可能な範囲に抑制できるのであれば、感光性樹脂の樹脂反応率を低くすること、あるいは、加熱部材を所定の昇温速度で昇温することのどちらか一方のみを実行するようにしてもよい。

【0104】

（４）上記実施形態および上記した（１）乃至（３）に示す各種の形態は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0105】

１０ 液体吐出ヘッド
１２ 第１基板
１４ 第２基板
２８、１２８、２２８ 感光性樹脂
１００、２００ 接合体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】