DE69926813T2

DE69926813T2 - Verfahren zur Erzeugung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs

Info

Publication number: DE69926813T2
Application number: DE69926813T
Authority: DE
Inventors: Shuji Koike; Yoshiaki Kawasaki-shi SAKAMOTO; Tomohisa Kawasaki-shi SHINGAI; Seigen Kawasaki-shi OTANI; Toshihiko Kawasaki-shi OSADA; Kazuaki Kawasaki-shi KURIHARA
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2019-12-25
Also published as: DE69935462D1; EP1504903B1; DE69926813D1; KR20020097144A; US20030015492A1; DE69935462T2; EP1258357A4; KR100566846B1; WO2001047716A1; EP1258357A1; JP3879117B2; EP1504903A1; US6769177B2; EP1258357B1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Erzeugung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs und insbesondere ein Verfahren zur Erzeugung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs unter Benutzung einer Dünnfilmabscheidetechnologie bzw.-technik wie beispielsweise Ionenätzen.
Herkömmlicherweise ist als Druckerkopf ein Drahtsteuerdrucker weit verbreitet benutzt worden. Der Drahtsteuerdrucker führt ein Drucken durch magnetisches Steuern von Drähten und Drücken der Drähte gegen eine Platte mit einem dazwischen angeordneten Papierblatt oder Farbband aus. Der Drahtpunktdruckerkopf weist jedoch viele Nachteile wie beispielsweise großen Energieverbrauch, Geräuscherzeugung und niedrige Auflösung auf, und lässt infolgedessen als eine Druckereinrichtung viel zu wünschen übrig.
Deshalb ist neuerdings ein Drucker entwickelt worden, der einen piezoelektrische Elemente oder durch Wärme erzeugte Luftblasen benutzenden Tintenstrahlaufzeichnungskopf verwendet. Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der bei niedrigem Energieverbrauch geräuschlos betrieben wird und eine hohe Auflösung erzielt, ist als eine bevorzugte Druckereinrichtung bekannt geworden.
HINTERGRUNDTECHNIK
Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf umfasst grundsätzlich Düsen, Tintenkammern, ein Tintenzufuhrsystem, einen Tintenbehälter und einen Druckerzeugungsteil. Bei einem den Tintenstrahlaufzeichnungskopf benutzenden Drucker wird eine im Druckerzeugungsteil erzeugte Auslenkung als Druck auf die Tintenkammern übertragen, so dass Tintenpartikel aus den Düsen gespritzt werden und dadurch Buchstaben und andere Zeichen oder Bilder auf einem Aufzeichnungsmedium wie beispielsweise einem Blatt Papier aufgezeichnet werden.
Gemäß dem bekannten herkömmlichen Verfahren wird auf einer Seite der äußeren Wand einer Tintenkammer ein piezoelektrisches Dünnplattenelement angebracht. Durch Zuführen einer impulsförmigen Spannung zum piezoelektrischen Element lenkt eine aus dem piezoelektrischen Element und der äußeren Wand der Tintenkammer gebildete Verbundplatte aus. Eine durch die Auslenkung erzeugte Auslenkung erzeugt Druck, der auf die Tintenkammer ausgeübt wird, so dass Tinte gespritzt wird.
1 ist eine schematische Darstellung, die einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf 10 und seine Peripherie eines herkömmlichen Druckers 1 zeigt, und 2 ist eine perspektivische Darstellung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs 10, die den Umriss seiner Konfiguration zeigt.
Nach 1 ist der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 10 an der unteren Fläche eines Wagens 2 angebracht. Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 10 ist gegenüber einer Platte 5 zwischen einer Transportrolle 3 und einer Ausgaberolle 4 angeordnet. Der Wagen 2 umfasst einen Tintenbehälter 6 und ist so bereitgestellt, dass er in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des Blatts der 1 bewegbar ist. Ein Papierblatt 7 ist zwischen eine Andrückrolle 8 und die Transportrolle 3 und außerdem zwischen eine Andrückrolle 9 und die Ausgaberolle 4 gezwängt, um in der durch den Pfeil A angezeigten Richtung transportiert zu werden. Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 10 wird betrieben, und der Wagen 2 wird in der Richtung senkrecht zur Blattoberfläche bewegt, so dass der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 10 auf dem Papierblatt 7 ein Drucken ausführt. Das bedruckte Papierblatt 7 wird in einem Stapler 20 abgelegt.
Wie in 2 gezeigt weist der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 10 piezoelektrische Elemente 11, individuelle Elektroden 12, die auf den piezoelektrischen Elementen 11 ausgebildet sind, eine Düsenplatte 14, in der Düsen 13 ausgebildet sind, Tintenkammerwände 17 aus Metall oder Harz, die mit der Düsenplatte 14 Tintenkammern 15 bilden, die mit den Düsen 13 korrespondieren, und eine Membran 16 auf.
Die Düsen 13 und die Membran 16 sind gegenüber den Tintenkammern 15 angeordnet. Die Peripherie der Tintenkammern 15 und die korrespondierende Peripherie der Membran 16 sind fest verbunden, und die piezoelektrischen Elemente 11 bewirken, dass die jeweils korrespondierenden Teile der Membran 16, wie durch die gestrichelte Linie in 2 angezeigt, ausgelenkt werden. An die piezoelektrischen Elemente 11 werden durch Zuführen elektrischer Signale aus dem Hauptkörper des Druckers zu den individuellen piezoelektrischen Elementen 11 durch eine in der Zeichnung nicht gezeigte gedruckte Schaltungsplatte Spannungen angelegt. Die piezoelektrischen Elemente 11, denen die Spannungen zugeführt werden, kontrahieren oder expandieren, um in den jeweiligen Tintenkammern 15 Druck zu bewirken, so dass Tinte verspritzt wird. Dadurch wird ein Drucken auf das Aufzeichnungsmedium ausgeführt.
Die piezoelektrischen Elemente 11 werden auf dem oben beschriebenen, in 2 gezeigten herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungskopf 10 durch Anbringen von plattenförmigen piezoelektrischen Elementen an mit den Tintenkammern 15 korrespondierenden Positionen oder durch zuerst Anbringen eines piezoelektrischen Elements über den Tintenkammern 15 und dann Teilen des piezoelektrischen Elements entsprechend den Tintenkammern 15 gebildet.
Wenn bei dem so erzeugten herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungskopf 10 ein dünnes piezoelektrischen Element (kleiner als 50 μm) verwendet wird, um seine Größe zu reduzieren, verursacht eine Variation in der Dicke eines zum Anbringen benutzten Haftmittels Variationen in der Auslenkung der piezoelektrischen Elemente, so dass die Charakteristik des Tintenkopfs verschlechtert wird. Außerdem besteht bei dem piezoelektrischen Element dieses Typs das Problem, dass zur Zeit des Anbringens ein Riss in ihm gebildet wird.
Gewisse Erfinder der vorliegenden Erfindung haben zusammen mit einem anderen Erfinder ein Verfahren zur Erzeugung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs vorgeschlagen, das eine Dünnfilmabscheidetechnologie bzw. -technik benutzt, um die oben beschriebenen Nachteile zu eliminieren. Jedoch gibt es bei diesem Verfahren noch Raum für Verbesserung.
Aus der Japanischen Patentanmeldung JP-A-10-128973, am 19. Mai 1998 zuerst veröffentlicht, geht ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfs durch aufeinanderfolgendes Bilden einer oberen Elektrodenschicht auf einer piezoelektrischen Schicht auf einer unteren Elektrodenschicht auf einem Substrat durch eine Dünnfilmabscheidetechnologie bzw. -technik hervor. Danach werden die Energieerzeugungselemente zur Erzeugung eines Tintenausspritzens bzw. -ausstoßens durch gleichzeitiges Trockenätzen aller der erwähnten drei Schichten durch einen Ionenätzprozess gebildet. Bei diesem Ionenätzprozess wird im piezoelektrischen Element, das einen langen horizontalen und einen kurzen vertikalen Abschnitt aufweist, eine Stufenstruktur gebildet. Die Stufenstruktur dient dem Zweck einer Erhöhung des Abstandes zwischen der unteren und der oberen Elektrode, wodurch der Widerstand erhöht wird, was die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses zwischen den zwei Elektroden erniedrigt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Das heißt, es ist eine prinzipielle Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Erzeugung eines verkleinerten Tintenstrahlaufzeichnungskopfs höherer Genauigkeit bei niedrigen Kosten bereitzustellen, indem unter Benutzung einer Dünnfilmabscheidetechnologie bzw. -technik weitere Verbesserungen in Bezug auf ein Verfahren zur Erzeugung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs gemacht werden.
Die obige Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Verfahren zur Erzeugung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs gelöst, das die Schritte aufweist: Bilden einer auf eine Elektrodenschicht folgenden piezoelektrischen Schicht auf einem Substrat durch Benutzung einer Dünnfilmabscheidetechnologie bzw. -technik, Bilden eines Energieerzeugungselements zur Erzeugung von Energie zum Tintenausstoß durch gleichzeitiges Ätzen der Elektrodenschicht und der piezoelektrischen Schicht durch Ionenätzen und Entfernen einer Umzäunung, die durch Abscheidungen gemischter feiner Pulver, welche die von der Elektrodenschicht und der piezoelektrischen Schicht abgeätzten enthalten, gebildet ist, durch das Ionenätzen.
Bei der vorliegenden Erfindung kann ein Energieerzeugungselement, das Integralität aufweist, erzeugt werden, da die Elektrodenschicht und die piezoelektrische Schicht durch Ionenätzen gleichzeitig geätzt werden.
Außerdem kann ein großer Bereich durch Ätzen mittels Ionenätzens bearbeitet werden, und eine Ätzanisotropie ist hoch. Demgemäss kann die Form des Energieerzeugungselements frei gestaltet werden, und sein geätzter Abschnitt ist ohne Bildung unnötiger Abschrägungen vertikal.
Auf dem Energieerzeugungselement werden Abscheidungen von durch das Ionenätzen erzeugten gemischten feinen Pulvern gebildet. Jedoch durch den Schritt des Entfernens der Abscheidungen kann die Peripherie des Energieerzeugungselements vor Ausführung des nachfolgenden Produktionsprozesses planarisiert werden, so dass ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der ein genaues Energieerzeugungselement aufweist, erzeugt werden kann.
Bei dem oben beschriebenen Schritt des Entfernens der Umzäunung können die Abscheidungen der gemischten feinen Pulver durch Benutzung von Ionenätzen entfernt werden.
Ein Ionenätzwinkel ist hier vorzugsweise größer als der beim Schritt der Bildung des Energieerzeugungselements.
Der Ionenätzwinkel beim Schritt des Entfernens der Umzäunung ist um fünf Grad kleiner als θ, der aus der folgenden Gleichung erhalten wird, und der Ionenätzwinkel beim Schritt zur Bildung des Energieerzeugungselements fällt vorzugsweise zwischen 0 und 45°.
Der Ionenätzwinkel zur Entfernung der Umzäunung differiert abhängig von einem Elementarrayraum, einer Musterresistdicke (Wandhöhe) und einer Musteröffnungsweite, und ein optimaler Ionenätzwinkel wird auf der Basis jeder Dimension bzw. Abmessung bestimmt. Beispielsweise wird bei einer Emission von Argongas (Ar-Gas) ein maximaler Winkel durch die folgende Gleichung bestimmt, die durch die Tiefe (von der Oberfläche eines Resistmusters zu einem nach dem Ionenätzen gebildeten Boden) und der Weite eines Öffnungsteils definiert ist: θ = arctan (Weite/Tiefe)
Das heißt, der Ionenätzwinkel zur Entfernung der Umzäunung wird innerhalb des Bereichs von 0° bis θ der oben beschriebenen Gleichung, vorzugsweise annähernd zwischen θ (Maximum) und θ – 5° eingestellt. Beim Ionenätzen zur Entfernung der Umzäunung, wo das Ätzen wie beim Ionenätzen zur Bildung des Musters ausgeführt wird, wird der Bodenteil geätzt, um eine Erzeugung einer Umzäunung durch einen Kontrast zu induzieren, wenn der Emissionswinkel zu aufrecht (annähernd auf 0°) eingestellt ist.
Beim Schritt der Entfernung der Umzäunung kann CMP oder Nassätzen angewendet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung, die einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf und seine Peripherie eines herkömmlichen Druckers zeigt;
2 ist eine perspektivische Darstellung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs nach 1, die einen Umriss seiner Konfiguration zeigt;
3(A) bis 3(H) sind schematische Darstellungen, die einen durch gewisse Erfinder der vorliegenden Erfindung und einem anderen Erfinder erfundenen Produktionsprozess eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes zeigen;
4 ist eine schematische Darstellung, die einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf zeigt, der eine ein Verstärkungsteil aufweisende Membran aufweist, wobei der Tintenstrahlaufzeichnungskopf vorher von den Erfindern erfunden ist;
5 ist eine schematische Darstellung, die typische Umzäunungen F, die um Energieerzeugungselemente gebildet sind, zeigt;
6(A) bis 6(M) sind schematische Darstellungen, die einen Produktionsprozess eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs einer Ausführungsform zeigen;
7 ist eine einen Umriss des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs zeigende perspektivische Darstellung des durch den Produktionsprozess der Ausführungsform erzeugten Tintenstrahlaufzeichnungskopfs; und
8(A) und 8(B) sind Diagramme, die andere Mittel zur Entfernung der Umzäunung zeigen.
BESTE ART UND WEISE DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs unter Benutzung der von den gewisse Erfinder der vorliegenden Erfindung umfassenden Erfindern vorher vorgeschlagenen Dünnfilmabscheidetechnologie bzw. -technik. Um die vorliegende Erfindung verstehen zu helfen wird zuerst eine Beschreibung des von den Erfindern vorgeschlagenen Tintenstrahlaufzeichnungskopfs und von bei der vorliegenden Erfindung zu machenden Verbesserungen gegeben, und dann wird eine detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung gegeben.
(Vorher vorgeschlagene Erfindung)
Bei einem Angebot, einen unter einem völlig neuen Gesichtspunkt in der Größe weiter reduzierten Tintenstrahlaufzeichnungskopf bereitzustellen, haben die Erfinder durch intensive Studien einen durch Benutzung einer Dünnfilmabscheidetechnologie bzw. -technik erzeugten Tintenstrahlaufzeichnungskopf erfunden. Für den Tintenstrahlaufzeichnungskopf ist eine Patentanmeldung angemeldet worden (Japanische Patentanmeldung Nr. 10-297919). Es wird eine kurze Beschreibung dieser Erfindung gegeben. Die 3(A) bis 3(H) sind schematische Darstellungen, die einen Produktionsprozess eines von den Erfindern vorher erfundenen Tintenstrahlaufzeichnungskopfs 30 zeigen.
Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 30 wird durch die in den 3(A) bis 3(H) gezeigten Schritte erzeugt. Auf einem Magnesiumoxydsubstrat (MgO-Substrat) 40 wird durch Sputtern eine Elektrodenschicht 31 aus einem Platinfilm (Pt-Film) gebildet. Die Elektrodenschicht 31 wird strukturiert bzw. gemustert und geteilt, so dass eine individualisierte Elektrodenschicht 38 (nachstehend als individuelle Elektroden bezeichnet) gebildet wird (3(A), (B)). Als nächstes wird darauf durch Sputtern eine piezoelektrische Schicht 32 gebildet (3(C)). Die piezoelektrische Schicht 32 wird so strukturiert bzw. gemustert und geteilt, dass sie mit den individuellen Elektroden 38 korrespondiert. Dadurch werden Energieerzeugungselemente 37 gebildet, die aus Laminierungen aus den individualisierten piezoelektrischen Schichten 33 (nachstehend als piezoelektrische Elemente bezeichnet) und den individuellen Elektroden 38 gebildet sind und als ein Energie zum Tintenausstoß erzeugender Teil dienen (3(D)). Als nächstes wird auf der oberen Fläche des MgO-Substrats 40 zu ihrer bzw. seiner Planarisierung eine Polyimidschicht 41 gebildet (3(E)). Als nächstes wird Sputtern von Chrom (Cr) auf seine obere Fläche ausgeführt, so dass eine Membran 34, die ein Cr-Sputterungsfilm ist, gebildet wird (3(F)). Als nächstes wird auf die Membran 34 ein Trockenfilm 42 aufgebracht, und eine Belichtung und Entwicklung werden unter Benutzung einer Maske auf dem Trockenfilm 42 bei Positionen, die mit den Energieerzeugungselementen 37 korrespondieren, ausgeführt, so dass Druckkammern 35 gebildet werden (3(G)). Schließlich wird das MgO-Substrat 40 durch Ätzen entfernt. So wird ein Oberhälftekörper 30A des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs 30 gebildet. Ein Unterhälftekörper 30B, der die unteren konkaven Teile der Druckkammern 35 und eine Düsenplatte 44, die mit den Druckkammern 35 korrespondierende Düsen aufweist, wird mit dem Oberhälftekörper 30A verbunden, so dass der Tintenstrahlaufzeichnungskopf gebildet wird (3(H)).
Außerdem machten die Erfinder des oben beschriebenen Tintenstrahlaufzeichnungskopfs 30 eine Erfindung zur Bereitstellung beispielsweise eines in 4 gezeigten Verstärkungsteils 39 für die Membran 34, um zu verhindern, dass in der Membran 34 ein Riss gebildet wird. Dafür ist auch eine Patentanmeldung eingereicht worden (Japanische Patentanmeldung Nr. 10-371033).
Jedoch ist die Technologie bzw. Technik der Erzeugung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs unter Benutzung der Dünnfilmabscheidungstechnologie bzw. -technik neu, und der oben beschriebene Tintenstrahlaufzeichnungskopf 30 hat noch Raum für Verbesserung.
Das heißt, bei dem in den 3(A) bis 3(H) gezeigten Produktionsprozess wird der Pt-Film 31 auf dem Substrat 40 durch Sputtern gebildet, und die individuellen Elektroden 38 werden durch Teilen des Pt-Films 31 gebildet (3(A), (B)). Die piezoelektrische Schicht 32. wird über der ganzen Laminierung der 3(B) durch Sputtern gebildet (3(C)), und die piezoelektrische Schicht 32 wird durch Nassätzen in die piezoelektrischen Elemente 33 geteilt, so dass die Energieerzeugungselemente 37, welche die Laminierungen der individuellen Elektroden 38 und der piezoelektrischen Elemente 33 sind, gebildet werden (3(D)). Deshalb wird die Strukturierung bzw. Musterbildung zweimal ausgeführt, und die individuellen Elektroden 38 und die piezoelektrischen Elemente 33 sind so angeordnet, dass sie zuverlässig überlagert sind, so dass die Energieerzeugungselemente 37 gebildet werden.
Außerdem wird, da die Strukturierung ein Nassätzen anwendet, ein Ätzen isotrop ausgeführt, so dass geneigte abgeschrägte Teile um die piezoelektrischen Elemente 33 herum gebildet werden. Die abgeschrägten Teile existieren um die piezoelektrischen Elemente 33 herum, welche die individuellen Elektroden 38 (oberen Elektroden) und die Membran (34) (untere Elektrode) zur Erzeugung einer Auslenkung kontaktieren, und werden Nichtauslenkteile, an die keine Spannung angelegt wird. Dies schränkt die Auslenkung der piezoelektrischen Elemente 33 ein.
(Bei der vorliegenden Erfindung zu machende Verbesserungen)
Die Erfinder bestätigten, dass bei den oben beschriebenen zwei Strukturierungs- bzw. Musterbildungsprozessen, der Positionierung der individuellen Elektroden 38 und der piezoelektrischen Elemente 33 und den um die piezoelektrischen Elemente 33 herum gebildeten abgeschrägten Teile Verbesserungen durch Ausführen einer Strukturierung bzw. Musterbildung mittels Ionenätzens gemacht werden können.
Das heißt, Ionenätzen weist eine hohe Ätzanisotropie auf, so dass die Elektrodenschicht 31 und die piezoelektrische Schicht 32 gleichzeitig bearbeitet werden können. Demgemäss werden die Elektrodenschicht 31 und die piezoelektrische Schicht 32 sukzessive auf dem Substrat 40 gebildet, und danach werden die Elektrodenschicht 31 und die piezoelektrische Schicht 32 in einem geschichteten Zustand durch Ionenätzen gleichzeitig geätzt. Dadurch können die aus den individuellen Elektroden 38 und den piezoelektrischen Elementen 33 gebildeten Energieerzeugungselemente 37 in einem einzelnen Strukturierungs- bzw. Musterbildungsprozess gebildet werden, und der Positionierungsfehler kann eliminiert werden. Infolgedessen können die Energieerzeugungselemente mit hoher Genauigkeit erzeugt werden.
Im Fall der Anwendung von Ionenätzen jedoch wird eine Mischung aus feinen Pulvern, die von der Elektrodenschicht 31 und der piezoelektrischen Schicht 32 und außerdem vom Substrat 40 abgeätzt wird, wenn an ihnen Ionenätzen ausgeführt wird, rundum abgeschieden und gehärtet, so dass wandähnliche Abscheidungen (nachstehend als Umzäunungen bezeichnet) erzeugt werden.
5 ist eine schematische Darstellung, die typische Umzäunungen F zeigt, die um die Energieerzeugungselemente 37 herum gebildet sind. Bei der Bearbeitung durch Ionenätzen wird auf zu erhaltenden Schichtteilen zum Schutz ein Resist R platziert, so dass ungewollte Teile entfernt werden, die von einem Hochgeschwindigkeitsargongas getroffen werden. Die durch diese Operation erhaltenen und geteilten Teile werden später ein Energieerzeugungsteil, der bewirkt, dass Tinte vom Tintenstrahlaufzeichnungskopf gespritzt werden. Wie oben beschrieben sind diese Teile die Laminierungen der individuellen Elektroden 38 und der piezoelektrischen Elemente 33 und werden in dieser Anmeldung als die Energieerzeugungselemente 37 beschrieben.
Wenn Ionenätzen mit dem erforderlichen Resist R, der auf der Laminierung aus der Elektrodenschicht 31 und der piezoelektrischen Schicht 32, die auf dem Substrat 40 gebildet sind, platziert ist, ausgeführt wird, wird die von der Elektrodenschicht 31, der piezoelektrischen Schicht 32 und dem Substrat 40 abgeätzte Mischung aus den feinen Pulvern gehärtet, um die Umzäunungen F zu bilden. Wie in 5 gezeigt werden die Umzäunungen F hauptsächlich an Längsendteilen bzw. Stirnteilen erzeugt und haften daran.
5 zeigt den Zustand der Umzäunungen F nach dem Ionenätzen und der Entfernung des Resists R. Der Resist R existiert auf den oberen Flächen der geschützten Teile unmittelbar nach dem Ionenätzen. Mit dem existierenden Resist R schreitet die Abscheidung der Umzäunungen F unter Benutzung des durch eine gestrichelte Linie teilweise angedeuteten Resists R als Oberseitenstützwände fort.
Bei dem wie in den 3(A) bis 3(H) beschriebenen Ionenätzen folgt weiter eine Zahl von Prozessen wie beispielsweise Bildung der Polyimidschicht 41 als ein isolierender Film und Bildung des Films der Membran 34, um den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 30 zu bilden. Insbesondere ist bei der Bildung der Polyimidschicht 41 und der Membran 34 Glattheit erforderlich. Außerdem sind Energieerzeugungselemente 37, an denen die Umzäunungen F haften, in der Auslenkung eingeschränkt.
(Beschreibung der vorliegenden Erfindung)
Unten wird eine Beschreibung der vorliegenden Erfindung, bei der die oben beschriebenen Aspekte verbessert sind, gegeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Produktionsprozess eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs unter Benutzung einer Dünnfilmabscheidetechnologie bzw. -technik den Schritt einer Bildung von Energieerzeugungselementen durch Ätzen mittels Ionenätzens und Teilen der Laminierung einer Elektrodenschicht und einer Spannungskörperschicht, die auf einem Substrat gebildet sind, und Entfernen der zur Zeit der Bildung der Energieerzeugungselemente erzeugten Umzäunungen F.
Eine detaillierte Beschreibung eines Verfahrens zur Erzeugung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs wird unten anhand der Zeichnungen gegeben. Die 6(A) bis 6(M) zeigen einen Produktionsprozess eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs gemäß einer Ausführungsform. Zur Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs wird zuerst ein wie in 6(A) gezeigtes Substrat 120 präpariert. Für das Substrat kann eine Vielfalt herkömmlich bekannter Materialien verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform ist als das Substrat 120 ein Magnesiumoxyd(MgO)-Einkristall von 0,3 mm Dicke verwendet.
Auf dem Substrat 120 werden eine Elektrodenschicht 121 von annähernd 0,1 μm und eine piezoelektrische Schicht 122 von annähernd 2 μm unter Benutzung einer Dünnfilm-Sputterabscheidungstechnologie bzw. -technik sukzessive gebildet. Insbesondere wird, wie in 6(B) gezeigt, zuerst die Elektrodenschicht 121 auf dem Substrat 120 gebildet, und dann wird, wie in 6(C) gezeigt, die piezoelektrische Schicht 122 auf der Elektrodenschicht 121 gebildet. Bei dieser Ausführungsform ist für die Elektrodenschicht Platin (Pt) benutzt, und für die piezoelektrische Schicht ist PZT (lead-zirconate-titanate (Blei-Zirkonat-Titanat)) benutzt.
Als nächstes wird mittels Ionenätzens ein Ätzen ausgeführt, so dass Laminierungen aus der Elektrodenschicht 121 und der piezoelektrischen Schicht 122 an mit Druckkammern korrespondierenden Positionen gebildet werden. Ein an diesem Punkt benutztes Ionenätzmuster wird durch einen Trockenfilmresist (im Folgenden als DF-Resist (dry film restist) bezeichnet) gebildet.
6(D) zeigt einen Zustand, bei dem das DF-Resistmuster gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform werden Positionen 157, bei denen die später beschriebenen Energieerzeugungselemente 132 gebildet werden und eine Position 159, bei der ein Hilfsrahmenkörper 139 zur Verstärkung einer Membran 123 gebildet wird, durch einen DF-Resist 150 von annähernd 15 μm Dicke als zu erhaltende Teile geschützt. Bei dieser Ausführungsform wurde FI215 (ein Alkalitypresist, ein Produkt von TOKYO OHKA KOGYO CO., LTD.), der als der DF-Resist 150 verwendet wurde, bei 2,5 Kgf/cm mit 1 m/s bei 115°C laminiert, mit einer Glasmaske einer Belichtung von 120 mJ ausgesetzt, für 10 Minuten auf 60°C vorgewärmt, auf Raumtemperatur abgekühlt und mit einer 1 Gew.-%-igen (wt.%) Na₂CO₃-Lösung entwickelt, so dass das Muster gebildet wurde.
Als nächstes wurde ein Ionenätzen in einer wie in 6(E) gezeigten Ionenätzeinrichtung 160 ausgeführt, so dass die Energieerzeugungselemente 132 in einer Laminierung 100A der 6(D) gebildet werden. Die Ionenätzeinrichtung 160 weist im Innern ein Hochvakuum und eine Ionenquelle auf, bei der Gas wie beispielsweise Argon(Ar)-Gas mit von einem heißen Draht (Heizdraht (filament)) abgegebenen Thermoelektroden bombardiert wird, um Ionen zu erzeugen. Die Ionen aus der Ionenquelle werden in einen parallelen Strahl geformt, um auf eine Probe emittiert zu werden, so dass die Probe geätzt wird. In der Ionenätzeinrichtung 160 ist ein Halter 161, auf dem die Probe platziert ist, drehbar bereitgestellt, obgleich eine Einrichtung zum Antreiben des Halters 161 in der 6(E) nicht gezeigt ist. Außerdem kann ein Winkel, unter dem der Ionenstrahl emittiert wird (Ionenätzwinkel) durch Änderung der Neigung des Halters 161 geändert werden.
Bei dieser Ausführungsform wurde das Substrat 120 auf einem Kupferhalter 160 mit Fett guter Wärmeleitfähigkeit befestigt, und das Ionenätzen wurde unter Benutzung nur von Argon(Ar)-Gas bei annähernd 700 V unter einem Ionenätzwinkel von annähernd 15° ausgeführt.
Der Ionenätzwinkel hier ist ein durch die Senkrechte V der Laminierung 100A und der Richtung, in der das Argongas emittiert wird, gebildeter Winkel. In 6(E) ist eingeschlossen eine vergrößerte Darstellung gezeigt, um diese Beziehung verstehen zu helfen.
Als Resultat des oben beschriebenen Ionenätzens wurde ein in 6(F) gezeigter Zustand erreicht. Der Abschrägungswinkel von dem Ionenätzen unterworfenen Teilen in der Tiefenrichtung hatte eine Rechtwinkligkeit von über 85° zur Laminierungsfläche. Durch dieses Ionenätzen wurden die Energieerzeugungselemente 132 unter den Positionen 157 des DF-Resists 150 gebildet, und der Hilfsrahmenkörper 139 wurde unter der Position 159 des DF-Resists 150 gebildet.
Andererseits wurden durch dieses Ionenätzen die Umzäunungen F auf den Längsendflächen bzw. Stirnflächen der Energieerzeugungselemente 132 und in den Gebieten der Innenwand des Hilfsrahmenkörpers 139, in welchen Gebieten keine Energieerzeugungselemente 132 existieren, gebildet. Wenn der DF-Resist von dem in 6(F) gezeigten Zustand entfernt wird, verbleiben die von den Energieerzeugungselementen 132 und dem Hilfsrahmenkörper 139 vorstehenden Umzäunungen F (siehe 5). Diese Umzäunungen F sind zu entfernen, da diese Umzäunungen F negative Effekte bei der nachfolgenden Bildung der Glattheit erfordernden Membran 132 haben und die Energieerzeugungselemente 132 in der Auslenkung beschränken.
Demgemäss wurde bei dieser Ausführungsform ein wie in 6(G) gezeigtes Ionenätzen bei einer Laminierung 100B erneut ausgeführt, wobei der DF-Resist 150 der 6(F) auf ihrer oberen Fläche platziert bleibt. Dieses Ionenätzen wirkt als ein Mittel zur Entfernung der Umzäunungen F.
Das heißt, beim Ionenätzen der 6(E) wurde das Argongas auf die Oberfläche der Laminierung 100A unter einem Winkel, der annähernd ein rechter Winkel ist, emittiert, um die Energieerzeugungselemente 132 in der Laminierung 100A zu bilden, während bei diesem Ionenätzen das Argongas unter einem Ionenätzwinkel flacher als ein rechter Winkel emittiert wird, so dass die Umzäunungen entfernt werden. Vorzugsweise ist der Ionenätzwinkel zur Entfernung der in 6(G) gezeigten Umzäunungen F im Bereich von etwa 45° bis 81°, vorzugsweise von etwa 76° bis 81°. Bei Ionenätzwinkeln in diesem Bereich kann ein Ätzen zur Entfernung der Umzäunungen F ohne weiteres Ätzen des ausgesetzten Substrats 120 ausgeführt werden. Wenn jedoch der Ionenätzwinkel 81° überschreitet, sind die Umzäunungen im Schatten des Resistmusters, so dass Argon daran gehindert wird, auf die Umzäunungen emittiert zu werden. Bei dieser Ausführungsform ist die Elektrodenschicht etwa 0,1 μm, die piezoelektrische Schicht ist etwa 2 μm und der DF-Resist ist etwa 15 μm, der Düsenabstand ist etwa 1/150 Zoll (inch), das gebildete Energieerzeugungselement 132 ist etwa 80 μm in der Breite und der Ionenätzwinkel ist 81°.
Außerdem wurde bei Experimenten festgestellt, dass, wenn man bei dieser Ausführungsform eine Ionenätzrate für das PZT gleich 100 sein lässt, der verwendete Resist (FI215, 15 μm) mit einer 66 %-Rate geätzt wurde. Wenn das Ionenätzen beispielsweise für eine Tiefe von 2 μm ausgeführt wird, wird der Resist in der Dicke auf 1,3 μm reduziert.
Lässt man beim Muster dieser Ausführungsform das PZT gleich 80 μm sein, wobei der Abstand 1/150 Zoll (etwa 169 μm) ist, beträgt eine Ionenätzbreite 89 μm, und die Resistdicke, die anfänglich 15 μm war, wird auf 13,7 μm abgearbeitet. Ein maximaler Winkel zur Entfernung der Umzäunungen wird aus der oben beschriebenen Gleichung zur Gewinnung von θ auf 80,9° berechnet. Jedoch werden, wenn eine Variation in der Dicke des Resists betrachtet wird, etwa 5° abgezogen, so dass ein optimaler Winkel zur Umzäunungsentfernung annähernd 76° beträgt (der Winkel kann nicht auf Dezimalen bzw. Dezimalstellen eingestellt werden).
Wenn der gleiche Prozess wie oben beschrieben ausgeführt wird, liegt, wenn beispielsweise der Elementabstand 1/300 Zoll (etwa 84,7 μm; eine optimale PZT-Breite an diesem Punkt ist 40 μm) ist, der Ionenätzwinkel bei der Musterbildung im Bereich von etwa 0 bis 76° und ist vorzugsweise kleiner oder gleich 45°, und der Winkel zur Umzäunungsentfernung ist etwa 68°.
Eine vergrößerte Darstellung ist auch in 6(G) eingeschlossen gezeigt, um zu helfen, den Ionenätzwinkel zu verstehen.
6(H) zeigt einen Zustand, bei dem die Umzäunungen F auf diese Weise entfernt sind und der DF-Resist 150 entfernt ist. Die Energieerzeugungselemente 132 und der Hilfsrahmenkörper 139 sind auf dem Substrat 120 gebildet. Die Energieerzeugungselemente 132 sind die Laminierungen aus den piezoelektrischen Elementen 127 und den individuellen Elektroden 126.
Danach wird, wie in 6(I) gezeigt, eine planarisierte Isolationsschicht 152 gebildet, so dass die Membran 123 so gebildet wird, dass sie flach ist und die ionengeätzten Teile isoliert sind.
Als nächstes wird durch Sputtern die wie in 6(J) gezeigte Membran 123 gebildet, so dass der Laminierungsteil aus der Membran 123 und den Energieerzeugungselementen 132 als Teile zur Erzeugung von Energie zum Tintenausstoß dient. Als ein Material für die Membran 123 kann Ni-Cr oder Cr benutzt werden.
Wenn die Bildung der Schichten 121 bis 123 unter Benutzung der das Ionenätzen umfassenden Dünnfilmabscheidetechnologie bzw. -technik auf diese Weise vollendet ist, werden als nächstes bei mit den Energieerzeugungselementen 132 der Schichten 121 bis 123 korrespondierenden Positionen wie in 6(K) gezeigte Druckkammeröffnungen gebildet. Bei dieser Ausführungsform wurden die Druckkammeröffnungen durch Benutzung eines Trockenfilmresists eines Lösungsmitteltyps gebildet. Der hier verwendete Trockenfilmresist war ein PR-100-Serienprodukt (TOKYO OHKA KOGYO CO., LTD.) und wurde bei 2,5 Kgf/cm mit 1 m/s bei 35°C laminiert, ausgerichtet und unter Benutzung einer Glasmaske und Ausrichtungsmarken im Muster der piezoelektrischen Schicht 122 (und der Elektrodenschicht 121) zur Zeit des Ionenätzens einer Belichtung von 180 mJ unterworfen, für 10 Minuten auf 60°C vorgewärmt, auf Raumtemperatur abgekühlt und mit C-3- und F-5-Lösungen (von TOKYO OHKA KOGYO CO., LTD.) entwickelt, so dass das Muster gebildet wurde.
Andererseits werden, wie in 6(L) gezeigt, ein Hauptkörperteil 142b, der Druckkammern 129 und eine Düsenplatte 130 aufweist, durch Ausführen eines vom oben beschriebenen Verfahren verschiedenen Verfahrens gebildet. Der die Druckkammern 129 aufweisende Hauptkörperteil 142b wird durch eine vorbestimmte Zahl mal wiederholtes Ausführen einer Laminierung, Belichtung und Entwicklung eines Trockenfilms (ein Lösungsmitteltyp-Trockenfilm, ein PR-Serienprodukt (von TOKYO OHKA KOGYO CO., LTD.) auf der Düsenplatte 130 (die in der Zeichnung nicht gezeigte Ausrichtungsmarken aufweist) gebildet.
Ein spezielles Verfahren zur Bildung des Hauptkörperteils 142b ist wie folgt. Das heißt, das Muster von Führungskanälen 141 (60 μm im Durchmesser und 60 μm in der Tiefe) zur Führung von Tinte von der Druckkammer 129 zu Düsen 131 (20 μm im Durchmesser, gerade Löcher) und Ausrichten eines Tintenstroms in eine einzelne Richtung wird auf der Düsenplatte 130 (etwa 20 μm in der Dicke) durch Benutzung der Ausrichtungsmarken auf der Düsenplatte 130 belichtet und dann werden wie ein Tintenkanal 133 die Druckkammern 129 (etwa 100 μm in der Breite etwa 1700 μm in der Länge und etwa 60 μm in der Dicke) durch Benutzung der Ausrichtungsmarken auf der Düsenplatte 130 belichtet. Danach waren bei dem Trockenfilm, der für 10 Minuten (bei Raumtemperatur) weggelassen und einer Wärmeaushärtung (60°, 10 Minuten) unterworfen wird, seine unnötigen Teile durch Lösungsmittelentwicklung entfernt.
Wie in 6(L) gezeigt wird der mit der so gebildeten Düsenplatte 130 versehene Hauptkörperteil 142b mit dem anderen Hauptkörperteil 142a, das die Energieerzeugungselemente 132 aufweist, verbunden. An diesem Punkt werden die Hauptkörperteile 142a und 142b so verbunden, dass sie mit Genauigkeit in den Teilen der Druckkammern 129 einander gegenüberliegen. Die Verbindung wurde durch Benutzung der Ausrichtungsmarken der Energieerzeugungselemente 132 und der auf der Düsenplatte 130 ausgebildeten Ausrichtungsmarken erhalten. Es wurde eine Vorerwärmung bei 80°C für eine Stunde mit einer Last von 15 Kgf/cm² ausgeführt, eine permanente Verbindung wurde bei 150°C für 14 Stunden ausgeführt, und eine natürliche Kühlung wurde ausgeführt.
Als nächstes wird ein mit einem Antriebsteil korrespondierendes Gebiet vom Substrat 120 entfernt, so dass die als Energieerzeugungsteil dienenden Energieerzeugungselemente 132 oszillieren können. Das Substrat 120 wird mit der Oberseite nach unten gedreht, so dass die Düsenplatte 130 auf der unteren Seite angeordnet ist, und der im Wesentlichen zentrale Teil des Substrats 120 wird durch Nassätzen entfernt, so dass ein Öffnungsteil 124 gebildet wird.
Die Position, bei der das Öffnungsteil 124 gebildet wird, wird so gewählt, dass sie mit wenigstens Gebieten der Membran 123 korrespondiert, welche Gebiete von den Energieerzeugungselementen 132 deformiert werden. Durch Bildung des Öffnungsteils 124 durch Entfernen des Substrats 120 werden die individuellen Elektroden 126 (Energieerzeugungselemente 132) durch den in 6(M) gezeigten Öffnungsteil 124 im Substrat belichtet.
Wie oben beschrieben werden gemäß dieser Ausführungsform die Elektrodenschicht 121 und die piezoelektrische Schicht 122 durch Ionenätzen gleichzeitig geätzt, so dass der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 100, der die Energieerzeugungselemente 132 aufweist, die eine gute kristalline Charakteristik aufweisen und frei von Positionierungsfehlern sind, erzeugt werden kann.
Wenn die Energieerzeugungselemente 132 durch Ionenätzen gebildet werden, haften die Umzäunungen F an den Endteilen der Energieerzeugungselemente 132. Jedoch können die Umzäunungen F durch Ausführen eines Ionenätzens mit einem anderen Ionenätzwinkel in der zur Bildung der Energieerzeugungselemente 132 benutzten Einrichtung entfernt werden. Deshalb kann diese Ausführungsform leicht durch Benutzung der gleichen Einrichtungen, die zur Bildung der Energieerzeugungselemente 132 benutzt werden, ausgeführt werden und auf diese Weise eine Zunahme der Herstellungskosten verhindert werden.
Der durch das oben beschriebene Herstellungsverfahren erzeugte Tintenstrahlaufzeichnungskopf 100 ist oben beschrieben, wobei jetzt eine Beschreibung seines Aufbaus auf der Basis der perspektivischen Darstellung der 7 gegeben wird.
Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 100 besteht hauptsächlich aus dem Substrat 120, der Membran 123, einem Hauptkörperteil 142, der Düsenplatte 130 und den Energieerzeugungselementen 132.
Der Hauptkörperteil 142 weist einen geschichteten Aufbau aus Trockenfilmen auf und weist die Druckkammern 129 (Tintenkammern) und den Tintenkanal 133 auf, der als ein dort im Innern ausgebildeter Tintenzufuhrkanal dient. In der schematischen Darstellung ist oberhalb der Druckkammern 129 ein offener Teil ausgebildet, und die Tintenführungskanäle 141 sind auf den unteren Flächen der Druckkammern 129 ausgebildet.
Außerdem ist bei der schematischen Darstellung die Düsenplatte 130 auf der unteren Fläche des Hauptkörperteils 142 vorhanden, und die Membran 123 ist auf der oberen Fläche des Hauptkörperteils 142 vorhanden. Die Düsenplatte 130 ist beispielsweise aus rostfreiem Stahl gebildet und weist die Düsen 131 an Positionen ausgebildet auf, die den Tintenführungskanälen 141 gegenüberliegen.
Die Membran 123 ist ein aus beispielsweise Chrom (Cr) gebildetes flexibles plattenförmiges Material, und das Substrat 120 und die Energieerzeugungselemente 132 sind darauf vorhanden. Der Öffnungsteil 124 ist in der zentralen Stelle des Substrats 120 ausgebildet. Die Energieerzeugungselemente 132 sind auf der Membran 123 ausgebildet und sind durch den Öffnungsteil 124 freigegeben.
Die Energieerzeugungselemente 132 sind aus den Laminierungen der individuellen Elektroden 126 und der piezoelektrischen Elemente 127, die auf der Membran 123 (die auch als untere gemeinsame Elektrode wirkt) ausgebildet sind, gebildet. Die Energieerzeugungselemente 132 sind an den mit den Positionen, bei denen die Druckkammern 129 im Hauptkörperteil 142 ausgebildet sind, korrespondierenden Positionen gebildet.
Die individuellen Elektroden 126 sind auf den oberen Flächen der piezoelektrischen Elemente 127 ausgebildet. Die piezoelektrischen Elemente 127 sind Kristalle, die einen Spannungseffekt erzeugen, wenn an sie Spannungen angelegt werden, und sind bei dieser Ausführungsform aus PZT (leadzirconate-titanate (Blei-Zirkonat-Titanat)). Bei dieser Ausführungsform sind die piezoelektrischen Elemente 127 an den Positionen, bei denen die Druckkammern 129 ausgebildet sind, unabhängig gebildet.
Bei dem die oben beschriebene Konfiguration aufweisenden Tintenstrahlaufzeichnungskopf 100 erzeugen, wenn zwischen der auch als gemeinsame Elektrode wirkenden Membran 123 und den individuellen Elektroden 126 Spannungen angelegt werden, die piezoelektrischen Elemente 127 aufgrund des piezoelektrischen Effekts Verzerrungen. Wenn in den piezoelektrischen Elementen 127 Verzerrungen erzeugt werden, deformiert sich die Membran 123 entsprechend.
Die in den piezoelektrischen Elementen 127 an diesem Punkt erzeugten Verzerrungen bewirken, dass sich die Membran 123, wie durch die gestrichelten Linien in der Zeichnung angezeigt, deformiert. Das heißt, die Membran 123 ist so konfiguriert, dass sie sich deformiert, um zu den Druckkammern 129 vorzustehen. Deshalb wird Tinte in den Druckkammern 129 durch die von den Verzerrungen der piezoelektrischen Elemente 127 verursachte Deformation der Membran 123 unter Druck gesetzt, so dass sie durch die Tintenführungskanäle 141 und die Düsen 131 nach außen ausgestoßen wird. Dadurch wird auf einem Aufzeichnungsmedium wie beispielsweise einem Blatt Papier ein Drucken ausgeführt.
Bei der bei dem oben beschriebenen Produktionsprozess des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs gezeigten 6(G) werden die Umzäunungen F durch Ionenätzen entfernt, wobei die Einrichtung zur Entfernung der Umzäunungen F nicht darauf beschränkt ist.
Infolgedessen ist oben die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben worden, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf die offenbarte spezielle Ausführungsform beschränkt ist.
Infolgedessen werden bei der detailliert beschriebenen vorliegenden Erfindung bei einem eine Dünnfilmabscheidetechnologie bzw. -technik benutzenden Tintenstrahlaufzeichnungskopfs eine Elektrodenschicht und eine piezoelektrische Schicht durch Benutzung von Ionenätzen gleichzeitig geätzt. Deshalb können Integralität aufweisende verkleinerte Energieerzeugungselemente mit hoher Genauigkeit erzeugt werden. Außerdem können, da Umzäunungen, die durch Ionenätzen so verursacht werden, dass sie an den Energieerzeugungselementen haften, in einem Umzäunungsentfernungsprozess entfernt werden, nach der Planarisierung ein isolierender Film und eine Membran gebildet werden. Deshalb kann ein verkleinerter Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit hoher Genauigkeit bei einer hohen Ausbeuterate erzeugt werden, so dass eine Kostenreduzierung realisiert werden kann.
Insbesondere können im Fall der Anwendung eines Ionenätzens beim Umzäunungsentfernungsprozess die gleichen Einrichtungen, die zur Bildung der Energieerzeugungselemente benutzt werden, mit einem anderen Ionenätzwinkel benutzt werden. Deshalb kann der Entfernungsprozess mit niedrigen Kosten ausgeführt werden.

Claims

Verfahren zur Erzeugung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs (10, 100), wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bilden einer auf eine Elektrodenschicht (31, 121) folgenden piezoelektrischen Schicht (32, 122) auf einem Substrat durch Benutzung einer Dünnfilmabscheidetechnik, Bilden eines Energieerzeugungselements (37, 132) zur Erzeugung von Energie zum Tintenausstoß durch gleichzeitiges Ätzen der Elektrodenschicht (31, 121) und der piezoelektrischen Schicht (32, 122) mit einem Ionenätzverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umzäunung (F), die durch Abscheidungen gemischter feiner Pulver, welche die von der Elektrodenschicht (31, 121) und der piezoelektrischen Schicht (32, 122) abgeätzten enthalten, gebildet ist, durch das Ionenätzverfahren entfernt wird, wobei: beim Schritt des Entfernens der Umzäunung (F) ein Ionenätzen ausgeführt wird, beim Schritt des Entfernens der Umzäunung (F) ein Ionenätzwinkel größer als ein Ionenätzwinkel beim Schritt der Bildung des Energieerzeugungselements (37, 132) ist, der Ionenätzwinkel beim Schritt des Entfernens der Umzäunung (F) so eingestellt wird, dass er in einen Bereich von einem Maximum zu einem um fünf Grad kleineren Winkel als das Maximum fällt, das Maximum ein Winkel ist, der durch eine Wandhöhe nach der Bildung des Energieerzeugungselements (37, 132) und eine die Wandhöhe und einen bei der Ionenätzformation diagonal angeordneten Boden verbindende gerade Linie gebildet ist, die Wandhöhe eine Höhe eines Restists (R) umfasst, und der Ionenätzwinkel beim Schritt des Bildens des Energieerzeugungselements (37, 132) so eingestellt wird, dass ein Maximum des Ionenätzwinkels ein Winkel ist, der ein Zentrum einer Minimumionenätzöffnungsteilweite und ein Ende einer Öffnung einer Resistoberfläche in einem zu verarbeitenden Muster verbindet.