JP2000117985A - サーマルインクジェットヘッドの製造方法及びその製造中間体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】駆動回路一体型のサーマルインクジェットヘッ
ドの歩留りが良く且つ時間効率の良い製造方法及びその
製造中間体を提供する。 【解決手段】シリコンウエハ２４上のシリコンチップ１
は、工程１においてＬＳＩ技術による拡散層からなる駆
動回路２が形成され、これと並行してスクライブライン
２５に同様にイオン拡散法により電気導通化拡散部１９
が形成される。駆動回路２の左側に工程２において薄膜
処理技術による発熱素子、電極、隔壁、インク通路等か
らなるオリフィス板積層前の印字ヘッド内部構成が形成
され、その際に、駆動回路２の電源供給線等の電極配線
がが接地配線２３を介して電気導通化拡散部１９に接続
される。この後オリフィス板が積層される上記の電気導
通化拡散部１９はへリコン波エッチング装置内において
接地短絡接続され、オリフィス板にオリフィス孔等がエ
ッチングされる。オリフィス孔等が空いたときの加速イ
オン電流による静電気は接地配線２３と電気導通化拡散
部１９を介して接地側に流失しＬＳＩ部に損傷を与える
ことが無い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動回路とこの駆
動回路に駆動される複数の発熱素子とこれらにインクを
供給するための通路及び隔壁とインクを吐出するための
オリフィスとがシリコン等の半導体基板上に形成される
サーマルインクジェットヘッドの製造方法及びその製造
中間体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、シリコン技術が発達し、単にＬＳ
Ｉだけでなく、圧カセンサ、加速センサ、デジタルマイ
クロミラ、サーマルインクジェットヘッドなどのよう
に、ＬＳＩのパシべーション工程後に別のラインでマイ
クロマシン技術を使って所望の装置を完成させることが
行われつつある。

【０００３】上記のサーマルインクジェットヘッドは、
発熱素子を熱してこの発熱素子上に核気泡を発生させ
る。この核気泡が合体して膜気泡が生まれる。この
膜気泡が断熱膨脹して成長し周囲のインクを押し遣る。
押し遣られたインクがインク滴となってノズルから吐
出される。成長した膜気泡が周囲のインクに熱を取ら
れて収縮する。ついには膜気泡が消滅して次のヒータ
加熱を待つ、という一連の工程を瞬時に行うことによっ
て印字を行うものである。そして上記の〜の工程に
は膜沸騰現象が利用されている。

【０００４】膜沸騰現象は、例えば鉄の焼き入れのよう
に高温に加熱された物体を液体中に漬けた場合と、液体
と接する物体の表面温度を急激に上げた場合とに発現す
るが、サーマルインクジェットプリンタに用いられる膜
沸騰現象は後者の「液体と接する物体の表面温度を急激
に上げる」方法によっている。

【０００５】上記インク滴の吐出方向には、発熱素子の
発熱面に平行な方向へ吐出する構成のものと、発熱素子
の発熱面に垂直な方向に吐出する構成のもの（ルーフシ
ュータ型）とがある。

【０００６】上記の発熱素子の発熱面に平行な方向へイ
ンク滴を吐出する構成のものは、インク滴の吐出エネル
ギーが比較的大きく、１ドット当り概ね８〜１０μＪで
あるが、他方の発熱素子の発熱面に垂直な方向にインク
滴を吐出するルーフシュータ型のものは、０．５μＪ以
下でよいことが実験の結果として得られている。

【０００７】このルーフシュータ型のサーマルインクジ
ェットヘッドの製法として、シリコン等の半導体を用い
るＬＳＩ処理技術と薄膜処理技術を利用して、複数の発
熱素子と個々の駆動回路とインク吐出ノズル（オリフィ
ス）を同一半導体基板上に一括してモノリシック（mono
lithic）に形成する方法がある。

【０００８】この方法によれば、例えば幅が１０ｍｍの
シリコンチップ上に解像度が３６０ｄｐｉ（ドット／イ
ンチ）の印字ヘッドを作成しようとする場合は、１２８
個の発熱素子と駆動回路とオリフィス（一般には導波管
等の終端または壁面に形成されたエネルギー伝達用の孔
又は窓の意に用いられてきた用語）を形成し、また、解
像度が７２０ｄｐｉの場合であれば２５６個の発熱素子
と駆動回路とオリフィスを形成する。

【０００９】ところで、上記のようにサーマルインクジ
ェットヘッドを製造する工程の後段に、ポリイミドから
なるオリフィス板に孔空けを行って多数のオリフィスを
形成する工程がある。これには上記のポリイミド板にＡ
ｌ、Ｎｉ又はＣｕなどの金属膜を積層した後、これをパ
ターン化し、このパターン化した金属膜をマスクにして
ポリイミド板を選択的にエッチングする。

【００１０】一般に、ポリイミドに対して毎分１μｍ以
上のエッチングを行うことが可能なプラズマ密度の高い
ヘリコン波エッチング装置によると、ポリイミドと金属
膜の選択比が１／５０〜１／１００であり実用可能な値
である。但しこのエッチングの速度や金属膜との選択比
はヘリコン波エッチングのガス条件やバイアス条件など
によって変化する。もっとも、このへリコン波エッチン
グは、プラズマ密度が大きいため超微細加工には不適と
されており、従来、ＬＳＩ製造工程では使われていなか
ったものである。

【００１１】しかし、上記のオリフィス板は他の構成部
分に比較して極めて厚く、その厚いオリフィス板にオリ
フィス孔を通常のフォトドライエッチングを用いて空け
るのでは作業に時間がかかり過ぎる。このため、エッチ
ング速度の速いへリコン波エッチング法によるエッチン
グが検討されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように微細加工によるＬＳＩや微細な発熱抵抗体が形成
された後で行うドライエッチングによるポリイミドの孔
空け作業には細かな工夫が必要とされる。

【００１３】それというのも、ヘリコン波エッチングや
ＥＣＲエッチング等のドライエッチングにおいては、イ
オン電流が５０ｍＡ／ｃｍ２程度もあり、装置によって
は更にバイアスを印加する場合もあるから、エッチング
のプラズマ密度が極めて大きい。このため、そのままの
状態でエッチングを行うと、オリフィス板にオリフィス
孔が空いて、その直後に上記加速イオン電流により発熱
抵抗体だけでなくＬＳＩも破壊されてしまうという問題
が発生するからである。

【００１４】したがって、オリフィス板にオリフィス孔
が貫通し孔空けが完了する直前にイオン電流を下げたり
バイアスを下げてエッチングの性能を落とし、これによ
り、強力なイオン電流がオリフィス板を貫通して下地の
ＬＳＩや抵抗に損傷を与えることのないようにしなけれ
ばならない。

【００１５】また、上記のエッチング装置には１枚のウ
エハを入れてエッチングを行うが、イオン電流による静
電気が広く発生する。したがって、この静電気によって
起こるＬＳＩの損傷も防止しなければならない。そし
て、このような静電気からＬＳＩを守るために、ＬＳＩ
の入力端子に保護用ダイオードを設けることが行われて
いる。しかしながら、これは静電電流に有効であって
も、加速されたイオン電流に対しては効果を上げること
は難しく、したがって、詰まるところは加工条件の緩和
が唯一の解決方法であった。

【００１６】特に、ルーフシュータ型のサーマルインク
ジェットヘッドの製造工程では、ＬＳＩの形成された基
板全面にポリイミドフィルムを張り付けて、その後でド
ライエッチングを行うようにしているため、オリフィス
の下に対向して配置される発熱抵抗体だけでなく、ＬＳ
Ｉの各接続端子つまりＬＳＩの信号入力端子部分につい
ても特別な配慮が必要である。

【００１７】例えば１００μｍ□のＬＳＩの端子である
ボンデングパットには５μＡ程度の電流が流れ込む。こ
のため、オリフィス貫通時の加工条件については、ＬＳ
Ｉの損傷を極力少なくするように、加工条件を調整する
必要があった。この調整のために加工に要する時間をそ
の分だけ余計に設定する必要がある。また、加工状態の
バラツキもあるため、例えばバラツキの最大値に合わせ
て調整すると一層時間を要することになる。このバラツ
キを無視して調整を行うと、シリコンウエハの歩留まり
低下をもたらすという問題が発生する。

【００１８】したがって、このポリイミドのオリフィス
板を加工する際の調整では、貫通直前に作業を中断し、
ＬＳＩを損傷させることの少ない条件にドライエッチン
グの条件を設定し直して加工を再開し、丁度オリフィス
が加工された（貫通した）状況でエッチングを止めるよ
うに時間を設定する。そして、エツチングのバラツキな
どにより孔空けが不十分で貫通していない場合は、再び
真空装置にシリコンウエハをセットしてエッチングする
という非効率な作業を行っていた。

【００１９】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
駆動回路一体型のサーマルインクジェットヘッドを歩留
り良く且つ時間的にも効率良く製造するサーマルインク
ジェットヘッドの製造方法及びその製造中間体を提供す
ることである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】先ず、請求項１記載の発
明のサーマルインクジェットヘッドの製造方法は、シリ
コンウエハ等の半導体ウエハ上にスクライブラインで区
画された所定面積の基板区画を複数個設定する工程と、
該複数の基板区画それぞれに発熱抵抗体駆動回路及び該
発熱抵抗体駆動回路に対応する複数の発熱抵抗体を形成
し上記複数の発熱抵抗体と上記発熱抵抗体駆動回路とを
接続する配線を形成することに並行して上記スクライブ
ラインを電気導通化する工程と、少なくとも上記各駆動
回路と電気導通化された上記スクライブラインとを接地
短絡接続する工程と、上記発熱抵抗体に対応するインク
流路を形成すべく隔壁を積層した後オリフィス板を積層
する工程と、該オリフィス板にドライエッチングにより
オリフィスを穿設する工程と、上記スクライブラインに
沿って上記シリコンウエハを切断する工程とを含んで編
成される。

【００２１】上記スクライブラインの電気導通化は、例
えば請求項２記載のように、上記スクライブラインにイ
オン拡散法によりＮ＋拡散層又はＰ＋拡散層を形成する
ことによって行い、また、例えば請求項３記載のよう
に、上記スクライブラインに電導性金属材を積層するこ
とによって行うように編成される。。

【００２２】また、上記オリフィス板に穿設されるオリ
フィスは、例えば請求項４記載のように、上記発熱抵抗
体にそれぞれ対向してルーフシュータ型に配置されて形
成される。また、上記ドライエッチングは、例えば請求
項５記載のように、ヘリコン波プラズマエッチングであ
る。

【００２３】次に、請求項６記載の発明であるサーマル
インクジェットヘッドの製造中間体は、１枚の半導体基
板を電気導通化されたスクライブラインで区画した所定
面積の複数の基板区画と、該複数の基板区画それぞれに
形成された発熱抵抗体駆動回路と、該発熱抵抗体駆動回
路と上記スクライブラインの電気導通化部分とを接続す
る配線とを備えている。

【００２４】上記スクライブラインの電気導通化部分
は、例えば請求項７記載のように、イオン拡散法による
Ｎ＋拡散層又はＰ＋拡散層が形成されて成り、また、例
えば請求項８記載のように、導電性金属材の積層により
形成されて成る。

【００２５】そして、請求項６のサーマルインクジェッ
トヘッド製造中間体は、例えば請求項９記載のように、
上記発熱抵抗体駆動回路に対応する発熱抵抗体を更に形
成されて成り、また、例えば請求項１０記載のように、
上記発熱抵抗体に対応するインク流路を形成する隔壁を
更に積層されて成り、また、例えば請求項１１記載のよ
うに、上層部にオリフィス板を更に積層されて成り、ま
た、例えば請求項１２記載のように、上記オリフィス板
にドライエッチングによるオリフィスを更に穿設されて
成る。また、上記オリフィスは、例えば請求項１３記載
のように、発熱抵抗体に対向して形成されるルーフシュ
ータ型から成る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１(a),(b),(c),(d) は、一
実施の形態におけるサーマルインクジェットヘッドの製
造方法を工程順に説明する図であり、それぞれ一連の工
程において、１個の基板（シリコンチップ）上に形成さ
れていくサーマルインクジェットヘッドの概略の平面図
を模式的に示している。尚、同図(d) には２１個の大き
なインク吐出ノズル（オリフィス）を示しているが、実
際には、１２８個又は２５６個のオリフィスが、およそ
１０×１５ｍｍの大きさの基板上に形成されているもの
である。そして、このような基板が１枚のシリコンウエ
ハ上に、スクライブラインで区画されて、多数（例えば
９０個以上）形成されているものである。

【００２７】図２(a) は、上段に上記の図１(b) を模式
的に拡大して示し、中段に上段のＡ−Ａ′断面矢視図を
示し、下段に上段のＢ−Ｂ′断面矢視図を示している。
また、図２(b) は、図２(a) に続く工程を示しており、
その上段、中段及び下段に示される部位は、図２(a) の
上段、中段及び下段に示す部位に対応している。そし
て、図２(c) は、上段に図１(d) を模式的に拡大して示
している。この上段並びに中段及び下段に示される部位
は、図２(a) の上段、中段及び下段に対応する部位であ
る。尚、これらの図２(a),(b),(c) には、図示する上で
の便宜上、１２８個又は２５６個のオリフィスを、５個
のオリフィスで代表させて示している。

【００２８】以下、上記の図１(a) 〜(d) 及び図２(a),
(b),(c) を用いて、サーマルインクジェットヘッドの製
造方法を説明する。先ず、最初に、基本的な製造方法に
ついて説明する。

【００２９】工程１として、４インチ以上のシリコン基
板に、ＬＳＩ形成処理により電極配線２１（図３(c) 参
照）を備える駆動回路とその端子を形成すると共に、厚
さ１〜２μｍのパッシベーション膜２２（図３(c) 参
照）を形成する。この後、コンタクト孔空けを行うと共
に不用部分のパッシベーション膜２２を除去する。図１
(a) は、上記の工程１が終了した直後の状態を示してい
る。すなわち、シリコン基板１上には、駆動回路２及び
駆動回路端子３が形成されており、同図(a) では定かに
は見えないが酸化膜４が形成されている。

【００３０】次に、工程２として、薄膜形成技術を用い
て、Ｔａ−Ｓｉ−Ｏなどからなる発熱素子形成用の発熱
抵抗膜をスパッタ技術などにより４０００Åの厚みで成
膜し、共通電極と個別配線電極を形成するための電極膜
を形成する。この電極膜は、Ｗ−Ａｌ（又はＷ−Ｔｉ、
Ｗ−Ｓｉ）などからなるバリアメタル膜に、Ａｕによる
電極膜を積層した多層構造とすることが好ましい。

【００３１】そして、ホトリソ技術によって電極膜に
（バリアメタル膜が形成されている場合はそのバリアメ
タル膜も）配線部分のパターンを形成し、発熱抵抗膜に
は例えばほぼ正方形の露出部が形成され微細な発熱部
（ヒータ）のパターンを形成する。それぞれの発熱抵抗
体の抵抗を後からの調整を配慮して最終的な厚さよりも
厚く、即ち抵抗値としては最終的な抵抗値よりも低い抵
抗値、例えば２３０Ωに設定する。この工程で発熱部の
位置が決められる。

【００３２】図１(b) は、上記工程２における電極膜の
成膜後の状態を示し、図２(a) は、上記の工程２が終了
した直後の状態を示している。すなわち、シリコン基板
１上には共通電極５（５ａ、５ｂ）、共通電極給電端子
６（図１(b) 参照）、個別配線電極７、多数の発熱部８
が形成されている。

【００３３】続いて、工程３として、個々の発熱部８に
対応するインク溝を形成すべく感光性ポリイミドなどの
有機材料からなる隔壁部材をコーティングにより高さ２
０μｍ程度に形成し、これをパターン化した後に、３０
分〜６０分、場合によって２時間、３００℃〜４００℃
の熱を加えるキュア（乾燥硬化、焼成）を行い、キュア
後の高さ１０μｍの上記感光性ポリイミドによる隔壁を
シリコン基板上に形成・固着させる。

【００３４】更に、工程４として、ウェットエッチング
またはサンドブラスト法などにより上記シリコン基板の
面に溝状のインク供給路を形成し、更にこのインク供給
路に連通し下面に開口するインク給送孔を形成する。

【００３５】図２(b) は、上述の工程３及び工程４が終
了した直後の状態を示している。すなわち、溝状のイン
ク供給路９及びインク給送孔１０が形成され、インク供
給路９の左側に位置する共通電極５（５ｂ）部分と、右
方の個別配線電極７が配設されている部分、及び各発熱
部８間に、隔壁１１（１１、１１−１、１１−２）が形
成されている。この隔壁１１は、個別配線電極７上の部
分１１−１を櫛の胴とすれば、各発熱部８間に伸び出す
部分１１−２は櫛の歯に相当する形状をなしている。こ
れにより、この櫛の歯を仕切り壁として、その歯と歯の
間の付け根部分に発熱部８が位置する微細なインク溝
が、発熱部体８の数だけ形成される。この櫛の歯の長さ
を変えることによりインクの流通するコンダクタンスが
変わり、また隣接するインク溝を流動するインク間の干
渉にも影響する。

【００３６】この後、工程５として、ポリイミドからな
る厚さ１０〜３０μｍのフィルムのオリフィス板を、そ
の片面に接着剤としての熱可塑性ポリイミドを極薄に例
えば厚さ２〜５μｍにコーテングし、上記積層構造の最
上層に張り付けて、隔壁１１−２によって形成されたイ
ンク溝に蓋をし、これにより、個別の微細通路（インク
溝坑）を形成する。そして、２００〜３００℃で加熱し
ながら加圧してオリフィス板を固着させる。続いて、オ
リフィス板表面にＮｉ、Ｃｕ又はＡｌなどの厚さ０．５
〜１μｍ程度の金属膜を形成する。

【００３７】図１(c) は、上記の工程５が終了した直後
の状態を示している。すなわち、基板１の再上層に、片
面（図１(c) では向う側の面）に熱可塑性ポリイミド１
２をコーテングされたオリフィス板１３が、全領域を覆
って積層され、その上面（図１(c) では手前の面）に金
属膜１４が形成されている。

【００３８】更に、工程６として、オリフィス板の上の
金属膜をパターン化して、ポリイミドを選択的にエッチ
ングする為のマスクを形成し、続いて、オリフィス板を
へリコン波エッチング装置などにより上記の金属膜マス
クに従って、４０μｍφ〜２０μｍφの孔空けをして多
数のノズル孔（オリフィス）を一括形成すると共に、駆
動回路端子や共通電極給電端子６等の印字ヘッド側端子
に対応するコンタクト孔も一括形成する。

【００３９】図１(d) 及び図２(c) は、上述の工程６が
終了した直後の状態を示している。すなわち、上述した
ように駆動回路端子３及び共通電極給電端子６を除く全
領域を覆ったオリフィス板１３により、上述したインク
溝が上を覆われて、隔壁１１の厚さ１０μｍに対応する
高さの坑状のインク溝（インク供給路）１５が形成さ
れ、このインク溝１５とインク供給路９とを連通させる
インク通路１６が形成されている。

【００４０】そして、オリフィス板１３には、発熱部８
に対応する部分にインク吐出用のノズル孔（オリフィ
ス）１７がエッチングによって形成されており、これに
より、１列のノズル孔１７を備えたサーマルインクジェ
ットヘッドがシリコンウエハ２４上に完成する（図４
(b) 参照）。

【００４１】このようにオリフィス板１３を張り付け
て、その後で、下地のパターンつまり発熱部８の位置に
合わせてノズル孔（オリフィス）を加工することは、予
めオリフィスを加工したオリフィス板を張り合わせるよ
りも、遥かに生産性の高い実用性のある方法である。ま
た、ドライエッチングによる場合は、マスクはＮｉ、Ｃ
ｕ、又はＡｌなどの金属膜を使うことで樹脂と金属膜と
の選択比が概略１００程度得られる。したがって、２０
〜４０μｍのポリイミドフィルムのエッチングには１μ
ｍ以下の金属膜でマスクを形成することで十分である。

【００４２】ここまでが、ウエハの状態で処理される。
そして、最後に、工程７として、ダイシングソーなどを
用いてカッテングして、単位毎に個別に分割し、実装基
板にダイスボンデングし、端子接続して、サーマルイン
クジェットヘッド１８が完成する。

【００４３】上記の１列のノズル孔１７を備えたサーマ
ルインクジェットヘッド１８は、モノクロ用インクジェ
ットヘッドの構成であるが、通常フルカラー印字におい
ては、減法混色の三原色であるイエロー（Ｙ）、マゼン
タ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色に、文字や画像の黒部分
に専用されるブラック（Ｂｋ）を加えて合計４色のイン
クを必要とする。したがって、最低でも４列のノズル列
が必要である。そして、上述した製造方法によれば４列
の発熱ヘッドをモノリシックに構成することが可能であ
り、各列の位置関係も今日の半導体の製造技術により正
確に配置することが可能である。

【００４４】このサーマルインクジェットヘッド１８
は、印字に際しては各発熱部８が印字情報に応じて選択
的に通電され、瞬時に発熱して膜沸騰現象を発生させ、
その発熱部８に対応するノズル孔１７からインク滴が吐
出される。このようなサーマルインクジェットヘッドで
はインク滴はノズル孔１７の径に対応する大きさの略球
形で吐出され、紙面上に略その倍の径の大きさとなって
印字される。

【００４５】ところで、上述したサーマルインクジェッ
トヘッド１８の製造工程においては基本的な製造方法を
説明したが、本実施の形態における特徴として、上述の
基本的製造方法に加えて、オリフィスの形成に先立つ前
段の工程に特別の工夫が凝らされている。

【００４６】その工夫によって、エッチング装置として
プラズマ密度の高いヘリコン波エッチング装置を用いて
高速にオリフィスを形成し且つヘリコン波エッチングで
発生し易いＬＳＩ部の損傷を防止してシリコンウエハの
高い歩留りが得られるようにしている。以下に、これを
説明する。

【００４７】図３(a) は、図１(a) を再掲したものであ
り、図３(b) は、図１(d) 及び図２(c) に示した工程６
が終了した直後のオリフィス１７近傍の更なる拡大断面
図である。そして、図３(c) は、工程２が終了した直後
のＣ矢視一部断面拡大図であり、同図(d) は、その接地
配線２３のみを取り出しして示す平面図である。

【００４８】本実施の形態におけるサーマルインクジェ
ットヘッドの製造において、先ず前述した工程１では、
ＬＳＩ処理技術により、図３(a) に示すように、ラッチ
回路やシフトレジスタ回路等の拡散部と、発熱部８に各
個対応するスイッチングトランジスタ列の拡散部とから
なる駆動回路２が形成され、駆動回路端子３が形成さ
れ、厚さ１〜２μｍの酸化膜４（図３(c) 参照）が形成
される。

【００４９】そして、このとき上記の拡散部の形成と並
行して、図３(a),(c) に示すように、スクライブライン
部分に拡散部１９を形成して、スクライブライン部分を
電気導通化する処理を行う。尚、この処理では、イオン
拡散法によるＮ＋拡散又はＰ＋拡散のいずれの方法でも
よい。

【００５０】この後、次の工程２において、既述のよう
に薄膜技術によりＴａ−Ｓｉ−Ｏなどからなる発熱抵抗
膜及びバリアメタル膜とＡｕ電極膜からなる多層導電膜
が形成され、図２(a) に示すように、ホトリソ技術によ
り発熱部（発熱素子）８が形成され、共通電極５、個別
配線電極７が形成される。そして、この個別配線電極７
や共通電極５を形成する工程２において、図３(c) に示
すように、駆動回路の端子３（図３(a) 参照）と前述の
電気導通化したスクライブライン１９を接地する接地配
線２３も、同時に同様の多層構造に形成する。この接地
配線２３は、電極部２３ａと延出部２３ｂと除去部２３
ｃとからなる。この接地配線２３の除去部２３ｃの先端
部は、上記のスクライブライン部分に形成されている拡
散部１９に接続される。

【００５１】尚、図３(c),(d) に示す長さＥは、同図
(a) に示す各シリコンチップ１とシリコンチップ１との
間に設定されているスクライブラインの幅の１／２の長
さを示している。

【００５２】図４(a) は、上記の工程２が終了した状態
のシリコンチップ１を示し、同図(b) は、そのシリコン
チップ１がシリコンウエハ２４上に多数形成されている
状態を示す図である。同図(a) に示すように、各シリコ
ンチップ１を区画するスクライブライン２５には、上述
したように、電気導通化拡散部１９が形成され、その電
気導通化拡散部１９に、各シリコンチップ１の接地配線
２３（除去部２３ｃ）が接続されている。上記の電気導
通化拡散部１９を介した接地配線は、工程６に入る前
に、へリコン波エッチング装置内において接地短絡接続
される。

【００５３】この状態において、図１(c) に示したよう
に、オリフィス板１３が最上層に加熱圧着される。そし
て、金属膜のパターン化されたマスク１４にしたがっ
て、ヘリコン波エッチング装置によりドライエッチング
が行われ、多数のオリフィスと各種接続端子のコンタク
ト孔が一括形成される。このとき、加工条件に対する手
数の掛かる厳密な調整は必要なく、オリフィス板１３に
オリフィス１７等が空くまでの時間設定でよい。

【００５４】たとえオリフィス１７が空いたとき加速イ
オン電流やこれによる静電気が発熱部や接続端子を直撃
するようなことがあっても、これによって発生する電流
は、ＬＳＩ電源供給線等のＬＳＩ電極配線２１、接地配
線２３、スクライブライン２５の電気導通化拡散部１
９、及びヘリコン波エッチング装置の接地短絡接続部を
介して接地側に消失し、ＬＳＩ部を損傷させることはな
い。

【００５５】このようにヘリコン波エッチング装置を用
いＬＳＩ部を損傷させることなくオリフィス等の多数の
孔を高速に一括形成した後、工程７において、ダイシン
グソーなどによるカッテングが行われ、図３(c),(d) に
示した幅２Ｅの接地使命の終了したスクライブライン２
５部分が切除される。

【００５６】尚、上記の実施の形態では、スクライブラ
イン２５に対する電気導通化の処理をイオン拡散法によ
っているが、スクライブライン２５の電気導通化はこれ
に限ることなく、図５に示すように、工程２において発
熱抵抗膜や共通電極及び個別配線電極等を形成する際
に、これらの電極形成と同一処理により、接地配線２３
を形成すると共に、スクライブライン２５上に発熱抵抗
膜と電極膜の多層膜からなる電気導通路２６を接地配線
２３と同様に形成するようにしてもよい。

【００５７】また、接地配線２３及び図５の実施形態に
おける電気導通路２６を形成する膜の一つとしてＡｕ電
極を用いているが、Ａｕはダイシングソーの目詰まりを
誘発する虞があるから、上記電気導通路２６は発熱抵抗
膜だけで形成してもよい。

【００５８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、最終工程で切除されるスクライブラインを利用し
てこのスクライブラインに電気導通部を形成して接地さ
せ、この電気導通部にＬＳＩ電極配線を接続するので、
高速なドライエッチングを行うことのできるヘリコン波
エッチング装置でオリフィス等の孔空け処理を行う際、
加速イオン電流やこれにより発生した静電気をスクライ
ブラインの電気導通部を介して接地により流失させるこ
とができ、これにより、ドライエッチングのイオン電流
よるＬＳＩ部の損傷を防止でき、したがって、処理の高
速なヘリコン波エッチング装置を用いて高速に且つ歩留
りよくサーマルインクジェットヘッドを製造することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a),(b),(c),(d) は一実施の形態におけるサー
マルインクジェットヘッドをその製造方法を工程順に示
す平面図である。

【図２】(a),(b),(c) はそれぞれ上段に工程順のサーマ
ルインクジェットヘッドの平面図を模式的に拡大して示
し、中段に上段のＡ−Ａ′矢視断面、下段に上段のＢ−
Ｂ′矢視断面を示す図である。

【図３】(a) は工程１終了後のシリコンチップを示す
図、(b) は工程６が終了したときのオリフィス近傍の更
なる拡大断面図、(c) は(a) に対して工程２が終了した
ときのＣ矢視一部断面拡大図、(d) はその接地配線のみ
を取り出して示す平面図である。

【図４】(a) は工程２が終了した状態のシリコンチップ
を示す平面図、(b) はそのシリコンチップがシリコンウ
エハ上に多数形成されている状態を示す図である。

【図５】本発明の他の実施の形態を示す平面図である。

【符号の説明】

１ シリコン基板 ２ 駆動回路 ３ 駆動回路端子 ４ 酸化膜 ５（５ａ、５ｂ） 共通電極 ６ 共通電極給電端子 ７ 個別配線電極 ８ 発熱部（発熱素子） ９ インク供給路 １０ インク給送孔 １１（１１、１１−１、１１−２） 隔壁 １２ 熱可塑性ポリイミド １３ オリフィス板 １４ 金属膜マスク １５ インク溝 １６ インク通路 １７ ノズル（オリフィス） １８ サーマルインクジェットヘッド １９ 電気導通化拡散部 ２１ ＬＳＩ電極配線 ２２ パッシベーション膜 ２３ 接地配線 ２３ａ 接地配線の電極部 ２３ｂ 接地配線の延出部 ２３ｃ 接地配線の除去部 ２４ シリコンウエハ ２５ スクライブライン ２６ 電気導通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 一郎 東京都青梅市今井３丁目10番６号 カシオ 計算機株式会社青梅事業所内 Ｆターム(参考） 2C057 AF72 AF93 AG12 AG46 AG88 AP02 AP13 AP14 AP22 AP32 AQ02 BA03 BA13

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハ上にスクライブラインで区
   画された所定面積の基板区画を複数個設定する工程と、 該複数の基板区画それぞれに発熱抵抗体駆動回路及び該
   発熱抵抗体駆動回路に対応する複数の発熱抵抗体を形成
   し前記複数の発熱抵抗体と前記発熱抵抗体駆動回路とを
   接続する配線を形成することに並行して前記スクライブ
   ラインを電気導通化する工程と、 少なくとも前記各駆動回路と電気導通化された前記スク
   ライブラインとを接地短絡接続する工程と、 前記発熱抵抗体に対応するインク流路を形成すべく隔壁
   を積層した後オリフィス板を積層する工程と、 該オリフィス板にドライエッチングによりオリフィスを
   穿設する工程と、 前記スクライブラインに沿って前記半導体ウエハを切断
   する工程と、 を含むことを特徴とするサーマルインクジェットヘッド
   の製造方法。
2. 【請求項２】 前記スクライブラインの電気導通化は、
   前記スクライブラインにイオン拡散法によりＮ＋拡散層
   又はＰ＋拡散層を形成することによって行うことを特徴
   とする請求項１記載のサーマルインクジェットヘッドの
   製造方法。
3. 【請求項３】 前記スクライブラインの電気導通化は、
   前記スクライブラインに電導性金属材を積層することに
   よって行うことを特徴とする請求項１記載のサーマルイ
   ンクジェットヘッドの製造方法。
4. 【請求項４】 前記オリフィス板に穿設されるオリフィ
   スは、前記発熱抵抗体にそれぞれ対向してルーフシュー
   タ型に配置されて形成されることを特徴とする請求項
   １、２又は３記載のサーマルインクジェットヘッドの製
   造方法。
5. 【請求項５】 前記ドライエッチングは、ヘリコン波プ
   ラズマエッチングであることを特徴とする請求項１、
   ２、３又は４記載のサーマルインクジェットヘッドの製
   造方法。
6. 【請求項６】 サーマルインクジェットヘッドを製造す
   るときの中間体であって、 １枚の半導体基板を電気導通化されたスクライブライン
   で区画された所定面積の複数の基板区画と、 該複数の基板区画それぞれに形成された発熱抵抗体駆動
   回路と、 該発熱抵抗体駆動回路と前記スクライブラインの電気導
   通化部分とを接続する配線と、 を少なくとも備えたことを特徴とするサーマルインクジ
   ェットヘッドの製造中間体。
7. 【請求項７】 前記スクライブラインの電気導通化部分
   は、イオン拡散法によるＮ＋拡散層又はＰ＋拡散層が形
   成されて成ることを特徴とする請求項６記載の製造中間
   体。
8. 【請求項８】 前記スクライブラインの電気導通化部分
   は、導電性金属材の積層により形成されて成ることを特
   徴とする請求項６記載の製造中間体。
9. 【請求項９】 前記発熱抵抗体駆動回路に対応する発熱
   抵抗体を更に形成されて成ることを特徴とする請求項
   ６、７又は８記載の製造中間体。
10. 【請求項１０】 前記発熱抵抗体に対応するインク流路
    を形成する隔壁を更に積層されて成ることを特徴とする
    請求項９記載の製造中間体。
11. 【請求項１１】 上層部にオリフィス板を更に積層され
    て成ることを特徴とする請求項１０記載の製造中間
    体。、
12. 【請求項１２】 前記オリフィス板にドライエッチング
    によるオリフィスを更に穿設されてなることを特徴とす
    る請求項１１記載の製造中間体。
13. 【請求項１３】 前記オリフィスは、発熱抵抗体に対向
    して形成されるルーフシュータ型から成ることを特徴と
    する請求項１２記載の製造中間体。