JP2000323450A - シリコン薄膜の形成方法及びインクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents
シリコン薄膜の形成方法及びインクジェットヘッドの製造方法Info
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- JP2000323450A JP2000323450A JP13431799A JP13431799A JP2000323450A JP 2000323450 A JP2000323450 A JP 2000323450A JP 13431799 A JP13431799 A JP 13431799A JP 13431799 A JP13431799 A JP 13431799A JP 2000323450 A JP2000323450 A JP 2000323450A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコン基板に高濃度にドープされた拡散層
の濃度低下を抑え、シリコン薄膜の厚さバラツキ低減及
び表面粗さの低減を可能にしたシリコン薄膜を形成す
る。 【解決手段】 シリコン基板に高濃度にドープされた拡
散層１４を形成した後、シリコンエッチング時の保護膜
として、プラズマＣＶＤを利用したＴＥＯＳ膜または窒
化膜１５をキャビティ板４に堆積させる。
の濃度低下を抑え、シリコン薄膜の厚さバラツキ低減及
び表面粗さの低減を可能にしたシリコン薄膜を形成す
る。 【解決手段】 シリコン基板に高濃度にドープされた拡
散層１４を形成した後、シリコンエッチング時の保護膜
として、プラズマＣＶＤを利用したＴＥＯＳ膜または窒
化膜１５をキャビティ板４に堆積させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、プラズマＣＶＤ
を利用したマイクロマシンに用いるシリコンの薄膜形成
方法およびインクジェットヘッドの製造方法に関する。
を利用したマイクロマシンに用いるシリコンの薄膜形成
方法およびインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、マイクロマシン技術を用いたシ
リコン薄膜の形成方法の一つとして、シリコン基板に所
望の深さまで高濃度に不純物を拡散させた後、ＫＯＨ水
溶液またはＴＭＡＨ、ＥＰＷ、ヒドラジン等のエッチン
グ液により不純物拡散層と拡散されていない層のエッチ
ングレートの差を利用してシリコンエッチングを行い、
シリコン薄膜を形成している。
リコン薄膜の形成方法の一つとして、シリコン基板に所
望の深さまで高濃度に不純物を拡散させた後、ＫＯＨ水
溶液またはＴＭＡＨ、ＥＰＷ、ヒドラジン等のエッチン
グ液により不純物拡散層と拡散されていない層のエッチ
ングレートの差を利用してシリコンエッチングを行い、
シリコン薄膜を形成している。
【０００３】従来、この方法によるシリコンエッチング
には、拡散後に熱酸化処理した酸化膜を保護膜としてシ
リコンエッチングを行い、シリコン薄膜の形成を行って
いる。
には、拡散後に熱酸化処理した酸化膜を保護膜としてシ
リコンエッチングを行い、シリコン薄膜の形成を行って
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリコ
ン薄膜の形成方法において、所望の深さまで高濃度に不
純物を拡散させた後、シリコンエッチングの際に熱酸化
処理した酸化膜を保護膜にする方法では、高濃度に拡散
された層の拡散濃度が、その後の熱酸化処理によって低
下してしまう。そうなると、シリコンエッチングの際に
拡散層と非拡散層とのエッチングレートに対する選択比
が十分に得られなくなり、シリコン薄膜形成において、
薄膜の厚さバラツキが大きくなる。また、均一性も得ら
れなくなってしまうことが課題となっている。
ン薄膜の形成方法において、所望の深さまで高濃度に不
純物を拡散させた後、シリコンエッチングの際に熱酸化
処理した酸化膜を保護膜にする方法では、高濃度に拡散
された層の拡散濃度が、その後の熱酸化処理によって低
下してしまう。そうなると、シリコンエッチングの際に
拡散層と非拡散層とのエッチングレートに対する選択比
が十分に得られなくなり、シリコン薄膜形成において、
薄膜の厚さバラツキが大きくなる。また、均一性も得ら
れなくなってしまうことが課題となっている。
【０００５】本発明によれば、高濃度にドープされた拡
散層の濃度低下を抑えつつ、シリコン薄膜の厚さバラツ
キ低減及び表面粗さ低減を可能にしたシリコン薄膜の形
成方法およびインクジェットヘッドの製造方法である。
散層の濃度低下を抑えつつ、シリコン薄膜の厚さバラツ
キ低減及び表面粗さ低減を可能にしたシリコン薄膜の形
成方法およびインクジェットヘッドの製造方法である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によるシリコン薄膜の形成方法では、シリコ
ンエッチング時の保護膜として、熱酸化膜の代わりにプ
ラズマＣＶＤを利用したＴＥＯＳ（Tetra ethyl ortho
silicate）膜または窒化膜をシリコンウェーハに堆積さ
せることで、エッチング用の保護膜を形成する際に、高
濃度にドープされた拡散部分の濃度が低下することを防
止できる。
め、本発明によるシリコン薄膜の形成方法では、シリコ
ンエッチング時の保護膜として、熱酸化膜の代わりにプ
ラズマＣＶＤを利用したＴＥＯＳ（Tetra ethyl ortho
silicate）膜または窒化膜をシリコンウェーハに堆積さ
せることで、エッチング用の保護膜を形成する際に、高
濃度にドープされた拡散部分の濃度が低下することを防
止できる。
【０００７】一方、熱酸化膜に近い膜質になるような条
件下で、シリコンウェーハの両面に堆積させることによ
り、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液またはＴＭＡＨ
（Tetra methyl Ammonium Hydroxide、水酸化トリメチ
ルアンモニウム）、ＥＰＷ、ヒドラジン等のエッチング
液に十分耐えうる保護膜を形成し、シリコンエッチング
を行うことで薄膜の厚さバラツキ及び表面粗さの低いシ
リコン薄膜の形成が可能になり、インクジェットヘッド
の製造が可能となった。
件下で、シリコンウェーハの両面に堆積させることによ
り、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液またはＴＭＡＨ
（Tetra methyl Ammonium Hydroxide、水酸化トリメチ
ルアンモニウム）、ＥＰＷ、ヒドラジン等のエッチング
液に十分耐えうる保護膜を形成し、シリコンエッチング
を行うことで薄膜の厚さバラツキ及び表面粗さの低いシ
リコン薄膜の形成が可能になり、インクジェットヘッド
の製造が可能となった。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明に係わるインクジェットヘ
ッドは、図１に示すように、薄肉部１にノズル２を形成
したノズル板３と、キャビティ板４と配線板５とから成
っている。
ッドは、図１に示すように、薄肉部１にノズル２を形成
したノズル板３と、キャビティ板４と配線板５とから成
っている。
【０００９】図２は図１中の矢印６の方向から見た断面
図である。キャビティ板４には一方がノズル２と連通
し、他方が供給口７と連通した圧力室８が形成され、前
記圧力室８の別の一方には振動板９が一体に形成されて
いる。振動板９の配線板５側には空気室１０が形成さ
れ、空気室１０の振動板９に対向する位置に電極１１が
設けてある。キャビティ板４及び振動板９は、表面が絶
縁体で覆われた導体である。
図である。キャビティ板４には一方がノズル２と連通
し、他方が供給口７と連通した圧力室８が形成され、前
記圧力室８の別の一方には振動板９が一体に形成されて
いる。振動板９の配線板５側には空気室１０が形成さ
れ、空気室１０の振動板９に対向する位置に電極１１が
設けてある。キャビティ板４及び振動板９は、表面が絶
縁体で覆われた導体である。
【００１０】電極１１と振動板９に電圧を印加すると、
発生する静電吸引力により振動板９が撓み、前記電圧の
印加を停止すると前記撓みが復元するという振動動作を
行い、圧力室８内の液体インク（以降インクと略記す
る。）には圧力振動が発生する。前記圧力振動により、
ノズル２よりインクが押し出されてインク滴１２を吐出
する。
発生する静電吸引力により振動板９が撓み、前記電圧の
印加を停止すると前記撓みが復元するという振動動作を
行い、圧力室８内の液体インク（以降インクと略記す
る。）には圧力振動が発生する。前記圧力振動により、
ノズル２よりインクが押し出されてインク滴１２を吐出
する。
【００１１】本発明では、インクジェットヘッドの振動
板９の製造におけるシリコン薄膜の形成方法に際し、図
３に示すように、振動板９を形成する側のキャビティ板
１３へ１×１０１９ａｔｍ／ｃｍ２以上の拡散濃度のＰ
-又はＢ+を、所望の振動板厚さになるように拡散層１４
を形成する。拡散方法は固体拡散、ガス拡散、イオン注
入等あるがこれに限らない。また、主流となりつつある
縦型炉を使用しているがこれに限られるものではない。
キャビティ板４は、シリコン単結晶が望ましいが、Ｇａ
Ａｓやシリコン化合物でも良い。
板９の製造におけるシリコン薄膜の形成方法に際し、図
３に示すように、振動板９を形成する側のキャビティ板
１３へ１×１０１９ａｔｍ／ｃｍ２以上の拡散濃度のＰ
-又はＢ+を、所望の振動板厚さになるように拡散層１４
を形成する。拡散方法は固体拡散、ガス拡散、イオン注
入等あるがこれに限らない。また、主流となりつつある
縦型炉を使用しているがこれに限られるものではない。
キャビティ板４は、シリコン単結晶が望ましいが、Ｇａ
Ａｓやシリコン化合物でも良い。
【００１２】拡散層１４を形成後、図４に示すように、
キャビティ板４の両面にプラズマＣＶＤ（Chemical Vap
or Deposit）によりＴＥＯＳ（ 膜又は窒化膜１５を堆
積させ、フォトリソにより図５に示すように、パターニ
ング形成１６を行なう。拡散層１４を形成後、キャビテ
ィ板４の表面にＢ２Ｏ３膜およびＳｉＢ６膜が生成され
るが、Ｂ２Ｏ３膜およびＳｉＢ６膜をスチーム酸化やＨ
Ｆ水溶液等で剥離した後ＴＥＯＳ膜又は窒化膜１５を堆
積させパターニング形成１６を行っても良い。
キャビティ板４の両面にプラズマＣＶＤ（Chemical Vap
or Deposit）によりＴＥＯＳ（ 膜又は窒化膜１５を堆
積させ、フォトリソにより図５に示すように、パターニ
ング形成１６を行なう。拡散層１４を形成後、キャビテ
ィ板４の表面にＢ２Ｏ３膜およびＳｉＢ６膜が生成され
るが、Ｂ２Ｏ３膜およびＳｉＢ６膜をスチーム酸化やＨ
Ｆ水溶液等で剥離した後ＴＥＯＳ膜又は窒化膜１５を堆
積させパターニング形成１６を行っても良い。
【００１３】その後、図６に示すように、ＫＯＨ水溶液
またはＴＭＡＨ、ＥＰＷ、ヒドラジン等のエッチング液
を用いて、拡散層１４が非拡散層１７に比べてウェット
エッチングレートが極端に低くなるのを利用し所望の深
さまでエッチングを行う。しなわち、拡散層１４はエッ
チストップ層として機能する。
またはＴＭＡＨ、ＥＰＷ、ヒドラジン等のエッチング液
を用いて、拡散層１４が非拡散層１７に比べてウェット
エッチングレートが極端に低くなるのを利用し所望の深
さまでエッチングを行う。しなわち、拡散層１４はエッ
チストップ層として機能する。
【００１４】
【実施例】上述した本発明におけるシリコン薄膜の形成
方法において、プラズマＣＶＤによりキャビティ板４の
表面に堆積させるＴＥＯＳ膜又は窒化膜１５の成膜条件
は以下の範囲であることが好ましい。
方法において、プラズマＣＶＤによりキャビティ板４の
表面に堆積させるＴＥＯＳ膜又は窒化膜１５の成膜条件
は以下の範囲であることが好ましい。
【００１５】プラズマＴＥＯＳ膜の成膜条件 ＲＦ ＰＯＷＥＲ：８００Ｗ以下 処理温度 ：５００℃以下 圧力 ：５００ｍＴｏｒｒ以下 ＴＥＯＳおよびＯ２のガス流量 ：１５００ｓｃｃｍ以
下 プラズマ窒化膜の成膜条件 処理温度 ：５００℃以下 圧力 ：１０Ｔｏｒｒ以下 ガス流量比 ：ＮＨ3／ＳｉＨ4比で１５以上 ここで、プラズマＴＥＯＳ膜、プラズマ窒化膜の成膜に
用いた装置は、ＳＴＳ社製のＣＶＤ装置であり、このよ
うな条件により、堆積膜厚０．１μｍ以上、屈折率１．
３〜１．６のＴＥＯＳ膜、堆積膜厚０．１μｍ以上、屈
折率：１．５〜２．３の窒化膜を得ることができる。こ
の膜の特性は、従来エッチングマスクとして用いられて
いた熱酸化膜に近い特性を持つ。また、ここで、ＲＦパ
ワーとは、スパッタリング時のターゲットに電子線を当
てるときのパワーのことであり、パワーを調整すること
で成膜される膜の質や厚み（成膜速度）が変化させるこ
とができるものである。
下 プラズマ窒化膜の成膜条件 処理温度 ：５００℃以下 圧力 ：１０Ｔｏｒｒ以下 ガス流量比 ：ＮＨ3／ＳｉＨ4比で１５以上 ここで、プラズマＴＥＯＳ膜、プラズマ窒化膜の成膜に
用いた装置は、ＳＴＳ社製のＣＶＤ装置であり、このよ
うな条件により、堆積膜厚０．１μｍ以上、屈折率１．
３〜１．６のＴＥＯＳ膜、堆積膜厚０．１μｍ以上、屈
折率：１．５〜２．３の窒化膜を得ることができる。こ
の膜の特性は、従来エッチングマスクとして用いられて
いた熱酸化膜に近い特性を持つ。また、ここで、ＲＦパ
ワーとは、スパッタリング時のターゲットに電子線を当
てるときのパワーのことであり、パワーを調整すること
で成膜される膜の質や厚み（成膜速度）が変化させるこ
とができるものである。
【００１６】このような条件で成膜を行うのは以下の理
由による。すなわち、プラズマＣＶＤによるＴＥＯＳ膜
および窒化膜１５の成膜条件が先に述べた条件から外れ
た場合、振動板９の形成における非拡散層１７と保護膜
であるＴＥＯＳ膜および窒化膜１５のエッチングレート
の差が小さくなり、保護膜としての役割を果たせなくな
ってしまう。
由による。すなわち、プラズマＣＶＤによるＴＥＯＳ膜
および窒化膜１５の成膜条件が先に述べた条件から外れ
た場合、振動板９の形成における非拡散層１７と保護膜
であるＴＥＯＳ膜および窒化膜１５のエッチングレート
の差が小さくなり、保護膜としての役割を果たせなくな
ってしまう。
【００１７】一方、プラズマＣＶＤによるＴＥＯＳ膜お
よび窒化膜１５の成膜条件処理温度が５００度以上にな
ると、キャビティ板４にドープされた不純物の濃度が低
下してしまい、シリコンエッチングの際に、拡散層１４
と非拡散層１７のウェットエッチングレートの差が小さ
くなってしまう。そのため、振動板４の形成によるとこ
ろの振動板厚さバラツキが大きくなってしまう問題が生
じる。
よび窒化膜１５の成膜条件処理温度が５００度以上にな
ると、キャビティ板４にドープされた不純物の濃度が低
下してしまい、シリコンエッチングの際に、拡散層１４
と非拡散層１７のウェットエッチングレートの差が小さ
くなってしまう。そのため、振動板４の形成によるとこ
ろの振動板厚さバラツキが大きくなってしまう問題が生
じる。
【００１８】なお、本例では、インクジェットヘッドの
製法に適用した例について述べたが、本発明のシリコン
薄膜の形成方法は、これに限らず、例えば、静電アクチ
ュエータ等、シリコン薄膜を備えた半導体装置であれば
いかなるものにも適用されうる。
製法に適用した例について述べたが、本発明のシリコン
薄膜の形成方法は、これに限らず、例えば、静電アクチ
ュエータ等、シリコン薄膜を備えた半導体装置であれば
いかなるものにも適用されうる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、シリコンエッチング時
の保護膜として、熱酸化膜の代わりにプラズマＣＶＤを
利用したＴＥＯＳ膜または窒化膜をシリコンウェーハの
表面に堆積させることで、高濃度にドープされた拡散部
分の濃度低下させることなく、エッチング用の保護膜
（マスク）を抑えることができる。
の保護膜として、熱酸化膜の代わりにプラズマＣＶＤを
利用したＴＥＯＳ膜または窒化膜をシリコンウェーハの
表面に堆積させることで、高濃度にドープされた拡散部
分の濃度低下させることなく、エッチング用の保護膜
（マスク）を抑えることができる。
【００２０】また、本発明のプラズマＣＶＤを利用した
ＴＥＯＳ膜または窒化膜をシリコン基板に堆積させるに
当たっては、実施例に示した処理条件で行うことが最適
であり、シリコンウェーハの両面に堆積させることによ
り、ＫＯＨ水溶液またはＴＭＡＨ、ＥＰＷ、ヒドラジン
等のエッチング液に十分耐えうる保護膜を形成し、薄膜
の厚さバラツキ及び表面粗さの低い、均一性に優れたシ
リコン薄膜の形成が可能になる。
ＴＥＯＳ膜または窒化膜をシリコン基板に堆積させるに
当たっては、実施例に示した処理条件で行うことが最適
であり、シリコンウェーハの両面に堆積させることによ
り、ＫＯＨ水溶液またはＴＭＡＨ、ＥＰＷ、ヒドラジン
等のエッチング液に十分耐えうる保護膜を形成し、薄膜
の厚さバラツキ及び表面粗さの低い、均一性に優れたシ
リコン薄膜の形成が可能になる。
【図１】本発明のインクジェットヘッド外形説明図。
【図２】本発明のインクジェットヘッド断面説明図。
【図３】本発明の実施例１における拡散方法のキャビテ
ィ板断面図。
ィ板断面図。
【図４】本発明の実施例１におけるプラズマＣＶＤを行
った時のキャビティ板断面図。
った時のキャビティ板断面図。
【図５】本発明の実施例１におけるフォトリソによりパ
ターニングを行ったキャビティ板断面図。
ターニングを行ったキャビティ板断面図。
【図６】本発明の実施例１におけるシリコンエッチング
を行ったキャビティ板断面図。
を行ったキャビティ板断面図。
１ 薄肉部 ２ ノズル ３ ノズル板 ４ キャビティ板 ５ 配線板 ６ 矢印 ７ 供給口 ８ 圧力室 ９ 振動板 １０ 空気室 １１ 電極 １２ インク滴 １３ 振動板９を形成する側のキャビティ板 １４ 拡散層 １５ ＴＥＯＳ膜又は窒化膜 １６ パターニング形成 １７ 非拡散層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 成二 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF24 AF93 AG14 AG54 AP02 AP33 AP53 AQ02 BA04 5F043 AA02 BB02 DD02 DD30 FF06 GG10
Claims (5)
- 【請求項１】 シリコン薄膜の形成方法において、 １×１０１９ａｔｍ／ｃｍ２以上の濃度で、シリコン基
板に不純物を拡散させる工程と、 プラズマＣＶＤにより、ＴＥＯＳ膜もしくは窒化膜から
なる保護膜をシリコン基板に形成する工程と、 前記保護膜を用いて、シリコン基板をウェットエッチン
グし、シリコン薄膜を形成する工程を含むことを特徴と
するシリコン薄膜の形成方法。 - 【請求項２】 前記シリコン薄膜の形成方法において、
前記シリコン基板に拡散する不純物はＰ−又はＢ＋であ
ることを特徴とする請求項１記載のシリコン薄膜の形成
方法。 - 【請求項３】 請求項１記載のプラズマＣＶＤによるＴ
ＥＯＳ膜もしくは窒化膜はシリコン基板両面に堆積させ
ることを特徴とするシリコン薄膜の形成方法。 - 【請求項４】 請求項１乃至３記載のシリコン薄膜の形
成方法において、プラズマＣＶＤによる前記保護膜の厚
さは、０．１μｍ以上であることを特徴とするシリコン
薄膜の形成方法。 - 【請求項５】 請求項１乃至４記載のシリコン薄膜の形
成方法により、インクジェットヘッドの構成部材である
振動板を形成することを特徴とするインクジェットヘッ
ドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13431799A JP2000323450A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | シリコン薄膜の形成方法及びインクジェットヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13431799A JP2000323450A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | シリコン薄膜の形成方法及びインクジェットヘッドの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000323450A true JP2000323450A (ja) | 2000-11-24 |
Family
ID=15125487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13431799A Withdrawn JP2000323450A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | シリコン薄膜の形成方法及びインクジェットヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000323450A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003031820A (ja) * | 2001-07-19 | 2003-01-31 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | コンデンサ型マイクロホンおよび圧力センサ |
| KR101241298B1 (ko) | 2004-11-17 | 2013-03-14 | 후지필름 디마틱스, 인크. | 프린트헤드 |
| CN110491789A (zh) * | 2018-05-14 | 2019-11-22 | 东京毅力科创株式会社 | 基片处理方法、基片处理装置和基片处理系统 |
-
1999
- 1999-05-14 JP JP13431799A patent/JP2000323450A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003031820A (ja) * | 2001-07-19 | 2003-01-31 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | コンデンサ型マイクロホンおよび圧力センサ |
| JP4532787B2 (ja) * | 2001-07-19 | 2010-08-25 | 日本放送協会 | コンデンサ型マイクロホンおよび圧力センサ |
| KR101241298B1 (ko) | 2004-11-17 | 2013-03-14 | 후지필름 디마틱스, 인크. | 프린트헤드 |
| CN110491789A (zh) * | 2018-05-14 | 2019-11-22 | 东京毅力科创株式会社 | 基片处理方法、基片处理装置和基片处理系统 |
| CN110491789B (zh) * | 2018-05-14 | 2024-04-19 | 东京毅力科创株式会社 | 基片处理方法、基片处理装置和基片处理系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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