JP2002075964A

JP2002075964A - 異方性エッチング方法

Info

Publication number: JP2002075964A
Application number: JP2000256125A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Kono; 一郎河野; Hideki Kamata; 英樹鎌田; Minoru Kumagai; 稔熊谷
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2002-03-15

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】メタルマスクのエッチング残渣の再付着による
吐出ノズルの形状不良や電極端子部分の電気接続不良が
発生しない異方性エッチング方法を提供する。【解決手段】チップ基板５１上の発熱部５２、共通電極
５３、個別配線電極５４、インク供給溝５５、インク供
給孔５６、隔壁５７等の最上層にオリフィス板５８を積
層し、この上にメタルマスク膜６３をスパッタ成膜しパ
ターン６３−１を形成する。更にその上に例えばオリフ
ィス板５８とのエッチング選択比が１対１であるような
非金属膜の厚膜レジスト膜６４をオリフィス板５８と同
じ厚さに成膜しパターン６４−１を形成する。この後パ
ターン６４−１及び６３−１に従ってヘリコン波ドライ
エッチングを行って吐出ノズル６２を穿設する。エッチ
ングのほぼ全期間中に亙り厚膜レジスト膜６４がエッチ
ングされて徐々に消失し、最終段階でメタルマスク膜６
３が極めて僅かな厚さｄだけエッチングされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エッチング残渣の
発生が少なく所望のパターンを容易に成形できる異方性
エッチング方法を提供する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、シート材に異方性エッチング
によって所望の開口パターンを穿設する方法が知られて
いる。この方法は例えばインクジェットプリンタの印字
ヘッドのオリフィス板材に吐出ノズルを穿設する場合に
も使用される。

【０００３】インクジェットプリンタの印字ヘッドによ
る印字方法は、インク吐出面に多数配列されている微細
な孔（吐出ノズル）からインクの液滴を吐出して、この
インク滴（印字ドット）を紙、布などの被記録材に着弾
させて吸収させ、これにより文字や画像等の印字を行な
うものであり、騒音の発生が少なく、電子写真式プリン
タのように特別な定着処理を要することもなく且つフル
カラー記録も比較的容易な印字方法である。

【０００４】上記のインク滴を吐出させる方法として
は、微細なインク加圧室に発熱部を配して、この発熱部
に電気パルスを与え高速でインクと発熱部の界面に気泡
を発生させ、その気泡の成長力を利用して吐出ノズルか
ら液滴を吐出させるサーマル式のインクジェットプリン
タヘッドがある。

【０００５】上記のサーマル式のインクジェットプリン
タヘッドには、インク滴の吐出方向により、二通りの構
成があり、一つは発熱部の発熱面に平行な方向へインク
を吐出する構成のものであり、他の一つは発熱部の発熱
面に垂直な方向にインクを吐出する構成のものである。
中でも発熱部の発熱面に垂直な方向にインク滴を吐出す
る構成のものは、ルーフシュータ型インクジェットプリ
ンタヘッドと呼称されており、発熱部の発熱面に平行な
方向へインクを吐出する構成のものに比較して、消費電
力が極めて小さくて済むことが知られている。

【０００６】このルーフシュータ型のインクジェットプ
リンタヘッドの製法としては、例えば６×２．５４ｍｍ
以上の直径の一枚のシリコンウエハ上に例えば９０個以
上に区画された１０ｍｍ×１５ｍｍ程度の大きさの多数
のチップ基板の上に、ＬＳＩ形成技術と薄膜形成技術を
利用して、多数の発熱部と、これらを個々に駆動する駆
動回路とインク流路と吐出ノズルとを一括してモノリシ
ックに形成する方法がある。

【０００７】図７(a),(b),(c) は、上記従来の印字ヘッ
ドの製造方法を工程順に示す図であり、それぞれ一連の
工程においてチップ基板上に形成されていく状態の概略
の平面図と断面図を模式的に示している。尚、これらの
図には、説明の便宜上、１列のみの吐出ノズルを備えた
モノクロ用印字ヘッドを示しているが、実際にはこのよ
うな印字ヘッドが複数個（通常は４個）連なった形状で
１個のチップ基板に形成されたものがフルカラー用印字
ヘッドとして一般的に実用化されている。また、同図
(c) には２３個の吐出ノズルを示しているが、実際に
は、設計上の方針によっても異なるが６４個、１２８
個、２５６個等、多数の吐出ノズルが形成されるもので
ある。

【０００８】図８(a),(b),(c) は、上段に図７(a),(b),
(c) の平面図をそれぞれ一部を拡大して詳細に示してお
り、図８(a),(b),(c) の中段には上段のＡ−Ａ′断面矢
視図を示し、下段には上段のＢ−Ｂ′断面矢視図を示し
ている。また、図８(a),(b),(c) の中段に示す断面図
は、それぞれ図７(a),(b),(c) の下に示す断面図と同一
のものである。尚、図８(a),(b),(c) には、図示する上
での便宜上、本来は上記のように６４個、１２８個又は
２５６個というように多数形成されるインク吐出ノズル
を、５個のインク吐出ノズルで代表させて示している。

【０００９】この印字ヘッドの製造方法は、先ず、工程
１として、４×２５．４ｍｍ以上のシリコン基板上にダ
イシングラインによって多数細分化されたチップ基板の
区画にそれぞれＬＳＩ形成処理により駆動回路とその端
子を形成すると共に、厚さ１〜２μｍの酸化膜（Ｓi Ｏ
₂）を形成し、次に、工程２として、薄膜形成技術を用
いて、タンタル（Ｔａ）−シリコン（Ｓｉ）−酸素
（Ｏ）又はＴａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ（窒素）系の発熱抵抗体
膜と、Ｔｉ−Ｗ等の密着膜と、良導体の例えばＡｕなど
の電極膜とを、スパッタあるいは真空蒸着等の真空成膜
装置で連続して順次積層して成膜する。

【００１０】そして、電極膜と発熱抵抗体膜をフォトリ
ソグラフィー技術によって夫々パターニングし、条形の
発熱抵抗体膜の発熱部とする領域を露出させその両側の
発熱抵抗体膜に重ねて配線電極を形成して、発熱部と両
側の配線電極とからなる発熱素子を形成する。この工程
で発熱部の位置が決められる。

【００１１】図７(a) 及び図８(a) は、上記の工程１及
び工程２が終了した直後の状態を示している。すなわ
ち、チップ基板１の短手方向の一方の（図では右方の）
側端部近傍に沿って駆動回路２が形成され、チップ基板
１の長手方向の一方の（図では上方の）端部に駆動回路
端子２−１が形成されている（図７(a) 参照）。

【００１２】そして、その上からチップ基板１の全面に
形成されたパッシベーション膜３の上に、発熱部４が形
成されている。発熱部４の一方の端部に共通電極５が接
続され、他方の端部と駆動回路２との間に個別配線電極
６が接続されている。上記の発熱部４、共通電極５、及
び個別配線電極６は１組となって条形状にパターン化さ
れて、各条が発熱素子を形成し、所定の間隔で平行に並
設されている。これらの並設により、チップ基板１上に
は、発熱部列４′及び個別配線電極列６′が形成されて
いる。そして、共通電極５には、共通給電端子５−１が
形成されている（図７(a) 参照）。

【００１３】続いて、工程３として、個々の発熱部４に
対応するインク加圧室及びこれらのインク加圧室にイン
クを供給するインク流路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で形成
し、これをフォトリソグラフィー技術によりパターン化
した後に、３００℃〜４００℃の熱を３０分〜６０分加
えるキュア（焼成）を行い、高さ１／２程度の上記感光
性ポリイミドによる隔壁をチップ基板上に形成・固着さ
せる。更に、工程４として、ウェットエッチング装置ま
たはサンドブラスト装置などにより上記チップ基板の面
に細長のインク供給溝を形成し、更にこのインク供給溝
に連通し基板下面に開口するインク供給孔を形成する。

【００１４】この工程４では、発熱部、配線電極、隔壁
などが形成されている表面側のインク供給溝と、裏面側
のインク供給孔では、形状が異なるため、表裏から別々
に加工を行う。例えば表面側にインク供給溝をチップ基
板の厚さ半分程度まで穿設し、裏面側からインク供給孔
を穿設して表裏に貫通させる。

【００１５】図７(b) 及び図８(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、細長いインク供給溝７及び丸又は角形のインク供給
孔８が形成され、インク供給溝７の左側に位置する共通
電極５部分と、右方の個別配線電極６が配設されている
部分、及び各発熱部４と発熱部４の間に、隔壁９（シー
ル隔壁９−１、９−２、区画隔壁９−３）が形成されて
いる。

【００１６】上記の隔壁９は、個別配線電極６上のシー
ル隔壁９−２を櫛の胴とすれば、各発熱部４と発熱部４
との間に伸び出す区画隔壁９−３は櫛の歯に相当する形
状をなしている。これにより、この櫛の歯状の区画隔壁
９−３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４が位置する微細な区画部が、発熱部４の数だ
け形成される。

【００１７】この後、工程５として、例えばポリイミド
のフィルムからなるオリフィス板で、その両面又は片面
に接着剤としての熱可塑性ポリイミドを極薄にコーテン
グした状態のものを、上記積層構造の最上層つまり隔壁
の上に載置し、真空中で５０〜２００℃で加熱しなが
ら、９．８×１０^-4Ｐａの数倍の圧力で加圧し、これを
数１０分続けて、そのオリフィス板を固着させる。続い
て真空装置又はスパッタ装置でＴｉ、Ｎｉ、Ｃｕ又はＡ
ｌなどの金属膜をオリフィス板表面に蒸着する。

【００１８】更に、工程６として、オリフィス板表面の
上記金属膜をパターン化して、ポリイミドを選択的にエ
ッチングするマスクを形成し、続いて、例えばヘリコン
波によるドライエッチング等により上記の金属膜マスク
に従って吐出ノズルとして多数の開口をオリフィス板に
一括形成する。

【００１９】図７(c) 及び図８(c) は、上述した工程５
と工程６が終了した直後の状態を示している。すなわ
ち、オリフィス板１１が共通電極給電端子５−１及び駆
動回路端子２−１の部分を除く全領域を覆っており、シ
ール隔壁９−２及び区画隔壁９−３によって形成されて
いる区画部も上を覆われて隔壁９の厚さに対応する高さ
の微細なインク加圧室１２を形成して、その開口をイン
ク供給溝７方向に向けている。そして、これらインク加
圧室１２の開口とインク供給溝７とを連通させるインク
流路１３が形成されている。

【００２０】そして、オリフィス板１１には、インク加
圧室１２の発熱部４に対向する位置に吐出ノズル１４が
ドライエッチングによって形成されている。これによ
り、６４個、１８個又は５６個の吐出ノズル１４を１列
に備えた多数のモノカラー用印字ヘッド１５がシリコン
ウェハ上に完成する。

【００２１】ここまでが、シリコンウェハの状態で処理
される。そして、最後に、工程７として、ダイシングソ
ーなどを用いてシリコンウェハをスクライブラインに沿
ってカッテングして、チップ基板単位毎に個別に分割
し、実装基板にダイボンデングし、端子接続し、その接
続部分を樹脂等で封止処理して、実用単位のモノカラー
用印字ヘッドモジュールが完成する。

【００２２】上記のように１列の吐出ノズル１４を備え
たモノカラー用印字ヘッド１５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モノカラ
ー用印字ヘッド１５の構成をモノリシックに４列構成と
することは可能であり、各モノカラー用印字ヘッド１５
のノズル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。

【００２３】図９(a) は、上述の図７及び図８に示した
チップ基板１、駆動回路２、駆動回路端子２−１、発熱
部４、共通電極５、共通電極給電端子５−１、個別配線
電極６、インク供給溝７、インク供給孔８、隔壁９、オ
リフィス板１１、インク加圧室１２、インク流路１３、
吐出ノズル１４の各部を１組としてなるモノカラー用印
字ヘッド１５をヘッド素子として、このヘッド素子をや
や大きく区画したチップ基板１６上に４列並べ、これに
より、１個のチップ基板１６に４列のノズル列１７（１
７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）を形成してフルカラー
用印字ヘッド１８を構成した例を示す図である。また、
図９(b) は、製造工程の途上にあるシリコンウエハ１９
上における上記のフルカラー用印字ヘッド１８を示して
いる。

【００２４】図１０(a) 〜(d) は、上記構成のフルカラ
ー用印字ヘッド１８が印字駆動されるときの動作状態を
示す図であり、同図(a) は図７(c) の断面図又は図８
(c) の中段の断面図に示した構成を再掲している。ただ
し、図１０(a) に示す実働時には、インク流路１３には
外部からインク２１が常時供給されており、インク加圧
室１２に供給され吐出ノズル１４内に進入したインク２
１の表面部２１ａは凹状のメニスカスを形成している。

【００２５】先ず、印字情報に応じた通電により、発熱
部４を発熱駆動すると、発熱部４上に極微の核気泡が発
生し、この核気泡が合体して、図１０(b) に示すよう
に、膜気泡２２が発生する。そして、吐出ノズル１４内
のインク表面部２１ａはやや上昇する。続いて、同図
(c) に示すように、上記の膜気泡２２が断熱膨脹により
更に大きな膜気泡２２ａに成長して、その圧力により、
インク吐出ノズル１４からインク２１が押し出されて、
その表面部２１ａが大きく外部に突出する。

【００２６】この押し出されたインク２１の表面部２１
ａは、同図(d) に示すように、同図(c) の膜気泡２２ａ
から更に膨張して大きく成長した膜気泡２２ｂの圧力に
よってインク滴２１ｂとなってインク吐出ノズル１４か
ら噴射され、図の矢印Ｃで示すように、不図示の紙面に
向けて飛翔する。この後、上記の膜気泡２２ｂは急速に
縮小して消滅し、図１０(a) の状態に戻る。この動作周
期はおよそ３００μｓｅｃ以下である。

【００２７】尚、上記の例は、発熱部、配線電極、イン
ク供給溝、隔壁等からなる印字部と駆動回路とを１個の
チップ基板に一体で構成する例を示しているが、印字部
だけをシリコン基板または近年になって提案されている
ガラス基板などの絶縁性基板に形成して、この印字部を
形成した基板に、別途作成した駆動回路基板を後から組
み付けるようにした印字ヘッドの場合も全く同様であ
る。

【００２８】ところで、上記のように吐出ノズル１４か
ら吐出されるインク滴２１ｂの吐出ノズル１４からの切
れが良くないと、吐出されたインク滴２１ｂの飛翔方向
が一定しなかったり、サテライトと呼ばれる微細なイン
クの飛散粒が発生し、これらが紙面に着弾した印字ドッ
トの周囲に付着して印字ドットの鮮明さを損なうという
不具合が発生して、正しい印字ドットを形成することが
できない。したがって、いまではインク滴２１ｂの吐出
ノズル１４からの切れを良くするためにオリフィス板１
１のインク吐出面である金属膜の表面に撥インク膜を形
成する表面処理を施すのが一般的である。

【００２９】上記の印字ヘッド製造工程の説明では、工
程５の後段におけるオリフィス板表面への金属膜の蒸着
と、工程６における上記金属膜のパターン化によるエッ
チングマスクの形成と、ヘリコン波ドライエッチングに
よる吐出ノズルの形成について、金属膜等の図示を省略
して簡略に説明しているが、実際には、工程６の後段、
つまり吐出ノズル形成後において、金属膜の上に更に撥
インク層を形成している。

【００３０】図１１(a) 〜(f) は、吐出上述した従来の
オリフィス板表面への金属膜の形成から撥インク層の形
成までの工程を示す図である。同図(a) に示すように、
先ずオリフイス板１１上に、マスク材としてＮｉ、Ｃ
ｕ、Ａｌ、ＴｉまたはＴａ等の金属膜２３をスパッタで
厚さ０．５〜１μｍ程度に成膜する。

【００３１】続いて、同図(b) に示すように、レジスト
膜２４を成膜し、フォトリソグラフィー技術を用いて吐
出ノズルの開口の形状に応じたレジストマスクパターン
２４−１を形成する。そして、同図(c) に示すように、
このレジストマスクパターン２４−１に従って、ウェッ
トまたはドライエッチングにより、金属膜２３をエッチ
ングして、メタルマスクパターン２３−１を形成する。

【００３２】この後、同図(d) に示すように、同図(c)
に示したレジスト膜２４を除去した後、へリコン波エッ
チング装置により、同図(e) に示すように、上記メタル
マスクパターン２３−１に従って選択的にオリフイス板
１１に孔空け加工を行って吐出ノズル１４を形成する。
そしてこの吐出ノズル１４の開口部を除く全面に、同図
(f) に示すように、撥インク性材料を成膜して撥インク
層２５を形成する。

【００３３】上記の吐出ノズルを穿設するドライエッチ
ングには、へリコン式、ＥＣＲなど種々あるが、設計通
り正確に孔空け加工が出来る異方性エッチングが可能で
ある点とエッチングレートが高い点でヘリコン波エッチ
ングが優れている。また、異方性エッチングの場合、選
択比を大きくとるため、通常は金属マスク膜が用いられ
る。図１１に示す例のように、オリフィス板１１に吐出
ノズル１４を孔空けするのにヘリコン波ドライエッチン
グ装置を用いる場合は、上記のように金属膜２３をマス
クに使うことでオリフィス板１１の材料であるポリイミ
ドフィルムと金属膜２３との選択比が概略５０〜１００
程度得られる。従って、厚さ約３０μｍのポリイミドフ
ィルムのエッチングには１μｍ以下の金属膜２３のマス
クでも十分に可能である。

【００３４】図１２(a) は、ヘリコン波エッチング装置
を模式的に示す図であり、同図(b)はそのウエハ固定用
ステージの平面図、同図(c) は同図(a) の部分拡大図で
ある。同図(a) に示すように、ヘリコン波エッチング装
置は、プロセスチャンバー（処理室）２６を中心に、こ
のプロセスチャンバー２６内に突設されるウエハ固定用
ステージ２７を備えている。図９(b) に示したシリコン
ウエハ１９は、図１２(a) の矢印Ｇで示すように装置左
方から搬入されて、上記のウエハ固定用ステージ２７上
に載置される。

【００３５】上記シリコンウエハ１９は、メカチャック
法（機構的に行う固定方法）又は静電チャック法（静電
的に行う固定方法）で固定される。ウエハ固定用ステー
ジ２７は、支持台２８上に、支持台２８と一体に構成さ
れ、この支持台２８を介して、例えば１３．５６ＭＨｚ
のＲＦ（ｒａｄｉｏ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：高周波）バ
イアスが接地側交流電源２９から印加される。

【００３６】また、このウエハ固定用ステージ２７に
は、低温サーキュレータ３１による不凍液が支持台２８
を介して循環している。さらに、ウエハ固定用ステージ
２７とシリコンウエハ１９との間に生じている微細な隙
間ｈに、熱伝導を促進するためのＨｅガスなどの冷媒ガ
ス３２を、冷媒送入ポンプ３３から、支持台２８及びウ
エハ固定用ステージ２７内に配設された冷媒送入路３４
を介し、ウエハ固定用ステージ２７のウエハ支持面に開
口する冷媒吹き出し口３５から送入して、シリコンウエ
ハ１９の低温サーキュレータ３１による冷却を促進させ
る。

【００３７】つまり、ヘリコン波エッチング装置のウエ
ハ固定用ステージ２７を循環不凍液で−１０℃以下に冷
却し、且つ、ウエハ固定用ステージ２７とシリコンウエ
ハ１９間に冷媒ガス３２を介在させることにより、ヘリ
コン波ドライエッチングの際のシリコンウェハ１９の温
度上昇を効果的に抑制するようにしている。

【００３８】また、上記のプロセスチャンバー２６の周
囲には、酸素（Ｏ₂）プラズマ３６をプロセスチャンバ
ー２６内に閉じ込めるためのマグネット（磁石）３７が
配設され、プロセスチャンバー２６の上部中央にはソー
スチャンバー（源流室）３８が配置される。ソースチャ
ンバー３８の周囲には上下二段にアンテナ３９が配設さ
れ、その外側には、プラズマを封じ込めるために、内外
二重にインナーコイル（内コイル）４１とアウターコイ
ル（外コイル）４２が配置されている。

【００３９】このソースチャンバー３８の上部には、パ
イプライン４３が開口し、ここからプロセスガス（処理
用酸素）が供給される。また、二段のアンテナ３９には
ソースパワーサプライ（源流電源）４４から、例えば上
記接地側交流電源２９のサイクルに対応する１３．５６
ＭＨｚの電圧が印加される。

【００４０】この構成により、ソースチャンバ３８内に
おいてパイプライン４３から供給される処理用酸素がア
ンテナ３９によってプラズマ化され、インナーコイル４
１及びアウターコイル４２によってプロセスチャンバー
２６に送り込まれる。この酸素プラズマ３６を、プロセ
スチャンバー２６内で、支持台２８及びウエハ固定用ス
テージ２７を介してシリコンウエハ１９（つまり印字ヘ
ッド１８のチップ基板１６、以下、実際にはシリコンウ
エハ１９の状態での処理であるが、チップ基板１６とし
て説明する）に印加されているＲＦバイアス電圧で吸引
・加速する。

【００４１】プロセスチャンバー２６の周囲壁面に配設
されているマグネット３７が上記酸素プラズマ３６の電
子が壁面で消滅するのを防止する。これにより、酸素プ
ラズマ３６は、均一な分布となってチップ基板１６に降
り注ぎ、金属膜２３のマスクのパターン２３−１で露出
しているオリフィス板１１表面に激突し、エッチングす
る。処理後のプロセスガスは、図１２(a) の矢印Ｊで示
すように装置右方に排出される。

【００４２】ヘリコン波エッチングは、ＲＩＥ（反応性
イオンエッチング）のように電極配置が平行平板型では
ないが、それと同じように、酸素プラズマ３６に対して
チップ基板１６の電位が、酸素イオンを引き込む方向に
ある。これにより、工作物（オリフィス板１１）を酸素
イオン４５がスバッタするのと同時に、ラジカル原子４
６を利用して化学エッチングもしている。

【００４３】例えば、工作物がポリイミドの場合、その
主成分は、炭素であるため、ＣｘＨｙ＋Ｏ→ＣＯ₂↑＋
Ｈ₂Ｏ↑の化学反応によるエッチングを行っている。よ
って、上記のヘリコン波エッチングは、スパッタ（物理
的エッチング）＋ラジカル反応（化学的エッチング）を
使って、孔加工のような異方性エッチングを高い選択比
で行うことができる。

【００４４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のへリ
コン波エッチングは、エッチングレートが高いため作業
能率の点からは目下のところ最適のエッチング方法であ
るが、オリフィス板だけでなくメタルマスクも同時にエ
ッチングする。このためメタルマスクのエッチング残渣
が発生し、この残渣が吐出ノズルや電極端子に付着す
る。このような残渣が、吐出ノズルの内部や近傍に付着
するとインクの吐出不良という不具合を引き起こす。ま
た、電極端子に付着すると電気接続不良という不具合を
引き起こす。また、エッチング中に削り取られたメタル
マスクの一部がエッチング面に再付着すると吐出ノズル
の孔が歪んで加工されて、この場合もインクの吐出不良
という不具合を引き起こす。

【００４５】また、吐出ノズルの形成後に、メタルマス
ク上に撥インク性を持たせるためにフッ素樹脂の粒子が
分散したＮｉメッキ膜をメッキ形成する場合、このメッ
キ用の電極としてメタルマスクを利用するため、メタル
マスクをオリフィス板表面に残しておく必要がある。

【００４６】例えば、オリフイス板材を厚さ１７μｍの
ポリイミド、メタルマスク材をＡｌ−１％Ｓｉとし、こ
のエッチングプロセス条件を、ソースパワーを１０００
Ｗ、バイアスパワーを３００Ｗ、ガス種を酸素、ガス流
量を５０ｓｃｃｍ、プロセス圧を０．５Ｐａ、アウター
コイル出力を３５Ａ、インナーコイル出力を４０Ａ、サ
ーキュレータ温度を−３０℃、ステージ冷媒をＨｅ、冷
媒圧力を３３２５Ｐａとしたとき、ポリイミドのへリコ
ン波エッチングによるエッチングレートは２．１μｍ／
ｍｉｎ、この吐出ノズルの穿設加工で同時に削られるメ
タルマスクＡｌ−１％Ｓｉの削れ速度は１２０Å／ｍｉ
ｎである。

【００４７】よってエッチング時間は８．１分であり、
さらにオーバーエッチング時間が＋４分程度あるため、
Ａｌ−１％Ｓｉの削れ量は１４５２Åになる。そこで、
ヘリコン波エッチングによりメタルマスクがスパッタさ
れて無くなってしまうことを防ぐため、上記の削れ量に
更に「＋α」の厚さでマスク用金属膜を成膜する必要が
ある。そして、このようにメタルマスクを厚く成膜する
必要があるため、成膜時間が長くなるという問題もあっ
た。

【００４８】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
メタルマスク膜のエッチング残渣による弊害の発生を防
止し所望のパターンを短時間で容易に成形できる異方性
エッチング方法を提供することである。

【００４９】

【課題を解決するための手段】本発明の異方性エッチン
グ方法は、所定の材質の被加工材に異方性エッチングに
より所定の開口パターンを穿設するエッチング方法であ
って、上記被加工材に所定の材質の非金属レジスト膜を
所定の厚さに積層する工程と、上記非金属レジスト膜に
上記開口パターンに対応したマスクパターンを形成する
工程と、上記非金属レジスト膜を介して上記被加工材に
異方性エッチングを実施し、上記開口パターンを穿設す
る工程とを有して構成される。

【００５０】上記異方性エッチングによる上記非金属レ
ジスト膜と上記被加工材に対するエッチング選択比は、
例えば請求項２記載のように、１対１であることが好ま
しい。また、上記異方性エッチングは、例えば請求項３
記載のように、へリコン波ドライエッチングであること
が好ましい。

【００５１】そして、例えば請求項４記載のように、上
記被加工材は、インクジェットプリンタの吐出ノズルが
穿設されるオリフィス板材であり、上記開口パターン
は、吐出ノズルの穿設パターンであっても良い。この場
合、上記異方性エッチングは、例えば請求項５記載のよ
うに、上記非金属レジスト膜を除去すると略同時に、上
記被加工材に上記開口パターンを穿設できる所定のエッ
チング選択比を備えたエッチャントを用い、上記非金属
レジスト膜を介して上記被加工材に異方性エッチングを
開始し、上記非金属レジスト膜を除去すると同時に上記
開口パターンを穿設できる時点を基準時点とした場合
に、上記基準時点から所定時間経過後までの間に異方性
エッチングを停止して上記開口パターンを穿設するよう
にしてもよい。また、例えば請求項６記載のように、上
記異方性エッチングは、上記被加工材に対する上記開口
パターンの穿設が完了した時点で上記非金属レジスト膜
を所定の厚さだけ残留させることができる所定のエッチ
ング選択比を備えたエッチャントを用い、上記非金属レ
ジスト膜を介し異方性エッチングを実施して上記開口パ
ターンを穿設するようにしてもよい。

【００５２】この場合、残留した上記非金属レジスト膜
は、例えば請求項７記載のように、撥インク性を備えて
いることが好ましい。また、上記非金属レジスト膜は、
例えば請求項８記載のように、上記オリフィス板に直接
被着されるようにしてもよい。また、例えば請求項９記
載のように、上記オリフィス板に金属膜を直接被着する
工程と、該金属膜に上記吐出ノズルパターンが形成され
た上記レジストマスク膜を介して開口パターンを形成す
る工程とを、更に有するように構成してもよく、また、
例えば請求項１０記載のように、上記オリフィス板材に
金属膜と撥インク膜を積層する工程と、上記開口パター
ンが形成された上記非金属レジスト膜を介して上記撥イ
ンク膜と上記金属膜に開口パターンを形成する工程と
を、更に有するように構成してもよい。

【００５３】

【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、第
１の実施の形態としての印字ヘッドの異方性エッチング
方法による吐出ノズル穿設の方法を説明する図である。
本例における印字ヘッド５０の同図(a) に示す構成にお
いて、チップ基板５１、発熱部５２、共通電極５３、個
別配線電極５４、インク供給溝５５、インク供給孔５
６、隔壁５７、オリフィス板５８、インク加圧室５９、
インク流路６１、及び吐出ノズル６２の構成は、吐出ノ
ズルの穿設方法が異なるだけで、図７及び図８に示した
従来の印字ヘッド１５のチップ基板１、発熱部４、共通
電極５、個別配線電極６、インク供給溝７、インク供給
孔８、隔壁９（９−１、９−２、９−３）、オリフィス
板１１、インク加圧室１２、インク流路１３、吐出ノズ
ル１４の構成と同一である。

【００５４】また、図１に示していないが、この印字ヘ
ッド５０には、図７及び図８に示した従来の印字ヘッド
１５の駆動回路２、駆動回路端子２−１、パッシベーシ
ョン膜３、発熱部列４′、共通電極給電端子５−１、個
別配線電極列６′等と同様の構成が形成されている。

【００５５】本例において、両面に２μｍの膜厚の熱可
塑性ポリイミドが塗布されている総厚Ｔ1 が１７μｍの
ポリイミドフィルムをオリフイス板５８として隔壁５７
の上に貼り付けて積層した後、その上に、Ａｌ−１％Ｓ
ｉ（またはＴｉでも良い）の金属膜６３をスパッタによ
り成膜しパターン化する。この金属膜６３の膜厚は１０
００Å程度で良い。さらにその上に、厚膜レジスト膜６
４のパターニングを行う。厚膜レジスト膜６４は、これ
から穿設すべき吐出ノズルと電極端子部分のみ開口させ
る（図１(a) は、吐出ノズルに対応する部分の開口パタ
ーン６４−１を示している）。

【００５６】このとき厚膜レジスト膜６４は、その開口
部分を、エッチング形成されるメタルマスクの開口部分
６３−１に対し、位置精度や加工精度を考慮して、１〜
２μｍ程度径が大きくなるように形成する。この厚膜レ
ジスト膜６４は、異方性エッチング作用を受けることに
より発生する固形残渣が少なく、且つ、その固形残渣が
メタルマスク膜の残渣のようにパターンに付着して成形
不良を発生させる虞の少ない非金属レジスト膜であり、
その材料としては例えば樹脂レジスト膜が好適であり、
その内でもアクリル系樹脂のネガ型レジストが好適であ
る。

【００５７】吐出ノズルの穿設加工時のポリイミドのエ
ッチングレートが、２．１μｍ／ｍｉｎであるのに対し
て、上記アクリル系のネガ型レジストからなる厚膜レジ
スト膜６４のエッチングレートも２．１μｍ／ｍｉｎで
あるので、この厚膜レジスト膜６４とポリイミドつまり
オリフィス板５８のエッチング選択比は１：１である。

【００５８】したがって、厚膜レジスト膜６４の厚さＴ
2は、オリフイス板５８の膜厚と同じ厚さに形成する。
同図(b) に示す厚膜レジスト膜６４は、ヘリコン波エッ
チングが既に開始されて吐出ノズルのドライエッチング
がほぼ２／３程度まで進行中の状態を示しており、その
吐出ノズルのエッチングに伴って、これと同時に厚膜レ
ジスト膜６４もエッチングされて薄くなっている状態を
示している。

【００５９】なお、エッチング開始に先立ち、厚膜レジ
スト膜６４の開口パターン６４−１に従って、ウェット
エッチングまたはドライエッチングで金属膜６３をエッ
チングしてマスクパターン６３−１を形成する。この
後、ヘリコン波エッチング装置により、同図(b) に示す
ように、吐出ノズル６２の穿設を行う。

【００６０】従来のヘリコン波エッチングの処理条件で
は、オリフイス板材を厚さ１７μｍのポリイミド、メタ
ルマスク材をＡｌ−１％Ｓｉとし、このエッチング処理
におけるソースパワーを１０００Ｗ、バイアスパワーを
３００Ｗ、ガス種を酸素、ガス流量を５０ｓｃｃｍ、プ
ロセス圧を０．５Ｐａ、アウターコイル出力を３５Ａ、
インナーコイル出力を４０Ａ、サーキュレータ温度を−
３０℃、ステージ冷媒をＨｅ、冷媒圧力を３３２５Ｐａ
としたとき、ポリイミドのへリコン波エッチングによる
エッチングレートが２．１μｍ／ｍｉｎ、この吐出ノズ
ルの穿設加工で同時に削られるメタルマスクＡｌ−１％
Ｓｉの削れ速度が１２０Å／ｍｉｎ、よって吐出ノズル
が穿設される基準時点であるジャストエッチング時点が
エッチング開始より８．１分であることは前述した。

【００６１】本例において、上記のジャストエッチング
時間８．１分でエッチングを終了する場合、選択比が１
対１である厚膜レジスト膜６４の膜厚は、オリフィス板
５８の膜厚と同様の１７μｍであれば良く、これによ
り、同図(c) に示すように吐出ノズル６２が貫通形成さ
れると同時に厚膜レジスト膜６４が除去されることにな
り、メタルマスクＡｌ−１％Ｓｉの削れを予防できる。
また、吐出ノズル６２の開口仕上がりを良くするために
オーバーエッチングを更に４分程度行う場合は、エッチ
ング時間の合計は１２．１分となる。このオーバーエッ
チング時間を経過した後で、上記のエッチング（異方性
エッチング）を終了する場合は、厚膜レジスト膜６４の
厚さは２５．４１μｍに形成するとよい。

【００６２】ところで、上記ジャストエッチング時間
は、計算上の理想時間であり、実際に吐出ノズルが貫通
形成される時点は上記ジャストエッチング時点より前後
にずれる誤差時間を伴う。従って、ジャストエッチング
時点でエッチングを停止すると、完全に貫通形成されて
いない未完成の吐出ノズルが形成されたり、レジスト膜
が残存した状態で吐出ノズルが貫通形成される虞があ
る。そこで、本実施形態の方法では、この誤差時間を見
込み、基準時点となるジャストエッチング時点から所定
時間経過する後までの間に上記異方性エッチングを停止
するようにする。

【００６３】本実施形態では、いずれの場合も、メタル
マスク表面に圧膜レジスト６４が残留しないように（圧
膜レジスト６４が残留するとメッキ用電極としてメタル
マスクを利用できない）、ヘリコン波ドライエッチング
を仕上げ処理としてややオーバー気味に行う。即ち、ジ
ャストエッチング時点から所定時間経過後までの間に仕
上げエッチング処理を行った後、ヘリコン波ドライエッ
チングを停止する。これにより、同図(d) に示すよう
に、メタルマスク６３は若干エッチングされる。しか
し、そのエッチング量ｄは極めて僅かであって、エッチ
ング残渣による不具合を発生させるほどの量ではない。

【００６４】上記へリコン波エッチングによる吐出ノズ
ル６２の穿設加工後は、特には図示しないが、メタルマ
スク６３上に撥インク性を持たせるために、上記メタル
マスクをメッキ用の電極として利用して、フッ素樹脂の
粒子が分散したＮｉメッキ膜を形成する。尚、その際、
撥インク層を形成する必要のない箇所、例えば吐出ノズ
ルや電極端子部分には、他のレジストまたはドライフィ
ルム等で予め充填または被覆してから、撥インク性膜の
成膜を行うようにする。

【００６５】このように、本例によれば、ヘリコン波エ
ッチングによる吐出ノズル加工時に、メタルマスクが露
出する時間は極僅かの時間であるので、メタルマスクの
削れ量が極めて少なく、このため、メタルマスクのエッ
チング残渣が吐出ノズルや電極端子へ再付着することが
殆ど無く、したがって、吐出ノズルの吐出不良や電極端
子の電気接続不良の不具合が解消される。また、厚膜レ
ジスト膜が確実にメタルマスク表面から除去されるの
で、メタルマスク表面に撥インクメッキ膜を容易に形成
することができる。更に、メタルマスクの削れ量を多く
見込む必要がなく、したがって、従来よりも厚さの薄い
メタルマスクで良く、これにより、メタルマスク用金属
膜の成膜時間が短縮されて作業能率が向上する。

【００６６】図２(a),(b) は、上記第１の実施形態の変
形例を示す図である。尚、この変形例においては、厚膜
レジスト膜以外の構成は、図１の場合と同一であるの
で、説明に必要な構成部分にのみ番号を付与して示して
いる。同図(a) に示す厚膜レジスト膜６５は、撥インク
性を有するレジストであり、図１(a) の場合と同様に、
先ずレジストを所定の厚膜に成膜し、これをパターニン
グして、このパターンに従って金属膜６３をエッチング
してメタルマスクパターンを形成し、このメタルマスク
パターンにしたがって、同図(b) に示すように、吐出ノ
ズル６２をヘリコン波ドライエッチングにより貫通形成
したとき、マスクパターンが形成された金属膜６３上
に、厚膜レジスト膜６５が厚さＤだけ残るように、厚膜
レジスト膜６５の初期の厚さが形成されている。そし
て、ヘリコン波ドライエッチングを上記実施形態と同様
に吐出ノズルが貫通形成されるジャストエッチング時点
から所定時間経過後の間で停止する。これにより、吐出
ノズル６２が完全に貫通形成されると共に厚膜レジスト
膜６５がジャストエッチング時点からの仕上げエッチン
グ時間分αだけ除去された厚さ（Ｄ−α）で残存する。

【００６７】ところで、吐出ノズル形成後のメタルマス
ク上に撥インク性膜をメッキ成膜するときの電極として
利用するためにメタルマスクを残しておくことは前述し
た。しかし、撥インク性膜を別の方法、例えばスプレ
ー、ディップ、ＣＶＤ等で形成する場合は、必ずしもメ
タルマスクを残しておく必要はない。また、マスクがメ
タル（金属）である必要もない。

【００６８】図３(a),(b),(c) は、第２の実施の形態と
しての印字ヘッドの異方性エッチング方法による金属マ
スクを用いない吐出ノズル穿設の方法を説明する図であ
る。尚、本例においては、オリフィス板５８よりも下方
つまり印字ヘッド内部の構成は、図１(a) に示した印字
ヘッド５０の内部構成と同一であるので、説明に必要な
構成部分以外は番号の図示を省略している。

【００６９】同図(a) に示すように、オリフィス板５８
上に、先ずレジストを所定の厚膜に成膜して厚膜レジス
ト膜６６を形成し、フォトリソグラフィーで開口パター
ン６６−１を形成する。この場合、厚膜レジスト膜６６
とオリフィス板５８の材料として、ヘリコン波ドライエ
ッチングによるエッチング選択比が１：１となるもの使
用しているから、厚膜レジスト膜６６とオリフィス板５
８の各厚さを同一に形成する。そして、同図(b) に示す
ように、上記開口パターン６６−１に従って、オリフィ
ス板５８をエッチングして吐出ノズル６２の穿設を開始
する。

【００７０】このとき、厚膜レジスト膜６６も同時にエ
ッチングされて薄くなっていくが、エッチング選択比は
１対１であるから、吐出ノズル６２の未穿設部分の厚さ
ｍと、厚膜レジスト膜６６の残留部分の厚さｎとの関係
は常にｍ＝ｎである。そして、同図(c) に示すように、
オリフィス板５８に吐出ノズル６２が丁度貫通したと
き、すなわち、ジャストエッチング時点で、厚膜レジス
ト膜６６を確実に消失させるため、上記実施形態と同様
に仕上げエッチング時間を見込んでエッチングを停止す
るようにする。これにより、確実に厚膜レジスト膜６６
を除去できる。この後、上述したように、撥インク性膜
をスプレー、ディップ、またはＣＶＤ等で形成する。

【００７１】このように、上記第２の実施の形態によれ
ば、ヘリコン波異方性エッチングによる吐出ノズル加工
時に、メタルマスクを使用しないので、エッチング残渣
が全く発生せず、したがって、エッチング残渣による吐
出ノズルの吐出不良や電極端子の電気接続不良等の不具
合の発生を防止することができる。

【００７２】図４(a),(b) は、上記第２の実施形態の変
形例を示す図である。尚、この変形例においては、厚膜
レジスト膜以外の構成は図３の場合と同一であるので説
明に必要な構成部分にのみ番号を付与して示している。
同図(a) に示す厚膜レジスト膜６７は、撥インク性を有
するレジストであり、図３(a) の場合と同様に、レジス
トを所定の厚膜に成膜してパターニングした後、その開
口パターン６７−１に従って、図４(a) に示すように、
吐出ノズル６２の穿設を開始する。

【００７３】そして、この場合、同図(b) に示すよう
に、吐出ノズル６２を貫通形成したとき、オリフィス板
５８上に、厚膜レジスト膜６７が厚さＤだけ残るよう
に、厚膜レジスト膜６７の初期の厚さが形成されてい
る。このようにすれば、メタルマスク用の時間のかかる
金属膜の成膜も必要なく、また、吐出ノズル形成後に別
工程で撥インク性膜を形成する必要もないから、作業能
率が大幅に向上することになる。

【００７４】図５(a),(b),(c) は、第３の実施の形態と
しての印字ヘッドの異方性エッチング方法による吐出ノ
ズル穿設の方法を説明する図である。尚、本例において
も、オリフィス板５８よりも下方の印字ヘッド内部の構
成は、図１(a) に示した印字ヘッド５０の内部構成と同
一であるので、説明に必要な構成部分以外は番号の図示
を省略している。

【００７５】図６(a),(b) は、それぞれ上記第３の実施
の形態における印字ヘッドの異方性エッチング方法によ
る吐出ノズルの穿設処理のフローチャート（その１、そ
の２）である。先ず、図６(a) 及び図５(a),(b),(c) を
用いて第１の方法を説明する。図６(a) のフローチャー
トに示すように、先ず、オリフィス板の設置処理を行う
（Ｓ１）。これにより、図５(a) に示すように、オリフ
ィス板５８が隔壁５７の上に貼設される。

【００７６】次に、メタルマスク膜の被着処理を行う
（Ｓ２）。これにより、図５(a) に示すように、オリフ
ィス板５８の上にメタルマスク膜６８が成膜される。上
記に続いて撥インク膜の被着処理を行う（Ｓ３）。これ
により、図５(a) に示すように、メタルマスク膜６８の
上に撥インク膜６９が成膜される。このように、本製造
方法では、吐出ノズルを形成する前に撥インク膜を形成
するので、撥インク膜を無電解メッキ等のメッキ法によ
り形成する場合でも、吐出ノズルをレジストやドライフ
ィルムで被覆する必要がない。

【００７７】更に続いて、厚膜レジスト膜の被着処理を
行う（Ｓ４）。これにより、図５(a) に示すように、撥
インク膜６９の上に第１実施形態の場合と同様の厚膜レ
ジスト膜６４が成膜される。次に、この厚膜レジスト膜
６４をパターニング処理する（Ｓ５）。この処理は例え
ばフォトリソグラフィーによって処理される。これによ
り、図５(a) に示すように、厚膜レジスト膜６４に吐出
ノズルに対応する開口パターン６４−１が形成される。

【００７８】上記に続いて、撥インク膜６９をパターニ
ング処理する（Ｓ６）。この処理では、上記厚膜レジス
ト膜６４の開口パターン６４−１に従って、例えばウエ
ットエッチングにより撥インク膜６９がエッチング処理
される。これにより、図５(a) に示すように、撥インク
膜６９に吐出ノズルに対応する開口パターン６９−１が
形成される。

【００７９】更に続いて、メタルマスク膜６８をパター
ニング処理する（Ｓ７）。この処理では、上記厚膜レジ
スト膜６４の開口パターン６４−１及び撥インク膜６９
の開口パターン６９−１に従って、例えばウエットエッ
チングによりメタルマスク膜６８がエッチング処理され
る。これにより、図５(a) に示すように、メタルマスク
膜６８に吐出ノズルに対応する開口パターン６８−１が
形成される。

【００８０】上記に続いて、ヘリコン波ドライエッチン
グによる吐出ノズルの穿設を行う（Ｓ８）。この処理で
は、図５(b) に示すように、上記厚膜レジスト膜６４の
開口パターン６４−１、撥インク膜６９の開口パターン
６９−１及びメタルマスク膜６８の開口パターン６８−
１に従って、オリフィス板５８がエッチングされて吐出
ノズル６２が穿設されると共に、厚膜レジスト膜６４が
削り取られて徐々に消失していく。

【００８１】そして、図５(c) に示すように、エッチン
グをジャストエッチング時点から所定時間経過後までの
間に停止するようにして、吐出ノズル６２が丁度オリフ
ィス板５８を貫通したとき、又はややオーバーエッチン
グされたとき、同図(b) に示す厚膜レジスト膜６４が、
同図(c) に示すように、確実に撥インク膜６９上から消
失する。これにより、吐出ノズル６２の完成と同時に、
インク吐出面に撥インク膜６９を被着した印字ヘッド７
０が完成する。

【００８２】このように、吐出ノズル加工時に、メタル
マスク膜の上に形成した撥インク膜の上に厚膜レジスト
膜を被着して、この厚膜レジスト膜のパターンに従って
吐出ノズルを穿設するので、メタルマスクのエッチング
残渣が出ないだけでなく吐出ノズルの穿設完了と共にイ
ンク吐出面に撥インク膜を被着した印字ヘッドが完成す
るので、従来の吐出ノズル形成後に撥インク膜を成膜す
る場合に行うレジストの充填又は被着の手数が不要とな
って工程が簡略化する。

【００８３】次に、第３実施形態としての印字ヘッド７
０の、他の製造手順を説明する。図６(b) のフローチャ
ートに示すように、先ず、オリフィス板の設置（Ｓ１
１）とメタルマスク膜の被着（Ｓ１２）の処理は、同図
(a) に示すオリフィス板の設置（Ｓ１）とメタルマスク
膜の被着（Ｓ２）の処理と同一である。この例では、次
から手順が異なる。

【００８４】すなわち、先ず、メタルマスク膜のパター
ニングを行う（Ｓ１３）。この処理では、上記のＳ１２
で形成された図５(a) に示すメタルマスク膜６８の上へ
のレジスト層の被着と、このレジスト層のフォトリソグ
ラフィーによるパターン化と、このパターンに従ったウ
エット又はドライのエッチングによって、図５(a) に示
すメタルマスク膜６８の開口パターン６８−１が形成さ
れる。この後、レジスト層はウエット又はドライのアッ
シヤーで全部剥離する。

【００８５】続いて、撥インク膜の被着処理を行う（Ｓ
１４）。この処理では、先ず、開口パターン６８−１を
メッキレジストを充填して保護し、更にメタルマスク膜
面を除く印字ヘッドの全面（側面と裏面）をメッキレジ
ストで被覆した後、メタルマスク膜を電極として撥イン
ク膜のメッキ被着を行う。これにより、上記メタルマス
ク膜６８の上面に、開口パターン６８−１の部分を除く
形で選択的に撥インク膜６８が被着される。この後、メ
ッキレジストは除去される。これにより、図５(a) に示
す撥インク膜６９及びその開口パターン６９−１が形成
される。

【００８６】上記に続いて、厚膜レジスト膜の被着（Ｓ
１５）と、この厚膜レジスト膜のパターニング（Ｓ１
６）の処理を行う。これらの処理は、図６(a) の厚膜レ
ジスト膜の被着（Ｓ４）と、厚膜レジスト膜のパターニ
ング（Ｓ５）の処理と同一である。これにより、図５
(a) に示す厚膜レジスト膜６４と、その開口パターン６
４−１が形成される。

【００８７】この後、ヘリコン波ドライエッチングによ
る吐出ノズルの穿設を行う（Ｓ１７）。この処理は、図
６(a) のヘリコン波ドライエッチングによる吐出ノズル
の穿設処理（Ｓ８）と同一の処理である。本製造手順に
よる場合も、メタルマスクのエッチング残渣が出ないだ
けでなく吐出ノズルの穿設完了と共にインク吐出面に撥
インク膜を被着した印字ヘッドが完成するので、従来の
吐出ノズル形成後に撥インク膜を成膜する場合に行うレ
ジストの充填又は被着の手数が不要となって工程が簡略
化する。

【００８８】なお、本発明は、ヘリコン波ドライエッチ
ングに限らず、他の種々の異方性エッチングに広く適用
できることは、勿論である。また、本発明の非金属レジ
スト膜は、上記実施形態で使用されている樹脂レジスト
膜にかぎらず、パターン成形不良等の弊害となる残渣の
発生が少ない非金属レジスト膜であればよい。

【００８９】更に、本発明は、異方性エッチングにより
孔を貫通形成する場合だけでなく、異方性エッチングに
より凹部を形成する場合にも、好適に適用できる。

【００９０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、エッチング残渣の発生が少ない非金属レジスト膜
を開口パターンの貫通と同時にエッチング除去されるべ
き厚さに形成するから、残渣による成形不良等の弊害が
確実に防止され、異方性エッチングにより所望のパター
ンを容易に成形することが可能となる。

【００９１】また、本発明の第１の実施形態によれば、
メタルマスク上に上記レジスト膜を積層した２重マスク
構造としても、ヘリコン波異方性エッチングによる吐出
ノズル加工時に、仕上げのオーバーエッチングのとき以
外はメタルマスクが露出しないので、メタルマスクのエ
ッチングによる削れ量が極めて少なく、このため、メタ
ルマスクのエッチング残渣が吐出ノズルや電極端子へ再
付着することが殆ど無く、したがって、吐出ノズルの吐
出不良や電極端子の電気接続不良の不具合が解消され
る。また、メタルマスクの削れ量を多く見込む必要がな
く、したがって、従来よりも厚さの薄いメタルマスクで
良く、これにより、メタルマスク用金属膜の成膜時間が
短縮されて作業能率が向上する。更に、吐出ノズルが貫
通形成された時点で非金属レジストマスク膜は確実に除
去されているので、マスク膜を除去する工程が不要とな
ると共に、オリフィス板表面に撥インク膜を確実且つ容
易にに被着することができる。

【００９２】また、本発明の第２の実施の形態によれ
ば、ヘリコン波異方性エッチングによる吐出ノズル加工
時に、メタルマスクを使用しないので、メタルマスクの
エッチング残渣が全く発生せず、したがって、そのエッ
チング残渣による吐出ノズルの吐出不良や電極端子の電
気接続不良等の不具合の発生が防止される。

【００９３】また、本発明の第３の実施の形態によれ
ば、ヘリコン波異方性エッチングによる吐出ノズル加工
時に、メタルマスク膜の上に撥インク膜と厚膜レジスト
膜を積層し、この厚膜レジスト膜のパターンに従って吐
出ノズルを穿設するので、メタルマスクのエッチング残
渣が出ないだけでなく吐出ノズルの穿設完了と同時にイ
ンク吐出面に撥インク膜を被着した印字ヘッドが得られ
るので、従来の吐出ノズル形成後に撥インク膜を成膜す
る場合に行う吐出ノズル遮蔽用レジストの充填又は被着
の手数が不要となって工程が簡略化する。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a),(b),(c),(d) は第１の実施の形態における
印字ヘッドの異方性エッチング方法による吐出ノズル穿
設の方法を説明する図である。

【図２】(a),(b) は第１の実施の形態における変形例を
示す図である。

【図３】(a),(b),(c) は第２の実施の形態における印字
ヘッドの異方性エッチング方法による吐出ノズル穿設の
方法を説明する図である。

【図４】(a),(b) は第２の実施の形態における変形例を
示す図である。

【図５】(a),(b),(c) は第３の実施の形態における印字
ヘッドの異方性エッチング方法による吐出ノズル穿設の
方法を説明する図である。

【図６】(a),(b) は第３の実施の形態における印字ヘッ
ドの異方性エッチングの処理手順の例を示すフローチャ
ト（その１、その２）である。

【図７】(a),(b),(c) は従来の印字ヘッドの製造方法を
工程順に模式的に示す概略の平面図と断面図である。

【図８】(a),(b),(c) の上段は図７(a),(b),(c) の一部
拡大詳細図、中段は上段のＡ−Ａ′断面矢視図、下段は
上段のＢ−Ｂ′断面矢視図である。

【図９】(a) はモノカラー用印字ヘッドを１個のチップ
基板上に４列並べてフルカラー用印字ヘッドを構成した
例を示す図、(b) は製造工程の途上にあるシリコウエハ
上におけるフルカラー用印字ヘッドを示す図である。

【図１０】(a) 〜(d) は従来構成の印字ヘッドが印字駆
動されるときの動作状態を示す図である。

【図１１】(a) 〜(f) は従来のオリフィス板表面への金
属膜の形成から撥インク層の形成までの工程を示す図で
ある。

【図１２】(a) はヘリコン波エッチング装置を模式的に
示す図、(b) はそのウエハ固定用ステージの平面図、
(c) は(a) の部分拡大図である。

【符号の説明】

１チップ基板２駆動回路２−１駆動回路端子３パッシベーション膜４発熱部４′ 発熱部列５共通電極５−１共通電極給電端子６個別配線電極６′ 個別配線電極列７インク供給溝８インク供給孔９隔壁９−１、９−２シール隔壁９−３区画隔壁１１オリフィス板１２インク加圧室１３インク流路１４吐出ノズル１５モノカラー用印字ヘッド１６チップ基板１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）ノズル列１８フルカラー用印字ヘッド１９シリコンウエハ２１インク２１ａインク表面部２１ｂインク滴２２、２２ａ、２２ｂ膜気泡２３金属膜２３−１メタルマスクパターン２４レジスト膜２４−１レジストマスクパターン２５撥インク層２６プロセスチャンバー２７ウエハ固定用ステージ２８支持台２９接地側交流電源３１低温サーキュレータ３２冷媒ガス３３冷媒送入ポンプ３４冷媒送入路３５冷媒吹き出し口３６酸素（Ｏ₂）プラズマ３７マグネット３８ソースチャンバー３９アンテナ４１インナーコイル４２アウターコイル４３パイプライン４４ソースパワーサプライ４５酸素イオン４６ラジカル原子５０印字ヘッド５１チップ基板５２発熱部５３共通電極５４個別配線電極５５インク供給溝５６インク供給孔５７隔壁５８オリフィス板５９インク加圧室６１インク流路６２吐出ノズル６３金属膜６３−１メタルマスク開口部分６４厚膜レジスト膜６４−１開口パターン６５撥インク性厚膜レジスト膜６６厚膜レジスト膜６６−１開口パターン６７撥インク性厚膜レジスト膜６８メタルマスク膜６９撥インク膜７０印字ヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者熊谷稔東京都青梅市今井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 AF43 AF67 AF72 AF93 AG14 AP02 AP12 AP13 AP32 AP34 AP52 AP54 AP60 BA04 BA13 5F004 AA04 BA14 BA20 BB25 DA22 DA26 DB25 DB26 EA05 EA10 EA28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の材質の被加工材に異方性エッチン
グにより所定の開口パターンを穿設するエッチング方法
であって、前記被加工材に所定の材質の非金属レジスト膜を所定の
厚さに積層する工程と、前記非金属レジスト膜に前記開口パターンに対応したマ
スクパターンを形成する工程と、前記非金属レジスト膜を介して前記被加工材に異方性エ
ッチングを実施し、前記開口パターンを穿設する工程と
を有することを特徴とする異方性エッチング方法。
【請求項２】前記異方性エッチングによる前記非金属
レジスト膜と前記被加工材に対するエッチング選択比が
１対１であることを特徴とする請求項１記載の異方性エ
ッチング方法。
【請求項３】前記異方性エッチングは、へリコン波ド
ライエッチングであることを特徴とする請求項１記載の
異方性エッチング方法。
【請求項４】前記被加工材は、インクジェットプリン
タの吐出ノズルが穿設されるオリフィス板材であり、前
記開口パターンは、吐出ノズルの穿設パターンであるこ
とを特徴とする請求項１記載の異方性エッチング方法。
【請求項５】前記異方性エッチングは、前記非金属レ
ジスト膜を除去すると略同時に、前記被加工材に前記開
口パターンを穿設できる所定のエッチング選択比を備え
たエッチャントを用い、前記非金属レジスト膜を介して
前記被加工材に異方性エッチングを開始し、前記非金属
レジスト膜を除去すると同時に前記開口パターンを穿設
できる時点を基準時点とした場合に、前記基準時点から
所定時間経過後までの間に異方性エッチングを停止して
前記開口パターンを穿設することを特徴とする請求項４
記載の異方性エッチング方法。
【請求項６】前記異方性エッチングは、前記被加工材
に対する前記開口パターンの穿設が完了した時点で前記
非金属レジスト膜を所定の厚さだけ残留させることがで
きる所定のエッチング選択比を備えたエッチャントを用
い、前記非金属レジスト膜を介し異方性エッチングを実
施して前記開口パターンを穿設することを特徴とする請
求項４記載の異方性エッチング方法。
【請求項７】残留した前記非金属レジスト膜は、撥イ
ンク性を備えていることを特徴とする請求項６記載の異
方性エッチング方法。
【請求項８】前記非金属レジスト膜は、前記オリフィ
ス板に直接被着されることを特徴とする請求項４記載の
異方性エッチング方法。
【請求項９】前記オリフィス板に金属膜を直接被着す
る工程と、該金属膜に前記吐出ノズルパターンが形成さ
れた前記レジストマスク膜を介して開口パターンを形成
する工程とを、更に有することを特徴とする請求項４記
載の異方性エッチング方法。
【請求項１０】前記オリフィス板材に金属膜と撥イン
ク膜を積層する工程と、前記開口パターンが形成された
前記非金属レジスト膜を介して前記撥インク膜と前記金
属膜に開口パターンを形成する工程とを、更に有するこ
とを特徴とする請求項４記載の異方性エッチング方法。