JP2007245639A

JP2007245639A - インクジェット記録ヘッドの製造方法

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Publication number: JP2007245639A
Application number: JP2006074888A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tokunaga; 博之徳永
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】ＣＲ製法におけるメンブレン割れ不良の防止。
【解決手段】犠牲層１０２の膜厚を２００〜２５００Åに限定することによって、その上に堆積されるエッチングストップ層１０３の膜厚の、犠牲層の肩部での応力集中を緩和し、メンブレンへの応力を低下させる。また、犠牲層をＡｌを含む合金として、薄い膜厚で十分な効果を発揮させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体に外部からエネルギーを加えることによって、所望の液体を吐出するインクジェット記録ヘッド、およびインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。

熱等のエネルギーをインクに与えることで、気泡の発生を促し、この体積変化を利用して吐出口からインクを吐出し、これを記録媒体上に付着させて画像形成を行うインクジェット記録方法が知られている。インクジェット方式の中で、基板に対し垂直にインクを吐出するサイドシューター型（特開平９−０１１４７９）が提案されている。また、このヘッドの製法として、犠牲層を用いてインク供給口の形状を成型する方法（特開平１０−１８１０３２）が開示されている。

これは、シリコン基板上に酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜を形成し、前記酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜上にインク吐出圧発生素子を形成し、前記シリコン基板表面にエッチング液に侵されやすい材料で薄膜を堆積しインク供給口の形状にパターン（エッチング犠牲層）を形成し、さらに前記供給口の形状のパターン上にエッチングストップ層を形成し、前記シリコン基板表面にインク供給口部を形成し、前記酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜形成面の裏面に開口部を設け、異方性エッチングによりインク供給口となる部分のシリコンを除去し、インク供給口部に残ったエッチングストップ層の酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜またはその混合物を除去する工程によって形成されていた。
特開平９−１１４７９号公報特開平１０−１８１０３２号公報

従来のサイドシューター型のインクジェット記録ヘッドでは、エッチング犠牲層パターニング時に、断面が垂直になるような形状に形成していた。その上にエッチングストップ層２０３を堆積すると、図６のようにエッチング犠牲層２０２の肩に局所的にひずみの集中する部分が発生していた。そのため、異方性エッチングでシリコンウエハをエッチングして、犠牲層を取り去ると、図７のようにエッチングストップ層に亀裂が入り、エッチング液が進入して、インク流路形成樹脂２０４やノズル形成樹脂２０５が変質、変形してしまうことがあった。

上記のような問題点は、シリコン基板上に畜熱層として酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜などの絶縁膜を形成する工程、前記膜上にインク吐出圧発生素子を形成する工程、前記シリコン基板表面にエッチング液に侵されやすい材料で薄膜を堆積しインク供給口の形状にパターンを形成する工程、前記供給口の形状のパターン上に酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜またはその混合物のエッチングストップ層を形成する工程、前記酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜が形成された裏面に開口部を設け、異方性エッチングによりインク供給口となる部分のシリコンを除去する工程、インク供給口部に残ったエッチングストップ層の酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜またはその混合物を除去する工程を少なくとも含むインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、前記基板表面の供給口の形状の薄膜パターンの膜厚が２５００Å以下であることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法によって解決される。

［作用］
エッチング犠牲層の膜厚を薄くすることによって、その上に堆積されるエッチングストップ層の薄膜の、犠牲層の肩部での応力集中を緩和し、異方性エッチングにより下部の犠牲層が除去された後に、エッチングストップ層に亀裂が発生することを防止する。

最適な膜厚は、犠牲層膜厚と犠牲層材質、エッチングストップ層の膜厚と内部応力によって異なるが、おおむね犠牲層の膜厚が薄い方がエッチングストップ層の亀裂の発生確率は低下する。

しかしながら、従来用いられてきたポリシリコンの犠牲層では異方性エッチングに用いられるＴＭＡＨに対するエッチング性が低いため、犠牲層を薄くするとインク供給口を所望の形に形成することができなかった。薄い犠牲層は、エッチング性を高い金属材料等を用いることによって実現可能になった。

以上述べたように本発明によれば、エッチング犠牲層の膜厚を２５００Å以下とすることによって、異方性エッチングを使ったインク供給口形成時のエッチングストップ層の割れの確率が飛躍的に低下して歩留まりが向上し、低温で安価なプロセスを使って高品位な印字が可能なインクジェット記録ヘッドを提供することができる。

［実験］
以下に、本発明に関わる実験について述べる。図１は実験に用いたサンプルの断面構造を示したものである。５インチΦ、厚さ６２５μｍのＳｉ（１００）ウエハ１０１の表面にＡｌＣｕ膜を堆積し平面図３のようにパターニングして犠牲層１０２とした。犠牲層の形状は長方形で、幅１５０μｍ、長さ１０ｍｍとした。その上にプラズマＣＶＤによるＳｉＮ膜を８０００Å堆積してエッチングストップ層１０３とした。この時のＳｉＮ膜の成膜条件は、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２＝５００／１５００／６３００ｓｃｃｍ、圧力１５０ｍｔｏｒｒ、基板温度３８０℃、ＲＦ１７００Ｗであった。単体の膜で測った膜応力は１．５×１０ｅｘｐ−９dyne/cmであった。また基板の裏面には、熱酸化膜を平面図４のようにパターニングした異方性エッチング用パターンが形成してある。基板表面には耐アルカリ性のレジスト（ＯＢＣ東京応化製）１０６が塗布してある。

犠牲層の膜厚を２００〜５０００Åまで変化させたサンプルを、テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドライド（ＴＭＡＨ）に浸せきして、裏面よりシリコンを異方性エッチングした。エッチング条件は、ＴＭＡＨ／Ｈ２Ｏ＝２１％、液温度８３℃、エッチング時間は１２時間であった。すると、図２のようにシリコンに開いた穴は最後には犠牲層に到達し、犠牲層をエッチングしてエッチングストップ層で止まる。

図５は、犠牲層の膜厚と、エッチングストップ層の亀裂発生確率を示したものである。膜厚が２５００Å以下の時、亀裂の発生確率が急激に減少していて、膜厚が２０００Å以下では発生確率はゼロになっていることが判った。

しかし、犠牲層の膜厚が２００Å以下になると、ＴＭＡＨの進入が困難になり、犠牲層がエッチングされずに残って、供給口が所望の形に形成されないという問題が発生した。

［実施態様例］
図８は本発明による実施態様例を示すインクジェット記録ヘッドの製造工程途中のヒーターボード基板の模式図である。基板としては（１００）または（１１０）のＳｉウエハが用いられる。ウエハの表面にＡｌＣｕ膜を堆積しパターニングして犠牲層３０３とした。犠牲層の平面形状は、Ｓｉ（１００）基板の場合は図３のように長方形で、Ｓｉ（１１０）基板の場合は図９のように、狭角が７０．５度の平行四辺形とする。また、犠牲層の膜厚は一般には３０００Å以下、好ましくは２５００Å、最適には２０００Å以下である。

その上にスパッター、蒸着やプラズマＣＶＤによって薄膜を堆積してエッチングストップ層３０４とした。このエッチンッグストップ層の膜厚は、一般には１０００〜２００００Å、好ましくは２０００〜１６０００Å、最適には３０００〜１３０００Åである。

犠牲層に隣接して、ヒーター３０５や配線３０６等が配置されている。

また基板の裏面には、耐アルカリ性の膜をパターニングしたエッチングパターン３０７が形成してあり、ここから異方性エッチングにより、表面の犠牲層へ向かって貫通口を開けインク供給口を形成する。

次に、本発明によるインクジェット記録ノズルのプロセスを図１０〜２８を使って順を追って説明する。

（１）基板面方位（１１０）のシリコン基板４０１に、例えば熱酸化やＣＶＤ法などで絶縁膜４０２を形成し、フォトリソ技術によって図１０のようにインク供給口を設けるための所望のパターン４０３を形成する。

（２）ＡｌやＣｕ等の抵抗が低く、ＴＭＡＨ（テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドライド）等の異方性エッチング用エッチャントに対するエッチング速度が大きな金属を堆積、パターニングして、下層配線４０４と犠牲層４０５を形成する。エッチング犠牲層は、裏面からエッチングが進行してエッチャントが犠牲層に到達するとＳｉウエハよりエッチングレートが格段に速いので短時間にエッチングされ、犠牲層パターンに対応した開口部を開けることができるものである。この時のパターンは基板に対して垂直にエッチング穴があくように、図９のように狭角が７０．５度をなす平行四辺形とし、平行四辺形の長辺および短辺は（１１１）と等価の面に平行になるように配置する。

この時、犠牲層の膜厚は一般には３０００Å以下、好ましくは２５００Å、最適には２０００Å以下である。

（３）基板表面上にエッチングストップ層４０６として、プラズマＣＶＤ法によって、ＳｉＮまたはＳｉＯＮ膜を堆積する。エッチングストップ層は、膜応力を調整するために２種以上の膜を積層しても良い。

積層されたエッチングストップ膜のトータルの膜厚は、一般には２０００Å〜２μｍ、好ましくは３０００〜１５０００Å、最適には４０００〜１３０００Åである。また積層されたエッチングストップ膜のトータルの応力は、一般には２×１０ｅｘｐ−９dyne/cm2以下、より好ましくは１．８×１０ｅｘｐ−９dyne/cm2以下、最適には１．５×１０ｅｘｐ−９dyne/cm2以下である。

（４）プラズマＣＶＤ等を使って、ＳｉＮやＳｉＯＮ、ＳｉＯ２等の膜を堆積して層間絶縁膜４０７とする。さらに、層間絶縁膜にコンタクトホール４０８を形成する。

（５）インク供給口に合わせて、インク吐出圧力発生素子としてヒーター部４０９形成する。ヒーター材料としては、Ｔａ、ＴａＮ、ＴａＮＳｉ等などの金属膜をスパッターや真空蒸着等によって堆積しパターニングする。さらに電力供給用の上層電極４１０としてＡｌ、Ｍｏ、Ｎｉ，Ｃｕ等の金属膜を同様にして形成する。

（６）ヒーターには耐久性の向上を目的としてプラズマＣＶＤでＳｉＮ膜４１１を堆積し保護膜とする。

（７）この上に、耐キャビテーション膜４１２としてスパッター法等でＴａを堆積しパターニングする。この膜の膜厚は、好ましくは１０００〜５０００Å、さらに好ましくは２０００〜４０００Å、最適には２５００〜３５００Åである。

また、配線とヒーターの形成の順番等に特に制限がないのは言うまでもない。

（８）樹脂製のノズルの密着性を上げるためと、裏面をアルカリ性エッチャントから保護するために、耐食性の高い樹脂膜４１３を形成する。そして、ヒーター部とインク供給口部をパターニングする。

（９）インク流路確保のために、強アルカリや有機溶剤等で溶解可能な樹脂でパターン４１４を形成する。このパターンは、印刷法や感光性樹脂によるパターニング等で形成する。

（１０）インク流路のパターンの上に、被覆樹脂層４１５を形成する。この被覆樹脂層は微細パターンを形成するので感光性レジストが望ましく、さらに流路を形成した樹脂層を除去する際のアルカリや溶剤等によって変形変質しない性質が必要である。

（１１）次に流路の被覆樹脂層をパターニングして、ヒーター部４０９に対応したインク供給口４１６と電極の外部接続部を形成する。この後、被覆樹脂層を光や熱等によって硬化する。

（１２）この基板のノズル形成面側を保護するためレジストで保護膜４１７を形成する。

（１３）裏面のＳｉＮまたはＳｉＯ２などをフォトリソ技術を使って、裏面のインク供給口のパターン部分４１８を除去しウエハ面を露出させる。このパターンの形状は、犠牲層とは鏡像関係になるように形成する。裏面のエッチングマスク膜の製法は、プラズマＣＶＤに限定されるものではなく、ＬＰＣＶＤ法や常圧ＣＶＤ、熱酸化法などでも良い。

（１４）次に裏面の平行四辺形の狭角の近傍部分（裏面の平面図２８）に、エッチング先導孔４１９をあける。一般的には、レーザー加工などが用いられるが、放電加工、ブラスト等でも良い。

この先導孔は、エッチングストップ層に限りなく近くまであける。先導孔の深さは、一般には基板厚さの６０％以上、好ましくは７０％以上、最適には８０％以上である。また、基板を貫通してはならない。この先導孔によって、平行四辺形の狭角から発生する斜めの（１１１）面が抑制される。

（１５）この基板をアルカリ系エッチャント（ＫＯＨ、ＴＭＡＨ、ヒドラジン等）に浸け、（１１１）面が出るように異方性エッチングすると、平面形状が平行四辺形（（１００）基板の場合長方形）の貫通穴が形成される。

（１６）エッチングストップ層４０６のＳｉＮ等の膜をフッ酸等の薬液または、ドライエッチ等で部分的に除去してインク供給口を開口する。最後にインク流路形成材４１４を除去し、インクの流路４２０を確保する。

上記プロセスにおいて、基板の加工手順は特に限定されるものではなく、任意に選ぶことができる。

以下に、本発明によるインクジェット記録ヘッドの基板について説明する。

図８は本発明による実施態様例を示すインクジェット記録ヘッドの製造工程途中のヒーターボード基板の模式図である。基板として５インチΦＳｉ（１１０）ウエハを用いた。ウエハの表面にＡｌＣｕ膜を２０００Å堆積し平面図１０のようにパターニングして犠牲層３０３とした。犠牲層の平面形状は、狭角が７０．５度の平行四辺形とした。犠牲層の幅は１６０μｍ、長さは８ｍｍとした。

その上にＳｉＮ膜を８０００Å堆積してエッチングストップ層３０４とした。この時のＳｉＮ膜の成膜条件は、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２＝５００／１５００／６３００ｓｃｃｍ、圧力１５０ｍｔｏｒｒ、基板温度３８０℃、ＲＦ１７００Ｗであった。

犠牲層に隣接して、ＴａＳｉＮのヒーター３０５とＡｌＣｕの配線３０６を配置した。

また基板の裏面には、酸化膜５０００Åの上に耐アルカリ性の膜（HIMAL日立化成製）３１０を犠牲層と鏡像になるようにパターニングしてエッチングパターン３０７を形成した。

ここから異方性エッチングにより、表面の犠牲層へ向かって貫通口を開けインク供給口を形成する。

以下に、本発明によるインクジェット記録ヘッドの基板の他の実施例について説明する。

図２９は本発明による実施態様例を示すインクジェット記録ヘッドの製造工程途中のヒーターボード基板の模式図である。基板として５インチΦＳｉ（１００）ウエハを用いた。ウエハの表面にＡｌ膜を１０００Å堆積し平面図３のようにパターニングして犠牲層とした。犠牲層の平面形状は、長方形とした。犠牲層の幅は１００μｍ、長さは１０ｍｍとした。

その上にＳｉＮ膜を６０００Å堆積してエッチングストップ層５０３とした。

犠牲層に隣接して、ＴａＮのヒーター５０４とＡｌの配線５０５を配置した。

また基板の裏面には、プラズマＳｉＮ膜５０６を６０００Å堆積し、その上に耐アルカリ性の膜（HIMAL日立化成製）５０７を平面図４のようにパターニングしたエッチングパターンが形成した。このパターンは、異方性エッチングによってウエハ断面にテーパーが付くことを考慮して、幅６００μｍ、長さ１１ｍｍの長方形とした。

本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法について、図２８〜４１を使って順を追って説明する。

図３０のように、厚さ６３０μｍで５インチΦの（１００）面のＳｉウエハ６０１を熱酸化して、ＳｉＯ２層６０２を１２０００Å形成した。次に、ＳｉＯ２をパターニングして供給口開口部６０３を形成した。スパッターでＡｌ膜を５００Å堆積した。フォトリソ技術によって図３１のようにパターニングして犠牲層６０４と下層電極配線６０５を形成した。犠牲層の幅は１２０μｍ、長辺方向は１５ｍｍとした。

エッチングストップ層と層間絶縁膜を兼用した膜として、図３２のようにプラズマＣＶＤでＳｉＯＮ膜６０６を５０００Å堆積した。さらに、プラズマＣＶＤでＳｉＮ膜６０７を３０００Å堆積した。

フォトリソ技術を使い、図３３のように層間絶縁膜にコンタクトホール６０８を形成した。

さらに、スパッターにより、ＴａＮを５００ÅとＡｌを３０００Å連続成膜しパターニングして、上層配線電極６１０とヒーター６０９を形成する。

感光性樹脂としてポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化ＯＤＵＲ−１０１０）を２０μｍ塗布してパターニングして、図３５のようにインク流路型材６１１を形成した。さらに表１に示した感光性樹脂層６１２を１２μｍ塗布しパタ−ニングして、図３７のようにインク吐出口６１３を形成した。

ノズル形成面側を保護するために、ゴム系レジスト（東京応化製ＯＢＣ）で保護膜６１４を形成した。ノズルの裏面側のＳｉＯ２をパターニングして、裏面インク供給口６１５を形成した。このパターンは、幅６２０μｍ長さ１６ｍｍの長方形とした。

この基板を２１％のＴＭＡＨ水溶液に浸漬して異方性エッチングした。エッチャント温度は８３℃、エッチング時間は１５時間とした。これは基板の厚み６３０μｍをジャストエッチする時間に対して１０％のオーバーエッチ時間とした。

エッチングは図４０のようにＡｌの犠牲層まで進み、エッチングストップ層６０６の前で止まっている。この時、エッチングストップ層に亀裂はなく、流路形成樹脂層６１１やノズル部６１２へのエッチング液の浸入は見られなかった。

次に、図４１のようにエッチングストップ層のＳｉＯＮとＳｉＮをＣＤＥ法によって除去した。エッチング条件は、ＣＦ４／Ｏ２／Ｎ２＝３００／２５０／５ｓｃｃｍ、ＲＦ８００Ｗ、圧力２５０ｍｔｏｒｒであった。

図４２のように、乳酸メチル中で超音波を掛け樹脂４１１を除去して、インク流路６１６を形成した。最後に、図４３のようにメチルイソブチルケトンに浸漬後、キシレン中で超音波を掛け保護膜を除去してインクジェット記録ヘッドが完成した。

このインクジェット記録ヘッドを使って、吐出周波数１５ＫＨｚで印字テストを行ったが、１５ｍｍ幅全域にわたって、印字のカスレ、濃度ムラ、インクの不吐出のない高品位な印字物が得られた。

［比較例１］
以下に、本発明の比較例を説明する。

ヒーター、電極、ノズル等の構成や形成方法は実施例１と同じ構造で、犠牲層の厚さを４０００Åとした。

これ以降の工程は全て、実施例１と同様にした。

このインクジェット記録ヘッドを使って、吐出周波数１５ＫＨｚで印字テストを行ったが、インク吐出されない白抜けの部分があった。ヘッドを観察してみると、樹脂製のノズルの一部に、エッチングストップ層の亀裂が原因と思われるアルカリによる浸蝕の後が見つかった。

以下に、本発明によるインクジェット記録ヘッドの他の製造方法について、順を追って説明する。

図１０のように、厚さ７８０μｍ、幅１５０ｍｍ長さ３３０ｍｍの（１１０）面のＳｉウエハ４０１の上を熱酸化して、ＳｉＯ２層４０２を８０００Å形成した。次に、ＳｉＯ２をパターニングして供給口開口部４０３を形成した。スパッターでＡｌＣｕ膜を８００Å堆積した。この膜のＣｕの含有量は０．５％であった。フォトリソ技術によって図１１のように（犠牲層の平面形状は図４４のように平行四辺形にパターニングして）犠牲層４０５と下層電極配線４０４を形成した。犠牲層の幅は１２０μｍ、長辺方向は２ｍｍで、隣接した犠牲層間のハリ４２０に相当する部分の幅は、６０μｍとした。犠牲層は、ハリを挟んで１３４本直列に並べた。

次に、エッチングストップ層として、プラズマＣＶＤでＳｉＮ膜４０６を６０００Å堆積した。

この時の成膜条件は、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２＝５００／１５００／６３００ｓｃｃｍ、圧力１５００ｍｔｏｒｒ、基板温度４００℃、ＲＦ１７００Ｗであった。

フォトリソ技術を使い、図１２のように犠牲層４０５の周囲を覆うようにパターニングした後、層間絶縁膜４０７としてＳｉＯＮを１４０００Å成膜した。この時の成膜パラメーターは、ＳｉＨ４／Ｎ２Ｏ／Ｎ２＝２５０／１２００／４０００ｓｃｃｍ、圧力１５００ｍｔｏｒｒ、基板温度３８０℃、ＲＦ１７００Ｗ、組成比Ｓｉ／Ｏ／Ｎ＝３７／６１／２であった。

この後は、図１３のように層間絶縁膜にコンタクトホール４０８を形成し、ＴａＳｉＮ（組成比４４／４３／１３）を５００ÅとＡｌを３０００Å連続成膜してパターニングして、図１４のようにヒーター４０９と上部配線４１０を形成した。

次にヒーター保護膜４１１として、プラズマＣＶＤのＳｉＮを３０００Å堆積、パターニングした。成膜条件は、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２＝１８０／４８０／２０００ｓｃｃｍ、圧力１５００ｍｔｏｒｒ、基板温度３２０℃、ＲＦ１７００Ｗであった。

さらに、インクの発泡によるキャビテーションからヒーターを保護するため、Ｔａを３０００Åをスパッターで堆積パターニングして、耐キャビテーション膜４１２を形成した。

樹脂製のノズルの密着性を上げるためと、裏面をアルカリエッチャントから保護するために、耐食性の高いポリエーテルアミド系樹脂膜（日立化成製 HIMAL）４１３を２μｍ塗布焼成して形成し、図１７のようにヒーター部とインク供給口部をパターニングで露出させた。

感光性樹脂としてポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化ＯＤＵＲ−１０１０）を２０μｍ塗布してパターニングして、図１８のようにインク流路形成材４１４を形成した。さらに表１に示した感光性樹脂４１５を１０μｍ塗布しパタ−ニングして、図１９のようにインク吐出口４１６を形成した。

ノズル形成面側を保護するために、ゴム系レジスト（東京応化製ＯＢＣ）で保護膜４１７を形成した。ノズル形成された裏面の樹脂層とＳｉＯ２をパターンニングして、インク供給口４１８を形成した。この時のパターンは、図４５のように表面の犠牲層とは鏡像関係になるような平行四辺形にした。そして、表面と同様にハリに相当する部分の幅を１２０μｍ設けた。

次に裏面のインク供給口パターン部の平行四辺形の窓の狭角に隣接した部分に、図４５のようにＹＡＧレーザーで非貫通のエッチング先導孔４２１を開けた。この時の穴の径は３０〜３５μｍ、深さは５５０〜７３０μｍであった。

この基板を２１％のＴＭＡＨ水溶液に浸漬して異方性エッチングした。エッチャント温度は８３℃、エッチング時間は９時間３０分とした。これは基板の厚み７８０μｍをジャストエッチする時間に対して１０％のオーバーエッチ時間とした。

エッチングは図２４のようにＡｌＣｕの犠牲層まで進み、エッチングストップ層４０６の前で止まっている。この時、エッチングストップ層に亀裂はなく、流路形成樹脂層４１４やノズル部４１５へのエッチング液の浸入は見られなかった。

次に、図２５のようにエッチングストップ層のＳｉＯＮとＳｉＮをＣＤＥ法によって除去した。エッチング条件は、ＣＦ４／Ｏ２／Ｎ２＝３００／２５０／５ｓｃｃｍ、ＲＦ８００Ｗ、圧力２５０ｍｔｏｒｒであった。

図２６のようにメチルイソブチルケトンに浸漬後、キシレン中で超音波を掛け保護膜を除去して、乳酸メチル中で超音波を掛け樹脂４１４を除去して、インク流路４２２を形成しインクジェット記録ヘッドができた。

このインクジェット記録ヘッドを使って、吐出周波数１０ＫＨｚで印字テストを行ったが、２７０ｍｍ幅全域にわたって、印字のカスレ、濃度ムラ、インクの不吐出のない高品位な印字物が得られた。

本発明によるインクジェット記録ヘッドのベース基板の断面を示す概略図本発明によるインクジェット記録ヘッドのベース基板の異方性エッチング後の断面を示す概略図本発明によるインクジェット記録ヘッドのベース基板の上面を示す概略図本発明によるインクジェット記録ヘッドのベース基板の裏面を示す概略図犠牲層の厚みと異方性エッチング後にエッチングストップ層に亀裂が発生する確率を示す図従来技術を示す図従来技術を示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程途中の基板断面を示す概略図本発明によるインクジェット記録ヘッドのベース基板の上面を示す概略図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程途中の基板断面を示す概略図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図

符号の説明

１０１Ｓｉ基板
１０２犠牲層
１０３エッチングストップ層
１０４エッチングマスク材
１０５インク供給口開口部
１０６耐アルカリ性レジスト
２０１Ｓｉ基板
２０２犠牲層
２０３エッチングストップ層
２０４インク流路形成型材
２０５ノズル形成樹脂
３０１シリコンウエハ基板
３０２絶縁膜
３０３犠牲層
３０４エッチングストップ層
３０５ヒーター
３０６電極
３０７インク供給口パターン
３０８絶縁膜
３０９耐アルカリ性樹脂膜
４０１Ｓｉ基板
４０２ＳｉＯ２
４０３供給口開口部
４０４下層配線電極
４０５犠牲層
４０６エッチングストップ層
４０７層間絶縁膜
４０８コンタクトホール
４０９ヒーター
４１０上層配線
４１１保護膜
４１２耐キャビテーション膜
４１３密着性向上用樹脂膜
４１４インク流路形成材
４１５ノズル形成材
４１６吐出口
４１７異方性エッチング用保護膜
４１８裏面供給口
４１９レーザー加工エッチング先導孔
４２０ハリ
４２１レーザー加工エッチング先導孔
４２２インク流路
５０１Ｓｉ基板
５０２犠牲層
５０３エッチングストップ層
５０４ヒーター
５０５配線電極
５０６エッチングマスク絶縁膜
５０７耐アルカリ性樹脂膜
６０１Ｓｉ基板
６０２絶縁膜
６０３供給口開口部
６０４犠牲層
６０５下層配線電極
６０６エッチングストップ層
６０７層間絶縁膜
６０８コンタクトホール
６０９ヒーター
６１１インク流路形成材
６１２ノズル形成材
６１３吐出口
６１４エッチング用保護膜
６１５裏面供給口
６１６インク流路

Claims

シリコン基板上に畜熱層としての絶縁膜を形成する工程、前記膜上にインク吐出圧発生素子を形成する工程、前記シリコン基板表面にエッチング液に侵されやすい材料で薄膜を堆積しインク供給口の形状にパターンを形成する工程、前記供給口の形状のパターン上に酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜またはその混合物のエッチングストップ層を形成する工程、前記酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜が形成された裏面に開口部を設け、異方性エッチングによりインク供給口となる部分のシリコンを除去する工程、インク供給口部に残ったエッチングストップ層の酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜またはその混合物を除去する工程を少なくとも含むインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、前記基板表面の供給口の形状の薄膜パターンの膜厚が２５００Å以下２００Å以上であることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
前記基板表面の供給口の形状の薄膜は、ＡｌまたはＡｌを含む合金であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
前記基板表面の供給口の形状の薄膜は、ＡｌとＣｕを含む合金であることを特徴とする請求項１乃至２記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
前記異方性エッチングに用いるエッチング液はテトラ・メチル・アンモニウム・ハイドライド（ＴＭＡＨ）であることを特徴とする請求項１乃至３記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。