JP2010287899A - 回路基板の製造方法および回路基板、液体吐出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電極材料層上に形成されたレジスト層を除去する工程において、少なくともフッ素を含むガスを用いたアッシングを行い、該アッシング後に、前記電極材料層表面に形成された、少なくとも前記レジスト層の灰化物もしくは前記電極材料層の化合物のいずれかを除去する。
【選択図】図1
Description
[1]
基板の絶縁性表面上に設けられた抵抗層と、該抵抗層上に所定の間隔をおいて形成された一対の電極を有する素子の複数と、を有する回路基板の製造方法において、
(a)前記基板の絶縁性表面上に、前記抵抗層を形成するための抵抗材料層と、前記電極を形成するための電極材料層とをこの順に積層する工程と、
(b)前記電極材料層上に、前記素子ごとに分離するためのパターンを有するレジスト層(I)を形成する工程と、
(c)該レジスト層(I)のパターンに基づいて前記抵抗材料層及び前記電極材料層をドライエッチングによりパターニングして、前記抵抗層上に前記電極材料層が積層された積層構造を形成する工程と、
(d)該積層構造上のレジスト層(I)を除去する工程と、
(e)前記間隔を形成するためのパターンを有するレジスト層(II)を形成する工程と、
(f)該レジスト層(II)のパターンに基づいてウェットエッチングにより前記電極材料層をパターニングして、前記間隔を形成して前記素子を形成する工程と、
(g)少なくとも該工程(e)の前に、前記電極材料層の表面部分を、そのエッチング速度が前記電極材料層を形成する材料よりも速くなるように表面処理する工程と、
を有することを特徴とする回路基板の製造方法。
[2]
前記電極材料層が、アルミニウムを主成分とする[1]記載の回路基板の製造方法。
[3]
更に、前記電極材料層のレジスト層(II)側の表面部分の酸化アルミニウムを除去する工程を有する[1]または[2]に記載の回路基板の製造方法。
[4]
前記工程(d)と工程(g)を同時に行う[1]〜[3]のいずれかに記載の回路基板の製造方法。
[5]
前記工程(g)が、前記電極材料層のレジスト層(II)側の表面部分を、前記電極材料層を形成する材料のフッ化物、塩化物、及び窒化物の少なくとも一種を形成する処理である[1]〜[4]のいずれかに記載の回路基板の製造方法。
[6]
更に、前記工程(f)の後に、少なくとも前記素子を覆うように、保護層を形成する工程を含む[1]〜[5]のいずれかに記載の回路基板の製造方法。
[7]
前記保護層の厚さは前記電極材料層の厚さ以下である[6]記載の回路基板の製造方法。
[8]
前記保護層と前記電極との厚さの比が、1≦電極/保護層≦2である[6]記載の回路基板の製造方法。
[9]
基板の絶縁性表面上に設けられた抵抗層と、該抵抗層上に所定の間隔をおいて形成された一対の電極を有する素子の複数と、を有する回路基板の製造方法において、
(a)前記基板の絶縁性表面上に、前記抵抗層を形成するための抵抗材料層と、前記電極を形成するための電極材料層とをこの順に積層する工程と、
(b)前記電極材料層上に、前記素子ごとに分離するためのパターンを有するレジスト層(I)を形成する工程と、
(c)該レジスト層(I)のパターンに基づいて前記抵抗材料層及び前記電極材料層をドライエッチングによりパターニングして、前記抵抗層上に前記電極材料層が積層された積層構造を形成する工程と、
(d)該積層構造上のレジスト層(I)を除去する工程と、
(e)前記間隔を形成するためのパターンを有するレジスト層(II)を形成する工程と、
(f)該レジスト層(II)のパターンに基づいてウェットエッチングにより前記電極材料層をパターニングして、前記間隔を形成して前記素子を形成する工程と、
を有し、更に、前記レジスト層(I)を除去する工程は、少なくともフッ素を含むガスを用いたアッシングであり、該アッシング後に、前記電極材料層表面に形成された、少なくとも前記レジスト層(I)の灰化物もしくは前記電極材料層の化合物のいずれかを除去する工程であることを特徴とする回路基板の製造方法。
[10]
基板の絶縁性表面上に形成された抵抗層上に所定の間隔をおいて形成された一対の電極を有する素子の複数と、前記素子上に設けられた保護層と、を有する回路基板において、
前記電極と、前記保護層との界面に、該電極を形成する材料の、フッ化物、窒化物、及び塩化物のいずれかが形成されていることを特徴とする回路基板。
[11]
前記界面に、フッ化物、窒化物、及び塩化物のいずれか少なくとも一つが5at%以上存在する[10]記載の回路基板。
[12]
前記保護層と前記電極との厚さの比が、1≦電極/保護層≦2である[10]または[11]に記載の回路基板。
[13]
電気熱変換体により発生した熱を利用して液体を吐出させる液体吐出装置において、
[10]〜[12]のいずれかに記載の回路基板と、
前記素子に対応して設けられた吐出口と、
前記素子上に供給される液体を収容する収容容器と、
前記回路基板に電源電圧を供給するための電源回路と、
を有することを特徴とする液体吐出装置。
(1)工程(a)〜(d)を酸素のない状態で行う。
(2)工程(d)で、フルオロカーボン系のガスによるアッシングを行う。
(3)工程(d)でのアッシングの後、配線層の表面部分にレジスト層の灰化物やエッチング時の付着物のAl化合物などを除去する。
(4)工程(d)の後、配線層の表面部分の酸化膜を除去する。
(5)工程(d)の後もしくは工程(d)と同時に、配線層の表面部分をフッ化処理、塩化処理、窒化処理のいずれかを行う。
図1は、実施例1における回路基板の製造プロセスのフローを示す図、図2はプロセス途中での断面図の模式図である。まず、基板としてSiウェハを使用し、その上に熱酸化により厚さ数μm程度の絶縁性表面201としてSiO2の酸化層を形成した。さらに、酸化層上に、スパッタリングにより抵抗材料層202としてTaSiNを50nmの厚みで形成した。その後、電極材料層203として、Cuを0.5質量%含むAlを用い、膜厚600nmに成膜して形成した(図2(a))。次に、電極材料層203の上にレジスト層(I)204を形成し、パターニングした(図2(b))。その後、RIEによって電極材料層及び抵抗材料層をドライエッチングして素子分離を行い、配線層203a及び抵抗層202aを形成した(図2(C))。その後、レジスト層(I)をCF4、O2、メタノールガスを用いたプラズマアッシングで除去した。このとき、配線層表面には、アッシング条件によっては、一部フッ化アルミニウムが形成されている(不図示)。その後、配線層表面に残存したレジスト層(I)の灰化物やエッチング時の付着物のAl化合物などを、TMAH(テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドロオキサイド)を用いて除去した。次に、レジスト層(II)205を形成し、パターニングした後(図2(d))、発熱素子の発熱部206となる配線層をウェットエッチングにて除去した(図2(e))。ウェットエッチング液としては、TMAHを主成分とする有機アルカリエッチング液を用いた。配線層表面にはフッ化アルミニウムが形成されているために、すばやくエッチングされ、形成された一対の電極のエッジ部はテーパ形状を有する構造となり、庇のような構造は見られなかった。また、レジスト層(I)の灰化物やエッチング時の付着物のAl化合物などを、除去することによっても庇はできない、もしくは除去しない場合に比べて庇が形成される程度を低減させることができた。次に、レジスト層(II)を除去した後、保護層207として膜厚300nmのSiNをプラズマCVD法により成膜し(図2(f))、その上に更に耐キャビテーション膜208として、Taをスパッタリングにより成膜した。耐キャビテーション膜の不要な部分をドライエッチング法により除去することにより回路基板とした(図2(g))。製造した回路基板の発熱素子上の保護膜及び耐キャビテーション膜の被覆性は良好であった。
図3は、実施例2における回路基板の製造プロセスのフローを示す図である。まず、実施例1と同様に、Si基板上に酸化層、抵抗材料層、電極材料層を形成した。電極材料層の上に、レジスト層(I)を形成し、パターニングした後、RIEによって素子分離を行い電極材料層及び抵抗材料層をドライエッチングして配線層及び抵抗層を形成した。その後、レジスト層(I)をH2O、O2によるアッシングにより除去した。このとき、配線層表面には、酸化アルミニウムが形成されている。その後、配線層表面に残存したレジスト層(I)の灰化物やエッチング時の付着物のAl化合物などを、SST−A1(東京応化製商品名、ポリマー除去剤)を用いて除去した。次に、真空中でアルゴンスパッタを用いて配線層表面の酸化アルミニウムを除去した後、CF4をプラズマ放電させて、配線層表面をフッ化アルミニウムにした。本手法によれば、実施例1に比べて配線層表面をより均一にフッ化させることができた。次に、レジスト層(II)を形成し、パターニングした後、発熱素子の発熱部となる配線層をウェットエッチングにて除去した。形成された一対の電極のエッジ部は実施例1と同様にテーパ形状を有する構造となり、庇のような構造は見られなかった。なお、ウェットエッチング液としては、TMAHを主成分とする有機アルカリエッチング液を用いた。次に、膜厚300nmのSiNによる保護層をプラズマCVD法により成膜し、その上に更にTaによる耐キャビテーション膜をスパッタリングにより成膜した。耐キャビテーション膜の不要な部分をドライエッチング法により除去することにより回路基板とした。製造した回路基板における発熱素子上の保護膜及び耐キャビテーション膜の被覆性は良好であった。
図4は、実施例3における回路基板の製造プロセスのフローを示す図である。まず、実施例1と同様に、Si基板上に酸化層、抵抗材料層、電極材料層を形成した。電極材料層の上に、レジスト層(I)を形成し、パターニングした後、RIEによって電極材料層及び抵抗材料層をドライエッチングして素子分離を行い配線層及び抵抗層を形成した。その後、レジスト層(I)をO2、CF4ガスによるアッシングにより除去した。このとき、配線層表面には、フッ化アルミニウムが形成されている。その後、配線層表面に残存したレジスト層(I)の灰化物やエッチング時の付着物のAl化合物などを、SST−A1(東京応化製商品名、ポリマー除去剤)を用いて除去した。次に、NH3をプラズマ放電させて、配線層表面に窒化アルミニウムを形成させた。このとき、配線層表面に形成された窒化アルミニウムは大気中に存在する程度の水分では溶解しない。次に、レジスト層(II)を形成し、パターニングした後、発熱素子の発熱部となる配線層をウェットエッチングにて除去した。ウェットエッチング液としては、TMAHを主成分とする有機アルカリエッチング液を用いた。このとき窒化アルミニウムはアルミニウムより速くエッチングされるため、形成された一対の電極のエッジ部はテーパ形状を有する構造となり、庇のような構造は見られなかった。次に、膜厚300nmのSiNによる保護層をプラズマCVD法により成膜し、その上に更にTaによる耐キャビテーション膜をスパッタリングにより成膜した。耐キャビテーション膜の不要な部分をドライエッチング法により除去することにより回路基板とした。製造した回路基板における発熱素子上の保護膜及び耐キャビテーション膜の被覆性は良好であった。
従来の回路基板の製造方法である図6に示す製造プロセスのフローにて回路基板を作製した。まず、実施例1と同様に、Si基板上に酸化層、抵抗材料層、電極材料層を形成した。電極材料層の上に、レジスト層(I)を形成し、パターニングした後、RIEによって電極材料層及び抵抗材料層をドライエッチングして素子分離を行い配線層及び抵抗層を形成した。その後、レジスト層(I)をO2ガスによるアッシングにより除去した。このとき、配線層表面には、酸化アルミニウムが形成されている。次に、レジスト層(II)を形成し、パターニングした後、発熱素子の発熱部となる配線層をウェットエッチングにて除去した。ウェットエッチング液としては、TMAHを主成分とする有機アルカリエッチング液を用いた。次に、膜厚300nmのSiNによる保護層をプラズマCVD法により成膜し、その上に更にTaによる耐キャビテーション膜をスパッタリングにより成膜した。耐キャビテーション膜の不要な部分をドライエッチング法により除去することにより回路基板とした。
本発明の実施形態による液体吐出ヘッドは、例えば、上述した各実施形態による回路基板に、吐出口やそれに連通する液路を形成するために、成形樹脂やフィルムなどからなる天板などの吐出口形成部材を組合せれば作製できる。そして、インクを収納した容器を接続して、プリンター本体に搭載し、本体の電源回路から電源電圧を、画像処理回路から画像データをヘッドに供給すれば、インクジェットプリンタとして動作することになる。
42 抵抗層
43 配線層
44 抵抗部
45 保護層
46 Ta膜
49 庇
61 酸化層
62 抵抗層
63 配線層
64 発熱部
65 保護層
66 耐キャビテーション膜
201 絶縁性表面
202 抵抗材料層
202a 抵抗層
203 電極材料層
203a 配線層
204 レジスト層(I)
205 レジスト層(II)
206 発熱素子の発熱部
207 保護層
208 耐キャビテーション膜
141 電気熱変換素子
152 回路基板
153 吐出口
154 配線電極
155 流路
156 溝付き部材
157 共通液室
158 枠体
159 コンタクトパッド
160 フレキシブルプリント配線基板
5002 紙押え板
5004 ら線溝
5005 リードスクリュー
9011 駆動モータ
5005 リードスクリュー
5006 レバー
5007、5008 フォトカプラ
5011、5009 駆動力伝達ギア
5012 レバー
5013 吸引手段
5017 クリーニングブレード
5018 本体支持板
5019 部材
5020 カム
5023 キャップ内開口
9011 駆動モータ
IJRA インクジェット記録装置
HC キャリッジ
Claims (5)
- 基板の絶縁性表面上に設けられた抵抗層と、該抵抗層上に間隔をおいて形成された一対の電極を有する素子の複数と、を有する回路基板の製造方法において、
(a)前記基板の絶縁性表面上に、前記抵抗層を形成するための抵抗材料層と、前記電極を形成するための電極材料層とをこの順に積層する工程と、
(b)前記電極材料層上に、前記素子ごとに分離するためのパターンを有するレジスト層(I)を形成する工程と、
(c)該レジスト層(I)のパターンに基づいて前記抵抗材料層及び前記電極材料層をドライエッチングによりパターニングして、前記抵抗層上に前記電極材料層が積層された積層構造を形成する工程と、
(d)該積層構造上のレジスト層(I)を除去する工程と、
(e)前記間隔を形成するためのパターンを有するレジスト層(II)を形成する工程と、
(f)該レジスト層(II)のパターンに基づいてウェットエッチングにより前記電極材料層をパターニングして、前記間隔を形成して前記素子を形成する工程と、
を有し、更に、前記レジスト層(I)を除去する工程は、少なくともフッ素を含むガスを用いたアッシングであり、該アッシング後に、前記電極材料層表面に形成された、少なくとも前記レジスト層(I)の灰化物もしくは前記電極材料層の化合物のいずれかを除去する工程であることを特徴とする回路基板の製造方法。 - 基板の絶縁性表面上に形成された抵抗層上に間隔をおいて形成された一対の電極を有する素子の複数と、前記素子上に設けられた保護層と、を有する回路基板において、
前記電極と、前記保護層との界面に、該電極を形成する材料の、フッ化物、窒化物、及び塩化物のいずれかが形成されていることを特徴とする回路基板。 - 前記界面に、フッ化物、窒化物、及び塩化物のいずれか少なくとも一つが5at%以上存在する請求項2記載の回路基板。
- 前記保護層と前記電極との厚さの比が、1≦電極/保護層≦2である請求項2または3に記載の回路基板。
- 電気熱変換体により発生した熱を利用して液体を吐出させる液体吐出装置において、
請求項2乃至4のいずれか一項に記載の回路基板と、
前記素子に対応して設けられた吐出口と、
前記素子上に供給される液体を収容する収容容器と、
前記回路基板に電源電圧を供給するための電源回路と、
を有することを特徴とする液体吐出装置。
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