JP2015080894A - 記録ヘッド用基板、その製造方法、記録ヘッド、および記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気熱変換素子の電気熱変換効率を向上させつつ配線パターンの短絡を防ぐのに有利な技術を提供する。
【解決手段】絶縁部材のうち、その上に温度検知素子が形成される領域を露出しつつ一対の電極を構成する部分を含む金属パターンを前記絶縁部材の上に形成する工程と、前記絶縁部材および前記金属パターンを覆う導電性の膜を形成する工程と、前記導電性の膜のうち前記領域の上の第１部分の上にレジストパターンを形成し、該レジストパターンを用いて前記導電性の膜の前記第１部分を除く第２部分をエッチングする工程と、前記一対の電極となるべき部分を接続する前記温度検知素子が形成されるように、前記導電性の膜の前記第１部分をエッチングする工程と、を有し、前記第２部分をエッチングする工程でのエッチング量は前記導電性の膜の膜厚よりも大きく、且つ、前記第１部分をエッチングする工程でのエッチング量は前記第２部分をエッチングする工程でのエッチング量よりも小さい。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録ヘッド用基板、その製造方法、記録ヘッド、および記録装置に関する。

インクジェット方式の記録を行うための記録ヘッド用基板には、インク（記録剤）を加熱するための電気熱変換素子と、該電気熱変換素子の温度を検知するための温度検知素子が設けられうる。

特許文献１には、シリコン基板の上に絶縁部材（蓄熱層）を介して温度検知素子が形成され、その上に層間絶縁膜を介して電気熱変換素子が形成された記録ヘッド用基板が開示されている。絶縁部材の上には、温度検知素子の他、該温度検知素子に接続される電極を含む複数の配線パターンが形成される。特許文献１によると、該複数の配線パターンを覆うように絶縁部材の上に金属部材を形成した後、この金属部材をエッチングでパターニングして、電極に接続された温度検知素子を形成する。

特開２００９−２４８５１７号公報

上述の金属部材のエッチングの際にはオーバーエッチング（エッチング量が金属部材の厚さよりも大きいエッチング）を行うことにより、該エッチングで生じる残渣に起因する複数の配線パターンの短絡を防ぐことができる。しかし、オーバーエッチングのエッチング量が必要以上に大きいと、該エッチング後の温度検知素子が形成された構造の上面には、大きな段差が形成されてしまう。この段差は、その後に温度検知素子の上に形成される電気熱変換素子の平坦性が損なわれる等、電気熱変換素子の形状に影響をおよぼし、電気熱変換素子の電気熱変換効率の低下をもたらしうる。

本発明の目的は、電気熱変換素子の電気熱変換効率を向上させつつ配線パターンの短絡を防ぐのに有利な技術を提供することにある。

本発明の一つの側面は記録ヘッド用基板の製造方法にかかり、前記記録ヘッド用基板の製造方法は、電気熱変換素子と、絶縁部材と、前記絶縁部材の上に配された一対の電極と、前記絶縁部材の上に配され、かつ、前記一対の電極に接続され、前記電気熱変換素子の温度を検知するための温度検知素子と、を備える記録ヘッド用基板の製造方法であって、前記絶縁部材のうちの、前記温度検知素子が形成される第１領域と前記第１領域に隣接する第２領域とを露出し、且つ、前記一対の電極を構成する部分を含む金属パターンを、前記絶縁部材の上に形成する工程と、前記絶縁部材および前記金属パターンを覆うように導電性の膜を形成する工程と、前記導電性の膜のうちの、前記第１領域および前記第２領域の上に配された第１部分を覆うレジストパターンを形成し、該レジストパターンを用いて、前記導電性の膜のうちの前記第１部分を除く第２部分をエッチングする工程と、前記導電性の膜が前記一対の電極となるべき部分を互いに接続する形状を有する前記温度検知素子を構成するように、前記導電性の膜の前記第１部分をエッチングする工程と、を有し、前記第２部分をエッチングする工程でのエッチング量は前記導電性の膜の膜厚よりも大きく、且つ、前記第１部分をエッチングする工程でのエッチング量は前記第２部分をエッチングする工程でのエッチング量よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、電気熱変換素子の電気熱変換効率を向上させつつ配線パターンの短絡を防ぐのに有利である。

記録ヘッド用基板の断面構造例を説明する模式図。 記録ヘッド用基板の製造方法の参考例を説明する図。 記録ヘッド用基板の断面構成の参考例を説明する模式図。 記録ヘッド用基板の製造方法の例を説明する図。 記録ヘッド用基板の製造方法の具体例を説明する図。 記録ヘッド用基板の製造方法の例を説明する図。

（記録ヘッド用基板の断面構造の例）
図１を参照しながら、記録ヘッド用基板Ｉの断面構造を説明する。記録ヘッド用基板Ｉは、例えば、基板１１、絶縁部材１２、電極１３（１３_１及び１３_２）を含む配線パターン、温度検知素子１４、第２の絶縁部材１５、電気熱変換素子Ｈ、パッシベーション膜１８、及び耐キャビテーション膜１９を備える。

基板１１は、例えばシリコン等の半導体で構成されており、基板１１には、記録ヘッド用基板Ｉを動作させるためのロジック回路を構成するＭＯＳトランジスタ等の各素子（不図示）が形成されている。電極１３を含む配線パターンおよび温度検知素子１４は、基板１１の上に絶縁部材１２を介して配されている。

温度検知素子１４は、絶縁部材１５を介して電気熱変換素子Ｈに近接するように、電気熱変換素子Ｈの直下に配されており、電気熱変換素子Ｈの温度を検知する。絶縁部材１２は、例えば基板１１よりも熱伝導率が低い材料が用いられ、蓄熱層として機能する。これによって、温度検知素子１４の温度検知の精度が向上する。電極１３_１及び１３_２は、温度検知素子１４の両端に設けられた一対の電極である。

電気熱変換素子Ｈは、ヒーターとして機能し、ヒーター層である金属部材１６と、一対の電極１７とを含む。電気熱変換素子Ｈの上方には、インク（記録剤）を供給されるインク流路が形成されており、電気熱変換素子Ｈは、通電されることによって熱エネルギーを発生し、加熱領域Ａｈの近傍のインクを加熱する。加熱されたインクは発泡し、該インクは、電気熱変換素子Ｈに対応して設けられたノズル（吐出口）から吐出される。

パッシベーション膜１８は、保護膜として機能し、電気熱変換素子Ｈを覆うように配される。キャビテーション膜１８は、インクによるキャビテーションから電気熱変換素子Ｈ等を保護する。

温度検知素子１４は、抵抗素子であり、温度変化に起因する抵抗値の変化を検出することによって温度を検知する。温度検知素子１４は、例えば、例えば、Ａｌ、ＡｌＣｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＳｉ、Ｔａ、ＴａＮ、ＴａＳｉＮ、ＴａＣｒ、Ｃｒ、ＣｒＳｉＮ、Ｗ等の金属の薄膜で形成されればよい。温度検知素子１４は、温度検知の高精度化および外乱ノイズ耐性の向上のため、抵抗値が大きくなるように形成されるとよい。例えば、温度検知素子１４はミアンダ形状（蛇行形状）で形成され、これによって、幅が細く、長さが長い高抵抗の温度検知素子１４が形成される。

（参考例）
以下、本発明の各実施形態を述べるに先立って、図２〜３を参照しながら、記録ヘッド用基板（以下、「記録ヘッド用基板Ｉ_Ｃ」と称する）の製造方法の参考例を説明する。図２は、参考例の各工程を説明するための模式図である。図２（ａ１）〜（ａ４）は各工程における上面図をそれぞれ示しており、図２（ｂ１）〜（ｂ４）は、図２（ａ１）〜（ａ４）は上面図のカットラインＸ−Ｘ’における断面図をそれぞれ示している。なお、本各工程は、公知の半導体製造プロセスを用いて為される。

図２（ａ１）及び（ｂ１）の工程について述べる。シリコン等の半導体で構成された基板１１の上に、絶縁部材１２を介して、金属部材１３ｉを形成する。その後、金属部材１３ｉの上に、レジストパターンＰＲ_Ｃ１を形成する。レジストパターンＰＲ_Ｃ１は、一対の電極１３を含む配線パターンを形成するためのパターンを有する。図中の破線で囲われた領域Ｒ_１４は、後に温度検知素子１４が形成されるべき領域を示している。

図２（ａ２）及び（ｂ２）の工程について述べる。レジストパターンＰＲ_Ｃ１を用いたドライエッチングにより、金属部材１３ｉの一部を除去し、一対の電極１３を含む配線パターンを形成する。図中では、２つの一対の電極１３を示しており、２つの一対の電極１３の其々について、一方（電極１３_１）は、互いに電気的に分離されるように形成され、他方（電極１３_２）は、電気的に共通に接続されている。なお、図２（ｂ２）では、この工程で、いわゆるオーバーエッチングによって絶縁部材１２の一部も除去された態様を例示している。

図２（ａ３）及び（ｂ３）の工程について述べる。絶縁部材１２の上に、一対の電極１３を含む配線パターンを覆うように導電性の膜１４ｉを形成する。さらに、導電性の膜１４ｉの上に、レジストパターンＰＲ_Ｃ２を形成する。レジストパターンＰＲ_Ｃ２は、温度検知素子１４を形成するためのパターンを有しており、ここでは、前述のミアンダ形状の温度検知素子１４を形成するためのパターンを有する。

図２（ａ４）及び（ｂ４）の工程について述べる。レジストパターンＰＲ_Ｃ２を用いたドライエッチングにより、導電性の膜１４ｉの一部を除去し、温度検知素子１４を形成する。以上のような手順で、温度検知素子１４を形成することができる。

ここで、図２（ａ３）及び（ｂ３）の工程（導電性の膜１４ｉを形成し、レジストパターンＰＲ_Ｃ２を形成する工程）では、まず、導電性の膜１４ｉが、絶縁部材１２の上に、一対の電極１３を含む配線パターンを覆うように形成された。よって、この段階では、配線パターンのうちの電気的に分離されるべき各部分は、互いに電気的に接続された状態になっている。具体的には、一対の電極１３は（電極１３_１と電極１３_２とは）、短絡した状態になっている。そのため、図２（ａ４）及び（ｂ４）の工程（レジストパターンＰＲ_Ｃ２を用いたエッチング工程）では、オーバーエッチング、即ち導電性の膜１４ｉの膜厚より大きい厚さでエッチングする必要がある。これは、該エッチング工程では、電極１３や導電性の膜１４ｉ等の導電材料の残渣が生じうるため、エッチング後においても、なお、上述の電気的に分離されるべき各部分が互いに短絡した状態のままになってしまうおそれがあるからである。

よって、このオーバーエッチングによると、図２（ｂ４）に示されるように、温度検知素子１４の部分には、絶縁部材１２の一部が除去されたことによる段差Ｓｓが生じうる。

図３は、この段差Ｓｓによる影響を説明するための図である。図３（ａ）は、段差Ｓｓが大きい場合の構造を説明するための模式図である。段差Ｓｓが大きいと、絶縁部材１５の上面にも段差１５ａが生じ、その上に形成される電気熱変換素子Ｈの平坦性が損なわれてしまう。具体的には、電気熱変換素子Ｈが有するヒーター層の金属部材１６の平坦性が損なわれ、電気熱変換素子Ｈの電気熱変換効率が低下してしまう。同様の理由で、温度検知素子１４は、電気熱変換素子Ｈの温度検知を高い精度で行うことができない。

また、インクと接触する面（耐キャビテーション膜１９の上面）にも段差（ＳＦ）が生じる。そのため、記録を行う際には、電気熱変換素子Ｈが駆動されても前述の加熱領域Ａｈでインクが適切に加熱されず、その結果、記録ヘッドの記録性能が低下してしまう。

図３（ｂ）は、インクに供給されるエネルギーを段差Ｓｓごとにプロットした図である。横軸は、段差Ｓｓ［ｎｍ］を示し、縦軸は、インクに供給されるエネルギーＥを示している。図３（ｂ）によると、段差Ｓｓが大きくなると、インクに供給されるエネルギーＥが低下する。図中の一点鎖線は、記録を行うのに必要なエネルギーＥｔｈを示しており、Ｅ＜Ｅｔｈの場合は、記録を行うことができない。即ち、図３（ｂ）によると、段差Ｓｓは４０ｎｍ以下に抑制されるとよい。

（第１実施形態）
図４〜５を参照しながら第１実施形態を説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態の記録ヘッド用基板（「記録ヘッド用基板Ｉ_１」と称する）の製造方法の例のうち、温度検知素子１４を形成するまでの主な工程を説明するための模式図である。記録ヘッド用基板Ｉ_１は、公知の半導体製造プロセスを用いて製造することが可能である。

図４（ａ）の工程では、シリコン等の半導体で構成された基板１１の上に、絶縁部材１２を介して、金属パターン１３_Ｐを形成する。このことは、例えば、基板１１の上に絶縁部材１２を介して金属部材（ないし金属膜）を形成した後、該金属部材をエッチングすることによって為される。なお、図４（ａ）では、この工程で、いわゆるオーバーエッチングによって絶縁部材１２の一部も除去された態様を例示している。

金属パターン１３_Ｐは、図中の断面視において、開口ＯＰと、開口ＯＰを挟む一対の部分Ｐ_１３Ａとを有する。開口ＯＰが設けられた領域は、後に、温度検知素子が形成されるべき領域である。一対の部分Ｐ_１３Ａは、後に形成される温度検知素子１４のための一対の電極１３となる部分である。なお、互いに隣接する開口ＯＰの間には、開口ＯＰを仕切るように部分Ｐ_１３Ｂが形成されているが、部分Ｐ_１３Ｂは形成されなくてもよい。即ち、この工程では、少なくとも、絶縁部材１２のうち、後に温度検知素子１４が形成されるべき領域に対応する部分が露出するように、開口ＯＰが形成されればよい。

図４（ｂ）の工程では、絶縁部材１２の上に、金属パターン１３_Ｐを覆うように導電性の膜１４ｉ（膜厚３０ｎｍ程度）を形成する。導電性の膜１４ｉは、後にパターニングされて、その結果、温度検知素子１４が形成される。

図４（ｃ）の工程では、導電性の膜１４ｉおよび金属パターン１３_Ｐのエッチングを行う。このことは、一対の部分Ｐ_１３Ａ（の少なくとも一部）と一対の部分Ｐ_１３Ａの間（開口ＯＰの領域）とを覆うように導電性の膜１４ｉの上に形成されたレジストパターンを用いて為される。ここでは、レジストパターンは、一対の部分Ｐ_１３Ａの一部を覆うように形成され、これによって、導電性の膜１４ｉがエッチングされると共に金属パターン１３_Ｐもエッチングされ、一対の電極１３（１３_１及び１３_２）が形成される。

また、この工程では、導電性の膜１４ｉのうち、レジストパターンにより露出された部分の下の絶縁部材１２の少なくとも一部が除去され、いわゆるオーバーエッチングが為される。換言すると、この工程では、導電性の膜１４ｉの膜厚より大きい量のエッチングが為される。これにより、金属パターン１３_Ｐにおける互いに分離されるべき各部分は、該エッチングにより生じうる残渣によって短絡しないように適切に電気的に分離される。ここでは、一対の部分Ｐ_１３Ａの一方は、他の一対の部分Ｐ_１３Ａの一方とは、互いに分離され、即ち、後に形成される温度検知素子１４の個々に対応するように、互いに分離された各電極１３_１が形成される。また、一対の部分Ｐ_１３Ａの他方は、他の一対の部分Ｐ_１３Ａの他方とは、分離されないようにエッチングが為され、即ち、後に形成される温度検知素子１４の個々に共通に接続された電極１３_２が形成される。

図４（ｄ）の工程では、導電性の膜１４ｉのうちの一対の電極１３の間（電極１３_１と１３_２との間）の部分のパターニングを行い、温度検知素子１４を形成する。温度検知素子１４は、前述のとおり、例えばミアンダ形状に形成される。このパターニングは、エッチングによって為される。導電性の膜１４ｉは、その膜厚が例えば３０ｎｍ程度の薄膜であり、オーバーエッチングを抑制するように、導電性の膜１４ｉのエッチングレートを下げてもよい。例えば、該エッチングレートは、図４（ｃ）の工程におけるエッチングレートよりも低くすればよい。

以上の製造工程によると、温度検知素子１４を、金属パターン１３_Ｐにおける互いに分離されるべき各部分が互いに短絡しないように形成しつつ、温度検知素子１４を形成した直後の構造の上面に大きな段差が生じることを防ぐことができる。温度検知素子１４の形成は、導電性の膜１４ｉ（膜厚は、高々３０ｎｍ程度）のエッチングレートを低くして行ってもよい。これにより、オーバーエッチングによる絶縁部材１２のエッチング量が低減されるため、該エッチング直後の構造の上面に大きな段差が生じることを防ぐことができる。

以下、図５を参照しながら、上述の製造工程の詳細を述べる。図５は、各工程を説明するための模式図である。図５（ａ１）〜（ａ６）は各工程における上面図をそれぞれ示しており、図５（ｂ１）〜（ｂ６）は、図５（ａ１）〜（ａ６）は上面図のカットラインＸ−Ｘ’における断面図をそれぞれ示している。

図５（ａ１）及び（ｂ１）の工程について述べる。シリコン等の半導体で構成された基板１１を準備し、記録ヘッド用基板Ｉ_１を動作させるためのロジック回路を構成するＭＯＳトランジスタ等の各素子を、基板１１に形成する。具体的には、例えば、熱酸化処理によりゲート絶縁膜が形成され、堆積法およびエッチングによりゲート電極が形成され、また、イオン注入およびアニールによって、Ｐ型ないしＮ型のドレインやソース等の拡散領域が形成されうる。その後、基板１１の上に、例えば、熱酸化処理によって絶縁部材１２（ＳｉＯ_２）を形成する。絶縁部材１２は、例えば数μｍ程度の厚さで形成されればよく、熱伝導率が比較的低い蓄熱層として機能する。さらに、その後、例えばスパッタリング法により、絶縁部材１２の上に、Ａｌ等の金属部材１３ｉ（厚さ４００ｎｍ程度）を形成する。

図５（ａ２）及び（ｂ２）の工程について述べる。金属部材１３ｉの上に、フォトリソグラフィ法によってレジストパターンＰＲ_１を形成する。その後、レジストパターンＰＲ_１を用いたドライエッチングによって金属部材１３ｉをエッチングし、開口ＯＰを有する金属パターン１３_Ｐを形成する。なお、図中の破線で囲われた領域Ｒ_１４は、後に温度検知素子１４が形成されるべき領域を示している。即ち、この工程では、前述の一対の電極１３を含む配線パターンの形成は完了しておらず、金属部材１３ｉのうち、領域Ｒ_１４とその周辺領域とに対応する部分のみがエッチングされている。なお、この工程では、絶縁部材１２の一部がオーバーエッチングにより除去されうる。

図５（ａ３）及び（ｂ３）の工程について述べる。例えばスパッタリング法により、絶縁部材１２の上に、金属パターン１３_Ｐを覆うように導電性の膜１４ｉを形成する。導電性の膜１４ｉは、後に形成される温度検知素子１４を高抵抗にするため、薄膜（例えば膜厚１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲内）で形成されるとよく、好適には３０ｎｍ程度の膜厚で形成される。導電性の膜１４ｉには、例えば、Ａｌ、ＡｌＣｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＳｉ、Ｔａ、ＴａＮ、ＴａＳｉＮ、ＴａＣｒ、Ｃｒ、ＣｒＳｉＮ、Ｗ等の金属材料を用いればよい。その後、導電性の膜１４ｉの上に、レジストパターンＰＲ_２を形成する。レジストパターンＰＲ_２は、金属パターン１３_Ｐのうちの一対の部分（一対の電極１３となるべき部分）と、当該一対の部分の間（領域Ｒ_１４）とを覆うように形成される。

図５（ａ４）及び（ｂ４）の工程について述べる。例えば、レジストパターンＰＲ_２を用いたドライエッチングによって、導電性の膜１４ｉの一部と金属パターン１３_Ｐの一部とを除去する。これにより、複数の一対の電極１３（１３_１及び１３_２）を含む配線パターンが形成される（図中では、２つの一対の電極１３を示している）。なお、複数の一対の電極１３の其々のうち、一方（電極１３_１）は、各領域Ｒ_１４に対応するように、互いに分離されており、他方（電極１３_２）は、互いに共通に接続されている。

この工程では、オーバーエッチング、即ち導電性の膜１４ｉの厚さ（３０ｎｍ程度）より大きい厚さでエッチングする。これにより、図中の段差Ｓｓ’に示されるように、絶縁部材１２のうちの部分１２ａが除去されている。なお、絶縁部材１２のうち、金属パターン１３_Ｐの直下の部分と、それ以外の部分とでは、除去された量が異なるため、これらの間でも段差が生じうる。

ここで、金属部材１３ｉないし金属パターン１３_Ｐおよび導電性の膜１４ｉのエッチングレートｒＭは、８００ｎｍ／ｍｉｎ程度であり、絶縁部材１２のエッチングレートｒＡは、１６０ｎｍ／ｍｉｎ程度である。よって、例えば、厚さ４００ｎｍの金属パターン１３_Ｐと、膜厚３０ｎｍの導電性の膜１４ｉのエッチングに必要な時間（期間）ｔｊ_１は、ｔｊ_１＝（４００＋３０）／ｒＭ＝０．５４ｍｉｎとなる。しかしながら、エッチングを該時間ｔｊ_１のみにわたって行うと、例えば、下地の段差やエッチングレートの変動、その他処理対象の不均一な分布によって残渣が生じうる。この残渣を防止するため、通常は、上記所要時間ｔｊ_１の１．２〜１．５倍程度のオーバーエッチングを行う。即ち、平面視において、後に形成される温度検知素子１４及び一対の電極１３の周辺部分に対してオーバーエッチングを行うことにより、後に形成される温度検知素子１４が、他の信号ラインや電源ラインと短絡することを防止する。

例えば、時間ｔｊ_１×１．２にわたるエッチングを行う場合を考える。絶縁部材１２が露出するのに要する時間は、３０／ｒＭである。よって、絶縁部材１２のエッチングが為される時間は、ｔｊ_１×１．２−３０／ｒＭとなる。よって、前述の段差Ｓｓ’は、Ｓｓ’＝ｒＡ×（ｔｊ_１×１．２−３０／ｒＭ）となる。前述のエッチングレートによると、段差Ｓｓ’は約１００ｎｍとなる。

図５（ａ５）及び（ｂ５）の工程について述べる。温度検知素子１４を形成するための開口ＯＰｍを導電性の膜１４ｉの上に有するフォトレジストＰＲ_３を形成する。その後、レジストパターンＰＲ_３を用いたドライエッチングによって、導電性の膜１４ｉの一部を除去し、温度検知素子１４を形成する。この工程では、高々３０ｎｍ程度の膜厚の導電性の膜１４ｉのエッチングが為され、オーバーエッチングによるエッチング量を低減するため、比較的低いエッチングレートで行えばよく、適切なエッチング条件を決めればよい。なお、開口ＯＰｍは、温度検知素子１４を形成するための部分のみに形成されていればよい。このようにして、前述のミアンダ形状の温度検知素子１４が形成される。

以上の各工程を経て、図５（ａ６）及び（ｂ６）に例示される構造が得られる。例えば、導電性の膜１４ｉのエッチングに必要な時間ｔｊ_２は、ｔｊ_２＝（３０／ｒＭ）である。前述のとおり、温度検知素子１４を形成するための導電性の膜１４ｉのエッチングは、オーバーエッチングとならないように為されることが好ましい。しかし、仮に、エッチング時間がｔｊ_２×１．２のオーバーエッチングを行うとすると、絶縁部材１２のエッチングが為される時間は、ｔｊ_２×０．２となる。このとき、オーバーエッチングによる絶縁部材１２の段差Ｓｓは、Ｓｓ＝ｒＡ×（ｔｊ_２×０．２）＝１．２ｎｍ程度である。よって、温度検知素子１４自体の厚さ（３０ｎｍ程度）を考慮しても、温度検知素子１４を形成した直後の構造の上面に生じうる段差（合計）は、４０ｎｍ以下である。

他の観点では、図５（ａ４）及び（ｂ４）の工程でのエッチング量（導電性の膜１４ｉのエッチング量の他、絶縁部材１２のエッチング量を含む）が、図５（ａ６）及び（ｂ６）の工程での該エッチング量よりも小さい。その結果、絶縁部材１２のうち、一対の電極１３と、他の電極ないし配線パターンとの間の少なくとも一部の上面が、絶縁部材１２のうちの温度検知素子１４と接触している部分の上面よりも下に位置する構造になる。

以上で例示した工程の後は、公知の半導体製造プロセスを用いて、温度検知素子１４の上に、絶縁部材１５を介して電気熱変換素子Ｈを形成する。具体的には、厚さ９００ｎｍ程度の絶縁部材１５（例えば、Ｐ−ＳｉＯ）を形成する。その後、ＴａＳｉＮ等で構成されたヒーター層の金属部材１６を形成し、その両端にＡｌ等で構成された一対の電極１７を形成する。その後、電気熱変換素子Ｈおよび絶縁部材１５を覆うように、膜厚３００ｎｍ程度のパッシベーション膜１８（例えば、Ｐ−ＳｉＮ）を形成する。さらに、その後、パッシベーション膜１８の上に、加熱領域Ａｈにわたって、膜厚２３０ｎｍ程度の耐キャビテーション膜１９（例えば、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、これらの化合物等）を形成する。以上のような手順で、記録ヘッド用基板Ｉ_１が得られる。

以上、本実施形態によると、温度検知素子１４を形成した直後の構造の上面に大きな段差が生じることを防ぐことができ、該段差量を４０ｎｍ以下にすることができる。これにより、その後、温度検知素子１４の上に絶縁部材１５を介して、電気熱変換素子Ｈを適切に形成することができる。具体的には、電気熱変換素子Ｈが有するヒーター層の金属部材１６が平坦性（ここでは下面の段差量が４０ｎｍ以下）を有するため、電気熱変換効率の低下を防ぐことができる。また、同様の理由で、温度検知素子１４の温度検知の精度を向上するのにも有利である。また、耐キャビテーション膜１９の上面にも大きな段差が生じないため、記録ヘッド用基板Ｉ_１を記録ヘッドに実装して記録を行う際には、インクが適切に吐出され、記録ヘッドの記録性能の向上にも有利である。

（第２実施形態）
図６を参照しながら第２実施形態を説明する。第１実施形態の金属部材１３ｉのパターニング工程では、絶縁部材１２のうち、後に温度検知素子が形成されるべき領域に対応する部分が露出するように、金属部材に開口ＯＰが設けられた。そして、その後の工程で、一対の電極１３を含む配線パターンの形成を完了させた。しかし、本発明はこの実施形態に限られるものではなく、例えば、以下に示される本実施形態のように、金属部材１３ｉのパターニング工程で、一対の電極１３を含む配線パターンの形成を完了させてもよい。

図６（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態の記録ヘッド用基板（「記録ヘッド用基板Ｉ_２」と称する）の製造方法の例のうち、温度検知素子を形成するまでの主な工程を、第１実施形態（図４）と同様にして説明するための模式図である。

図６（ａ）の工程では、基板１１の上に、絶縁部材１２を介して、配線パターン１３_Ｍを形成する。配線パターン１３_Ｍは、前述の複数の一対の電極１３を含む。複数の一対の電極１３の其々のうち、一方（電極１３_１）は互いに分離して形成されており、他方（電極１３_２）は共通に接続されている。一対の電極１３の間（電極１３_１と１３_２との間）の領域は、後に温度検知素子が形成されるべき領域である。即ち、この工程では、少なくとも、絶縁部材１２のうち、後に温度検知素子が形成されるべき領域に対応する部分が露出するように配線パターン１３_Ｍが形成されればよく、本実施形態では、この工程で、配線パターン１３_Ｍの形成が完了している。換言すると、金属部材１３ｉのパターニングと同時に配線パターン１３_Ｍの形成を完了させている。

図６（ｂ）の工程では、絶縁部材１２の上に、配線パターン１３_Ｍを覆うように導電性の膜１４ｉ（膜厚３０ｎｍ程度）を形成する。

図６（ｃ）の工程では、導電性の膜１４ｉのエッチングを行う。この工程では、第１実施形態で述べたオーバーエッチングによって、分離されるべき各電極１３_１が、互いに短絡しないように適切に電気的に分離される。

図６（ｄ）の工程では、導電性の膜１４ｉのうちの一対の電極１３の間の部分のパターニングを行い、ミアンダ形状の温度検知素子１４を形成する。前述のとおり、このパターニングはエッチングによって為され、絶縁部材１２のオーバーエッチングを抑制するように、エッチングレートを下げて為されてもよい。

以上の製造工程によっても、温度検知素子１４を、配線パターン１３_Ｍにおける互いに分離されるべき各部分が互いに短絡しないように形成しつつ、温度検知素子１４を形成した直後の構造の上面に大きな段差が生じることを防ぐことができる。よって、本実施形態の製造工程によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

（その他）
以上では２つの実施形態を例示したが、本発明はこれらの実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜、各部材の材料やパラメータを変更してもよいし、他の公知技術と組み合わせてもよい。

例えば、以上の各実施形態で例示した製造方法のうちの一部の工程について変更してもよく、例えば、ドライエッチングによるエッチング工程は、対象物のエッチング選択比を大きくすることが可能なウェットエッチングで為されてもよい。また、例えば、一部の工程を省略してもよいし、順番を入れ替えてもよい。

同様に、以上の各実施形態で例示した構造の一部を変更してもよい。例えば、一対の電極１３と温度検知素子１４とが同一線上に形成された構造を例示したが、この構造に限られるものではない。また、以上の各実施形態では、抵抗値が大きくなるように、ミアンダ形状で形成された温度検知素子１４を例示したが、この形状に限られるものではない。

インクジェット方式の記録を行う記録装置は記録ヘッドを備えており、上述の記録ヘッド用基板Ｉ_１〜Ｉ_２は該記録ヘッドに搭載される。記録装置は、記録媒体を搬送させつつ該記録媒体に対して記録ヘッドを走査させて、該記録媒体への記録を行う。記録ヘッドには、記録ヘッド用基板が有する複数の電気熱変換素子に対応するように複数のノズル（吐出口）が設けられており、ある電気熱変換素子が駆動されたことに応答して、対応するノズルからインク（記録剤）が記録媒体に対して吐出される。

なお、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する記録を含む他、有意無意を問わず、広義に記録を含みうる。例えば、「記録」は、人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものでなくてもよく、記録媒体上に画像、模様、パターン、構造物等を形成する記録や、媒体の加工を行う記録をも含みうる。

また、「記録剤」とは、上述の各実施形態で用いた「インク」の他、記録を行うのに用いられる消耗品を含みうる。「記録剤」は、例えば、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成に用いられるものの他、記録媒体の加工やインクの処理（例えば、記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供される液体をも含みうる。また、記録媒体に直接インクを付与する構成でなくてもよく、例えば、中間転写体にインクを付与した後、そのインクを記録媒体に転写することによって記録を行う構成を採ってもよい。また、複数の種類のインクを用いたカラー記録を行う構成でなくてもよく、１種類のインク（例えば黒色）を用いたモノクロ記録を行う構成でもよい。

また、「記録媒体」は、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、樹脂、木材、皮革等、記録剤を受容可能なものをも含みうる。

Claims (10)

1. 電気熱変換素子と、絶縁部材と、前記絶縁部材の上に配された一対の電極と、前記絶縁部材の上に配され、かつ、前記一対の電極に接続され、前記電気熱変換素子の温度を検知するための温度検知素子と、を備える記録ヘッド用基板の製造方法であって、
   前記絶縁部材のうちの、前記温度検知素子が形成される第１領域と前記第１領域に隣接する第２領域とを露出し、且つ、前記一対の電極を構成する部分を含む金属パターンを、前記絶縁部材の上に形成する工程と、
   前記絶縁部材および前記金属パターンを覆うように導電性の膜を形成する工程と、
   前記導電性の膜のうちの、前記第１領域および前記第２領域の上に配された第１部分を覆うレジストパターンを形成し、該レジストパターンを用いて、前記導電性の膜のうちの前記第１部分を除く第２部分をエッチングする工程と、
   前記導電性の膜が前記一対の電極となるべき部分を互いに接続する形状を有する前記温度検知素子を構成するように、前記導電性の膜の前記第１部分をエッチングする工程と、を有し、
   前記第２部分をエッチングする工程でのエッチング量は前記導電性の膜の膜厚よりも大きく、且つ、前記第１部分をエッチングする工程でのエッチング量は前記第２部分をエッチングする工程でのエッチング量よりも小さい、
   ことを特徴とする記録ヘッド用基板の製造方法。
2. 前記第１部分をエッチングする工程における前記導電性の膜に対するエッチングレートは、前記第２部分をエッチングする工程における該エッチングレートよりも低い、
   ことを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド用基板の製造方法。
3. 前記金属パターンを形成する工程は、
   前記絶縁部材の上に金属膜を形成する工程と、
   前記絶縁部材のうちの、前記第１領域と前記第２領域とを露出するために前記金属膜の一部を除去する工程と、
   前記金属膜の前記一部とは別の部分を除去する工程と、を含み、
   前記第２部分をエッチングする工程において、前記金属膜の前記別の部分が同時にエッチングされる、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の記録ヘッド用基板の製造方法。
4. 前記金属パターンを形成する工程は、
   前記絶縁部材の上に金属膜を形成する工程と、
   前記絶縁部材のうちの、前記第１領域と前記第２領域とを露出するために前記金属膜の一部を除去する工程と、
   前記金属膜の前記一部とは別の部分を除去する工程と、を含み、
   前記金属膜の一部と、前記金属膜の前記別の一部とは、エッチングによって同時に除去される、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の記録ヘッド用基板の製造方法。
5. 前記温度検知素子の上に、第２の絶縁部材を介して、前記電気熱変換素子を形成する工程をさらに有し、
   前記電気熱変換素子は、前記第２の絶縁部材の上に形成された第２の金属部材を含んでおり、前記第２の金属部材の下面の段差量は４０ｎｍ以下である、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の記録ヘッド用基板の製造方法。
6. 前記導電性の膜は、その膜厚が１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲内である、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の記録ヘッド用基板の製造方法。
7. 前記第１部分をエッチングする工程では、前記導電性の膜が平面視においてミアンダ形状を有する前記温度検知素子を形成する、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の記録ヘッド用基板の製造方法。
8. 電気熱変換素子と、前記電気熱変換素子の温度を検知するための温度検知素子と、前記温度検知素子の両端に設けられた一対の電極と、を備える記録ヘッド用基板であって、
   前記温度検知素子および前記一対の電極は、基板の上に絶縁部材を介して配され、
   前記記録ヘッド用基板は、前記絶縁部材の上かつ前記一対の電極から離れた位置に配された、前記一対の電極と同じ材料で構成された部材をさらに備え、
   前記絶縁部材は、前記一対の電極と前記部材との間の少なくとも一部の上面が、前記絶縁部材のうちの前記温度検知素子が接触している部分の上面よりも下に位置している、
   ことを特徴とする記録ヘッド用基板。
9. 請求項８に記載の記録ヘッド用基板と、
   前記記録ヘッド用基板の前記電気熱変換素子が駆動されたことに応答して記録剤を吐出する吐出口と、を備える、
   ことを特徴とする記録ヘッド。
10. 請求項９に記載の記録ヘッドを備える、
    ことを特徴とする記録装置。

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