JP4605760B2 - Method for manufacturing heating resistor film and method for manufacturing substrate for recording head - Google Patents

Method for manufacturing heating resistor film and method for manufacturing substrate for recording head Download PDF

Info

Publication number
JP4605760B2
JP4605760B2 JP2004324087A JP2004324087A JP4605760B2 JP 4605760 B2 JP4605760 B2 JP 4605760B2 JP 2004324087 A JP2004324087 A JP 2004324087A JP 2004324087 A JP2004324087 A JP 2004324087A JP 4605760 B2 JP4605760 B2 JP 4605760B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
heating resistor
resistor film
recording head
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004324087A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006130840A5 (en
JP2006130840A (en
Inventor
喜範 川▲崎▼
真人 上市
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2004324087A priority Critical patent/JP4605760B2/en
Publication of JP2006130840A publication Critical patent/JP2006130840A/en
Publication of JP2006130840A5 publication Critical patent/JP2006130840A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4605760B2 publication Critical patent/JP4605760B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Non-Adjustable Resistors (AREA)

Description

本発明は、紙、プラスティック、布などのシート状物に代表される物品を被記録部材として、それに文字などの画像を形成する記録装置、特にプリンタなどに用いられ、シリコン（Ｓｉ）半導体基板などに形成された発熱抵抗体を有し、この発熱抵抗体を利用して記録を行うサーマル記録ヘッドやインクジェット記録ヘッドなどにおける発熱抵抗体として好適に用いられる発熱抵抗体膜の製造方法と、そのような発熱抵抗体膜を有する記録ヘッド用基体の製造方法に関する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in a recording apparatus for forming an image such as a character on an article typified by a sheet-like material such as paper, plastic, cloth, etc., particularly a printer, a silicon (Si) semiconductor substrate, etc. has a heating resistor formed on a manufacturing method for a heating resistor film suitably used as a heat-generating resistor in a thermal recording head or an ink jet recording head for recording by utilizing the heat generating resistor, the The present invention relates to a method for producing a recording head substrate having such a heating resistor film.

記録画像を形成するのに発熱手段を利用する記録装置として、サーマル記録ヘッドやインクジェット記録ヘッドを用いた記録装置が知られている。   2. Description of the Related Art Recording apparatuses using a thermal recording head or an ink jet recording head are known as recording apparatuses that use heat generation means to form a recorded image.

このうち、インクジェット記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置は、インクなどの液体（以下、単にインクと称する）を微小な液滴として吐出口から被記録部材に吐出することにより高精細な画像を記録することができる。インクジェット記録ヘッドとしては、電気エネルギーを熱エネルギーに変換し、その熱エネルギーによってインク中に気泡を発生させる構成のものが知られている。すなわち、この構成では、発生した気泡の圧力によって、インクジェット記録ヘッドに設けられた吐出口から液滴を噴出させる。そして、吐出口から噴出した液滴を被記録部材に付着させることによって画像が記録される。一般に、このようなインクジェット記録装置に用いられるインクジェット記録ヘッドは、電気エネルギーを熱エネルギーに変換するのに発熱抵抗体を用いている。   Among these, an ink jet recording apparatus using an ink jet recording head records a high-definition image by discharging a liquid such as ink (hereinafter simply referred to as ink) as fine droplets from a discharge port to a recording member. be able to. As an ink jet recording head, one having a configuration in which electric energy is converted into heat energy and bubbles are generated in the ink by the heat energy is known. That is, in this configuration, the droplets are ejected from the ejection port provided in the ink jet recording head by the pressure of the generated bubbles. Then, an image is recorded by attaching droplets ejected from the ejection port to the recording member. In general, an ink jet recording head used in such an ink jet recording apparatus uses a heating resistor to convert electric energy into heat energy.

また、サーマル記録ヘッドは、感熱紙やインクリボンに、記録画像に応じて選択的に熱を加えることによって画像を形成するのに用いられる。このサーマル記録ヘッドにおいても発熱抵抗体が好適に用いられる。   The thermal recording head is used to form an image by selectively applying heat to thermal paper or an ink ribbon according to a recorded image. A heating resistor is also preferably used in this thermal recording head.

発熱抵抗体を用いた記録ヘッドでは、所望の画像を被記録部材に記録するために、画像に対応した画素を選択的に形成するため、各発熱抵抗体には、繰り返しパルス電流が流される。すなわち、例えば、インクジェット記録ヘッドにおいては、発熱抵抗体に流す電流をオンオフすることによって、インクの吐出が制御され、それによって、所望の画素あるいはドットを形成する所定量のインクが、所望の記録画像に応じて所定のタイミングで選択的に吐出される。   In a recording head using a heating resistor, a pulse current is repeatedly passed through each heating resistor in order to selectively form pixels corresponding to the image in order to record a desired image on a recording member. That is, for example, in an ink jet recording head, the ejection of ink is controlled by turning on and off the current flowing through the heating resistor, whereby a predetermined amount of ink that forms a desired pixel or dot becomes a desired recorded image. And selectively ejected at a predetermined timing.

このようにパルス電流を繰り返し流すと、一般に発熱抵抗体の抵抗値は次第に変化し、使用限度を超えてパルス電流を通電すれば、最終的には破断に至る。発熱抵抗体の抵抗値のこのような変化は、発熱抵抗体自体の結晶構造の変化や発熱抵抗体の表面酸化反応によるものと考えられている。   When the pulse current is repeatedly applied in this way, generally, the resistance value of the heating resistor gradually changes, and if the pulse current is passed beyond the use limit, the resistance eventually becomes broken. Such a change in the resistance value of the heating resistor is considered to be due to a change in the crystal structure of the heating resistor itself or a surface oxidation reaction of the heating resistor.

発熱抵抗体の抵抗値が変化すると、同一条件でパルス電流を通電した場合、発生する熱エネルギーが変化することになる。記録ヘッドにおいては、通常、このような発生する熱エネルギーの変化が過大にならないように、発熱抵抗体へのパルス電流の繰り返し通電回数などによって、使用限度が設定されているが、使用限度を超えた使用によって発生エネルギーの変化が過大なものとなると、記録画像に影響が生じる。特に、インクジェット記録ヘッドにおいて、発生する熱エネルギーが過小になると、吐出口からインクが吐出されなくなる。また、逆に、発生する熱エネルギーが過大になると、インクが被記録部材の広範囲に飛び散り、正常な画像を記録することができなくなる。   When the resistance value of the heating resistor changes, the generated heat energy changes when a pulse current is applied under the same conditions. In the recording head, the usage limit is usually set by the number of times the heating current is repeatedly applied with the pulse current so that the change of the generated thermal energy does not become excessive, but the usage limit is exceeded. If the generated energy changes excessively due to use, the recorded image is affected. In particular, in the ink jet recording head, when the generated thermal energy becomes too small, ink is not discharged from the discharge port. Conversely, if the generated thermal energy becomes excessive, the ink scatters over a wide area of the recording member, and a normal image cannot be recorded.

また、インクジェット記録装置においては、記録画像の高画質化に対する要求が高まるにつれ、画素の微細化が、したがって１ドット当りのインク吐出量を少なくすることが求められている。それに伴って、インクジェット記録ヘッドにおいては、それに用いられる発熱抵抗体の小型化が実施されてきており、さらに、吐出液滴サイズの制御および吐出液滴サイズの安定性に対する要求が高まってきている。このために、特にインクジェット記録ヘッドに用いられる発熱抵抗体に対しては、繰り返しパルス通電を行った場合において、インクが吐出されなくなったり霜降り印字が発生したりしないようにし、さらには、吐出液滴サイズを所定のサイズに制御して良好な画像を精度良く安定して形成可能とするために、抵抗の変化量を低減することが求められている。パルス通電の繰り返しに対する耐久性を高める構成として特許文献１に記載がある。
特開２００３−１２７３７５号公報 In addition, in the ink jet recording apparatus, as the demand for higher image quality of a recorded image increases, it is required that the pixels be miniaturized and therefore the ink discharge amount per dot be reduced. Accordingly, in the ink jet recording head, the heat generating resistor used in the ink jet recording head has been miniaturized, and further, there is an increasing demand for the control of the discharge droplet size and the stability of the discharge droplet size. For this reason, in particular, for a heating resistor used in an ink jet recording head, when repeated pulse energization is performed, ink is prevented from being ejected or frost printing is not generated. In order to control the size to a predetermined size and form a good image with high accuracy and stability, it is required to reduce the amount of change in resistance. Patent Document 1 describes a configuration for improving durability against repeated pulse energization.
JP 2003-127375 A

特許文献１の構成によれば、金属珪化窒化物を主成分とし、シート抵抗を規定した発熱抵抗体膜においてその膜厚を定めるものである。本発明者らは、別の観点から、金属珪化窒化物を主成分として用いた発熱抵抗体膜において、その発熱抵抗体膜の上部に形成される酸化膜の膜厚が耐久性に影響を与えていることを見出した。すなわち、発熱抵抗体膜上に酸化物が規定値以上形成された場合に耐久性が低下するという技術課題を見出した。   According to the configuration of Patent Document 1, the film thickness is determined in a heating resistor film having metal silicide nitride as a main component and defining sheet resistance. From another point of view, the present inventors have found that in a heating resistor film using metal silicide nitride as a main component, the thickness of the oxide film formed on the heating resistor film has an effect on durability. I found out. That is, the present inventors have found a technical problem that durability is lowered when an oxide is formed on a heating resistor film in excess of a specified value.

したがって本発明の目的は、新たに見出した技術課題を元に、繰り返しパルス通電に対する抵抗変化率が十分に低く、すなわち耐久性が十分に高い発熱抵抗体膜の製造方法、発熱抵抗体膜を用いた記録ヘッド用基体の製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to use a method of manufacturing a heating resistor film and a heating resistor film that have a sufficiently low resistance change rate against repeated pulse energization, that is, sufficiently high durability, based on a newly discovered technical problem. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a recording head substrate.

上記目的を達成するために、本発明の発熱抵抗体膜の製造方法は、金属珪化窒化物を主成分とする発熱抵抗体膜の製造方法において、発熱抵抗体膜を形成する工程と、発熱抵抗体膜上に配線を形成するための導電膜を形成する工程と、導電膜をパターニングすることにより発熱部を形成する工程と、配線及び発熱部上にシリコン窒化膜を形成する工程と、を有し、発熱抵抗体膜を形成した後、発熱部及びシリコン窒化膜を形成する前に、発熱抵抗体膜の表面全体の酸化膜を薄膜加工して、酸化膜の残膜を厚さ２．５ｎｍ以下とすることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a heating resistor film manufacturing method of the present invention comprises a step of forming a heating resistor film in a heating resistor film manufacturing method mainly comprising a metal silicide nitride, and a heating resistor. Forming a conductive film for forming a wiring on the body film, forming a heat generating part by patterning the conductive film, and forming a silicon nitride film on the wiring and the heat generating part. Then, after forming the heating resistor film and before forming the heating portion and the silicon nitride film, the oxide film on the entire surface of the heating resistor film is processed into a thin film so that the remaining oxide film has a thickness of 2.5 nm. characterized by the following.

本発明によれば、発熱抵抗体膜を、１×１０9回の繰り返しパルス通電の前後での抵抗変化率が±３.０％以内と、繰り返しパルス通電に対する耐久性の高いものとすることができる。 According to the present invention, the heating resistor film has a resistance change rate within ± 3.0% before and after 1 × 10 9 repeated pulse energization, and has high durability against repeated pulse energization. it can.

本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。   An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施形態による一例のインクジェット記録ヘッド用基体の断面図である。本実施形態のインクジェット記録ヘッド用基体が用いられるインクジェット記録ヘッドは、一例として、インクジェット記録ヘッド用基体に加え、その上に、インクが吐出される吐出口と、吐出口にインクを流通させるインク流路（液体流路）が形成された部材が配置されて構成される。この記録ヘッドにおいては、電気エネルギーを変換して熱エネルギーを発生させる熱変換体である発熱抵抗体膜１３によって発生した熱エネルギーによりインク流路内のインクが熱せられ、インクに膜沸騰が生じさせられ、それに伴って生じる圧力によってインクが吐出口から吐出される。   FIG. 1 is a cross-sectional view of an example inkjet recording head substrate according to an embodiment of the present invention. An ink jet recording head in which the ink jet recording head substrate of the present embodiment is used is, for example, an ink jet recording head substrate, an ink discharge port on which ink is discharged, and an ink flow for distributing ink to the discharge port. A member in which a channel (liquid channel) is formed is arranged. In this recording head, the ink in the ink flow path is heated by the heat energy generated by the heating resistor film 13 which is a heat conversion body that converts electric energy to generate heat energy, causing film boiling in the ink. Ink is ejected from the ejection port by the pressure generated accordingly.

図１に示すインクジェット記録ヘッド用基体は、Ｓｉの基板１１を有している。基板１１上には、ＳｉＯ2などの酸化物絶縁体からなる層間膜１２が形成されている。この層間膜１２は適度に熱を蓄積するための蓄熱層として機能する。層間膜１２上には、非晶質ＴａＳｉＮのような金属珪化窒化物を主成分とする発熱抵抗体膜１３が形成されている。 The substrate for an ink jet recording head shown in FIG. 1 has a Si substrate 11. On the substrate 11, an interlayer film 12 made of an oxide insulator such as SiO 2 is formed. This interlayer film 12 functions as a heat storage layer for accumulating heat appropriately. On the interlayer film 12, a heating resistor film 13 mainly composed of a metal silicide nitride such as amorphous TaSiN is formed.

発熱抵抗体膜１３上には、膜厚の規定されたシリコン酸化膜１３ａが形成されている。シリコン酸化膜１３ａが形成された発熱抵抗体膜１３上のＡｌの配線１４には、発熱抵抗体膜１３上の一部において開口部が設けられている。配線１４に電圧が印加されると、開口部を挟む配線間において発熱抵抗体膜１３に電流が流れ、発熱する。すなわち、この部分が、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する動作が行われる熱作用部あるいはヒーター部１７となる。   On the heating resistor film 13, a silicon oxide film 13a having a prescribed film thickness is formed. The Al wiring 14 on the heating resistor film 13 on which the silicon oxide film 13 a is formed has an opening in a part on the heating resistor film 13. When a voltage is applied to the wiring 14, a current flows through the heating resistor film 13 between the wirings sandwiching the opening to generate heat. That is, this part becomes the heat action part or the heater part 17 in which the operation | movement which converts an electrical energy into a thermal energy is performed.

さらに、発熱抵抗体膜１３や配線１４をインクから保護するための、プラズマＣＶＤにより形成された窒化シリコン（Ｐ−ＳｉＮ）などからなる保護層１５が、開口部の発熱抵抗体膜１３上に形成されている。またさらに、ヒーター部１７においては、発熱に伴うインクによる化学的ダメージ、および気泡が消滅する際の物理的なダメージから保護層１５を保護する、Ｔａなどからなる耐キャビテーション膜１６が保護膜１５上に形成されている。   Further, a protective layer 15 made of silicon nitride (P-SiN) formed by plasma CVD for protecting the heating resistor film 13 and the wiring 14 from ink is formed on the heating resistor film 13 in the opening. Has been. Furthermore, in the heater portion 17, a cavitation-resistant film 16 made of Ta or the like that protects the protective layer 15 from chemical damage caused by ink accompanying heat generation and physical damage when bubbles disappear is formed on the protective film 15. Is formed.

例えば、層間膜１２の膜厚は、２８０ｎｍであり、発熱抵抗体膜１３の膜厚は２０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲から選択される厚さであり、配線1４の膜厚は２００ｎｍ〜６００ｎｍ、保護層１５の膜厚は３００ｎｍ〜８００ｎｍ、耐キャビテーション膜１６の膜厚は２３０ｎｍである。発熱抵抗体膜１３は、Ｔａ、Ｓｉ、およびＮの元素を所定の比率で有し、シート抵抗が５０Ω／□〜４００Ω／□の材料である。このシート抵抗を得るためには、例えば非晶質ＴａＳｉＮの場合、Ｔａが２５原子％〜３５原子％の範囲から選択され、Ｓｉが１８原子％〜２５原子％の範囲から選択され、Ｎが４０原子％〜５０原子％の範囲から選択される所定の組成比とすればよい。例えば、Ｓｉを約２０原子％程度とし、ＴａとＮの比を制御することにより、シート抵抗を所望の値とすることができる。Ｔａを４０原子％とし、Ｓｉを２５原子％とし、Ｎを３０原子％とした非晶質ＴａＳｉＮ（１００原子％に満たない部分は、炭素など不本意に導入されてしまう原子または検出誤差であるが、酸素原子は３原子％未満または検出限界以下である）から発熱抵抗体膜１３を形成した場合、そのシート抵抗は１００Ω／□程度となる。また、Ｔａを３５原子％とし、Ｓｉを２３原子％とし、Ｎを４０原子％とした非晶質ＴａＳｉＮからなる発熱抵抗体膜１３を形成した場合、そのシート抵抗は２００Ω／□程度となる。   For example, the film thickness of the interlayer film 12 is 280 nm, the film thickness of the heating resistor film 13 is selected from the range of 20 nm to 80 nm, the film thickness of the wiring 14 is 200 nm to 600 nm, and the protective layer 15. Is 300 nm to 800 nm, and the anti-cavitation film 16 is 230 nm. The heating resistor film 13 is a material having elements of Ta, Si, and N in a predetermined ratio and having a sheet resistance of 50Ω / □ to 400Ω / □. In order to obtain this sheet resistance, for example, in the case of amorphous TaSiN, Ta is selected from the range of 25 atomic% to 35 atomic%, Si is selected from the range of 18 atomic% to 25 atomic%, and N is 40 What is necessary is just to set it as the predetermined | prescribed composition ratio selected from the range of atomic%-50 atomic%. For example, by setting Si to about 20 atomic% and controlling the ratio of Ta and N, the sheet resistance can be set to a desired value. Amorphous TaSiN in which Ta is 40 atomic%, Si is 25 atomic%, and N is 30 atomic% (the part less than 100 atomic% is atoms or detection errors that are introduced unintentionally such as carbon. However, when the heating resistor film 13 is formed from oxygen atoms of less than 3 atomic% or less than the detection limit, the sheet resistance is about 100Ω / □. Further, when the heating resistor film 13 made of amorphous TaSiN with Ta of 35 atomic%, Si of 23 atomic%, and N of 40 atomic% is formed, the sheet resistance is about 200Ω / □.

次に、図１に示すようなヒーター部１７を形成する方法の一例について説明する。   Next, an example of a method for forming the heater unit 17 as shown in FIG. 1 will be described.

まず、基板１１上に層間膜１２および発熱抵抗体膜１３を形成した後、発熱抵抗体膜１３上にＡｌ膜をスパッタリング法により形成し、フォトリソグラフィーによりパターニングし、一部のＡｌ膜を取り除いて所定のパターンの配線１４を形成する。そして、その上にプラズマＣＶＤ法によりＳｉＮからなる保護層１５を形成し、ヒーター部１７にはスパッタリング法でＴａからなる耐キャビテーション膜１６を形成する。   First, after the interlayer film 12 and the heating resistor film 13 are formed on the substrate 11, an Al film is formed on the heating resistor film 13 by sputtering, patterned by photolithography, and a part of the Al film is removed. A wiring 14 having a predetermined pattern is formed. Then, a protective layer 15 made of SiN is formed thereon by plasma CVD, and a cavitation resistant film 16 made of Ta is formed on the heater portion 17 by sputtering.

また、図２は、本実施形態による他の例のインクジェット記録ヘッド用基体の断面図である。図２において、図１と同様の部分については同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。   FIG. 2 is a cross-sectional view of another example of an ink jet recording head substrate according to the present embodiment. 2, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図２に示す例では、層間膜１２上に所定のパターンの配線１４が形成され、配線１４上に発熱抵抗体膜１３が形成されている。配線１４の、発熱抵抗体膜１３が形成された領域には、開口部が設けられており、この部分が、発熱抵抗体膜１３に電流が流れるヒーター部１７となっている。   In the example shown in FIG. 2, the wiring 14 having a predetermined pattern is formed on the interlayer film 12, and the heating resistor film 13 is formed on the wiring 14. An opening is provided in a region of the wiring 14 where the heating resistor film 13 is formed, and this portion serves as a heater portion 17 through which a current flows in the heating resistor film 13.

この構成では、ヒーター部１７を規定する配線１４の加工を、ウエットエッチングによらずにドライエッチングによって加工することで寸法精度を向上させることができる。この構成において、ヒーター部１７を形成する場合は、ヒーター部１７の部分でＡｌ膜を予め取り除いた後、発熱抵抗体膜１３の成膜およびパターニングを行う。その後、その上にプラズマＣＶＤ法によりＳｉＮの保護層１５を形成し、ヒーター部１７には、スパッタリング法でＴａからなる耐キャビテーション膜１６を形成する。   In this configuration, the dimensional accuracy can be improved by processing the wiring 14 defining the heater portion 17 by dry etching instead of wet etching. In this configuration, when the heater unit 17 is formed, the Al film is removed in advance at the heater unit 17, and then the heating resistor film 13 is formed and patterned. Thereafter, a SiN protective layer 15 is formed thereon by plasma CVD, and a cavitation resistant film 16 made of Ta is formed on the heater portion 17 by sputtering.

なお、上述した各膜あるいは層の形成方法は一例であり、本発明はそれらに限定されるものではなく、他の方法によって形成してもよいことは言うまでもない。   In addition, the formation method of each film | membrane or layer mentioned above is an example, and it cannot be overemphasized that this invention may be formed by another method without being limited to them.

本実施形態のインクジェット記録ヘッド用基体において、発熱抵抗体膜１３には、その表面、すなわち上部および側面に、製造プロセスにおいて酸化膜１３ａが形成される場合がある。この酸化膜１３ａは、例えば、自然酸化膜であってよく、あるいは、Ｏ2プラズマ処理等により生成される酸化膜であってよい。このＯ2プラズマ処理は、一般に、パターニングの際にマスク材として使用するフォトレジストと呼ばれる有機物の除去、あるいは密着性向上を目的とする表面改質処理等に用いられる。そして、本発明者は、この酸化膜１３ａの膜厚を制御することによって、発熱抵抗体膜１３の耐久性を向上させ、すなわち、繰り返しパルス電流を通電した時の抵抗変化率を低減することができることを見出し、本発明に至ったものである。酸化膜１３ａの膜厚の制御は、例えば、酸化膜１３ａに対してフッ素系ガスなどを用いてエッチングを行うことによって実行できる。特に図２に示した構成の場合には、発熱抵抗体膜上にフォトレジストが形成され、このフォトレジストの除去時に酸化膜が形成されやすい。したがって、図２の構成に対して酸化膜の膜厚を制御することは特に有効となる。以下図２の構成の製造プロセスに関して図３，４を参照して説明する。 In the substrate for an ink jet recording head of the present embodiment, an oxide film 13a may be formed on the surface of the heating resistor film 13, that is, the upper part and the side face in the manufacturing process. The oxide film 13a may be, for example, a natural oxide film or an oxide film generated by O 2 plasma treatment or the like. This O 2 plasma treatment is generally used for removal of an organic substance called a photoresist used as a mask material during patterning, or a surface modification treatment for the purpose of improving adhesion. The inventor can improve the durability of the heating resistor film 13 by controlling the thickness of the oxide film 13a, that is, reduce the rate of change in resistance when a pulse current is repeatedly applied. It has been found out that it can be done, and has led to the present invention. The film thickness of the oxide film 13a can be controlled, for example, by etching the oxide film 13a using a fluorine-based gas or the like. In particular, in the case of the configuration shown in FIG. 2, a photoresist is formed on the heating resistor film, and an oxide film is likely to be formed when the photoresist is removed. Therefore, it is particularly effective to control the thickness of the oxide film with respect to the configuration of FIG. The manufacturing process having the configuration shown in FIG. 2 will be described below with reference to FIGS.

まず、基板１１としてＳｉウエハを使用し、このＳｉウエハを熱酸化により、数μｍ程度のＳｉＯ2膜である酸化層１２を形成する。次に、酸化層１２上に、配線となる導電膜１４を２００nm程度成膜する。（図３（Ａ））この導電膜１４には、Ａｌ-Ｃｕを用いているが、Ａｌ、Ａｌ-Ｓｉ、Ａｌ-Ｓｉ-Ｃｕなどを用いてもよい。 First, an Si wafer is used as the substrate 11, and this Si wafer is thermally oxidized to form an oxide layer 12 that is a SiO 2 film of about several μm. Next, a conductive film 14 serving as a wiring is formed on the oxide layer 12 to a thickness of about 200 nm. (FIG. 3A) Although Al—Cu is used for the conductive film 14, Al, Al—Si, Al—Si—Cu, or the like may be used.

そして、マスクを使用して、発熱部１７となる箇所をドライエッチングもしくは、ウェットエッチングにより形成する（図３（Ｂ））。   Then, using a mask, a portion to be the heat generating portion 17 is formed by dry etching or wet etching (FIG. 3B).

該発熱部１７となる箇所をドライエッチングで形成すれば、発熱抵抗素子の寸法精度を向上させることができ、ウェットエッチングで形成すれば、低コスト化が可能である。   If the portion to be the heat generating portion 17 is formed by dry etching, the dimensional accuracy of the heat generating resistor element can be improved, and if it is formed by wet etching, the cost can be reduced.

次にスパッタリングにより、発熱抵抗体膜１３を５０nm程度の膜厚で形成する。（図３（Ｃ））この発熱抵抗体膜１３は、ＴａＳｉＮ膜を使用しているが、ＴａＮ、ＨｆＢ２などを用いてもよい。   Next, the heating resistor film 13 is formed to a thickness of about 50 nm by sputtering. (FIG. 3 (C)) Although this heating resistor film 13 uses a TaSiN film, TaN, HfB2 or the like may be used.

次にレジスト等により形成したマスクを用い、配線となる箇所を、発熱抵抗体膜１３とＡｌを一括エッチングすることにより、画素（ドット）ごとに素子分離する。（図４（Ａ））この一括エッチングは、ドライエッチングにより形成する。その後レジスト等により形成したマスクをＯ2プラズマ処理により除去する。この際に発熱抵抗体膜上に酸化膜が形成される。この酸化膜をフッ素を含むガス雰囲気でエッチングを行うことによって所定の厚さとし、酸化膜１３ａを得る。 Next, using a mask formed of a resist or the like, a portion to be a wiring is subjected to element etching for each pixel (dot) by collectively etching the heating resistor film 13 and Al. (FIG. 4A) This collective etching is formed by dry etching. Thereafter, the mask formed of resist or the like is removed by O 2 plasma treatment. At this time, an oxide film is formed on the heating resistor film. The oxide film 13a is obtained by etching the oxide film in a gas atmosphere containing fluorine to have a predetermined thickness.

次にＰ−ＳｉＮによる保護膜１５をＣＶＤ法により成膜する。この保護膜１５の膜厚は、３００nm程度とする。その後、保護膜１５上にスパッタリング法によりＴａの耐キャビテーション膜１６を成膜する。この耐キャビテーション膜１６の膜厚は２３０nmとする。（図４（Ｂ））
こうして得られた回路基板の上に吐出口を形成することにより、液体吐出ヘッドを製造することができる。具体的には、ノズル壁や天板等を回路基板上に設けて、吐出口及びインク流路を備えた吐出部を作ればよい。 Next, a protective film 15 made of P-SiN is formed by a CVD method. The thickness of the protective film 15 is about 300 nm. Thereafter, a Ta cavitation resistant film 16 is formed on the protective film 15 by sputtering. The thickness of the anti-cavitation film 16 is 230 nm. (Fig. 4 (B))
A liquid discharge head can be manufactured by forming discharge ports on the circuit board thus obtained. Specifically, a nozzle wall, a top plate, and the like may be provided on the circuit board to form a discharge unit having a discharge port and an ink flow path.

図５，６は、発熱抵抗体膜１３の上部および側面に形成される酸化膜１３ａの膜厚を変化させたサンプルに対して耐久性試験を行った時の抵抗変化率の測定値を示すグラフである。ここで、本明細書において、酸化膜１３ａの膜厚とは、表面から、酸素の比率が最大値の半分になる地点までの距離と定義する。   FIGS. 5 and 6 are graphs showing measured values of the rate of change in resistance when a durability test is performed on a sample in which the thickness of the oxide film 13a formed on the upper and side surfaces of the heating resistor film 13 is changed. It is. Here, in this specification, the film thickness of the oxide film 13a is defined as the distance from the surface to the point where the ratio of oxygen becomes half of the maximum value.

図５においては、膜厚が約４５０ｎｍ、シート抵抗が１００Ω／□の発熱抵抗体膜１３を有するインクジェット記録ヘッド用基体を作製した。この際、発熱抵抗体膜１３を形成した後に、Ｏ2プラズマ処理を実施し、発熱抵抗体膜１３表面に意図的に酸化膜１３ａを形成し、適宜、酸化膜１３ａをエッチングし、所定の膜厚にした。そして、各膜厚の酸化膜１３ａが形成された発熱抵抗体膜１３を有する各サンプルに対して、耐久性試験を行った。 In FIG. 5, an ink jet recording head substrate having a heating resistor film 13 having a film thickness of about 450 nm and a sheet resistance of 100Ω / □ was produced. At this time, after the heating resistor film 13 is formed, an O 2 plasma treatment is performed to intentionally form the oxide film 13a on the surface of the heating resistor film 13, and the oxide film 13a is appropriately etched to form a predetermined film. Thick. Then, a durability test was performed on each sample having the heating resistor film 13 on which the oxide film 13a having each thickness was formed.

耐久性試験の条件としては、駆動周波数を１５ｋＨｚとし、パルス幅を１μｍとし、駆動電圧を発泡電圧の１．３倍とし、パルス通電繰り返し回数を１．０×１０9回とした。この際、発泡電圧とは、インクジェット記録ヘッド用基体によりインクの発泡が始まる駆動電圧である。そして、各サンプルについて繰り返しパルス通電の前後の抵抗値を測定し、抵抗変化率を算出した。この際、抵抗変化率は、パルス通電前の抵抗値をＡとし、パルス通電後の抵抗値をＡ′として、（Ａ′−Ａ）／Ａとして求めた。 The conditions for the durability test were a driving frequency of 15 kHz, a pulse width of 1 μm, a driving voltage of 1.3 times the foaming voltage, and a pulse energization repetition count of 1.0 × 10 9 times. In this case, the bubbling voltage is a driving voltage at which bubbling of ink starts from the ink jet recording head substrate. And the resistance value before and behind repeated pulse energization was measured about each sample, and resistance change rate was computed. At this time, the resistance change rate was determined as (A′−A) / A, where A is the resistance value before the pulse energization and A ′ is the resistance value after the pulse energization.

図５を参照すると、シート抵抗が１００Ω／□の発熱抵抗体膜１３を用いた場合において、発熱抵抗体膜１３表面に形成される酸化膜１３ａの膜厚を２.５ｎｍ以下とした場合に、１．０×１０9回の繰り返しパルス通電による耐久性試験において、抵抗変化率を±３.０％以内の範囲とできていることが分かる。このように、繰り返しパルス通電した際における抵抗変化率を小さく抑えることによって、良好な記録が可能な記録ヘッドを構成することが可能となる。特に、インクジェット記録ヘッドにおいては、インク吐出量を精度良く制御することが可能となり、それによって、近年のインクジェット記録ヘッドにおいて求められている高精細な画像記録を、長期に亘って精度良く実行可能な記録ヘッドを構成することができる。 Referring to FIG. 5, in the case where the heating resistor film 13 having a sheet resistance of 100Ω / □ is used, when the thickness of the oxide film 13a formed on the surface of the heating resistor film 13 is 2.5 nm or less, It can be seen that the resistance change rate is within a range of ± 3.0% in the durability test by 1.0 × 10 9 repeated pulse energization. As described above, it is possible to configure a recording head capable of good recording by suppressing the resistance change rate when the pulse is repeatedly supplied. In particular, in an ink jet recording head, it is possible to control the amount of ink discharged with high accuracy, thereby enabling high-definition image recording required in recent ink jet recording heads to be executed with accuracy over a long period of time. A recording head can be configured.

図６においては、膜厚が約４５０ｎｍ、シート抵抗が２００Ω／□の発熱抵抗体膜１３を有するインクジェット記録ヘッド用基体を作製した。この際、発熱抵抗体膜１３を形成した後に、Ｏ2アッシングにより酸化膜１３ａを約５ｎｍの膜厚に形成したもの、および、それからフッ素系ガスを用いてエッチングを行い、酸化膜１３ａを所定の膜厚とした各サンプルについて耐久試験を行った。耐久試験の条件、抵抗変化率の算出は、図５の場合と同様である。 In FIG. 6, an ink jet recording head substrate having a heating resistor film 13 having a film thickness of about 450 nm and a sheet resistance of 200Ω / □ was produced. At this time, after the heating resistor film 13 is formed, the oxide film 13a having a thickness of about 5 nm is formed by O 2 ashing, and then etching is performed using a fluorine-based gas, so that the oxide film 13a is formed to a predetermined thickness. A durability test was performed on each sample having a film thickness. The conditions of the durability test and the calculation of the resistance change rate are the same as in FIG.

図６を参照すると、この場合にも、酸化膜１３ａの膜厚を２.５ｎｍ以下に抑えることで、１．０×１０9回の繰り返しパルス通電による耐久性試験において抵抗変化率を±３.０％以内の範囲とすることができていることが分かる。 Referring to FIG. 6, in this case as well, by suppressing the thickness of the oxide film 13a to 2.5 nm or less, the resistance change rate is ± 3. 3 in a durability test by repeated pulse energization of 1.0 × 10 9 times. It can be seen that the range can be within 0%.

本実施形態のインクジェット記録ヘッド用基体は、発熱抵抗体膜１３の側面および上部に形成される酸化膜１３ａの膜厚を２.５ｎｍ以下に抑えたものであり、これによれば、１．０×１０9回の繰り返しパルス通電による耐久性試験における抵抗変化率を±３.０％以内の範囲とすることができる。すなわち、発熱抵抗体膜１３の側面および上部に形成される酸化膜１３ａの膜厚が２.５ｎｍ以下の範囲にある本実施形態のインクジェット記録ヘッド用基体を用いれば、低消費電力で長期間にわたって高画質の画像記録を安定して行うことが可能となる。 In the substrate for an ink jet recording head of this embodiment, the thickness of the oxide film 13a formed on the side surface and the upper portion of the heating resistor film 13 is suppressed to 2.5 nm or less. The resistance change rate in the durability test by × 10 9 repetitive pulse energization can be set within a range of ± 3.0%. That is, if the substrate for an ink jet recording head of the present embodiment in which the film thickness of the oxide film 13a formed on the side surface and the upper portion of the heating resistor film 13 is in the range of 2.5 nm or less is used, the power consumption can be reduced over a long period. High-quality image recording can be performed stably.

次に、上記のインクジェット記録ヘッド用基体を用いたインクジェット記録ヘッド４１を搭載する一例のインクジェット記録装置４２の構成について図７を参照して説明する。図７は、このインクジェット記録装置４２の外観図である。   Next, the configuration of an example of an inkjet recording apparatus 42 on which the inkjet recording head 41 using the above-described inkjet recording head substrate is mounted will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an external view of the ink jet recording apparatus 42.

このインクジェット記録装置４２は、インクジェット記録ヘッド４１が搭載されるキャリッジ４３を有している。キャリッジ４３は、リードスクリュー４７の螺旋溝４８に係合しており、リードスクリュー４７が正逆回転することによって、ガイド４９に沿って矢印ａ，ｂの方向に往復移動する。リードスクリュー４７は、正逆回転する駆動モータ４４の駆動力が駆動力伝達ギア４５，４６を介して伝達されることによって正逆回転させられる。   The ink jet recording apparatus 42 has a carriage 43 on which an ink jet recording head 41 is mounted. The carriage 43 is engaged with the spiral groove 48 of the lead screw 47 and reciprocates along the guide 49 in the directions of arrows a and b as the lead screw 47 rotates forward and backward. The lead screw 47 is rotated forward and backward by transmitting the driving force of the drive motor 44 that rotates forward and backward through the driving force transmission gears 45 and 46.

キャリッジ４３の往復移動経路の一端は、ホームポジションに設定されており、この一端部には、ホームポジション検出手段が設けられている。ホームポジション検出手段は発光部と受光部を有するホトカプラ４１２，４１３を有し、キャリッジ４３から突出したレバー４１４がホトカプラ４１２，４１３に入ることによってホームポジションを検出する。ホームポジションの検出信号は、駆動モータ４４の回転方向の切り替えなどに利用される。   One end of the reciprocating path of the carriage 43 is set to a home position, and a home position detecting means is provided at this one end. The home position detecting means has photocouplers 412 and 413 having a light emitting portion and a light receiving portion, and detects the home position when a lever 414 protruding from the carriage 43 enters the photocouplers 412 and 413. The home position detection signal is used for switching the rotation direction of the drive motor 44.

また、インクジェット記録装置４２は、不図示の被記録部材給送装置を有している。この被記録部材給送装置によって、被記録部材としての記録用紙Ｐが、キャリッジ４３によって往復移動させられるインクジェット記録ヘッド４１のインク吐出面に対面する位置に設けられたプラテン４１０上に搬送される。プラテン４１０上に搬送された記録用紙Ｐは、インクジェット記録ヘッド４１のインク吐出面に対面する位置において、紙押さえ板４１１によってプラテン４１０上に押圧される。   Further, the ink jet recording apparatus 42 has a recording member feeding apparatus (not shown). By this recording member feeding apparatus, the recording paper P as a recording member is conveyed onto a platen 410 provided at a position facing the ink ejection surface of the inkjet recording head 41 reciprocated by the carriage 43. The recording paper P conveyed on the platen 410 is pressed onto the platen 410 by the paper pressing plate 411 at a position facing the ink ejection surface of the inkjet recording head 41.

また、インクジェット記録装置４２は、インクジェット記録ヘッド４１の吐出性能を良好に保つための機構として、ホームポジションにおいてインクジェット記録ヘッド４１のインク吐出面をキャッピングするキャップ部材４１５を有している。さらに、キャップ部材４１５には、吸引手段４１６が接続されており、インクジェット記録ヘッド４１内のインクを吸い出す吸引回復を適宜実行可能である。この吸引回復を開始するためにレバー４２０が設けられている。すなわち、このレバー４２０は、キャリッジ４３と係合するカム４２１の移動に伴って移動し、それにより駆動モータ４４による駆動力の伝達経路が、クラッチ切り替えなどの公知の手段によって切り替えられて、駆動モータ４４による駆動力が吸引回復動作に適宜利用される。   Further, the ink jet recording apparatus 42 includes a cap member 415 for capping the ink discharge surface of the ink jet recording head 41 at the home position as a mechanism for maintaining good discharge performance of the ink jet recording head 41. Further, suction means 416 is connected to the cap member 415, and suction recovery for sucking out ink in the ink jet recording head 41 can be appropriately executed. A lever 420 is provided to start the suction recovery. That is, the lever 420 moves with the movement of the cam 421 engaged with the carriage 43, whereby the transmission path of the driving force by the driving motor 44 is switched by a known means such as clutch switching, and the driving motor The driving force by 44 is appropriately used for the suction recovery operation.

また、インクジェット記録ヘッド４１の吐出口面に付着したインクを拭き取るクリーニングブレード４１７も設けられている。クリーニングブレード４１７は、移動部材４１８によってインクジェット記録ヘッド４１の往復移動経路側およびそれから離れる側に移動可能に支持されている。クリーニングブレード４１７および移動部材４１８は、本体支持板４１９に支持されている。   A cleaning blade 417 is also provided for wiping off ink adhering to the ejection port surface of the inkjet recording head 41. The cleaning blade 417 is supported by the moving member 418 so as to be movable on the reciprocating path side of the ink jet recording head 41 and on the side away from it. The cleaning blade 417 and the moving member 418 are supported by the main body support plate 419.

このインクジェット記録装置による記録動作においては、不図示の記録制御部によってインクジェット記録ヘッド４１の発熱抵抗体膜１３にパルス電流が適宜流され、また上述した駆動モータ４４、被記録部材給送装置などが適宜駆動される。それによって、記録用紙Ｐが、プラテン４１０上の所定の位置に搬送された後、キャリッジ４３が往復移動させられつつ、インクジェット記録ヘッド４１の発熱抵抗体膜１３に、記録画像に応じて選択的に通電が行われる。発熱抵抗体膜１３に通電が行われることによって、インクジェット記録ヘッド４１からインクが吐出させられて、記録用紙Ｐ上に付着させられ、それによって記録用紙Ｐ上に所定幅の画像が形成される。その後、形成された画像の幅に対応する所定量だけ記録用紙Ｐが搬送され、再びキャリッジ４３が往復移動させられつつ、インクジェット記録ヘッド４１が選択的に駆動されて所定幅の画像が形成される。これを繰り返して、記録用紙Ｐの所望の領域に所望の画像が形成される。   In the recording operation by the ink jet recording apparatus, a pulse current is appropriately applied to the heating resistor film 13 of the ink jet recording head 41 by a recording control unit (not shown), and the drive motor 44, the recording member feeding apparatus, and the like described above are used. It is driven appropriately. As a result, after the recording paper P is conveyed to a predetermined position on the platen 410, the carriage 43 is reciprocated and selectively applied to the heating resistor film 13 of the ink jet recording head 41 according to the recorded image. Energization is performed. When the heating resistor film 13 is energized, ink is ejected from the ink jet recording head 41 and adhered onto the recording paper P, whereby an image having a predetermined width is formed on the recording paper P. Thereafter, the recording paper P is conveyed by a predetermined amount corresponding to the width of the formed image, and the ink jet recording head 41 is selectively driven while the carriage 43 is reciprocated to form an image having a predetermined width. . By repeating this, a desired image is formed in a desired area of the recording paper P.

このようなインクジェット記録装置４２に対して、上述したような本実施形態のインクジェット記録ヘッド４１を用いることによって、インクジェット記録装置４２を、長期間にわたって高画質の画像を高速で記録可能なものとすることができる。   By using the ink jet recording head 41 of the present embodiment as described above for such an ink jet recording apparatus 42, the ink jet recording apparatus 42 can record high-quality images at high speed over a long period of time. be able to.

なお、以上の説明では、発熱抵抗体膜の構成材料として、非晶質窒化珪素タンタルを例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、非晶質窒化珪素チタン、非晶質窒化珪素タングステンのような他の金属窒化珪化物の非晶質材料を用いてもよい。また、本発明の発熱抵抗体膜は、高品位の画像記録を可能とするために、繰り返し多数回の電流パルス通電を行っても、それによる抵抗の変化が小さいことが求められるインクジェット記録ヘッドにおいて特に有効であるが、サーマルヘッドに用いることもできる。詳細には説明しないが、本発明の発熱抵抗体膜をサーマルヘッドに用いた場合にも、発熱抵抗体膜の耐久性の高さ、すなわち、電流パルスの繰り返し通電に対する抵抗の変化率の低さは、良好な画像記録を行う上で有利である。   In the above description, amorphous silicon tantalum nitride is exemplified as a constituent material of the heating resistor film. However, the present invention is not limited to this, and amorphous silicon titanium nitride, amorphous Other metal nitride silicide amorphous materials such as quality silicon nitride nitride may be used. In addition, the heating resistor film of the present invention is used in an inkjet recording head that is required to have a small resistance change even after repeated current pulse energization many times in order to enable high-quality image recording. Although especially effective, it can also be used for a thermal head. Although not described in detail, even when the heating resistor film of the present invention is used in a thermal head, the durability of the heating resistor film is high, that is, the rate of change in resistance to repeated energization of current pulses is low. Is advantageous for good image recording.

シリコン基板の表面を熱酸化して、厚さが２８０ｎｍ程度の酸化シリコン膜を形成した。その上にアルミニウム銅からなる金属をスパッタリングにより約６００ｎｍ厚ほど形成した。そして、このアルミニウム銅の膜をスパッタエッチングによって発熱抵抗体膜の形状にパターニングした。   The surface of the silicon substrate was thermally oxidized to form a silicon oxide film having a thickness of about 280 nm. A metal made of aluminum copper was formed thereon with a thickness of about 600 nm by sputtering. The aluminum copper film was patterned into the shape of the heating resistor film by sputter etching.

その後、上述した反応性スパッタリングにより非晶質窒化珪素タンタルの膜を約５０ｎｍの厚さで形成した。この時の条件は以下のとおりである。
ターゲット：Ｔａ／Ｓｉ＝６０／４０のＴａＳｉターゲット、圧力：０．５Ｐａ、電極の直径：約２００ｍｍ、投入電力：１ＫＷ、アルゴン流量：６３ｓｃｃｍ、窒素流量：１９ｓｃｃｍ
形成された非晶質窒化珪素タンタル（ＴａＳｉＮ）の組成はＴａが３５．０原子％、Ｓｉが２３.０原子％、Ｎが４０.０原子％、酸素が１．５原子％（残部は分析せず）であり、シート抵抗は約２００Ω／□であった。その後、非晶質ＴａＳｉＮ膜のヒーター部として作用する部分以外をスパッタエッチングにより除去した。このパターニングに使用したレジストを除去した後に発熱抵抗体膜の表面および側面に形成された酸化膜を、フッ素系ガスを酸素で希釈したガスでエッチングして除去した。 Thereafter, an amorphous silicon tantalum nitride film having a thickness of about 50 nm was formed by the reactive sputtering described above. The conditions at this time are as follows.
Target: TaSiSi = 60/40 TaSi target, pressure: 0.5 Pa, electrode diameter: about 200 mm, input power: 1 kW, argon flow rate: 63 sccm, nitrogen flow rate: 19 sccm
The composition of the formed amorphous silicon tantalum nitride (TaSiN) is 35.0 atomic% Ta, 23.0 atomic% Si, 40.0 atomic% N, 1.5 atomic% oxygen (the remainder is analyzed) And the sheet resistance was about 200Ω / □. Thereafter, the portion other than the portion acting as the heater portion of the amorphous TaSiN film was removed by sputter etching. After removing the resist used for this patterning, the oxide film formed on the surface and side surfaces of the heating resistor film was removed by etching with a gas obtained by diluting a fluorine-based gas with oxygen.

そしてその上に、プラズマＣＶＤ法により窒化シリコン膜を約６００ｎｍ厚ほど形成した。さらにその上にタンタルをスパッタリングにより２３０ｎｍ厚ほど形成し、それをパターニングした。こうして得られた発熱抵抗体膜の試料に、上述した耐久性試験を施したところ、抵抗変化率はほぼ０％であった。   A silicon nitride film having a thickness of about 600 nm was formed thereon by plasma CVD. Further, tantalum having a thickness of about 230 nm was formed thereon by sputtering and patterned. When the durability test described above was performed on the sample of the heating resistor film thus obtained, the rate of change in resistance was almost 0%.

本発明の一実施形態の一例のインクジェット記録ヘッド用基体の断面図である。1 is a cross-sectional view of an ink jet recording head substrate according to an example of an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の他の例のインクジェット記録ヘッド用基体の断面図である。It is sectional drawing of the base | substrate for inkjet recording heads of the other example of one Embodiment of this invention. 図２の構成の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the structure of FIG. 図２の構成の製造プロセスを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the structure of FIG. 発熱抵抗体膜の上部および側面に形成される酸化膜の膜厚を変化させた複数のサンプルについての耐久性試験における抵抗変化率の測定値を示すグラフである。It is a graph which shows the measured value of the rate of resistance change in the endurance test about a plurality of samples which changed the film thickness of the oxide film formed in the upper part and side of a heating resistor film. 発熱抵抗体膜の上部および側面に形成される酸化膜の膜厚を変化させた他の複数のサンプルについての耐久性試験における抵抗変化率の測定値を示すグラフである。It is a graph which shows the measured value of the rate of resistance change in the endurance test about other samples which changed the film thickness of the oxide film formed in the upper part and side of a heating resistor film. 本発明の一実施形態のインクジェト記録ヘッドを搭載する記録装置の外観図である。1 is an external view of a recording apparatus equipped with an inkjet recording head according to an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１３ 発熱抵抗体膜
１３ａ 酸化膜 13 Heating resistor film 13a Oxide film

Claims (5)

金属珪化窒化物を主成分とする発熱抵抗体膜の製造方法において、
前記発熱抵抗体膜を形成する工程と、
該発熱抵抗体膜上に配線を形成するための導電膜を形成する工程と、
該導電膜をパターニングすることにより発熱部を形成する工程と、
該配線及び該発熱部上にシリコン窒化膜を形成する工程と、を有し、
前記発熱抵抗体膜を形成した後、前記発熱部及び前記シリコン窒化膜を形成する前に、前記発熱抵抗体膜の表面全体の酸化膜を薄膜加工して、前記酸化膜の残膜を厚さ２．５ｎｍ以下とすることを特徴とする、発熱抵抗体膜の製造方法。 In the manufacturing method of the heating resistor film mainly composed of metal silicide nitride,
Forming the heating resistor film;
Forming a conductive film for forming wiring on the heating resistor film;
Forming a heat generating portion by patterning the conductive film;
Forming a silicon nitride film on the wiring and the heat generating part,
After forming the heating resistor film and before forming the heating portion and the silicon nitride film, the oxide film on the entire surface of the heating resistor film is processed into a thin film, and the remaining film of the oxide film is thickened. A method for producing a heating resistor film, wherein the thickness is 2.5 nm or less . 前記酸化膜を除去する工程は、フッ素を含むガスを用いたエッチング処理である、請求項１に記載の発熱抵抗体膜の製造方法。   The method of manufacturing a heating resistor film according to claim 1, wherein the step of removing the oxide film is an etching process using a gas containing fluorine. 前記発熱抵抗体膜を、非晶質窒化珪素タンタルを主成分として形成する、請求項１に記載の、発熱抵抗体膜の製造方法。   The method of manufacturing a heating resistor film according to claim 1, wherein the heating resistor film is formed using amorphous silicon tantalum nitride as a main component. 基板上に、金属珪化窒化物を主成分とする発熱抵抗体膜と、該発熱抵抗体膜に電流を流すための配線が形成された、記録ヘッド用基体の製造方法であって、
前記基板上に前記配線を形成するための導電膜を形成する工程と、
該導電膜をパターニングして発熱部を形成する工程と、
該導電膜上に前記発熱抵抗体膜を形成する工程と、
前記発熱抵抗体膜を画素ごとに分離するためのレジストマスクを形成する工程と、
前記導電膜と発熱抵抗体膜をエッチングして画素ごとに分離する工程と、
前記レジストマスクを除去する工程と、
前記発熱抵抗体膜の表面全体に形成された酸化膜を薄膜加工して、前記酸化膜の残膜を厚さ２．５ｎｍ以下とする工程と、を含むことを特徴とする記録ヘッド用基体の製造方法。 A manufacturing method of a substrate for a recording head, wherein a heating resistor film mainly composed of a metal silicide nitride and a wiring for passing a current through the heating resistor film are formed on a substrate,
Forming a conductive film for forming the wiring on the substrate;
Patterning the conductive film to form a heat generating portion;
Forming the heating resistor film on the conductive film;
Forming a resist mask for separating the heating resistor film for each pixel;
Etching the conductive film and the heating resistor film to separate each pixel;
Removing the resist mask;
And a step of thinly processing an oxide film formed on the entire surface of the heating resistor film so that the remaining film of the oxide film has a thickness of 2.5 nm or less . Production method. 前記酸化膜を除去する工程がフッ素を含むガスによるエッチングである、請求項４に記載の記録ヘッド用基体の製造方法。   The method for manufacturing a recording head substrate according to claim 4, wherein the step of removing the oxide film is etching using a gas containing fluorine.
JP2004324087A 2004-11-08 2004-11-08 Method for manufacturing heating resistor film and method for manufacturing substrate for recording head Expired - Fee Related JP4605760B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004324087A JP4605760B2 (en) 2004-11-08 2004-11-08 Method for manufacturing heating resistor film and method for manufacturing substrate for recording head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004324087A JP4605760B2 (en) 2004-11-08 2004-11-08 Method for manufacturing heating resistor film and method for manufacturing substrate for recording head

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2006130840A JP2006130840A (en) 2006-05-25
JP2006130840A5 JP2006130840A5 (en) 2007-12-20
JP4605760B2 true JP4605760B2 (en) 2011-01-05

Family

ID=36724800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004324087A Expired - Fee Related JP4605760B2 (en) 2004-11-08 2004-11-08 Method for manufacturing heating resistor film and method for manufacturing substrate for recording head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4605760B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6049496B2 (en) * 2013-02-22 2016-12-21 キヤノン株式会社 Liquid discharge head substrate, liquid discharge head, and method for manufacturing liquid discharge head substrate
JP6478612B2 (en) * 2014-12-16 2019-03-06 キヤノン株式会社 Liquid discharge head substrate, liquid discharge head, and method of manufacturing liquid discharge head substrate

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6255155A (en) * 1985-07-29 1987-03-10 ゼロツクス　コ−ポレ−シヨン Ink jet printer and printing head therefor and manufacture thereof
JPH02265754A (en) * 1989-02-02 1990-10-30 Xerox Corp Thermal ink-jet printing head
JPH04310750A (en) * 1991-04-10 1992-11-02 Canon Inc Liquid jet record head, manufacture thereof, and recording device equipped therewith
JPH05269991A (en) * 1992-01-31 1993-10-19 Inkjet Syst Gmbh & Co Kg Method and device for ensuring operational reliability of ink jet printer head
JPH0691884A (en) * 1992-09-10 1994-04-05 Canon Inc Manufacture of base for recording head and correcting method of film thickness of positive type photosensitive resist
JPH07202124A (en) * 1993-12-28 1995-08-04 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPH10296977A (en) * 1997-04-24 1998-11-10 Fuji Xerox Co Ltd Ink jet head and its manufacture
JP2001105596A (en) * 1999-10-04 2001-04-17 Canon Inc Substrate for ink jet head, ink jet head, and ink jet apparatus
JP2001130003A (en) * 1999-08-24 2001-05-15 Canon Inc Board unit for liquid ejection head and method of manufacturing same and liquid ejection head, cartridge and image forming apparatus
JP2001287364A (en) * 2000-04-05 2001-10-16 Canon Inc Substrate for ink jet head, ink jet head and ink jet recorder
JP2003092356A (en) * 2001-09-17 2003-03-28 Sony Corp Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2003127375A (en) * 2001-10-22 2003-05-08 Canon Inc Heat generating resistor film, base for recording head, recording head, and recording device
JP2003136738A (en) * 2001-11-06 2003-05-14 Canon Inc Circuit board, liquid discharge head, and method for manufacturing these
JP2003226972A (en) * 2002-02-06 2003-08-15 Tokyo Electron Ltd Film deposition method, film deposition apparatus, conductive film, and manufacturing method of semi- conductor apparatus
JP2004014769A (en) * 2002-06-06 2004-01-15 Alps Electric Co Ltd Resistive element and its producing process
JP2004195688A (en) * 2002-12-16 2004-07-15 Fuji Xerox Co Ltd Recording head for ink jetting, and its manufacturing method
JP2004284041A (en) * 2003-03-19 2004-10-14 Fuji Xerox Co Ltd Inkjet recording head, its manufacturing method and inkjet recording device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6487263A (en) * 1987-09-30 1989-03-31 Fuji Xerox Co Ltd Ink jet recording device

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6255155A (en) * 1985-07-29 1987-03-10 ゼロツクス　コ−ポレ−シヨン Ink jet printer and printing head therefor and manufacture thereof
JPH02265754A (en) * 1989-02-02 1990-10-30 Xerox Corp Thermal ink-jet printing head
JPH04310750A (en) * 1991-04-10 1992-11-02 Canon Inc Liquid jet record head, manufacture thereof, and recording device equipped therewith
JPH05269991A (en) * 1992-01-31 1993-10-19 Inkjet Syst Gmbh & Co Kg Method and device for ensuring operational reliability of ink jet printer head
JPH0691884A (en) * 1992-09-10 1994-04-05 Canon Inc Manufacture of base for recording head and correcting method of film thickness of positive type photosensitive resist
JPH07202124A (en) * 1993-12-28 1995-08-04 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPH10296977A (en) * 1997-04-24 1998-11-10 Fuji Xerox Co Ltd Ink jet head and its manufacture
JP2001130003A (en) * 1999-08-24 2001-05-15 Canon Inc Board unit for liquid ejection head and method of manufacturing same and liquid ejection head, cartridge and image forming apparatus
JP2001105596A (en) * 1999-10-04 2001-04-17 Canon Inc Substrate for ink jet head, ink jet head, and ink jet apparatus
JP2001287364A (en) * 2000-04-05 2001-10-16 Canon Inc Substrate for ink jet head, ink jet head and ink jet recorder
JP2003092356A (en) * 2001-09-17 2003-03-28 Sony Corp Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2003127375A (en) * 2001-10-22 2003-05-08 Canon Inc Heat generating resistor film, base for recording head, recording head, and recording device
JP2003136738A (en) * 2001-11-06 2003-05-14 Canon Inc Circuit board, liquid discharge head, and method for manufacturing these
JP2003226972A (en) * 2002-02-06 2003-08-15 Tokyo Electron Ltd Film deposition method, film deposition apparatus, conductive film, and manufacturing method of semi- conductor apparatus
JP2004014769A (en) * 2002-06-06 2004-01-15 Alps Electric Co Ltd Resistive element and its producing process
JP2004195688A (en) * 2002-12-16 2004-07-15 Fuji Xerox Co Ltd Recording head for ink jetting, and its manufacturing method
JP2004284041A (en) * 2003-03-19 2004-10-14 Fuji Xerox Co Ltd Inkjet recording head, its manufacturing method and inkjet recording device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006130840A (en) 2006-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100229123B1 (en) An ink jet head substrate, an ink jet head, an ink jet apparatus, and a method for manufacturing an ink jet recording head
JP2010287899A (en) Method for manufacturing circuit board, the circuit board, and liquid discharging device
JP3697196B2 (en) Substrate for recording head, recording head, and recording apparatus
JP3962719B2 (en) Ink-jet head substrate, ink-jet head using the same, and method for producing the same
JP4646602B2 (en) Manufacturing method of substrate for ink jet recording head
JP4605760B2 (en) Method for manufacturing heating resistor film and method for manufacturing substrate for recording head
JP2933429B2 (en) Liquid jet recording head substrate, liquid jet recording head, and liquid jet recording apparatus
JP2009160918A (en) Base for liquid discharging head and liquid discharging head employing thereof
KR100828362B1 (en) Heater of inkjet printhead, inkjet printhead having the heater
JP2004216875A (en) Ink jet head substrate, ink jet head using this, and its manufacturing method
JP3554148B2 (en) Substrate for inkjet recording head, inkjet recording head, and inkjet recording apparatus
JP7166776B2 (en) Manufacturing method of substrate for liquid ejection head
JP4587443B2 (en) Circuit board manufacturing method
JP2002011886A (en) Substrate for ink jet recording head, ink jet recording head, and method of making the substrate
JPH07125218A (en) Heating resistor, substrate for liquid jetting head equipped with heating resistor, liquid jetting head equipped with substrate and liquid jetting apparatus equipped with liquid jetting head
JP2865943B2 (en) INK JET HEAD, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND INK JET RECORDING APPARATUS USING THE SAME
JP2004216889A (en) Heat generating resistant element film, substrate for ink jet head utilizing the same, ink jet head and ink jet apparatus
US7309657B2 (en) Circuit board, liquid discharge apparatus, and method of manufacturing the circuit board
JPH05330056A (en) Ink-jet head, manufacture thereof and ink-jet recording device using the same head
JP2866253B2 (en) INK JET HEAD, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND INK JET RECORDING APPARATUS USING THE SAME
JP2763412B2 (en) Liquid jet recording head, base for liquid jet recording head, and liquid jet recording apparatus
JP2866254B2 (en) INK JET HEAD, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND INK JET RECORDING APPARATUS USING THE SAME
JP2865946B2 (en) INK JET HEAD, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND INK JET RECORDING APPARATUS USING THE SAME
JP2866255B2 (en) INK JET HEAD, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND INK JET RECORDING APPARATUS USING THE SAME
JP2004209751A (en) Heating resistor thin film, inkjet head using the same, inkjet device, and method of manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071102

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071102

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100623

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100630

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100830

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100929

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101004

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131015

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees