JP5807361B2 - Wiring board manufacturing method and liquid jet head manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、配線基板の製造方法及び液体噴射ヘッドの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a wiring board and a method for manufacturing a liquid jet head.

基板上に配線部がパターニングされた配線基板を具備するものとしては、例えば、液体噴射ヘッドが挙げられる。下記特許文献1には、液体噴射ヘッドとして、インクを噴射するノズル開口に連通する圧力発生室及び該圧力発生室を変位させる圧電素子を有する流路形成基板と、流路形成基板と接合されると共に圧電素子を駆動させる駆動IC等を有する保護基板と、を有するものが開示されている。   For example, a liquid ejecting head may be used as the wiring board having the wiring portion patterned on the substrate. In Patent Document 1 below, as a liquid ejecting head, a flow path forming substrate having a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting ink and a piezoelectric element for displacing the pressure generating chamber, and the flow path forming substrate are joined. And a protective substrate having a driving IC or the like for driving a piezoelectric element.

この圧電素子は、下電極、圧電体層及び上電極が順次積層した多層配線構造体であり、その形成には、フォトリソグラフィ工程とエッチング工程とを複数回繰り返す必要がある。このエッチング工程では、ウェットエッチング法のようにエッチング液に基板を浸漬させることのないドライエッチング法を採用する場合がある。ドライエッチング法には、イオンミリング法、プラズマエッチング法、反応性イオンエッチング法、スパッタエッチング法、誘導結合プラズマ法等、各手段がある。   This piezoelectric element is a multilayer wiring structure in which a lower electrode, a piezoelectric layer, and an upper electrode are sequentially stacked, and for the formation thereof, it is necessary to repeat a photolithography process and an etching process a plurality of times. In this etching step, a dry etching method that does not immerse the substrate in an etching solution, such as a wet etching method, may be employed. As the dry etching method, there are various means such as an ion milling method, a plasma etching method, a reactive ion etching method, a sputter etching method, and an inductively coupled plasma method.

下記特許文献2には、基板の周辺部を保持するホルダを有するドライエッチング装置が開示されている。このドライエッチング装置は、ドライエッチング法のうち、とりわけイオンミリング法を用いて基板のパターニングを行う場合に、イオンビームによってホルダとレジストとの境界領域に溝が形成されることを防止するべく、ホルダに庇部を形成し、ホルダをレジスト上に延出させ、当該境界領域を覆う構成を採用している。この構成によれば、フォトリソグラフィ工程とエッチング工程とを複数回繰り返しても、溝が形成されないため、基板の割れや欠けが生じる原因(深い溝)を排除することができる。   Patent Document 2 below discloses a dry etching apparatus having a holder for holding a peripheral portion of a substrate. This dry etching apparatus is designed to prevent a groove from being formed in a boundary region between a holder and a resist by an ion beam when patterning a substrate using an ion milling method among dry etching methods. A configuration is adopted in which a collar is formed in the holder, the holder is extended on the resist, and the boundary region is covered. According to this configuration, since the groove is not formed even if the photolithography process and the etching process are repeated a plurality of times, it is possible to eliminate a cause (deep groove) in which the substrate is cracked or chipped.

特開2007−152913号公報JP 2007-152913 A 特開2006−222127号公報JP 2006-222127 A

しかしながら、ホルダをレジスト上に延出させ、イオンビーム等を用いてドライエッチングを行うと、ホルダの延出部の先端にかかる領域及びホルダの下の領域のレジストが黒色に変質してしまうことがある。これは、ホルダと重複領域にあるレジストに、イオンビーム等によって、ホルダに含まれる金属成分(例えば、鉄(Fe)等)が侵入することによって生じ、このように変質したレジストは、後のプラズマアッシングでは除去しきれないという問題がある。さらに、その後、レジスト剥離液を使用しても、変質したレジストは溶解せず、液槽内で基板に再付着することがあり、結果として製品不良となり、歩留まりが低下するという問題がある。   However, when the holder is extended onto the resist and dry etching is performed using an ion beam or the like, the resist on the tip of the extended portion of the holder and the region below the holder may be changed to black. is there. This occurs when a metal component (for example, iron (Fe), etc.) contained in the holder penetrates into the resist in the overlapping area with the holder by an ion beam or the like. There is a problem that it cannot be removed by ashing. Furthermore, even if a resist stripping solution is used thereafter, the deteriorated resist does not dissolve and may reattach to the substrate in the liquid tank, resulting in a product defect and a decrease in yield.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、レジスト残りを抑制し、歩留まりの向上を図ることができる配線基板の製造方法及び液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを目的としている。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a method for manufacturing a wiring board and a method for manufacturing a liquid jet head that can suppress residual resist and improve yield.

上記の課題を解決するために、本発明は、基板上に所定形状のレジストを形成するフォトリソグラフィ工程と、上記基板の周辺部を保持すると共に該基板上に形成された上記レジスト上に延出可能な形状を有するホルダを用い、上記レジストをマスクとしてパターン形成するドライエッチング工程と、を複数回繰り返し、上記基板上に多層配線構造体を形成する配線基板の製造方法であって、上記ドライエッチング工程において、上記ホルダと上記レジストとの一部が上記基板の表面に沿う方向において重複状態で上記パターン形成するパターン形成工程と、上記フォトリソグラフィ工程と上記ドライエッチング工程とを複数回繰り返すうち、少なくとも1回は、上記フォトリソグラフィ工程の後、上記ドライエッチング工程の前に、上記重複状態となる領域を含む領域の上記レジストを除去するレジスト除去工程と、を含むという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、基板上に多層配線構造体を形成するべく、フォトリソグラフィ工程と上記ドライエッチング工程とを複数回繰り返すうち、少なくとも1回は、ホルダとレジストとの一部が基板の表面に沿う方向において重複状態となる領域を含む領域のレジストを除去してのパターン形成が行われる。このように、重複状態となる領域のレジストを、ドライエッチングの前、すなわちレジストが変質する前に予め除去することで、レジスト残りを防止することができる。この場合、ホルダとレジストとの間に境界領域が生まれ、当該境界領域に溝が形成されるが、当該工程を少なくとも1回に限り、他は、従来のように、ホルダとレジストとの一部が基板の表面に沿う方向において重複状態でパターン形成することで、当該溝の深さを、基板の割れや欠け等が生じない程度に抑えることができる。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a photolithography process for forming a resist having a predetermined shape on a substrate, a peripheral portion of the substrate, and extending on the resist formed on the substrate. A dry etching step of forming a pattern using the holder having a possible shape using the resist as a mask, a plurality of times, and forming a multilayer wiring structure on the substrate, wherein the dry etching step In the process, at least a part of the holder and the resist is repeatedly formed in the direction along the surface of the substrate in a pattern to form the pattern, and the photolithography process and the dry etching process are repeated a plurality of times. Once, after the photolithography process, before the dry etching process, A resist removal step of removing the resist in the region including the region to be a state, to adopt the technique of including.
By adopting such a technique, in the present invention, in order to form a multilayer wiring structure on the substrate, the photolithography process and the dry etching process are repeated a plurality of times, and at least once, the holder and the resist are formed. A pattern is formed by removing the resist in a region including a region where a part of the substrate overlaps in a direction along the surface of the substrate. As described above, the resist remaining in the overlapping region can be prevented by removing the resist in advance before dry etching, that is, before the resist is altered. In this case, a boundary region is created between the holder and the resist, and a groove is formed in the boundary region. However, as long as the process is performed at least once, the other part of the holder and the resist is conventionally used. By forming the pattern in an overlapping state in the direction along the surface of the substrate, the depth of the groove can be suppressed to such an extent that the substrate is not cracked or chipped.

また、本発明においては、上記レジスト除去工程の前のフォトリソグラフィ工程では、上記基板上にポジ型のレジストを形成し、上記レジスト除去工程では、上記重複状態となる領域を含む上記基板の第2の周辺部を露光する周辺露光を行うという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、レジストをポジ型とし、重複状態となる領域を含む基板の第2の周辺部を周辺露光し、レジストを除去する。
In the present invention, a positive resist is formed on the substrate in the photolithography step before the resist removing step, and the second step of the substrate including the overlapping region is performed in the resist removing step. A technique of performing peripheral exposure for exposing the peripheral part of the image is employed.
By adopting such a method, in the present invention, the resist is made positive, and the second peripheral portion of the substrate including the overlapping region is subjected to peripheral exposure, and the resist is removed.

また、本発明においては、上記多層配線構造体は、下電極、圧電体層及び上電極が順次積層して成る圧電素子を含み、上記レジスト除去工程は、少なくとも、上記上電極と共に上記圧電体層を形成する、上記フォトリソグラフィ工程の後、上記ドライエッチング工程の前に行うという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、圧電素子を構成する上電極を圧電体層と共に形成する場合、イオンビーム等の照射時間が長く、また、温度も高くなり、レジストが変質し易くなるため、この場合は、レジスト除去工程を行い、重複状態となる領域のレジストを予め除去する。
In the present invention, the multilayer wiring structure includes a piezoelectric element formed by sequentially laminating a lower electrode, a piezoelectric layer, and an upper electrode, and the resist removing step includes at least the piezoelectric layer together with the upper electrode. A method of forming the film is performed after the photolithography process and before the dry etching process.
By adopting such a method, in the present invention, when the upper electrode constituting the piezoelectric element is formed together with the piezoelectric layer, the irradiation time of the ion beam or the like is long, the temperature is increased, and the resist is altered. In this case, in this case, a resist removing process is performed, and the resist in the overlapping region is removed in advance.

また、本発明においては、上記ドライエッチング工程では、イオンミリング法を用いるという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、ドライエッチング工程においてイオンミリング法を採用することで、加工精度が高く、イオンビームは専らアルゴン(Ar)イオンからなり、パターニングした配線部に不具合を与えることもない。
In the present invention, the dry etching process employs a technique of using an ion milling method.
By adopting such a technique, in the present invention, by adopting an ion milling method in the dry etching process, the processing accuracy is high, and the ion beam is exclusively composed of argon (Ar) ions, and there is a problem with the patterned wiring portion. Never give.

また、本発明においては、上記ドライエッチング工程における上記パターン形成に用いられるそれぞれの総エネルギー量に基づいて、上記レジスト除去工程を行うか否かを選択するという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、ドライエッチング工程における総エネルギー量(イオンビーム照射時間、ミリングレート、温度等)が大きいほど、ホルダの金属成分がレジストに侵入して変質し易くなるので、当該総エネルギー量に基づいてレジスト除去工程を行うか否かを選択することで、製造効率を向上させることができる。
In the present invention, a method of selecting whether or not to perform the resist removal step is adopted based on each total energy amount used for the pattern formation in the dry etching step.
By adopting such a method, in the present invention, the larger the total energy amount (ion beam irradiation time, milling rate, temperature, etc.) in the dry etching step, the easier the metal component of the holder enters the resist and changes its quality. Therefore, the production efficiency can be improved by selecting whether or not to perform the resist removal step based on the total energy amount.

また、本発明においては、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室及び該圧力発生室を変位させる圧電素子を有する流路形成基板を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、上記流路形成基板の製造方法として、先に記載の配線基板の製造方法を用いるという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、レジスト残りを抑制し、歩留まりの向上を図ることができる液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
The present invention also provides a method of manufacturing a liquid ejecting head having a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting a liquid and a flow path forming substrate having a piezoelectric element that displaces the pressure generating chamber. As a method for manufacturing the formation substrate, a method of using the above-described method for manufacturing a wiring substrate is employed.
By adopting such a method, in the present invention, a method for manufacturing a liquid ejecting head that can suppress residual resist and improve yield can be obtained.

本発明の実施形態における製造方法によって製造された流路形成基板を具備するインクジェット式記録ヘッドの構成を示す分解斜視図である。1 is an exploded perspective view showing a configuration of an ink jet recording head including a flow path forming substrate manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの構成を示す平面図及び断面図である。2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a configuration of an ink jet recording head according to an embodiment of the invention. 本発明の実施形態における流路形成基板の製造工程の概略フロー図である。It is a schematic flowchart of the manufacturing process of the flow-path formation board | substrate in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における下電極膜を形成する工程を経時的に示す図である。It is a figure which shows the process of forming the lower electrode film in embodiment of this invention with time. 本発明の実施形態におけるドライエッチング装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the dry etching apparatus in embodiment of this invention. 図5における矢視X−X断面図である。It is arrow XX sectional drawing in FIG. 本発明の実施形態における圧電体層及び上電極膜を形成する工程を経時的に示す図である。It is a figure which shows the process of forming the piezoelectric material layer and upper electrode film in embodiment of this invention with time. 本発明の実施形態におけるレジスト除去工程後のウェハと、ドライエッチング工程中のウェハと、を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the wafer after the resist removal process in embodiment of this invention, and the wafer in a dry etching process. 本発明の実施形態におけるレジスト除去工程を経なかった場合のドライエッチング工程中のウェハを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the wafer in the dry etching process at the time of not passing through the resist removal process in embodiment of this invention. 本発明の別実施形態におけるホルダの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the holder in another embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下の説明では、インクジェット式記録ヘッドを例示して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, an ink jet recording head will be described as an example.

図1は、本発明の実施形態における製造方法によって製造された流路形成基板(配線基板)を具備するインクジェット式記録ヘッドの構成を示す分解斜視図である。図2は、本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの構成を示す平面図及び断面図である。
図示するように、流路形成基板10は、本実施形態では面方位(110)のシリコン単結晶基板からなり、その両面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる弾性膜50が形成されている。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of an ink jet recording head including a flow path forming substrate (wiring substrate) manufactured by the manufacturing method according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view showing the configuration of the ink jet recording head in the embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the flow path forming substrate 10 is composed of a silicon single crystal substrate having a plane orientation (110) in this embodiment, and an elastic film 50 made of silicon dioxide previously formed by thermal oxidation is formed on both surfaces thereof. Yes.

この流路形成基板10には、その他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された複数の圧力発生室12が幅方向に並設されている。各圧力発生室12の外側には、各圧力発生室12の共通のインク室となるリザーバ100を構成する連通部13が形成され、各圧力発生室12の長手方向一端部とそれぞれインク供給路14を介して連通されている。   A plurality of pressure generating chambers 12 partitioned by a plurality of partition walls are arranged in parallel in the width direction on the flow path forming substrate 10 by anisotropic etching from the other side. A communication portion 13 constituting a reservoir 100 serving as a common ink chamber for each pressure generation chamber 12 is formed outside each pressure generation chamber 12, and one end in the longitudinal direction of each pressure generation chamber 12 and each ink supply path 14. It is communicated through.

また、流路形成基板10の一方の開口面側には、各圧力発生室12のインク供給路14とは反対側で連通するノズル開口21が穿設されたノズルプレート20が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート20は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、あるいはステンレス鋼(SUS)などからなる。   Further, on one opening surface side of the flow path forming substrate 10, a nozzle plate 20 having a nozzle opening 21 communicating with the side opposite to the ink supply path 14 of each pressure generating chamber 12 is provided with an adhesive or heat welding. It is fixed via a film or the like. The nozzle plate 20 is made of, for example, glass ceramics, a silicon single crystal substrate, or stainless steel (SUS).

流路形成基板10の上記開口面とは反対側には、上述したように二酸化シリコンからなる弾性膜50が形成され、この弾性膜50上には、例えば、酸化ジルコニウム(ZrO)等からなる絶縁体膜55が積層形成されている。また、絶縁体膜55上には、下電極膜(下電極)60と圧電体層70と上電極膜(上電極)80とからなる圧電素子(多層配線構造体)300が形成されている。ここで、圧電素子300は、下電極膜60、圧電体層70及び上電極膜80を含む部分をいう。 As described above, the elastic film 50 made of silicon dioxide is formed on the opposite side of the flow path forming substrate 10 from the opening surface, and the elastic film 50 is made of, for example, zirconium oxide (ZrO 2 ). Insulator film 55 is laminated. A piezoelectric element (multilayer wiring structure) 300 including a lower electrode film (lower electrode) 60, a piezoelectric layer 70, and an upper electrode film (upper electrode) 80 is formed on the insulator film 55. Here, the piezoelectric element 300 refers to a portion including the lower electrode film 60, the piezoelectric layer 70, and the upper electrode film 80.

一般的には、圧電素子300の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層70を圧力発生室12毎にパターニングして構成する。例えば、本実施形態では、下電極膜60を圧電素子300の共通電極とし、上電極膜80を圧電素子300の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。   In general, one electrode of the piezoelectric element 300 is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric layer 70 are patterned for each pressure generating chamber 12. For example, in this embodiment, the lower electrode film 60 is used as a common electrode for the piezoelectric element 300 and the upper electrode film 80 is used as an individual electrode for the piezoelectric element 300. Absent.

圧電素子300の個別電極である各上電極膜80の端部近傍には、例えば、金(Au)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)等からなるリード電極90が接続され、このリード電極90は、圧電素子300を駆動するための駆動IC(駆動部)220と駆動配線200を介して接続される。駆動配線200は、ボンディングワイヤからなり、圧電素子保持部31の外に引き出された各リード電極90の端部と、駆動IC220とを電気的に接続させる。   A lead electrode 90 made of, for example, gold (Au), platinum (Pt), iridium (Ir), or the like is connected near the end of each upper electrode film 80 that is an individual electrode of the piezoelectric element 300. Are connected to a driving IC (driving unit) 220 for driving the piezoelectric element 300 via a driving wiring 200. The drive wiring 200 is made of a bonding wire, and electrically connects the end of each lead electrode 90 drawn out of the piezoelectric element holding unit 31 and the drive IC 220.

このような配線構造が形成された流路形成基板10上には、保護基板30が接着層35を介して接合されている。この保護基板30は、圧電素子300に対向する領域に、圧電素子300を保護するための空間である圧電素子保持部31を有し、圧電素子300はこの圧電素子300内に配置されている。なお、圧電素子保持部31は、密封されていても密封されていなくてもよい。   On the flow path forming substrate 10 on which such a wiring structure is formed, a protective substrate 30 is bonded via an adhesive layer 35. The protective substrate 30 has a piezoelectric element holding portion 31 that is a space for protecting the piezoelectric element 300 in a region facing the piezoelectric element 300, and the piezoelectric element 300 is disposed in the piezoelectric element 300. The piezoelectric element holding portion 31 may be sealed or not sealed.

また、保護基板30には、連通部13に対向する領域に、保護基板30を厚さ方向に貫通する貫通部であるリザーバ部32が設けられている。このリザーバ部32は、上述したように、流路形成基板10の連通部13と連通されて各圧力発生室12の共通のインク室となるリザーバ100を構成している。なお、保護基板30は、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることが好ましく、例えば、本実施形態では、流路形成基板10と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成している。   Further, the protective substrate 30 is provided with a reservoir portion 32 that is a penetrating portion that penetrates the protective substrate 30 in the thickness direction in a region facing the communication portion 13. As described above, the reservoir section 32 communicates with the communication section 13 of the flow path forming substrate 10 and constitutes a reservoir 100 that serves as a common ink chamber for the pressure generation chambers 12. The protective substrate 30 is preferably formed of a material substantially the same as the coefficient of thermal expansion of the flow path forming substrate 10. For example, in this embodiment, a silicon single crystal substrate of the same material as the flow path forming substrate 10 is used. It is formed using.

保護基板30上には、リザーバ部32に対向する領域に、例えば、PPSフィルム等の可撓性を有する材料からなる封止膜41及び、金属材料等の硬質材料からなる固定板42とで構成されるコンプライアンス基板40が接合されている。固定板42のリザーバ部32に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部43となっているため、リザーバ部32の一方面は可撓性を有する封止膜41のみで封止されている。   On the protection substrate 30, a region facing the reservoir portion 32 is configured with, for example, a sealing film 41 made of a flexible material such as a PPS film and a fixing plate 42 made of a hard material such as a metal material. The compliance substrate 40 to be used is bonded. Since the region of the fixing plate 42 that faces the reservoir 32 is an opening 43 that is completely removed in the thickness direction, one surface of the reservoir 32 is sealed only with a flexible sealing film 41. It has been stopped.

また、この保護基板30上には、各圧電素子300をそれぞれ選択的に駆動するための駆動IC220が実装されている。保護基板30上には、所定形状にパターニングされた接続配線210が設けられており、駆動IC220は、この接続配線210上に実装されている。接続配線210には、例えば、FPC等の外部配線(図示なし)が電気的に接続され、この外部配線からの駆動信号及び駆動電圧が、接続配線210を介して各駆動IC220に供給されるようになっている。   On the protective substrate 30, a driving IC 220 for selectively driving each piezoelectric element 300 is mounted. A connection wiring 210 patterned in a predetermined shape is provided on the protective substrate 30, and the drive IC 220 is mounted on the connection wiring 210. For example, an external wiring (not shown) such as an FPC is electrically connected to the connection wiring 210, and a drive signal and a drive voltage from the external wiring are supplied to each drive IC 220 via the connection wiring 210. It has become.

上記構成のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ100からノズル開口21に至るまで内部をインクで満たした後、駆動IC220からの駆動信号に従い、圧力発生室12に対応するそれぞれの下電極膜60と上電極膜80との間に駆動電圧を印加し、弾性膜50、下電極膜60及び圧電体層70をたわみ変形させることにより、各圧力発生室12内の圧力を高め、ノズル開口21からインク滴を吐出させることが可能となっている。   In the ink jet recording head having the above configuration, after taking ink from an external ink supply means (not shown) and filling the interior from the reservoir 100 to the nozzle opening 21, the ink is supplied to the pressure generating chamber 12 in accordance with a drive signal from the drive IC 220. A drive voltage is applied between the corresponding lower electrode film 60 and upper electrode film 80 to cause the elastic film 50, the lower electrode film 60, and the piezoelectric layer 70 to bend and deform, so that The pressure can be increased and ink droplets can be ejected from the nozzle openings 21.

以下、上記構成のインクジェット式記録ヘッドの製造方法、特に、流路形成基板10の製造方法のうち、流路形成基板10上に、圧電素子300を形成する工程について詳しく説明する。
図3は、本発明の実施形態における流路形成基板10の製造工程の概略フロー図を示す。
Hereinafter, the step of forming the piezoelectric element 300 on the flow path forming substrate 10 in the manufacturing method of the ink jet recording head having the above-described configuration, in particular, the manufacturing method of the flow path forming substrate 10 will be described in detail.
FIG. 3 shows a schematic flow diagram of the manufacturing process of the flow path forming substrate 10 in the embodiment of the present invention.

ステップS1においては、流路形成基板10を形成するシリコンウェハの表面を、例えば約1100℃の拡散炉で熱酸化し、二酸化シリコン(SiO)からなる弾性膜50を形成する。そして、弾性膜50上に、スパッタ法等によりジルコニウム(Zr)層を形成後、このジルコニウム層を、例えば、500〜1200℃の拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウム(ZrO)からなる絶縁体膜55を形成し、振動板を構成させる。 In step S1, the surface of the silicon wafer on which the flow path forming substrate 10 is formed is thermally oxidized in a diffusion furnace at about 1100 ° C., for example, to form the elastic film 50 made of silicon dioxide (SiO 2 ). Then, after forming a zirconium (Zr) layer on the elastic film 50 by sputtering or the like, the zirconium layer is thermally oxidized in, for example, a diffusion furnace at 500 to 1200 ° C., thereby insulating the zirconium oxide (ZrO 2 ). A body film 55 is formed to constitute a diaphragm.

ステップS2においては、図4(a)に示すように、例えば、スパッタ法等により白金(Pt)とイリジウム(Ir)とを絶縁体膜55上に積層することにより全面に下電極膜60を成膜する。
次に、図4(b)に示すように、下電極膜60上に所定形状のレジスト160を形成する(フォトリソグラフィ工程)。具体的には、例えば、ポジ型のレジストをスピンコート法等により下電極膜60上に塗布し、その後、所定形状のマスクを用いて露光・現像等を行うことによって所定パターンのレジスト160を形成する。
In step S2, as shown in FIG. 4A, for example, platinum (Pt) and iridium (Ir) are stacked on the insulator film 55 by sputtering or the like to form the lower electrode film 60 on the entire surface. Film.
Next, as shown in FIG. 4B, a resist 160 having a predetermined shape is formed on the lower electrode film 60 (photolithography process). Specifically, for example, a positive resist is applied on the lower electrode film 60 by a spin coating method or the like, and then a resist 160 having a predetermined pattern is formed by performing exposure / development using a mask having a predetermined shape. To do.

次に、図4(c)に示すように、このレジスト160をマスクとして、下電極膜60をドライエッチングして下電極膜60を所定形状にパターニングする(ドライエッチング工程)。当該工程では、図5及び図6に示すドライエッチング装置110を用いる。
図5は、本発明の実施形態におけるドライエッチング装置110の構成を示す平面図である。図6は、図5における矢視X−X断面図を示す。なお、図中、符号101は、流路形成基板10を形成するウェハを示す。ウェハ101は、円周の一部を直線状に切り欠いたオリエンテーションフラット部(以下、オリフラ部101aと称する)を有する。
Next, as shown in FIG. 4C, using the resist 160 as a mask, the lower electrode film 60 is dry-etched to pattern the lower electrode film 60 into a predetermined shape (dry etching process). In this step, the dry etching apparatus 110 shown in FIGS. 5 and 6 is used.
FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the dry etching apparatus 110 in the embodiment of the present invention. 6 shows a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. In the figure, reference numeral 101 denotes a wafer on which the flow path forming substrate 10 is formed. The wafer 101 has an orientation flat portion (hereinafter referred to as an orientation flat portion 101a) in which a part of the circumference is cut out linearly.

本実施形態のドライエッチング装置110は、ドライエッチング法としてイオンミリング法を用いる構成となっている。イオンミリング法は、加工精度が高く、イオンビームは専らアルゴン(Ar)イオンからなり、パターニングした配線部に不具合を与えることもない。ドライエッチング装置110は、ウェハ101の周辺部102(図6参照)を保持すると共にウェハ101上に形成されたレジスト160に延出可能な形状を有するホルダ120を有する。ホルダ120は、保持部121と、庇部122と、を有する。   The dry etching apparatus 110 of this embodiment is configured to use an ion milling method as a dry etching method. The ion milling method has high processing accuracy, and the ion beam is exclusively composed of argon (Ar) ions, and does not give a problem to the patterned wiring portion. The dry etching apparatus 110 includes a holder 120 that holds a peripheral portion 102 (see FIG. 6) of the wafer 101 and has a shape that can extend to a resist 160 formed on the wafer 101. The holder 120 has a holding part 121 and a flange part 122.

保持部121は、ウェハ101の周辺部102を押圧して保持する構成となっている。なお、周辺部102上のレジスト160は、予め、上記フォトリソグラフィ工程における露光とは別に、周辺露光されることにより除去されている。当該周辺露光としては、ウェハ101をステージと共に回転させ、その周辺部102に応じた所定幅で露光光を露光する露光手段を配置した周知の周辺露光装置を用いることができる。   The holding unit 121 is configured to press and hold the peripheral portion 102 of the wafer 101. Note that the resist 160 on the peripheral portion 102 is previously removed by peripheral exposure separately from the exposure in the photolithography process. As the peripheral exposure, a known peripheral exposure apparatus in which an exposure unit that rotates the wafer 101 together with the stage and exposes exposure light with a predetermined width corresponding to the peripheral portion 102 can be used.

庇部122は、ウェハ101の表面に沿う方向においてレジスト160とその一部が重複状態となることが可能な構成となっている。なお、ホルダ120(庇部122)とレジスト160の一部とがウェハ101の表面に沿う方向において重複状態とは、ウェハ101の表面に沿う方向における座標が共通することを意味する。したがって、イオンビームの照射方向(図6に示す上下方向)から見れば、レジスト160上にホルダ120(庇部122)が延出し、レジスト160の一部を覆う状態(重複状態)となる。   The flange 122 is configured such that the resist 160 and a part thereof can overlap with each other in the direction along the surface of the wafer 101. The overlapping state in which the holder 120 (the flange 122) and a part of the resist 160 are in the direction along the surface of the wafer 101 means that the coordinates in the direction along the surface of the wafer 101 are common. Therefore, when viewed from the ion beam irradiation direction (vertical direction shown in FIG. 6), the holder 120 (the flange 122) extends on the resist 160 and covers a part of the resist 160 (overlapping state).

上記構成のホルダ120によれば、ウェハ101が保持部121で保持され、レジスト160と庇部122とがオーバーラップして配置されているため、ホルダ120の際(庇部122の先端に沿う領域)において、イオンビーム(図6において矢印で示す)からウェハ101を保護することができる。このため、ホルダ120の際に溝が形成されることなく、レジスト160から露出した下電極膜60のみをミリングすることができる。   According to the holder 120 configured as described above, since the wafer 101 is held by the holding unit 121 and the resist 160 and the flange 122 are overlapped with each other, the holder 120 (an area along the tip of the flange 122). ), The wafer 101 can be protected from the ion beam (indicated by an arrow in FIG. 6). Therefore, only the lower electrode film 60 exposed from the resist 160 can be milled without forming a groove in the holder 120.

その後、レジスト160を酸素プラズマによって剥離する(アッシング工程)。具体的には、例えば、ウェハ101を収容したチャンバー内を真空排気し、その後、酸素(O)を含むガスを導入し、プラズマ化させる。プラズマ化したガスは、レジスト160を、二酸化炭素(CO)や水蒸気(HO)等として分解し、除去する。なお、上記下電極膜60のパターン形成工程では、ミリングする膜厚が小さい(例えば、0.2マイクロメートル(μm)程度)ため、ミリング時間も短く、ホルダ120の温度も高くならないので、庇部122下のレジスト160が変質することは殆ど無く、酸素プラズマアッシング処理のみでレジスト剥離を終了させることができる。 Thereafter, the resist 160 is peeled off by oxygen plasma (ashing process). Specifically, for example, the inside of the chamber containing the wafer 101 is evacuated, and then a gas containing oxygen (O 2 ) is introduced to make it plasma. The gas converted into plasma decomposes and removes the resist 160 as carbon dioxide (CO 2 ), water vapor (H 2 O), or the like. In the pattern forming step of the lower electrode film 60, since the film thickness to be milled is small (for example, about 0.2 micrometers (μm)), the milling time is short and the temperature of the holder 120 is not increased. The resist 160 under 122 hardly changes in quality, and the resist peeling can be completed only by the oxygen plasma ashing process.

次いで、ステップS3においては、図7(a)に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等からなる圧電体層70と、例えば、スパッタ法等によりイリジウムからなる上電極膜80と、を下電極膜60の上に順次積層する。
なお、圧電素子300を構成する圧電体層70の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。その組成は、圧電素子300の特性、用途等を考慮して適宜選択すればよいが、例えば、PbTiO(PT)、PbZrO(PZ)、Pb(ZrTi1−x)O(PZT)、Pb(Mg1/3Nb2/3)O−PbTiO(PMN−PT)、Pb(Zn1/3Nb2/3)O−PbTiO(PZN−PT)、Pb(Ni1/3Nb2/3)O−PbTiO(PNN−PT)、Pb(In1/2Nb1/2)O−PbTiO(PIN−PT)、Pb(Sc1/2Ta1/2)O−PbTiO(PST−PT)、Pb(Sc1/2Nb1/2)O−PbTiO(PSN−PT)、BiScO−PbTiO(BS−PT)、BiYbO−PbTiO(BY−PT)等が挙げられる。また、圧電体層70の形成方法は、特に限定されないが、例えば、本実施形態では、金属有機物を触媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層70を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層70を形成する。
Next, in step S3, as shown in FIG. 7A, for example, a piezoelectric layer 70 made of lead zirconate titanate (PZT) or the like, and an upper electrode film 80 made of iridium, for example, by sputtering or the like. Are sequentially stacked on the lower electrode film 60.
The material of the piezoelectric layer 70 constituting the piezoelectric element 300 is, for example, a ferroelectric piezoelectric material such as lead zirconate titanate (PZT), or niobium, nickel, magnesium, bismuth, yttrium, or the like. A relaxor ferroelectric or the like to which a metal is added is used. The composition may be appropriately selected in consideration of the characteristics, application, etc. of the piezoelectric element 300. For example, PbTiO 3 (PT), PbZrO 3 (PZ), Pb (Zr x Ti 1-x ) O 3 (PZT) ), Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT), Pb (Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3 -PbTiO 3 (PZN-PT), Pb (Ni 1 ) / 3 Nb 2/3) O 3 -PbTiO 3 (PNN-PT), Pb (In 1/2 Nb 1/2) O 3 -PbTiO 3 (PIN-PT), Pb (Sc 1/2 Ta 1/2 ) O 3 -PbTiO 3 (PST- PT), Pb (Sc 1/2 Nb 1/2) O 3 -PbTiO 3 (PSN-PT), BiScO 3 -PbTiO 3 (BS-PT), BiYbO 3 -PbTiO 3 (BY PT), and the like. The method for forming the piezoelectric layer 70 is not particularly limited. For example, in this embodiment, a so-called sol in which a metal organic material is dissolved and dispersed in a catalyst is applied, dried, gelled, and further fired at a high temperature. The piezoelectric layer 70 is formed by using a so-called sol-gel method for obtaining the piezoelectric layer 70 made of an oxide.

次に、図7(b)に示すように、上電極膜80上に所定形状のレジスト160を形成する(フォトリソグラフィ工程:2回目)。具体的には、例えば、ポジ型のレジストをスピンコート法等により下電極膜60上に塗布し、その後、所定形状のマスクを用いて露光・現像等を行うことによって所定パターンのレジスト160を形成する。
次に、図7(c)に示すように、このレジスト160をマスクとして、上電極膜80と共に圧電体層70をドライエッチングして所定形状にパターニングする(ドライエッチング工程:2回目)。
Next, as shown in FIG. 7B, a resist 160 having a predetermined shape is formed on the upper electrode film 80 (photolithographic process: second time). Specifically, for example, a positive resist is applied on the lower electrode film 60 by a spin coating method or the like, and then a resist 160 having a predetermined pattern is formed by performing exposure / development using a mask having a predetermined shape. To do.
Next, as shown in FIG. 7C, using this resist 160 as a mask, the upper electrode film 80 and the piezoelectric layer 70 are dry-etched and patterned into a predetermined shape (dry etching step: second time).

当該工程では、図5に示すドライエッチング装置110を用いるが、当該フォトリソグラフィ工程の後、当該ドライエッチング工程の前に、ウェハ101の表面に沿う方向においてホルダ120と重複状態となる領域のレジスト160を除去する(レジスト除去工程)。
図8は、本発明の実施形態におけるレジスト除去工程後のウェハ101と、ドライエッチング工程中のウェハ101と、を示す断面図である。図9は、本発明の実施形態におけるレジスト除去工程を経なかった場合のドライエッチング工程中のウェハ101を示す断面図である。なお、図8及び図9は、図5における矢視X−X断面図と対応する位置を示す。
In this process, the dry etching apparatus 110 shown in FIG. 5 is used. However, after the photolithography process and before the dry etching process, the resist 160 in a region overlapping with the holder 120 in the direction along the surface of the wafer 101 is used. Is removed (resist removal step).
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the wafer 101 after the resist removal process and the wafer 101 during the dry etching process in the embodiment of the present invention. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the wafer 101 during the dry etching process when the resist removal process is not performed in the embodiment of the present invention. 8 and 9 show positions corresponding to the cross-sectional view taken along the line XX in FIG.

レジスト除去工程では、上述した周辺露光装置を用いて、ウェハ101の表面に沿う方向においてホルダ120と重複状態となる領域を含む第2の周辺部103(図8(a)参照)を露光する周辺露光を行う。第2の周辺部103は、ホルダ120(庇部122)の延出部の先端にかかる領域及びホルダ120の下の領域を含む。したがって、当該2回目の周辺露光では、1回目の周辺露光の露光幅(周辺部102の幅に相当)よりも、露光幅(第2の周辺部103の幅に相当)を大きく調整する。当該調整は、例えば、露光手段の照明光学系の絞り等を調整することで行う。レジスト160は、ポジ型としているため、当該周辺露光によって、第2の周辺部103のレジスト160が除去される。   In the resist removing process, the peripheral exposure apparatus is used to expose the second peripheral portion 103 (see FIG. 8A) including the region overlapping with the holder 120 in the direction along the surface of the wafer 101. Perform exposure. The second peripheral portion 103 includes a region on the tip of the extending portion of the holder 120 (the flange portion 122) and a region under the holder 120. Therefore, in the second peripheral exposure, the exposure width (corresponding to the width of the second peripheral portion 103) is adjusted larger than the exposure width (corresponding to the width of the peripheral portion 102) of the first peripheral exposure. The adjustment is performed, for example, by adjusting the diaphragm of the illumination optical system of the exposure unit. Since the resist 160 is a positive type, the resist 160 in the second peripheral portion 103 is removed by the peripheral exposure.

このレジスト除去工程の後、ホルダ120を設置し、図8(b)に示すように、ドライエッチング工程を行う。本実施形態によれば、ウェハ101上に圧電素子300を含む多層配線構造体を形成するべく、フォトリソグラフィ工程とドライエッチング工程とを複数回繰り返すうち、少なくとも1回は、ホルダ120とレジスト160との一部がウェハ101の表面に沿う方向において重複状態となる領域のレジスト160を除去してのパターン形成が行われる。   After this resist removal process, the holder 120 is installed and a dry etching process is performed as shown in FIG. According to the present embodiment, in order to form a multilayer wiring structure including the piezoelectric element 300 on the wafer 101, the photolithography process and the dry etching process are repeated a plurality of times. A pattern is formed by removing the resist 160 in a region where a part of is overlapped in the direction along the surface of the wafer 101.

このように、重複状態となる領域のレジスト160を、ドライエッチングの前、すなわち、図9に示すように、イオンビームによって、ホルダ120に含まれる金属成分(例えば、鉄(Fe)等)が侵入することによって、レジスト160の変質(図9において符号160Aで示す:所謂黒レジ)が発生する前に、当該部分を予め除去することで、変質したレジスト160Aの発生を防止できる。このため、レジスト剥離液等を使用せずに、酸素プラズマのみによって、レジスト残りを生じさせることなく、レジスト160のアッシングを行うことができる。   In this way, the metal component (for example, iron (Fe), etc.) contained in the holder 120 enters the resist 160 in the overlapping region before dry etching, that is, as shown in FIG. 9, by the ion beam. By doing so, before the alteration of the resist 160 (indicated by reference numeral 160A in FIG. 9: so-called black registration) occurs, this portion is removed in advance to prevent the occurrence of the altered resist 160A. For this reason, ashing of the resist 160 can be performed by using only oxygen plasma without using a resist stripping solution or the like and causing no resist residue.

この場合、図8(b)に示すように、ホルダ120とレジスト160との間に境界領域が生まれ、当該境界領域に溝104が形成されるが、レジスト除去工程を少なくとも1回に限り、他は、上述したように、ホルダ120とレジスト160との一部がウェハ101の表面に沿う方向において重複状態でパターン形成することで、溝104の深さを、ウェハ101の割れや欠け等が生じない程度に抑えることができる。当該ドライエッチング工程後に形成される溝104の深さは、1.4μm程度である。溝104の深さは、実験上、6.2μm以上で製品歩留まりに影響することが分かっているが、当該値に比べて十分に小さい。   In this case, as shown in FIG. 8B, a boundary region is created between the holder 120 and the resist 160, and a groove 104 is formed in the boundary region. However, the resist removal process is limited to at least once. As described above, a part of the holder 120 and the resist 160 is patterned in the overlapping state in the direction along the surface of the wafer 101, so that the depth of the groove 104 is reduced, such as cracking or chipping of the wafer 101. It can be suppressed to the extent that it is not. The depth of the groove 104 formed after the dry etching step is about 1.4 μm. The depth of the groove 104 is experimentally known to affect the product yield at 6.2 μm or more, but is sufficiently smaller than the value.

また、本実施形態のようにレジスト除去工程を、上電極膜80と共に圧電体層70を形成する、当該フォトリソグラフィ工程の後、当該ドライエッチング工程の前に行うことが好ましい。すなわち、圧電素子300を構成する上電極膜80を圧電体層70と共に形成するパターン形成工程では、ミリングする膜厚が大きい(例えば、上電極膜80の膜厚は0.05μm程度、圧電体層70の膜厚は1.0μm程度)ため、イオンビーム等の照射時間が長く、また、温度も高くなり、レジスト160が変質し易くなるため、この場合は、レジスト除去工程を行い、重複状態となる領域のレジスト160を予め除去する。   Moreover, it is preferable to perform the resist removal process as in this embodiment after the photolithography process for forming the piezoelectric layer 70 together with the upper electrode film 80 and before the dry etching process. That is, in the pattern forming step of forming the upper electrode film 80 constituting the piezoelectric element 300 together with the piezoelectric layer 70, the film thickness to be milled is large (for example, the film thickness of the upper electrode film 80 is about 0.05 μm, 70 has a film thickness of about 1.0 μm), so that the irradiation time of the ion beam or the like is long, the temperature is also high, and the resist 160 is easily deteriorated. The resist 160 in the region to be formed is removed in advance.

レジスト除去工程を行うか否かを選択は、このように、ドライエッチング工程におけるパターン形成に用いられるそれぞれの総エネルギー量に基づいて行うことが好ましい。すなわち、ドライエッチング工程における総エネルギー量(イオンビーム照射時間、ミリングレート、温度等)が大きいほど、ホルダ120の金属成分がレジスト160に侵入して変質し易くなるので、当該総エネルギー量に基づいてレジスト除去工程を行うか否か(本実施形態のように、下電極膜60のパターン形成では行わない、上電極膜80及び圧電体層70のパターン形成では行う)を選択することで、製品歩留まりや製造効率を向上させることができる。   The selection of whether or not to perform the resist removal step is preferably performed based on the total amount of energy used for pattern formation in the dry etching step. That is, as the total energy amount (ion beam irradiation time, milling rate, temperature, etc.) in the dry etching process increases, the metal component of the holder 120 easily enters the resist 160 and changes its quality. By selecting whether or not to perform the resist removal step (not performed in the pattern formation of the lower electrode film 60 as in the present embodiment, but performed in the pattern formation of the upper electrode film 80 and the piezoelectric layer 70), the product yield is determined. And manufacturing efficiency can be improved.

図3に戻り、ステップS4においては、圧電素子300が形成されたウェハ101の表面に、例えば、スパッタ法等により金属層を全面に亘って成膜する。ここで、金属層と二酸化シリコン膜との密着性を高めるために、ニッケルクロム(NiCr)等を、金属層の下地層として成膜してもよい。その後、金属層上に所定形状のレジストを形成し(フォトリソグラフィ工程)、このレジストをマスクとしてパターニングを行う。なお、本実施形態では、当該パターニングに、ウェットエッチング法を用いており、上述のようなレジストの変質は生じない。   Returning to FIG. 3, in step S <b> 4, a metal layer is formed on the entire surface of the wafer 101 on which the piezoelectric element 300 is formed by, for example, sputtering. Here, in order to improve the adhesion between the metal layer and the silicon dioxide film, nickel chrome (NiCr) or the like may be formed as a base layer of the metal layer. Thereafter, a resist having a predetermined shape is formed on the metal layer (photolithography process), and patterning is performed using this resist as a mask. In this embodiment, the wet etching method is used for the patterning, and the above-described resist deterioration does not occur.

ステップS5においては、このように形成された流路形成基板10のウェハ101と、圧電素子保持部31及びリザーバ部32等が形成された保護基板30のウェハとを、接着層35を介して接合する。
ステップS6においては、接合した側と逆側の流路形成基板10を研磨及びフッ硝酸によるエッチングにより所定の厚さとした後、窒化シリコンからなるマスクを形成し、このマスクを介して異方性エッチングすることで、圧力発生室12や連通部13等を形成し、さらに、連通部13とリザーバ部32とを連通させてリザーバ100を形成する。
In step S5, the wafer 101 of the flow path forming substrate 10 thus formed and the wafer of the protective substrate 30 on which the piezoelectric element holding portion 31, the reservoir portion 32, and the like are formed are bonded via the adhesive layer 35. To do.
In step S6, the flow path forming substrate 10 on the side opposite to the bonded side is polished and etched to a predetermined thickness by etching with hydrofluoric acid, and then a mask made of silicon nitride is formed, and anisotropic etching is performed through this mask. Thus, the pressure generation chamber 12 and the communication portion 13 are formed, and the reservoir 100 is formed by further communicating the communication portion 13 and the reservoir portion 32.

ここで、保護基板接合時、ウェハ101に溝104(図8(b)参照)があることにより、溝104に接着剤が溜まり、その部位における接着層35の厚みが増すため、その後の液体流路形成工程においてウェハ間に水酸化カリウム(KOH)等のエッチング液が、接合したウェハ間に薬液滲入することを防止することができる。
その後、接続配線210上に駆動IC220を実装すると共に、駆動IC220とリード電極90とを駆動配線200を介して接続する。さらに、流路形成基板10に、ノズルプレート20を接合すると共に、保護基板30に、コンプライアンス基板40を接合するし、ウェハから一つのチップサイズにこれらを分割することによって、図1及び図2に示す構造のインクジェット式記録ヘッドが製造される。
Here, when the protective substrate is bonded, since the groove 104 (see FIG. 8B) is present in the wafer 101, the adhesive accumulates in the groove 104, and the thickness of the adhesive layer 35 at that portion increases. It is possible to prevent an etchant such as potassium hydroxide (KOH) from entering between the bonded wafers in the path forming step.
Thereafter, the drive IC 220 is mounted on the connection wiring 210, and the drive IC 220 and the lead electrode 90 are connected via the drive wiring 200. Further, the nozzle plate 20 is joined to the flow path forming substrate 10, the compliance substrate 40 is joined to the protective substrate 30, and these are divided into one chip size from the wafer. An ink jet recording head having the structure shown is manufactured.

したがって、上述した本実施形態によれば、ウェハ101上に所定形状のレジスト160を形成するフォトリソグラフィ工程と、ウェハ101の周辺部102を保持すると共に該ウェハ101上に形成されたレジスト160上に延出可能な形状を有するホルダ120を用い、レジスト160をマスクとしてパターン形成するドライエッチング工程と、を複数回繰り返し、ウェハ101上に多層配線構造体を形成する流路形成基板10の製造方法であって、上記ドライエッチング工程において、ホルダ120とレジスト160との一部がウェハ101の表面に沿う方向において重複状態でパターン形成するパターン形成工程と、上記フォトリソグラフィ工程と上記ドライエッチング工程とを複数回繰り返すうち、少なくとも1回は、上記フォトリソグラフィ工程の後、上記ドライエッチング工程の前に、上記重複状態となる領域を含む領域のレジスト160を除去するレジスト除去工程と、を含むという手法を採用することによって、レジスト残りを抑制し、歩留まりの向上を図ることができる。   Therefore, according to the above-described embodiment, the photolithography process for forming the resist 160 having a predetermined shape on the wafer 101, and the resist 160 formed on the wafer 101 while holding the peripheral portion 102 of the wafer 101. A method of manufacturing the flow path forming substrate 10 that forms a multilayer wiring structure on the wafer 101 by repeating a dry etching step of forming a pattern using the holder 120 having a shape that can be extended and using the resist 160 as a mask. In the dry etching process, there are a plurality of pattern forming processes in which a part of the holder 120 and the resist 160 forms a pattern overlapping in the direction along the surface of the wafer 101, and the photolithography process and the dry etching process. Of the above, at least once By adopting a method including a resist removal step of removing the resist 160 in the region including the overlapped region after the lithography process and before the dry etching step, the remaining resist is suppressed and the yield is increased. Can be improved.

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上述した実施形態においては、レジスト除去工程においては、周辺露光を行い、ホルダ120と重複状態となる領域を含む第2の周辺部103のレジスト160を除去すると説明したが、本発明はこの手法に限定されるものではない。例えば、重複領域のレジスト160を研磨等で除去してもよい。
また、レジスト除去工程を経ないドライエッチング工程を行う場合は、ポジ型でなくネガ型のレジスト160を用いてもよい。
For example, in the above-described embodiment, it has been described that in the resist removal process, the peripheral exposure is performed and the resist 160 in the second peripheral portion 103 including the region overlapping with the holder 120 is removed. It is not limited to the method. For example, the overlapping region resist 160 may be removed by polishing or the like.
Further, in the case of performing a dry etching process that does not go through the resist removal process, a negative resist 160 may be used instead of a positive type.

また、例えば、上述した実施形態においては、フォトリソグラフィ工程とドライエッチング工程とを2回繰り返すと説明したが、本発明はこの手法に限定されるものではない。例えば、圧電素子300を水分等から保護するために保護層(例えばAl)をさらに成膜する場合や、下電極膜60、絶縁体膜55や弾性膜50の必要な部分をエッチングする場合には、さらに、フォトリソグラフィ工程とドライエッチング工程とを繰り返す必要がある。この場合であっても、各工程において、総エネルギー量に基づいて、レジスト除去工程を行うか否か選択することが好ましい。 For example, in the above-described embodiment, it has been described that the photolithography process and the dry etching process are repeated twice, but the present invention is not limited to this method. For example, when a protective layer (for example, Al 2 O 3 ) is further formed to protect the piezoelectric element 300 from moisture or the like, necessary portions of the lower electrode film 60, the insulator film 55, and the elastic film 50 are etched. In some cases, it is necessary to repeat the photolithography process and the dry etching process. Even in this case, in each step, it is preferable to select whether or not to perform the resist removal step based on the total energy amount.

また、例えば、上述した実施形態においては、ホルダ120は庇部122を有すると説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、図10に示す別実施形態のように、ホルダ120が直接、レジスト160上に接触可能な構成であってもよい。この構成においても、ホルダ120とレジスト160との際(領域105で示す)においてレジスト160の変質が生じ得るため、必要に応じて上述したレジスト除去工程を行うことが好ましい。   Further, for example, in the above-described embodiment, the holder 120 has been described as having the flange portion 122, but the present invention is not limited to this configuration. For example, as in another embodiment shown in FIG. 10, the holder 120 may be in contact with the resist 160 directly. Even in this configuration, the resist 160 may be deteriorated at the time of the holder 120 and the resist 160 (indicated by the region 105). Therefore, it is preferable to perform the resist removal process described above as necessary.

さらに、上述した実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレー、FED(面発光ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the ink jet recording head has been described as an example of the liquid ejecting head. However, the present invention is widely intended for all liquid ejecting heads and ejects liquids other than ink. Of course, the present invention can also be applied to a method of manufacturing a liquid jet head. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (surface emitting displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.

勿論、本発明は、このような液体噴射ヘッドだけでなく、基板上に多層配線構造体を有するあらゆる配線基板の製造に適用可能なものである。   Needless to say, the present invention is applicable not only to such a liquid jet head but also to the manufacture of any wiring substrate having a multilayer wiring structure on the substrate.

10…流路形成基板(配線基板)、12…圧力発生室、21…ノズル開口、60…下電極膜(下電極)、70…圧電体層、80…上電極膜(上電極)、90…リード電極(多層配線構造体)、101…ウェハ(基板)、102…周辺部、103…第2の周辺部、120…ホルダ、160…レジスト、300…圧電素子(多層配線構造体)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Channel formation board | substrate (wiring board), 12 ... Pressure generation chamber, 21 ... Nozzle opening, 60 ... Lower electrode film (lower electrode), 70 ... Piezoelectric layer, 80 ... Upper electrode film (upper electrode), 90 ... Lead electrode (multilayer wiring structure), 101 ... wafer (substrate), 102 ... peripheral part, 103 ... second peripheral part, 120 ... holder, 160 ... resist, 300 ... piezoelectric element (multilayer wiring structure)

Claims (6)

基板上に所定形状のレジストを形成するフォトリソグラフィ工程と、前記基板の周辺部を保持すると共に該基板上に形成された前記レジスト上に延出可能な形状を有するホルダを用い、前記レジストをマスクとしてパターン形成するドライエッチング工程と、を複数回繰り返し、前記基板上に多層配線構造体を形成する配線基板の製造方法であって、
前記ドライエッチング工程において、前記ホルダと前記レジストとの一部が前記基板の表面に沿う方向において重複状態で前記パターン形成するパターン形成工程と、
前記フォトリソグラフィ工程と前記ドライエッチング工程とを複数回繰り返すうち、少なくとも1回は、前記フォトリソグラフィ工程の後、前記ドライエッチング工程の前に、前記重複状態となる領域を含む領域の前記レジストを除去するレジスト除去工程と、を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
A photolithography process for forming a resist having a predetermined shape on the substrate, and a mask that holds the periphery of the substrate and has a shape that can be extended on the resist formed on the substrate, and masking the resist And a dry etching step of forming a pattern as a plurality of times, and a method of manufacturing a wiring board that forms a multilayer wiring structure on the substrate,
In the dry etching step, a pattern forming step in which a part of the holder and the resist forms the pattern in an overlapping state in a direction along the surface of the substrate;
Among the steps of repeating the photolithography process and the dry etching process a plurality of times, at least one time after the photolithography process and before the dry etching process, the resist in the region including the overlapping region is removed. A method of manufacturing a wiring board, comprising: a resist removing step.
前記レジスト除去工程の前のフォトリソグラフィ工程では、前記基板上にポジ型のレジストを形成し、
前記レジスト除去工程では、前記重複状態となる領域を含む前記基板の第2の周辺部を露光する周辺露光を行うことを特徴とする請求項1に記載の配線基板の製造方法。
In the photolithography process before the resist removing process, a positive resist is formed on the substrate,
2. The method of manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein in the resist removing step, peripheral exposure is performed to expose a second peripheral portion of the substrate including the overlapping region.
前記多層配線構造体は、下電極、圧電体層及び上電極が順次積層して成る圧電素子を含み、
前記レジスト除去工程は、少なくとも、前記上電極と共に前記圧電体層を形成する前記フォトリソグラフィ工程及び前記ドライエッチング工程の間に行うことを特徴とする請求項1または2に記載の配線基板の製造方法。
The multilayer wiring structure includes a piezoelectric element formed by sequentially laminating a lower electrode, a piezoelectric layer, and an upper electrode,
3. The method of manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein the resist removing step is performed at least between the photolithography step and the dry etching step of forming the piezoelectric layer together with the upper electrode. .
前記ドライエッチング工程では、イオンミリング法を用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。   The method for manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein an ion milling method is used in the dry etching step. 前記ドライエッチング工程における前記パターン形成に用いられるそれぞれの総エネルギー量に基づいて、前記レジスト除去工程を行うか否かを選択することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。   5. The method according to claim 1, wherein whether or not to perform the resist removal step is selected based on each total energy amount used for the pattern formation in the dry etching step. A method for manufacturing a wiring board. 液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室及び該圧力発生室を変位させる圧電素子を有する流路形成基板を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記流路形成基板の製造方法として、請求項1〜5のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法を用いることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
A method of manufacturing a liquid ejecting head having a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting liquid and a flow path forming substrate having a piezoelectric element for displacing the pressure generating chamber,
A method of manufacturing a liquid jet head, wherein the method of manufacturing a wiring substrate according to claim 1 is used as a method of manufacturing the flow path forming substrate.
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