(57)【要約】【課題】発熱素子上の保護層および耐キャビテーション膜の被覆性が良好で、耐久性に優れた液体吐出装置用の回路基板、およびその製造方法を提供すること。【解決手段】電極材料層上に形成されたレジスト層を除去する工程において、少なくともフッ素を含むガスを用いたアッシングを行い、該アッシング後に、前記電極材料層表面に形成された、少なくとも前記レジスト層の灰化物もしくは前記電極材料層の化合物のいずれかを除去する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の絶縁性表面上に設けられた抵抗層と、該抵抗層上に間隔をおいて形成された一対の電極を有する素子の複数と、を有する回路基板の製造方法において、
（ａ）前記基板の絶縁性表面上に、前記抵抗層を形成するための抵抗材料層と、前記電極を形成するための電極材料層とをこの順に積層する工程と、
（ｂ）前記電極材料層上に、前記素子ごとに分離するためのパターンを有するレジスト層（Ｉ）を形成する工程と、
（ｃ）該レジスト層（Ｉ）のパターンに基づいて前記抵抗材料層及び前記電極材料層をドライエッチングによりパターニングして、前記抵抗層上に前記電極材料層が積層された積層構造を形成する工程と、
（ｄ）該積層構造上のレジスト層（Ｉ）を除去する工程と、
（ｅ）前記間隔を形成するためのパターンを有するレジスト層（ＩＩ）を形成する工程と、
（ｆ）該レジスト層（ＩＩ）のパターンに基づいてウェットエッチングにより前記電極材料層をパターニングして、前記間隔を形成して前記素子を形成する工程と、
を有し、更に、前記レジスト層（Ｉ）を除去する工程は、少なくともフッ素を含むガスを用いたアッシングであり、該アッシング後に、前記電極材料層表面に形成された、少なくとも前記レジスト層（Ｉ）の灰化物もしくは前記電極材料層の化合物のいずれかを除去する工程であることを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項２】
基板の絶縁性表面上に形成された抵抗層上に間隔をおいて形成された一対の電極を有する素子の複数と、前記素子上に設けられた保護層と、を有する回路基板において、
前記電極と、前記保護層との界面に、該電極を形成する材料の、フッ化物、窒化物、及び塩化物のいずれかが形成されていることを特徴とする回路基板。
【請求項３】
前記界面に、フッ化物、窒化物、及び塩化物のいずれか少なくとも一つが５ａｔ％以上存在する請求項２記載の回路基板。
【請求項４】
前記保護層と前記電極との厚さの比が、１≦電極／保護層≦２である請求項２または３に記載の回路基板。
【請求項５】
電気熱変換体により発生した熱を利用して液体を吐出させる液体吐出装置において、
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の回路基板と、
前記素子に対応して設けられた吐出口と、
前記素子上に供給される液体を収容する収容容器と、
前記回路基板に電源電圧を供給するための電源回路と、
を有することを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱素子が複数設けられた回路基板およびその製造方法に関する。特に、電気エネルギーを発熱素子により熱エネルギーに変換し、その熱エネルギーを利用して液体を吐出する液体吐出装置用の回路基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下インクジェットヘッドを例にあげて、従来の回路基板の製造方法を説明する。
【０００３】
インクジェット記録装置では、インク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画像を記録できる。その原理を説明すると、電気エネルギーを発熱素子により熱エネルギーに変換し、その熱エネルギーでインク中に気泡を発生させる。その気泡の作用により液体吐出ヘッドの先端部にある吐出口から液滴が吐出され、被記録部材に付着して画像が記録される。したがって、このような液体吐出ヘッドは、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する発熱素子が複数設けられた回路基板を有している。
【０００４】
具体的には、絶縁性表面上に抵抗層、電極材料層が形成された後、電極材料層の一部が取り除かれて一対の電極が形成され、その電極の間が発熱部となる。その後、これらをインクから保護するための保護層と、発熱に伴う化学的或いは物理的なダメージから保護層を保護するための耐キャビテーション膜が形成される。
【０００５】
このような構成においては、発熱部を形成するための電極のエッジ部のステップカバレッジが悪くなる場合がある。それを模式的に示したのが図７である。Ｓｉ基板上のＳｉＯ2の酸化層６１上にはＴａＳｉＮ等の抵抗層６２が形成されている。抵抗層６２上には例えばＡｌの配線層６３があるが、一部にはＡｌの無い部分がある。Ａｌの無い部分が発熱素子の発熱部６４である。これらの上には、これらをインクから保護するためのＰ−ＳｉＮ（プラズマＣＶＤで形成されたＳｉＮ膜）等からなる保護層６５と、発熱に伴う化学的或いは物理的なダメージから保護層６５を保護するためのＴａ等からなる耐キャビテーション膜６６が形成されている。
【０００６】
液体吐出装置用の回路基板は、上述したような発熱素子を高密度で複数有し、画像の記録を可能としている。そして、各発熱素子は、発熱素子を流れる電流をオンオフ制御するパワートランジスタ（不図示）とそれぞれ直列に接続されている。また、回路基板の上には吐出口が形成され、液体吐出装置となる。
【０００７】
上記の問題を解決するために、特許文献１や特許文献２に開示されているように、発熱素子の有する一対の電極のエッジ部にテーパ形状を持たせる方法が開発された。
【０００８】
この手法により、発熱素子の有する一対の電極のエッジ部においても、保護層および耐キャビテーション膜の被覆性を改善できる。以下、発熱素子の有する一対の電極のテーパ形状部分の形成方法を含め、回路基板の製造方法について説明する。
【０００９】
図６に回路基板の製造プロセスのフローを、図５（ａ）に製造した回路基板の発熱素子周辺の断面図を示す。まず、基板としてＳｉウェハを使用し、その上には、熱酸化処理により厚さ数μｍ程度のＳｉＯ2の酸化層４１が形成されている。その上に、スパッタリングにより厚さ５０ｎｍ程度のＴａＳｉＮ等の抵抗材料層を形成する。その後、例えばＡｌを膜厚２００ｎｍ程度で成膜して電極材料層を形成する。その上にレジスト層（Ｉ）を形成し、パターニングした後、ＲＩＥ等を用いてＡｌ及び抵抗材料層をドライエッチングして素子分離を行い、配線層４３及び抵抗層４２を形成する。レジスト層（Ｉ）をＯ2アッシングにより除去した後、レジスト層（ＩＩ）を形成し、パターニングを実施した後、発熱素子の抵抗部４４となる部分のＡｌをウェットエッチングにて除去する。このとき、ウェットエッチング液としてはテトラ・メチル・アンモニウム・ハイドロオキサイド（以下、ＴＭＡＨ）を主成分とする有機アルカリエッチング液や、リン酸を主成分とする酸エッチング液を用いることで、レジスト層（ＩＩ）の端部がエッチングされ後退しながらＡｌがエッチングされるため、形成される一対の電極のエッジ部がテーパ形状となる。次に、膜厚３００ｎｍ程度のＳｉＮによる保護層４５をプラズマＣＶＤ法により成膜をし、Ｔａ膜４６をスパッタリングにより成膜する。Ｔａ膜４６の不要な部分をドライエッチング法により除去することにより、回路基板となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平４−３２０８４９号公報
【特許文献２】特開平４−３２０８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、近年、印刷の高精彩化が更に進み、一回あたりのインクの吐出量が数十ｐｌから数ｐｌへと少なくなってきている。また、さらなる印刷の高速化の要求も強く、液体吐出ヘッドの往復移動を減らすために、回路基板の長尺化が図られている。このため、一回路基板当たりの発熱素子数が、数百個から数千個へと増加している。このような状況下、上述のテーパ形状となる一対の電極の形成方法においもそのテーパ形状にわずかなゆらぎが起こり、一部の発熱素子上の保護層および耐キャビテーション膜の被覆性が悪くなるという問題が発生してきている。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、発熱素子上の保護層および耐キャビテーション膜の被覆性が良好で、耐久性に優れた液体吐出装置用の回路基板、およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の原因は、レジスト層（Ｉ）を除去した後の電極材料層表面に、レジスト層の灰化物やエッチング時の付着物のＡｌ化合物などが残存し、あるいは電極材料層を形成する材料の酸化物が形成され、その後に行うウェットエッチング処理時にこれらが庇４９のような構造になって残ってしまうためであり、それによって保護層および耐キャビテーション膜の被覆性が低下していることを見出した（図５（ｂ）参照）。このため、電極材料層の表面部分を、そのエッチング速度が電極材料層を形成する材料よりも速くなるように表面処理することで、この問題が解決できることを見出した。
【００１４】
本発明は、基板の絶縁性表面上に設けられた抵抗層と、該抵抗層上に間隔をおいて形成された一対の電極を有する素子の複数と、を有する回路基板の製造方法において、（ａ）前記基板の絶縁性表面上に、前記抵抗層を形成するための抵抗材料層と、前記電極を形成するための電極材料層とをこの順に積層する工程と、（ｂ）前記電極材料層上に、前記素子ごとに分離するためのパターンを有するレジスト層（Ｉ）を形成する工程と、（ｃ）該レジスト層（Ｉ）のパターンに基づいて前記抵抗材料層及び前記電極材料層をドライエッチングによりパターニングして、前記抵抗層上に前記電極材料層が積層された積層構造を形成する工程と、（ｄ）該積層構造上のレジスト層（Ｉ）を除去する工程と、（ｅ）前記間隔を形成するためのパターンを有するレジスト層（ＩＩ）を形成する工程と、（ｆ）該レジスト層（ＩＩ）のパターンに基づいてウェットエッチングにより前記電極材料層をパターニングして、前記間隔を形成して前記素子を形成する工程と、を有し、更に、前記レジスト層（Ｉ）を除去する工程は、少なくともフッ素を含むガスを用いたアッシングであり、該アッシング後に、前記電極材料層表面に形成された、少なくとも前記レジスト層（Ｉ）の灰化物もしくは前記電極材料層の化合物のいずれかを除去する工程であることを特徴とする回路基板の製造方法である。
【００１５】
また、本発明は、基板の絶縁性表面上に形成された抵抗層上に間隔をおいて形成された一対の電極を有する素子の複数と、前記素子上に設けられた保護層と、を有する回路基板において、前記電極と、前記保護層との界面に、該電極を形成する材料の、フッ化物、窒化物、及び塩化物のいずれかが形成されていることを特徴とする回路基板である。
【００１６】
前記回路基板において、前記界面に、フッ化物、窒化物、及び塩化物のいずれか少なくとも一つが５ａｔ％以上存在することが好ましい。
【００１７】
また、前記保護層と前記電極との厚さの比が、１≦電極／保護層≦２であることが好ましい。
【００１８】
また、本発明は、電気熱変換体により発生した熱を利用して液体を吐出させる液体吐出装置において、前記回路基板と、前記素子に対応して設けられた吐出口と、前記素子上に供給される液体を収容する収容容器と、前記回路基板に電源電圧を供給するための電源回路と、を有することを特徴とする液体吐出装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によって、発熱素子上の保護層および耐キャビテーション膜の被覆性が良好で、耐久性に優れた液体吐出ヘッド用の回路基板、およびその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例である実施例１における回路基板の製造プロセスのフローを示す図である。
【図２】本発明の一実施例である実施例１における回路基板の製造プロセス途中での断面模式図である。
【図３】本発明の一実施例である実施例２における回路基板の製造プロセスのフローを示す図である。
【図４】本発明の一実施例である実施例３における回路基板の製造プロセスのフローを示す図である。
【図５】回路基板の発熱素子周辺の概略を示す断面図であり、（ａ）は保護膜及び耐キャビテーション膜の被覆性が良好な回路基板の断面図、（ｂ）は配線表面に庇にような構造が形成され保護膜及び耐キャビテーション膜の被覆性が悪い回路基板の断面図である。
【図６】従来の回路基板の製造プロセスのフローを示す図である。
【図７】従来の回路基板の発熱素子周辺の構造を示す断面図である。
【図８】本発明の回路基板を用いた液体吐出ヘッドの構成の一部分を示す図である。
【図９】本発明の回路基板を用いた液体吐出ヘッドの構造を示す図である。
【図１０】本発明の回路基板を用いた液体吐出ヘッドを適用した液体吐出装置の概観を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本明細書では、以下の発明が開示されている。
［１］
基板の絶縁性表面上に設けられた抵抗層と、該抵抗層上に所定の間隔をおいて形成された一対の電極を有する素子の複数と、を有する回路基板の製造方法において、
（ａ）前記基板の絶縁性表面上に、前記抵抗層を形成するための抵抗材料層と、前記電極を形成するための電極材料層とをこの順に積層する工程と、
（ｂ）前記電極材料層上に、前記素子ごとに分離するためのパターンを有するレジスト層（Ｉ）を形成する工程と、
（ｃ）該レジスト層（Ｉ）のパターンに基づいて前記抵抗材料層及び前記電極材料層をドライエッチングによりパターニングして、前記抵抗層上に前記電極材料層が積層された積層構造を形成する工程と、
（ｄ）該積層構造上のレジスト層（Ｉ）を除去する工程と、
（ｅ）前記間隔を形成するためのパターンを有するレジスト層（ＩＩ）を形成する工程と、
（ｆ）該レジスト層（ＩＩ）のパターンに基づいてウェットエッチングにより前記電極材料層をパターニングして、前記間隔を形成して前記素子を形成する工程と、
（ｇ）少なくとも該工程（ｅ）の前に、前記電極材料層の表面部分を、そのエッチング速度が前記電極材料層を形成する材料よりも速くなるように表面処理する工程と、
を有することを特徴とする回路基板の製造方法。
［２］
前記電極材料層が、アルミニウムを主成分とする［１］記載の回路基板の製造方法。
［３］
更に、前記電極材料層のレジスト層（ＩＩ）側の表面部分の酸化アルミニウムを除去する工程を有する［１］または［２］に記載の回路基板の製造方法。
［４］
前記工程（ｄ）と工程（ｇ）を同時に行う［１］〜［３］のいずれかに記載の回路基板の製造方法。
［５］
前記工程（ｇ）が、前記電極材料層のレジスト層（ＩＩ）側の表面部分を、前記電極材料層を形成する材料のフッ化物、塩化物、及び窒化物の少なくとも一種を形成する処理である［１］〜［４］のいずれかに記載の回路基板の製造方法。
［６］
更に、前記工程（ｆ）の後に、少なくとも前記素子を覆うように、保護層を形成する工程を含む［１］〜［５］のいずれかに記載の回路基板の製造方法。
［７］
前記保護層の厚さは前記電極材料層の厚さ以下である［６］記載の回路基板の製造方法。
［８］
前記保護層と前記電極との厚さの比が、１≦電極／保護層≦２である［６］記載の回路基板の製造方法。
［９］
基板の絶縁性表面上に設けられた抵抗層と、該抵抗層上に所定の間隔をおいて形成された一対の電極を有する素子の複数と、を有する回路基板の製造方法において、
（ａ）前記基板の絶縁性表面上に、前記抵抗層を形成するための抵抗材料層と、前記電極を形成するための電極材料層とをこの順に積層する工程と、
（ｂ）前記電極材料層上に、前記素子ごとに分離するためのパターンを有するレジスト層（Ｉ）を形成する工程と、
（ｃ）該レジスト層（Ｉ）のパターンに基づいて前記抵抗材料層及び前記電極材料層をドライエッチングによりパターニングして、前記抵抗層上に前記電極材料層が積層された積層構造を形成する工程と、
（ｄ）該積層構造上のレジスト層（Ｉ）を除去する工程と、
（ｅ）前記間隔を形成するためのパターンを有するレジスト層（ＩＩ）を形成する工程と、
（ｆ）該レジスト層（ＩＩ）のパターンに基づいてウェットエッチングにより前記電極材料層をパターニングして、前記間隔を形成して前記素子を形成する工程と、
を有し、更に、前記レジスト層（Ｉ）を除去する工程は、少なくともフッ素を含むガスを用いたアッシングであり、該アッシング後に、前記電極材料層表面に形成された、少なくとも前記レジスト層（Ｉ）の灰化物もしくは前記電極材料層の化合物のいずれかを除去する工程であることを特徴とする回路基板の製造方法。
［１０］
基板の絶縁性表面上に形成された抵抗層上に所定の間隔をおいて形成された一対の電極を有する素子の複数と、前記素子上に設けられた保護層と、を有する回路基板において、
前記電極と、前記保護層との界面に、該電極を形成する材料の、フッ化物、窒化物、及び塩化物のいずれかが形成されていることを特徴とする回路基板。
［１１］
前記界面に、フッ化物、窒化物、及び塩化物のいずれか少なくとも一つが５ａｔ％以上存在する［１０］記載の回路基板。
［１２］
前記保護層と前記電極との厚さの比が、１≦電極／保護層≦２である［１０］または［１１］に記載の回路基板。
［１３］
電気熱変換体により発生した熱を利用して液体を吐出させる液体吐出装置において、
［１０］〜［１２］のいずれかに記載の回路基板と、
前記素子に対応して設けられた吐出口と、
前記素子上に供給される液体を収容する収容容器と、
前記回路基板に電源電圧を供給するための電源回路と、
を有することを特徴とする液体吐出装置。
【００２２】
本発明の回路基板の製造方法は、基板の絶縁性表面上に設けられた抵抗層と、該抵抗層上に所定の間隔をおいて形成された一対の電極を有する素子の複数と、を有する回路基板の製造方法において、（ａ）前記基板の絶縁性表面上に、前記抵抗層を形成するための抵抗材料層と、前記電極を形成するための電極材料層とをこの順に積層する工程と、（ｂ）前記電極材料層上に、前記素子ごとに分離するためのパターンを有するレジスト層（Ｉ）を形成する工程と、（ｃ）該レジスト層（Ｉ）のパターンに基づいて前記抵抗材料層及び前記電極材料層をドライエッチングによりパターニングして、前記抵抗層上に前記電極材料層が積層された積層構造を形成する工程と、（ｄ）該積層構造上のレジスト層（Ｉ）を除去する工程と、（ｅ）前記間隔を形成するためのパターンを有するレジスト層（ＩＩ）を形成する工程と、（ｆ）該レジスト層（ＩＩ）のパターンに基づいてウェットエッチングにより前記電極材料層をパターニングして、前記間隔を形成して前記素子を形成する工程と、（ｇ）少なくとも該工程（ｅ）の前に、前記電極材料層の表面部分を、そのエッチング速度が前記電極材料層を形成する材料よりも速くなるように表面処理する工程と、を有することが特徴である。
【００２３】
上記ウェットエッチング処理は、発熱素子の抵抗部における電極のエッジ部にテーパ形状を持たせるため、ＴＭＡＨ（テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドロオキサイド）を主成分とする有機アルカリエッチング剤や、リン酸を主成分とする酸エッチング剤を用いて行うことによって、所望のテーパ形状を得ることが容易であり好適である。
【００２４】
このような本発明の回路基板の製造方法によれば、発熱部を形成するためのウェットエッチング処理の際に、配線層のレジスト（ＩＩ）側の表面部分のエッチングが、それ以外の部分よりも速く進むため、その表面部分に庇のような構造が残ることがなく、保護層および耐キャビテーション膜の被覆性を改善することができる。
【００２５】
本発明においては、例えば、以下に示す手法のうち一つまたは二つ以上を適宜組合せて実施することで、目的とする配線層のレジスト層（ＩＩ）側の表面部分を形成することが可能となる。
（１）工程（ａ）〜（ｄ）を酸素のない状態で行う。
（２）工程（ｄ）で、フルオロカーボン系のガスによるアッシングを行う。
（３）工程（ｄ）でのアッシングの後、配線層の表面部分にレジスト層の灰化物やエッチング時の付着物のＡｌ化合物などを除去する。
（４）工程（ｄ）の後、配線層の表面部分の酸化膜を除去する。
（５）工程（ｄ）の後もしくは工程（ｄ）と同時に、配線層の表面部分をフッ化処理、塩化処理、窒化処理のいずれかを行う。
【００２６】
上記の（１）としては、例えば、真空中で行う、不活性ガス雰囲気下で行う等が挙げられる。
【００２７】
上記の（２）としては、例えば、ＣＦ4−Ｏ2−メタノールガス、ＣＦ4−Ｏ2ガス、ＣＨＦ3ガス、Ｃ2Ｆ6ガス、Ｃ4Ｆ8ガス等のフルオロカーボン系のガスによるアッシングを行うことが挙げられる。
【００２８】
上記の（３）としては、例えば、ＴＭＡＨ（テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドロオキサイド）やＳＳＴ−Ａ１（東京応化製商品名、ポリマー除去剤）を用いて除去することが挙げられる。
【００２９】
上記の（４）としては、例えば、真空中でのアルゴンスパッタにより除去することが挙げられる。
【００３０】
上記の（５）としては、例えば、Ｆ2あるいはＣＦ4によるプラズマ放電処理（フッ化処理）、ＢＣｌ3あるいはＳｉＨＣｌ3によるプラズマ放電処理（塩化処理）、ＮＨ3あるいはヒドラジンによるプラズマ放電処理（窒化処理）等を行うことが挙げられる。
【００３１】
本発明における配線層を形成する材料としては、導電性を有する材料であれば特に制限なく使用できるが、通常は、アルミニウムや銅を主成分とする金属を用いることが多い。特に、配線層を形成する材料としてアルミニウムを主成分とする材料を用いた場合に、従来技術において発熱素子上の保護層および耐キャビテーション膜の被覆性が悪くなる傾向があり、本発明の効果が大きい。例えば、Ａｌ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ，Ａｌ−Ｔａ等が挙げられる。なお、「主成分」とは、その材料中に最も多く含まれる成分を意味する。配線層の厚みは２００ｎｍ〜１５０００ｎｍである時に、本発明は特に好適に用いることが可能となる。
【００３２】
また、配線層がアルミニウムを主成分とする材料からなる場合、上述の庇のような構造は、配線層のレジスト層（ＩＩ）側の表面部分が酸化されることで形成された酸化アルミニウムによるものである。すなわち、表面部分に酸化アルミニウムが存在しない時、あるいは酸化アルミニウムが存在し、その酸化アルミニウムの領域が配線層のレジスト層（ＩＩ）側の表面部分に対して９５ａｔ％未満である時に、工程（ｆ）における配線層のレジスト（ＩＩ）側の表面部分のエッチング速度が、配線層を形成する材料よりも速くなる構成とすることができ、好ましい実施の態様である。なお、「ａｔ％」とは「ａｔｏｍｉｃ％」のことであり、ＸＰＳやＳＩＭＳを用いた分析により求められるものである。
【００３３】
さらに、前記素子を覆うように設ける保護層の厚さが電極材料層の厚さ以下である場合には、発熱素子上の保護層および耐キャビテーション膜の被覆性が悪くなる傾向があり、本発明による効果が大きい。
【００３４】
また配線層とは、パターニングすることにより一対の電極を形成したものであり、また該電極間を通電するための配線を兼ねるものである。
【００３５】
本発明は、基板の絶縁性表面上に設けられた抵抗層と、該抵抗層上に所定の間隔をおいて形成された一対の電極を有する素子の複数と、を有する回路基板の製造方法において、（ａ）前記基板の絶縁性表面上に、前記抵抗層を形成するための抵抗材料層と、前記電極を形成するための電極材料層とをこの順に積層する工程と、（ｂ）前記電極材料層上に、前記素子ごとに分離するためのパターンを有するレジスト層（Ｉ）を形成する工程と、（ｃ）該レジスト層（Ｉ）のパターンに基づいて前記抵抗材料層及び前記電極材料層をドライエッチングによりパターニングして、前記抵抗層上に前記電極材料層が積層された積層構造を形成する工程と、（ｄ）該積層構造上のレジスト層（Ｉ）を除去する工程と、（ｅ）前記間隔を形成するためのパターンを有するレジスト層（ＩＩ）を形成する工程と、（ｆ）該レジスト層（ＩＩ）のパターンに基づいてウェットエッチングにより前記電極材料層をパターニングして、前記間隔を形成して前記素子を形成する工程と、を有し、更に、前記レジスト層（Ｉ）を除去する工程は、少なくともフッ素を含むガスを用いたアッシングであり、該アッシング後に、前記電極材料層表面に形成された、少なくとも前記レジスト層（Ｉ）の灰化物もしくは前記電極材料層の化合物のいずれかを除去する工程であることを特徴とする回路基板の製造方法によっても達成可能である。
【実施例】
【００３６】
（実施例１）
図１は、実施例１における回路基板の製造プロセスのフローを示す図、図２はプロセス途中での断面図の模式図である。まず、基板としてＳｉウェハを使用し、その上に熱酸化により厚さ数μｍ程度の絶縁性表面２０１としてＳｉＯ2の酸化層を形成した。さらに、酸化層上に、スパッタリングにより抵抗材料層２０２としてＴａＳｉＮを５０ｎｍの厚みで形成した。その後、電極材料層２０３として、Ｃｕを０．５質量％含むＡｌを用い、膜厚６００ｎｍに成膜して形成した（図２（ａ））。次に、電極材料層２０３の上にレジスト層（Ｉ）２０４を形成し、パターニングした（図２（ｂ））。その後、ＲＩＥによって電極材料層及び抵抗材料層をドライエッチングして素子分離を行い、配線層２０３ａ及び抵抗層２０２ａを形成した（図２（Ｃ））。その後、レジスト層（Ｉ）をＣＦ4、Ｏ2、メタノールガスを用いたプラズマアッシングで除去した。このとき、配線層表面には、アッシング条件によっては、一部フッ化アルミニウムが形成されている（不図示）。その後、配線層表面に残存したレジスト層（Ｉ）の灰化物やエッチング時の付着物のＡｌ化合物などを、ＴＭＡＨ（テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドロオキサイド）を用いて除去した。次に、レジスト層（ＩＩ）２０５を形成し、パターニングした後（図２（ｄ））、発熱素子の発熱部２０６となる配線層をウェットエッチングにて除去した（図２（ｅ））。ウェットエッチング液としては、ＴＭＡＨを主成分とする有機アルカリエッチング液を用いた。配線層表面にはフッ化アルミニウムが形成されているために、すばやくエッチングされ、形成された一対の電極のエッジ部はテーパ形状を有する構造となり、庇のような構造は見られなかった。また、レジスト層（Ｉ）の灰化物やエッチング時の付着物のＡｌ化合物などを、除去することによっても庇はできない、もしくは除去しない場合に比べて庇が形成される程度を低減させることができた。次に、レジスト層（ＩＩ）を除去した後、保護層２０７として膜厚３００ｎｍのＳｉＮをプラズマＣＶＤ法により成膜し（図２（ｆ））、その上に更に耐キャビテーション膜２０８として、Ｔａをスパッタリングにより成膜した。耐キャビテーション膜の不要な部分をドライエッチング法により除去することにより回路基板とした（図２（ｇ））。製造した回路基板の発熱素子上の保護膜及び耐キャビテーション膜の被覆性は良好であった。
【００３７】
（実施例２）
図３は、実施例２における回路基板の製造プロセスのフローを示す図である。まず、実施例１と同様に、Ｓｉ基板上に酸化層、抵抗材料層、電極材料層を形成した。電極材料層の上に、レジスト層（Ｉ）を形成し、パターニングした後、ＲＩＥによって素子分離を行い電極材料層及び抵抗材料層をドライエッチングして配線層及び抵抗層を形成した。その後、レジスト層（Ｉ）をＨ2Ｏ、Ｏ2によるアッシングにより除去した。このとき、配線層表面には、酸化アルミニウムが形成されている。その後、配線層表面に残存したレジスト層（Ｉ）の灰化物やエッチング時の付着物のＡｌ化合物などを、ＳＳＴ−Ａ１（東京応化製商品名、ポリマー除去剤）を用いて除去した。次に、真空中でアルゴンスパッタを用いて配線層表面の酸化アルミニウムを除去した後、ＣＦ4をプラズマ放電させて、配線層表面をフッ化アルミニウムにした。本手法によれば、実施例１に比べて配線層表面をより均一にフッ化させることができた。次に、レジスト層（ＩＩ）を形成し、パターニングした後、発熱素子の発熱部となる配線層をウェットエッチングにて除去した。形成された一対の電極のエッジ部は実施例１と同様にテーパ形状を有する構造となり、庇のような構造は見られなかった。なお、ウェットエッチング液としては、ＴＭＡＨを主成分とする有機アルカリエッチング液を用いた。次に、膜厚３００ｎｍのＳｉＮによる保護層をプラズマＣＶＤ法により成膜し、その上に更にＴａによる耐キャビテーション膜をスパッタリングにより成膜した。耐キャビテーション膜の不要な部分をドライエッチング法により除去することにより回路基板とした。製造した回路基板における発熱素子上の保護膜及び耐キャビテーション膜の被覆性は良好であった。
【００３８】
（実施例３）
図４は、実施例３における回路基板の製造プロセスのフローを示す図である。まず、実施例１と同様に、Ｓｉ基板上に酸化層、抵抗材料層、電極材料層を形成した。電極材料層の上に、レジスト層（Ｉ）を形成し、パターニングした後、ＲＩＥによって電極材料層及び抵抗材料層をドライエッチングして素子分離を行い配線層及び抵抗層を形成した。その後、レジスト層（Ｉ）をＯ2、ＣＦ4ガスによるアッシングにより除去した。このとき、配線層表面には、フッ化アルミニウムが形成されている。その後、配線層表面に残存したレジスト層（Ｉ）の灰化物やエッチング時の付着物のＡｌ化合物などを、ＳＳＴ−Ａ１（東京応化製商品名、ポリマー除去剤）を用いて除去した。次に、ＮＨ3をプラズマ放電させて、配線層表面に窒化アルミニウムを形成させた。このとき、配線層表面に形成された窒化アルミニウムは大気中に存在する程度の水分では溶解しない。次に、レジスト層（ＩＩ）を形成し、パターニングした後、発熱素子の発熱部となる配線層をウェットエッチングにて除去した。ウェットエッチング液としては、ＴＭＡＨを主成分とする有機アルカリエッチング液を用いた。このとき窒化アルミニウムはアルミニウムより速くエッチングされるため、形成された一対の電極のエッジ部はテーパ形状を有する構造となり、庇のような構造は見られなかった。次に、膜厚３００ｎｍのＳｉＮによる保護層をプラズマＣＶＤ法により成膜し、その上に更にＴａによる耐キャビテーション膜をスパッタリングにより成膜した。耐キャビテーション膜の不要な部分をドライエッチング法により除去することにより回路基板とした。製造した回路基板における発熱素子上の保護膜及び耐キャビテーション膜の被覆性は良好であった。
【００３９】
（比較例）
従来の回路基板の製造方法である図６に示す製造プロセスのフローにて回路基板を作製した。まず、実施例１と同様に、Ｓｉ基板上に酸化層、抵抗材料層、電極材料層を形成した。電極材料層の上に、レジスト層（Ｉ）を形成し、パターニングした後、ＲＩＥによって電極材料層及び抵抗材料層をドライエッチングして素子分離を行い配線層及び抵抗層を形成した。その後、レジスト層（Ｉ）をＯ2ガスによるアッシングにより除去した。このとき、配線層表面には、酸化アルミニウムが形成されている。次に、レジスト層（ＩＩ）を形成し、パターニングした後、発熱素子の発熱部となる配線層をウェットエッチングにて除去した。ウェットエッチング液としては、ＴＭＡＨを主成分とする有機アルカリエッチング液を用いた。次に、膜厚３００ｎｍのＳｉＮによる保護層をプラズマＣＶＤ法により成膜し、その上に更にＴａによる耐キャビテーション膜をスパッタリングにより成膜した。耐キャビテーション膜の不要な部分をドライエッチング法により除去することにより回路基板とした。
【００４０】
表１に、実施例１〜３および比較例で作製した回路基板におけるインク耐久性の比較、評価結果を示す。試験方法は、回路基板を液体吐出ヘッドにくみ、１００００回のインクの吐出を行った後、各回路基板上の発熱素子の断線数を調べた。各々の方法について、それぞれ母数は１０００００個とした。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
実施例１〜３のいずれにおいても断線数は比較例に比べて格段に向上し、更に耐久性に優れていた。
【００４３】
また、実施例１におけるアッシング条件を変更したり、ポリマー除去方法を変更したりすることにより、Ａｌ表面のフッ化アルミニウムと酸化アルミニウムの領域の面積比を変化させることが可能であり、フッ化アルミニウムがＡｌ表面に５ａｔ％以上存在すればインク耐久性の向上が見られた。
【００４４】
上記の実施例１〜３においては、Ｃｕを０．５質量％含むＡｌを用い、配線層の膜厚を６００ｎｍとしたが、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｔａ等のＡｌを含む材料を用いて配線層とした場合も同様の効果が見られた。また、配線層をＣｕで形成し、配線層表面をフッ化処理等した場合も同様の効果が得られた。また、配線層膜厚は２００ｎｍ〜１５０００ｎｍの範囲で有効であった。
【００４５】
さらに、保護層の膜厚が配線材料層の膜厚以下である場合には、比較例の製造方法において被覆性が極端に低下するため、有効であった。特に、配線層（電極）／保護層の比が１〜２の場合に、本発明のプロセスは有効であり、１．４〜１．６の場合が最も効果が大きかった。
【００４６】
また本発明においては、電極と、前記保護層との界面に形成される該電極を形成する材料の、フッ化物、窒化物、及び塩化物のいずれかが形成されていることが好ましい。その中でも、特にフッ化アルミニウムが好ましい。それは、フッ化物は塩化物に比べて水分が付着した場合のコロージョン（ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）が起こりにくく、窒化物に比べて水に対する溶解性が高いため、テーパーエッチングを行ない易く、また生成エネルギーが低いために容易に形成されやすいためである。
【００４７】
（液体吐出装置）
本発明の実施形態による液体吐出ヘッドは、例えば、上述した各実施形態による回路基板に、吐出口やそれに連通する液路を形成するために、成形樹脂やフィルムなどからなる天板などの吐出口形成部材を組合せれば作製できる。そして、インクを収納した容器を接続して、プリンター本体に搭載し、本体の電源回路から電源電圧を、画像処理回路から画像データをヘッドに供給すれば、インクジェットプリンタとして動作することになる。
【００４８】
図８は、本発明の液体吐出ヘッドの一実施形態を説明するための図であり、液体吐出ヘッドの一部分を示している。
【００４９】
本発明の回路基板１５２上には、電流が流れる電気信号を受けることで熱を発生し、その熱によって発生する気泡によって吐出口１５３からインクを吐出するための電気熱変換素子１４１が複数列状に配されている。この電気熱変換素子のそれぞれには、各電気熱変換素子を駆動するための電気信号を供給する配線電極１５４が設けられており、配線電極の一端側はスイッチ素子（不図示）に電気的に接続されている。
【００５０】
電気熱変換素子１４１に対向する位置に設けられた吐出口１５３へインクを供給するための流路１５５がそれぞれの吐出口１５３に対応して設けられている。これらの吐出口１５３および流路１５５を構成する壁が溝付き部材１５６に設けられており、これらの溝付き部材１５６を回路基板１５２に接続することで流路１５５と複数の流路にインクを供給するための共通液室１５７が設けられている。
【００５１】
図９は本発明の回路基板１５２を組み込んだ液体吐出ヘッドの構造を示すもので、枠体１５８に本発明の回路基板１５２が組み込まれている。この回路基板１５２上には前述のような吐出口１５３や流路１５５を構成する溝付き部材１５６が取り付けられている。そして、装置側からの電気信号を受け取るためのコンタクトパッド１５９が設けられており、フレキシブルプリント配線基板１６０を介して回路基板１５２の有する回路に、装置本体の制御器から各種駆動信号となる電気信号が供給される。
【００５２】
図１０は本発明の液体吐出ヘッドが適用される液体吐出装置の一実施形態を説明するためのものであり、インクジェット記録装置ＩＪＲＡの概観を示している。
【００５３】
駆動モータ９０１１の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア５０１１、５００９を介して回転するリードスクリュー５００５のら線溝５００４に対して係合するキャリッジＨＣは、ピン（不図示）を有し、矢印ａ、ｂ方向に往復移動される。
【００５４】
５００２は紙押え板であり、キャリッジ移動方向にわたって紙を記録媒体搬送手段であるプラテンに対して押圧する。５００７、５００８はフォトカプラでキャリッジのレバー５００６のこの域での存在を確認して駆動モータ９０１１の回転方向切換等を行うためのホームポジション検知手段である。記録ヘッドの前面をキャップするキャップ部材を支持する部材が設けられており、５０１３はこのキャップ内を吸引する吸引手段でキャップ内開口５０２３を介して記録ヘッドの吸引回復を行う。５０１７はクリーニングブレードで、５０１９はこのブレードを前後方向に移動可能にする部材であり、本体支持板５０１８にこれらは支持されている。ブレードは、この形態でなく周知のクリーニングブレードが本例に適用できることはいうまでもない。又、５０１２は、吸引回復の吸引を開始するためのレバーで、キャリッジと係合するカム５０２０の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切換等の公知の伝達手段で移動制御される。
【００５５】
これらのキャッピング、クリーニング、吸引回復は、キャリッジがホームポジション側領域にきたときにリードスクリュー５００５の作用によってそれらの対応位置で所望の処理が行えるように構成されているが、周知のタイミングで所望の作動を行うようにすれば、本例には何れも適用できる。上述における各構成は単独でも複合的に見ても優れた発明であり、本発明にとって好ましい構成例を示している。
【００５６】
尚、本装置は、電源電圧や画像信号や駆動制御信号などを回路基板１５２に供給するための電気回路からなる制御器駆動信号供給手段（不図示）を有している。
【００５７】
又、本発明は、上述した各種実施形態に限定されるものではなく、上述した課題を解決できるものであれば、本発明の各構成要件を代替物や均等物に置換できることは明らかである。
【符号の説明】
【００５８】
４１  酸化層
４２  抵抗層
４３  配線層
４４  抵抗部
４５  保護層
４６  Ｔａ膜
４９  庇
６１  酸化層
６２  抵抗層
６３  配線層
６４  発熱部
６５  保護層
６６  耐キャビテーション膜
２０１  絶縁性表面
２０２  抵抗材料層
２０２ａ  抵抗層
２０３  電極材料層
２０３ａ  配線層
２０４  レジスト層（Ｉ）
２０５  レジスト層（ＩＩ）
２０６  発熱素子の発熱部
２０７  保護層
２０８  耐キャビテーション膜
１４１  電気熱変換素子
１５２  回路基板
１５３  吐出口
１５４  配線電極
１５５  流路
１５６  溝付き部材
１５７  共通液室
１５８  枠体
１５９  コンタクトパッド
１６０  フレキシブルプリント配線基板
５００２  紙押え板
５００４  ら線溝
５００５  リードスクリュー
９０１１  駆動モータ
５００５  リードスクリュー
５００６  レバー
５００７、５００８  フォトカプラ
５０１１、５００９  駆動力伝達ギア
５０１２  レバー
５０１３  吸引手段
５０１７  クリーニングブレード
５０１８  本体支持板
５０１９  部材
５０２０  カム
５０２３  キャップ内開口
９０１１  駆動モータ
ＩＪＲＡ  インクジェット記録装置
ＨＣ  キャリッジ
【図１】
2010287899.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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