(57)【要約】【課題】本発明は、例えばインクジェット方式のプリンタに適用して、半導体基板に貫通孔を作成することなく犠牲層を溶解液により溶解除去してインク液室等を作成する構成において、溶解液による信頼性の劣化を有効に回避することができるようにする。【解決手段】犠牲層の溶解液から電極７０を保護する保護層８８を電極７０に設ける。【選択図】        図１
2010036376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を保持する液室と、
前記液室に前記液体を導く流路と、
前記液室の圧力を可変して、前記液室に保持した液体の液滴をノズルから吐出させる駆動素子とを有し、
前記駆動素子は、
所定の基板上に設けられ、前記基板上に作成された電極を介して駆動され、
少なくとも前記液室及び流路は、
前記基板上に、前記液室及び流路の形状による犠牲層を作成した後、全体を被覆層で被覆し、前記犠牲層を溶解する溶解液により前記犠牲層を溶解して作成され、
前記電極に、前記溶解液から前記電極を保護する保護層が作成された
液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記保護層は、
金メッキ層である
請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記保護層は、
前記金メッキ層の下地に、バリアメタル層が作成された
請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記保護層は、
膜厚１〜２〔μｍ〕により作成された
請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
所望の液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドを有し、
前記液滴吐出ヘッドは、
前記液滴の液体を保持する液室と、
前記液室に前記液体を導く流路と、
前記液室の圧力を可変して、前記液滴をノズルから吐出させる駆動素子とを有し、
前記駆動素子は、
所定の基板上に設けられ、前記基板上に作成された電極を介して駆動され、
少なくとも前記液室及び流路は、
前記基板上に、前記液室及び流路の形状による犠牲層を作成した後、全体を被覆層で被覆し、前記犠牲層を溶解する溶解液により前記犠牲層を溶解して作成され、
前記電極に、前記溶解液から前記電極を保護する保護層が作成された
液滴吐出装置。
【請求項６】
前記保護層は、
金メッキ層である
請求項５に記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
前記保護層にバンプが設けられ、
前記バンプを介して配線基板を前記電極に接続して前記駆動素子を駆動する
請求項６に記載の液滴吐出装置。
【請求項８】
所定の基板上に、液室の圧力を可変して、前記液室に保持した液体の液滴をノズルから吐出させる駆動素子を配置する駆動素子配置ステップと、
前記駆動素子を駆動するための電極を前記基板上に作成する電極作成ステップと、
前記基板上に、前記液室及び前記液室に前記液体を導く流路の形状による犠牲層を作成する犠牲層作成ステップと、
前記基板を被覆層で被覆する被覆層作成ステップと、
前記犠牲層を溶解する溶解液により前記犠牲層を溶解して、前記液室及び前記流路を作成する犠牲層除去ステップとを有し、
前記電極作成ステップは、
前記電極に、前記溶解液から前記電極を保護する保護層を作成する
液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記保護層は、
金メッキ層である
請求項８に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記電極作成ステップは、
前記金メッキ層の下地に、バリアメタル層を作成する
請求項９に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの製造方法に関し、例えばインクジェット方式のプリンタに適用することができる。本発明は、犠牲層の溶解液から電極を保護する保護層を設けることにより、半導体基板に貫通孔を作成することなく犠牲層を溶解液により溶解除去してインク液室等を作成する構成において、溶解液による信頼性の劣化を有効に回避することができるようにする。
【背景技術】
【０００２】
従来、液滴吐出ヘッドであるインクジェット方式のプリンタヘッドは、駆動素子によりインク液室の圧力を可変し、インク液室に保持したインクの液滴をノズルから吐出させる。サーマル方式のプリンタヘッドは、この駆動素子に発熱素子が適用され、複数の発熱素子が、各発熱素子を駆動する駆動回路と共に半導体基板上に一体に作成される。またサーマル方式のプリンタヘッドは、通常、この半導体基板上に、インク液室、インク流路、ノズルを構成する部材を配置して作成される。
【０００３】
ここで図１７は、このプリンタヘッドを示す断面図である。このプリンタヘッド１は、保持部材２にヘッドチップ３を配置して作成される。ここで保持部材２は、ヘッドチップ３を保持すると共に、ヘッドチップ３にインクを導く主インク流路を構成する部材である。保持部材２は、アルミニウム、ステンレス等の金属、又は樹脂等を用いた機械加工により作成される。保持部材２は、ヘッドチップ３保持側端とは逆側に、インクタンクからのインクを供給するインク供給口４が設けられ、またこのインク供給口４に連通する主インク流路５が設けられる。
【０００４】
ヘッドチップ３は、半導体製造工程により発熱素子８、発熱素子８を駆動する駆動回路等が半導体基板６上に作成され、この半導体基板６上に配置された被覆層７により、インク液室９、各インク液室９に主インク流路５からのインクを導く副インク流路１０、ノズルＮが作成される。なお図１７において、ヘッドチップ３は、半導体基板６に作成された貫通孔１２を介して、主インク流路５と副インク流路１０が接続される。
【０００５】
ここで特許第３３４３８７５号公報には、ヘッドチップ３の作成方法が提案されている。すなわち特許第３３４３８７５号公報に提案の手法では、半導体製造工程により半導体基板６上に、複数のヘッドチップの発熱素子８、駆動回路等を作成する。続いてフォトレジスト等の感光性樹脂を半導体基板６上に塗布した後、フォトリソグラフィーにより、この感光性樹脂をパターンニングして副インク流路１０、インク液室９の形状による犠牲層を作成する。さらにこの犠牲層の上層に、スピンコート等により樹脂を塗布し、被覆層７を配置する。
【０００６】
特許第３３４３８７５号公報に提案の手法では、続いてドライエッチング等により被覆層７にノズルＮを作成した後、ウエットエッチング等により半導体基板６の裏面から貫通孔１２を作成する。続いてこの貫通孔１２を介して、溶解液により犠牲層を溶解除去し、副インク流路１０、インク液室９を作成する。
【特許文献１】特許第３３４３８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながらこの特許第３３４３８７５号公報に提案の手法では、半導体基板６に貫通孔１２を作成するために、製造工程が複雑化し、製造時間が長くなる欠点がある。またその結果、プリンタヘッド１では、歩留まりが悪くなる欠点がある。
【０００８】
これにより半導体基板６に貫通孔１２を設けることなく、確実に犠牲層を溶解除去することが望まれ、さらに各インク液室にインクを導くことが望まれる。
【０００９】
図１８（Ａ）は、これらの欠点を回避したヘッドチップの説明に供する断面図である。このヘッドチップ２１は、ヘッドチップ２１の端面からインクを供給するいわゆるエッジ供給方式により作成される。このヘッドチップ２１は、半導体製造工程により、半導体ウエハ上に複数のヘッドチップ２１の発熱素子８、駆動回路等がまとめて作成される。
【００１０】
このヘッドチップ２１は、半導体ウエハ上で、犠牲層２２、被覆層２３、ノズルＮが順次作成される。ヘッドチップ２１は、ノズルＮを作成する際に、併せて半導体ウエハを個々のヘッドチップに分離するダイシングライン上に、犠牲層２２を露出させる開口２７が作成される。ヘッドチップ２１は、この開口２７を介して溶解液により犠牲層２２が溶解除去されて副インク流路、インク液室が作成される。
【００１１】
その後、ヘッドチップ２１は、図１８（Ｂ）に示すように、ダイサー２６を用いたダイシングにより、上述したダイシングラインで個々のヘッドチップにスクライビング処理された後、所定の保持部材に保持されてプリンタヘッドに加工される。この図１８に示す構成によれば、半導体基板６に貫通孔１２を設けなくても、犠牲層を溶解除去することができ、また主インク流路から各インク液室にインクを導くことができる。
【００１２】
しかしながらこの図１８に示す構成では、犠牲層２２を除去する際に、半導体基板６の被覆層２３側を溶解液に曝すことが必要になる。ここで半導体基板６の被覆層２３側面には、電源、各種駆動用の信号を供給するためのパッド、各種の配線パターンが設けられている。従ってこの場合、パッド等が犠牲層２２の溶解液に曝されてしまうことになる。
【００１３】
ここでこれらパッド、配線パターンは、通常、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ等で作成される。これに対して犠牲層２２の溶解液は、感光性樹脂の溶解液であるアルカリ溶液が適用される。その結果、図１８の構成では、犠牲層２２を除去する際に、パッドの配線材料が犠牲層２２の溶解液に溶解し、その結果、十分な信頼性により電源等を供給することが困難になる問題がある。なお犠牲層２２の溶解時間が長い場合、パッドを構成する配線材料の溶解が、被覆層２３の下層に配置された配線パターンにまで及ぶことになり、この場合には、一段と信頼性が劣化することになる。
【００１４】
この問題を解決する１つの方法として、事前にレジスト等により保護層を作成し、この保護層により犠牲層２２の溶解液からパッドを保護することが考えられる。この方法の場合、犠牲層２２を除去した後、酸素プラズマ等を用いたドライエッチングプロセスにより保護層を除去することになる。
【００１５】
しかしながらこの方法の場合、保護層を除去する際に、被覆層２３等も併せてエッチングすることになり、その結果、ノズルの厚み、ノズル径等が変化する問題がある。このノズルの厚み、ノズル径等の変化は、半導体ウエハ内で必ずしも一様では無い。従って、この方法では、ヘッドチップ間でノズルの厚み、ノズル径がばらつくことになり、ヘッドチップ間で印画時の濃度のばらつき、インク液滴の着弾位置のずれが発生し、画質が劣化する恐れがある。
【００１６】
またこの方法の場合、酸素プラズマドライエッチングにより、被覆層２３において、インクに対する接触角が変化し、吐出面全体が親水性に変化する等の問題もある。
【００１７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、半導体基板に貫通孔を作成することなく犠牲層を溶解液により溶解除去してインク液室等を作成する構成において、溶解液による信頼性の劣化を有効に回避することができる液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの製造方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の課題を解決するため請求項１の発明は、液滴吐出ヘッドに適用して、液体を保持する液室と、前記液室に前記液体を導く流路と、前記液室の圧力を可変して、前記液室に保持した液体の液滴をノズルから吐出させる駆動素子とを有するようにする。前記駆動素子は、所定の基板上に設けられ、前記基板上に作成された電極を介して駆動され、少なくとも前記液室及び流路は、前記基板上に、前記液室及び流路の形状による犠牲層を作成した後、全体を被覆層で被覆し、前記犠牲層を溶解する溶解液により前記犠牲層を溶解して作成される。前記電極に、前記溶解液から前記電極を保護する保護層が作成される。
【００１９】
また請求項５の発明は、所望の液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置に適用して、前記液滴吐出ヘッドは、前記液滴の液体を保持する液室と、前記液体を導く流路と、前記液室の圧力を可変して、前記液滴をノズルから吐出させる駆動素子とを有するようにする。前記駆動素子は、所定の基板上に設けられ、前記基板上に作成された電極を介して駆動され、少なくとも前記液室及び流路は、前記基板上に、前記液室及び流路の形状による犠牲層を作成した後、全体を被覆層で被覆し、前記犠牲層を溶解する溶解液により前記犠牲層を溶解して作成される。前記電極に、前記溶解液から前記電極を保護する保護層が作成される。
【００２０】
また請求項８の発明は、液滴吐出ヘッドの製造方法に適用する。請求項８の発明は、所定の基板上に、液室の圧力を可変して、前記液室に保持した液体の液滴をノズルから吐出させる駆動素子を作成する駆動素子配置ステップと、前記駆動素子を駆動するための電極を前記基板上に作成する電極作成ステップと、前記基板上に、前記液室及び前記液室に前記液体を導く流路の形状による犠牲層を作成する犠牲層作成ステップと、前記基板を被覆層で被覆する被覆層作成ステップと、前記犠牲層を溶解する溶解液により前記犠牲層を溶解して、前記液室及び前記流路を作成する犠牲層除去ステップとを有する。前記電極作成ステップは、前記電極に、前記溶解液から前記電極を保護する保護層を作成する。
【００２１】
請求項１、請求項５、又は請求項８の構成によれば、電極に作成した保護層により、溶解液から電極を保護することができる。従って半導体基板に貫通孔を作成することなく犠牲層を溶解液により溶解除去してインク液室等を作成して、電極が溶解液に曝される場合であっても、この電極の損傷を防止することができ、溶解液による信頼性の劣化を有効に回避することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、半導体基板に貫通孔を作成することなく犠牲層を溶解液により溶解除去してインク液室等を作成する構成において、溶解液による信頼性の劣化を有効に回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。
【実施例１】
【００２４】
（１−１）全体構成
図２は、本発明の実施例１のプリンタを示す斜視図である。このプリンタ３１は、ラインプリンタであり、各部が長方形状の筐体３２に収納される。プリンタ３１は、筐体３２の正面に形成されたトレイ出入口に用紙トレイ３３が装着される。
【００２５】
プリンタ３１は、所定の機構によりこの用紙トレイ３３に収納した用紙３４が給紙ローラ３６に押し当てられ、この給紙ローラ３６の回転により、矢印Ａで示すように、用紙３４が用紙トレイ３３よりプリンタ３１の背面側に向かって送り出される。プリンタ３１は、この用紙送りの側に反転ローラ３７が配置され、この反転ローラ３７の回転等により、矢印Ｂで示すように、正面方向に用紙３４の送り方向が切り換えられる。
【００２６】
プリンタ３１は、この用紙送り方向が切り換えられてなる用紙３４が用紙トレイ３３の上を横切るように拍車ローラ３８等により搬送され、矢印Ｃで示すように、プリンタ３１の正面側に配置された排出口より排出される。プリンタ３１は、この拍車ローラ３８から排出口までの間に、矢印Ｄにより示すように、ヘッドカートリッジ４０が交換可能に配置される。
【００２７】
ここでヘッドカートリッジ４０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインク液滴を吐出させるプリンタヘッド４１が所定形状のホルダー４２の下面側に配置され、このホルダー４２に順次イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインクカートリッジＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋが配置される。これによりプリンタ３１は、ヘッドカートリッジ４０に設けられたプリンタヘッド４１から吐出するインク液滴を搬送中の用紙３４に付着し、所望の画像等を印刷する。
（１−２）プリンタヘッドの構成
ここで図３は、プリンタヘッド４１を下面側から見て示す平面図である。プリンタヘッド４１は、複数のヘッドモジュール５２をねじ５３によりヘッドフレーム５１に固定して作成される。ここでヘッドフレーム５１は、ヘッドモジュール５２の保持部材である。ヘッドフレーム５１は、所定板厚の金属板材を加工して作成され、用紙３４の送り方向と直交する方向に延長する印刷に供するインクにそれぞれ対応する４つの長孔５４が、用紙３４の送り方向に並列に設けられる。なおこの長孔５４は、ほぼこのプリンタヘッド１の印刷幅の長さ、及び一定幅により作成される。
【００２８】
ヘッドモジュール５２は、複数のヘッドチップ５５を一体化したユニットである。この実施例において、ヘッドモジュール５２は、１種類のインクについて、プリンタヘッド１の印刷幅の１／２の幅を印刷可能に、複数のヘッドチップ５５を一体化して作成される。ヘッドモジュール５２は、ヘッドフレーム５１に設けられた長孔５４にそれぞれ２個ずつ設けられ、これによりこのプリンタヘッド４１は、全体で８個のヘッドモジュール５２が設けられ、Ａ４サイズの用紙３４をカラー印刷可能に作成される。
【００２９】
より具体的に、ヘッドモジュール５２は、後述するヘッドチップ保持部材にヘッドチップ５５が実装された後、フレキシブル配線基板５６に各ヘッドチップ５５が接続される。ヘッドモジュール５２は、このヘッドチップ保持部材によりインクカートリッジのインクを各ヘッドチップ５５に導く主インク流路が形成され、またこのフレキシブル配線基板５６を介して各ヘッドチップ５５が駆動される。なおフレキシブル配線基板５６は、ヘッドチップ５５を配置する部位にそれぞれ矩形形状の開口部５６ａが設けられ、この開口部５６ａによりヘッドチップ５５に設けられたノズル列を露出させる。またフレキシブル配線基板５６は、この開口部５６ａに沿って配置された電極により、各ヘッドチップ５５と接続される。
【００３０】
ヘッドモジュール５２は、長孔５４の延長する方向に延長するように、長孔５４の幅方向のほぼ中央に、ヘッドチップ保持部材による主インク流路が形成され、この主インク流路を間に挟んでヘッドチップ５５が交互に連続するように、いわゆる千鳥配置によりヘッドチップ５５が配置される。
【００３１】
すなわち図４は、図３において、Ａ−Ａ線により切り取って示すプリンタヘッド４１の断面図である。プリンタヘッド４１は、ヘッドチップ保持部材６１にヘッドチップ５５が実装され、ヘッドチップ保持部材６１に設けられたインク供給口６２を介して、インクタンクから主インク流路６３にインクが供給される。ヘッドチップ５５は、半導体基板７１上に発熱素子６９等が作成された後、犠牲層、被覆層６５が順次作成される。ヘッドチップ５５は、続いて犠牲層が除去されて副インク流路６６、インク液室６７が作成される。ヘッドチップ５５は、この副インク流路６６が半導体基板７１の端面側に開口するように形成され、いわゆるエッジ供給方式により主インク流路６３から副インク流路６６にインクが供給される。
【００３２】
ヘッドチップ５５は、主インク流路６３とは逆側端に、フレキシブル配線基板５６との接続部６８が設けられ、この接続部６８に、フレキシブル配線基板５６との接続用電極（パッド）７０が設けられる。ヘッドチップ５５は、この電極７０を介して供給される電源等により発熱素子６９が駆動され、ノズルＮからインク液滴を吐出する。なおヘッドモジュール５２において、フレキシブル配線基板５６は、主インク流路６３を封止する封止部材としても機能するように、エポキシ等によりヘッドチップ５５、ヘッドチップ保持部材６１に接着されて保持される。
（１−３）ヘッドチップの製造工程
図１、図５〜図９は、ヘッドチップ５５の製造工程の説明に供する断面図である。この製造工程は、図５（Ａ）に示すように、Ｐ型シリコン基板７１を洗浄した後、シリコン窒化膜を堆積する。この製造工程は、続いてリソグラフィー工程、リアクティブイオンエッチング工程によりシリコン基板７１を処理し、これによりトランジスタを形成する所定領域以外の領域よりシリコン窒化膜を取り除く。これらによりこの製造工程は、シリコン基板７１上のトランジスタを形成する領域にシリコン窒化膜を形成する。
【００３３】
この製造工程は、続いて熱酸化工程により、シリコン窒化膜が除去されている領域に熱シリコン酸化膜を形成し、この熱シリコン酸化膜によりトランジスタを分離するための素子分離領域（ＬＯＣＯＳ：Local oxidation of silicon）７２を形成する。この製造工程は、続いてシリコン基板７１を洗浄した後、トランジスタ形成領域にタングステンシリサイド／ポリシリコン／熱酸化膜構造のゲートを形成する。さらにソース・ドレイン領域を形成するためのイオン注入工程、熱処理工程によりシリコン基板７１を処理し、ＭＯＳ型によるスイッチングトランジスタ７４、７５等を形成する。なおここでスイッチングトランジスタ７４は、３０〔Ｖ〕軽度の耐圧を有するＭＯＳ型ドライバートランジスタであり、発熱素子の駆動に供するものである。これに対してトランジスタ７５は、このドライバートランジスタを制御する集積回路を構成するトランジスタであり、５〔Ｖ〕の電圧により動作するものである。この工程は、続いてＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法によりＢＰＳＧ（Boro  Phosepho Silicate Glass ）膜７６を堆積し、層間絶縁膜を製作する。
【００３４】
続いてこの工程は、フォトリソグラフィー工程、ＣＦｘ系ガスを用いたリアクティブイオンエッチング法により、シリコン半導体拡散層（ソース・ドレイン）上に接続孔（コンタクトホール）７７を作成する。さらにシリコン基板７１を希フッ酸により洗浄し、スパッタリング法にて順次、膜厚２０〔ｎｍ〕のチタン膜、膜厚５０〔ｎｍ〕の窒化チタンバリアメタルを椎積する。さらにこの工程はシリコンを１〔ａｔ％〕添加してなるアルミニウムを６００〔ｎｍ〕を堆積する。さらに続いてフォトリソグラフィー工程、ドライエッチング工程を経、これにより１層目の配線パターン７８を作成する。これによりこの工程は、エレクトロマイグレーション耐性を強化した配線材料により配線パターン７８を作成し、この配線パターン７８により駆動回路を構成するＭＯＳ型トランジスタ７５を接続してロジック集積回路を形成する。
【００３５】
続いてこの工程は、ＣＶＤ法により層間絶縁膜であるシリコン酸化膜（いわゆるＴＥＯＳである）７９を堆積し、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing ）工程により、またはレジストエッチバック法により、このシリコン酸化膜７９を平滑化する。
【００３６】
この工程は、続いて図５（Ｂ）に示すように、層間絶縁膜を形成した後、スパッタリング法により所定膜厚でＴａ、Ｔａ2 Ｎ、ＴａＡｌ等による発熱抵抗素子材料を堆積し、フォトリソグラフィー工程、ドライエッチング工程により余剰な発熱抵抗素子材料を除去することにより、発熱素子６９を製作する。
【００３７】
続いてこの工程は、図６（Ａ）に示すように、ＣＶＤ法により所定膜厚でＳｉＮ又はＳｉＣを堆積し、これにより配線材料のドライエッチングから発熱素子６９を保護する保護層８１を作成する。ここでこの保護層８１は、十分な膜厚（１００〔ｎｍ〕以上）により作成される。
【００３８】
この工程は、続いて図６（Ｂ）に示すように、リソグラフィー工程の後、ＣＦｘ系ガスを主体としたプラズマによるドライエッチング工程によりこの保護層８１を処理し、配線パターンにより接続する部位を除いて、保護層８１が発熱素子６９上に局所的に配置されてなるようにする。
【００３９】
続いてこの工程は、フォトリソグラフィー工程、ＣＦｘ系ガスを用いたリアクティブイオンエッチング法により接続孔（コンタクトホール）８２を作成する。さらにシリコン基板７１を希フッ酸により洗浄し、図７（Ａ）に示すように、スパッタリング法にて順次、膜厚２０〔ｎｍ〕のチタン膜、膜厚５０〔ｎｍ〕の窒化チタンバリアメタルを堆積する。さらにこの工程は、シリコンを１〔ａｔ％〕添加してなるアルミニウムをスパッタリング法により所定膜厚だけ堆積する。これによりこの工程は、１層目の配線パターンとコンタクトホール８２により接続して、また発熱素子６９が露出してなる部位で発熱素子６９と接続して、配線材料膜８３を作成する。
【００４０】
このようにして配線材料膜８３を作成すると、この工程は、図７（Ｂ）に示すように、フォトレジスト工程の後、塩素系ガス主体のプラズマを利用した異方性ドライエッチングにより、２層目の配線パターン８４を作成する。この工程はこの２層目の配線パターン８４により、電源用の配線パターン、アース用の配線パターン、フレキシブル配線基板５６との接続用電極７０の配線パターンを作成し、またドライブトランジスタ７４を発熱素子６９に接続する。
【００４１】
この処理において、この工程は、配線材料膜８３を十分にオーバーエッチングするように、エッチングの時間が設定され、このオーバーエッチングにより、段差の部分に、配線材料が取り残されないようにし、このような配線材料が取り残されてなることによる配線パターン間のショートを十分に防止する。
【００４２】
続いてこの工程は、図８に示すように、インク保護層として機能するシリコン窒化膜８５を膜厚３００〔ｎｍ〕により堆積する。続いて図１に示すように、スパッタ法により膜厚２００〔ｎｍ〕のタンタル膜を堆積し、このタンタル膜により耐キャビテーション層８６を形成する。
【００４３】
続いてこの工程は、フォトリソグラフィー工程、ＣＦｘ系ガスを用いたドライエッチング法により、接続部６８に形成する接続用電極７０の部位に、電極作成用の開口を作成し、２層目の配線パターン８４を露出させる。さらにこの工程は、この開口の部位に、犠牲層を溶解除去する溶解液から接続用電極７０を保護する保護層８８を金メッキ層により作成する。
【００４４】
より具体的に、この工程は、図１０に示すように、スパッタ法によりＴｉＷを膜厚２００〔ｎｍ〕により成膜し、続いてスパッタ法により膜厚１００ｎｍによりＡｕを積層することにより金メッキ層の下地となるＵＢＭ（アンダーバリアメタル）層を作成する。その後、この工程は、フォトレジスト工程の後、電解メッキ法で膜厚１〔μｍ〕のＡｕメッキ層を堆積した後、レジストを除去し、Ａｕメッキ層をマスクとしたウエットエッチングにより電極７０以外の部位のＵＢＭ層を除去する。なおＡｕスパッタ膜のエッチングにはヨウ化アンモニウム溶液を使用し、ＴｉＷスパッタ膜のエッチングには過酸化水素水を使用した。
【００４５】
なおここで保護層８８は、犠牲層を溶解除去する溶解液から接続用電極７０を保護する構成であることから、この機能を発揮し得るのに十分な膜厚で足りる。この鑑点から、保護層８８は、１〔μｍ〕以上の膜厚により作成して十分に溶解液から接続用電極７０を保護することができる。
【００４６】
またこの実施例では、以降の工程において、犠牲層及び被覆層６５を作成する。ここで保護層８８の膜厚が大きくなると、犠牲層及び被覆層６５を均一な膜厚により作成することが困難になる。ここで犠牲層及び被覆層６５の膜厚がばらつくと、ノズルＮの厚みがばらつくことになり、各ノズルＮから吐出するインク液滴量がばらつき、その結果、印画品質が著しく劣化することになる。係る鑑点から、保護層８８は、保護層８８による接続部６８における凹凸が、接続部６８以外の部位における凹凸以下となるように、より具体的には、２〔μｍ〕以下の膜厚により作成される。なおこの判断は、６００〔ＤＰＩ〕による印刷の場合である。
【００４７】
続いてこの工程は、図９に示すように、犠牲層を作成した後、全体を覆うように被覆層６５を作成し、この被覆層６５の加工によりノズルＮを作成すると共に、接続部６８の電極７０を露出させる。さらに犠牲層を除去し、インク液室６７、副インク流路６６を作成する。その後、この工程は、スクライビング処理によりヘッドチップ５５を個々に分離する。この工程は、インク液室６７、副インク流路６６を作成した後、半導体ウエハの状態で、又は個々のヘッドチップに分離した状態で、各接続用電極７０に、金によるスタッドバンプが配置され、このスタッドバンプを介してフレキシブル配線基板５６が各ヘッドチップ５５に接続される。
【００４８】
（１−４）インク液室作成工程
図１１〜図１５は、犠牲層の作成からインク液室の作成までの工程の説明に供する図である。この工程は、図１１（Ａ）に示すように、インク液室６７、副インク流路６６の形状により犠牲層９０を作成する。この実施例では、半導体ウエハ上の隣接するヘッドチップ５５との間のダイシングラインまで延長するように犠牲層９０を作成する。
【００４９】
より具体的に、この工程は、フォトレジスト等の感光性樹脂をスピンコートにより一定膜厚で塗布した後、フォトリソグラフィーによりパターンニングして犠牲層９０を作成する。すなわちポジ型フォトレジストであるＰＭＥＲ−ＬＡ９００（東京応化工業（株）製）を膜厚１０〔μｍ〕によりスピンコートで塗布し、マスクアライナーで露光した後、現像液（水酸化テトラメチルアンモニウム３〔％〕水溶液）で現像し、純水でリンス処理して犠牲層９０を作成した。その後、レジストパターン上にマスクアライナーを用いて犠牲層９０を全面露光し、窒素雰囲気中で２４時間自然放置した。従ってこの段階において、接続部６８では、接続用電極７０が露出していることになる。
【００５０】
続いてこの工程は、図１１（Ｂ）に示すように、感光性レジストをスピンコートにより塗布し、全体を覆うように被覆層６５を作成する。より具体的に、光硬化型のネガ型フォトレジストをスピンコートによって膜厚１０〔μｍ〕により塗布し、被覆層６５を作成した。
【００５１】
続いてこの工程は、図１２（Ａ）に示すように、被覆層６５をパターンニングし、ノズルＮを作成し、また接続部６８から被覆層６５を除去する。またさらにダイシングライン上に、犠牲層９０を露出させる開口部９１を作成し、この開口部９１の部位に凹部９２を作成する。なお凹部９２は、詳細を後述する。具体的に、この工程は、マスクアライナーで被覆層６５を露光した後、現像液（ＯＫ７３シンナー：東京応化工業（株）製）により現像し、その後リンス液（ＩＰＡ）によってリンスを行った。なおノズルＮは、直径１５〔μｍ〕により作成した。
【００５２】
続いてこの工程は、図１２（Ｂ）に示すように、溶解液の液槽内に浸漬することにより、ノズルＮ及び開口部９１から犠牲層９０を徐々に溶解除去し、インク液室６７、インク流路６６を作成する。すなわち犠牲層９０を構成するポジ型フォトレジストに対して溶解性を有する有機溶剤（ＰＧＭＥＡ）に浸漬した状態で、超音波振動を加え、犠牲層９０を除去する。この場合、接続部６８では、接続用電極７０が露出しており、溶解液に曝されることになるものの、接続用電極７０に作成した保護層８８により接続用電極７０が溶解液から保護され、その結果、溶解液による信頼性の劣化を有効に回避することができる。
【００５３】
ここで図１３は、犠牲層９０を除去した状態におけるヘッドチップ５５を示す平面図である。ヘッドチップ５５は、主インク流路６３からのインクをそれぞれ個別にインク液室６７に導くように、インク液室６７毎に副インク流路６６が設けられる。なお各副インク流路６６は、インク液室６７の直前で一旦、共通化される。凹部９２は、副インク流路６６に主インク流路６３からインクを速やかに流入させるために、副インク流路６６のインク流入側の流路径を部分的に拡大する目的で設けられる。
【００５４】
なお半導体ウエハの段階でスタッドバンプを作成する場合、この工程は、続いて金バンプを接続用電極７０に配置する。
【００５５】
（１−５）ヘッドチップ実装工程
続いてこの工程は、図１４に示すように、ダイサーを用いてダイシングラインにより半導体ウエハをダイシングし、ヘッドチップ５５を個々に分離する。なお図１５は、図１３との対比により、個々に分離した後のヘッドチップ５５を示す断面図及び平面図である。
【００５６】
続いて図１６に示すように、この工程は、エポキシ接着剤を用いた接着によりヘッドチップ保持部材６１にヘッドチップ５５を実装する。なお接着条件は、１１０℃で１０分間の加熱硬化である。
【００５７】
続いてこの工程は（図４参照）、フレキシブル配線基板５６が配置され、主インク流路６３がフレキシブル配線基板５６により封止されると共に、ヘッドチップ５５がフレキシブル配線基板５６に接続される。なおこの封止は、例えばエポキシ樹脂、熱圧着等により実行される。
【００５８】
（２）実施例の動作
以上の構成において、プリンタ３１では（図２）、印刷に供する画像データ、テキストデータ等によるヘッドカートリッジ４０の駆動により、記録対象である用紙３４を所定の用紙送り機構により搬送しながら、ヘッドカートリッジ４０に設けられたプリンタヘッド４１からインク液滴が吐出され、このインク液滴が搬送中の用紙３４に付着して画像、テキスト等が印刷される。
【００５９】
これに対応してプリンタヘッド４１では（図３、図４）、インクカートリッジＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのインクがヘッドチップ５５のインク液室６７に導かれ、各インク液室６７に配置された駆動素子である発熱素子６９の駆動によりインク液室６７の圧力が可変し、この圧力の可変により各インク液室６７のインクがノズルＮからインク液滴により吐出される。
【００６０】
プリンタヘッド４１は（図１、図５〜図９）、半導体製造技術により複数の発熱素子６９、各発熱素子６９を駆動する駆動回路等が半導体基板７１上に作成された後、インク液室６７、インク流路６６が作成される。これによりプリンタヘッド４１は、高い精度により高解像度、高画質に印刷可能に作成される。また半導体ウエハ上に、複数のヘッドチップ５５が作成され、これにより半導体製造技術を利用して、効率良くプリンタヘッド４１を作成することができる。
【００６１】
しかしながら発熱素子６９、駆動回路等は、半導体製造技術をそのまま適用して半導体基板７１上に作成できるものの、インク液室６７、インク流路６６、ノズルＮにあっては、半導体基板７１上に作成される構造物であることから、直には、半導体製造技術を適用して作成し得ない。
【００６２】
そこでフォトリソグラフィーの技術を適用して（図１１〜図１３）、半導体基板７１上に、インク液室６７、インク流路６６の形状により犠牲層９０を作成した後、犠牲層９０を覆うように被覆層６５を作成し、その後、犠牲層９０を除去することにより、半導体基板７１上に、インク液室６７、インク流路６６の構造物を作成する。この場合、半導体製造技術により作成した半導体基板７１上に、精度良く、また複数のヘッドチップ５５についてまとめてインク液室６７等を作成することができる。
【００６３】
しかしながら半導体基板７１の表面側（インク液室６７側）から犠牲層９０を除去する場合には、ヘッドチップ５５を配線する配線用電極７０が犠牲層９０を溶解除去する溶解液に曝されることになり、半導体製造工程で使用するアルミニウム等による配線用電極７０にあっては、溶解液により損傷することになる。その結果、プリンタヘッド４１は、信頼性が劣化することになる。
【００６４】
またこれを避けるために半導体基板７１の裏面側から犠牲層９０を除去する場合には、半導体基板７１に貫通孔を作成することが必要になる（図１７）。しかして半導体基板７１に貫通孔を作成する場合には、製造工程が複雑化し、製造時間が長くなる等の欠点があり、極力、避けることが望まれる。
【００６５】
そこでこの実施例では、エッジ供給方式により各ヘッドチップ５５のインク流路６６に、主インク流路６３からインクを供給するようにして（図４）、半導体基板７１に貫通孔を設けなくても、各ヘッドチップ５５のインク液室６７にインクを供給できるようにする。
【００６６】
またさらに配線用電極７０には、溶解液からの損傷を保護する保護層８８が設けられ（図１、図１０）、この保護層８８により溶解液による配線用電極７０の損傷が防止され、溶解液による信頼性の劣化を有効に回避する。これらによりこの実施例では、半導体基板７１に貫通孔を作成することなく犠牲層９０を溶解液により溶解除去してインク液室６７等を作成する構成において、溶解液による信頼性の劣化を有効に回避することができる。
【００６７】
より具体的に、プリンタヘッド４１では、この保護層８８が金メッキ層であることにより、確実に溶解液による配線用電極７０の損傷を防止することができ、溶解液による信頼性の劣化を有効に回避することができる。
【００６８】
またさらにＴｉＷによるバリアメタル層を作成した後、金メッキ層を作成して保護層８８とすることにより、金メッキ層を強固に保持して信頼性を向上することができる。
【００６９】
しかしながらこの保護層８８の厚みが少ない場合には、十分に配線用電極７０を保護できない。これに対して余りに保護層８８の厚みが厚い場合には、犠牲層９０、被覆層６５を均一な厚さにより作成することが困難になり、インク液滴量にばらつきが発生する。
【００７０】
そこでこの実施例では、膜厚１〜２〔μｍ〕により保護層８８を作成し、十分に配線用電極７０を保護すると共に、犠牲層９０、被覆層６５を均一な厚みにより作成する。
【００７１】
（３）実施例の効果
以上の構成によれば、犠牲層の溶解液から電極を保護する保護層を設けることにより、半導体基板に貫通孔を作成することなく犠牲層を溶解液により溶解除去してインク液室等を作成する構成において、溶解液による信頼性の劣化を有効に回避することができる。
【００７２】
またこの保護層が金メッキ層であることにより、溶解液による信頼性の劣化を有効に回避することができる。
【００７３】
またこの金メッキ層の下地に、バリアメタル層を作成することにより、金メッキ層を強固に保持して信頼性を向上することができる。
【００７４】
また保護層を膜厚１〜２〔μｍ〕により作成することにより、十分に配線用電極を保護すると共に、犠牲層、被覆層を均一な厚みにより作成することができる。
【実施例２】
【００７５】
なお上述の実施例においては、被覆層のパターンニングによりノズルを作成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、インク液室、インク流路及びノズルの形状により犠牲層を作成した後、被覆層を作成し、その後、犠牲層の除去によりインク液室、インク流路と共にノズルを作成する場合にも広く適用することができる。
【００７６】
また上述の実施例においては、バンプにより配線用電極にフレキシブル配線基板を接続する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばワイヤボンディング等、種々の接続方法により配線用電極に配線を設ける場合に広く適用することができる。
【００７７】
また上述の実施例においては、フレキシブル配線基板により主インク流路を封止する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ニッケル、アリミニウム、ステンレス等の金属箔によるシート材等、専用の部材により封止するようにしてもよい。
【００７８】
また上述の実施例においては、駆動素子に発熱素子を使用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、圧電素子、静電アクチュエータ等の各種駆動素子を使用する場合にも広く適用することができる。
【００７９】
また上述の実施例においては、カラー印刷用のラインプリンタに本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば白黒印刷用のラインプリンタ等、種々のプリンタに広く適用することができる。
【００８０】
また上述の実施例においては、本発明をプリンタに適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、インク液滴に代えて液滴が各種染料の液滴、保護層形成用の液滴等である各種液滴吐出ヘッド、さらには液滴が試薬等であるマイクロディスペンサー、各種測定装置、各種試験装置、パターン描画装置等に広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、例えばインクジェット方式のプリンタに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施例１のプリンタに適用されるヘッドチップの製造の説明に供する断面図である。
【図２】本発明の実施例１のプリンタを示す斜視図である。
【図３】図２のプリンタに適用されるプリンタヘッドを示す平面図である。
【図４】図３のプリンタヘッドの断面図である。
【図５】図４のプリンタヘッドに適用されるヘッドチップの製造の説明に供する断面図である。
【図６】図５の続きの説明に供する断面図である。
【図７】図６の続きの説明に供する断面図である。
【図８】図７の続きの説明に供する断面図である。
【図９】図４のプリンタヘッドに適用されるヘッドチップを示す断面図である。
【図１０】図１のヘッドチップの接続部を示す断面図である。
【図１１】図３のプリンタヘッドにおけるインク液室作成工程の説明に供する断面図である。
【図１２】図１１の続きの説明に供する断面図である。
【図１３】図１２の工程により作成されるヘッドチップを示す平面図である。
【図１４】図１２の続きの説明に供する断面図である。
【図１５】図１４の工程により作成されるヘッドチップを示す図である。
【図１６】ヘッドチップの実装の説明に供する断面図である。
【図１７】従来のプリンタヘッドを示す断面図である。
【図１８】エッジ供給方式によるプリンタヘッドを示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１、４１……プリンタヘッド、３、２１、５５……ヘッドチップ、６、６４……半導体基板、７、２３、６５……被覆層、８、６９……発熱素子、９、６７……インク液室、１０、１２、６３、６６……インク流路、２２、９０……犠牲層、３１……プリンタ、６８……接続部、７０……接続用電極、８８……保護層、Ｎ……ノズル
【図１】
2010036376.tif 000003
【図２】
2010036376.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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