(57)【要約】【課題】  ポリシリコンや窒化シリコン膜上に堆積された膜を、ＣＤＥでエッチングする際に、プロセスの信頼性を向上させる。ＢＪの保護膜上のＴａ耐キャビテーション膜のＣＤＥ工程の信頼性向上。【解決手段】  ポリシリコンや窒化シリコン膜の上面に、プラズマＣＶＤで、薄いＳｉＯＮまたはＳｉＯｘを堆積し、エッチングストップ層を設ける。【選択図】  図２０
2006225745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成材料の中に窒化シリコンを主成分とする膜が積層される薄膜機能素子であって、窒化シリコン膜の表面に窒化シリコン膜よりも薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜が積層されていることを特徴とする薄膜機能素子。
【請求項２】
構成材料の中にシリコンを主成分とする膜が積層される薄膜機能素子であって、シリコン膜の表面に薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜が積層されていることを特徴とする薄膜機能素子。
【請求項３】
前記薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜は、２０００Ａ以下であることを特徴とする請求項第１項記載の薄膜機能素子。
【請求項４】
前記薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜は、５００Ａ以下であることを特徴とする請求項第１項記載の薄膜機能素子。
【請求項５】
前記薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜は、膜中の酸素濃度が４０ａｔｍ％以上であることを特徴とする請求項第１項記載の薄膜機能素子。
【請求項６】
前記薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜は、プラズマＣＶＤによって堆積されることを特徴とする請求項第１項記載の薄膜機能素子の製造方法。
【請求項７】
インクジェット記録ヘッドのヒーター保護膜として、窒化シリコンを主成分とする膜を堆積し、その表面に窒化シリコン膜よりも薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜を積層し、更にその上に耐キャビテーション膜としてＴａまたはＴａを含む合金の膜が形成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項８】
前記薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜は、２０００Ａ以下であることを特徴とする請求項第６項記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項９】
前記薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜は、５００Ａ以下であることを特徴とする請求項第６項記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１０】
前記薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜は、膜中の酸素濃度が４０ａｔｍ％以上であることを特徴とする請求項第６項記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１１】
前記薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜は、プラズマＣＶＤによって堆積されることを特徴とする請求項第７項記載のインクジェット機録ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
窒化シリコンを主成分とする膜上に他の材質の薄膜が堆積されていて、フッ素ラジカルを主成分とするドライエッチング（ケミカル・ドライ・エッチング ＣＤＥ）によりより他の材質の薄膜をパターニングする工程であって、窒化シリコン膜の表面に窒化シリコン膜よりも薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜を積層することによって、窒化シリコンを主成分とする膜のオーバーエッチングを防止することを特徴とする薄膜機能素子の製造方法。
【請求項１３】
前記薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜は、２０００Ａ以下であることを特徴とする請求項第１０項記載の薄膜機能素子の製造方法。
【請求項１４】
前記薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜は、５００Ａ以下であることを特徴とする請求項第１０項記載の薄膜機能素子の製造方法。
【請求項１５】
シリコン基板上インク吐出素子を形成する一連の工程において、絶縁層およびエッチングストップ層として窒化シリコンを主成分とする膜を形成する工程、前記窒化シリコンを主成分とする膜上に他の膜を形成し、ケミカル・ドライ・エッチング（ＣＤＥ）により前記窒化シリコン膜と選択的にエッチングする工程であって、窒化シリコンを主成分とする膜の表面に該膜よりも薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜を積層することによって、窒化シリコンを主成分とする膜のオーバーエッチングを防止することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１６】
前記選択エッチングされる膜は、窒化シリコン膜を主成分とするヒーター保護膜であることを特徴とする請求項第１３項記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１７】
前記選択エッチングされる膜は、Ｔａ膜を主成分とする耐キャビテーション膜であることを特徴とする請求項第１３項記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンまたは窒化シリコンを主成分とする膜が積層される薄膜機能素子、例えば各種のセンサー、サーマルヘッド、インクジェット記録ヘッド、半導体素子等の構成およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンまたは窒化シリコンを主成分とする膜の上に他の材質の薄膜等を堆積し、それを気相でエッチングしようとする時、一般にはリアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）やケミカル・ドライ・エッチングを用いて、エッチング時間を管理してエッチング膜厚を制御していた。
【０００３】
特開平５−１２９３１８には、バイポーラトランジスタの製造工程の中で、窒化膜のウエットエッチの際に、エッチングストップ層としてポリシリコン上に酸化膜を堆積する例が開示されている。特開平９−１３４９５６には、半導体基板の半導体基板の製造工程の中で、コンタクトホール上の反射防止膜のドライエッチの際に、シリコン酸化膜上にエッチングストップ層として窒化シリコン膜を堆積する例が開示されている。
【特許文献１】特開平５−１２９３１８
【特許文献２】特開平９−１３４９５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のＲＩＥやＣＤＥにおいて反応時間の管理で、エッチング膜厚を制御しようとすると、オーバーエッチングによってその下にあるシリコンまたは窒化シリコンを主成分とする膜も削れてしまったり、シリコンまたは窒化シリコンを主成分とする膜の表面が荒れてしまうというような問題もあった。また、エッチングストップ層を厚くつけると、下層の膜の物性が影響を受けて素子特性が変化してしまうこともあった。
【０００５】
ヒーターでインクを加熱するタイプのインクジェット記録ヘッドでは、アルカリ性のインクからヒーターを守るためにＳｉＮを保護膜として用いているが、その上の耐キャビテーション膜のＴａのＣＤＥの際に、ＳｉＮにダメージが及ぶことがあった。しかし、ＳｉＮの代わりにＳｉＯＮなどを用いると耐インク性が低下してしまうこともあった。また、ＳｉＮ上に厚いエッチングストップ膜をつけると、ヒーターの熱がインクに伝わりにくくなり、応答周波数を低下させてしまう恐れもあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記のような問題点は、本発明による構成材料の中に窒化シリコンを主成分とする膜が積層される薄膜機能素子であって、窒化シリコン膜の表面に窒化シリコン膜よりも薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜が積層されていることを特徴とする薄膜機能素子で解決される。
【０００７】
また、インクジェット記録ヘッドのヒーター保護膜として、窒化シリコンを主成分とする膜を堆積し、その表面に窒化シリコン膜よりも薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜を積層し、更にその上に耐キャビテーション膜としてＴａまたはＴａを含む合金の膜が形成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッドによって解決される。
【０００８】
さらに、シリコンまたは窒化シリコンを主成分とする膜上に他の材質の薄膜が堆積されていて、フッ素ラジカルを主成分とするドライエッチング（ケミカル・ドライ・エッチング ＣＤＥ）によりより他の材質の薄膜をパターニングする工程であって、シリコンまたは窒化シリコン膜の表面にシリコンまたは窒化シリコン膜よりも薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜を積層することによって、シリコンまたは窒化シリコンを主成分とする膜のオーバーエッチングを防止することを特徴とする薄膜機能素子の製造方法によって解決される。
【０００９】
（作用）
シリコンまたは窒化シリコンを主成分とする膜は、ＲＩＥでもＣＤＥでもエッチングされてしまう、そこで、シリコンまたは窒化シリコンを主成分とする膜の表面にＣＤＥでエッチングされにくい窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜を薄く堆積することによって、窒化シリコンを主成分とする膜の物性を維持したままで、エッチングプロセスの制御性を高め、膜へのダメージを減少させることが可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
以上述べたように本発明によれば、シリコンまたは窒化シリコンを主成分とする膜が積層される薄膜機能素子に、ＣＤＥのエッチングストップ層として窒化シリコン膜よりも薄い窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜を用いることにより、その上層の機能膜のＣＤＥプロセスで、シリコンまたは窒化シリコンを主成分とする膜のオーバーエッチングが抑制され、素子歩留りと信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実験１）
以下に、本発明に係わる実験について述べる。
【００１２】
図１と図３は、本実験に用いたサンプルの構成を示したものである。図１はＳｉ基板上１０１に、はプラズマＣＶＤのＳｉＮ１０２膜３０００Ａの表面に、プラズマＣＶＤのＳｉＯＮ膜（組成Ｓｉ  ３４％、Ｏ  ５９％、Ｎ  ３％）１０３を２００Ａ堆積し、その上にＴａとレジストが載っている構成である。図３はプラズマＣＶＤによるＳｉＮ膜１０２を３０００Ａ堆積しその上に、Ｔａ１０３を３０００Ａ堆積し、さらにその上にレジストでパターン１０５を形成した。これらのＴａをＣＤＥでエッチングした。エッチング条件はCF4/O2/N2=300/150/50sccm、圧力55Pa、RF=0.8KWであった。
【００１３】
図２と図４はエッチング後の断面を示したものである。図２では、Ｔａの下層膜は５０Ａくらいしかエッチングされていないのに対して、図４では６００Ａくらいのオーバーエッチングが見られた。
【００１４】
（実験２）
以下に、本発明に係わる実験について述べる。
【００１５】
図５と図７は、本実験に用いたサンプルの構成を示したものである。図５はプラズマＣＶＤのＳｉＮ膜２０２の３０００Ａの表面に、プラズマＣＶＤのＳｉＯＮ膜（組成Ｓｉ  ３５％、Ｏ  ５５％、Ｎ  ８％）２０３を３００Ａ堆積し、Ａｌ２０５を２０００Ａ堆積しパターニングして、さらにその上にＳｉＮ２０４を４０００Ａ堆積し、最上部にレジストでパターン２０６を形成した。図７はプラズマＣＶＤのＳｉＮ膜３０００Ａの表面に、その上に図５と同様にＡｌ、ＳｉＮとレジストが載っている構成である。これらの上層のＳｉＮをＣＤＥでエッチングした。エッチング条件はCF4/O2/N2=300/250/50sccm、圧力60Pa、RF=0.8KWであった。
【００１６】
図６と図８は、エッチング後の断面を示したものである。図６では、Ａｌの下層膜は１００Ａくらいしかエッチングされていないのに対して、図８では８００Ａくらいのオーバーエッチングが見られた。
【００１７】
（実験３）
次に、ＳｉＯＮ膜の組成を振って、ＣＤＥに対するエッチングレートを調べた。この時のＣＤＥ条件は、CF4/O2/N2=300/250/50sccm、圧力60Pa、RF=0.8KWとした。
【００１８】
表１は、Ｓｉ、Ｏ、Ｎの組成比とエッチングレートの関係を示したものである。Ｏの濃度が４０％以上の時、ＳｉＮとのエッチング選択比が大きくなっていることが判る。
【００１９】
（実施態様例）
図１は本発明による実施態様例を示す薄膜機能素子のベース基板の模式図である。基板としてはガラス、セラミック、金属、Ｓｉ、樹脂等が用いられる。
【００２０】
下層の膜１０１は、誘電率、耐圧等でＳｉまたはＳｉＮが主成分であることが必要とされる層で、組成や膜厚に制限はない。上層の膜１０２は、ＳｉＯＮ膜でＯの濃度が一般には３５％以上、好ましくは４０％以上、最適には５０％以上である。これが、ＣＤＥのストップ層として機能する。膜厚は、下層のＳｉまたはＳｉＮ膜の特性に影響を与えないようになるべく薄いほうが望ましい。
【００２１】
一方、ＣＤＥストップ層上には、被エッチング層の他の膜１０４が堆積される。これは、ＣＤＥでエッチングされる膜ならば、膜種に特に制限はない。膜厚が厚い場合には、基板面内の分布を考慮して、オーバーエッチングの時間を多めにとる必要があるので、ＣＤＥストップ層は相対的に厚く必要がある。
【００２２】
そこで、ある程度以上の厚さがないとＣＤＥのストップ層としての効果がない。被エッチング層の膜厚にもよるが、上層のＳｉＯＮ層の厚さは、一般には２０００〜３０００Å、好ましくは１０００〜２０００Å以上、最適には１００〜１０００Åである。
【００２３】
次に、本発明によるＳｉＮとＳｉＯＮの積層膜をインクジェット記録ノズルのプロセスに応用したプロセス例を図９〜２８を使って順を追って説明する。
【００２４】
（１）基板面方位（１１０）のシリコン基板３０１に、例えば熱酸化やＣＶＤ法などで絶縁膜３０２を形成し、フォトリソ技術によって図９（平面図  図２７）のようにインク供給口を設けるための所望のパターン３０３を形成する。
【００２５】
（２）ＡｌやＣｕ等の抵抗が低く、ＴＭＡＨ（テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドライド）等の異方性エッチング用エッチャントに対するエッチング速度が大きな金属を堆積、パターニングして、下層配線３０４と犠牲層３０５を形成する。エッチング犠牲層は、裏面からエッチングが進行してエッチャントが犠牲層に到達するとＳｉウエハよりエッチングレートが格段に速いので短時間にエッチングされ、犠牲層パターンに対応した開口部を開けることができるものである。この時のパターンは基板に対して垂直にエッチング穴があくように、狭角が７０．５度をなす平行四辺形とし、平行四辺形の長辺および短辺は（１１１）と等価の面に平行になるように配置する。
【００２６】
（３）基板表面上にエッチングストップ層３０６として、プラズマＣＶＤ法によって、ＳｉＮまたはＳｉＯＮ膜を堆積する。エッチングストップ層は、膜応力を調整するために２種以上の膜を積層しても良い。
【００２７】
積層されたエッチングストップ膜のトータルの膜厚は、好ましくは２０００Å〜１μｍ、さらに好ましくは３０００〜９０００Å、最適には４０００〜８０００Åである。また積層されたエッチングストップ膜のトータルの応力は、好ましくは２×１０ｅｘｐ−９dyne/cm2以下の引っ張り応力、より好ましくは１．８×１０ｅｘｐ−９dyne/cm2以下の引っ張り応力、最適には１．５×１０ｅｘｐ−９dyne/cm2以下の引っ張り応力である。
【００２８】
（４）プラズマＣＶＤ等を使って、ＳｉＮやＳｉＯＮ、ＳｉＯ２等の膜を堆積して層間絶縁膜３０７とする。さらに、層間絶縁膜にコンタクトホール３０８を形成する。
【００２９】
（５）インク供給口に合わせて、インク吐出圧力発生素子としてヒーター部３０９形成する。ヒーター材料としては、Ｔａ、ＴａＮ、ＴａＮＳｉ等などの金属膜をスパッターや真空蒸着等によって堆積しパターニングする。さらに電力供給用の上層電極３１０としてＡｌ、Ｍｏ、Ｎｉ，Ｃｕ等の金属膜を同様にして形成する。
【００３０】
（６）ヒーターには耐久性の向上を目的としてプラズマＣＶＤでＳｉＮ膜３１１を堆積し保護膜とする。
【００３１】
（７）さらに、ＣＤＥのストップ層３１２としてプラズマＣＶＤ法でＳｉＯＮを堆積する。この時の組成は、Ｓｉが３０〜４０％、Ｏが４０〜６５％、Ｎが０〜２０％である。この膜の膜厚は、一般には５０〜２０００Å、好ましくは１００〜１０００Å、最適には１５０〜５００Åである。
【００３２】
（８）この上に、耐キャビテーション膜３１３としてスパッター法等でＴａを堆積する。この膜の膜厚は、好ましくは１０００〜５０００Å、さらに好ましくは２０００〜４０００Å、最適には２５００〜３５００Åである。
【００３３】
（９）このＴａにレジストでパターンを形成し、ＣＤＥ法でエッチングする。エッチングには、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＣＨＦ３等のフロロカーボン系ガスやＯ２、Ｎ２を用いる。この時、上記ＣＤＥのストップ層３１２が機能して、下層のヒーター保護膜３１１がオーバーエッチングされるのを防止する。
【００３４】
また、配線とヒーターの形成の順番等に特に制限がないのは言うまでもない。
【００３５】
（１０）樹脂製のノズルの密着性を上げるためと、裏面をアルカリエッチャントから保護するために、耐食性の高い樹脂膜３１４を形成する。そして、ヒーター部とインク供給口部をパターニングする。
【００３６】
（１１）インク流路確保のために、強アルカリや有機溶剤等で溶解可能な樹脂でパターン３１５を形成する。このパターンは、印刷法や感光性樹脂によるパターニング等で形成する。
【００３７】
（１２）インク流路のパターンの上に、被覆樹脂層３１６を形成する。この被覆樹脂層は微細パターンを形成するので感光性レジストが望ましく、さらに流路を形成した樹脂層を除去する際のアルカリや溶剤等によって変形変質しない性質が必要である。
【００３８】
（１３）次に流路の被覆樹脂層３１６をパターニングして、ヒーター部３０９に対応したインク吐出口３１７と電極の外部接続部を形成する。この後、被覆樹脂層を光や熱等によって硬化する。
【００３９】
（１４）この基板のノズル形成面側を保護するためレジストで保護膜３１８を形成する。
【００４０】
（１５）裏面のＳｉＮまたはＳｉＯ２などをフォトリソ技術を使って、裏面のインク供給口のパターン部分３１９を除去しウエハ面を露出させる。このパターンの形状は、犠牲層とは鏡像関係（平面図２８）になるように形成する。裏面のエッチングマスク膜の製法は、プラズマＣＶＤに限定されるものではなく、ＬＰＣＶＤ法や常圧ＣＶＤ、熱酸化法などでも良い。
【００４１】
（１６）次に裏面の平行四辺形の狭角の近傍部分（裏面の平面図２８）に、エッチング先導孔３２０をあける。一般的には、レーザー加工などが用いられるが、放電加工、ブラスト等でも良い。
【００４２】
この先導孔は、エッチングストップ層に限りなく近くまであける。先導孔の深さは、一般には基板厚さの６０％以上、好ましくは７０％以上、最適には８０％以上である。また、基板を貫通してはならない。この先導孔によって、平行四辺形の狭角から発生する斜めの（１１１）面が抑制される。
【００４３】
（１７）この基板をアルカリ系エッチャント（ＫＯＨ、ＴＭＡＨ、ヒドラジン等）に浸け、（１１１）面が出るように異方性エッチングすると、平面形状が平行四辺形（（１００）基板の場合長方形）の貫通穴が形成される。
【００４４】
（１８）エッチングストップ層３０６のＳｉＮ等の膜をフッ酸等の薬液または、ドライエッチ等で部分的に除去してインク供給口を開口する。最後にインク流路形成材３１５を除去し、インクの流路３２２を確保する。
【００４５】
上記プロセスにおいて、基板の加工手順は特に限定されるものではなく、任意に選ぶことができる。
【実施例１】
【００４６】
図２は、本発明によるＳｉＮ膜の上にＣＤＥストップ層を持った機能性素子の一部の断面構造を示したものである。
【００４７】
５インチＳｉウエハ１０１上に、ＬＰＣＶＤ法によるＳｉＮ膜１０２が６０００Ａ堆積されており、その上にＣＤＥストップ層として、プラズマＣＶＤ法によるＳｉＯＮ膜１０３を２００Ａ形成した。ＳｉＯＮ膜の組成は、Ｓｉが３８、Ｏが４１％、Ｎが２１％であった。
【００４８】
その上に、プラズマＣＶＤでＳｉＮ膜を４０００Å堆積して、レジストでパターニング後にＣＤＥ法でエッチングして、ＳｉＮ膜パターン１０６を残したものである。
【実施例２】
【００４９】
図２９は、本発明によるｐｏｌｙ−Ｓｉ膜の上にＣＤＥストップ層を持った機能性素子の一部の断面構造を示したものである。
【００５０】
５０ｍｍ□のアルミナ基板４０１上に、ＬＰＣＶＤ法によるｐｏｌｙ−Ｓｉ膜４０２が１μｍ堆積されており、その上にＣＤＥストップ層として、プラズマＣＶＤ法によるＳｉＯＮ膜４０３を３００Ａ形成した。ＳｉＯＮ膜の組成は、Ｓｉが３４、Ｏが５８％、Ｎが８％であった。
【００５１】
その上に、プラズマＣＶＤでＳｉＮ膜を５０００Å堆積し、レジストでパターン形成後、ＣＤＥ法でエッチングして、ＳｉＮパターン４０４を残したものである。
【実施例３】
【００５２】
図２６は、本発明によるＳｉＮ膜の上にＣＤＥストップ層を持った機能性素子の一例としてインクジェット記録ヘッドの断面構造を示したものである。
【００５３】
５インチＳｉウエハ上に、ＳｉＯ２の蓄熱層３０２が７０００Å、Ａｌ下層配線３０４が２０００Å、層間絶縁膜としてプラズマＣＶＤ法によるＳｉＯＮ膜３０７が４０００Ａ堆積されており、ＴａＮＳｉヒーター膜３０９が５００Å、Ａｌ上層配線３１０が３０００Å、ヒーター保護膜３１１としてプラズマＣＶＤのＳｉＮ膜３０００Å、その上にＣＤＥストップ層３１２として、プラズマＣＶＤ法によるＳｉＯＮ膜が２００Ａ形成されている。ＳｉＯＮ膜の組成は、Ｓｉが３５％、Ｏが５２％、Ｎが１３％であった。さらに、Ｔａ膜１０００Åの耐キャビテーション膜３１３、密着向上樹脂膜３１４としてポリエーテルアミド系樹脂（HIMAL日立化成)を２μｍ、ノズル形成樹脂３１６として表２に示した感光性レジストを１６μｍを用いヒーター直上にノズル３１７を形成した。
【実施例４】
【００５４】
本発明によるインクジェット記録ノズルの実施例のプロセスフローを図９〜２８を使って順を追って説明する。
【００５５】
（１）３３０×１５０ｍｍ厚さ０．９ｍｍで基板面方位（１１０）、短辺の方位が（２１１）、長辺の方位が（１１１）のシリコン基板３０１に、熱酸化法でＳｉＯ2  ３０２を１４０００Å形成し、フォトリソ技術によって図９（平面図  図２７）のようにインク供給口を設けるための所望のパターン３０３を形成した。
【００５６】
（２）Ａｌ99.5Ｃｕ0.5を２０００Å堆積、パターニングして、下層配線３０４と犠牲層３０５を形成した。エッチング犠牲層は、裏面からエッチングが進行してエッチャントが犠牲層に到達するとＳｉウエハよりエッチングレートが格段に速いので短時間にエッチングされ、犠牲層パターンに対応した開口部を開けることができるものである。この時のパターンは基板に対して垂直にエッチング穴があくように、狭角が７０．５度をなす平行四辺形とし、平行四辺形の長辺および短辺は（１１１）と等価の面に平行になるように配置する。
【００５７】
犠牲層の長辺は３ｍｍ、幅は１６０μｍとした。
【００５８】
（３）基板表面上にプラズマＣＶＤでＳｉＮ膜を６０００Å堆積、パターニングしてエッチングストップ層３０６とした。
【００５９】
（４）プラズマＣＶＤを使って、ＳｉＮ膜を７０００Å堆積して層間絶縁膜３０７とした。さらに、ドライエッチンッグを使って層間絶縁膜にコンタクトホール３０８を形成する。
【００６０】
（５）インク供給口に合わせてＴａＳｉＮを６００Å堆積、パターニングしてインク吐出圧力発生用ヒーター部３０９形成した。さらに電力供給用の電極３１０としてＡｌＣｕ膜を形成した。
【００６１】
（６）次にヒーター保護膜３１１として、プラズマＣＶＤのＳＩＮを３０００Å堆積、パターニングした。
【００６２】
（７）さらに、ＣＤＥのストップ層３１２としてプラズマＣＶＤ法でＳｉＯＮを堆積する。この時の組成は、Ｓｉが３５％、Ｏが５５％、Ｎが８％とした。この膜の膜厚は、１５０Åとした。
【００６３】
（８）インクの発泡によるキャビテーションからヒーターを保護するため、Ｔａを３０００Å堆積パターニングして、耐キャビテーション膜３１３を形成した。
【００６４】
（９）樹脂製のノズルの密着性を上げるためと、裏面をアルカリエッチャントから保護するために、耐食性の高いポリエーテルアミド系樹脂膜（日立化成製  HIMAL）３１４を２μｍ塗布焼成して形成し、ヒーター部とインク供給口部をパターニングで露出させた。
【００６５】
（１０）インク流路確保のために、強アルカリや有機溶剤等で溶解可能な樹脂ポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化ＯＤＵＲ−１０１０）３１５をリソグラフィーを使ってパターンニングした。
【００６６】
（１１）インク流路のパターンの上に、表２に示した感光性樹脂を使ってインク流路被覆樹脂層３１６を形成した。
【００６７】
（１２）次に流路の被覆樹脂層をパターニングして、ヒーター部に対応したインク吐出口３１７と電極の外部接続部を形成する。この後、被覆樹脂層を熱によって硬化した。
【００６８】
（１３）この基板のノズル形成面側を保護するため耐食性レジストで保護膜（ＯＢＣ  東京応化）３１８を形成する。
【００６９】
（１４）裏面の樹脂製保護膜と絶縁膜をフォトリソ技術を使ってインク供給口のパターン部分３１９を除去しウエハ面を露出させる。このパターンの形状は、図２８のように犠牲層とは鏡像関係になるように形成する。
【００７０】
（１５）次に裏面の平行四辺形の狭角の近傍部分（裏面の平面図２８）に、ＹＡＧレーザーを用いてエッチング先導孔３２０を開けた。
【００７１】
この先導孔は、エッチングストップ層に出来るだけ近くまであける。この先導孔によって、平行四辺形の狭角から発生する斜めの（１１１）面が抑制される。
【００７２】
（１６）この基板をＴＭＡＨ（テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドライド）に９時間浸け、（１１１）面が出るように異方性エッチングした。
【００７３】
平面形状が平行四辺形の貫通穴が形成される。
【００７４】
（１７）図２４のようにエッチングストップ層３０６のＳｉＮ膜をＣＤＥ（ケミカルドライエッチ）で部分的に除去してインク供給口３２１を開口した。
【００７５】
（１８）図２５のように保護膜３１８を除去し、最後にインク流路形成材を除去し、インクの流路３２２を確保する。
【００７６】
このインクジェット記録ヘッドを使って、吐出周波数６ＫＨｚで５００時間の印字テストを行ったが、２７０ｍｍ幅全域にわたって、印字のカスレ、濃度ムラ、インクの不吐出のない高品位な印字物が得られた。
【００７７】
（比較例１）
ＣＤＥストップ層３１２を形成せず、他は実施例４と同様の工程でインクジェット機録ヘッドを形成したところ、Ｔａ膜のＣＤＥの際にＳｉＮの保護膜３１１の一部にオーバーエッチングが起こり、約２０時間でインクを吐出できないノズルが発生した。
【００７８】
（比較例２）
ＣＤＥストップ層３１２をスパッターで成膜したＳｉＣ膜２００Åとして、他は実施例４と同様の工程でインクジェット機録ヘッドを形成したところ、１０時間インク吐出実験をしたところで、Ｔａ膜と保護膜３１１／ＣＤＥストップ層３１２の間で、一部膜剥がれが発生し、インクを吐出できないノズルが発生した。
【００７９】
（比較例３）
ＣＤＥストップ層３１２をスパッターで成膜したＴｉＯ膜３００Åとして、他は実施例４と同様の工程でインクジェット機録ヘッドを形成したところ、３時間インク吐出実験をしたところで、Ｔａ膜と保護膜３１１／ＣＤＥストップ層３１２の間で、一部膜剥がれが発生し、インクを吐出できないノズルが発生した。
【実施例５】
【００８０】
以下に、本発明の他の実施例を説明する。
【００８１】
ＣＤＥストップ層３１２を、プラズマＣＶＤ法のＳｉＯ２膜１００Åとし、他は実施例４と同様の工程でインクジェット機録ヘッドを形成した。
【００８２】
このインクジェット記録ヘッドを使って、吐出周波数５ＫＨｚで５００時間の印字テストを行ったが、２７０ｍｍ幅全域にわたって、印字のカスレ、濃度ムラ、インクの不吐出のない高品位な印字物が得られた。
【００８３】
【表１】
2006225745.tif 000003
【００８４】
【表２】
2006225745.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明による機能性基板の構成および工程を示す概略図
【図２】本発明による機能性基板の構成および工程を示す概略図
【図３】比較例の機能性基板の構成を示す概略図
【図４】比較例の機能性基板の構成を示す概略図
【図５】本発明による機能性基板の構成および工程を示す概略図
【図６】本発明による機能性基板の構成および工程を示す概略図
【図７】比較例の機能性基板の構成を示す概略図
【図８】比較例の機能性基板の構成を示す概略図
【図９】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図１０】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図１１】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図１２】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図１３】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図１４】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図１５】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図１６】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図１７】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図１８】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図１９】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図２０】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図２１】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図２２】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図２３】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図２４】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図２５】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図２６】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図２７】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図２８】本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す図
【図２９】本発明による機能性基板の構成および工程を示す概略図
【符号の説明】
【００８６】
１０１  基板
１０２  ＳｉＮ膜
１０３  ＳｉＯＮ膜
１０４  被エッチング膜
１０５  レジスト
２０１  基板
２０２  ＳｉＮ膜
２０３  ＳｉＯＮ膜
２０４  ＳｉＮ膜
２０５  Ａｌ
２０６  レジスト
３０１  基板
３０２  絶縁膜
３０３  インク供給口パターン
３０４  下層電極
３０５  犠牲層
３０６  エッチングストップ層
３０７  層間絶縁膜
３０８  コンタクトホール
３０９  ヒーター
３１０  上層電極
３１１  ＳｉＮ保護膜
３１２  ＳｉＯＮ膜
３１３  Ｔａ耐キャビテーション膜
３１４  樹脂膜
３１５  インク流路形成部材
３１６  ノズル形成樹脂
３１７  吐出口
３１８  エッチング保護膜
３１９  インク供給口
３２０  レーザー加工先導孔
３２１  インク供給口
３２２  インク流路
４０１  アルミナ基板
４０２  ポリシリコン膜
４０３  ＳｉＯＮ膜
４０４  ＳｉＮ膜
【図１】
2006225745.tif 000005
【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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【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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