(57)【要約】【課題】バリアメタル層の幅寸法精度を保持しつつ、端部に順テーパー形状を形成し、バリアメタル層及び配線層の腐食を抑えて、信頼性の高い液体吐出ヘッド用基板を形成できる製造方法を提供する。【解決手段】半導体基板上にバリアメタル層を形成する工程と、前記バリアメタル層上にレジストマスクを形成する工程と、前記バリアメタル層の直下の層の上面に到達しないように、前記レジストマスクの開口部から露出する前記バリアメタル層に対してドライエッチングを行う工程と、前記バリアメタル層の直下の層の上面に到達するように、前記ドライエッチングを行う工程の後に残る前記バリアメタル層に対してウェットエッチングを行う工程と、前記レジストマスクを剥離する工程とを含む、半導体基板の製造方法。【選択図】図１
2019147353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上にバリアメタル層を形成する工程と、
前記バリアメタル層上にレジストマスクを形成する工程と、
前記バリアメタル層の直下の層の上面に到達しないように、前記レジストマスクの開口部から露出する前記バリアメタル層に対してドライエッチングを行う工程と、
前記バリアメタル層の直下の層の上面に到達するように、前記ドライエッチングを行う工程の後に残る前記バリアメタル層に対してウェットエッチングを行う工程と、
前記レジストマスクを剥離する工程とを含む、半導体基板の製造方法。
【請求項２】
前記ドライエッチングによる前記バリアメタル層の厚み方向のエッチング量が、前記ウェットエッチングによる前記バリアメタル層の厚み方向のエッチング量より大きい、請求項１に記載の半導体基板の製造方法。
【請求項３】
前記バリアメタル層を形成する工程で形成された前記バリアメタル層の膜厚の７０％以上を前記ドライエッチングでエッチングし、前記バリアメタル層を形成する工程で形成された前記バリアメタル層の膜厚の３０％以下の残りの部分を前記ウェットエッチングでエッチングする、請求項１に記載の半導体基板の製造方法。
【請求項４】
配線層と、前記配線層上の絶縁層と、前記配線層及び前記絶縁層上のバリアメタル層と、前記バリアメタル層を介して前記配線層と電気的に接続される、前記バリアメタル層上の電極層と、を有する液体吐出ヘッド用基板の製造方法であって、
前記配線層及び前記絶縁層上にバリアメタル層を形成する工程と、
前記バリアメタル層上にレジストマスクを形成する工程と、
前記絶縁層に到達しないように、前記レジストマスクの開口部から露出する前記バリアメタル層に対してドライエッチングを行う工程と、
前記絶縁層に到達するように、前記ドライエッチングを行う工程の後に残る前記バリアメタル層に対してウェットエッチングを行う工程と、
前記レジストマスクを剥離する工程と、
前記ウェットエッチングを行う工程の後に残る前記バリアメタル層上に前記電極層を形成する工程とを含む、液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
【請求項５】
前記ドライエッチングによる前記バリアメタル層の厚み方向のエッチング量が、前記ウェットエッチングによる前記バリアメタル層の厚み方向のエッチング量より大きい、請求項４に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
【請求項６】
前記バリアメタル層を形成する工程で形成された前記バリアメタル層の膜厚の７０％以上を前記ドライエッチングでエッチングし、前記バリアメタル層を形成する工程で形成された前記バリアメタル層の膜厚の３０％以下の残りの部分を前記ウェットエッチングでエッチングする、請求項４に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
【請求項７】
前記バリアメタル層の外周端部を覆うように前記電極層を形成する、請求項４から６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
【請求項８】
前記バリアメタル層の外周端部がテーパー形状に形成され、該テーパー形状の端部を覆うように前記電極層を形成する、請求項４から７のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
【請求項９】
前記バリアメタル層の外周端部の前記テーパー形状のテーパー角が３０°以上７０°未満である、請求項８に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
【請求項１０】
前記電極層が前記バリアメタル層外周の前記絶縁層の上面に接触するように前記電極層を形成する、請求項４から９のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
【請求項１１】
前記電極層を加工して電極パッドを形成する工程を有し、
前記電極パッドは、前記バリアメタル層の外周端部を覆い、前記バリアメタル層外周の前記絶縁層の上面に接触している、請求項１０に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
【請求項１２】
前記電極層がＡｕ層である、請求項４から１１のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板の製造方法、及び、液体吐出ヘッド用基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
吐出口から液滴の吐出を行う液体吐出ヘッドの液体吐出方式として、熱エネルギーを液体に作用させて、液滴吐出の原動力を得るという方式がある。この液体吐出方式では、熱エネルギーの作用を受けた液体が過熱されて気泡を発生し、この気泡の発生に基づく作用力によって、液体吐出ヘッド部先端のオリフィスから液滴が吐出される。この液滴が被記録部材に付着して情報の記録が行われる。
【０００３】
このような液体吐出方式の記録方法に適用される液体吐出ヘッドは、一般に、液体を吐出するオリフィスと、このオリフィスに連通する気泡発生部を有する。この気泡発生部は熱エネルギーが液体に作用する熱作用部と、この熱作用部を構成の一部とする液流路を有している。さらに、この気泡発生部は、熱エネルギーを発生する手段である熱変換体としての発熱抵抗体層と、それを吐出液体（インク）から保護する上部保護層と、蓄熱のための下部層を具備している。
【０００４】
この液体吐出ヘッド用の素子基板は、電気的接続を行う電極パッド部を有し、外部から電力が供給され、液体を加熱して吐出を行う加熱素子が制御されている。
【０００５】
この電極パッド部は、電気的接続を行う配線層と、高融点金属などのバリアメタル層と、Ａｕ層から構成されている。この電極パッド部の形成工程においては、バリアメタル層及びＡｕ層はそれぞれウェットエッチングにより加工され、バリアメタル層の端部が露出した構成となる。
【０００６】
一方、特許文献１は、密着度確保・拡散防止層（Ｃｒ膜とＰｔ膜の積層膜等）と、パッド電極を構成する導電層（Ａｕ膜等）とで構成される積層金属層を有する半導体圧力センサ装置を開示している。そして、この積層金属層の端面が半導体基板側に向かって広がる順テーパー形状である構成を開示している。このテーパー形状の構成は、イオンミリング方式で積層金属層の端部をドライエッチングすることにより形成されている。このような方法によれば、ウェットエッチングで加工をした場合のサイドエッチングによる微小隙間の形成を防止でき、腐食を抑制できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１０９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
液体吐出ヘッドの製造過程では、様々な溶剤を用いて加工が行われる。その際に、パッド電極を構成するバリアメタル層の端部が露出していると、バリアメタル層の露出部が溶媒に溶解し、さらに溶解が進むと配線層が腐食する場合がある。
【０００９】
また、イオンミリング方式によりバリアメタル層の端部形状を順テーパー形状に加工する方法は、十分に腐食防止効果のあるテーパー形状を得ることが困難である。また、所望の幅寸法精度を確保することが困難となる場合も想定される。さらに、下地の絶縁層とのエッチング選択比も考慮する必要があり、所望のテーパー形状を形成することが困難である。
【００１０】
そこで本発明の目的は、バリアメタル層の幅寸法精度を保持しつつ、端部に順テーパー形状を形成し、バリアメタル層及び配線層の腐食を抑えて、信頼性の高い液体吐出ヘッド用基板を形成できる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】
【００１１】
本発明の一態様によれば、半導体基板上にバリアメタル層を形成する工程と、前記バリアメタル層上にレジストマスクを形成する工程と、前記バリアメタル層の直下の層の上面に到達しないように、前記レジストマスクの開口部から露出する前記バリアメタル層に対してドライエッチングを行う工程と、前記バリアメタル層の直下の層の上面に到達するように、前記ドライエッチングを行う工程の後に残る前記バリアメタル層に対してウェットエッチングを行う工程と、前記レジストマスクを剥離する工程とを含む、半導体基板の製造方法が提供される。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、配線層と、前記配線層上の絶縁層と、前記配線層及び前記絶縁層上のバリアメタル層と、前記バリアメタル層を介して前記配線層と電気的に接続される、前記バリアメタル層上の電極層と、を有する液体吐出ヘッド用基板の製造方法であって、前記配線層及び前記絶縁層上にバリアメタル層を形成する工程と、前記バリアメタル層上にレジストマスクを形成する工程と、前記絶縁層に到達しないように、前記レジストマスクの開口部から露出する前記バリアメタル層に対してドライエッチングを行う工程と、前記絶縁層に到達するように、前記ドライエッチングを行う工程の後に残る前記バリアメタル層に対してウェットエッチングを行う工程と、前記レジストマスクを剥離する工程と、前記ウェットエッチングを行う工程の後に残る前記バリアメタル層上に前記電極層を形成する工程とを含む、液体吐出ヘッド用基板の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、バリアメタル層の幅寸法精度を保持しつつ、端部にテーパー形状を形成でき、バリアメタル層及び配線層の腐食が抑えられ、信頼性の高い液体吐出ヘッド用基板を形成できる液体吐出ヘッド用基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態による製造方法に従って形成する液体吐出ヘッド用基板の構造の説明図である（図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）はＡ−Ａ’線に沿った断面図）。
【図２】本発明の実施例１による液体吐出ヘッド用基板の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例２による液体吐出ヘッド用基板の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例３による液体吐出ヘッド用基板の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例３による液体吐出ヘッド用基板の製造方法の各工程（図４に続く工程）を示す断面図である。
【図６】比較例１による液体吐出ヘッド用基板の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図７】比較例２による液体吐出ヘッド用基板の製造方法の各工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態による製造方法に従って形成する液体吐出ヘッド用基板は、基板上の配線層と、この配線層上の絶縁層と、前記配線層及び前記絶縁層上のバリアメタル層と、前記バリアメタル層を覆う電極パッドを有する。
【００１６】
まず、この液体吐出ヘッド用基板の一例を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、液体吐出ヘッドの一例として、インクジェットヘッドを例示して説明する。
【００１７】
図１（ａ）に、本発明の実施形態による製造方法に従って形成された液体吐出ヘッド用基板の斜視図を示し、図１（ｂ）に、図１（ａ）中のＡ−Ａ’線に沿った断面図を示す。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、液体吐出ヘッド用基板の構成は、シリコン基板００１上に電極パッド００２と、ノズル樹脂材料００５が形成されている。ノズル樹脂材料００５には、インク吐出口００６と、インク吐出口につながるインク発泡室００４が形成されている。インク発泡室００４内のシリコン基板上には加熱ヒータ００３が形成され、またシリコン基板にはインク発泡室００４に連通するようにインク供給口００７が形成されている。
【００１９】
図１（ｂ）に示すように、電極パッド部の構成は、シリコン基板００１上に第一の絶縁層０１０が形成され、第一の絶縁層０１０の上に配線層０１１が形成され、配線層０１１の一部が露出するように第二の絶縁層０１２が形成されている。さらに配線層０１１の露出部を覆うようにバリアメタル層０１３が形成され、バリアメタル層０１３を覆うようにＡｕ層０１４（電極パッド００２）が形成されている。Ａｕ層０１４はバリアメタル層０１３を介して配線層０１１と電気的に接続されている。
【００２０】
以上の構成の製造過程において、バリアメタル層とＡｕ層のパターニングを別々に行って、バリアメタル層をその端部が露出しないようにＡｕ層で被覆できれば、溶剤による腐食を防ぐことができる。しかしながら、バリアメタル層の端部形状によってはＡｕ層で十分に被覆できない場合がある。そこで、バリアメタル層の外周端部が順テーパー形状（バリアメタル層の外周端面がシリコン基板側に向かって広がる形状）に形成して、その端部を電極層が十分に被覆しやすくする。このようにして電極パッド部を形成することにより、バリアメタル層及び配線層の腐食を抑えることができ、信頼性の高い液体吐出ヘッド用基板を製造することができる。
【００２１】
バリアメタル層の外周端部の順テーパー形状のテーパー角は、寸法精度の観点からは３０°以上が好ましく、３５°以上がより好ましく、被覆性の観点からは７０°未満が好ましく、６５°以下がより好ましい。テーパー角が３０°以上７０°未満の範囲となるようにバリアメタル層の外周端部をテーパー形状に形成することで、この端部を被覆するＡｕ層等の電極層の被覆性を良好にすることができる。ここで、テーパー角は、バリアメタル層の外周端面（エッチング面）のシリコン基板００１の平面に対するバリアメタル層の側の角度とする。テーパー角の測定は、FIB-SEM（Focused Ion Beam-Scanning Electron Microscope：集束イオンビーム走査電子顕微鏡）による断面観察により求めることができる。
【００２２】
上記の構成を有する液体吐出ヘッド用基板の製造方法は、半導体基板上にバリアメタル層０１３を形成する工程と、前記バリアメタル層上にレジストマスクを形成する工程と、前記バリアメタル層の直下の層（第二の絶縁層０１２）の上面に到達しないように、前記レジストマスクの開口部から露出する前記バリアメタル層に対してドライエッチングを行う工程と、前記バリアメタル層の直下の層（第二の絶縁層０１２）の上面に到達するように、前記ドライエッチングを行う工程の後に残る前記バリアメタル層に対してウェットエッチングを行う工程と、前記レジストマスクを剥離する工程とを含む。
【００２３】
前記レジストマスクを形成する工程は、前記バリアメタル層上にマスクとなるレジストを塗布する工程と、前記レジストに対してマスクパターンを露光し転写する工程と、前記レジストを現像してレジストマスクを形成する工程を含むことができる。
【００２４】
前記ドライエッチングは、バリアメタル層の外周端部をテーパー形状にしやすい等の観点から、等方性ドライエッチングであることが好ましい。このような等方性ドライエッチングは、ケミカルドライエッチング装置CDE-80N（製品名、芝浦メカトロニクス社製）を用いて行うことができる。この装置では、μ波リモートプラズマを用いた等方性エッチングが行われる。
【００２５】
前記バリアメタル層のエッチングにおいて、ドライエッチングは、ウェットエッチングに比べてバリアメタル層の外周端部をテーパー形状にしやすく、そのテーパー面（外周端部のエッチング面）をより傾けてテーパー角を小さくできる。このようなドライエッチングによればテーパー角を例えば３０°程度にまですることができる。ここで、ドライエッチングによりバリアメタル層の直下の層の上面に達するまでエッチングを行うと、直下の層とのエッチング選択比を確保することが難しいため、直下の層がエッチングされる恐れがある。また、直下の層の膜厚によっては直下の層がエッチングされることでさらにその下の層が露出する恐れもある。一方、ウェットエッチングにより前記バリアメタル層をエッチングする場合は、直下の層とのエッチング選択比を確保しやすく、バリアメタル層の直下の層がエッチングされることを抑えることができる。しかし、ウェットエッチングにより前記バリアメタル層をエッチングする場合は、ウェットエッチング時間が長いほどテーパー角が大きくなり、９０°近くにまでなる。このようなウェットエッチングにより前記バリアメタル層を直下の層の上面に達するまでエッチングを行うと、バリアメタル層の外周端部のエッチング面が基板平面に対して９０°近くになる。このようなバリアメタル層の外周端部は、配線層で良好に被覆することが困難である。そこで、本発明の実施形態の製造方法においては、前記バリアメタル層のエッチングをウェットエッチングだけでなく、ドライエッチングと組み合わせて行うことで、前記バリアメタル層の外周端部をテーパー形状にすることができる。その際、ドライエッチングの時間（エッチング量）とウェットエッチングの時間（エッチング量）を調整することで、テーパー形状を制御することができる。ドライエッチングの時間が長く、ウェットエッチングの時間が短いと、テーパー角が小さくなる傾向がある。
【００２６】
また、幅寸法精度に関しては、ドライエッチングに比べてウェットエッチングの方がサイドエッチング量（横方向のエッチング量、すなわち基板平面に平行な方向のエッチング量）が多い。このようなウェットエッチングにより前記バリアメタル層を直下の層の上面に達するまでエッチングを行うと、サイドエッチング量が大きくなり、所望の寸法精度を得ることが困難になる。そこで、ドライエッチングの時間を長くし、ウェットエッチングの時間を短くすることで、サイドエッチング量を抑えることができ、結果、所望の幅寸法精度をより確保しやすくなる。
【００２７】
以上の観点から、前記ドライエッチングによる前記バリアメタル層の厚み方向のエッチング量が、前記ウェットエッチングによる前記バリアメタル層の厚み方向のエッチング量より大きいことが好ましい。また、前記バリアメタル層を形成する工程で形成された前記バリアメタル層の膜厚の７０％以上を前記ドライエッチングでエッチングし、前記バリアメタル層を形成する工程で形成された前記バリアメタル層の膜厚の３０％以下の残りの部分を前記ウェットエッチングでエッチングすることがより好ましい。また、エッチングレートのバラツキを考慮すると、上記のエッチング量の比率にすることが好ましい。
【００２８】
上記の製造方法によれば、前記バリアメタル層の外周端部を覆うように前記電極層を形成することができる。その際、前記バリアメタル層の外周端部をテーパー形状に形成し、このテーパー形状の外周端部を覆うように電極層を形成することが好ましい。また、前記電極層は、前記バリアメタル層外周の前記絶縁層の上面に接触するように形成することが好ましい。また、上記の製造方法は、前記電極層を加工して電極パッドを形成する工程を有し、前記電極パッドは、前記バリアメタル層の外周端部を覆い、前記バリアメタル層外周の前記絶縁層の上面に接触することが好ましい。
【００２９】
第１の実施形態として、前記レジストマスクの剥離は、ウェットエッチング後に行うことができる（後述の実施例１、図２）。
【００３０】
あるいは第２の実施形態として、前記レジストマスクの剥離をウェットエッチング前に行うことができる。この実施形態では、バリアメタル層の厚みを、ウェットエッチング後において所定の厚みになるように十分な厚みに設定する（後述の実施例２、図３）。
【００３１】
また、第３の実施形態として、前記レジストマスク（第１のレジストマスク）の剥離をウェットエッチング前に行い、その後、第１のレジストマスクよりサイズの小さな第２のレジストマスクを形成する。すなわち、第２のレジストマスクを、そのサイズ（基板平面方向の幅）が目的のバリアメタル層の所定のサイズ（基板平面方向の幅）に対応するように形成し、この所定のサイズよりも第１のレジストマスクのサイズ（基板平面方向の幅）を大きくする。また、第２のレジストマスクは、第１のレジストマスクが形成されていた領域の内側に形成する。結果、第２のレジストマスクの外周にドライエッチングされていないバリアメタル層部分が配置される（図４（ｆ））。この第２のレジストマスク外周のバリアメタル層部分をテーパー形状の形成に利用する。このようにして形成された第２のレジストマスクをエッチングマスクとして用いて、前記バリアメタル層のウェットエッチングを行う（後述の実施例３、図４〜図５）。このようにしてウェットエッチングを行うことで、本実施形態の製造方法により形成されるバリアメタル層外周端部のテーパー角を、第１の実施形態の製造方法により形成されるバリアメタル層外周端部のテーパー角より小さくすることができる。例えばテーパー角を１０°程度小さくする（外周端部のテーパー面を１０°程度寝かせる）ことができる。このような効果を十分に得る観点から、第１のレジストマスクが形成されていた領域の外周縁に対して第２のレジストマスクの外周縁を少なくとも１μｍ以上内側に配置することが好ましい。
【実施例】
【００３２】
以下に、上記構成の電極パッド部を有する液体吐出ヘッド用基板の製造方法について実施例を示してさらに詳細に説明する。
【００３３】
（実施例１）
以下に実施例１を示して、本発明の実施形態による液体吐出ヘッド用基板の製造方法について図２を参照しながら詳細を説明する。図２（ａ）〜（ｊ）は、本発明の実施例１による液体吐出ヘッド用基板の電極パッド部の製造過程を示す断面図である。
【００３４】
図２（ａ）に示すように、シリコン基板００１上に、第一の絶縁層０１０を形成する。第一の絶縁層０１０は次のようにして形成することができる。まず、シリコン基板上にＣＶＤ（chemical vapor deposition）法で約５００ｎｍの膜厚で絶縁膜を形成し、続いてフォトリソグラフィ法によって絶縁膜を加工する。具体的には、レジストをエッチングマスクとなるように絶縁膜上に選択的に形成し、ＣＦ４を用いたリアクティブイオンエッチング法にて絶縁膜をエッチングした。続いてＯ２によるプラズマアッシング及びウェット剥離処理により、レジスト及びエッチング残渣物を除去した。このようにして絶縁膜を加工して得た第一の絶縁層０１０は、例えばＳｉＯを用いて形成することができる。第一の絶縁層の材料は、絶縁性材料であれば特に限定されるものではなく、例えばＳｉＮを用いてもよい。
【００３５】
次に、第一の絶縁層０１０の上に配線層０１１を形成する（図２（ａ））。配線層０１１は次のようにして形成することができる。まず、スパッタリング法で約２００ｎｍの膜厚で導電膜を形成し、続いてフォトリソグラフィ法によって導電膜を加工する。具体的には、レジストをエッチングマスクとなるように導電膜上に選択的に形成し、その後、酢酸とリン酸を混合したＡＬ用のエッチング液を用いたウェットエッチングを行って導電膜を選択的に除去した。その後Ｏ２によるプラズマアッシング及びウェット剥離処理により、レジスト及びエッチング残渣物を除去することで配線層０１１を得た。配線層０１１は、例えばＡｌを用いて形成することができるが、電気抵抗率が９×１０−８Ωｍ以下の導電性材料で有れば特に限定されるものではない。例えば金、銀、銅等を用いて形成してもよい。
【００３６】
続いて配線層０１１の一部が露出するように第二の絶縁層０１２を形成する（図２（ａ））。第二の絶縁層０１２は次のようにして形成することできる。まず、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法で約２００ｎｍの膜厚で絶縁膜を形成し、続いてフォトリソグラフィ法によって絶縁膜を加工する。具体的には、レジストをエッチングマスクとなるように絶縁膜上に選択的に形成し、ＣＦ４を用いたＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング法）にて絶縁膜をエッチングした。続いてＯ２によるプラズマアッシング及びウェット剥離処理により、レジスト及びエッチング残渣物を除去することで第二の絶縁層０１２を得た。第二の絶縁層０１２は、例えばＳｉＯを用いて形成することができる。第二の絶縁層の材料は、絶縁性材料で有れば特に限定されるものではなく、例えばＳｉＮやＳｉＣＮを用いてもよい。
【００３７】
次に、図２（ｂ）に示すように、第二の絶縁層０１２及び配線層０１１の上にバリアメタル層０１３を形成する。バリアメタル層０１３はスパッタリング法で、約２００ｎｍの膜厚で成膜した。バリアメタル層０１３の材料としては例えばＴｉＷを用いることができる。
【００３８】
続いて図２（ｃ）に示すように、バリアメタル層０１３の上にレジストマスク０１５ａを形成する。レジストマスク０１５ａは次のようにして形成した。まず、ポジ型レジストを用いて、スピンコート法で、約６μｍの膜厚で塗布を行った。その後、選択的にパターンが描かれたガラスマスクを用いてｉ線方式で露光を行い、続いて現像を行って露光部を溶解除去した。ポジ型レジストとしては、例えばＰＭＥＲ  Ｐ−ＬＡ３００  ＰＭ（製品名、東京応化工業社製）を用いることができる。本実施例に用いるポジ型レジストは、ｉ線露光可能な材料であれば特に限定されるものではなく、例えばＴＨＭＲ−ｉＰ−５７００（製品名、東京応化工業社製）等を用いることもできる。レジストの露光部を溶解する現像液は、例えばＮＭＤ−３（製品名、東京応化工業社製）を用いることができる。本実施例に用いる現像液は、レジストの露光部を溶解できるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＭＩＢＫ（製品名、林純薬製）等を用いることができる。
【００３９】
次に、図２（ｄ）に示すように、レジストマスク０１５ａの開口部において、バリアメタル層０１３の厚み方向の大部分を第二の絶縁層０１２が露出しないようにドライエッチングで除去する。
【００４０】
この時に第二の絶縁層０１２までイオンやラジカル等のエッチャントが到達しないようにドライエッチングする。これにより、ドライエッチングによって第二の絶縁層０１２がエッチングされることを防ぐことができる。ドライエッチングで除去したバリアメタル層０１３の厚さ（厚み方向のエッチング量）は約１５０ｎｍであり、残りのバリアメタル層の膜厚は約５０ｎｍとなる。バリアメタル層０１３の端部を順テーパー形状にするために、ドライエッチングで除去するバリアメタル層の厚さ（厚み方向のエッチング量）は、成膜時の膜厚の５０％より大きいことが好ましく、成膜時の膜厚の７０％以上がより好ましい。ドライエッチングで用いるエッチングガスとしては、ＣＦ４ガスを用いることができるが、バリアメタル層０１３を除去できれば特に限定されず、例えばＯ２、Ｎ２等を混合させたガスを用いることもできる。ドライエッチング装置としては、例えば、ケミカルドライエッチング装置ＣＤＥ−８０Ｎ（製品名、芝浦メカトロニクス社製）を用いることができ、この装置ではμ波リモートプラズマを用いた等方性エッチングが行われる。
【００４１】
続いて図２（ｅ）に示すように、レジストマスク０１５ａの開口部の残りのバリアメタル層０１３をウェットエッチングによって除去して、第二の絶縁層０１２を露出させる。
【００４２】
このウェットエッチング開始前（図２（ｄ））においては、バリアメタル層０１３の成膜時の２００ｎｍの厚みの内、１５０ｎｍの厚み分が先にドライエッチングで除去され、残りのバリアメタル層の厚みが約５０ｎｍとなっている。このように残りのバリアメタル層の厚みが薄いため、その薄いバリアメタル層部分の下の第二の絶縁膜を露出させるために必要なエッチング量が少なくてよく、エッチング時間を短くできる。そのため、横方向（基板平面方向）の寸法精度を維持でき、またドライエッチングの際に形成された端部の順テーパー形状も維持することができる。
【００４３】
このような順テーパー形状を形成する観点から、ウェットエッチングで除去するバリアメタル層の厚さ（厚み方向のエッチング量）は、成膜時の膜厚の５０％未満が好ましく、成膜時の膜厚の３０％以下がより好ましい。
【００４４】
ウェットエッチングで用いるエッチング液は３１％濃度の過酸化水素水を用いることができる。エッチング液の温度や濃度は特に限定されることはなく、除去する膜厚に応じて適宜選択することができる。
【００４５】
続いて図２（ｆ）に示すように、レジストマスク０１５ａを除去してバリアメタル層０１３の表面全体（下層に接していない面）を露出させる。この時、バリアメタル層０１３の端部は順テーパー形状となっている。順テーパーの角度（バリアメタル層端面の基板平面に対する角度）は約７０°未満に形成することができる。
【００４６】
レジストマスク０１５ａは、例えばマイクロポジットリムーバ１１１２Ａ（製品名、ロームアンドハース電子材料社製）等の剥離液を用いて剥離することができる。レジストマスクの剥離液は、使用したポジ型レジストの非露光部（マスク）を溶解できるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＯＫ−７３シンナー（製品名、東京応化工業社製）を用いることができる。
【００４７】
レジストマスクの剥離後にオーブンベーク処理を行った。処理温度は約１２０℃、処理時間は３０ｍｉｎとした。このようなオーブンベーク処理を行うことで、レジストマスクの剥離工程の水洗時に残留した水分を十分に揮発させて乾燥した状態にすることができる。
【００４８】
続いて図２（ｇ）に示すように、バリアメタル層０１３の露出面（下層と接触していない表面）の全体が覆われるようにＡｕ層０１４を形成する。Ａｕ層０１４はスパッタリング法で、約２００ｎｍの膜厚で成膜した。
【００４９】
続いて図２（ｈ）に示すように、Ａｕ層０１４の上にレジストマスク０１５ｂを形成する。レジストマスク０１５ｂは次のようにして形成した。まず、ポジ型レジストを用いて、スピンコート法で、約６μｍの膜厚で塗布を行った。その後、選択的にパターンが描かれたガラスマスクを用いてｉ線方式で露光を行い、続いて現像を行って露光部を溶解除去した。
【００５０】
ポジ型レジストとしては、例えばＰＭＥＲ  Ｐ−ＬＡ３００  ＰＭ（製品名、東京応化工業社製）を用いることができる。本実施例に用いるポジ型レジストは、ｉ線露光可能な材料であれば特に限定されるものではなく、例えばＴＨＭＲ−ｉＰ−５７００（製品名、東京応化工業社製）等を用いることもできる。レジストの露光部を溶解する現像液は、例えばＮＭＤ−３（製品名、東京応化工業社製）を用いることができる。本実施例に用いる現像液は、レジストの露光部を溶解できるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＭＩＢＫ（製品名、林純薬製）等を用いることができる。
【００５１】
続いて図２（ｉ）に示すように、レジストマスク０１５ｂをエッチングマスクとして利用してエッチングを行い、Ａｕ層０１４を選択的に除去する。Ａｕ層を除去した部分は第二の絶縁層０１２が露出する。このようにして、Ａｕ層０１４を電極パッド形状に加工した。この時、図２（ｉ）に示すように、Ａｕ層０１４は、バリアメタル層よりも横幅寸法（基板平面方向の寸法）が大きくなるように加工される。すなわち、加工後のＡｕ層０１４（電極パッド）の外周端部の下面が、第二の絶縁層０１２の上面と接触している。Ａｕ層０１４の加工は、ＡＵＲＵＭ（製品名、関東化学社製）等のヨウ素系エッチング液を用いたウェットエッチングにより行うことができる。本実施例に用いるエッチング液は、Ａｕをエッチングできる液であれば特に限定されず、ヨウ素を含むエッチング液として、例えばＰｕｒｅＥｔｃｈ ＡＵ（製品名、林純薬工業社製）を用いることもできる。
【００５２】
続いて図２（ｊ）に示すように、レジストマスク０１５ｂを除去し、Ａｕ層０１４の表面全体（上面及び端面）を露出させる。レジストマスク０１５ｂは、例えばマイクロポジットリムーバ１１１２Ａ（製品名、ロームアンドハース社製）を用いて剥離することができる。レジストマスクの剥離液は、使用したレジストの非露光部を溶解できる剥離液であれば特に限定されるものではなく、例えばＯＫ−７３シンナー（製品名、東京応化工業社製）を使用することができる。
【００５３】
レジストマスクの剥離後にオーブンベーク処理を行った。処理温度は約１２０℃、処理時間は３０ｍｉｎとした。このようなオーブンベーク処理を行うことで、レジストマスクの剥離工程の水洗後に残留した水分を十分に揮発させて乾燥した状態にすることができる。
【００５４】
以上の製造過程によって、本発明の実施例１による液体吐出ヘッド用基板の電極パッド部を形成することができる。このようにして電極パッド部を形成することにより、バリアメタル層及び配線層の腐食が抑えられ、バリアメタル層を含む電極パッド部の幅寸法精度を確保でき、信頼性の高い液体吐出ヘッド用基板を提供することができる。また、バリアメタル層をエッチングする際にバリアメタル層の直下の絶縁層がエッチングされることを抑えることができる。なお、本実施例によって、バリアメタル層を含む電極パッド部の幅寸法精度は中心値±１．０μｍ以内となり、電極パッド部の寸法精度を確保できた。
【００５５】
（実施例２）
以下に実施例２を示して、本発明の実施形態による液体吐出ヘッド用基板の製造方法について図３を参照しながら詳細を説明する。図３（ａ）〜（ｊ）は、本発明の実施例２による液体吐出ヘッド用基板の電極パッド部の製造過程を示す断面図である。
【００５６】
図３（ａ）に示すように、シリコン基板００１上に、第一の絶縁層０１０を形成する。第一の絶縁層０１０は次のようにして形成することができる。まず、シリコン基板上にＣＶＤ（chemical vapor deposition）法で約５００ｎｍの膜厚で絶縁膜を形成し、続いてフォトリソグラフィ法によって絶縁膜を加工する。具体的には、レジストをエッチングマスクとなるように絶縁膜上に選択的に形成し、ＣＦ４を用いたリアクティブイオンエッチング法にて絶縁膜をエッチングした。続いてＯ２によるプラズマアッシング及びウェット剥離処理により、レジスト及びエッチング残渣物を除去した。このようにして絶縁膜を加工して得た第一の絶縁層０１０は、例えばＳｉＯを用いて形成することができる。第一の絶縁層の材料は、絶縁性材料であれば特に限定されるものではなく、例えばＳｉＮを用いてもよい。
【００５７】
次に、第一の絶縁層０１０の上に配線層０１１を形成する（図３（ａ））。配線層０１１は次のようにして形成することができる。まず、スパッタリング法で約２００ｎｍの膜厚で導電膜を形成し、続いてフォトリソグラフィ法によって導電膜を加工する。具体的には、レジストをエッチングマスクとなるように導電膜上に選択的に形成し、その後、酢酸とリン酸を混合したＡＬ用のエッチング液を用いたウェットエッチングを行って導電膜を選択的に除去した。その後Ｏ２によるプラズマアッシング及びウェット剥離処理により、レジスト及びエッチング残渣物を除去することで配線層０１１を得た。配線層０１１は、例えばＡｌを用いて形成することができるが、電気抵抗率が９×１０−８Ωｍ以下の導電性材料で有れば特に限定されるものではない。例えば金、銀、銅等を用いて形成してもよい。
【００５８】
続いて配線層０１１の一部が露出するように第二の絶縁層０１２を形成する（図３（ａ））。第二の絶縁層０１２は次のようにして形成することできる。まず、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法で約２００ｎｍの膜厚で絶縁膜を形成し、続いてフォトリソグラフィ法によって絶縁膜を加工する。具体的には、レジストをエッチングマスクとなるように絶縁膜上に選択的に形成し、ＣＦ４を用いたＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング法）にて絶縁膜をエッチングした。続いてＯ２によるプラズマアッシング及びウェット剥離処理により、レジスト及びエッチング残渣物を除去することで第二の絶縁層０１２を得た。第二の絶縁層０１２は、例えばＳｉＯを用いて形成することができる。第二の絶縁層の材料は、絶縁性材料で有れば特に限定されるものではなく、例えばＳｉＮやＳｉＣＮを用いてもよい。
【００５９】
次に、図３（ｂ）に示すように、第二の絶縁層０１２及び配線層０１１の上にバリアメタル層０１３を形成する。バリアメタル層０１３はスパッタリング法で、約３５０ｎｍの膜厚で成膜した。バリアメタル層０１３の材料としては例えばＴｉＷを用いることができる。
【００６０】
続いて図３（ｃ）に示すように、バリアメタル層０１３の上にレジストマスク０１５ａを形成する。レジストマスク０１５ａは次のようにして形成した。まず、ポジ型レジストを用いて、スピンコート法で、約６μｍの膜厚で塗布を行った。その後、選択的にパターンが描かれたガラスマスクを用いてｉ線方式で露光を行い、続いて現像を行って露光部を溶解除去した。ポジ型レジストとしては、例えばＰＭＥＲ  Ｐ−ＬＡ３００  ＰＭ（製品名、東京応化工業社製）を用いることができる。本実施例に用いるポジ型レジストは、ｉ線露光可能な材料であれば特に限定されるものではなく、例えばＴＨＭＲ−ｉＰ−５７００（製品名、東京応化工業社製）等を用いることもできる。レジストの露光部を溶解する現像液は、例えばＮＭＤ−３（製品名、東京応化工業社製）を用いることができる。本実施例に用いる現像液は、レジストの露光部を溶解できるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＭＩＢＫ（製品名、林純薬製）等を用いることができる。
【００６１】
次に、図３（ｄ）に示すように、レジストマスク０１５ａの開口部において、バリアメタル層０１３の厚み方向の大部分を第二の絶縁層０１２が露出しないようにドライエッチングで除去する。
【００６２】
この時に第二の絶縁層０１２までイオンやラジカル等のエッチャント到達しないようにドライエッチングする。ドライエッチングで除去したバリアメタル層０１３の厚さ（厚み方向のエッチング量）は約３００ｎｍであり、残りのバリアメタル層の膜厚は約５０ｎｍとなる。バリアメタル層０１３の端部を順テーパー形状にするために、成膜時の膜厚の５０％より大きいことが好ましく、ドライエッチングで除去するバリアメタル層の厚さ（厚み方向のエッチング量）は、成膜時の膜厚の７０％以上が好ましい。ドライエッチングで用いるガスは、ＣＦ４ガスを用いることでエッチングすることができるが、バリアメタル層０１３を除去できれば特に限定されず、例えばＯ２、Ｎ２等を混合させたガスを用いることもできる。ドライエッチング装置としては、例えば、ケミカルドライエッチング装置ＣＤＥ−８０Ｎ（製品名、芝浦メカトロニクス社製）を用いることができ、この装置ではμ波リモートプラズマを用いた等方性エッチングが行われる。
【００６３】
続いて図３（ｅ）に示すように、レジストマスク０１５ａを除去してバリアメタル層０１３の表面全体（下層に接していない面）を露出させる。レジストマスク０１５ａは、例えばマイクロポジットリムーバ１１１２Ａ（製品名、ロームアンドハース電子材料社製）等の剥離液を用いて剥離することができる。レジストマスクの剥離液は、使用したポジ型レジストの非露光部（マスク）を溶解できるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＯＫ−７３シンナー（製品名、東京応化工業社製）を用いることができる。
【００６４】
レジストマスクの剥離後にオーブンベーク処理を行った。処理温度は約１２０℃、処理時間は３０ｍｉｎとした。このようなオーブンベーク処理を行うことで、レジストマスクの剥離工程の水洗後に残留した水分を十分に揮発させて乾燥した状態にすることができる。
【００６５】
続いて図３（ｆ）に示すように、バリアメタル層０１３に対してウェットエッチングを行って、第二の絶縁層０１２の一部を露出させる。
【００６６】
このウェットエッチングの開始前（図３（ｅ））においては、バリアメタル層０１３の成膜時の３５０ｎｍの厚みの内、３００ｎｍの厚み分が先にドライエッチングで除去され、残りのバリアメタル層の厚みが５０ｎｍとなっている。この状態（レジストマスク除去後）でウェットエッチングを行うことで、バリアメタル層の厚みが５０ｎｍの部分を除去して下層の第二の絶縁層０１２を露出させる。その際、成膜時の厚み３５０ｎｍのバリアメタル層の部分は、厚み方向に約１５０ｎｍエッチングされ、残りのバリアメタル層の厚みが約２００ｎｍとなっている。このように、先にドライエッチングを行って残したバリアメタル層部分の厚みが薄いため、その薄いバリアメタル層部分の下の第二の絶縁膜を露出させるために必要なエッチング量が少なくてよく、エッチング時間を短くできる。そのため、横方向（基板に平行な方向）の寸法精度を維持でき、またドライエッチングの際に形成された端部の順テーパー形状も維持することができる。順テーパーの角度（バリアメタル層端面の基板平面に対する角度）は約７０°未満に形成することができ、約５０°以下に形成され得る。なお、成膜時のバリアメタル層の厚みは、ウェットエッチング後の厚みが所定の厚みとなるように、ウェットエッチング条件（エッチング液の種類や濃度、エッチング時間）を考慮して設定する。本実施例では、所定の厚み２００ｎｍに対して、１５０ｎｍのウェットエッチング量を考慮して、成膜時の厚みを３５０ｎｍに設定した。
【００６７】
このような順テーパー形状を形成する観点から、ウェットエッチングで除去するバリアメタル層の厚さ（厚み方向のエッチング量）は、成膜時の膜厚の５０％未満が好ましく、成膜時の膜厚の３０％以下がより好ましい。
【００６８】
ウェットエッチングで用いるエッチング液は、３１％濃度の過酸化水素水を用いることができる。エッチング液の温度や濃度は特に限定されることはなく、除去する膜厚に応じて適宜選択することができる。
【００６９】
続いて図３（ｇ）に示すように、バリアメタル層０１３がの露出面（下層と接触していない表面）の全体が覆われるようにＡｕ層０１４を形成する。Ａｕ層０１４はスパッタリング法で、約２００ｎｍの膜厚で成膜した。
【００７０】
続いて図３（ｈ）に示すように、Ａｕ層０１４の上にレジストマスク０１５ｂを形成する。レジストマスク０１５ｂは次のようにして形成した。まず、ポジ型レジストを用いて、スピンコート法で、約６μｍの膜厚で塗布を行った。その後、選択的にパターンが描かれたガラスマスクを用いてｉ線方式で露光を行い、続いて現像を行って露光部を溶解除去した。
【００７１】
ポジ型レジストは、例えばＰＭＥＲ  Ｐ−ＬＡ３００  ＰＭ（製品名、東京応化工業社製）を用いることができる。本実施例に用いるポジ型レジストは、ｉ線露光可能な材料であれば特に限定されるものではなく、例えばＴＨＭＲ−ｉＰ−５７００（製品名、東京応化工業社製）等を用いることもできる。レジストの露光部を溶解する現像液は、例えばＮＭＤ−３製品名、東京応化工業社製）を用いることができる。本実施例に用いる現像液は、レジストの露光部を溶解できるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＭＩＢＫ（製品名、林純薬製）等を用いることが出来る。
【００７２】
続いて図３（ｉ）に示すように、レジストマスク０１５ｂをエッチングマスクとして利用してエッチングを行い、Ａｕ層０１４を選択的に除去する。Ａｕ層を除去した部分は第二の絶縁層０１２が露出する。このようにして、Ａｕ層０１４を電極パッド形状に加工した。この時、図３（ｉ）に示すように、Ａｕ層０１４は、バリアメタル層よりも横幅寸法（基板平面方向の寸法）が大きくなるように加工される。すなわち、加工後のＡｕ層０１４（電極パッド）の外周端部の下面が、第二の絶縁層０１２の上面と接触している。Ａｕ層０１４の加工は、ＡＵＲＵＭ（製品名、関東化学社製）等のヨウ素系エッチング液を用いたウェットエッチングにより行うことができる。本実施例に用いるエッチング液は、Ａｕをエッチングできる液であれば特に限定されず、ヨウ素を含むエッチング液として、例えばＰｕｒｅＥｔｃｈ  ＡＵ（製品名、林純薬工業社製）を用いることもできる。
【００７３】
続いて図３（ｊ）に示すように、レジストマスク０１５ｂを除去し、Ａｕ層０１４の表面全体（上面及び端面）を露出させる。レジストマスク０１５ｂは、例えばマイクロポジットリムーバ１１１２Ａ（製品名、ロームアンドハース社製）を用いて剥離することができる。レジストマスクの剥離液は、使用したレジストの非露光部を溶解できる剥離液であれば特に限定されるものではなく、例えばＯＫ−７３シンナー（製品名、東京応化工業社製）を使用することができる。
【００７４】
レジストマスクの剥離後にオーブンベーク処理を行った。処理温度は約１２０℃、処理時間は３０ｍｉｎとした。このようなオーブンベーク処理を行うことで、レジストマスクの剥離工程の水洗後に残留した水分を十分に揮発させて乾燥した状態にすることができる。
【００７５】
以上の製造過程によって、本発明の実施例２による液体吐出ヘッド用基板の電極パッド部を形成することができる。このようにして電極パッド部を形成することにより、バリアメタル層及び配線層の腐食が抑えられ、バリアメタル層を含む電極パッド部の幅寸法精度を確保でき、信頼性の高い液体吐出ヘッド用基板を提供することができる。バリアメタル層をエッチングする際にバリアメタル層の直下の絶縁層がエッチングされることを抑えることができる。なお、本実施例によって、バリアメタル層を含む電極パッド部の幅寸法精度は中心値±１．０μｍ以内となり、電極パッド部の寸法精度を確保できた。
【００７６】
（実施例３）
以下に実施例３を示して、本発明の実施形態による液体吐出ヘッド用基板の製造方法について図４及び図５を参照しながら詳細を説明する。図４（ａ）〜（ｊ）及び図５（ｋ）〜（ｌ）は、本発明の実施例３による液体吐出ヘッド用基板の電極パッド部の製造過程を示す断面図である。
【００７７】
図４（ａ）に示すように、シリコン基板００１上に、第一の絶縁層０１０を形成する。第一の絶縁層０１０は次のようにして形成することができる。まず、シリコン基板上にＣＶＤ（chemical vapor deposition）法で約５００ｎｍの膜厚で絶縁膜を形成し、続いてフォトリソグラフィ法によって絶縁膜を加工する。具体的には、レジストをエッチングマスクとなるように絶縁膜上に選択的に形成し、ＣＦ４を用いたリアクティブイオンエッチング法にて絶縁膜をエッチングした。続いてＯ２によるプラズマアッシング及びウェット剥離処理により、レジスト及びエッチング残渣物を除去した。このようにして絶縁膜を加工して得た第一の絶縁層０１０は、例えばＳｉＯを用いて形成することができる。第一の絶縁層の材料は、絶縁性材料で有れば特に限定されるものではなく、例えばＳｉＮを用いてもよい。
【００７８】
次に、第一の絶縁層０１０の上に配線層０１１を形成する（図４（ａ））。配線層０１１は次のようにして形成することができる。まず、スパッタリング法で約２００ｎｍの膜厚で導電膜を形成し、続いてフォトリソグラフィ法によって導電膜を加工する。具体的には、レジストをエッチングマスクとなるように導電膜上に選択的に形成し、その後、酢酸とリン酸を混合したＡＬ用のエッチング液を用いたウェットエッチングを行って導電膜を選択的に除去した。その後Ｏ２によるプラズマアッシング及びウェット剥離処理により、レジスト及びエッチング残渣物を除去することで配線層０１１を得た。配線層０１１は例えばＡｌを用いて形成することができるが、電気抵抗率が９×１０−８Ωｍ以下の導電性材料で有れば特に限定されるものではない。例えば金、銀、銅等を用いて形成してもよい。
【００７９】
続いて配線層０１１の一部が露出するように第二の絶縁層０１２を形成する（図４（ａ））。第二の絶縁層０１２は次のようにして形成することできる。まず、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法で約２００ｎｍの膜厚で絶縁膜を形成し、続いてフォトリソグラフィ法によって絶縁膜を加工する。具体的には、レジストをエッチングマスクとなるように絶縁膜上に選択的に形成し、ＣＦ４を用いたＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング法）にて絶縁膜をエッチングした。続いてＯ２によるプラズマアッシング及びウェット剥離処理により、レジスト及びエッチング残渣物を除去することで第二の絶縁層０１２を得た。第二の絶縁層０１２は、例えばＳｉＯを用いて形成することができる。第二の絶縁層の材料は、絶縁性材料で有れば特に限定されるものではなく、例えばＳｉＮやＳｉＣＮを用いてもよい。
【００８０】
次に、図４（ｂ）に示すように、第二の絶縁層０１２及び配線層０１１の上にバリアメタル層０１３を形成する。バリアメタル層０１３はスパッタリング法で、約２００ｎｍの膜厚で成膜した。バリアメタル層０１３の材料としては例えばＴｉＷを用いることができる。
【００８１】
続いて図４（ｃ）に示すように、バリアメタル層０１３の上にレジストマスク０１５ａを形成する。レジストマスク０１５ａは次のようにして形成した。まず、ポジ型レジストを用いて、スピンコート法で、約６μｍの膜厚で塗布を行った。その後、選択的にパターンが描かれたガラスマスクを用いてｉ線方式で露光を行い、続いて現像を行って露光部を溶解除去した。ポジ型レジストとしては、例えばＰＭＥＲ  Ｐ−ＬＡ３００  ＰＭ（製品名、東京応化工業社製）を用いることができる。本実施例に用いるポジ型レジストは、ｉ線露光可能な材料であれば特に限定されるものではなく、例えばＴＨＭＲ−ｉＰ−５７００（製品名、東京応化工業社製）等を用いることもできる。レジストの露光部を溶解する現像液は、例えばＮＭＤ−３（製品名、東京応化工業社製）を用いることができる。本実施例に用いる現像液は、レジストの露光部を溶解できる現像液であれば特に限定されるものではなく、例えばＭＩＢＫ（製品名、林純薬製）等を用いることができる。
【００８２】
次に、図４（ｄ）に示すように、レジストマスク０１５ａの開口部において、バリアメタル層０１３の厚み方向の大部分を第二の絶縁層０１２が露出しないようにドライエッチングで除去する。
【００８３】
この時に第二の絶縁層０１２までイオンやラジカル等のエッチャント到達しないようにドライエッチングする。ドライエッチングで除去したバリアメタル層０１３の厚さ（厚み方向のエッチング量）は約１５０ｎｍであり、残りのバリアメタル層の膜厚は約５０ｎｍとなる。バリアメタル層０１３の端部を順テーパー形状にするために、ドライエッチングで除去するバリアメタル層の厚さ（厚み方向のエッチング量）は、成膜時の膜厚の５０％より大きいことが好ましく、成膜時の膜厚の７０％以上が好ましい。ドライエッチングで用いるエッチングガスとしては、ＣＦ４ガスを用いることができるが、バリアメタル層０１３を除去できれば、特に限定されず、例えばＯ２、Ｎ２等を混合させたガスを用いることもできる。ドライエッチング装置としては、例えば、ケミカルドライエッチング装置ＣＤＥ−８０Ｎ（製品名、芝浦メカトロニクス社製）を用いることができ、この装置ではμ波リモートプラズマを用いた等方性エッチングが行われる。
【００８４】
続いて図４（ｅ）に示すように、レジストマスク０１５ａを除去してバリアメタル層０１３の表面全体（下層に接していない面）を露出させる。レジストマスク０１５ａは、例えばマイクロポジットリムーバ１１１２Ａ（製品名、ロームアンドハース電子材料社製）等の剥離液を用いて剥離することができる。レジストマスクの剥離液は、使用したポジ型レジストの非露光部（マスク）を溶解できるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＯＫ−７３シンナー（製品名、東京応化工業社製）を用いることができる。
【００８５】
レジストマスクの剥離後にオーブンベーク処理を行った。処理温度は約１２０℃、処理時間は３０ｍｉｎとした。このようなオーブンベーク処理を行うことで、レジストマスクの剥離工程の水洗後に残留した水分を十分に揮発させて乾燥した状態にすることができる。
【００８６】
次に、図４（ｆ）に示すように、バリアメタル層０１３の上にレジストマスク０１５ｃを形成する。
【００８７】
レジストマスク０１５ｃは、図４（ｃ）に示す工程で形成したレジストマスク０１５ａの寸法幅（基板平面方向の幅）よりも小さく形成される。そして、このレジストマスク０１５ｃは、先のレジストマスク０１５ａが形成されていた領域の内側に配置される。これにより、レジストマスク０１５ｃの外周を取り囲むように、バリアメタル層の厚みが成膜時のままの部分（２００ｎｍの厚みの部分）の上面が露出する。その際、レジストマスク０１５ａが形成されていた領域の外周縁に対してレジストマスク０１５ｃの外周縁を少なくとも１μｍ以上内側に配置することが好ましい。
【００８８】
レジストマスク０１５ｃは次のようにして形成した。まず、ポジ型レジストを用いて、スピンコート法で、約６μｍの膜厚で塗布を行った。その後、選択的にパターンが描かれたガラスマスクを用いてｉ線方式で露光を行い、続いて現像を行って露光部を溶解除去した。ポジ型レジストとしては、例えばＰＭＥＲ  Ｐ−ＬＡ３００  ＰＭ（製品名、東京応化工業社製）を用いることができる。本実施例に用いるポジ型レジストは、ｉ線露光可能な材料であれば特に限定されるものではなく、例えばＴＨＭＲ−ｉＰ−５７００（製品名、東京応化工業社製）等を用いることもできる。レジストの露光部を溶解する現像液は、例えばＮＭＤ−３（製品名、東京応化工業社製）を用いることができる。本実施例に用いる現像液は、レジストの露光部を溶解できるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＭＩＢＫ（製品名、林純薬製）等を用いることができる。
【００８９】
続いて図４（ｇ）に示すように、レジストマスク０１５ｃの開口部の残りのバリアメタル層０１３をウェットエッチングによって除去して、第二の絶縁層０１２を露出させる。
【００９０】
このウェットエッチングの開始前（図４（ｆ））においては、バリアメタル層０１３の成膜時の２００ｎｍの厚みの内、１５０ｎｍの厚み分が先にドライエッチングで除去され、残りのバリアメタル層の厚みが５０ｎｍとなっている。このように残りのバリアメタル層の厚みが薄いため、その薄いバリアメタル層部分の下の第二の絶縁膜を露出させるために必要なエッチング量が少なくてよく、エッチング時間を短くできる。そのため、横方向（基板に平行な方向）の寸法精度を維持できる。また、レジストマスク０１５ｃの外周を取り囲むバリアメタル層の厚い部分（厚み２００ｎｍの部分）が、ウェットエッチング際に部分的にエッチングされて順テーパー形状を形成することができる（図４（ｇ））。
【００９１】
このような順テーパー形状を形成する観点から、ウェットエッチングで除去するバリアメタルの厚さ（厚み方向のエッチング量）は、成膜時の膜厚の５０％未満が好ましく、成膜時の膜厚の３０％以下がより好ましい。
【００９２】
ウェットエッチングで用いるエッチング液は、３１％濃度の過酸化水素水を用いることができる。エッチング液の温度や濃度は特に限定されることはなく、除去する膜厚に応じて適宜選択することができる。
【００９３】
続いて図４（ｈ）に示すように、レジストマスク０１５ｃを除去してバリアメタル層０１３表面全体（下層に接していない面）を露出させる。この時、バリアメタル層０１３の端部は順テーパー形状となっている。順テーパーの角度（バリアメタル層端面の基板平面に対する角度）は約６０°以下で形成することができる。
【００９４】
レジストマスク０１５ａは、例えばマイクロポジットリムーバ１１１２Ａ（製品名、ロームアンドハース電子材料社製）等の剥離液を用いて剥離することができる。レジストマスクの剥離液は、使用したポジ型レジストの非露光部（マスク）を溶解できるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＯＫ−７３シンナー（製品名、東京応化工業社製）を用いることができる。
【００９５】
レジストマスクの剥離後にオーブンベーク処理を行った。処理温度は約１２０℃、処理時間は３０ｍｉｎとした。このようなオーブンベーク処理を行うことで、レジストマスクの剥離工程の水洗時に残留した水分を十分に揮発させて乾燥した状態にすることができる。
【００９６】
続いて図４（ｉ）に示すように、バリアメタル層０１３の露出面（下層と接触していない表面）の全体が覆われるようにＡｕ層０１４を形成する。Ａｕ層０１４はスパッタリング法で、約２００ｎｍの膜厚で成膜した。
【００９７】
続いて図４（ｊ）に示すように、Ａｕ層０１４の上にレジストマスク０１５ｂを形成する。レジストマスク０１５ｂは次のようにして形成した。まず、ポジ型レジストを用いて、スピンコート法で、約６μｍの膜厚で塗布を行った。その後、選択的にパターンが描かれたガラスマスクを用いてｉ線方式で露光を行い、続いて現像を行って露光部を溶解除去した。
【００９８】
ポジ型レジストとしては、例えばＰＭＥＲ  Ｐ−ＬＡ３００  ＰＭ（製品名、東京応化工業社製）を用いることができる。本実施例に用いるポジ型レジストは、ｉ線露光可能な材料であれば特に限定されるものではなく、例えばＴＨＭＲ−ｉＰ−５７００（製品名、東京応化工業社製）等を用いることもできる。レジストの露光部を溶解する現像液は、例えばＮＭＤ−３（製品名、東京応化工業社製）を用いることができる。本実施例に用いる現像液は、レジストの露光部を溶解できるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＭＩＢＫ（製品名、林純薬製）等を用いることができる。
【００９９】
続いて図５（ｋ）に示すように、レジストマスク０１５ｂをエッチングマスクとして利用してエッチングを行い、Ａｕ層０１４を選択的に除去する。Ａｕ層を除去した部分は第二の絶縁層０１２が露出する。このようにして、Ａｕ層０１４を電極パッド形状に加工した。この時、図２（ｉ）に示すように、Ａｕ層０１４は、バリアメタル層よりも横幅寸法（基板平面方向の寸法）が大きくなるように加工される。すなわち、加工後のＡｕ層０１４（電極パッド）の外周端部の下面が、第二の絶縁層０１２の上面と接触している。Ａｕ層０１４の加工は、ＡＵＲＵＭ（製品名、関東化学社製）等のヨウ素系エッチング液を用いたウェットエッチングにより行うことができる。本実施例に用いるエッチング液は、Ａｕをエッチングできる液であれば特に限定されず、ヨウ素を含むエッチング液として、例えばＰｕｒｅＥｔｃｈ ＡＵ（製品名、林純薬工業社製）を用いることもできる。
【０１００】
続いて図５（ｌ）に示すように、レジストマスク０１５ｂを除去し、Ａｕ層０１４の表面全体（上面及び端面）を露出させる。レジストマスク０１５ｂは、例えばマイクロポジットリムーバ１１１２Ａ（製品名、ロームアンドハース社製）を用いて剥離することができる。レジストマスクの剥離液は、使用したレジストの非露光部を溶解できる剥離液であれば特に限定されるものではなく、例えばＯＫ−７３シンナー（製品名、東京応化工業社製）を使用することができる。
【０１０１】
レジストマスクの剥離後にオーブンベーク処理を行った。処理温度は約１２０℃、処理時間は３０ｍｉｎとした。このようなオーブンベーク処理を行うことで、レジストマスクの剥離工程の水洗後に残留した水分を十分に揮発させて乾燥した状態にすることができる。
【０１０２】
以上の製造過程によって、本発明の実施例３による液体吐出ヘッド用基板の電極パッド部を形成することができる。このようにして電極パッド部を形成することにより、バリアメタル層及び配線層の腐食が抑えられ、バリアメタル層を含む電極パッド部の幅寸法精度を確保でき、信頼性の高い液体吐出ヘッド用基板を提供することができる。バリアメタル層をエッチングする際にバリアメタル層の直下の絶縁層がエッチングされることを抑えることができる。なお、本実施例によって、バリアメタル層を含む電極パッド部の幅寸法精度は中心値±１．０μｍ以内となり、電極パッド部の寸法精度を確保できた。
【０１０３】
次に比較例を示して、従来技術による液体吐出ヘッド用基板の製造方法とその課題について説明する。
【０１０４】
（比較例１）
実施例１の図２（ａ）に示す工程と同様にして、配線層０１１及び第二の絶縁層０１２が形成された積層基板を形成する。
【０１０５】
次に、図６（ａ）に示すように、配線層０１１及び第二の絶縁層０１２の上にバリアメタル層０１３とＡｕ層０１４を順に成膜する。バリアメタル層０１３の形成は、実施例１の図２（ｂ）に示す工程のバリアメタル層の形成と同様に行うことができる。Ａｕ層０１４の形成は実施例１の図２（ｇ）に示す工程のＡｕ層の形成と同様にして行うことができる。
【０１０６】
次に、Ａｕ層０１４上にレジストマスクを形成し、次いでＡｕ層０１４及びバリアメタル層０１３に対してウェットエッチングを行って電極パッド形状にパターニングする。
【０１０７】
しかしながら、図６（ｂ）に示すように、Ａｕ層０１４のエッチングを行った後、バリアメタル層０１３のエッチングの際にサイドエッチングが進む。その結果、Ａｕ層０１４の端部がバリアメタル層０１３の端部に対して飛び出した形状となる。さらにバリアメタル層０１３の端部が露出した形状となる。
【０１０８】
その後、図６（ｃ）に示すように、液体吐出ヘッドの製造過程を経るとバリアメタル層０１３の端部から薬液によって溶解が進む。この薬液としては、例えばＥＫＣ２２５５（製品名、デュポン社製）等のアルカリ性のレジスト剥離液が挙げられる。さらに、バリアメタル層０１３との接続部の配線層０１１も溶解して、腐食による空隙０２０が配線層０１１にまで達する。このように、比較例１の技術では、Ａｕ層でバリアメタル層を十分に被覆できていないため、腐食による電極パッドのトラブルが発生していた。
【０１０９】
（比較例２）
実施例１の図２（ａ）に示す工程と同様にして、配線層０１１及び第二の絶縁層０１２が形成された積層基板を形成する。
【０１１０】
次に、図２（ｂ）に示す工程と同様にして、配線層０１１及び第二の絶縁層０１２上にバリアメタル層０１３を形成する。
【０１１１】
続いて、図７（ａ）に示すように、第二の絶縁層０１２の上でバリアメタル層０１３がパターニングされている。バリアメタル層０１３は、その上にレジストマスクを形成した後、ウェットエッチングを行ってパターニングした。レジストマスクの開口部において第二の絶縁層０１２が露出するように行った。この場合、バリアメタル層０１３の端部は、十分なテーパー角の順テーパー形状にならず、テーパー角は７０°〜８０°となる。
【０１１２】
続いて、図７（ｂ）に示すように、バリアメタル層０１３の上にＡｕ層０１４を成膜すると、バリアメタル層０１３の端部をＡｕ層０１４で十分に覆うことができず、僅かながら隙間ができてしまう。
【０１１３】
その後、図７（ｃ）に示すように、液体吐出ヘッドの製造過程を経ると、バリアメタル層０１３の端部付近のＡｕ層０１４の隙間から薬液が進入し、バリアメタル層０１３の溶解が進む。さらに、バリアメタル層０１３と接続部の配線層０１１も溶解して、腐食による空隙０２０が配線層０１１にまで達する。このように、比較例２の技術では、Ａｕ層でバリアメタル層を十分に被覆できていないため、腐食による電極パッドのトラブルが発生していた。
【符号の説明】
【０１１４】
００１    シリコン基板
００２    電極パッド
００３    加熱ヒータ
００４    インク発泡室
００５    ノズル樹脂材料
００６    インク吐出口
００７    インク供給口
０１０    第一の絶縁層
０１１    配線層
０１２    第二の絶縁層
０１３    バリアメタル層
０１４    Ａｕ層
０１５ａ    レジストマスク
０１５ｂ    レジストマスク
０１５ｃ    レジストマスク
０２０    腐食による空隙
【図１】
2019147353.tif 000003
【図２】
2019147353.tif 000004
【図３】
2019147353.tif 000005
【図４】
2019147353.tif 000006
【図５】
2019147353.tif 000007
【図６】
2019147353.tif 000008
【図７】
2019147353.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月4日(2019.4.4)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線層と、前記配線層上の絶縁層と、前記配線層及び前記絶縁層上のバリアメタル層と、前記バリアメタル層を介して前記配線層と電気的に接続される、前記バリアメタル層上の電極層と、を有する液体吐出ヘッド用基板の製造方法であって、
前記配線層及び前記絶縁層上にバリアメタル層を形成する工程と、
前記バリアメタル層上にレジストマスクを形成する工程と、
前記絶縁層に到達しないように、前記レジストマスクの開口部から露出する前記バリアメタル層に対してドライエッチングを行う工程と、
前記絶縁層に到達するように、前記ドライエッチングを行う工程の後に残る前記バリアメタル層に対してウェットエッチングを行う工程と、
前記レジストマスクを剥離する工程と、
前記ウェットエッチングを行う工程の後に残る前記バリアメタル層上に前記電極層を形成する工程とを含み、
前記バリアメタル層の外周端部を覆うように前記電極層を形成する、液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
【請求項２】
配線層と、前記配線層上の絶縁層と、前記配線層及び前記絶縁層上のバリアメタル層と、前記バリアメタル層を介して前記配線層と電気的に接続される、前記バリアメタル層上の電極層と、を有する液体吐出ヘッド用基板の製造方法であって、
前記配線層及び前記絶縁層上にバリアメタル層を形成する工程と、
前記バリアメタル層上にレジストマスクを形成する工程と、
前記絶縁層に到達しないように、前記レジストマスクの開口部から露出する前記バリアメタル層に対してドライエッチングを行う工程と、
前記絶縁層に到達するように、前記ドライエッチングを行う工程の後に残る前記バリアメタル層に対してウェットエッチングを行う工程と、
前記レジストマスクを剥離する工程と、
前記ウェットエッチングを行う工程の後に残る前記バリアメタル層上に前記電極層を形成する工程とを含み、
前記電極層が前記バリアメタル層外周の前記絶縁層の上面に接触するように前記電極層を形成する、液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
【請求項３】
前記電極層を加工して電極パッドを形成する工程を有し、
前記電極パッドは、前記バリアメタル層の外周端部を覆い、前記バリアメタル層外周の前記絶縁層の上面に接触している、請求項２に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
【請求項４】
前記ドライエッチングによる前記バリアメタル層の厚み方向のエッチング量が、前記ウェットエッチングによる前記バリアメタル層の厚み方向のエッチング量より大きい、請求項１から３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
【請求項５】
前記バリアメタル層を形成する工程で形成された前記バリアメタル層の膜厚の７０％以上を前記ドライエッチングでエッチングし、前記バリアメタル層を形成する工程で形成された前記バリアメタル層の膜厚の３０％以下の残りの部分を前記ウェットエッチングでエッチングする、請求項１から３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
【請求項６】
前記バリアメタル層の外周端部がテーパー形状に形成され、該テーパー形状の端部を覆うように前記電極層を形成する、請求項１から５のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
【請求項７】
前記バリアメタル層の外周端部の前記テーパー形状のテーパー角が３０°以上７０°未満である、請求項６に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
【請求項８】
前記電極層がＡｕ層である、請求項１から７のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッド用基板の製造方法に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の一態様によれば、配線層と、前記配線層上の絶縁層と、前記配線層及び前記絶縁層上のバリアメタル層と、前記バリアメタル層を介して前記配線層と電気的に接続される、前記バリアメタル層上の電極層と、を有する液体吐出ヘッド用基板の製造方法であって、前記配線層及び前記絶縁層上にバリアメタル層を形成する工程と、前記バリアメタル層上にレジストマスクを形成する工程と、前記絶縁層に到達しないように、前記レジストマスクの開口部から露出する前記バリアメタル層に対してドライエッチングを行う工程と、前記絶縁層に到達するように、前記ドライエッチングを行う工程の後に残る前記バリアメタル層に対してウェットエッチングを行う工程と、前記レジストマスクを剥離する工程と、前記ウェットエッチングを行う工程の後に残る前記バリアメタル層上に前記電極層を形成する工程とを含み、前記バリアメタル層の外周端部を覆うように前記電極層を形成する、液体吐出ヘッド用基板の製造方法が提供される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の他の態様によれば、配線層と、前記配線層上の絶縁層と、前記配線層及び前記絶縁層上のバリアメタル層と、前記バリアメタル層を介して前記配線層と電気的に接続される、前記バリアメタル層上の電極層と、を有する液体吐出ヘッド用基板の製造方法であって、前記配線層及び前記絶縁層上にバリアメタル層を形成する工程と、前記バリアメタル層上にレジストマスクを形成する工程と、前記絶縁層に到達しないように、前記レジストマスクの開口部から露出する前記バリアメタル層に対してドライエッチングを行う工程と、前記絶縁層に到達するように、前記ドライエッチングを行う工程の後に残る前記バリアメタル層に対してウェットエッチングを行う工程と、前記レジストマスクを剥離する工程と、前記ウェットエッチングを行う工程の後に残る前記バリアメタル層上に前記電極層を形成する工程とを含み、前記電極層が前記バリアメタル層外周の前記絶縁層の上面に接触するように前記電極層を形成する、液体吐出ヘッド用基板の製造方法が提供される。