(57)【要約】【課題】膜厚ムラの発生を抑制する。【解決手段】開口部Ｋを有し下地膜Ｓ上に薄膜が形成される処理対象物１を支持してめっき液に浸漬される。開口部Ｋを閉塞する閉塞部７３を有する。【選択図】図３
2008223046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有し下地膜上に薄膜が形成される処理対象物を支持してめっき液に浸漬される薄膜形成用治具であって、
前記開口部を閉塞する閉塞部を有することを特徴とする薄膜形成用治具。
【請求項２】
請求項１記載の薄膜形成用治具において、
前記薄膜は、前記処理対象物の一面側に形成され、
前記閉塞部は、前記処理対象物の他面側から前記一面側に向けて前記開口部に挿通して設けられることを特徴とする薄膜形成用治具。
【請求項３】
請求項２記載の薄膜形成用治具において、
前記閉塞部は、前記下地膜の表面よりも前記一面側に突出して設けられることを特徴とする薄膜形成用治具。
【請求項４】
請求項２記載の薄膜形成用治具において、
前記閉塞部は、前記処理対象物の一面と略面一の高さに設けられ、且つ頂面に前記下地膜と同一材料で形成されたダミー下地膜を有することを特徴とする薄膜形成用治具。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の薄膜形成用治具において、
前記処理対象物と略同一の線膨張係数を有する材料で形成されることを特徴とする薄膜形成用治具。
【請求項６】
めっき液が貯溜されるめっき槽と、前記めっき液に浸漬可能な請求項１から５のいずれか一項に記載の薄膜形成用治具とを有することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項７】
開口部を有し下地膜上に薄膜が形成される処理対象物に、請求項１から５のいずれか一項に記載の薄膜形成用治具を装着する工程と、
前記薄膜形成用治具に支持された前記処理対象物をめっき液に浸漬する工程と、
を有することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項８】
請求項７記載の薄膜形成方法において、
前記薄膜は、前記処理対象物の一面側に形成され、
前記閉塞部は、前記処理対象物の他面側から前記一面側に向けて前記開口部に挿通して前記処理対象物の一面と略面一の高さに設けられ、且つ頂面に前記下地膜と同一材料で形成されたダミー下地膜を有し、
前記薄膜形成用治具に前記処理対象物を支持させて、前記下地膜及び前記ダミー下地膜を一括して成膜する工程を有することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項９】
請求項７または８記載の薄膜形成方法において、
前記下地膜が、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ含有合金、Ｃｒ含有合金、ＴｉＷ合金またはこれらのうち２種以上の組み合わせで形成されていることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記薄膜が、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕのうちの少なくとも１つで形成されていることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項１１】
配線パターンが形成された基板を有し、前記配線パターンを介して供給される信号に基づいて液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
請求項７から１０のいずれか一項に記載の薄膜形成方法により前記配線パターンを形成することを特徴とする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、薄膜形成用治具、薄膜形成装置及び薄膜形成方法並びに液滴吐出ヘッドの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）においては、アクチュエータ基板を駆動する駆動回路と接続するために、封止基板表面にスパッタ等により金属配線を設けている（例えば特許文献１〜３参照）。封止基板上への配線形成方法としては、まずＮｉ−Ｃｒ合金を基板全面にスパッタし、続いて、ＡｕをＮｉ−Ｃｒ膜上にスパッタする。その後、レジストパターニングを行い、残ったレジストをマスクとしてＡｕ及びＮｉ−Ｃｒをエッチングする。最後に例えばＯ２プラズマアッシング等の方法によりレジストを剥離除去することにより、基板上に配線パターン（薄膜）が形成される。
【０００３】
上記のスパッタ配線は、スパッタ時の加熱により、積層されたスパッタ膜（Ａｕ／Ｎｉ−Ｃｒ）中の下地膜（Ｎｉ−Ｃｒ）の拡散が起こり、配線（Ａｕ）抵抗上昇や応力発生により基板（ウエハ）が反るという問題が生じる。
そこで、プロセス耐性があるスパッタ下地膜（Ｎｉ−Ｃｒ）を配線に用い、その上に低温成膜プロセスであるめっきによりＡｕ配線を厚膜化することで低抵抗化及び応力低減を図っている。
【特許文献１】特開２０００−１２７３７９号公報
【特許文献２】特開２０００−１３５７９０号公報
【特許文献３】特開２０００−２９６６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
Ａｕめっきは、めっき析出速度が遅く、めっき槽内で液流が生じると液流の速い部分はめっき析出が抑制されるため、局部的に膜厚ムラが発生してしまう。この場合、膜厚の薄い配線は、膜抵抗（電気抵抗）が上昇し、電圧降下を招くという問題を生じさせる。
【０００５】
そのため、めっき処理中にはめっき液を静止させる必要があるが、熱対流により生じる液流は抑えることが極めて困難である。特に、封止基板用ウエハには多数の開口部が形成されており、開口部近傍には複雑な液流が発生するため、ウエハ全面で一様な流れを作り出すことは困難である。このように、液流が生じた状態でめっき処理を行った場合、開口部近傍に位置するスパッタ膜に対しては、めっき膜の形成が抑制され膜厚が薄くなる。そのため、最低膜厚を確保しようとした場合、他の位置にある配線の膜厚が大きくなり、後工程での不具合の発生、めっき材料の使用量増加、プロセス時間の増加によるコストアップ等の問題が生じる。
【０００６】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、膜厚ムラの発生を抑制できる薄膜形成用治具、薄膜形成装置及び薄膜形成方法並びに液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の薄膜形成用治具は、開口部を有し下地膜上に薄膜が形成される処理対象物を支持してめっき液に浸漬される薄膜形成用治具であって、前記開口部を閉塞する閉塞部を有することを特徴とするものである。
従って、本発明の薄膜形成用治具では、処理対象物の開口部が閉塞されてめっき液の液流が阻止されることから、開口部近傍に位置する下地膜上に成膜される薄膜が他の位置の薄膜と比較して薄くなることを防止できる。そのため、本発明では薄膜の膜厚ムラが抑制されることから最低限の膜厚で薄膜を形成することが可能になるため、処理時間を短縮でき、スループットを向上させることができるとともに、めっき液の使用量も減らすことができ、地球環境保護にも貢献できる。
なお、本発明に係る開口部とは、処理対象物を貫通するものはもちろんのこと、処理対象物の周辺部外側も含むものである。
【０００８】
前記薄膜が、前記処理対象物の一面側に形成される場合、前記閉塞部としては、前記処理対象物の他面側から前記一面側に向けて前記開口部に挿通して設けられる構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、めっき液が開口部内に流れ込むことで液流が生じることを阻止でき、より確実に液流を抑えることが可能になる。そのため、本発明では、より確実に開口部近傍に位置する下地膜上に成膜される薄膜が他の位置の薄膜とに比較して薄くなることを防止できる。
【０００９】
また、上記構成の場合、前記閉塞部としては、前記下地膜の表面よりも前記一面側に突出して設けられる構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、処理対象物の一面に沿った開口部近傍の横方向の液流を閉塞部が阻止するため、開口部近傍に位置する薄膜が他の位置の薄膜とに比較して薄くなることを効果的に防止できる。
【００１０】
また、上記構成の場合、前記閉塞部としては、前記処理対象物の一面と略面一の高さに設けられ、且つ頂面に前記下地膜と同一材料で形成されたダミー下地膜を有する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、ダミー下地膜が存在することにより、ダミー下地膜を含めた下地膜の分布が処理対象物上で一様となるため、開口部の近傍も含めた液流状態を処理対象物上で一様にでき、より均一に薄膜を成膜することが可能になる。
【００１１】
また、本発明の薄膜形成用治具は、前記処理対象物と略同一の線膨張係数を有する材料で形成される構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、薄膜形成用治具及び処理対象物が熱膨張（または熱収縮）した場合でも変形量が略同一となるため、熱変形量の差に起因して処理対象物に歪が生じることを防止でき、高精度の処理対象物を得ることが可能になる。
【００１２】
そして、本発明の薄膜形成装置は、めっき液が貯溜されるめっき槽と、前記めっき液に浸漬可能な先に記載の薄膜形成用治具とを有することを特徴とするものである。
従って、本発明では、処理対象物の開口部が閉塞されてめっき液の液流が阻止されることから、開口部近傍に位置する下地膜上に成膜される薄膜が他の位置の薄膜とに比較して薄くなることを防止できる。そのため、本発明では薄膜の膜厚ムラが抑制されることから最低限の膜厚で薄膜を形成することが可能になるため、処理時間を短縮でき、スループットを向上させることができるとともに、めっき液の使用量も減らすことができ、地球環境保護にも貢献できる。
【００１３】
一方、本発明の薄膜形成方法は、開口部を有し下地膜上に薄膜が形成される処理対象物に、先に記載の薄膜形成用治具を装着する工程と、前記薄膜形成用治具に支持された前記処理対象物をめっき液に浸漬する工程とを有することを特徴とするものである。
従って、本発明では、処理対象物の開口部が閉塞されてめっき液の液流が阻止されることから、開口部近傍に位置する下地膜上に成膜される薄膜が他の位置の薄膜とに比較して薄くなることを防止できる。そのため、本発明では薄膜の膜厚ムラが抑制されることから最低限の膜厚で薄膜を形成することが可能になるため、処理時間を短縮でき、スループットを向上させることができるとともに、めっき液の使用量も減らすことができ、地球環境保護にも貢献できる。
【００１４】
また、本発明では、前記薄膜は、前記処理対象物の一面側に形成され、前記閉塞部は、前記処理対象物の他面側から前記一面側に向けて前記開口部に挿通して前記処理対象物の一面と略面一の高さに設けられ、且つ頂面に前記下地膜と同一材料で形成されたダミー下地膜を有し、前記薄膜形成用治具に前記処理対象物を支持させて、前記下地膜及び前記ダミー下地膜を一括して成膜する工程を有する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、ダミー下地膜が存在することにより、ダミー下地膜を含めた下地膜の分布が処理対象物上で一様となるため、開口部の近傍も含めた液流状態を処理対象物上で一様にでき、より均一に薄膜を成膜することが可能になる。
また、本発明では、処理対象物に下地膜を成膜する際に、薄膜形成用治具にダミー下地膜を同一工程で成膜することが可能になり、別途ダミー下地膜の成膜工程を設ける必要がなくなり、生産性の向上に寄与できる。
【００１５】
また、本発明では、前記下地膜が、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ含有合金、Ｃｒ含有合金、ＴｉＷ合金またはこれらのうち２種以上の組み合わせで形成されている構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ含有合金、Ｃｒ含有合金、ＴｉＷ合金またはこれらのうち２種以上の組み合わせで下地膜を形成することで、例えば配線パターンの構成部材として良好に用いることができる。
【００１６】
また、本発明では、前記薄膜が、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕのうちの少なくとも１つで形成されている構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕのうちの少なくとも１つで下地膜上の薄膜を形成することで、例えば配線パターンの構成部材として良好に用いることができる。
【００１７】
そして、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、配線パターンが形成された基板を有し、前記配線パターンを介して供給される信号に基づいて液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、先に記載の薄膜形成方法により前記配線パターンを形成することを特徴とするものである。
これにより、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、配線パターンの形成工程に係る処理時間を短縮でき、スループットを向上させることができるとともに、めっき液の使用量も減らすことができ、地球環境保護にも貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の薄膜形成用治具、薄膜形成装置及び薄膜形成方法並びに液滴吐出ヘッドの製造方法の実施の形態を、図１ないし図６を参照して説明する。
なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
（薄膜形成方法）
まず、本発明に係る薄膜形成方法により配線パターン（導電膜パターン）を形成する方法について図１を参照して説明する。
ここでは、開口部を有するシリコン基板に対して、薄膜として配線パターンを成膜する方法について説明する。
図１（ａ）〜（ｅ）は、配線パターン（導電膜パターン）の形成方法の工程を示す図である。
【００２０】
図１（ａ）に示すように、まず、開口部Ｋを有し熱酸化したシリコン基板（基板、処理対象物）１の表面（一面）１ａにＮｉ−Ｃｒ合金（Ｃｒ２０％）をスパッタ（または真空蒸着法等）によりＮｉＣｒ膜（下側金属膜）２を形成し、該ＮｉＣｒ膜２上にＡｕ膜（上側金属膜）３を積層する。ここで、前記ＮｉＣｒ膜２の膜厚としては０．０３〜０．２μｍ程度が好ましく、本実施形態では０．１μｍとした。また、前記Ａｕ膜３の膜厚としては０．１〜０．３μｍ程度が好ましく、本実施形態では０．２μｍとした。
これらＮｉＣｒ膜（下側金属膜）２及びＡｕ膜（上側金属膜）３により、下地膜Ｓが構成される。
なお、下地膜Ｓを構成するＮｉＣｒ膜２及びＡｕ膜３は、スパッタ法に限らず、蒸着法などによって形成されてもよい。
【００２１】
次に、パターニング工程を行う。ここでは、下地膜Ｓが形成されたシリコン基板１上にレジストを塗布し、これを露光、現像してパターニングすることで、図１（ｂ）に示すようにレジストパターン４を形成する。このとき、レジストパターン４の開口形状は、後述する配線パターン７を形成しない非形成領域に対応した位置の下地膜Ｓが露出すると共に、配線パターン７を形成する形成領域に対応した位置の下地膜Ｓがレジストパターン４で被覆されるような形状となっている。
この場合、例えば点状のレジストパターン４を形成することにより、例えばパッドとして用いられる配線パターンを形成することが可能になり、線状のレジストパターン４を形成することにより、配線として用いられる配線パターン７を形成できる。
【００２２】
そして、レジストパターン４をマスクとしてウェットエッチング処理をシリコン基板１のＡｕ膜３に施す。このとき使用するエッチャントとしては、例えばＩ（ヨウ素）とＫＩ（ヨウ化カリウム）とをベースとしたエッチャントが挙げられる。このウェットエッチング処理により、レジストパターン４で被覆されていない非形成領域に位置するＡｕ膜３がエッチングされる。
【００２３】
さらに、レジストパターン４をマスクとしてウェットエッチング処理をＮｉＣｒ膜２に施す。このとき使用するエッチャントとしては、例えばＨＮＯ３（硝酸）とＣｅ（ＮＨ４）２（ＮＯ３）６（硝酸第二セリウムアンモニウム）とをベースとしたエッチャントが挙げられる。このウェットエッチング処理により、レジストパターン４で被覆されていない非形成領域に位置するＮｉＣｒ膜２がエッチングされる（図１（ｃ））。
【００２４】
その後、バレルアッシャーを使用したＯ２プラズマアッシング等のプラズマ処理により、前記Ａｕ膜３上のレジストパターン４を剥離する。これにより、図１（ｄ）に示すように、シリコン基板１上に形成すべき配線パターンに応じたＮｉＣｒ膜２及びＡｕ膜３が露出する。なお、レジストパターン４の除去には、シリコン基板１を剥離液に１０分程度浸漬させ、レジストパターン４を除去する方法を用いてもよい。
【００２５】
この後、前記Ａｕ膜３に対しめっき処理を行う前処理として、前記Ａｕ膜３の表面に対して活性化処理を行う。
具体的に、このような表面活性化処理としては、例えば酸素プラズマ等の乾式方式や硫酸過水等の湿式方法を採用することで、前記Ａｕ膜３の表面に付着している有機物の除去を行うことができ、また希硫酸等の湿式法を採用することで、前記Ａｕ膜３の表面に形成された酸化物などの不活性部分を除去することができる。
このような前処理を行うことで、露出するＡｕ膜３の表面に形成された不純物（有機物、酸化物）等を除去しつつ、後のめっき処理時において、めっきとＡｕ膜３との間の密着性を高めることができる。
【００２６】
この後、薄膜形成装置である、図２に示されるめっき装置５１を用いて、図１（ｅ）に示すように、前記Ａｕ膜３に対してＡｕめっき膜（薄膜）６を析出させる。
このめっき装置５１は、めっき液Ｌが貯溜されるめっき槽５２と、シリコン基板１を支持してめっき液Ｌに浸漬されるめっき治具（薄膜形成用治具）７１とから構成されるものである。
【００２７】
めっき治具７１は、図３（ａ）に示すように、シリコン基板１の裏面（他面）１ｂに当接して支持する支持部７２と、シリコン基板１の開口部Ｋに対向する位置、及びシリコン基板１の周辺部外側に支持部７２から突出して設けられた閉塞部７３とから構成されている。閉塞部７３は、図３（ｂ）に示すように、支持部７２がシリコン基板１の裏面１ｂと当接したときに、裏面１ｂ側から開口部Ｋに挿通して、下地膜Ｓ（Ａｕ膜３）の表面よりも大きな突出量で一面１ａ側に突出する高さで設けられている。そして、このめっき治具７１は、シリコン基板１と同様にシリコン材で構成されており、異方性エッチングにより凸形状の上記閉塞部７３を形成し、その後に熱酸化をさせて表面にＳｉＯ２の酸化膜を形成したものである。
なお、上述した表面活性化処理においても、このめっき治具７１を用いることが可能である。
【００２８】
上記のめっき装置５１を用いてシリコン基板１に対して無電解めっき処理を行う際には、図３（ｂ）に示したように、めっき治具７１の閉塞部７３で開口部Ｋを閉塞するとともに、周辺部外側の空間を閉塞したシリコン基板１を、図２に示したように、複数（ここでは２つ）めっき槽５２内のめっき液Ｌに浸漬させる。ここでは、４５〜６５℃に加温した自己触媒還元無電解Ａｕめっき浴中にシリコン基板１を１〜５時間浸漬し、下地膜Ｓを構成するＡｕ膜３上にＡｕからなるＡｕめっき膜６を析出させる（図１（ｅ）参照）。ここで、Ａｕめっき膜６の層厚は、例えば０．７〜１．０μｍとなっている。ここで、予めレジストパターン４が除去されており、まためっきは等方成長するため、Ａｕめっき膜６はＡｕ膜３の側面及び上面を覆うようにして成膜される。
【００２９】
本実施形態では、めっき処理を無電解めっきとしているので、Ａｕめっき形成時の温度上昇を抑制することが可能となり、シリコン基板１の反り発生を防止することができる。
なお、上記の化学処理と化学処理との間では、純水による洗浄を３〜５分間行っている。
このようにして、シリコン基板１には、ＮｉＣｒ膜２、Ａｕ膜３が積層され、前記Ａｕ膜３の上面及び側面がＡｕめっき膜６によって覆われてなる配線パターン７が形成される。
【００３０】
このように、本実施形態では、めっき治具７１で支持したシリコン基板１の開口部Ｋが閉塞部７３で閉塞されるため、従来では図２に二点鎖線で示すように、開口部Ｋの近傍に生じていためっき液Ｌの液流を阻止することが可能になる。結果として、本実施形態では、シリコン基板１に形成されるＡｕめっき膜６の膜厚むら、より詳細には、開口部Ｋの近傍に位置する下地膜Ｓに形成されるＡｕめっき膜６と、他の領域の下地膜Ｓに形成されるＡｕめっき膜６との間で膜厚に差が生じることを抑制できる。
また、本実施形態では、めっき膜の膜厚ムラが抑制されることから最低限の膜厚で薄膜を形成することが可能になるため、処理時間を短縮でき、タクトタイムを短くしてスループットを向上させることができるとともに、処理液の使用量も減らすことができ、地球環境保護にも貢献できる。
【００３１】
加えて、本実施形態では、めっき治具７１における閉塞部７３が下地膜Ｓの表面よりも突出させているため、シリコン基板１の表面１ａに沿った方向（図２では上下方向、図３では横方向）の液流を阻止することができ、開口部Ｋの近傍に位置するＡｕめっき膜６が他の位置のＡｕめっき膜６に比較して薄くなることを効果的に防止できる。
また、本実施形態では、めっき治具７１をシリコン基板１と同一材料で形成しているため、めっき治具７１とシリコン基板１との線膨張係数も同一とすることができ、熱膨張（または熱収縮）した場合でも両者の変形量が略同一となる。そのため、本実施形態では、熱変形量の差に起因してシリコン基板１に歪が生じることを防止でき、所望の特性を発揮できる高精度のシリコン基板１を得ることが可能になる。
【００３２】
また、本実施形態における配線パターン７の電気特性は、スパッタで形成した配線に比べて低温成膜プロセスであり、Ｎｉ−Ｃｒの拡散が少なくＡｕの成長粒子が大きいため抵抗値は小さく、また配線パターン７が形成されたシリコン基板（ウエハ）１においては、低温成膜プロセスを用いたためパターン形成後の反りを半減させることが可能になる。
【００３３】
続いて、めっき治具７１（めっき装置５１）の第２実施形態について、図４を参照して説明する。この図において、図１乃至図３に示す第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３４】
この図に示すように、本実施形態におけるめっき治具７１は、閉塞部７３の頂面７３ａがシリコン基板１の表面１ａと略面一の高さに形成されている。そして、この頂面７３ａには、シリコン基板１の下地膜Ｓ（ＮｉＣｒ膜２及びＡｕ膜３）と同じ材料で、ＮｉＣｒ膜２Ｄ及びＡｕ膜３Ｄからなるダミー下地膜ＳＤが成膜されている。ＮｉＣｒ膜２Ｄ及びＡｕ膜３Ｄの成膜方法は特に限定されないが、シリコン基板１の下地膜Ｓ（ＮｉＣｒ膜２及びＡｕ膜３）と同様の成膜方法を採ることができる。
【００３５】
本実施形態では、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、ダミー下地膜ＳＤが存在することにより、ダミー下地膜ＳＤを含めた下地膜Ｓの分布がシリコン基板１上で一様となるため、開口部Ｋの近傍も含めた液流状態をシリコン基板１上で一様にでき、より均一にＡｕめっき膜６を成膜することが可能になる。
【００３６】
このダミー下地膜ＳＤのＮｉＣｒ膜２Ｄ及びＡｕ膜３Ｄを成膜する際には、シリコン基板１をめっき治具７１に支持・装着して、当該シリコン基板１に下地膜Ｓ（ＮｉＣｒ膜２及びＡｕ膜３）を成膜する工程で一括して成膜することが、別途ダミー下地膜ＳＤの成膜工程を設ける必要がなくなり、生産性の向上に寄与できる。
【００３７】
なお、ダミー下地膜ＳＤに成膜されるＡｕめっき膜６は、例えば０．７〜１．０μｍ程度の微小量であるため、複数のシリコン基板１に対するめっき処理に繰り返し使用（再利用）することも可能である。また、シリコン基板１上の下地膜分布をより高精度に一様にするためには、めっき治具７１上のダミー下地膜ＳＤ及びＡｕめっき膜を一旦、エッチング等で除去した後に、新たなシリコン基板を支持して下地膜Ｓ、ダミー下地膜ＳＤ、Ａｕめっき膜を一括的に成膜してもよい。
【００３８】
また、上記実施形態では、めっき治具７１に凸形状の閉塞部７３を設け、この閉塞部７３がシリコン基板１の開口部Ｋに挿通することで閉塞する構成としたが、これに限られるものではなく、例えば図４（ｂ）に示すように、凸形状を設けずに、平板状のめっき治具７１の支持部７２がシリコン基板１の裏面１ｂに密着することで、閉塞部としてシリコン基板１の開口部Ｋを閉塞する構成としてもよい。
この構成においても、開口部Ｋを通過する液流を阻止することができるため、上記実施形態と同様の作用・効果が得られるが、開口部Ｋ内に流れ込む微弱な液流が生じる可能性があるため、開口部Ｋに挿通して閉塞する構成を採ることが好ましい。
【００３９】
（液滴吐出ヘッド）
次に、上記薄膜形成方法により、配線パターン（導電膜パターン）が形成された基板を有するデバイスによって構成された液滴吐出ヘッドについて図５を参照して説明する。図５は、液滴吐出ヘッド（液体噴射ヘッド）Ｈの断面構成図である。
【００４０】
本実施形態の液滴吐出ヘッドＨは、インク（機能液）を液滴状にしてノズルから吐出するものである。図５に示すように、液滴吐出ヘッドＨは、液滴が吐出されるノズル開口１５を備えたノズル基板１６と、ノズル基板１６の上面（＋Ｚ側）に接続されてインク流路を形成する流路形成基板１０と、流路形成基板１０の上面に接続されて圧電素子（駆動素子）３００の駆動によって変位する振動板４００と、振動板４００の上面に接続されてリザーバ１００を形成するリザーバ形成基板（保護基板）２０と、リザーバ形成基板２０上に設けられた前記圧電素子３００を駆動するための駆動回路部（ドライバＩＣ）２００Ａ〜２００Ｂと、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｂと接続された複数の配線パターン（膜パターン）３４とを備えて構成されている。
【００４１】
液滴吐出ヘッドＨの動作は、各駆動回路部２００Ａ〜２００Ｂに接続された図示略の外部コントローラによって制御される。流路形成基板１０には、複数の平面視略櫛歯状の開口領域が区画形成されており、これらの開口領域は、ノズル基板１６と振動板４００とにより囲まれて圧力発生室１２を形成する。また、上記平面視略櫛歯状の開口領域のうち、リザーバ形成基板２０と流路形成基板１０とにより囲まれた部分がリザーバ１００を形成している。
【００４２】
流路形成基板１０の図示下面側（−Ｚ側）は開口しており、その開口を覆うようにノズル基板１６が流路形成基板１０の下面に接続されている。流路形成基板１０の下面とノズル基板１６とは、例えば接着剤や熱溶着フィルム等を介して固定されている。ノズル基板１６には、液滴を吐出する複数のノズル開口１５が設けられている。具体的には、ノズル基板１６に設けられた複数（例えば７２０個程度）のノズル開口１５はＹ軸方向（紙面と直交する方向）に配列されている。
【００４３】
圧力発生室１２とノズル開口１５とは、各々対応して設けられている。すなわち、圧力発生室１２は、複数のノズル開口１５に対応するように、Ｙ軸方向に複数並んで設けられている。圧力発生室１２は、Ｘ軸方向に関して互いに対向するように配置されており、それらの間には隔壁１０Ｋが形成されている。
【００４４】
複数の圧力発生室１２の基板中央部側の端部は上述した隔壁１０Ｋによって閉塞されているが、基板外縁部側の端部は互いに接続するように集合され、リザーバ１００と接続されている。リザーバ１００は、機能液導入口２５と圧力発生室１２との間で機能液を一時的に保持するものであって、リザーバ形成基板２０にＹ軸方向に延びる平面視矩形状に形成されたリザーバ部２１と、流路形成基板１０に形成された連通部１３とから構成されている。そして、連通部１３において各圧力発生室１２と接続され、複数の圧力発生室１２の共通の機能液保持室（インク室）を形成している。図５に示す機能液の経路をみると、ヘッド外端上面に開口する機能液導入口２５より導入された機能液が、導入路２６を経てリザーバ１００に流れ込み、供給路１４を経て、複数の圧力発生室１２のそれぞれに供給されるようになっている。
【００４５】
流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０との間に配置された振動板４００は、流路形成基板１０側から順に弾性膜５０と下電極膜６０とを積層した構造を備えている。流路形成基板１０側に配される弾性膜５０は、例えば１〜２μｍ程度の厚さの酸化シリコン膜からなるものであり、弾性膜５０上に形成される下電極膜６０は、例えば０．２μｍ程度の厚さの金属膜からなるものである。本実施形態において、下電極膜６０は、流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０との間に配される複数の圧電素子３００の共通電極としても機能するようになっている。
【００４６】
振動板４００を変形させるための圧電素子３００は、下電極膜６０側から順に圧電体膜７０と、上電極膜８０とを積層した構造を備えている。圧電体膜７０の厚さは例えば１μｍ程度、上電極膜８０の厚さは例えば０．１μｍ程度である。
なお、圧電素子３００の概念としては、圧電体膜７０及び上電極膜８０に加えて、下電極膜６０を含むものであってもよい。下電極膜６０は圧電素子３００として機能する一方、振動板４００としても機能するからである。本実施形態では、弾性膜５０及び下電極膜６０が振動板４００として機能する構成を採用しているが、弾性膜５０を省略して下電極膜６０が弾性膜５０を兼ねる構成とすることもできる。
【００４７】
圧電素子３００（圧電体膜７０及び上電極膜８０）は、複数のノズル開口１５及び圧力発生室１２のそれぞれに対応するように複数設けられている。
圧電素子３００を含む振動板４００上の領域を覆って、リザーバ形成基板２０が設けられており、リザーバ形成基板２０の上面（流路形成基板１０と反対側面）には、封止膜３１と固定板３２とを積層した構造のコンプライアンス基板３０が接合されている。このコンプライアンス基板３０において、内側に配される封止膜３１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さ６μｍ程度のポリフェニレンスルフィドフィルム）からなり、この封止膜３１によってリザーバ部２１の上部が封止されている。他方、外側に配される固定板３２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さ３０μｍ程度のステンレス鋼）からなる板状部材である。
この固定板３２には、リザーバ１００に対応する平面領域を切り欠いてなる開口部３３が形成されており、この構成によりリザーバ１００の上部は、可撓性を有する封止膜３１のみで封止され、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部２２となっている。
【００４８】
通常、機能液導入口２５からリザーバ１００に機能液が供給されると、例えば、圧電素子３００の駆動時の機能液の流れ、あるいは、周囲の熱などによってリザーバ１００内に圧力変化が生じる。しかしながら、上述のように、リザーバ１００の上部が封止膜３１のみよって封止された可撓部２２を有しているので、この可撓部２２が撓み変形してその圧力変化を吸収する。したがって、リザーバ１００内は常に一定の圧力に保持される。なお、その他の部分は固定板３２によって十分な強度に保持されている。そして、リザーバ１００の外側のコンプライアンス基板３０上には、リザーバ１００に機能液を供給するための機能液導入口２５が形成されており、リザーバ形成基板２０には、機能液導入口２５とリザーバ１００の側壁とを連通する導入路２６が設けられている。
【００４９】
リザーバ形成基板２０は、流路形成基板１０とともに液滴吐出ヘッドＨの基体を成す部材であるから剛体とすることが好ましく、リザーバ形成基板２０を形成する材料として流路形成基板１０と略同一の熱膨張率を有する材料を用いることがより好ましい。本実施形態の場合、流路形成基板１０がシリコンからなるものであるから、それと同一材料のシリコン単結晶基板が好適である。シリコン単結晶基板を用いた場合、異方性エッチングにより容易に高精度の加工を施すことが可能であるため、圧電素子保持部２４や溝部７００を容易に形成できるという利点が得られる。その他、流路形成基板１０と同様、ガラス、セラミック材料等を用いてリザーバ形成基板２０を作製することもできる。
【００５０】
リザーバ形成基板２０上には２個の駆動回路部２００Ａ〜２００Ｂが配設されている。
駆動回路部２００Ａ〜２００Ｂは、例えば回路基板あるいは駆動回路を含む半導体集積回路（ＩＣ）を含んで構成されている。各駆動回路部２００Ａ〜２００Ｂは、複数の接続端子（図示せず）を備えており、一部の接続端子がリザーバ形成基板２０上に形成された配線パターン３４に対してワイヤーＷ１により接続されている。駆動回路部２００Ａ〜２００Ｂの他の一部の接続端子は、リザーバ形成基板２０の溝部７００内に配置された上電極膜８０に対してワイヤーＷ２により接続されている。
【００５１】
リザーバ形成基板２０のうち、Ｘ軸方向に関して中央部には、Ｙ軸方向に延びる溝部７００が形成されている。
溝部７００によってＸ軸方向に関し区画されるリザーバ形成基板２０のうち、回路駆動部２００Ａと接続される複数の圧電素子３００を封止している部分を第１封止部２０Ａとし、駆動回路部２００Ｂと接続される複数の圧電素子３００を封止ししている部分を第２封止部２０Ｂとする。これらの第１封止部２０Ａ及び第２封止部２０Ｂには、それぞれ圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を確保するとともに、その空間を密封する圧電素子保持部２４が設けられている。圧電素子３００のうち、少なくとも圧電体膜７０は、この圧電素子保持部２４内に密封されている。
【００５２】
第１封止部２０Ａの圧電素子保持部２４によって封止されている圧電素子３００のうち、上電極膜８０の−Ｘ側の端部は、第１封止部２０Ａの外側まで延びて、溝部７００の底面部に露出している。溝部７００における流路形成基板１０上に下電極膜６０の一部が配置されている場合においては、上電極膜８０と下電極膜６０との短絡を防止するための絶縁膜６００が、上電極膜８０と下電極膜６０との間に介挿されている。同様に、第２封止部２０Ｂの圧電素子保持部２４によって封止されている圧電素子３００のうち、上電極膜８０の＋Ｘ側の端部が、第２封止部２０Ｂの外側まで延びて、溝部７００内に露出しており、この露出側の端部にも、上電極膜８０と下電極膜６０との間に絶縁膜６００が介挿されている。
【００５３】
本実施形態では、上記配線パターン３４、駆動回路部２００Ａ、２００Ｂ等が設けられたリザーバ形成基板２０及び圧電素子３００が設けられた流路形成基板１０がそれぞれ本発明に係る薄膜形成方法を用いて形成されたデバイスの一部を構成し、これらのデバイスを組み立て、固定することにより、液滴吐出ヘッドＨが製造される。
【００５４】
上述した構成を有する液滴吐出ヘッドＨにより機能液の液滴を吐出するには、当該液滴吐出ヘッドＨに接続された外部コントローラ（図示略）によって機能液導入口２５に接続された不図示の外部機能液供給装置を駆動する。外部機能液供給装置から送出された機能液は、機能液導入口２５を介してリザーバ１００に供給された後、ノズル開口１５に至るまでの液滴吐出ヘッドＨの内部流路を満たす。
【００５５】
また外部コントローラは、リザーバ形成基板２０上に実装された駆動回路部２００Ａ、２００Ｂ等に例えば配線パターン３４を介して駆動電力や指令信号を送信する。指令信号等を受信した駆動回路部２００Ａ、２００Ｂは、外部コントローラからの指令に基づく駆動信号を、各圧電素子３００に送信する。
すると、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との間に電圧が印加される結果、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体膜７０に変位が生じ、この変位によって各圧力発生室１２の容積が変化して内部圧力が高まり、ノズル開口１５より液滴が吐出される。
【００５６】
本実施形態では、上記リザーバ形成基板２０に形成された配線パターン３４、及び流路形成基板１０に形成された圧電体膜７０、上電極膜８０が、上述した薄膜形成方法により形成されている。
そのため、本実施形態に係る液滴吐出ヘッドＨにおいては、配線の膜厚のばらつきが小さいことから、駆動電圧を小さくすることが可能になり、またノズル間での吐出量のバラツキも小さくすることができる。また、低温プロセスであるめっき積層により、抵抗値の低減、応力の低減が可能となり、基板の反りを緩和できることから、反り等による駆動回路部２００Ａ、２００Ｂの接合不良等が生じず、安定した液滴吐出動作を確保することが可能になる。
【００５７】
（液滴吐出装置）
次に、上述した液滴吐出ヘッドＨを備えた液滴吐出装置の一例について図６を参照しながら説明する。本例では、その一例として、前述の液滴吐出ヘッドを備えたインクジェット式記録装置について説明する。
【００５８】
図６に示す液滴吐出ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載されている。図６に示すように、液滴吐出ヘッドを有する記録ヘッドユニット６１Ａ及び６１Ｂには、インク供給手段を構成するカートリッジ６２Ａ及び６２Ｂが着脱可能に設けられており、この記録ヘッドユニット６１Ａ及び６１Ｂを搭載したキャリッジ６３が、装置本体６４に取り付けられたキャリッジ軸６５に軸方向移動自在に取り付けられている。
【００５９】
記録ヘッドユニット６１Ａ及び６１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ６６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト６７を介してキャリッジ６３に伝達されることで、記録ヘッドユニット６１Ａ及び６１Ｂを搭載したキャリッジ６３がキャリッジ軸６５に沿って移動するようになっている。一方、装置本体６４にはキャリッジ軸６５に沿ってプラテン６８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン６８上に搬送されるようになっている。上記構成を具備したインクジェット式記録装置は、前述の液滴吐出ヘッドＨを備えているので、小型で信頼性が高く、更に低コストなインクジェット式記録装置となっている。
【００６０】
なお、図６では、プリンタ単体としてのインクジェット式記録装置を示したが、本発明はこれに限らず、係る液滴吐出ヘッドを組み込むことによって実現されるプリンタユニットに適用することも可能である。このようなプリンタユニットは、例えば、テレビ等の表示デバイスやホワイトボード等の入力デバイスに装着され、該表示デバイス又は入力デバイスによって表示若しくは入力された画像を印刷するために使用される。
【００６１】
また上記液滴吐出ヘッドは、液相法により各種デバイスを形成するための液滴吐出装置にも適用することができる。この形態においては、液滴吐出ヘッドより吐出される機能液として、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料、有機ＥＬ表示デバイスを形成するための有機ＥＬ形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などを含むものが用いられる。これらの機能液を液滴吐出装置により基体上に選択配置する製造プロセスによれば、フォトリソグラフィ工程を経ることなく機能材料のパターン配置が可能であるため、液晶表示装置や有機ＥＬ装置、回路基板等を安価に製造することができる。
【００６２】
また、上記実施形態では、本発明に係る薄膜形成方法を液滴吐出ヘッドＨに用いられる基板に適用する構成としたが、これ以外にも、半導体配線形成や、非接触型カード媒体におけるアンテナ回路、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象を利用する表面伝導型電子放出素子の薄膜形成等にも適用可能である。
【００６３】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例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。
【００６４】
例えば、上記実施形態では、処理対象物であるシリコン基板１と、めっき治具７１とがそれぞれ同一材料で形成される構成としたが、これに限定されるものではなく、互いに異なる材料で形成される構成としてもよい。ただし、この場合も熱変形によって生じる歪を抑えるために、線膨張係数が略同一の材料を用いることが好ましい。
【００６５】
また、上記実施形態で示した下地膜Ｓを構成する金属膜としては、Ｎｉ−Ｃｒ合金やＡｕの他、Ｃｕ（銅）やＮｉ、Ｃｒ、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｗ（タングステン）、またはこれらにＡｕを含めた少なくとも２種以上で構成された合金など、他の金属材料であってもよい。
また、下地膜Ｓとして２種の金属膜を積層しているが、いずれか一方の金属膜みであってもよい。下地膜Ｓが１種の金属膜のみで構成される場合には、無電解めっき工程において、自己触媒還元無電解Ａｕめっき浴中で無電解めっき処理を行う前に、６０〜８０℃に加温した無電解置換Ａｕめっき浴中に封止基板を５〜２０分浸漬し、１種の金属膜上に下地用のめっき層を形成しておく。ここで、下地用のめっき層の層厚は、例えば０．０５〜０．２μｍとなっている。このとき、シード層に無電解置換Ａｕめっきが形成されにくい場合は、事前にＰｄ触媒を付与し、無電解Ｎｉめっきなどの無電解置換Ａｕめっきが形成しやすい素材を形成しても良い。
【００６６】
また、上記実施形態では、無電解めっき工程において形成されるめっき層をＡｕで構成しているが、ＮｉやＣｕ、Ａｇ（銀）、Ｃｏ（コバルト）、Ｐｄ（パラジウム）など、他の金属材料で構成されてもよい。このとき、めっき層を構成する金属材料に合わせて、下地膜Ｓを構成する金属材料を適宜変更してもよい。
また、上記実施形態では、液滴吐出ヘッドの製造方法について説明したが、本願の成膜方法を用いて形成された配線パターンを有する基板を備えていれば、液滴吐出ヘッドに限らず、他のデバイスに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】配線パターンの形成方法の工程を示す図である。
【図２】めっき装置の概略構成図である。
【図３】シリコン基板及びめっき治具の断面図である。
【図４】他の実施形態のめっき治具及びシリコン基板の断面図である。
【図５】液滴吐出ヘッドの断面構成図である。
【図６】液滴吐出装置の一例を示す斜視構成図である。
【符号の説明】
【００６８】
Ｈ…ヘッド（液滴吐出ヘッド、液体噴射ヘッド）、  Ｋ…開口部、  Ｌ…めっき液、  Ｓ…下地膜、  ＳＤ…ダミー下地膜、  １…シリコン基板（基板、処理対象物）、  １ａ…表面（一面）、  １ｂ…裏面（他面）、  ２…ＮｉＣｒ膜（下地膜）、  ３…Ａｕ膜（下地膜）、  ６…Ａｕめっき膜（薄膜）、  ７…配線パターン、  ３４…配線パターン、  ５１…めっき装置（薄膜形成装置）、  ５２…めっき槽、  ７１…めっき治具（薄膜形成用治具）、  ７３…閉塞部
【図１】
2008223046.tif 000003
【図２】
2008223046.tif 000004
【図３】
2008223046.tif 000005
【図４】
2008223046.tif 000006
【図５】
2008223046.tif 000007
【図６】
2008223046.tif 000008