(57)【要約】【課題】  インクジェット記録ヘッドにおいてＳｉ基板の膜応力による反りを緩和して反りによる不良を削減すると伴に異方性エッチング時の歩留まりを向上させる。【解決手段】  １、メンブレン層が単層の場合は、何れかの犠牲層間で分離して膜応力を緩和する。  ２、メンブレン層が多層構成の場合は、多層構成膜を同じ犠牲層間で分離して膜応力を緩和し、膜厚が厚くなることで異方性エッチンッグの歩留まりも向上させた、またはそれぞれ異なった犠牲層間で分離することで膜応力を緩和した時は、犠牲層間にもメンブレン層があることでより異方性エッチング時の歩留まりをさせる。【選択図】  図１
2008265196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する複数の発熱抵抗体を保護するヒータ保護膜が形成されており、前記ヒータ保護膜上に耐キャビテーション膜が形成された発熱抵抗体を備え、エッチングによりインク供給口の寸法を規定する為の犠牲層が複数形成され、さらに犠牲層上にエッチングストップ層が形成されていて、エッチングによりインク供給口を形成するインクジェット記録ヘッド用基板において、前記エッチングストップ層が単層または積層膜からなり、犠牲層間の少なくとも一箇所以上で分離されている事を特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記エッチングストップ層が多層構成であり、それぞれ異なった犠牲層間で分離されているであることを特徴とする請求項第１項記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記エッチングストップ層が窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、ＳｉＯＮの単層、それぞれの積層、２種類以上の積層膜であることを特徴とする請求項第１、２項記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記分離されたエッチングストップ層の膜応力が圧縮応力の−３×１０９dyne/cm2以上の膜応力であることを特徴とする請求項第１から３項記載のインクジェット記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体に外部からエネルギーを加えることによって、所望の液体を吐出するインクジェット記録ヘッド、およびインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録ヘッドに関しては、特開昭５４−５１８３７に記載されているインクジェット記録ヘッドは、熱エネルギーを液体に印加し、この熱エネルギーを受けた液体が加熱されて気泡を発生し、この気泡発生に基づく作用力によって、記録ヘッド部先端のオリフィスから液滴が吐出され、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ということを特徴としている。
【０００３】
この記録法に適用される記録ヘッドは、一般に液体を吐出するために設けられたオリフィスと、このオリフィスに連通して液滴を吐出するための熱エネルギーが液体に作用する部分である熱作用部を構成の一部とする液流路とを有する液吐出部及び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層とそれをインクから保護するヒータ保護層及び、キャビテーションから保護する耐キャビテーション層と蓄熱するための蓄熱層（下部層）を具備している。
【０００４】
特開平９−１１４７９に犠牲層をエッチングストップ層で覆ってインク供給口を異方性エッチングにより形成する方法が提案されている。さらに、インク供給口を異方性エッチングで精度良く形成する方法が特開平１０−１８１０３２に提案されている。
【０００５】
プロセスを簡単に記すと、
１） シリコン基板を熱酸化により基板表面に二酸化シリコン膜を形成する、
２） 次に、二酸化シリコン膜上に発熱抵抗体を形成し、
３） 所定の場所の二酸化シリコン膜を除去し、
４） 二酸化シリコンを除去した部分にｐｏｌｙ−Ｓｉ膜を成膜、形成し連続してなる犠牲層とした、
５） 更に、発熱抵抗体と連続してなる埋め込み犠牲層上に窒化シリコン膜からなるエッチングストップ層を形成、
６）この後、後工程により流路形成層、ノズル形成層を形成し、
７）裏面よりＴＭＡＨにてシリコンの異方性エッチングを行い、
８）二酸化シリコン膜を除去し、更に、ＴＭＡＨにて犠牲層を除去し、
９）インク供給口のエッチングストップ層をＲＩＥにて除去してインクジェット記録ヘッドを作成している。
【特許文献１】特開昭５４−５１８３７号公報
【特許文献２】特開平９−１１４７９号公報
【特許文献３】特開平１０−１８１０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インクジェット記録ヘッドを形成する方法において、犠牲層上に酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜からなるエッチングストップ層を形成している。
【０００７】
その犠牲層が複数形成された場合は犠牲層を被うエッチングストップ層の面積も大きくなる。その後に流路形成層、ノズル形成層形成、シリコンの異方性エッチング等のプロセスがある。
【０００８】
ところが、図３のように複数形成された犠牲層（３０２）を被ったエッチングストップ層（３０３）を一体の長方形で形成するとエッチングストップ層の膜応力によりシリコン基板（３０１）にエッチングストップ層の膜応力が圧縮応力の時は凹状に引っ張り応力の時は凸状に反りが生じる。このシリコン基板の反りによりエッチングストップ層形成以降のプロセスにおいて反りによる搬送不良や装置のステージに吸着できずに不良となり歩留まりが低下してしまう事があった。
【０００９】
また、エッチングストップ層の膜応力を小さくすることでシリコン基板の反りは防げるが、膜応力を小さくすると耐ＴＭＡＨ性が弱くなってしまう傾向があり、ＴＭＡＨにて犠牲層をエッチングした時にエッチングストップ層も同時にエッチングされて、割れが発生して歩留まりが低下していた。
【００１０】
このように、複数個形成された犠牲層を酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜のエッチングストップ層で一体の長方形で覆った場合には、膜応力によるシリコン基板の反りによって、後工程で不良が発生して歩留まりの低下を招いていた、一方膜応力を小さくすると耐ＴＭＡＨ性が弱くなって異方性エッチングで犠牲層をエッチングする時に割れが生じて歩留まりが低下するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題点を解決するために、本発明では、インクを吐出する複数の発熱抵抗体を保護するヒータ保護膜が形成されており、さらに耐キャビテーション膜が形成された発熱抵抗体を備え、犠牲層を酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜のエッチングストップ層で覆ってインク供給口をＴＭＡＨによる異方性エッチングによりインク供給口を形成するインクジェット記録ヘッド用基板において、図１のように犠牲層が複数形成された時に膜応力が大きい（−３×１０９dyne/cm2以上−７×１０９dyne/cm2以下）酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜からなる、エッチングストップ層１０３を複数形成された犠牲層１０２において各犠牲層間で分離して膜応力を緩和させて、シリコン基板１０１の反り緩和した。このエッチングストップ層を分離する場所は各犠牲層間でなく、例えば複数の犠牲層間で分離しても同様に反りを緩和する事ができる。
【００１２】
また、エッチングストップ層は、積層構成とすることが考えられ、例えば第１層が耐ＴＭＡＨ性の強い膜、第２層が膜応力の小さい膜等の構成が考えられる。同じ犠牲層間で分離して膜応力を緩和する構成でも同様な効果がある。
【００１３】
また、図２のように第１層と第２層で分離する場所を変えることでも膜応力を緩和ができるので同様の効果がある。さらに、この構成では積層されたエッチングストップ層が異なった場所で分離されている為、犠牲層間にも必ずエッチングストップ層が有るので、エッチングストップ層のカバレッジ性が良好なのでＴＭＡＨによる異方性エッチング時の不良発生が大幅に低下した。
【００１４】
尚、積層されたエッチングストップ層の膜応力のトータルは、−３×１０９dyne/cm2以上−７×１０９dyne/cm2以下であった。
【００１５】
［作用］
膜応力が圧縮応力（−３×１０９dyne/cm2以上）の膜で耐ＴＭＡＨ性が有る酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜からなるエッチングストップ層を複数個形成された犠牲層間で分離して、膜応力を緩和してシリコン基板の反りを防いだ。またメンブレン（エッチングストップ層）が異方性エッチングによる割れを抑制する為に積層構成にした場合には、同じ犠牲層間または、それぞれ異なった犠牲層間で分離することで膜応力を緩和してシリコン基板の反りを防いだ。
【００１６】
上記の方法により、エッチングストップ層の耐ＴＭＡＨ性を維持しながら膜応力の緩和を可能にして、さらに異方性エッチング時の不良の発生をも大幅に減少させた。
【発明の効果】
【００１７】
以上述べたように本発明によれば、膜応力が圧縮応力の膜で耐ＴＭＡＨ性が優れた、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、ＳｉＯＮ膜の単層からなるエッチングストップ層の場合には、複数形成されている犠牲層間で分離して膜応力を緩和してシリコン基板の反りを防いだ。
【００１８】
また、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、ＳｉＯＮ膜のそらぞれの積層、或いは、２種類以上の積層膜からなるエッチングストップ層の場合には、同じ犠牲層間もしくはそれぞれ異なった犠牲層間で分離することで膜応力を緩和してシリコン基板の反りを防いだ。
【００１９】
上記の方法により、単層構成の場合には膜応力が圧縮応力の膜で耐ＴＭＡＨ性があるエッチングストップ層の膜応力を緩和できた。また、積層構成の場合にはそれぞれの膜応力を緩和して、エッチングストップ層が積層構成とする事でより異方性エッチングの割れの発生を抑制した。
【００２０】
即ち、積層構成の場合には、１層目のエッチングストップ層に膜応力が大きいが耐ＴＭＡＨ性がある膜を形成し、２層目のエッチングストップ層に応力の小さい膜を採用することにより、耐ＴＭＡＨ性とエッチングストップ層として必要な膜厚を実現する事が可能と成った。
【００２１】
これにより、シリコン基板の反りによる不良と異方性エッチングの割れの発生を大幅に減少させる事ができたので歩留まりの向上を実現した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［実験］Ｉ  膜応力検討
膜応力とシリコン基板の反り量
膜応力とシリコン基板の反り量の検討を行った。
【００２３】
まず、Ｓｉ基板上にプラズマCVD（P−CVD）により、ＳｉH4/ＮＨ３/Ｎ２系のガスを用いて12000Åの膜厚のP-SiNx（窒化シリコン膜）を形成した。
【００２４】
この時に成膜の温度を変化させて膜応力を変化させた。その後、膜応力測定器にて膜応力とシリコン基板の反り量を測定した。
【００２５】
以下実験結果を表Ｉに示す。
【００２６】
表Ｉ  膜応力とシリコン基板反り量
成膜温度        膜応力（９dyne/cm2）      反り量
200℃        ‐2.9×１０                ５０μ
250℃        ‐4.1×１０                ８０μ
300℃        ‐4.8×１０                １００μ
350℃        ‐5.2×１０                １２０μ
400℃        ‐5.9×１０                １３０μ
表Ｉに示す通り、成膜温度を上げていくと、膜応力が圧縮方向に大きくなりそれと共にシリコン基板の反り量も大きくなる。応力が圧縮の場合は凹形状に反っていた。
【００２７】
酸化シリコン膜も膜応力とシリコン基板反りの関係は同様の結果であった。
［実験］II シリコン基板反りの検討
シリコン基板反り量と不良発生率
まず、Ｓｉ基板上にＡｌ―Ｃｕの金属膜をスパッタ法を用いて、２０００Åの膜厚に形成し、それぞれレジストを用いて（例えばＯＦＰＲ（登録商標）−８００東京応化製）フォトリソ工程により所定のエッチング犠牲層パターンにパターニングした。そして、リアクティブ・イオン・エッチング（RIE）にてBCl3/Cl2のガス系を用いてエッチングした。
【００２８】
このエッチング犠牲層上に、ＳｉH4/ＮＨ３/Ｎ２系のガスを用いてP-SiNxからなるエッチングストップ層を形成した、尚この時、成膜温度により膜応力を変化させシリコン基板の反り量を変えた。
【００２９】
そして、以降の工程として、TaSiNからなるヒーター、P−SiNxからなるヒーター保護膜の形成、Ｓｉ基板裏面に耐アルカリ性レジスト形成し、各フォトリソ工程による、シリコン基板の反り量と搬送不良、装置ステージに吸着しない等の不良の発生率の検討を行った。
【００３０】
以下実験結果を表II示す。
【００３１】
表II  シリコン基板の反り量と不良発生率
（シリコン基板）
反り量                不良発生率
５０μ                    ０％
８０μ                    ０％
１００μ                  ０％
１２０μ                  １％
１３０μ                  ３％
表IIに示す通り、シリコン基板の反り量が１２０μ以上になると以降の工程に於いて、搬送不良や装置のステージに吸着しない為に不良が発生する。
【００３２】
このことからシリコン基板の反り量は１００μ以下に抑える必要があることが判る。
［実験］III  膜応力と割れの検討
エッチングストップ層の膜応力と異方性エッチング時の割れの発生率
エッチングストップ層の膜厚と異方性エッチング時の割れの検討を行った。
まず、Ｓｉ基板上にAlCuの金属膜をスパッタ法を用いて、3000Åの膜厚に形成し、それぞれレジストを用いて（例えばＯＦＰＲ（登録商標）−８００東京応化製）フォトリソ工程により所定のエッチング犠牲層パターンにパターニングした。
【００３３】
そして、リアクティブ・イオン・エッチング（RIE）にてBCl3/Cl2のガス系を用いてエッチングした。
【００３４】
このエッチング犠牲層上に、プラズマCVD（P−CVD）でＳｉH4/ＮＨ３/Ｎ２系のガスを用いてP-SiNxからなるエッチングストップ層を12000Å形成した、尚この時のエッチングストップ層の膜応力を変化させた。
【００３５】
そしてＳｉ基板裏面に耐アルカリ性レジストをフォトリソ工程により形成した後に異方性エッチングを施し、その後エッチングストップ層割れの状況を観察した。
【００３６】
以下実験結果を表IIIに示す。
【００３７】
表III  エッチングストップ層膜応力と割れ発生率
エッチングストップ層膜応力        割れ発生率
（９dyne/cm2  ）        （異方性エッチング後）
‐1.9×１０                ２％
‐2.9×１０                ０.５％
‐4.1×１０                ０％
‐4.8×１０                ０％
‐5.2×１０                ０％
‐5.9×１０                ０％
表IIIに示す通り、エッチングストップ層の膜応力が圧縮方向に大きいと異方性エッチングで割れが発生しなくなる。これは、膜応力が圧縮方向に大きいとエッチング液（TMAH）の耐性が上がる為である。
【００３８】
しかし、圧縮応力が−８.0×１０９dyne/cm2を超えると、応力が強すぎて膜にシワが発生しやすくなるので、−７.0×１０９dyne/cm2以下が望ましい。
【００３９】
このことから、エッチングストップ層の膜応力は、‐3.0×１０９dyne/cm2
以上−７.0×１０９dyne/cm2以下が有効と思われる。
［実験］IV  ＢＨＦ（バッファードフッ酸）での選択エッチング実験
エッチングストップ層を２層構成にした場合、異なった犠牲層間で分離するには２層目をエッチングする時に、１層目がエッチングされない選択エッチングが必要となってくる。
【００４０】
そこで、ＢＨＦによるプラズマＣＶＤを用いたP-SiNx（窒化シリコン膜）で選択エッチングの検討を行った。
【００４１】
P-SiNxをプラズマCVDでガス種の混合比が異なる条件で成膜して、その時のBHFによるエッチングレートの検討を行った。
【００４２】
まず、Si基板にプラズマCVDを用いて、SiH4/NH3/N2のガス系からなるP-SiNxをそれぞれ２μ成膜した。この時の成膜条件はSiH4は200sccm, NH3は0〜500sccm、N2は2000sccm,基板温度は350℃、圧力1600mtorr,RFパワーは1000Wで行いNH3のガス流量以外は固定した。
【００４３】
次に、それぞれのSi基板にレジストを用いて（例えばＯＦＰＲ（登録商標）−８００東京応化製）フォトリソ工程により所定のパターンにパターニングした。
そして、BHF６３U（ダイキン工業、HF：6mass%,NH4F：30mass%,HF：NH4F＝1：6.25）に３min浸漬して、その後レジストを剥離し、それぞれのエッチング量を測定してエッチングレートの比較を行った。
【００４４】
以下実験結果を表IVに示す
表IV  NH3添加量とエッチングレート（BHF63U）
SIH4/NH3/N2系でのエッチング実験
NH3添加量            エッチングレート（ウェット）
NH3 0sccm                60Å/min
NH3 50sccm               100Å/min
NH3 100sccm              230Å/min
NH3 200sccm              1200Å/min
NH3 300sccm              3700Å/min
NH3 500sccm              5600Å/min
表IVに示す通り、P−SiNx成膜時にNH3を添加しないもしくは流量を100sccm以下にすることでＢＨＦでのエッチングレートを遅くする事ができるので、ＢＨＦでのウェットエッチングでは上層膜のみエッチングされて、下層膜のP−SiNxがほとんどエッチングされないという選択エッチングが可能であることが判る。
【００４５】
これにより、P−CVDで１層目の膜としてNH3を添加しないP−SiNxを形成して複数形成された犠牲層間で分離して、その膜上に２層目の膜としてNH3の流量が200sccm以上のP−SiNxを形成して１層目の膜と異なった犠牲層間で分離する事ができる。
［実験］Ｖ  エッチングストップ層構成と割れの検討
エッチングストップ層構成と異方性エッチング時の割れの発生率
エッチングストップ層構成と異方性エッチング時にオーバエッチングした時の割れの検討を行った。
【００４６】
まず、Ｓｉ基板上にAlCuの金属膜をスパッタ法を用いて、3000Åの膜厚に形成し、それぞれレジストを用いて（例えばＯＦＰＲ（登録商標）−８００東京応化製）フォトリソ工程により所定のエッチング犠牲層パターンにパターニングした。
【００４７】
そして、リアクティブ・イオン・エッチング（RIE）にてBCl3/Cl2のガス系を用いてエッチングした。
【００４８】
このエッチング犠牲層上に、プラズマCVD（P−CVD）でＳｉH4/ＮＨ３/Ｎ２系のガスを用いてP-SiNxからなるエッチングストップ層を13000Å形成して単層構成とした。
【００４９】
次にエッチングストップ層を積層構成にする為に、Ｓｉ基板の犠牲層パターン上に、１層目としてプラズマCVD（P−CVD）でＳｉH4/ＮＨ３/Ｎ２系のガスを用いてP-SiNxからなるエッチングストップ層を3000Å形成した後に、パターニングにより犠牲層間で分離した。そして、同じくＳｉH4/ＮＨ３/Ｎ２系のガスを用いてP-SiNxからなるエッチングストップ層を10000Å形成してパターニングにより１層目と異なった犠牲層間で分離して図２ように２層構成とした。
【００５０】
そして、Ｓｉ基板裏面に耐アルカリ性レジストをフォトリソ工程により形成した後に、ＴＭＡＨによる異方性エッチングを施した時にオーバエッチングを行い、その時の単層構成と積層構成におけるエッチングストップ層割れの状況を観察した。
【００５１】
以下実験結果を表Ｖに示す
表Ｖ  エッチングストップ層構成と割れ発生率
オーバエッチング時間              割れ発生率
（異方性エッチング時）      単層構成      ２層構成
１Ｈｒ                  ０％          ０％
２Ｈｒ                  ０％          ０％          ３Ｈｒ                  ０％          ０％
４Ｈｒ                  ０％          ０％
５Ｈｒ                  ０.１％        ０％
６Ｈｒ                  ０.３％        ０％
表Ｖに示す通り、異方性エッチング時のオーバエッチング時間が長くなると、単層構成だとＴＭＡＨにエッチングされて割れが発生してくるが、２層構成だと割れの発生が無い。これは、１層目に割れが発生しても、層が異なっている事で２層目には割れが発生しにくい為と、さらに、エッチングストップ層の分離個所が異なっている為、本構成の場合は少なくとも１層のエッチングストップ層が犠牲層間で存在する為に、犠牲層がエッチングされた時のエッチング液のまわり込みを防げる為である。
【００５２】
このように、エッチングストップ層を２層構成にして、異なった犠牲層間で分離する事で犠牲層間にもエッチングストップ層存在するのでより割れの発生を抑制できる事が判る。
［実験］VI  シリコン基板反り緩和検討
エッチングストップ層の分離方法によるＳｉ基板の反り量の緩和を検討した。
【００５３】
まず、Ｓｉ基板上にＡｌの金属膜をスパッタ法を用いて、２０００Åの膜厚に形成し、それぞれレジストを用いて（例えばＯＦＰＲ（登録商標）−８００東京応化製）フォトリソ工程により所定のエッチング犠牲層パターンにパターニングした。そして、リアクティブ・イオン・エッチング（RIE）にてBCl3/Cl2のガス系を用いてエッチングした。
【００５４】
このエッチング犠牲層上に、ＳｉH4/ＮＨ３/Ｎ２系のガスを用いてP-SiNxからなるエッチングストップ層を形成した、尚この時、成膜温度350℃にして膜応力を‐3.0×１０９dyne/cm2  以上にした。
【００５５】
その後、このエッチングストップ層をリアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）でＳＦ６/Ｏ２系のガスを用いて下記の３種類のパターンにパターニングを行った。
【００５６】
(1) パターン１  ：図３のように犠牲層間で分離しない構成
(2) パターン２  ：図１のように犠牲層間で分離した構成、
(3) パターン３  ：図２ようにエッチングストップ層を積層構成とした。
【００５７】
各層を異なる犠牲層間で分離した構成
ＮＨ3添加しないP-SiNxを１層目として、ＲＩＥのＳＦ6/Ｏ2系のガスを用いて犠牲層間で分離した後に、２層目としてＮＨ3を200sccm以上添加したP-SiNxを形成して、フッ化水素アンモニウムで１層目と異なった犠牲層間で分離して２層構成にした。
【００５８】
この時、それぞれ異なった３構成のＳｉ基板の反り量を測定した。
【００５９】
以下実験結果を表VIに示す。
【００６０】
表VI  パターン構成とシリコン基板反り量
パターン構成        膜応力（９dyne/cm2  ）    反り量
(1) 構成    分離無し（図３）  ‐5.1×１０              １４０μ
(2) 構成    分離有り（図１）  ‐5.1×１０                ２０μ
(3) 構成    分離有り（図２）  ‐5.1×１０                ２５μ
（２層構成）
表VIに示す通り、エッチングストップ層の膜応力が‐3.0×１０９dyne/cm2以上の時に、図３のように犠牲層間で分離しないとＳｉ基板の反りが１００μ以上になり、実験IIで説明したように、搬送不良、装置ステージ吸着不良が発生しやすくなる。
【００６１】
膜応力が‐3.0×１０９dyne/cm2以上であっても、図１のように犠牲層間で分離する事でＳｉ基板の反りが１００μ以下に緩和されることが判る。
【００６２】
また、エッチングストップ層が２層構成で‐3.0×１０９dyne/cm2以上であっても図２のように１層目と２層目をそれぞれ異なった犠牲層間で分離する事でも、Ｓｉ基板の反りが１００μ以下に緩和されることも判る。
【００６３】
本発明の実施形態を実施例に基づいて具体的に説明する。
【実施例１】
【００６４】
以下に本発明によるインクジェット記録ヘッドの製造方法を具体的に説明する。図２１は犠牲層を複数形成した時の平面図であり、Ａ−Ａ’断面図を（ａ）とし、Ｂ−Ｂ’断面図（ｂ）として図４以降に実施例１を説明する。
【００６５】
（１）図４の基板面方位（１００）のシリコン基板４０１に、例えば熱酸化やＣＶＤ法などで絶縁膜ＳｉＯ２からなる蓄熱層４０２を形成し、フォトリソ技術によって図４のようにインク供給口を設けるための複数の所望のパターン（供給開口部）４０３を形成する（平面図  図２１）。
【００６６】
（２）Ａｌをスパッタ法にて図５のように２０００Å成膜した後にパターニングして、下層配線４０４と複数の犠牲層４０５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。この時の犠牲層パターンは幅１６０μｍ、長さは１０ｍｍであった（平面図  図２１）。犠牲層は、フォトリソ工程によりレジストパターンを形成した後に、リアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）でＢＣｌ３/Ｃｌ２系のガスでＡｌのエッチングを行った。
【００６７】
（３）この基板表面上にエッチングストップ層４０６として、プラズマＣＶＤ法によって、P-ＳｉＮｘ膜を図６のように複数形成された犠牲層を被うように１２０００Å堆積する。この時のP-ＳｉＮｘ膜の成膜条件は、ＳｉＨ4／ＮＨ3／Ｎ2＝１６０／１００／２０００ｓｃｃｍ、圧力１５００ｍｔｏｒｒ、基板温度３５０℃、ＲＦ  １６００Ｗであった。積層されたエッチングストップ膜のトータルの膜厚は、一般には３０００Å〜２μｍ、好ましくは６０００Å〜１.５μｍ、最適には１μｍ〜１.５μｍである。また積層されたエッチングストップ膜の応力は、圧縮応力のー４.７×１０９dyne/cm2であった。このエッチングストップ層をリアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）でＳＦ６/Ｏ２系のガスを用いて図７(a)のように、パターニングにより複数形成された犠牲層の各犠牲層間で分離してＳｉ基板の反りを緩和した。
【００６８】
尚、この分離個所は各犠牲層間で必ず分離する必要が無く、数個おきに分離しても同様の効果が得られる。膜応力を考慮して最適な間隔で分離する事が好ましい。
【００６９】
（４）プラズマＣＶＤ等を使って、P-ＳｉＮｘ膜を堆積して層間絶縁膜４０７とする。さらに、エッチングストップ層のP-ＳｉＮｘ膜がエッチングされないように層間絶縁膜にコンタクトホール４０８を形成する（図８）。
【００７０】
この時エッチングストップ層が犠牲層間で分離されていて、膜応力が緩和されているので、層間絶縁膜の膜応力による反りの影響も無く、コンタクトホールを形成することができる。
【００７１】
（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４０９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４１０としてＡｌ、Ｍｏ、Ｎｉ，Ｃｕ等の金属膜を同様にして形成する（図９）。
【００７２】
尚、反りが緩和されているので、この金属膜の膜応力も問題にならない。
【００７３】
（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P-ＳｉＮｘ膜４１１を堆積し保護膜とする（図１０）。
【００７４】
（７）この上に、耐キャビテーション膜４１２としてスパッター法等でＴａを堆積しパターニングする（図１１、Ｂ−Ｂ’断面）。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。
【００７５】
この、配線とヒーター形成工程においても反りによる問題は発生しない。
【００７６】
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。
【００７７】
（８）樹脂製のノズルの密着性を上げるためと、裏面をアルカリ性エッチャントから保護するために、耐食性の高い樹脂膜４１３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（図１２）。
【００７８】
（９）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４１４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（図１３）。
【００７９】
（１０）インク流路のパターンの上に、被覆樹脂層４１５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。
【００８０】
（１１）次に流路の被覆樹脂層をパターニングして、ヒーター部４０９に対応したインク吐出口４１６と電極の外部接続部を形成する（図１４）。この後、被覆樹脂層を光や熱等によって硬化する。
【００８１】
（１２）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４１７を形成する（図１５）。
【００８２】
（１３）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４１８を除去しウエハ面を露出させる（図１６、Ｂ−Ｂ’断面）。このパターンの形状は、幅３００μ、長さ１１ｍｍである（図２２）。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。
【００８３】
（１４）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、平面形状が長方形の貫通穴が形成される、この時複数形成された犠牲層もエッチングされる（図１７）。
【００８４】
この時のエッチングストップ層は膜応力の緩和する為に犠牲層間で分離すると伴に、圧縮応力のアルカリ系エッチャント（ＫＯＨ、ＴＭＡＨ、ヒドラジン等）に耐性があるので異方性エッチング時の割れの発生を抑制できる。
【００８５】
（１５）複数の各犠牲層間で分離したエッチングストップ層４０６のP-ＳｉＮｘ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（図１８）。次にエッチング保護膜４１７を除去し（図１９）、最後にインク流路形成材４１４を除去し、複数の供給口からなるインクの流路４１９を確保する（図２０）。
【００８６】
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。上記の工程により形成されたインクジェット記録ノズルは膜応力が圧縮の-３.０×１０９dyne/cm2以上のエッチングストップ層（窒化シリコン膜）を複数形成された犠牲層の各犠牲層間または何れかの犠牲層間で分離されていれば、Ｓｉ基板の反りを緩和して、Ｓｉ基板の反りによる搬送不良、装置ステージ吸着不良による不良を防ぎ、また圧縮応力の膜で耐アルカリ性があるので、エッチングストップ層の割れも全域にわたって発生を抑制できるので歩留まりの向上につながった。
【実施例２】
【００８７】
実施例１と同様に図２１の犠牲層を複数形成した時の平面図で、Ａ−Ａ’断面図を（ａ）、とし、Ｂ−Ｂ’断面図（ｂ）とし、エッチングストップ層としてP-SiON膜を用いた時の実施例２を図２３から２５で説明する。
【００８８】
（１）実施例１と同様な工程によりＡｌの犠牲層まで形成した。この犠牲層は、フォトリソ工程によりレジストパターンを形成した後に、リアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）でＢＣｌ３/Ｃｌ２系のガスでＡｌのエッチングを行い複数形成された。
【００８９】
基板表面上にエッチングストップ層５０６として、プラズマＣＶＤ法によって、P-SiON膜を１００００Å堆積する。P-SiON膜の成膜条件は、ＳｉＨ4／N２O／Ｎ2＝２００／１０００／３５００ｓｃｃｍ、圧力１７００ｍｔｏｒｒ、基板温度３５０℃、ＲＦ  １０００Ｗであった。この積層されたエッチングストップ膜のトータルの膜厚は、一般には３０００Å〜２μｍ、好ましくは６０００Å〜１.５μｍ、最適には１μｍ〜１.５μｍ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、圧縮応力の−３.３×１０９dyne/cm2である（図２３）。
【００９０】
（２）この酸化シリコン膜（P-SiON膜）のエッチングストップ層５０６をリアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）でＣＦ４/Ｏ２系のガスを用いて図２４のようにパターニングにより複数形成された犠牲層間で分離してＳｉ基板の反りを緩和して、窒化シリコン膜以外の膜でも実施例１と同様の効果がある事を確認した（図２４）。
【００９１】
（３）そして、実施例１と同様な工程により図２５のような構成にして、異方性エッチングにより、表面の犠牲層へ向かって貫通口を開けインク供給口を形成する。尚、この実施例２においてＳｉ基板の反りによる不良は発生しなかった。
【００９２】
上記の工程により形成されたインクジェット記録ノズルは膜応力が−３.０×１０９dyne/cm2以上のエッチングストップ層のP-SiON膜を用いても、複数の犠牲層間で分離した事でＳｉ基板の反りを緩和して、Ｓｉ基板の反りによる搬送不良、装置ステージ吸着不良による不良を防ぐことで、この工程以降での不良の発生を防ぎ、また圧縮応力のち密な膜なのでエッチングストップ層の割れも全域にわたって発生しなくなったので歩留まりの向上につながった。
【００９３】
このように、窒化シリコン膜以外の膜であって且つ、実施例１と異なった犠牲層間で分離することでも膜応力の緩和が出来ることを確認できた。
【実施例３】
【００９４】
実施例１と同様に図２１の犠牲層を複数形成した時の平面図で、Ａ−Ａ’断面図を（ａ）とし、Ｂ−Ｂ’断面図を（ｂ）とした時に、異方性エッチング時にエッチングストップ層の割れを抑制する為に、エッチングストップ層を２層構成にした時の実施例３を説明する。
【００９５】
（１）実施例１と同様な工程によりＡｌ―Ｃｕの犠牲層を形成した。この犠牲層は、フォトリソ工程によりレジストパターンを形成した後に、リアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）でＢＣｌ３/Ｃｌ２系のガスでＡｌ―Ｃｕのエッチングを行い複数形成された。この基板表面上に１層目のエッチングストップ層６０６として、プラズマＣＶＤ法によって、P-ＳｉＮｘ膜を複数形成された犠牲層を被うように３０００Å堆積する。この時のP-ＳｉＮｘ膜の成膜条件は、ＳｉＨ4／ＮＨ3／Ｎ2＝１６０／５０／２０００ｓｃｃｍ、圧力１５００ｍｔｏｒｒ、基板温度３５０℃、ＲＦ  １２００Ｗであった。つづいて、２層目のエッチングストップ層６０７として、１層目のエッチングストップ層６０６上にＳｉＨ4／ＮＨ3／Ｎ2＝１６０／１００／２０００ｓｃｃｍ、圧力１３００ｍｔｏｒｒ、基板温度３５０℃、ＲＦ１６００Ｗの成膜条件からなる１００００ÅのP-ＳｉＮｘ膜を形成した。
【００９６】
この積層されたエッチングストップ膜のトータルの膜厚は、一般には３０００Å〜２μｍ、好ましくは６０００Å〜１.５μｍ、最適には１μｍ〜１.５μｍ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、圧縮応力のー５.１×１０９dyne/cm2である（図２６）。
【００９７】
（２）この積層された２層構成のエッチングストップ層６０６、６０７をリアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）でＳＦ６/Ｏ２系のガスを用いて図２７のように同時にパターニングして、複数形成された犠牲層の各犠牲層間で分離してＳｉ基板の反りを緩和した（図２７）。
【００９８】
（３）そして、実施例１と同様な工程により図２８のような構成にして、異方性エッチングにより、表面の犠牲層へ向かって貫通口を開けインク供給口を形成する。
【００９９】
尚、この実施例３においてＳｉ基板の反りによる不良は発生しなかった。
【０１００】
上記の工程により形成されたインクジェット記録ノズルは膜応力が−３.０×１０９dyne/cm2以上のエッチングストップ層（窒化シリコン膜）を同時形成により２層構成にして、複数形成された犠牲層の同じ犠牲層間で分離した事でＳｉ基板の反りを緩和して、２層構成なので異方性エッチング時の割れの発生をさらに抑制した。
【０１０１】
このように、同時形成された２層構成のエッチングストップ層を２層とも同じ犠牲層間で分離して膜応力を緩和して、Ｓｉ基板の反りによる搬送不良、装置ステージ吸着不良による不良を防いだ。また、圧縮応力の膜を２層構成した事で、よりエッチングストップ層の割れを全域にわたって防げるようにしたので歩留まりの向上にもつながった。即ち、本実施例の様に、１層目のエッチングストップ層に膜応力が大きいが耐ＴＭＡＨ性がある膜を形成し、２層目のエッチングストップ層に応力の小さい膜を採用することにより、耐ＴＭＡＨ性とエッチングストップ層として必要な膜厚を実現する事が可能と成った。
【実施例４】
【０１０２】
実施例１と同様に図２１の犠牲層を複数形成した時の平面図で、Ａ−Ａ’断面図を（ａ）とし、Ｂ−Ｂ’断面図を（ｂ）とした時に、異方性エッチング時にエッチングストップ層の割れを抑制する為に、エッチングストップ層を２層構成にした時に、さらに膜応力が緩和できるように１層目のエッチングストップ層を犠牲層間で分離した後に、２層目のエッチングストップ層を１層目と異なった犠牲層間で分離した時の実施例４を説明する。
【０１０３】
（１）実施例１と同様な工程によりＡｌ―Ｃｕの犠牲層を形成した。この犠牲層は、フォトリソ工程によりレジストパターンを形成した後に、リアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）でＢＣｌ３/Ｃｌ２系のガスを用いてＡｌ―Ｃｕのエッチングを行い複数形成された。複数形成された犠牲層を被うようにプラズマＣＶＤ法によって、P-ＳｉＮｘ膜を３０００Å堆積しエッチングストップ層６０７を形成した。この時のP-ＳｉＮｘ膜の成膜条件は、ＳｉＨ4／Ｎ2＝１６０／２０００ｓｃｃｍ、圧力１６００ｍｔｏｒｒ、基板温度３５０℃、ＲＦ  ８００Ｗであった（図２９）。
【０１０４】
（２）このエッチングストップ層７０６をＲＩＥでＳＦ６/Ｏ２系のガスを用いて図３０のようにパターニングして複数形成された犠牲層間で分離して、１層目のエッチングストップ層の膜応力を緩和すると伴に１層目のエッチングストップ層を形成した（図３０）。
【０１０５】
（３）この、１層目のエッチングストップ層７０６上に２層目のエッチングストップ層としてP-ＳｉＮｘ膜を１００００Å堆積する。この時のP-ＳｉＮｘ膜の成膜条件は、ＳｉＨ4／NH3／Ｎ2＝１６０／３００／２０００ｓｃｃｍ、圧力１６００ｍｔｏｒｒ、基板温度３５０℃、ＲＦ  １２００Ｗであった。
【０１０６】
この積層されたエッチングストップ膜のトータルの膜厚は、一般には３０００Å〜２μｍ、好ましくは６０００Å〜１.５μｍ、最適には１μｍ〜１.５μｍ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、圧縮応力のー４.５×１０９dyne/cm2である（図３１）。
【０１０７】
（４）この基板にフォトリソ工程によりパターニングを施し、BHF63U溶液に4min浸漬し、2層目のP-ＳｉＮｘ膜（１００００Å）のみエッチングして、１層目のエッチングストップ層と異なった犠牲層間で分離し、２層目のエッチングストップ層の膜応力を緩和すると伴に７０６、７０７の２層構成のエッチングストップ層を形成した（図３２）。
【０１０８】
（５）そして、実施例１と同様な工程により図３３のような構成にして、異方性エッチングにより、表面の犠牲層へ向かって貫通口を開けインク供給口を形成する。
【０１０９】
尚、この実施例４においてＳｉ基板の反りによる不良は発生しなかった。
【０１１０】
上記の工程により形成されたインクジェット記録ノズルは膜応力が−３.０×１０９dyne/cm2以上のエッチングストップ層（窒化シリコン膜）を１層目のエッチングストップ層を犠牲層間で分離して膜応力を緩和した後に、２層目のエッチングストップ層をウェットエッチングの選択エッチングにより１層目と異なった犠牲層間でそれぞれ分離して膜応力をさらに緩和できるようにして、異方性エッチング時の割れの発生をより抑制できるような２層構成とした。
【０１１１】
１層目のエッチングストップ層に膜応力が大きいが耐ＴＭＡＨ性がある膜を形成し、２層目のエッチングストップ層に応力の小さい膜を採用することにより、耐ＴＭＡＨ性とエッチングストップ層として必要な膜厚を実現する事が可能と成った。
【０１１２】
このように、Ｓｉ基板の反りをエッチングストップ層の１層目と２層目をそれぞれ個別に膜応力を緩和しているので反りに対してより効果的であり、Ｓｉ基板の反りによる搬送不良、装置ステージ吸着不良による不良をより一双防ぐことができて、さらにこの構成だと犠牲層上、犠牲層間に必ず１層のエッチングストップ層が存在するのでエッチング液のまわり込みを防ぐ事ができるのでより異方性エッチング時の割れの発生を抑制できる。
【０１１３】
このことで、さらなる歩留まり向上につなげることができた。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明によるインクジェット記録ヘッドのベース基板の断面を示す概略
【図２】本発明によるインクジェット記録ヘッドのベース基板の２層構成時の断面を示す概略図
【図３】従来技術の問題を示す図
【図４】本発明による実施例１のインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す概略図
【図５】本発明による実施例１のインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す概略図
【図６】本発明による実施例１のインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す概略図
【図７】本発明による実施例１のインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す概略図
【図８】本発明による実施例１のインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す概略図
【図９】本発明による実施例１のインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す概略図
【図１０】本発明による実施例１のインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す概略図
【図１１】本発明による実施例１のインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す概略図
【図１２】本発明による実施例１のインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す概略図
【図１３】本発明による実施例１のインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す概略図
【図１４】本発明による実施例１のインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す概略図
【図１５】本発明による実施例１のインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す概略図
【図１６】本発明による実施例１のインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す概略図
【図１７】本発明による実施例１のインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す概略図
【図１８】本発明による実施例１のインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す概略図
【図１９】本発明による実施例１のインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す概略図
【図２０】本発明による実施例１のインクジェット記録ヘッドの製造工程フローを示す概略図
【図２１】実施例１〜４の犠牲層平面図
【図２２】実施例１〜４Vの裏面の平面図
【図２３】本発明による実施例２のインクジェット記録ヘッドの製造工程途中の基板断面を示す概略図
【図２４】本発明による実施例２のインクジェット記録ヘッドの製造工程途中の基板断面を示す概略図
【図２５】本発明による実施例２のインクジェット記録ヘッドの製造工程途中の基板断面を示す概略図
【図２６】本発明による実施例３のインクジェット記録ヘッドの製造工程途中の基板断面を示す概略図
【図２７】本発明による実施例３のインクジェット記録ヘッドの製造工程途中の基板断面を示す概略図
【図２８】本発明による実施例３のインクジェット記録ヘッドの製造工程途中の基板断面を示す概略図
【図２９】本発明による実施例４のインクジェット記録ヘッドの製造工程途中の基板断面を示す概略図
【図３０】本発明による実施例４のインクジェット記録ヘッドの製造工程途中の基板断面を示す概略図
【図３１】本発明による実施例４のインクジェット記録ヘッドの製造工程途中の基板断面を示す概略図
【図３２】本発明による実施例４のインクジェット記録ヘッドの製造工程途中の基板断面を示す概略図
【図３３】本発明による実施例４のインクジェット記録ヘッドの製造工程途中の基板断面を示す概略図
【符号の説明】
【０１１５】
１０１  Ｓｉ基板
１０２  複数形成された犠牲層
１０３  エッチングストップ層
２０１  Ｓｉ基板
２０２  複数形成された犠牲層
２０３  犠牲層間で分離した１層目のエッチングストップ層
２０４  １層目と異なった犠牲層間で分離した２層目のエッチングストップ層
３０１  Ｓｉ基板
３０２  複数形成された犠牲層
３０３  エッチングストップ層
４０１  Ｓｉ基板（１００）
４０２  蓄熱層
４０３  複数の供給口開口部
４０４  下層配線電極
４０５  複数形成された犠牲層
４０６  各犠牲層間で分離したエッチングストップ層（窒化シリコン膜）
４０７  層間絶縁膜
４０８  コンタクトホール
４０９  ヒーター
４１０  上層配線
４１１  保護膜
４１２  耐キャビテーション膜
４１３  密着性向上用樹脂膜
４１４  インク流路形成材
４１５  ノズル形成材
４１６  吐出口
４１７  エッチング用保護膜
４１８  裏面供給口
４１９  インク流路
５０１  Ｓｉ基板（１００）
５０２  ＳｉＯ２
５０３  複数の供給口開口部
５０４  下層配線電極
５０５  複数形成された犠牲層
５０６  犠牲層間で分離したエッチングストップ層（酸化シリコン膜）
５０７  層間絶縁膜
５０８  ヒーター
５０９  上層配線
５１０  保護膜
５１１  耐キャビテーション膜
５１２  密着性向上用樹脂膜
５１３  インク流路形成材
５１４  ノズル形成材
５１５  エッチング用保護膜
６０１  Ｓｉ基板（１００）
６０２  蓄熱層
６０３  複数の供給口開口部
６０４  下層配線電極
６０５  複数形成された犠牲層（AlCu2000Å）
６０６  同じ犠牲層間で分離された1層目のエッチングストップ層（P−SiNx、3000Å）
６０７  同じ犠牲層間で分離された２層目のエッチングストップ層（P−SiNx、10000Å）
６０８  層間絶縁膜
６０９  ヒーター
６１０  上層配線
６１１  保護膜
６１２  耐キャビテーション膜
６１３  密着性向上用樹脂膜
６１４  インク流路形成材
６１５  ノズル形成材
６１６  エッチング用保護膜
７０１  Ｓｉ基板（１００）
７０２  蓄熱層
７０３  複数の供給口開口部
７０４  下層配線電極
７０５  複数形成された犠牲層（AlCu2000Å）
７０６  異なった犠牲層間で分離された1層目のエッチングストップ層（P−SiNx、3000Å）
７０７  ウェットエッチングにより１層目と異なった犠牲層間で分離された２層目のエッチングストップ層（P−SiNx、10000Å）
７０８  層間絶縁膜
７０９  ヒーター
７１０  上層配線
７１１  保護膜
７１２  耐キャビテーション膜
７１３  密着性向上用樹脂膜
７１４  インク流路形成材
７１５  ノズル形成材
７１６  エッチング用保護膜
【図１】
2008265196.tif 000003
【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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【図３０】
2008265196.tif 000032
【図３１】
2008265196.tif 000033
【図３２】
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【図３３】
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