(57)【要約】【課題】  従来例では、プラズマ生成室内でラジカル化されたエッチングガスは、ガス供給管からエッチングガス導入管を通り、エッチングチャンバー内に供給される。供給されたエッチングガスは、ガスノズルから噴射されエッチングを行う。その時、噴射されたエッチングガスのラジカル密度は及びラジカル消費率は、被処理物のある部分と無い部分で違ってくる。【解決手段】  本発明は、被処理物をダミーの被処理物内に置くことにより、被処理物上のラジカル密度及び、ラジカルの消費率を均一にすることにより、被処理物上でエッチングガスが均等に作用するようにし、良好なパターニング分布を得る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッチ式ケミカルドライエッチング方式において、処理チャンバー内の被エッチング物の周囲に、ラジカル化されたエッチングガスに反応してエッチングされるエッチング物を配置して製造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２】
バッチ式ケミカルドライエッチング方式において、処理チャンバー内の被エッチング物間に、ラジカル化されたエッチングガスに反応してエッチングされるエッチング物を配置して製造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３】
バッチ式ケミカルドライエッチング方式において、処理チャンバー内にラジカル化されたエッチングガスに反応してエッチングされる、被処理物より大きいエッチング物を被処理物の下側に配置して、製造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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインク流路の密着層及びインク遮断層を、有機レジスト膜をパターニングマスクとして、ケミカルドライエッチング方法で製造するインクジェット記録ヘッドの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ケミカルドライエッチング（以下「ＣＤＥ」という）方法は、主に半導体の製造工程で被処理物に微細加工を行う際に塗布したパターニングマスクとして使用した有機レジスト膜を、Ｏ2等と化学反応させることにより除去する技術である。
【０００３】
ＣＤＥの装置には主にバッチ式と枚葉式があり、それぞれ長所短所がある。バッチ式は装置としての価格が安く、一度に数枚の処理を行うことが出来、量産性が高い。しかし、その反面エッチング分布が悪く、速く除去される部分と遅く除去される部分とで差が出来るため、速く除去された部分の下地にダメージを与えるおそれ高い。その一方、枚葉式の装置は被処理物と平行にヘッドが有るため、エッチング分布に優れる。しかし、処理が一枚毎のためバッチ式に比較して量産性が低い。
【０００４】
インクジェット記録ヘッドの製造工程では、前記半導体の製造工程のように、有機レジスト膜を除去するためのみ行っているのではなく、有機レジスト膜をパターニングマスクとして、ポリアミド系の膜をパターニングしている。ポリアミド系の膜は、インクジェット記録ヘッドのインクを吐出させるための駆動回路パターンが下地にあるが、これらの駆動回路パターンとインクを遮断するインク遮断層として使用しているほか、インク流路形成膜と基板との密着層としての役割もある。そのため、数μｍ単位のパターニングを行わなければならない。
【０００５】
図８の模式図は、一般的なＣＤＥ装置の模式図を示したものであり、図６は従来例のＣＤＥ装置処理チャンバーの概略図である。バッチ式と枚葉式の違いは、１００の処理チャンバーがバッチ式か枚葉式かの違いのみである。ＣＤＥ装置は真空装置で、ガス供給系及びチャンバー系はすべて真空ポンプで排気されている。
【０００６】
まず、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生させ２００のプラズマ発生部へ送り、プラズマ発生部には石英管が装着されており、その石英管にはＯ2、ＣＦ4の混合ガスが供給されている。マイクロ波に依りプラズマが発生し、Ｏ2、ＣＦ4の混合ガスがプラズマにより反応性の高いラジカルガスになる。これを２０２のガス供給管により、１００の処理チャンバーに送られる。
【０００７】
一般的には、ＣＤＥでは有機レジスト等の除去エッチングのみで微細なパターニング等は行わないが、インクジェット記録ヘッドでは、半導体ほどの微細なパターニングは行わないので主にＣＤＥ装置を使用してパターニングを行っている。
【０００８】
図６は従来例のＣＤＥ装置処理チャンバーの概略図である。前記ラジカル化されたエッチングガスがガス供給管に依り、処理チャンバーに供給され、４の分流管を経て１２のノズルから処理チャンバー内へ噴射される。処理チャンバー内は、１０１のロードチャンバー１３のエレベーターステージ上にセットされた１１のウエハーカセットから、９のベルト搬送に依り６の処理ウエハーが搬送されて、１００の処理チャンバー内へセットされている。処理ウエハーの枚数は６インチウエハーの場合一度に４枚まで処理出来る。被処理ウエハーのセットされる間隔は任意の間隔を設定できる。
【０００９】
被処理ウエハーには、インク遮断層及び、密着層としてポリアミド系の膜が塗布され硬化処理してある。次に被処理ウエハーに有機レジスト膜がスピンコートにより塗布され、露光及び現像が行われパターニングされる。ラジカル化されたエッチングガスをノズルから噴射し、ポリアミド系の膜及び、有機レジスト膜と反応して、蒸発し図６の８排気管によりチャンバー外へ排気されるパターニングされる。尚、エッチング処理は、ポリアミド系膜及び有機レジスト膜ともエッチングレートはほぼ同じで、その点を考慮して、パターニングマスクと使用できるように、有機レジスト膜はポリアミド系膜より厚めに塗布してある。次に、処理が終了するとベルト搬送にて、アンロードチャンバーへ送られ１１のウエハーカセットへ収納される。
【００１０】
図７は、図８の従来のＣＤＥ装置でＯ2を７２０SCCM、ＣＦ4を１８０SCCM流し、放電出力を７００Ｗ、処理チャンバー圧力を５０Ｐａに設定し、処理時間を６０秒としてエッチングレートを測定しグラフに示したものである。グラフは処理ウエハーのｘ方向７点及び、ｙ方向７点を測定した。このグラフから、ｘ方向の各ウエハー外側がエッチングレートが非常に高く、ウエハー中心からＣＤＥ装置手前側及び奥側のｙ方向のエッチングレートが遅くなっていることがわかる。このデータからエッチングレートの平均値は５２０．３nm/min、最大エッチング値から最小エッチング値をひいた値は、２６０．６nm/min、分布、２３．５％と非常に悪い。
【００１１】
従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２をあげることが出来る。
【特許文献１】特開2004-025514号公報
【特許文献２】特開2004-237734号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図７のエッチングレート分布をみると、各処理ウエハーのｘ方向外側にいくほど急激にエッチングレートが高くなる。図１０は被処理ウエハー付近のエッチングガスの流れを矢印で示したものである。図６の処理チャンバー内の１２のノズルは、少なくともｘ方向線上にすべてにエッチングガスを噴射する。処理ウエハー面上に届いたエッチングガスは処理ウエハ外側に向かって流れ、処理ウエハー間にもノズルから噴射されたエッチングガスが、直接届く。つまり、処理ウエハー面上に届いたエッチングガスと、ウエハー間に届いているエッチングガスが合流して、処理ウエハー間のエッチングガス密度が高くなり、処理ウエハーｘ方向外側のエッチングレートが急激に高くなる。
【００１３】
このような状態で、実際にポリアミド系膜上に有機レジストでパターニングマスクを形成し、ＣＤＥ装置でパターニングを行うと、製造上のパターニング幅の規格から外れてしまう。
【００１４】
インクジェット記録ヘッドでは、パターニング分布を少なくとも１５％以内に押さえなければ、パターニング幅が規格から外れてしまうことになる。そこで、ＣＤＥ装置の大幅な改造を行うことなく、前記枚葉式のＣＤＥ装置と同等のパターニング分布を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
従来例では、プラズマ生成室内でラジカル化されたエッチングガスは、ガス供給管からエッチングガス導入管を通り、エッチングチャンバー内に供給される。供給されたエッチングガスは、ガスノズルから噴射されエッチングを行う。その時、噴射されたエッチングガスのラジカル密度は及びラジカル消費率は、被処理物のある部分と無い部分で違ってくる。本発明は、被処理物をダミーの被処理物内に置くことにより、被処理物上のラジカル密度及び、ラジカルの消費率を均一にすることにより、被処理物上でエッチングガスが均等に作用するようにし、良好なパターニング分布を得る。
【発明の効果】
【００１６】
以上、での述べた本発明によれば、以下の効果を有する。
【００１７】
ラジカル化したエッチングガスを、被処理物上でのエッチングガスの密度が均一になるようする。
【００１８】
図９は、エッチングガスの流れを矢印で示したものである。図１０の従来例の場合と違い、被処理ウエハー間のエッチングガスもエッチングを行っているため、余分なエッチングガスが処理ウエハー間の外周でエッチングを行うことはない。従って、従来例のようにエッチングガスのラジカル濃度が、被処理ウエハー間で高くなりエッチングレート上がることもない。また、エッチング分布が向上し歩留まりが上がる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ＣＤＥ装置のエッチングチャンバー内に、ラジカル化されたガスが被処理物に均等に反応するように、被処理物の周囲にダミーの被処理物を、又は、ダミーの被処理物内に被処理物を置くことによりラジカルの反応を均一にする。
【００２０】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施例を示した、ＣＤＥ装置処理チャンバーの概略図である。３のエッチングガス導入口から供給されたエッチングガスを、４の分流管から１２のエッチングガス噴射ノズルに供給する。１２のエッチングガス噴射ノズルはパイプ状のもので、直径２ｍｍの孔がライン状に下側に並んで多数開いている。処理ウエハーは６インチウエハーで搬送ベルトに依り、エッチングチャンバー内に搬送されており搬送ベルトを回転させるためのプーリーを固定している＊のフレームには、本発明のエッチングレート均一化板（図２）が取り付けてある。
【００２２】
図２のエッチングレート均一化板テフロン（登録商標）材で出来てきており、そこに厚さ３μmで熱酸化ＳｉＯ2膜を成膜した５インチウエハーを、図２（ａ）、図２（ｂ）のように８枚並べている。テフロン（登録商標）板は、真空排気の時にウエハーが動かないように、５インチウエハーの大きさに彫り込みがしてあり、そこに熱酸化ＳｉＯ2を落とし込んでいる。
【００２３】
そのエッチングレート均一化板は、処理ウエハーの下部、処理ウエハー搬送ベルトを回転させるためのプーリーを固定するフレームに搬送ベルトと接触しないように取り付けた。
【００２４】
処理する６インチウエハーは、エッチングレート均一化板の熱酸化ＳｉＯ2膜５インチウエハーと図２（ｃ）の位置関係に来るように搬送間隔を調整する。
【００２５】
パターニング条件は、従来例と同じ、Ｏ2を７２０SCCM、ＣＦ4を１８０SCCM流し、放電出力を７００Ｗ、処理チャンバー圧力を５０Ｐａに設定し、処理時間を６０秒で行った。
【００２６】
その結果を、図４のグラフに示す。グラフからエッチングレート分布に大幅な改善が見られたことがわかる。まず、処理ウエハーｘ方向の外側のエッチングレートが下がり、また、ウエハ中心ｙ方向のエッチングレートが全体的に上昇した。表１のように最大エッチングレートから最小エッチングレートを引いた値は、２６０．６ｎｍから１２７．２ｎｍと大幅に下がりエッチングレート分布も、２３．５％から１２．３％に大幅に改善された。平均エッチングレートは、５２０．３ｎｍ／ｍｉｎから５０４．７ｎｍ／ｍｉｎと下がった。これはウエハー外周部エッチングレートが下がったためと、ダミーの被処理物が入っていることにより、被処理物の面積が増え単位面積あたりのラジカル密度が下がったためである。なお、表１は、従来例、本発明の実施例１及び２のエッチングレート分布比較表である。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
図９は、エッチングガスの流れを矢印で示したものである。図１０の従来例の場合と違い、被処理ウエハー間のエッチングガスもエッチングを行っているため、余分なエッチングガスが処理ウエハー間の外周でエッチングを行うことはない。従って、従来例のようにエッチングガスのラジカル濃度が、従来例図１０のように被処理ウエハー間で高くなることもない。これは、被処理ウエハー間のエッチングを、熱酸化ＳｉＯ2膜のダミーを置くことにより、ウエハー間の余ったラジカルを、熱酸化ＳｉＯ2膜で消費することによるものである。
【実施例２】
【００２９】
図１は、本発明の第１の実施例を示した、ＣＤＥ装置処理チャンバーの概略図である。３のエッチングガス導入口から供給されたエッチングガスを、４の分流管から１２のエッチングガス噴射ノズルに供給する。１２のエッチングガス噴射ノズルはパイプ状のもので、直径２ｍｍの孔がライン状に下側に並んで多数開いている。処理ウエハーは６インチウエハーで搬送ベルトに依り、エッチングチャンバー内に搬送されており搬送ベルトを回転させるためのプーリーを固定している＊のフレームには、本発明のエッチングレート均一化板（図３）が取り付けてある。
【００３０】
図３エッチングレート均一化板は材質はテフロン（登録商標）で出来ており彫り込みがしてある。彫り込みの深さは１ｍｍほどで、その彫り込み部には、パターニングマスクとして使用する有機レジストを流し込み１２０°Ｃの温度で乾燥硬化させてある。（図３（ａ）、図３（ｂ）参照）
そのエッチングレート均一化板を、処理ウエハーの下部、処理ウエハー搬送ベルトを回転させるためのプーリーを固定するフレームに取り付けた。
【００３１】
処理する６インチウエハーは、図３（ｃ）のようにエッチングレート均一化板上内に来るように搬送間隔を調整する。
【００３２】
パターンニング条件は、従来例と同じ、Ｏ2を７２０SCCM、ＣＦ4を１８０SCCM流し、放電出力を７００Ｗ、処理チャンバー圧力を５０Ｐａに設定し、処理時間を６０秒で行った。以上、気流制御板を除いたのみで、その他はエッチング条件等、実施例１と全く同じである。
【００３３】
その結果を、図５のグラフに示す。グラフからエッチングレート分布に大幅な改善が見られたことがわかる。まず、処理ウエハーｘ方向の外側のエッチングレートが下がった。表１のように最大エッチングレートから最小エッチングレートを引いた値は、２６０．６ｎｍから１０８．１ｎｍと大幅に下がりエッチングレート分布も、２３．５％から１２．２％に大幅に改善された。平均エッチングレートは、５２０．３ｎｍ／ｍｉｎから４４６．４ｎｍ／ｍｉｎと下がった。これはウエハー外周部エッチングレートが下がったためと、ダミーの被処理物が入っていることにより、被処理物の面積が増え単位面積あたりのラジカル密度が下がったためである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】発明の実施例１，２を示した、ＣＤＥ装置チャンバーの概略図である。
【図２】施例１のエッチングレート均一化板を示す図である。図２（ａ）鳥瞰図である。図２（ｂ）は俯瞰図である。図２（ｃ）処理ウエハーが搬送された状態の位置関係を示す図である。
【図３】施例２のエッチングレート均一化板を示す図面である。図３（ａ）は鳥瞰図である。図３（ｂ）は俯瞰図である。図３（ｃ）は処理ウエハーが搬送された状態の位置関係を示す図である。
【図４】施例１のエッチング分布を示す図である。
【図５】施例２のエッチング分布を示す図である。
【図６】来例を示した、ＣＤＥ装置チャンバーの概略図を示す図である。
【図７】来例のエッチング分布を示す図である。
【図８】ＤＥ装置の模式図である。
【図９】１のＡ部の拡大概略図である。
【図１０】６のＢ部の拡大概略図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  実施例１のエッチングレート均一化板
２  実施例２のエッチングレート均一化板
３  ガス導入口
４  分流管
５  ラジカル化されたエッチングガス
６  被処理ウエハー
７  熱酸化ＳｉＯ2膜付５インチウエハー
８  排気口
９  搬送ベルト
１０  プーリー
１１  ウエハーカセット
１２  ノズル
１３  エレベーター
１４  有機レジスト
１００  処理チャンバー
１０１  ロードチャンバー
１０２  アンロードチャンバー
２００  プラズマ発生部
２０１  石英管
２０２  ガス供給管
２０３  エッチングガス供給系
Ａ  実施例１のＡ部拡大図示
Ｂ  実施例２のＢ部拡大図示
【図１】
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【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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