(57)【要約】【課題】発熱抵抗体層の抵抗値増加の抑制と抵抗値分布を改善可能な発熱抵抗体の製造方法、及びインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供すること。【解決手段】  まず、例えば、発熱抵抗体層上にＳｉ酸化膜７５（第１絶縁層）、多結晶Ｓｉ膜７４（エッチングストッパ層）、及びＳｉ酸化膜７３（第１絶縁層）を順次形成した後（Ｎ）、Ｓｉ酸化膜７３、多結晶Ｓｉ膜７４、Ｓｉ酸化膜７５を、各々のエッチング条件で順次プラズマエッチング除去し、発熱抵抗体層６の一部の領域上に開口を形成する（（Ｏ）〜（Ｑ））。【選択図】図８
2005041177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱抵抗体層上に第１絶縁層、エッチングストッパ層、及び第２絶縁層を順次形成する工程と、
前記第２絶縁層、エッチングストッパ層、及び第１絶縁層を、各々のエッチング条件で順次プラズマエッチング除去し、前記発熱抵抗体層の一部の領域上に開口を形成する工程と、
を有することを特徴とする発熱抵抗体の製造方法。
【請求項２】
前記第１及び第２絶縁層は、シリコン酸化膜からなることを特徴とする請求項１に記載の発熱抵抗体の製造方法。
【請求項３】
前記エッチングストッパ層は、シリコン膜からなることを特徴とする請求項１に記載の発熱抵抗体の製造方法。
【請求項４】
前記エッチングストッパ層は、化学的気相成長法により形成されたシリコン膜であることを特徴とする請求項１に記載の発熱抵抗体の製造方法。
【請求項５】
前記エッチングストッパ層は、多結晶シリコン膜であることを特徴とする請求項１に記載の発熱抵抗体の製造方法。
【請求項６】
前記第１絶縁層、前記エッチングストッパ層、前記第２絶縁層は、それぞれ膜厚：ｄ１、ｄ２、ｄ３、選択比：Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、オーバーエッチング率：Ａ１、Ａ２、Ａ３、とした時、下記式（１）及び（２）で示される関係式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の発熱抵抗体の製造方法。
式（１）：ｄ２＞ｄ１×Ａ１／１００／Ｓ１
式（２）：ｄ３＞Ａ２／１００／Ｓ２×（ｄ２−ｄ１×Ａ１／１００／Ｓ１）
【請求項７】
インクに熱エネルギーを印加してこれを噴射するための発熱抵抗体層を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、
前記発熱抵抗体層上に第１絶縁層、エッチングストッパ層、及び第２絶縁層を順次形成する工程と、
前記第２絶縁層、エッチングストッパ層、及び第１絶縁層を、各々のエッチング条件で順次プラズマエッチング除去し、前記発熱抵抗体層の一部の領域上に開口を形成する工程と、
を有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８】
前記第１及び第２絶縁層は、シリコン酸化膜からなることを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記エッチングストッパ層は、シリコン膜からなることを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記エッチングストッパ層は、化学的気相成長法により形成されたシリコン膜であることを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記エッチングストッパ層は、多結晶シリコン膜であることを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記第１絶縁層、前記エッチングストッパ層、前記第２絶縁層は、それぞれ膜厚：ｄ１、ｄ２、ｄ３、選択比：Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、オーバーエッチング率：Ａ１、Ａ２、Ａ３、とした時、下記式（１）及び（２）で示される関係式を満たすことを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
式（１）：ｄ２＞ｄ１×Ａ１／１００／Ｓ１
式（２）：ｄ３＞Ａ２／１００／Ｓ２×（ｄ２−ｄ１×Ａ１／１００／Ｓ１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル内に保持されたインクに熱エネルギーを印加してこれを噴射するサーマルタイプのインクジェット記録ヘッドなどに利用される発熱抵抗体の製造方法、及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】
近年、インクジェット記録装置は低価格でありながら高画質なカラー記録装置として注目されている。インクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッドとしては、例えば圧電材料によって圧力室を機械的に変形させることによって発生した圧力によってノズルからインクを噴射させる圧電型のインクジェット記録ヘッドや、個別流路に配設された発熱素子に通電し、インクを気化させた圧力でノズルからインクを噴射させるサーマル型のインクジェット記録ヘッドが知られている。
【０００３】
現在のサーマル型のインクジェット記録ヘッドとしては、例えば、特許文献１〜３などに記載されたインクジェット記録ヘッドが知られている。
【０００４】
ここで、図１２（Ａ）〜（Ｅ）に、サーマルタイプのインクジェット記録ヘッドにおけるインク滴生成過程を示す。図中、１００は流路基板、１０２は液体流路、１０３はヒーター基板、１０４は独立電極、１０５は共通電極、１０６は発熱抵抗体層、１０７は絶縁膜、１０８はピット、１０９はノズル、１１０はインク、１１１は気泡、１１２は生成されたインク滴である。
【０００５】
サーマルタイプのインクジェット記録ヘッドでは、発熱抵抗体層１０６に一時的に通電加熱することによって、インク１１０が急激に沸騰し、気泡１１１が発生すると共に液体流路１０２内で急激に成長する。そして、この気泡１１１の成長時の圧力により、ノズル１０９から、インク滴１１２を噴射させると共に、紙などの被記録物に着弾させ、記録画素を形成する。
【特許文献１】特開平９−２２６１０２
【特許文献２】特開２０００−１５８６５５
【特許文献３】特開２０００−１５８６５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このようなインクジェット記録ヘッドでは、発熱抵抗体層１０６上に絶縁膜１０７を形成した後、ピット１０８と呼ばれる開口をドライエッチング法（「反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ））により形成するため、ＲＩＥのオーバーエッチング時に発熱抵抗体層１０６の構成材料である多結晶Ｓｉがプラズマにさらされ、そのダメージにより発熱抵抗体層１０６の抵抗値が上昇するといった問題がある。
【０００７】
例えば、図１３、図１４にそれぞれ抵抗値の上昇率および均一性のオーバーエッチング時間依存性を示す。オーバーエッチング時間が長くなるほど、抵抗値は上昇しウエハ面内均一性が悪化していることがわかる。前者の理由はオーバーエッチング時間が長くなるほどダメージが大きくなるためである。また、後者の理由は絶縁膜のエッチングレートにウエハ面内分布があるため、ウエハ内で実効的なオーバーエッチング時間に差異が生じるためである。このようなウエハ内抵抗値分布はプリントヘッド内部の抵抗値分布に影響を及ぼし、ひいては噴射特性の不均一化をもたらす。
【０００８】
ここで、図１５に示すような、発熱抵抗体層１０６である多結晶Ｓｉ膜上に形成された絶縁膜１０７であるプラズマＣＶＤ法で形成したＳｉ酸化膜にＲＩＥを施し、開口を形成する場合に、オーバーエッチング時間を算出するパラメータを示す。なお、図１５中、１１３は、エッチングマスクであるホトレジスト、ｄｘは絶縁膜１０７の厚みを示を示す。
【０００９】
通常、エッチング量は膜厚の数１０％増しに設定するが、このオーバーエッチング率をＡｘ％、絶縁膜１０７のエッチングレートをＥｘとする。これらパラメータからオーバーエッチング時間Ｔｏは下記式（Ａ）で表される。
式（Ａ）：Ｔｏ＝ｄｘ／Ｅｘ×Ａｘ／１００
【００１０】
この式（Ａ）において、代表的な数字（ｄｘ＝３μｍ、Ｅｘ＝０．２μｍ／ｍｉｎ、Ａｘ＝３０％）を代入して計算するとオーバーエッチング時間は４．５ｍｉｎとなる。この時抵抗上昇率と抵抗値ウエハ内均一性は図１３、図１４からそれぞれ２２．４％、７．０％となり、発熱抵抗体層６の抵抗値上昇、抵抗値均一性が悪化していることがわかる。
【００１１】
従って、本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明の目的は、発熱抵抗体層の抵抗値増加の抑制と抵抗値分布を改善可能な発熱抵抗体の製造方法、及びインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、本発明は、
本発明の発熱抵抗体の製造方法は、発熱抵抗体層上に第１絶縁層、エッチングストッパ層、及び第２絶縁層を順次形成する工程と、
前記第２絶縁層、エッチングストッパ層、及び第１絶縁層を、各々のエッチング条件で順次プラズマエッチング除去し、前記発熱抵抗体層の一部の領域上に開口を形成する工程と、
を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の発熱抵抗体の製造方法では、発熱抵抗体層上に形成される絶縁膜（第１及び第２絶縁層）を、エッチングストッパ層を介して形成し、これらを、個々のエッチング条件でプラズマエッチング除去することで、過剰なオーバーエッチング分（ダメージ）をエッチングストッパ層に吸収させ、発熱抵抗体層がプラズマに曝される時間を短縮し、発熱抵抗体層の抵抗値増加の抑制と抵抗値分布を改善させる。
【００１４】
本発明の発熱抵抗体の製造方法において、前記第１及び第２絶縁層は、シリコン酸化膜からなることが好適である。
【００１５】
本発明の発熱抵抗体の製造方法において、前記エッチングストッパ層は、シリコン膜からなることが好適である。
【００１６】
本発明の発熱抵抗体の製造方法において、前記エッチングストッパ層は、化学的気相成長法により形成されたシリコン膜であることが好適である。
【００１７】
本発明の発熱抵抗体の製造方法において、前記エッチングストッパ層は、多結晶シリコン膜であることが好適である。
【００１８】
本発明の発熱抵抗体の製造方法において、前記第１絶縁層、前記エッチングストッパ層、前記第２絶縁層は、それぞれ膜厚：ｄ１、ｄ２、ｄ３、選択比：Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、オーバーエッチング率：Ａ１、Ａ２、Ａ３、とした時、下記式（１）及び（２）で示される関係式を同時に満たすことが好適である。
式（１）：ｄ２＞ｄ１×Ａ１／１００／Ｓ１
式（２）：ｄ３＞Ａ２／１００／Ｓ２×（ｄ２−ｄ１×Ａ１／１００／Ｓ１）
【００１９】
一方、インクに熱エネルギーを印加してこれを噴射するための本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、上記本発明の発熱抵抗体の製造方法を適用したものである。
【発明の効果】
【００２０】
以上、本発明によれば、発熱抵抗体層の抵抗値増加の抑制と抵抗値分布を改善可能である、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。なお、実質的に同じ機能を有する部材には、全図面通して同じ符号を付与して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドにおけるヒーター基板の平面構成図であり、２１は駆動素子である。各発熱抵抗体層６にはこれらに対して個別に駆動エネルギーを伝達するための独立電極４および通常電源電極配線として機能する共通電極５が接続される。また駆動素子２１の端部にも共通電極２２配線が接続され、通常電源電極配線として機能する。画像情報に応じて、駆動素子２１がＯＮし発熱抵抗体層６を通電加熱することによって発熱させている。また発熱抵抗体層６の材料としては各種検討されているが多結晶Ｓｉ材料はＬＳＩロジック回路搭載のインクジェットヘッドにおいて通常のＭＯＳＬＳＩプロセスのゲート電極材料として用いられるため、これらの共通化が可能となり工程を簡略化できる。
【００２３】
図２は、本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの断面図であり、ヒーター基板３上に多結晶Ｓｉからなる発熱抵抗体層６で構成される発熱抵抗体部３１とそれに電流を供給する駆動素子２１と画像情報の信号処理をするロジック回路部４５をＬＳＩプロセスを用いて形成している。そして、このヒーター基板３と、流路が形成された流路基板１とをノズル９が形成されるように接合されてインクジェット記録ヘッドは構成されている。
【００２４】
発熱抵抗体部３１は高抵抗多結晶Ｓｉ膜３２と低抵抗多結晶Ｓｉ膜３３とからなる発熱抵抗体層６で構成されている。高抵抗多結晶Ｓｉ膜３２領域は主に発熱領域を規定する。一方、高抵抗多結晶Ｓｉ膜３２の両側にある低抵抗多結晶Ｓｉ膜３３の領域はたとえ十分な発熱量があってもその上部に第１の絶縁膜３６ａ及び第２の絶縁膜３６ｂがあるためインクに伝わる熱エネルギーは小さくなる。そのためこの低抵抗多結晶Ｓｉ膜３３の領域は余分なエネルギーロスを小さくするという点からあらかじめ多結晶Ｓｉに高濃度の不純物イオンを注入し抵抗を十分に下げている。また絶縁膜ピット８（開口）の端部はこの低抵抗多結晶Ｓｉ膜３３の上部にくるように配設しており、さらにポリイミド樹脂層４２のピットの端部は絶縁膜ピット８の外側にくるように配設している。
【００２５】
図３〜図７は、本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドにおけるヒーター基板の製造工程を示すフロー図である。
【００２６】
まず、Ｓｉ基板３を準備し（図３（Ａ））、Ｓｉ基板３の表面に通常のＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉ）法を用いてトランジスタ領域を規定する（図３（Ｂ））。ここは後に、発熱抵抗体部３１の領域、ロジック回路部４５の領域あるいは駆動素子２１の領域等に相当する。フィールド酸化膜４４は１０００℃の水素燃焼酸化で約１．５μｍ成長させる。この酸化膜は素子分離領域としてだけでなく、後に発熱抵抗体層としての多結晶Ｓｉの下の蓄熱層としても働くためできるだけ厚いことが望ましい。
【００２７】
続いてトランジスタのゲート酸化膜５１を１０００℃の水素燃焼酸化で約１００ｎｍ成長させる（図３（Ｃ））。
【００２８】
続いて、ＭＯＳトランジスタのゲート電極３４と発熱抵抗体層６の材料となる多結晶Ｓｉ薄膜５２をＣＶＤ（化学的気相成長）法で約０．４μｍ着膜する（図３（Ｄ））。
【００２９】
続いて多結晶Ｓｉ膜５２にｎ型不純物であるリンをイオン注入法にて全面に導入する（図３（Ｅ））。この段階で導電性の多結晶Ｓｉ膜５３になる。この多結晶Ｓｉ膜５３は後に高抵抗多結晶Ｓｉ膜３２となるものである。
【００３０】
続いて後に高抵抗多結晶Ｓｉ膜３２となる領域をホトリソグラフィー法で形成したレジストで覆い、ｎ型不純物であるリンをイオン注入しこの領域をさらに抵抗の低い多結晶Ｓｉ膜３３にする（図３（Ｆ））。この領域の多結晶Ｓｉは後に発熱抵抗体層６の低抵抗多結晶Ｓｉ膜３３あるいはＭＯＳトランジスタのゲート電極３４となるものである。
【００３１】
続いてホトリソグラフィー法とフッ素系のガスを用いたドライエッチング法を用いて発熱抵抗体層６とＭＯＳトランジスタのゲート電極３４をパターニング（加工）する（図４（Ｇ））。
【００３２】
その後ＭＯＳトランジスタのソース／ドレイン拡散層３５を砒素のイオン注入法とその後の熱処理にて形成する（図４（Ｈ））。
【００３３】
続いて第１の絶縁膜３６ａ（第１絶縁層）を形成する（図４（Ｉ））。ここでは膜としてＣＶＤ法で約１００ｎｍ着膜したＮＳＧ（Ｎｏｎ  ｄｏｐｅｄ  ｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｌａｓｓ）膜を用いる。
【００３４】
続いて発熱抵抗体層６上に形成された第１の絶縁膜３６ａ上に、高抵抗多結晶Ｓｉ膜３２を覆うようにエッチングストッパ層７を形成する（図４（Ｊ））。ここでは膜として多結晶Ｓｉ薄膜をＣＶＤ（化学的気相成長）法で約０．１μｍ着膜したものである。
【００３５】
続いて第２の絶縁膜３６ｂ（第２絶縁層)としてＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｌａｓｓ：Ｓｉ酸化膜）膜を形成する（図５（Ｋ））。この膜は、ＳｉＨ4系ガスを用いたプラズマＣＶＤ法で約７００ｎｍのＳｉ酸化膜を着膜したものである。
【００３６】
続いてホトリソグラフィー法とフッ素系のガスを用いたドライエッチング法にて各素子の電気的接続口となるコンタクトホール３７を開口する（図５（Ｌ））。
【００３７】
続いて第１の金属配線層３８を形成する（図５（Ｍ））。ここでは金属配線の材料としてスパッタ法で約１μｍ着膜したＡｌ―１％Ｓｉ膜を用い、パターニングはホトリソグラフィー法と塩素系ガスを用いたドライエッチング法で実施した。
【００３８】
続いて表面保護層４１としてＳｉＨ4系ガスを用いたプラズマＣＶＤ法で約５００ｎｍのＳｉ酸化膜を着膜する（図６（Ｎ））。
【００３９】
続いて絶縁膜ピット８を形成するため、まず、ドライエッチング法で発熱抵抗体層６における高抵抗多結晶Ｓｉ膜３２周辺上の表面保護層４１（Ｓｉ酸化膜）及び第２の絶縁膜３６ｂ（Ｓｉ酸化膜）をエッチング除去する（図６（Ｏ））。なお、ここで、Ｂｏｎｄｉｎｇ  Ｐａｄ  ３９も同時に形成する。
【００４０】
続いて、ドライエッチング法で発熱抵抗体層６における高抵抗多結晶Ｓｉ膜３２周辺上のエッチングストッパ層７をエッチング除去する（図６（Ｐ））。
【００４１】
続いてドライエッチング法で発熱抵抗体層６における高抵抗多結晶Ｓｉ膜３２周辺上の第１の絶縁膜３６ａ（Ｓｉ酸化膜）をエッチング除去する（図７（Ｑ））。
【００４２】
このようにして、発熱抵抗体層６上に絶縁膜ピット８としての開口を設ける。この絶縁膜ピット８は異種の３層構造の膜（第１の絶縁膜３６a（ＮＳＧ膜からなるＳｉ酸化膜）と、エッチングストッパ層７（多結晶Ｓｉ膜）と、第２の絶縁膜３６ｂ及び表面保護層４１から構成されるプラズマＣＶＤによるＳｉ酸化膜と、の３層構造の膜）を除去するため、従来例の加工に用いていたＷｅｔエッチング法ではいわゆるアンダーカットが発生するため両者のエッチングレートを高精度であわせない限り形状の制御が難しい。その点ドライエッチング法による加工では膜種によらずほぼ垂直に加工できるため３層構造の膜でも形状制御性よく加工できるという利点がある。
【００４３】
最後に、耐インク層４０としてＳｉ窒化膜とＴａ膜を形成する（図７（Ｒ））。ここではＳｉ窒化膜はアンモニア系ガスを用いたプラズマＣＶＤ法で着膜し、その上にＴａ膜をスパッタ法で着膜した。これら２層膜をホトリソグラフィー法とフッ素系ガスを用いたプラズマエッチング法でパターニングする。
【００４４】
最後に流路を形成するためのポリイミド樹脂層４２を形成してヒーター基板の作製を完了する（図７（Ｓ））。
【００４５】
ここで、図８に、上記図６（Ｎ）〜図７（Ｑ）におけるヒーター基板３の発熱抵抗体層６の部分拡大図を示す。同図中、７５は第１の絶縁膜３６ａであるＳｉ酸化膜（第１絶縁層）であり、７４はエッチングストッパ層７としての多結晶Ｓｉ膜であり、７３は、第２の絶縁膜３６ｂ、表面保護層４１をひとまとめにしたＳｉ酸化膜（第２絶縁層）であり、７２は、絶縁膜のピット８を開口するためのエッチングマスク（ホトレジスト）である。また、Ｓｉ酸化膜７３、多結晶Ｓｉ膜７４、Ｓｉ酸化膜７５の膜の各膜厚をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３とする。
【００４６】
上記図６（Ｎ）〜図７（Ｑ）において具体的には、まず、Ｓｉ酸化膜７３を例えば、ＣＨＦ3／ＣＦ4ガスを用いたＲＩＥ法でエッチングする（図８（Ｏ））。この時のＳｉ酸化膜７３のエッチングレートをＥ１とし、下地の多結晶Ｓｉ膜７４とのエッチング選択比をＳ１とし、オーバーエッチング率をＡ１％とする。この時、エッチング領域の多結晶Ｓｉ膜７４はオーバーエッチング時に多少エッチングされる。この時の残存膜厚ｄ２’は下記（３）式で記述できる。
式（３）：ｄ２’＝ｄ２−ｄ１×Ａ１／１００／Ｓ１
【００４７】
次に、多結晶Ｓｉ膜７４をＣＦ4ガスを用いたＲＩＥ法でエッチングする（図８（Ｐ））。この時の多結晶Ｓｉ膜７４のエッチングレートをＥ２とし、下地のＳｉ酸化膜７５とのエッチング選択比をＳ２、オーバーエッチング率をＡ２とする。この時、エッチング領域のＳｉ酸化膜７３はオーバーエッチング時に多少エッチングされる。この時の残存膜厚ｄ３’は下記の（４）式で記述できる。
式（４）：ｄ３’＝ｄ３−ｄ２’×Ａ２／１００／Ｓ２
【００４８】
次に、Ｓｉ酸化膜７５をＣＨＦ3／ＣＦ4ガスを用いたＲＩＥ法でエッチングする（図８（Ｑ））。
【００４９】
ここでは、上記図８（Ｑ）、図８（Ｐ）それぞれの工程においてエッチング完了時点で被エッチング材料の直下の膜（前者では多結晶Ｓｉ膜７４、後者ではＳｉ酸化膜７５）が残っていることが重要となる。もし、これら被エッチング材料直下の膜がこの段階でエッチング除去されると、さらにその下の膜が露出しその膜のエッチングが急激に進む（エッチングレートが高いため）。そうなると工程途中で発熱抵抗体層６である多結晶Ｓｉ膜３２が露出し、多結晶Ｓｉ膜７４のエッチング工程（図８（Ｑ））においてこの発熱抵抗体層６である多結晶Ｓｉ膜３２がエッチングされることになる。
【００５０】
これは多結晶Ｓｉ膜の薄膜化しいては抵抗値の変動をもたらすことになる。これを避けるためには、エッチング工程において下記式（５）〜（６）で示される条件を満たすことがよい。
式（５）：ｄ２’＞０
式（６）：ｄ３’＞０
【００５１】
上記式（５）、（６）にそれぞれ式（３）、式（４）をそれぞれ代入してまとめると、下記（１）、（２）となる。
式（１）：ｄ２＞ｄ１×Ａ１／１００／Ｓ１
式（２）：ｄ３＞Ａ２／１００／Ｓ２×（ｄ２−ｄ１×Ａ１／１００／Ｓ１）              
【００５２】
また、オーバーエッチング時間つまり発熱抵抗体層６である多結晶Ｓｉ膜３２がプラズマにさらされる時間Ｔは下記（７）式で表される。
式（７）：Ｔ＝ｄ３’／Ｅ３×Ａ１／１００
【００５３】
ここで、下記表１に示す代表的なパラメータを用いて、オーバーエッチング時間つまり発熱抵抗体層６である多結晶Ｓｉ膜３２がプラズマにさらされる時間を算出すると、ＲＩＥ時のオーバーエッチング率（プロセスマージン）を従来例と同じ３０％に設定しているにもかかわらず、オーバーエッチング時間Ｔは０．１５ｍｉｎとなり従来例（４．５ｍｉｎ）に比べて約１／３０に短縮される。この時の抵抗上昇率と抵抗値ウエハ内均一性は、図１３、図１４からそれぞれ０．９％、１．７％となり、上記式（１）及び（２）を満たすことで、発熱抵抗体層６の抵抗値増加の抑制と抵抗値分布を十分改善される。
【００５４】
【表１】
2005041177.tif 000003
【００５５】
一方、流路基板１については、従来と同様であり、例えば、Ｓｉ基板に、発熱抵抗体部３１に対応した液体流路２となる溝と、ノズル９後方に延長されバイパス流路部４３と、リザーバー４７及び液体供給口４６となる貫通孔とを形成する。
【００５６】
そして、上述のようにして作製されたヒーター基板３と位置合わせを行った後、接合する。これにより、上記インクジェット記録ヘッドが作製される。
【００５７】
このように、本実施形態では、発熱抵抗体層６上にＳｉ酸化膜７３、エッチングストッパ層７としての多結晶Ｓｉ膜７４、Ｓｉ酸化膜７５を、順次形成し、これらを、個々のエッチング条件でプラズマエッチング除去すると、過剰なオーバーエッチング分（ダメージ）がエッチングストッパ層７としての多結晶Ｓｉ膜７４に吸収されて、発熱抵抗体層６がプラズマに曝される時間を短縮し、発熱抵抗体層６の抵抗値増加の抑制と抵抗値分布が改善される。
【００５８】
特に、上記式（１）及び（２）を満たすことで、効果的に発熱抵抗体層がプラズマに曝される時間を短縮し、発熱抵抗体層６の抵抗値増加の抑制と抵抗値分布が改善される。
【００５９】
また、本実施形態では、ポリイミド樹脂層のピットが前記絶縁膜のピット８の外側に形成されてると共に、耐インク層４０が第１の金属配線層３８を覆うように配設されている（図３参照）。これは、第１の金属配線層３８と耐インク層４０の間に挿入された表面保護層４１がこれら層間の絶縁性を確保できるようにしたために実現できるものである。本実施形態では繰り返し印字動作中にたとえポリイミド樹脂層４２が剥離しその界面からインクが侵入しても、表面保護層４１と第１の金属配線層３８はインク耐性が強い耐インク層（ＴａとＳｉ窒化膜の２層膜）に保護され溶解およびそれによる断線不良を引き起こすことはない。
【００６０】
また、本実施形態では、耐インク層４０がノズル９後方に延長されバイパス流路部４３の一部（底部）を構成している（図２参照）。
【００６１】
（第２の実施の形態）
上記第１の実施形態は、１層金属配線プロセスを用いた場合の例について示したものであるが、ヘッドの仕様によっては電流を多く流さなくてはならないものもあり、この場合には配線による電圧降下の問題等を抑制するために電源配線とＧＮＤ配線を２層目の金属配線で形成するという方法がとられる（例えば、特開２０００−１０８３５５参照）。本発明は、２層以上の金属配線プロセスにも適用することができる。
【００６２】
そこで、本実施形態では、２層目の金属配線を形成した形態について説明する。
【００６３】
図９は、本発明の第２の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの断面図であり、本実施形態は、１層目の金属配線層６２（第１の金属配線層３８）と表面保護層４１の間に第２層目の層間絶縁膜６３が付加されており、第２層目の層間絶縁膜６３上に２層目の金属配線層６５を設けた構成である。
【００６４】
図１０〜図１１は、本発明の第２の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドにおけるヒーター基板の製造工程を示すフロー図である。ここでは１層目金属配線形成工程までは第１の実施形態における図３（Ａ）〜図５（Ｍ）までと同じであるため説明は省略し、図１０（Ｎ）から説明する。
【００６５】
まず、第１の絶縁膜３６ａ及び第２の絶縁膜３６ｂからなる第１層目の層間絶縁膜６１上に形成された第１層目の金属配線層６２と第２層目の金属配線層６５の間を電気的に絶縁するための第２層目の層間絶縁膜６３を形成する（図１０（Ｎ））。ここではシラン系のガスを用いたプラズマＣＶＤ法で形成した約７００ｎｍのＳｉ酸化膜を用いる。
【００６６】
続いて第１層目の金属配線層６２と第２層目の金属配線層６５の接続口となるいわゆるＶＩＡ開口６４をホトリソグラフィー法とフッ素系ガスを用いたドライエッチング法にて開口する（図１０（Ｏ））。
【００６７】
次に第２層目の金属配線層６５を形成する（図１０（Ｐ））。ここでは金属配線の材料としてスパッタ法で約１μｍ着膜したＡｌ―１％Ｓｉ膜を用い、パターニングはホトリソグラフィー法と塩素系ガスを用いたドライエッチング法で実施した。ここで、図中、６６は電源配線層を示し、６７は接地配線層を示している。
【００６８】
続いてデバイスの表面保護層４１を形成する（図１１（Ｑ））。ここではシラン系のガスを用いたプラズマＣＶＤ法で形成した約５００ｎｍのＳｉ酸化膜を用いる。
【００６９】
続いて発熱抵抗体層６上部の膜（第１層目の層間絶縁膜６１としての第１の絶縁膜３６ａ（ＮＳＧからなるＳｉ酸化膜：第１絶縁層）と、エッチングストッパ層７（多結晶Ｓｉ）と、第１層目の層間絶縁膜６１としての第２の絶縁膜３６ｂ、第２層目の層間絶縁膜６３及び表面保護層４１からなるプラズマＣＶＤによるＳｉ酸化膜（第２絶縁層）と、の３層膜構成）を、上記第１の実施の形態同様にホトリソグラフィー法とフッ素系ガスを用いたドライエッチング法にて順次除去して絶縁膜ピット８を形成する（図１１（Ｒ））。この時同時にＢｏｎｄｉｎｇ  Ｐａｄ  ３９も開口する。
【００７０】
続いて耐インク層４０としてＳｉ窒化膜とＴａ膜の積層膜を形成する（図１１（Ｓ））。ここではＳｉ窒化膜はアンモニア系ガスを用いたプラズマＣＶＤ法で着膜し、その上にＴａ膜をスパッタ法で着膜した。これら２層膜をホトリソグラフィー法とフッ素系ガスを用いたプラズマエッチング法でパターニングする。
【００７１】
最後に流路を形成するためのポリイミド樹脂層４２を形成してヒーター基板の作製を完了する（図１１（Ｔ））。ここでは感光性ポリイミドを用い、露光現像によりポリイミド樹脂層のピットを開口した。同ピットの端部は絶縁膜ピット８の外側に位置するように配置している。
【００７２】
このようにしてヒーター基板３を作製する。
【００７３】
本実施形態では、ＬＳＩのゲート電極材料として用いている多結晶Ｓｉを発熱抵抗体層６として用いてもＬＳＩデバイス特性を損なうことなく２層金属配線で構成される電源配線と接地電極配線を形成することが可能となり電源配線の電圧降下による印字不均一を抑制できる（高画質化）。
【００７４】
また、本実施形態は、ＬＳＩのゲート電極材料を発熱抵抗体として用いるため（共通化）、低コストで実現できる。また折り返し電極配線とヒーターピットをＲＩＥ法で加工しているため微細化にも有利な構成になっている。
【００７５】
また、本実施形態では、（１）寄生抵抗となる多結晶Ｓｉ部の長さを短くできる。これにより本寄生抵抗を低減でき、エネルギー効率の改善（とそれに伴う印字速度の改善）が達成できる。（２）金属配線層が耐インク層に保護されるため長寿命化（信頼性の向上）が達成できる。（３）ポリイミド樹脂層を１層にできるため低コスト化が図れる。
【００７６】
なお、本実施形態は、インクジェット記録ヘッドの製造方法について説明したが、例えば、バイオケミカルチップなどに利用される発熱抵抗体の製造方法にも適用することができる。
【００７７】
なお、上記何れの実施形態においても、限定的に解釈されるものではなく、本発明の要件を満足する範囲内で実現可能であることは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドにおけるヒーター基板の平面構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドにおけるヒーター基板の製造工程を示すフロー図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドにおけるヒーター基板の製造工程を示すフロー図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドにおけるヒーター基板の製造工程を示すフロー図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドにおけるヒーター基板の製造工程を示すフロー図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドにおけるヒーター基板の製造工程を示すフロー図である。
【図８】図６（Ｎ）〜図７（Ｑ）におけるヒーター基板の発熱抵抗体層を示す部分拡大図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドにおけるヒーター基板の製造工程を示すフロー図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドにおけるヒーター基板の製造工程を示すフロー図である。
【図１２】サーマルタイプのインクジェット記録ヘッドにおけるインク滴生成過程を示す図である。
【図１３】発熱抵抗体層における抵抗値のオーバーエッチング依存性を示す図である。
【図１４】発熱抵抗体層における抵抗値均一性のオーバーエッチング依存性を示す図である。
【図１５】従来のオーバーエッチング時間を算出する際の発熱抵抗体層上の層構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１      流路基板
２      液体流路
３      ヒーター基板
４      独立電極
５      共通電極
６      発熱抵抗体層
７      エッチングストッパ層
８      絶縁膜ピット
９      ノズル
３１      発熱抵抗体部
３６ａ      第１の絶縁膜
３６ｂ      第２の絶縁膜
３７      コンタクトホール
３８      第１の金属配線層
４０      耐インク層
４１      表面保護層
４２      ポリイミド樹脂層
４３      バイパス流路部
４４      フィールド酸化膜
４５      ロジック回路部
４６      液体供給口
４７      リザーバー
６１      第１層目の層間絶縁膜（第１の絶縁膜、第２の絶縁膜）
６２      第１層目の金属配線層
６３      層間絶縁膜
６４      開口
６５      第２層目の金属配線層
７３      Ｓｉ酸化膜
７４      多結晶Ｓｉ膜
７５      Ｓｉ酸化膜
【図１】
2005041177.tif 000004
【図２】
2005041177.tif 000005
【図３】
2005041177.tif 000006
【図４】
2005041177.tif 000007
【図５】
2005041177.tif 000008
【図６】
2005041177.tif 000009
【図７】
2005041177.tif 000010
【図８】
2005041177.tif 000011
【図９】
2005041177.tif 000012
【図１０】
2005041177.tif 000013
【図１１】
2005041177.tif 000014
【図１２】
2005041177.tif 000015
【図１３】
2005041177.tif 000016
【図１４】
2005041177.tif 000017
【図１５】
2005041177.tif 000018