(57)【要約】【課題】基板に付着したスパッタ粒子を核として無電解メッキ処理時にメッキ材料が析出されることを防止し、工程を短縮できる成膜方法、デバイスの製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法を提供すること。【解決手段】半導体基板１００をスパッタ用固定治具１０２で支持した状態で、半導体基板１００の上面をスパッタする逆スパッタ工程と、逆スパッタされた半導体基板１００の上面に、金属材料で構成されたシード層１０６を形成するシード層形成工程と、シード層１０６上に、無電解メッキ法により金属材料で構成されたメッキ層を形成する無電解メッキ工程とを備え、スパッタ用固定治具１０２の表面が、前記逆スパッタ工程時に絶縁性を維持する絶縁材料で構成されている。【選択図】図２
2007290161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を固定治具で支持した状態で、前記基板の上面をスパッタする逆スパッタ工程と、
逆スパッタされた前記基板の上面に、金属材料で構成されたシード層を形成するシード層形成工程と、
前記シード層上に、無電解メッキ法により金属材料で構成されたメッキ層を形成する無電解メッキ工程とを備え、
前記固定治具の表面が、前記逆スパッタ工程時に絶縁性を維持する絶縁材料で構成されていることを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記絶縁材料が、前記逆スパッタ工程時での酸素欠損を抑制した酸化物であることを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記酸化物が、ＺｒＯ２、ＭｎＯ、ＦｅＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＺｎＯ、Ｖ２Ｏ３、ＭｏＯ２、ＳｎＯ、ＨｆＯ２のうち、少なくとも１種からなることを特徴とする請求項２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記逆スパッタ工程の前に、前記基板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程を備え、
前記逆スパッタ工程で、前記固定治具が、前記貫通孔に連通される空間を該固定治具と前記基板の下面との間に形成するように前記基板を支持することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記シード層形成工程で、スパッタ法を用いて前記シード層を形成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項６】
配線パターンが形成された基板を有するデバイスの製造方法であって、
請求項１から５のいずれか１項に記載の成膜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デバイスの製造方法。
【請求項７】
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１から５のいずれか１項に記載の成膜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、例えば無電解メッキ処理を用いた成膜方法、デバイスの製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）において、アクチュエータ基板とこれを駆動する駆動回路とを接続するための配線パターンを形成している。ここで、配線パターンの形成方法としては、無電解メッキ法を用いた方法がある（例えば、特許文献１参照）。
この方法では、まず、基板表面にスパッタ法や蒸着法によってＮｉ−Ｃｒからなる金属膜を形成し、その上面に同様にＡｕ（金）からなる金属膜を形成する。次に、これら金属膜上にレジストを塗布し、これを露光、現像することで配線パターンの形状に対応したレジストパターンを形成する。そして、レジストをマスクとしたドライエッチングやウェットエッチングによって上記金属膜を配線パターンの形状にパターニングし、レジストを除去する。その後、金属膜を下地とし、無電解メッキ法によって配線パターンの形状にパターニングされた金属膜上に配線材料を析出させることで基板上に配線パターンを形成する。
この方法は、スパッタ法を用いて厚膜の配線パターンを形成することと比較して、スパッタ時における基板の加熱に起因する基板の反りや、金属膜間での拡散による配線パターンの抵抗値の上昇を抑制することができる。
【０００３】
ここで、上記金属膜を形成する際、基板の表面に形成された酸化膜や有機物などの汚染物質の除去やエッチングして基板表面を粗面化することにより形成する金属膜との密着強度の向上を目的として、基板表面をスパッタする逆スパッタ処理を基板に施している。この逆スパッタ処理の際、基板は、ＳｉＯ２（石英）やアルミニウム合金、ＳＵＳ（ステンレス鋼）などで構成されたスパッタ用固定治具によってその縁部が支持されている。このとき、基板に貫通孔が形成されている場合には、金属膜の形成時にスパッタ用固定治具の上面のうち貫通孔と対応する領域にも金属膜が形成される。そのため、スパッタ用固定治具は、基板上に形成された金属膜と接続されることを防止するために、基板をその下面がスパッタ用固定治具から離間するように支持している。したがって、基板とスパッタ用固定治具との間には、貫通孔を介して外部に接続される空間が形成されている。
【特許文献１】特公昭６１−３１１８８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、上記従来の配線パターンの形成方法においても、以下の課題が残されている。すなわち、上記従来の配線パターンの形成方法では、基板とスパッタ用固定治具との間に空間が形成されていることから、逆スパッタ時に基板の表面がスパッタされると共に上記空間の内部におけるスパッタ用固定治具の表面もスパッタされる。そのため、スパッタ用固定治具の表面の構成物質がスパッタ粒子となって基板に付着することがある。そして、無電解メッキ処理において、基板に付着したスパッタ粒子を核として配線材料が析出した後、工程中に取れ、再付着して異物となり、配線パターンの間におけるショートなどによって歩留まりが低下することがある。そのため、無電解メッキ処理後などにスパッタ粒子及びこれに析出された配線材料を除去する必要があり、配線パターンの形成工程が増加するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、基板に付着したスパッタ粒子を核として無電解メッキ処理時にメッキ材料が析出されることを防止し、工程を短縮できる成膜方法、デバイスの製造方法及び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】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる成膜方法は、基板を固定治具で支持した状態で、前記基板の上面をスパッタする逆スパッタ工程と、逆スパッタされた前記基板の上面に、金属材料で構成されたシード層を形成するシード層形成工程と、前記シード層上に、無電解メッキ法により金属材料で構成されたメッキ層を形成する無電解メッキ工程とを備え、前記固定治具の表面が、前記逆スパッタ工程時に絶縁性を維持する絶縁材料で構成されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明では、固定治具の表面を逆スパッタ工程時においても絶縁性を維持する絶縁材料で構成することで、無電解メッキ工程において付着したスパッタ粒子を核として金属材料が析出されることを防止する。
すなわち、逆スパッタ工程時に固定治具の表面がスパッタされることで発生したスパッタ粒子は、基板に付着した状態においても絶縁性を維持している。このため、無電解メッキ工程において、スパッタ粒子を核とした金属材料の析出が防止される。したがって、無電解メッキ工程後にスパッタ粒子を核として析出された金属材料を除去する必要がなくなり、成膜工程の短縮化が図れる。
【０００８】
また、本発明の成膜方法は、前記絶縁材料が、前記逆スパッタ工程時での酸素欠損を抑制した酸化物であることが好ましい。
この発明では、逆スパッタ工程において発生したスパッタ粒子の酸素欠損を抑制することで、スパッタ粒子の絶縁性を維持する。これにより、成膜工程の短縮化が図れる。
【０００９】
また、本発明の成膜方法は、前記酸化物が、ＺｒＯ２、ＭｎＯ、ＦｅＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＺｎＯ、Ｖ２Ｏ３、ＭｏＯ２、ＳｎＯ、ＨｆＯ２のうち、少なくとも１種からなることとしてもよい。
この発明では、逆スパッタ工程においてスパッタ粒子の酸素欠損が発生しにくく、絶縁性を維持した状態でスパッタ粒子が基板に付着する。
【００１０】
また、本発明の成膜方法は、前記逆スパッタ工程の前に、前記基板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程を備え、前記逆スパッタ工程で、前記固定治具が、前記貫通孔に連通される空間を該固定治具と前記基板の下面との間に形成するように前記基板を支持することとしてもよい。
この発明では、貫通孔が形成された基板の上面に金属膜の成膜を行うときにおいて、スパッタ粒子を核とした金属材料の析出を効果的に防止でき、成膜工程の短縮化が図れる。
すなわち、貫通孔が形成された基板の上面に金属膜の成膜を行うために、基板の下面と固定治具との間に貫通孔を介して外部に接続される空間が形成される。そして、逆スパッタ時にこの空間内にプラズマが発生し、固定治具の表面から発生したスパッタ粒子が基板の下面に付着する。ここで、上述したように、固定治具の表面が絶縁材料で形成されていることから、スパッタ粒子を核とした金属材料の析出を防止し、成膜工程の短縮化が図れる。
【００１１】
また、本発明の成膜方法は、前記シード層形成工程で、スパッタ法を用いて前記シード層を形成することが好ましい。
この発明では、スパッタ法を用いてシード層を形成することで、逆スパッタ工程とシード層形成工程とを同一のスパッタ装置を用いて連続して行うことができる。したがって、成膜工程のさらなる短縮化が可能となる。
【００１２】
また、本発明のデバイスの製造方法は、配線パターンが形成された基板を有するデバイスの製造方法であって、上記記載の成膜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。
この発明では、上述と同様に、無電解メッキ工程において金属材料が付着したスパッタ粒子を核として析出されることを防止し、配線パターンの形成工程を短縮化できる。
【００１３】
また、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、上記記載の成膜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。
この発明では、上述と同様に、無電解メッキ工程において金属材料が付着したスパッタ粒子を核として析出されることを防止し、配線パターンの形成工程を短縮化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明による成膜方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法並びに液滴吐出ヘッドの一実施形態を、図面に基づいて説明する。ここで、図１は液滴吐出ヘッドの断面図、図２及び図３は配線パターン形成工程の工程図を模式的に示している。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に、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１５】
（液滴吐出ヘッド）
本実施形態における液滴吐出ヘッドの製造方法により製造される液滴吐出ヘッド１０は、インク（機能液）を液滴状にしてノズルから吐出にしてノズルから吐出するものである。
そして、液滴吐出ヘッド１０は、図１に示すように、ノズル基板１１と、ノズル基板１１の上面（図１に示す＋Ｚ側）に設けられた流路形成基板１２と、流路形成基板１２の上面に設けられて圧電素子１３の駆動により変位する振動板１４と、振動板１４の上面に設けられた封止基板（基板）１５と、封止基板１５上に設けられて圧電素子１３を駆動する駆動回路部１６Ａ、１６Ｂと、駆動回路部１６Ａ、１６Ｂに接続された複数の配線パターン１７とを備えている。
【００１６】
ノズル基板１１は、例えばガラスセラミックス、ＳＵＳ、シリコンによって構成されており、ノズル基板１１を貫通する貫通孔であって機能液の液滴を吐出するノズル開口部２１が複数（例えば７２０個）Ｙ軸方向に配列して形成されている。そして、Ｙ軸方向に並んで形成された複数のノズル開口部２１によって、ノズル開口部群２１Ａ、２１Ｂが構成されている。ここで、ノズル開口部群２１Ａは、ノズル開口部群２１Ｂに対して＋Ｘ側に位置している。
【００１７】
流路形成基板１２は、例えばシリコンによって構成されており、異方性エッチングによって複数の貫通孔及びこの貫通孔の側壁から内部に向けてそれぞれ突出する隔壁２２が複数形成されている。この複数の隔壁２２は、平面視でほぼ櫛歯状に形成されており、この貫通孔を区画している。また、流路形成基板１２の下面には、ノズル基板１１がこの貫通孔の下面側を覆うように接着して設けられている。また、流路形成基板１２の上面には、振動板１４が設けられている。
【００１８】
流路形成基板１２に形成された貫通孔は、流路形成基板１２とノズル基板１１と振動板１４とで囲まれることにより圧力発生室２３を形成する。
この圧力発生室２３は、ノズル開口部群２１Ａ、２１Ｂを構成するノズル開口部２１に対応するように、Ｙ軸方向に複数並んで形成されている。そして、ノズル開口部群２１Ａに対応して形成された複数の圧力発生室２３によって圧力発生室群２３Ａが構成され、ノズル開口部群２１Ｂに対応して形成された複数の圧力発生室２３によって圧力発生室群２３Ｂが形成される。
また、圧力発生室２３の基板外縁部側の端部は、リザーバ２４の一部を構成する供給路２５を介して連通部２６により互いに連通されている。この連通部２６は、流路形成基板１２に形成された貫通孔であって、後述するリザーバ部４１に接続されている。
【００１９】
振動板１４は、流路形成基板１２の上面に設けられた弾性膜３１と、弾性膜３１の上面に設けられた下電極膜３２とを備えている。弾性膜３１は、例えば厚さ１〜２μｍ程度の二酸化シリコンによって形成されている。また、下電極膜３２は、例えば厚さ０．２μｍ程度のＰｔ（白金）などによって形成されている。なお、下電極膜３２は、圧電素子１３に共通する電極となっている。
【００２０】
圧電素子１３は、下電極膜３２の上面に設けられた圧電体膜３５と、圧電体膜３５の上面に設けられた上電極膜３６と、上電極膜３６の引出配線であるリード電極３７とを備えている。
ここで、圧電体膜３５は、例えば厚さ１μｍ程度の金属酸化物によって構成されている。また、上電極膜３６は、例えば厚さ０．１μｍ程度のＰｔなどによって構成されている。そして、リード電極３７は、例えば厚さ０．１μｍ程度のＡｕなどによって構成されている。なお、リード電極３７と下電極膜３２との間には、絶縁膜（図示略）が設けられている。
【００２１】
また、圧電素子１３は、複数のノズル開口部２１及び圧力発生室２３のそれぞれに対応するように複数設けられている。すなわち、圧電素子１３は、ノズル開口部２１ごと（圧力発生室２３ごと）に設けられている。そして、上述のように、下電極膜３２が複数の圧電素子１３の共通電極として機能し、上電極膜３６及びリード電極３７が複数の圧電素子１３の個別電極として機能する。
また、ノズル開口部群２１Ａを構成するノズル開口部２１と対応するようにＹ軸方向に複数並んで設けられた圧電素子１３により圧電素子群１３Ａが形成され、ノズル開口部群２１Ｂと対応して設けられた圧電素子１３により圧電素子群１３Ｂが形成されている。
なお、圧電素子１３は、圧電体膜３５、上電極膜３６及びリード電極３７に加えて下電極膜３２を含むものであってもよい。すなわち、本実施形態における下電極膜３２は、圧電素子１３としての機能と振動板１４としての機能とを兼ね備える構成としてもよい。また、本実施形態では、弾性膜３１及び下電極膜３２によって振動板１４が構成されているが、弾性膜３１を省略して下電極膜３２が弾性膜３１の機能を兼ね備える構成としてもよい。
【００２２】
封止基板１５は、例えば流路形成基板１２と同一材料であるシリコン単結晶によって形成されている。また、封止基板１５には、連通部２６のそれぞれと対応するリザーバ部４１がＹ軸方向に延びるように形成されている。このリザーバ部４１と上述した連通部２６とによってリザーバ２４が構成される。そして、封止基板１５には、各連通部２６の側壁に接続されて各連通部２６に機能液を導入する導入路４２が形成されている。
【００２３】
また、封止基板１５の上面には、コンプライアンス基板４４が接合されている。このコンプライアンス基板４４は、封止膜４５及び固定板４６を有する。
封止膜４５は、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のような剛性が低く可撓性を有する材料によって形成されており、リザーバ部４１の上部を封止している。
また、固定板４６は、例えば厚さ３０μｍ程度のステンレス鋼のような金属などの硬質の材料によって形成されている。この固定板４６のうち、リザーバ部４１に対応する領域は、厚さ方向で完全に除去された開口部４７となっている。したがって、リザーバ部４１の上部は、可撓性を有する封止膜４５のみによって封止されているので、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部４８となっている。また、リザーバ部４１の外側のコンプライアンス基板４４上には、導入路４２に連通してリザーバ部４１に機能液を供給するための機能液導入口４９が形成されている。
【００２４】
通常、機能液導入口４９からリザーバ部４１に機能液が供給されると、例えば圧電素子１３の駆動時の機能液の流れや周囲の熱などによってリザーバ部４１内に圧力変化が生じる。しかしながら、上述のように、リザーバ部４１の上部が封止膜４５のみによって封止された可撓部４８となっているので、この可撓部４８が撓み変形してその圧力変化を吸収する。したがって、リザーバ部４１内は一定の圧力に保持される。なお、他の部分は固定板４６によって十分な強度に保持されている。
ここで、１つの機能液導入口４９及び導入路４２によってリザーバ部４１に機能液を供給する構成となっているが、所望の機能液の供給量に応じて、複数の機能液導入口４９及び導入路４２を設ける構成としてもよい。また、機能液導入口４９の開口面積を適宜変更して機能液の供給量を調整してもよい。
【００２５】
また、封止基板１５のうち、Ｘ軸方向における中央部には、Ｙ軸方向に延びる溝部５１が形成されている。この溝部５１により、封止基板１５は、圧力発生室群２３Ａに対応する圧電素子群１３Ａを封止する封止部５２Ａと、圧電素子群１３Ｂに対応する圧電素子群１３Ｂを封止する封止部５２Ｂとに分けられる。この溝部５１により、封止基板１５に段差部が形成される。
すなわち、封止基板１５のうち、圧電素子１３と対向する領域には、圧電素子１３の運動を阻害しない程度の空間を確保した状態で、その空間を密封可能な圧電素子保持部５３が形成されている。圧電素子保持部５３は、圧電素子群１３Ａ、１３Ｂを覆う大きさで形成されている。また、圧電素子１３のうち、少なくとも圧電体膜３５は、この圧電素子保持部５３内に密封されている。
【００２６】
このように、封止基板１５は、圧電素子１３を外部環境から遮断し、圧電素子１３を封止するための封止部材としての機能を有している。封止基板１５で圧電素子１３を封止することにより、水分などの外部環境による圧電素子１３の破壊を防止することができる。なお、本実施形態では、圧電素子保持部５３の内部を密封した状態としただけであるが、例えば圧電素子保持部５３内の空間を真空や、Ｎ２（窒素）またはＡｒ（アルゴン）雰囲気などとすることで圧電素子保持部５３内を低湿度に保持することができ、圧電素子１３の破壊をより確実に防止することができる。
【００２７】
図１に示すように、圧電素子保持部５３によって封止されている圧電素子１３のうち、リード電極３７の基板中央部側の端部は、溝部５１において露出した流路形成基板１２上に配置されている。ここで、このように溝部５１において露出した流路形成基板１２上に位置するリード電極３７の一部が、圧電素子１３の電気的接続部となっている。
【００２８】
駆動回路部１６Ａ、１６Ｂは、それぞれ封止基板１５の上に配設されている。この駆動回路部１６Ａ、１６Ｂは、例えば回路基板または駆動回路を含む半導体集積回路（ＩＣ）を有している。また、駆動回路部１６Ａ、１６Ｂは、液滴吐出ヘッド１０の外部に設けられた外部コントローラ（図示略）と電気的に接続されており、液滴吐出ヘッド１０がこの外部コントローラによって制御される。
そして、駆動回路部１６Ａ、１６Ｂは、それぞれ複数の接続端子（図示略）を備えており、この接続端子の一部が封止基板１５の上面に形成された配線パターン１７に対してワイヤ５５によって接続されている。また、駆動回路部１６Ａ、１６Ｂの接続端子のうち他の一部は、溝部５１において露出しているリード電極３７とワイヤ５６によって接続されている。なお、圧電素子１３の上電極膜３６とワイヤ５６とがリード電極３７を介して接続されているが、リード電極３７を設けずに上電極膜３６を溝部５１において露出させてワイヤ５６と接続する構成としてもよい。
【００２９】
このような構成の液滴吐出ヘッド１０により機能液の液滴を吐出するには、上記外部コントローラによって外部に設けられて機能液導入口４９に接続された機能液供給装置（図示略）を駆動する。そして、上記機能液供給装置から送出された機能液は、機能液導入口４９を介してリザーバ２４に供給された後、ノズル開口部２１に至るまでの液滴吐出ヘッド１０の内部流路を満たす。
また、上記外部コントローラは、封止基板１５上に実装された駆動回路部１６Ａ、１６Ｂなどに、例えば配線パターン１７を介して駆動電力や指令信号を送信する。そして、指令信号を受信した駆動回路部１６Ａ、１６Ｂは、上記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１３に送信する。これにより、圧力発生室２３に対応するそれぞれの下電極膜３２及び上電極膜３６の間に電圧が印加され、弾性膜３１、下電極膜３２及び圧電体膜３５に変異が生じ、この変異によって各圧力発生室２３の容積が変化して内部圧力が高まり、ノズル開口部２１から液滴が吐出される。
【００３０】
（液滴吐出ヘッドの製造方法）
次に、液滴吐出ヘッドの製造方法について説明する。なお、以下の説明では、本発明が封止基板１５上に配線パターン１７を形成する配線パターン形成工程（成膜工程）に特徴を有しているため、他の工程についての説明を省略し、配線パターン形成工程について説明する。
【００３１】
最初に、貫通孔形成工程を行う。これは、シリコンからなる半導体基板（基板）１００上に実装される駆動回路部１６Ａ、１６Ｂと半導体基板１００の下面に設けられる圧電素子１３とを電気的に接続するためである。ここでは、最初に、半導体基板１００の表面を熱酸化処理し、半導体基板１００の表面にＳｉＯ２（二酸化ケイ素）からなる熱酸化膜（図示略）を形成する。そして、熱酸化膜上にレジストを塗布し、これを露光、現像することでパターニングする。その後、パターニングしたレジストをマスクとして、ＨＦ（フッ酸）によりＳｉＯ２からなる熱酸化膜を除去する。そして、ＫＯＨ（水酸化カリウム）などのアルカリ溶液でウェットエッチングすることにより、半導体基板１００に貫通孔１０１を形成する（図２（ａ）、図４）。
このようにして形成された貫通孔１０１が、図１に示すリザーバ部４１や導入路４２、溝部５１を構成する。この後、再び半導体基板１００に熱酸化処理を施し、半導体基板１００の全面にＳｉＯ２からなる熱酸化膜（図示略）を形成する。
【００３２】
次に、逆スパッタ工程を行う。これは、貫通孔１０１が形成された半導体基板１００をスパッタ用固定治具（固定治具）１０２で支持、固定させた状態で、逆スパッタ法により半導体基板１００の表面をスパッタする。ここで、逆スパッタ条件は、例えば、出力をＲＦ２００Ｗ、使用するＡｒガスの流量を４０ｓｃｃｍ、圧力を０．４Ｐａ、スパッタ時間を１３０秒としている。
【００３３】
逆スパッタ工程において使用するスパッタ用固定治具１０２は、図２（ｂ）に示すように、平面視でほほ半導体基板１００と同様の形状を有する板状部材である治具本体１０２ａと、治具本体１０２ａの上面から突出して設けられて半導体基板１００の縁部を支持する突出支持部１０２ｂとを備えている。したがって、半導体基板１００はその下面が治具本体１０２ａの上面から離間した位置で支持されており、半導体基板１００とスパッタ用固定治具１０２との間には貫通孔１０１に連通する空間が形成されている。これは、後述するシード層形成工程や無電解メッキ工程において平面視で貫通孔１０１と対応する領域にも金属膜が形成されることで、半導体基板１００上に形成された金属膜と接続することを回避するためである。
【００３４】
また、スパッタ用固定治具１０２は、例えばＺｒＯ２（酸化ジルコニア）、ＭｎＯ（酸化マンガン）、ＦｅＯ（酸化第一鉄）、Ｃｒ２Ｏ３（酸化クロム）、ＳｎＯ２、ＳｎＯ（酸化スズ）、Ｔｉ２Ｏ３（酸化チタン）、ＣｏＯ（酸化コバルト）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、Ｖ２Ｏ３（酸化バナジウム）、ＭｏＯ２（酸化モリブデン）、ＨｆＯ２（酸化ハフニウム）のうち少なくとも１種からなる絶縁材料で構成されている。したがって、スパッタ用固定治具１０２の表面は、この絶縁材料によって構成されていることとなる。
【００３５】
この逆スパッタ工程では、半導体基板１００の上面をスパッタすると、治具本体１０２ａと半導体基板１００との間に貫通孔１０１に連通する空間が形成されていることから、図２（ｂ）に示すように、スパッタ用固定治具１０２の側面や治具本体１０２ａの上面もプラズマが発生してスパッタされる。このため、スパッタ用固定治具１０２の表面に形成された上記絶縁膜を構成する絶縁材料からなるスパッタ粒子１０３が、半導体基板１００の下面や側面に付着する。ここで、スパッタ粒子１０３は、絶縁膜が上述した絶縁材料であることから逆スパッタ工程を経ても酸素欠損が発生しにくいので、その絶縁性が維持されている。
これにより、半導体基板１００の表面に付着した汚染物質の除去や、半導体基板１００の表面の粗面化が行われる（図２（ｂ））。
【００３６】
続いて、シード層形成工程を行う。ここでは、最初に、半導体基板１００上に、スパッタ法によってＮｉ（ニッケル）−Ｃｒ（クロム）合金（Ｃｒ２０％）からなる第１金属膜１０４を形成する。ここで、第１金属膜１０４の膜厚は、例えば０．０３〜０．２μｍ（本実施形態では０．１μｍ）となっている。さらに、第１金属膜１０４上に、スパッタ法によってＡｕからなる第２金属膜１０５を形成する。ここで、第２金属膜１０５の膜厚は、例えば０．１〜０．３μｍ（本実施形態では０．２μｍ）となっている。以上のようにして、第１及び第２金属膜１０４、１０５からなるシード層１０６を形成する（図２（ｃ））。この後、スパッタ用固定治具１０２による半導体基板１００の支持を解除する。このとき、上述したように、半導体基板１００の上面を粗面化することで、半導体基板１００の上面と第１金属膜１０４とが強固に密着している。なお、シード層１０６を構成する第１及び第２金属膜１０４、１０５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。
【００３７】
次に、パターニング工程を行う。ここでは、シード層１０６が形成された半導体基板１００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レジスト層１０７を形成する。このとき、レジスト層１０７開口形状は、後述する配線パターン１０９を形成しない非形成領域に対応した位置のシード層１０６が露出すると共に、配線パターン１０９を形成する形成領域に対応した位置のシード層１０６がレジスト層１０７で被覆されるような形状となっている（図２（ｄ））。
【００３８】
そして、レジスト層１０７をマスクとしてウェットエッチング処理を半導体基板１００の第２金属膜１０５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、レジスト層１０７で被覆されていない非形成領域に位置する第２金属膜１０５がエッチングされる。
【００３９】
さらに、レジスト層１０７あるいは第２金属膜１０５をマスクとしてウェットエッチング処理を第１金属膜１０４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、レジスト層１０７あるいは第２金属膜１０５で被覆されていない非形成領域に位置する第１金属膜１０４がエッチングされる（図３（ａ））。
その後、半導体基板１００を剥離液に１０分程度浸漬させ、レジスト層１０７を除去する（図３（ｂ））。なお、レジスト層１０７の除去には、バレルアッシャーを使用した酸素プラズマアッシングを行う方法を用いてもよい。
【００４０】
続いて、無電解メッキ工程を行う。ここでは、最初に第２金属膜１０５の表面に対する活性化処理を行う。このとき、表面活性化処理として、例えば酸素プラズマなどの乾式方法や硫酸過水などの湿式方法を採用することで、第２金属膜１０５の表面に付着している有機物を除去できる。また、硫酸などの湿式方式を採用することで、第２金属膜１０５の表面に形成された酸化物を除去できる。
【００４１】
そして、４５〜７０℃に加温した自己触媒還元無電解Ａｕメッキ浴中に半導体基板１００を１〜８時間浸漬し、シード層１０６を構成する第２金属膜１０５上にＡｕを析出させることで、メッキ層１０８を形成する（図３（ｃ））。ここで、メッキ層１０８の層厚は、例えば０．７〜１．２μｍとなっている。このシード層１０６及びメッキ層１０８によって配線パターン１０９が構成される。なお、化学処理と次の化学処理との間には、純水による洗浄を３〜１５分行っている。
このとき、逆スパッタ工程において半導体基板１００の下面には、スパッタ粒子１０３が付着しているが、上述したように、このスパッタ粒子１０３は逆スパッタ工程を経ても絶縁性が維持されているため、スパッタ粒子１０３を核とした導電材料の析出が抑制される。
【００４２】
すなわち、スパッタ用固定治具１０２の表面が例えば石英で構成されている場合には、スパッタ粒子が絶縁性を有していても、逆スパッタ工程において酸素欠損してしまう。そのため、半導体基板１００の下面に付着したときに、スパッタ粒子は絶縁性を有していない。したがって、図５に示すように、無電解メッキ工程においてスパッタ粒子１０３’を核として導電材料１１０が析出される。なお、スパッタ用固定治具１０２の表面がアルミニウムなどの金属材料で構成されている場合でも、同様にスパッタ粒子１０３’を核として導電材料１１０が析出される。このため、各配線パターン１０９の間におけるショートや製造された封止基板１５と流路形成基板１２などとの貼り合わせ時に生じるクラックを防止するために半導体基板１００の下面にエッチング処理を施すなど、スパッタ粒子１０３’及び導電材料１１０を除去する必要がある。
【００４３】
以上より、スパッタ粒子１０３を核として導電材料が析出されないので、無電解メッキ工程の後に各配線パターン１０９の間におけるショートや製造された封止基板１５と流路形成基板１２などとの貼り合わせ時に生じるクラックが発生することを防止するための処理を施す必要がない。また、無電解メッキ法を用いて配線パターン１０９を形成しているので、スパッタ法を用いて厚膜の配線パターンを形成することと比較して、抵抗値を小さくすると共に半導体基板１００の反りを抑制することができる。
【００４４】
以上のようにして、半導体基板１００の上面に配線パターン１０９を形成する。そして、配線パターン１０９が形成された半導体基板１００を適宜の形状で切断することで、図１に示すような配線パターン１７を有する封止基板１５を形成する。
その後、封止基板１５上にコンプライアンス基板４４を接合する。そして、別途上面に圧電素子１３が設けられた流路形成基板１２を製造し、これと封止基板１５とを接合する。さらに、配線パターン１７上に駆動回路部１６Ａ、１６Ｂを載置した後、ワイヤ５５、５６で駆動回路部１６Ａ、１６Ｂと配線パターン１７及び圧電素子１３のリード電極３７とを接続する。以上のようにして、液滴吐出ヘッド１０を製造する。
【００４５】
（液滴吐出装置）
このようにして製造された液滴吐出ヘッド１０は、図６に示すような液滴吐出装置１２０に設けられる。この液滴吐出装置１２０は、液滴吐出ヘッド１０を備えるインクジェット式記録装置である。
液滴吐出ヘッド１０は、インクカートリッジなど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おり、インクジェット式記録装置に搭載されている。液滴吐出ヘッドを有する記録ヘッドユニット１２１、１２２には、図６に示すように、インク供給手段を構成するカートリッジ１２３、１２４が着脱可能に設けられている。そして、この記録ヘッドユニット１２１、１２２を搭載したキャリッジ１２５が装置本体１２６に取り付けられたキャリッジ軸１２７に軸方向で移動自在に取り付けられている。
【００４６】
記録ヘッドユニット１２１、１２２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１２８の駆動力が複数の歯車（図示略）及びタイミングベルト１２９を介してキャリッジ１２５に伝達されることで、記録ヘッドユニット１２１、１２２を搭載したキャリッジ１２５がキャリッジ軸１２７に沿って移動するようになっている。一方、装置本体１２６には、キャリッジ軸１２７に沿ってプラテン１３０が設けられており、給紙ローラ（図示略）などにより給紙された紙などの記録媒体である記録シート１３１がプラテン１３０上に搬送されるようになっている。
【００４７】
以上のように、本実施形態における配線パターン１７、１０９の形成方法及び液滴吐出ヘッド１０の製造方法によれば、スパッタ用固定治具１０２の表面を逆スパッタ工程においても絶縁性を維持する絶縁材料で構成することで、無電解メッキ工程でスパッタ粒子１０３を核として金属材料が析出されることを防止する。したがって、配線パターン形成工程が短縮化され、液滴吐出ヘッド１０を容易に製造することができる。
ここで、絶縁材料がＺｒＯ２、ＭｎＯ、ＦｅＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＺｎＯ、Ｖ２Ｏ３、ＭｏＯ２、ＳｎＯ、ＨｆＯ２のうち、少なくとも１種からなっているため、スパッタされてもスパッタ粒子１０３に酸素欠損が発生しにくいため絶縁性が維持される。
また、スパッタ法を用いてシード層１０６を形成することで、逆スパッタ工程とシード層形成工程とを同一のスパッタ装置を用いて行うことができる。したがって、成膜工程のさらなる短縮化が可能となる。
【００４８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、スパッタ用固定治具の表面を構成する絶縁材料としてＺｒＯ２、ＭｎＯ、ＦｅＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＺｎＯ、Ｖ２Ｏ３、ＭｏＯ２、ＳｎＯ、ＨｆＯ２を挙げているが、逆スパッタ工程時に酸素欠損が生じないなど、逆スパッタ工程において絶縁性が維持されれば他の絶縁材料であってもよい。
また、スパッタ用固定治具の全体が絶縁材料で構成されているが、表面が絶縁材料で構成されていればよく、例えば石英など従来のスパッタ用固定治具と同様の材料の表面に絶縁材料からなる絶縁膜を形成した構成としてもよい。ここで、この絶縁膜の膜厚は、逆スパッタ工程において半導体基板がエッチングされるエッチング深さよりも大きければよく、例えば１０〜２０ｎｍとしてもよい。
また、基板として貫通孔が形成された封止基板を用いて配線パターンを形成しているが、貫通孔が形成されていない基板上に金属材料で構成された膜を形成してもよい。この場合でも、逆スパッタ工程においてスパッタ用固定治具から発生したスパッタ粒子が基板の側面に付着することがあるので、このスパッタ粒子を核とした金属材料の析出を防止できる。
【００４９】
また、シード層を構成する第１及び第２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、シード層として第１及び第２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。ここで、シード層が第１金属膜のみで構成される場合には、無電解メッキ工程において、自己触媒還元無電解Ａｕメッキ浴中で無電解メッキ処理を行う前に、６０〜８０℃に加温した無電解置換Ａｕメッキ浴中に封止基板を５〜２０分浸漬し、第１金属膜上に下地用のメッキ層を形成しておく。このとき、下地用のメッキ層の層厚は、例えば０．０５〜０．２μｍとなっている。
【００５０】
また、無電解メッキ工程において形成されるメッキ層を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、メッキ層を構成する金属材料に合わせて、シード層を構成する金属材料を適宜変更してもよい。
また、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】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態における液滴吐出ヘッドを示す断面図である。
【図２】配線パターン形成工程を示す工程図である。
【図３】同じく、配線パターン形成工程を示す工程図である。
【図４】貫通孔が形成された半導体基板を示す平面図である。
【図５】導電材料がスパッタ粒子を核として析出された状態を示す断面図である。
【図６】液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  液滴吐出ヘッド、１５  封止基板（基板）、１７、１０９  配線パターン、１００  半導体基板（基板）、１０１  貫通孔、１０２  スパッタ用固定治具（固定治具）、１０６  シード層、１０８  メッキ層
【図１】
2007290161.tif 000003
【図２】
2007290161.tif 000004
【図３】
2007290161.tif 000005
【図４】
2007290161.tif 000006
【図５】
2007290161.tif 000007
【図６】
2007290161.tif 000008