(57)【要約】【課題】空洞を有する被エッチング部材上にテーパー形状の側面を有するマスクを容易に形成して良好にパターニングを行うことができるドライエッチングによるパターニング方法及びそれに用いるモールド並びにインクジェットヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】空洞１３を有する被エッチング部材１０のドライエッチングを施す面に光硬化性樹脂２４を付与し、被エッチング部材上に形成すべきテーパー形状の側面を有するマスク２４ａに対応したパターンを有するモールド５０を光硬化性樹脂に押し付ける。光硬化性樹脂に光を照射して硬化させた後、モールドを引き離すことにより、被エッチング部材上にモールドのパターンが反映されたテーパー形状の側面を有するマスクを形成する。マスクを介してドライエッチングを施すことにより被エッチング部材をパターニングした後、マスクを除去する。【選択図】図１
2009226660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空洞を有する被エッチング部材のドライエッチングを施す面に光硬化性樹脂を付与する工程と、
前記被エッチング部材上に付与した光硬化性樹脂に、テーパー形状の側面を有するモールドのパターンを転写することにより、前記光硬化性樹脂からなるマスクを形成する工程と、
前記マスクを介してドライエッチングを施すことにより前記被エッチング部材をパターニングする工程と、
を含むことを特徴とするドライエッチングによるパターニング方法。
【請求項２】
空洞を有する被エッチング部材のドライエッチングを施す面に光硬化性樹脂を付与する工程と、
前記被エッチング部材上に形成すべきテーパー形状の側面を有するマスクに対応したパターンを有するモールドを用意し、該モールドの前記パターンを有する面を前記光硬化性樹脂に押し付ける工程と、
前記モールドを押し付けた前記光硬化性樹脂に光を照射して硬化させた後、前記モールドを引き離すことにより、前記被エッチング部材上に前記モールドのパターンが反映されたテーパー形状の側面を有するマスクを形成する工程と、
前記マスクを介してドライエッチングを施すことにより前記被エッチング部材をパターニングする工程と、
前記ドライエッチング後、前記マスクを除去する工程と、
を含むことを特徴とするドライエッチングによるパターニング方法。
【請求項３】
前記被エッチング部材が、磁性体材料、強誘電体材料、及び貴金属の少なくとも一種を含む層を有するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のドライエッチングによるパターニング方法。
【請求項４】
前記モールドのパターン面に通気用の溝又は孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のドライエッチングによるパターニング方法。
【請求項５】
前記被エッチング部材上に前記マスクを形成した後、該マスクを介してドライエッチングを施す前に、前記被エッチング部材上の前記マスク以外の部分に残存する前記光硬化性樹脂の薄膜を除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のドライエッチングによるパターニング方法。
【請求項６】
前記被エッチング部材上に前記マスクを形成した後、該マスクを介してドライエッチングを施す前に、前記マスクを加熱処理する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のドライエッチングによるパターニング方法。
【請求項７】
被エッチング部材をドライエッチングによりパターニングする際に、前記被エッチング部材上に光硬化性樹脂のマスクを形成するために使用するモールドであって、
光透過性を有し、前記被エッチング部材上に形成すべきテーパー形状の側面を有するマスクに対応したパターンを有することを特徴とするモールド。
【請求項８】
前記パターン面に通気用の溝又は孔が形成されていることを特徴とする請求項７に記載のモールド。
【請求項９】
インクジェットヘッドを製造する方法であって、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のパターニング方法を用いることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライエッチングによるパターニング方法及びそれに用いるモールド並びにインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電体等をドライエッチングによりパターニングするためにはエッチング用のマスクが必要である。このようなエッチング用のマスクとして、酸化膜や金属などのハードマスクや、エッチングする面にレジストをパターニングしたマスクが用いられる。
例えば、ＦｅＲＡＭや圧電素子、インクジェットヘッドに用いられる圧電膜やその電極に用いる貴金属など、硬質であり、エッチングによる加工が難しい材料（難エッチング材）をドライエッチングにより加工する場合、金属などのハードマスクを用いてドライエッチング法によりパターニング（個別化）を行う方法がある。しかし、ハードマスクを用いてドライエッチングを行う場合、工程が増えるため、コストダウンなどの観点から、レジストをマスクとすることが望ましい。
【０００３】
エッチングする面にレジストをパターニングしてマスクとして用いれば、工程が簡略化されるので有用であるが、この場合、低温でドライエッチングを行う一方、圧電膜やその電極に用いられる貴金属などの難エッチング材は、エッチング時に発生する反応生成物の沸点が高く、不揮発性であるため、マスクを構成するレジストパターンの側面の形状が基板表面に対して垂直に近いと、不揮発性の反応生成物がマスク側面に付着し易い。
【０００４】
このような反応生成物のマスク側面への付着を防ぐため、フォトリソ条件の工夫などによりその対策が行われている。例えば、レジストのマスク側面をテーパー形状にする方法（プロキシ露光条件制御、デフォーカス、ポストベーク温度制御等）があるが、テーパー形状の形成と耐プラズマ性の両立が困難である。
【０００５】
また、強誘電体キャパシタの製造において、強誘電体膜へのエッチングダメージの対策として、ＵＶ照射と、ポストベークによるレジストのリフローによりテーパー形状のレジストマスクを形成した後、強誘電体膜と導電体膜を一括してエッチングすることにより、これらの膜をテーパー形状に加工することが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３０３１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
パターニングしたレジストマスクをリフローさせてテーパー形状とする際には高温で加熱処理するため、レジストが流動化する。特に、パターニングする誘電体膜などの膜厚が厚い場合には、レジスト膜の膜厚も十分に厚くする必要があり、加熱処理によるサイズシフトが大きくなる。更に、図６（Ａ）（Ｂ）及び図７（Ａ）（Ｂ）にそれぞれ示すように、基板６０上に形成したマスク６２，６４のパターンサイズによりサイズシフトの大きさ（幅）が変わるため、強誘電体膜のエッチング後の形状を均一にすることが困難である。また、レジストの流動性を考慮した上でのテーパー角度の制御が必要となり、所望のテーパー角度を得るためには高度な温度制御が必要となる。また、処理する基板によって表面状態が異なるため、レジストの流動化により発生するサイズシフトやテーパー角度の再現性が悪く、パターニングのばらつきが生じやすい。
【０００８】
本発明は、空洞を有する被エッチング部材上にテーパー形状の側面を有するマスクを容易に形成し、良好にパターニングを行うことができるドライエッチングによるパターニング方法及びそれに用いるモールド並びにインクジェット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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明では以下のドライエッチングによるパターニング方法及びモールド並びにインクジェットヘッドの製造方法が提供される。
【００１０】
＜１＞  空洞を有する被エッチング部材のドライエッチングを施す面に光硬化性樹脂を付与する工程と、
前記被エッチング部材上に付与した光硬化性樹脂に、テーパー形状の側面を有するモールドのパターンを転写することにより、前記光硬化性樹脂からなるマスクを形成する工程と、
前記マスクを介してドライエッチングを施すことにより前記被エッチング部材をパターニングする工程と、
を含むことを特徴とするドライエッチングによるパターニング方法。
【００１１】
＜２＞  空洞を有する被エッチング部材のドライエッチングを施す面に光硬化性樹脂を付与する工程と、
前記被エッチング部材上に形成すべきテーパー形状の側面を有するマスクに対応したパターンを有するモールドを用意し、該モールドの前記パターンを有する面を前記光硬化性樹脂に押し付ける工程と、
前記モールドを押し付けた前記光硬化性樹脂に光を照射して硬化させた後、前記モールドを引き離すことにより、前記被エッチング部材上に前記モールドのパターンが反映されたテーパー形状の側面を有するマスクを形成する工程と、
前記マスクを介してドライエッチングを施すことにより前記被エッチング部材をパターニングする工程と、
前記ドライエッチング後、前記マスクを除去する工程と、
を含むことを特徴とするドライエッチングによるパターニング方法。
【００１２】
＜３＞  前記被エッチング部材が、磁性体材料、強誘電体材料、及び貴金属の少なくとも一種を含む層を有するものであることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載のドライエッチングによるパターニング方法。
【００１３】
＜４＞  前記モールドのパターン面に通気用の溝又は孔が形成されていることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載のドライエッチングによるパターニング方法。
【００１４】
＜５＞  前記被エッチング部材上に前記マスクを形成した後、該マスクを介してドライエッチングを施す前に、前記被エッチング部材上の前記マスク以外の部分に残存する前記光硬化性樹脂の薄膜を除去する工程をさらに含むことを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載のドライエッチングによるパターニング方法。
【００１５】
＜６＞  前記被エッチング部材上に前記マスクを形成した後、該マスクを介してドライエッチングを施す前に、前記マスクを加熱処理する工程をさらに含むことを特徴とする＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載のドライエッチングによるパターニング方法。
【００１６】
＜７＞  被エッチング部材をドライエッチングによりパターニングする際に、前記被エッチング部材上に光硬化性樹脂のマスクを形成するために使用するモールドであって、
光透過性を有し、前記被エッチング部材上に形成すべきテーパー形状の側面を有するマスクに対応したパターンを有することを特徴とするモールド。
【００１７】
＜８＞  前記パターンの面に通気用の溝又は孔が形成されていることを特徴とする＜７＞に記載のモールド。
＜９＞  インクジェットヘッドを製造する方法であって、＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載のパターニング方法を用いることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、空洞を有する被エッチング部材上にテーパー形状の側面を有するマスクを容易に形成し、良好にパターニングを行うことができるドライエッチングによるパターニング方法及びそれに用いるモールド並びにインクジェットヘッドの製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明について説明する。
本発明者は、ドライエッチング用のマスクとして、ポストベークの温度制御ではなく、モールドを用いたインプリント法によってテーパー形状の側面を有するマスク（以下、「テーパー形状のマスク」という場合がある。）を形成する方法について検討を重ねた。
一般的に、インプリント法には、熱インプリント法、光インプリント法、ソフトインプリント法などがある。
モールドのパターンを熱インプリント法により樹脂に転写してマスクを形成する場合、樹脂の融点以上に加熱する必要があり、基板へのダメージが発生し易く、デバイス性能の劣化や故障の原因となるおそれがある。
【００２０】
更に、熱インプリント法の場合、加熱と同時にモールドを基板に対してかなり高い圧力で加圧する必要がある。特にＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）等の構造体を有するデバイスを製造する場合、例えばインクジェットヘッドのように流路などの空洞を有する構造体の上にマスクパターンを形成する必要がある。そのため、高い圧力を加えると構造体が破壊されるおそれがあり、熱インプリント法を適用することは困難である。
また、室温インプリント法もあるが、転写圧力が１０〜４０ＭＰａと非常に高くなるため、やはりＭＥＭＳ等の構造体を有するデバイスへの適用は困難である。
【００２１】
一方、光インプリント法は、感光性樹脂をＵＶ照射により硬化させるため、加熱は必ずしも必要がなく、加圧もほとんど不要である。また、光硬化性樹脂は、一般的に融点が高く、ある程度の温度までの加熱であれば溶融（流動化）することが無い。このように光インプリント法によれば加熱や加圧がほとんど不要であり、本発明者は、特にインクジェットノズルなどの空洞を有する構造体を含むデバイスの製造においてドライエッチングによるパターニングを行う際、テーパー形状の側面を有するマスクを有利に形成することができることを見出し、本発明の完成に至った。
【００２２】
すなわち、本発明は、空洞を有する被エッチング部材のドライエッチングを施す面に光硬化性樹脂を付与する工程と、前記被エッチング部材上に付与した光硬化性樹脂に、テーパー形状の側面を有するモールドのパターンを転写することにより、前記光硬化性樹脂からなるマスクを形成する工程と、前記マスクを介してドライエッチングを施すことにより前記被エッチング部材をパターニングする工程と、を含む。これによりインクジェットノズルのような空洞を有し、衝撃に弱い部材でも、破損せずにテーパー形状の側面を有するマスクを容易に形成することができ、このテーパー形状のマスクを介してドライエッチングを施すことにより、マスク側面への反応性生成物の付着が抑制され、良好にパターニングを行うことができる。
【００２３】
図１は、本発明に係るドライエッチングによるパターニング方法の一例を示している。
まず、ドライエッチングを施してパターニングを行う部材（被エッチング部材）を用意する。例えば、図２に示すような空洞を有する被エッチング部材１０を用いることができる。この被エッチング部材１０は、空洞（孔）１３を有するシリコン基板１２上に、絶縁膜１４、Ｔｉ等の密着層１６、下部電極に相当する貴金属膜１８が順次形成されている。さらに、下部電極１８上に圧電膜２０が形成された後、上部電極に相当する貴金属膜２２が形成されている。上部電極２２はパターニングされている。絶縁膜１４は、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）をスパッタ法、ＣＶＤ法、熱酸化法等により形成する。また、下部電極１８及び上部電極２２は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｕやその酸化物を用いれば良く、スパッタ法、ＣＶＤ法等で形成する。圧電膜２０は、ＰＺＴ等を用いれば良く、スパッタ法、ＣＶＤ法等で形成すれば良い。
【００２４】
なお、本発明で用いる被エッチング部材は上記の構成及び材質に限定されないが、ドライエッチングによる加工が難しい材料（難エッチング材）、例えば、磁性体材料、強誘電体材料、及び貴金属の少なくとも一種を含む膜を有する部材を好適に用いることができる。具体的には、以下のような難エッチング材料を含む部材を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
【００２５】
磁性体（磁気ディスク、ＭＲＡＭなど）：Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｎｉなど
貴金属（各種電極など）：Ｐｔ，Ｒｕ，ＲｕＯ２，Ｉｒ，ＩｒＯ２，Ａｕなど
高誘電体（ＤＲＡＭキャパシタ）：ＢＳＴ：（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３、ＳＲＯ：ＳｒＴｉＯ３、ＢＴＯ：ＢａＴｉＯ３、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２
強誘電体（ＦｅＲＡＭ、アクチュエータ等）：ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、ＰＺＴＮ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｎｂ２Ｏ８、ＰＬＺＴ：（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３
【００２６】
＜光硬化性樹脂の付与＞
図２に示したような空洞１３を有する被エッチング部材１０（以下、単に「基板」という場合がある。）のドライエッチングを施す面に光硬化性樹脂２４を付与する（図１（Ａ））。
光硬化性樹脂２４としては、例えば、東洋合成工業社製のＰＡＫ−０１等を用いることができ、化薬マイクロケム社製のＳＵ−８などのネガレジスト等を用いても良い。スピンコート法、スプレーコート法などにより基板１０上に光硬化性樹脂を塗布し、未硬化の光硬化性樹脂層２４を設ける。光硬化性樹脂層２４の厚みは、例えば、０．１〜２０μｍとする。
【００２７】
＜モールドの押付け＞
次に、被エッチング部材１０上に形成すべきテーパー形状の側面を有するマスク２４ａに対応したパターンを有するモールド５０を用意し、該モールド５０のパターンを有する面（パターン面）を光硬化性樹脂２４に押し付ける（図１（Ｂ））。
【００２８】
図３はモールド５０を概略的に示している。モールド５０は、基板１０上に形成すべきテーパー形状の側面を有するマスク２４ａに対応した凹凸のパターン５２を有し、凸部５４の側面が所望の角度に傾斜している。
モールド５０の凹凸パターン５２が、マスク２４ａの形状に反映されることになるため、モールド５０のパターン５２は、ドライエッチングを施す部分においてマスク２４ａの側面がテーパー形状となるように、基板１０のパターニングすべき位置、形状等に応じて適宜設計すればよい。なお、硬化後の樹脂からモールド５０を容易に剥離できること、パターン５２が反映されて形成されたテーパー形状のマスク２４ａの側面にドライエッチングによる反応性生物が付着することを効果的に防ぐことなどの観点から、図３に示すように、モールド５０の凸部５４のテーパー形状の角度が６５°〜８０°であることが好ましく、７０〜７５°であることがより好ましい。
【００２９】
また、モールド５０は、パターン面に通気用の溝又は孔が形成されていてもよい。基板１０上に塗布した光硬化性樹脂２４にモールド５０を押し付ける際、空気を巻き込んでモールド５０と基板１０との間（樹脂中）に気泡が入り込むことがある。光硬化性樹脂２４に気泡が混入したまま硬化すると、マスク形状に不良が生じてドライエッチングによるパターニングに影響するおそれがある。そこで、例えば図４（Ａ）に示すように、モールド５０Ａの凹部の底面に通気用の溝５６ａや孔を設けておけば、気泡を逃がすことができる。通気用の溝や孔の数、形状等は特に限定されず、例えば図４（Ｂ）に示すモールド５０Ｂのように、通気用の溝５６ｂを２本あるいは３本以上設けてもよい。
なお、モールド５０に設けた溝５６ａ，５６ｂや孔に光硬化性樹脂２４が入って硬化すれば、マスク２４ａの上面にはモールド５０の溝５６ａ，５６ｂや孔の形状に応じた凸状の突起が形成されることになるが、ＰＺＴ膜等のドライエッチングにはほとんど影響はない。
【００３０】
モールド５０は、石英、サファイア等の光透過性（ＵＶ透過性）を有する透明基板を用いてドライエッチングにより好適に作製することができる。例えば、石英基板を用いてモールド５０を作製する場合、被エッチング部材１０上に形成すべきテーパー形状のマスク２４ａに対応したパターン（テーパー断面）５２が得られるようにエッチング条件を調整して加工すればよい。
【００３１】
具体的には、以下のような方法により石英製のモールドを形成することができる。
まず、石英基板上へ石英のエッチングマスクとなる金属系の膜を形成する。金属系の膜は、Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｔａ，Ａｌなどをスパッタ法やＣＶＤ法、真空蒸着法で形成すればよく、膜厚は、石英エッチングの深さやエッチング条件等から決めれば良い。
金属膜をパターニングするため、金属膜上にレジストを形成する。レジストは、東京応化工業社製ＯＦＰＲやＴＳＭＲシリーズやＡＺ社製１５００シリーズをスピンコート法やスプレーコート法など形成すれば良く、膜厚は、金属膜の膜厚やエッチング条件等から決めれば良い。例えば、０．１〜２０μｍ程度となるように形成する。次にソフトベークを行う。ソフトベークは、ホットプレートやオーブンなどの加熱装置を用い、レジスト材料に応じて適温（例えば６０〜１５０℃で、１〜１５分間）で行う。
【００３２】
次いで、露光を行う。露光は、アライナーやステッパーを用い、現像後のレジストマスクが、金属膜ドライエッチング後の金属膜のパターン形状に対応した形状に残留するように、フォトマスクを介して行う。レジスト材料に応じた露光量で行えばよい。
【００３３】
露光後に、現像を行う。使用するレジストによっては、現像する前に露光後ベーク（ＰＥＢ：Ｐｏｓｔ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｂａｋｅ）を行ってもよい。露光後、現像前にＰＥＢを施すことで、露光量不足を補うことや露光時の定在波の影響によるパターン形状の変形を軽減することができる。
現像は、露光後の基板を現像液につけた後、純水でリンスし、その後、基板を乾燥させる。例えば、露光後の基板をＮＭＤ−３（東京応化工業社製）等のアルカリ性現像液に６０秒程度浸漬した後、純水リンス６０秒を２回行い、その後、スピンドライヤ等で基板に付着している水分を取り除く。
【００３４】
レジストのパターニング後、ポストベークを行う。例えば、ホットプレート、オーブン等の加熱装置を用いて基板を加熱する。レジストのポストベークにより、残留した現像液やリンス液を蒸発させて除去し、さらに、レジストを硬化させてドライエッチング時のプラズマ耐性を向上させるとともに基板との密着性を向上させる。ポストベークの温度及び時間は、レジスト材料に応じて設定すればよく、通常は、ホットプレートやオーブンで１００〜２００℃程度で１〜６０分間行う。なお、ポストベークの代わりにＵＶキュアを行っても良い。
【００３５】
次いで、レジストマスクを介して金属膜のドライエッチングを行う。例えば、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）、電子サイクロトロン共鳴プラズマ（ＥＣＰ：Electron Cyclotron resonance Plasma）、ヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ：Helicon Wave Plasma）、磁場強化型ＩＣＰなどの各エッチング装置によりドライエッチングを施すことができる。エッチングガスには、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＨＢｒ、ＳＦ６、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ４Ｆ８、不活性ガスであるＡｒ、Ｎ２、酸素などの混合ガスを用いれば良い。
【００３６】
次に、ドライエッチングによりパターニングされた金属膜をマスクとして用いて石英のドライエッチングを行う。例えば、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）、電子サイクロトロン共鳴プラズマ（ＥＣＰ：Electron Cyclotron resonance Plasma）、ヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ：Helicon Wave Plasma）、磁場強化型ＩＣＰなどの各エッチング装置によりドライエッチングを施すことができる。エッチングガスには、ＳＦ６、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ４Ｆ８、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ６、Ｃ５Ｆ８、不活性ガスであるＡｒ、Ｎ２、酸素などの混合ガスを用いれば良く、エッチング条件により、テーパー形状の断面を得れば良い。
【００３７】
モールド５０のパターン面を光硬化性樹脂２４に押し付けることにより、基板１０上の光硬化性樹脂２４にモールド５０のパターン５２が転写される。モールド５０を押し付ける際、必要に応じて加圧（例えば０．５ＭＰａ程度以下）してもよい。ただし、流路などの空洞１３が形成されている被エッチング部材１０に高い圧力を掛けると破損するおそれがある。このような破損を防ぐため、被エッチング部材１０の構造に応じて加圧力を調整すればよい。
【００３８】
また、モールド５０のパターン面は撥水処理をしておくことが好ましい。例えばフルオロアルキルシラン、オプツール等、フッ素系又はシリコーン系の撥水剤（離型剤）を公知のコーティング方法、例えばスピンコート法、ディップコート法、蒸着法、ＣＶＤ法などにより塗布して撥水処理しておけば、樹脂硬化後におけるモールド５０の剥離性を向上させることができる。
【００３９】
＜光照射及びモールドの引き離し＞
次に、モールド５０を押し付けた光硬化性樹脂２４に光を照射して硬化させた後、モールド５０を引き離す（図１（Ｃ）、（Ｄ））。
ここでは、モールド５０側から、基板１０とモールド５０との間の光硬化性樹脂２４が硬化するように光を照射する。照射する光の波長や照射量は樹脂２４に応じて選択すればよく、例えば波長３００〜４００ｎｍのＵＶ光を照射して樹脂２４を硬化させる。硬化後、モールド５０を引き離すことにより、被エッチング部材１０上にモールド５０のパターン５２が反映（転写）されたテーパー形状のマスク２４ａが形成される。
【００４０】
このように光インプリント法によりテーパー形状の側面を有するマスク２４ａを形成することで、従来のようなポストベーク時のレジストマスクの流動化によるダレやサイズシフトの発生が抑えられ、断面のダレ（広がり）が抑えられる。また、高温の加熱や高圧の加圧を行わずにマスク２４ａを形成することができるため、空洞１３を有する被エッチング部材１０であっても破損を防ぐことができる。
【００４１】
なお、光硬化性樹脂としてネガレジスト等を用いた場合、モールド５０を引き離す前に１００〜２００℃の加熱処理を行っても良い。モールド５０を基板１０に重ね合わせた状態で加熱すれば、レジストマスク２４ａを一層硬化させることができるとともに、加熱によるレジストマスク２４ａの変形を抑えることができる。
【００４２】
＜残膜の除去＞
被エッチング部材１０上にマスク２４ａを形成した後、必要に応じ、被エッチング部材１０上のマスク２４ａ以外の部分に残存する光硬化性樹脂の薄膜（残膜）２３を除去する（図１（Ｅ））。
マスク形成時にモールド５０の凸部５４と基板１０との間に樹脂薄膜（残膜）２３が形成され、この薄膜２３が残っている状態でドライエッチングを施すと、残膜２３がエッチングの妨げとなり、パターニングに影響するおそれがある。そのため、ドライエッチングすべき部分の残膜２３を除去した後でパターニングを行うことが好ましい。残膜２３の除去方法は、例えば、Ｏ２やＣＦ４、ＣＨＦ３などを用いたプラズマ処理（例えば酸素プラズマ処理）を行えば良い。
【００４３】
＜加熱処理＞
また、被エッチング部材１０上にマスク２４ａを形成した後、該マスク２４ａを介してドライエッチングを施す前に、必要に応じ、マスク２４ａを加熱処理してもよい（図１（Ｆ））。
加熱処理を行うことでマスク２４ａを構成する樹脂の架橋が促進され、耐プラズマ性を向上させることができる。但し、必要以上に高温で加熱処理を行うと、レジストが流動し、マスク２４ａのテーパー形状が崩れたり、サイズシフトが生じるおそれがある。このようなマスク形状の大きな崩れやサイズシフトが抑制されるように、マスク２４ａを構成する樹脂材料に適した温度で加熱処理を行えばよい。
【００４４】
＜ドライエッチング＞
次いで、マスク２４ａを介してドライエッチングを施すことにより被エッチング部材１０（ＰＺＴ膜２０）をパターニングする（図１（Ｇ））。
ドライエッチングの方法はエッチングによりパターニングすべき材料に応じて選択すればよく、例えば、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasma）、電子サイクロトロン共鳴プラズマ（ＥＣＰ：Electron Cyclotron resonance Plasma）、ヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ：Helicon Wave Plasma）、磁場強化型ＩＣＰなどの各エッチング装置によりドライエッチングを施すことができる。
【００４５】
例えば、図５に示すようなアンテナ３２、誘電体窓３４等を備えた装置３０によってプラズマエッチングを施すことができる。チャンバー３６内にプロセスガスとして例えば塩素とアルゴンの混合ガスを導入する。プロセスガスとしては、塩素に代えてＢＣｌ３、ＨＢｒ、ＳＦ６、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ４Ｆ８を用いても良く、酸素や窒素などを添加しても良い。更に塩素とＣ４Ｆ８、Ａｒ、酸素の混合ガスなどのようにガスを複数混合して使用しても良い。アンテナ３２にＲＦを印加してプラズマを生成し、ステージ３８へバイアス用のＲＦを印加する事でエッチングを行う。例えばアンテナ３２用のＲＦ電源４０には１３．５６ＭＨｚを使用し、バイアス用のＲＦ電源４２には低周波帯を使用する。アンテナ３２用のＲＦ周波数は、１３．５６〜６０ＭＨｚなどを用いても良い。低周波電源としては、３５０ｋＨｚ〜２ＭＨｚを使用すれば良い。代表的なエッチング条件は、以下のとおりである。
【００４６】
プロセスガスは、塩素を１０％〜６０％とアルゴン４０％〜９０％の混合ガスを用いる。例えば塩素の流量を２０ｓｃｃｍ、アルゴンを８０ｓｃｃｍとすれば良い。プロセスガスの圧力は、０．１〜５Ｐａ、例えば１．０Ｐａにすれば良い。アンテナＲＦ電力は、３５０〜１０００Ｗ、例えば５００Ｗとする。基板バイアス電力は、５０〜５００Ｗ、例えば１５０Ｗにする。ステージ３８の温度は、−２０〜１５０℃、例えば５℃にすれば良い。
【００４７】
このようにドライエッチングを行う際、基板１０に形成されているレジストマスク２４ａは、側面が適度に傾斜したテーパー形状に保たれているので、ドライエッチング時における反応性生成物の付着が抑制されるとともに、マスク２４ａの位置やサイズは設計値に近いため、圧電膜２０を良好にパターニングすることができる。
【００４８】
＜マスクの除去＞
ドライエッチング後、マスク２４ａを除去する（図１（Ｈ））。
例えば、東京応化工業社製剥離液５０２ＡやＡＺ社製のＡＺリムーバー１００などの剥離液等を用いてレジストマスク２４ａを剥離する。あるいは、酸素プラズマ等によりアッシングを行ってレジストマスク２４ａを除去しても良い。酸素プラズマを用いたアッシング処理では、ＩＣＰ、マイクロ波アッシャー、バレル式のアッシャーを用いれば良い。アッシング処理条件は、例えば、マイクロ波を用いたマイクロ波励起表面波プラズマ（ＳＷＰ：Surface Wave Plasma）などで酸素ガスを２００ｓｃｃｍ、３０Ｐａ、マイクロ波出力１ｋＷで行えばよい。
【００４９】
以上のような工程を経て、被エッチング部材１０の空洞１３が破壊されることなく、ドライエッチングにより良好な形状にパターニングされた圧電膜２０ａを有する圧電デバイス２８が得られる。
本発明では、圧電体などの難エッチング材を含む部材を高精度にパターニングすることができるため、特にピエゾ方式などのインクジェットヘッドを製造する場合に有利に適用することができる。
【００５０】
以上、本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ドライエッチングによりパターニングを行う部材は例示した難エッチング材に限定されず、適宜選択することができる。また、マスクを形成するための光硬化性樹脂も例示したものに限定されず、適宜選択すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係るドライエッチングによるパターニング方法の一例を示す概略図である。
【図２】被エッチング部材の構成の一例を示す概略図である。
【図３】モールドの一例を示す概略図である。
【図４】通気用の溝を設けたモールドの例を示す概略図である。（Ａ）溝を１つ形成したモールド  （２）溝を２つ形成したモールド
【図５】ドライエッチング装置の一例を示す概略構成図である。
【図６】マスクの幅が大きい場合のサイズシフトを示す概略図である。（Ａ）ベーク前  （Ｂ）ベーク後
【図７】マスクの幅が小さい場合のサイズシフトを示す概略図である。（Ａ）ベーク前  （Ｂ）ベーク後
【符号の説明】
【００５２】
１０   被エッチング部材
１２   シリコン基板
１３   絶縁膜
１６   密着層
１８   下部電極
２０   圧電膜
２０ａ 圧電膜（パターニング後）
２２   上部電極
２４   光硬化性樹脂層
２４ａ レジストマスク
５０   モールド
５２   パターン
５４   凸部
５６ａ，５６ｂ  通気用の溝
【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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