JP2001010070A - Etching method for processing a substrate, dry etching method for polyetheramide resin layer, manufacturing method of inkjet recording head, inkjet head and inkjet printing apparatus - Google Patents
Etching method for processing a substrate, dry etching method for polyetheramide resin layer, manufacturing method of inkjet recording head, inkjet head and inkjet printing apparatusInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ピンホール等の欠陥の生じることのないマスク
材を用いることができ、信頼性の高いエッチングを行う
ことが可能なエッチング方法、並びに、該方法を用いた
インクジェット記録ヘッドの製造方法、インクジェット
ヘッドおよびインクジェットプリント装置を提供するこ
と。
【解決手段】エッチングによって基板に加工を行うため
のエッチング方法であって、耐エッチングマスクとして
ポリエーテルアミド樹脂層を用いたエッチング方法、お
よびポリエーテルアミド樹脂層のドライエッチング方法
であって、前記ポリエーテルアミド樹脂層を、酸素を主
たる成分とするエッチングガスによってエッチングする
ドライエッチング方法を提供する。
(57) Abstract: An etching method that can use a mask material that does not cause defects such as pinholes and can perform highly reliable etching, and inkjet recording using the method. To provide a head manufacturing method, an inkjet head, and an inkjet printing apparatus. An etching method for processing a substrate by etching, comprising: an etching method using a polyetheramide resin layer as an etching resistant mask; and a dry etching method for a polyetheramide resin layer, the method comprising: A dry etching method for etching an etheramide resin layer with an etching gas containing oxygen as a main component is provided.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、基板に加工を行う
ためのエッチング方法およびポリエーテルアミド樹脂層
のドライエッチング方法に関し、特に、インクジェット
ヘッドのインク供給口の形成や圧力センサの形成等、マ
イクロマシニング技術に用いられるSi異方性エッチン
グ方法、あるいは、インクジェットヘッドの耐インク層
としての保護膜、あるいは半導体デバイスの保護膜等の
エッチングに好適なドライエッチング方法に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an etching method for processing a substrate and a dry etching method for a polyether amide resin layer, and more particularly to a method for forming an ink supply port of an ink jet head and a pressure sensor. The present invention relates to a Si anisotropic etching method used for machining technology, or a dry etching method suitable for etching a protective film as an ink-resistant layer of an ink jet head or a protective film of a semiconductor device.
【0002】[0002]
【従来の技術】マイクロマシニングに用いられるエッチ
ング方法としては、フォトリソグラフィー技術による化
学的エッチング技術が主流となっている。ここで、使用
される基板としては、<100>,<110>面の結晶
方位を面に持つシリコン(Si)基板(ウェハー)が一
般的である。上記する面方位を有するSi基板に対し
て、アルカリ系の化学的エッチングを行うことにより、
エッチングの進行方向について、深さ(掘り込み)方向
と幅(広がり)方向の選択性ができ、これによりエッチ
ングの異方性が得られる。例えば、深さが深く、幅の狭
い形状の穴を形成することが可能となる。また、<10
0>面の結晶方位を持つ基板を用いた場合、エッチング
する幅により、深さ方向が幾何学的に決定されることか
ら、深さ方向を制御することができる。例えば、エッチ
ング開始面から深さ方向に54.7°の傾斜で狭くなる
穴を得ることができる。従って、基板の厚さとエッチン
グする幅を考慮することにより、基板を貫通することな
く、基板の途中までの穴形成の制御が確実でかつ容易に
行えることとなる(図4参照)。そして、以上のような
エッチングの性質は、インクジェットヘッドの製造、圧
力センサの製造等のマイクロマシニング技術に応用され
ていることは良く知られたところである。2. Description of the Related Art As an etching method used for micromachining, a chemical etching technique using a photolithography technique is mainly used. Here, as a substrate to be used, a silicon (Si) substrate (wafer) having a crystal orientation of <100> and <110> planes is generally used. By performing alkali-based chemical etching on the Si substrate having the above plane orientation,
The etching direction can be selected in the depth (digging) direction and the width (spreading) direction, thereby obtaining anisotropic etching. For example, it is possible to form a hole having a large depth and a small width. Also, <10
When a substrate having a crystal orientation of 0> plane is used, the depth direction can be controlled since the depth direction is geometrically determined by the width to be etched. For example, it is possible to obtain a hole that becomes narrower at an inclination of 54.7 ° in the depth direction from the etching start surface. Therefore, by considering the thickness of the substrate and the width to be etched, it is possible to reliably and easily control the formation of holes halfway through the substrate without penetrating the substrate (see FIG. 4). It is well known that the above-described properties of etching are applied to micromachining technology such as manufacturing of an ink jet head and manufacturing of a pressure sensor.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、アルカリ系
のエッチング液による化学的エッチングは、概して強ア
ルカリで長時間行い、さらにこの間に加熱処理を行うた
め、これら条件を考慮して耐エッチングマスク材とし
て、SiO2、SiN膜等の誘電体膜を用いるのが一般
的である。しかし、これらの膜は、通常スパッタやCV
Dといった堆積膜として形成されるため、これらの膜を
無欠陥で形成するのは困難であり、この欠陥部(ピンホ
ール)に起因してヘッド等が不良となることがあった。
また、年々、加工の微細化が進み、そのために微小な欠
陥が無視できなくなるという事情もある。以上のよう
に、ヘッド製造等のマイクロマシニング技術において
は、無欠陥のエッチングマスクの形成が大きな要請とな
りつつある。By the way, chemical etching using an alkaline etching solution is generally performed with a strong alkali for a long period of time, and furthermore, heat treatment is performed during this period. , to use a dielectric film such as SiO 2, SiN film is generally used. However, these films are usually sputtered or CV
Since these films are formed as deposited films such as D, it is difficult to form these films without defects, and the heads and the like sometimes become defective due to the defective portions (pinholes).
In addition, there is a situation in which processing becomes finer year by year, and as a result, minute defects cannot be ignored. As described above, in micromachining technology such as head manufacturing, formation of a defect-free etching mask is becoming a great demand.
【0004】そこで、本発明は、上記した課題を解決
し、耐アルカリ性を有するとともに、ピンホール等の欠
陥の生じることのないマスク材を用いることができ、信
頼性の高いエッチングを行うことが可能なエッチング方
法、並びに、該方法を用いたインクジェット記録ヘッド
の製造方法、インクジェットヘッドおよびインクジェッ
トプリント装置を提供することを目的とするものであ
る。Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems, and can use a mask material which has alkali resistance and does not cause defects such as pinholes, thereby performing highly reliable etching. It is an object of the present invention to provide a simple etching method, a method of manufacturing an ink jet recording head using the method, an ink jet head and an ink jet printing apparatus.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、基板に加工を行うためのエッチング方法
およびポリエーテルアミド樹脂層のドライエッチング方
法、並びに、インクジェット記録ヘッドの製造方法、イ
ンクジェットヘッドおよびインクジェットプリント装置
を、つぎのように構成したことを特徴とするものであ
る。すなわち、本発明のエッチング方法は、基板の加工
を行うために、基板上に所望の開口パターンを有する耐
エッチングマスクを設け、該耐エッチングマスクを介し
てエッチングを行うエッチング方法であって、前記耐エ
ッチングマスクとしてポリエーテルアミド樹脂層を用い
たことを特徴としている。また、本発明のエッチング方
法は、前記耐エッチングマスクは、ポリエーテルアミド
樹脂層と、誘電体層との2層構造となっており、前記ポ
リエーテルアミド樹脂層は誘電体層上に設けられること
を特徴としている。また、本発明のエッチング方法は、
前記耐エッチングマスクとしての前記ポリエーテルアミ
ド樹脂層の開口は、酸素を主たる成分とするエッチング
ガスによってドライエッチングすることにより形成され
ることを特徴としている。また、本発明のエッチング方
法は、前記耐エッチングマスクとしての前記ポリエーテ
ルアミド樹脂層の開口は、酸素及び四フッ化炭素の混合
ガスを主たる成分とするエッチングガスによってドライ
エッチングすることにより形成されることを特徴として
いる。また、本発明のエッチング方法は、前記基板とし
てシリコンウェハーを用いたことを特徴としている。ま
た、本発明のエッチング方法は、前記エッチングは異方
性エッチングであることを特徴としている。また、本発
明のドライエッチング方法は、ポリエーテルアミド樹脂
層のドライエッチング方法であって、前記ポリエーテル
アミド樹脂層を、酸素を主たる成分とするエッチングガ
スによってエッチングすることを特徴としている。ま
た、本発明のドライエッチング方法は、ポリエーテルア
ミド樹脂層のドライエッチング方法であって、前記ポリ
エーテルアミド樹脂層を、酸素及び四フッ化炭素の混合
ガスを主たる成分とするエッチングガスによってエッチ
ングすることを特徴としている。また、本発明のドライ
エッチング方法は、前記ドライエッチングが、該ドライ
エッチングのエッチングマスクとしてシリコン含有フォ
トレジストを用いることを特徴としている。また、本発
明のドライエッチング方法は、マイクロ波放電を用いた
プラズマ励起により複数枚の処理物を同一処埋するドラ
イエッチング方法において、前記複数枚の処理物を上記
のドライエッチング方法を用いてエッチングすることを
特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above objects, the present invention provides an etching method for processing a substrate, a dry etching method for a polyetheramide resin layer, a method for manufacturing an ink jet recording head, An ink jet head and an ink jet printing apparatus are configured as follows. That is, the etching method of the present invention is an etching method in which an etching resistant mask having a desired opening pattern is provided on a substrate to perform processing of the substrate, and etching is performed through the etching resistant mask. It is characterized in that a polyetheramide resin layer is used as an etching mask. Further, in the etching method of the present invention, the etching resistant mask has a two-layer structure of a polyetheramide resin layer and a dielectric layer, and the polyetheramide resin layer is provided on the dielectric layer. It is characterized by. Further, the etching method of the present invention,
The opening of the polyetheramide resin layer as the etching resistant mask is formed by dry etching with an etching gas containing oxygen as a main component. Further, in the etching method of the present invention, the opening of the polyetheramide resin layer as the etching resistant mask is formed by dry etching with an etching gas mainly containing a mixed gas of oxygen and carbon tetrafluoride. It is characterized by: The etching method according to the present invention is characterized in that a silicon wafer is used as the substrate. Further, the etching method of the present invention is characterized in that the etching is anisotropic etching. Further, a dry etching method of the present invention is a dry etching method for a polyetheramide resin layer, wherein the polyetheramide resin layer is etched by an etching gas containing oxygen as a main component. Further, the dry etching method of the present invention is a dry etching method for a polyether amide resin layer, wherein the polyether amide resin layer is etched with an etching gas mainly containing a mixed gas of oxygen and carbon tetrafluoride. It is characterized by: In the dry etching method according to the present invention, the dry etching uses a silicon-containing photoresist as an etching mask for the dry etching. Further, in the dry etching method of the present invention, in the dry etching method of embedding a plurality of processed objects in the same by plasma excitation using microwave discharge, the plurality of processed objects are etched using the above dry etching method. It is characterized by doing.
【0006】また、本発明のインクジェットヘッドの製
造方法は、インクを吐出するためのインクジェットヘッ
ドの製造方法であって、インクジェットヘッドを構成す
る基板を用意し、該基板の面にポリエーテルアミド樹脂
層からなるマスクパターンを形成し、該マスクパターン
をマスクとしたエッチング加工を行う、各ステップを有
したことを特徴としている。また、本発明のインクジェ
ットヘッドの製造方法は、インクを吐出するためのイン
クジェットヘッドの製造方法であって、インクジェット
ヘッドを構成する基板を用意し、該基板の面に、誘電体
層上にポリエーテルアミド樹脂層を形成した2層構造の
層からなるマスクパターンを形成し、該マスクパターン
をマスクとしたエッチング加工を行う、各ステップを有
したことを特徴としている。また、本発明のインクジェ
ットヘッドの製造方法は、前記マスクパターンが、酸素
を主たる成分とするエッチングガスを用いたドライエッ
チングにより形成されることを特徴としている。また、
本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、前記マス
クパターンが、酸素及び四フッ化炭素の混合ガスを主た
る成分とするエッチングガスを用いたドライエッチング
により形成されることを特徴としている。また、本発明
のインクジェットヘッドの製造方法は、前記エッチング
により前記基板を貫通するインク供給口を形成すること
を特徴としている。また、本発明のインクジェットヘッ
ドの製造方法は、前記基板としてシリコンウェハーを用
いたことを特徴としている。また、本発明のインクジェ
ットヘッドの製造方法は、前記基板には、インクを吐出
するために利用される電気熱変換素子およびインク流路
用部材が形成されることを特徴としている。また、本発
明のインクジェットヘッドの製造方法は、前記エッチン
グが異方性エッチングであることを特徴としている。ま
た、本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、イン
クジェットヘッドを構成する基板を用意し、該基板の面
にポリエーテルアミド樹脂層からなる耐インク層として
の保護膜を形成し、該保護膜を上記した本発明のいずれ
かのドライエッチング方法によって加工することを特徴
としている。また、本発明のインクジェットヘッドの製
造方法は、前記保護膜が、少なくとも熱作用部を含む前
記基板上に形成された保護膜であり、該保護膜にエッチ
ングによって該熱作用部の開口部を加工することを特徴
としている。[0006] A method of manufacturing an ink jet head according to the present invention is a method of manufacturing an ink jet head for discharging ink, in which a substrate constituting the ink jet head is prepared, and a polyetheramide resin layer is formed on the surface of the substrate. Forming a mask pattern made of and then performing an etching process using the mask pattern as a mask. Further, the method of manufacturing an ink jet head of the present invention is a method of manufacturing an ink jet head for discharging ink, in which a substrate constituting the ink jet head is prepared, and a polyether is formed on a dielectric layer on the surface of the substrate. The method is characterized by comprising a step of forming a mask pattern composed of a layer having a two-layer structure in which an amide resin layer is formed, and performing an etching process using the mask pattern as a mask. In the method of manufacturing an ink jet head according to the present invention, the mask pattern is formed by dry etching using an etching gas containing oxygen as a main component. Also,
The method of manufacturing an ink jet head according to the present invention is characterized in that the mask pattern is formed by dry etching using an etching gas mainly containing a mixed gas of oxygen and carbon tetrafluoride. Further, a method of manufacturing an ink jet head according to the present invention is characterized in that an ink supply port penetrating the substrate is formed by the etching. Further, a method of manufacturing an ink jet head according to the present invention is characterized in that a silicon wafer is used as the substrate. In the method for manufacturing an ink jet head according to the present invention, an electrothermal conversion element and an ink flow path member used for discharging ink are formed on the substrate. Further, in the method for manufacturing an ink jet head according to the present invention, the etching is anisotropic etching. Further, in the method for manufacturing an ink jet head of the present invention, a substrate constituting an ink jet head is prepared, and a protective film as an ink-resistant layer made of a polyetheramide resin layer is formed on the surface of the substrate. It is characterized by processing by any of the dry etching methods of the present invention. Further, in the method of manufacturing an ink jet head according to the present invention, the protective film is a protective film formed on the substrate including at least a heat acting portion, and the opening of the heat acting portion is processed by etching the protective film. It is characterized by doing.
【0007】また、本発明のインクジェットヘッドは、
インクジェットヘッドを構成する基板を用意し、該基板
の面にポリエーテルアミド樹脂層からなるマスクパター
ンを形成し、該マスクパターンをマスクとしたエッチン
グ加工を行う、各ステップを有した製造方法によって製
造されたことを特徴としている。また、本発明のインク
ジェットヘッドは、インクジェットヘッドを構成する基
板を用意し、該基板の面に、誘電体層上にポリエーテル
アミド樹脂層を形成した2層構造の層からなるマスクパ
ターンを形成し、該マスクパターンをマスクとしたエッ
チング加工を行う、各ステップを有した製造方法によっ
て製造されたことを特徴としている。また、本発明のイ
ンクジェットヘッドは、前記マスクパターンが、上記し
た本発明のいずれかのドライエッチング方法によつて形
成されたものであることを特徴としている。また、本発
明のインクジェットヘッドは、前記エッチングにより前
記基板を貫通するインク供給口を形成することを特徴と
している。また、本発明のインクジェットヘッドは、前
記基板としてシリコンウェハーを用いたことを特徴とし
ている。また、本発明のインクジェットヘッドは、前記
基板には、インクを吐出するために利用される電気熱変
換素子およびインク流路用部材が形成されることを特徴
としている。また、本発明のインクジェットヘッドは、
前記エッチングは異方性エッチングであることを特徴と
している。また、本発明のインクジェットヘッドは、イ
ンクジェットヘッドを構成する基板を用意し、該基板の
面にポリエーテルアミド樹脂層からなる耐インク層とし
ての保護膜を形成し、該保護膜を上記した本発明のいず
れかのドライエッチング方法によって加工したことを特
徴としている。また、本発明のインクジェットヘッド
は、前記保護膜が、少なくともヘッド基板のヒーター部
上に形成された保護膜であり、該保護膜にエッチングに
よって該ヒーター部の開口面を加工したことを特徴とし
ている。また、本発明のインクジェットプリント装置
は、インクを吐出してプリントを行うインクジェットプ
リント装置であって、インクを吐出するためのインクジ
ェットヘッドが、上記した本発明のいずれかのインクジ
ェットヘッドによって構成されていることを特徴として
いる。[0007] Further, the ink jet head of the present invention comprises:
A substrate constituting an inkjet head is prepared, a mask pattern made of a polyetheramide resin layer is formed on the surface of the substrate, and etching is performed using the mask pattern as a mask. It is characterized by that. In addition, the ink jet head of the present invention prepares a substrate constituting the ink jet head, and forms a mask pattern consisting of a two-layer structure in which a polyetheramide resin layer is formed on a dielectric layer on the surface of the substrate. And performing an etching process using the mask pattern as a mask. Further, an inkjet head according to the present invention is characterized in that the mask pattern is formed by any one of the above-described dry etching methods according to the present invention. Further, the inkjet head according to the present invention is characterized in that an ink supply port penetrating the substrate is formed by the etching. Further, the inkjet head according to the present invention is characterized in that a silicon wafer is used as the substrate. Further, the inkjet head according to the present invention is characterized in that the substrate is provided with an electrothermal conversion element and an ink flow path member used for discharging ink. Further, the inkjet head of the present invention,
The etching is anisotropic etching. Further, in the ink jet head of the present invention, a substrate constituting the ink jet head is prepared, and a protective film as an ink resistant layer made of a polyetheramide resin layer is formed on the surface of the substrate. Characterized by being processed by any one of the dry etching methods. Further, the inkjet head of the present invention is characterized in that the protective film is a protective film formed at least on a heater portion of the head substrate, and the opening of the heater portion is processed by etching the protective film. . Further, an ink jet printing apparatus of the present invention is an ink jet printing apparatus for performing printing by discharging ink, wherein an ink jet head for discharging ink is constituted by any one of the above ink jet heads of the present invention. It is characterized by:
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】上記した本発明の構成によれば、
本発明で用いるポリエーテルアミド樹脂は、高強度で可
撓性があり外部からの応力に対する緩和性が高く、ま
た、耐薬品性に優れ、酸、アルカリ、芳香族溶剤等に侵
されず、さらに耐熱性、耐湿性に優れており、極性溶媒
に溶解しワニスにすることができ、溶剤を飛ばすだけの
比較的低温のもとで成膜することができる素材であるた
め、例えば、インクジェットヘッドを構成する基板をエ
ッチング加工する際のマスクとしてポリエーテルアミド
樹脂層を用いることにより、マスク形成時にそのマスク
内に生じるピンホール等の欠陥を少なくできる。また、
本発明においては、上記マスクとして、誘電体層上にポ
リエーテルアミド樹脂層を形成した2層構造のものを用
いることにより、上記欠陥を少なくできることと併せ
て、例えば異方性エッチングにおいて精度の良いエッチ
ング加工を行うことができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the configuration of the present invention described above,
The polyether amide resin used in the present invention has high strength, flexibility, high resilience to external stress, and excellent chemical resistance, and is not affected by acids, alkalis, aromatic solvents, and the like. It is excellent in heat resistance and moisture resistance, it can be dissolved in a polar solvent to form a varnish, and it is a material that can be formed at a relatively low temperature just to remove the solvent. By using a polyetheramide resin layer as a mask when etching a constituent substrate, defects such as pinholes generated in the mask at the time of forming the mask can be reduced. Also,
In the present invention, by using a mask having a two-layer structure in which a polyetheramide resin layer is formed on a dielectric layer as the mask, in addition to being able to reduce the above-described defects, it is possible to improve the precision in, for example, anisotropic etching. An etching process can be performed.
【0009】また、ポリエーテルアミド樹脂はそれ自身
に感光性がないため、それをパターニングするのに、一
般的には、ディスペンサーを用いたり、スクリーン印刷
によることとなる。したがって、ポリエーテルアミド樹
脂は、これまで微細なパターニングが要求されるような
ことのない、例えば、電子部品などの防湿コー卜剤のよ
うな用途には使用可能であるが、微細なパターニングが
要求されるマイクロマシニング技術等におけるエッチン
グマスクや、或は、インクジェット記録ヘッドの耐イン
ク層としての保護膜等には用いることが困難であった。
なぜならば、ポリエーテルアミド樹脂に微細なパターニ
ングをおこなうために、ポリエーテルアミド樹脂をエッ
チングマスクで被覆して不要部を溶剤で溶解させる方法
を採ろうとしても、ポリエーテルアミド樹脂を溶解させ
る溶剤に耐える適当なマスキング材料がなかったためで
ある。しかしながら、本発明のポリエーテルアミド樹脂
層のドライエッチング方法によれば、微細なパターニン
グが可能なため、このような微細なパターニングが要求
されるインクジェット記録ヘッドの耐インク層としての
保護膜等にも用いることが可能となる。Further, since the polyether amide resin itself is not photosensitive, patterning thereof is generally performed by using a dispenser or by screen printing. Therefore, the polyether amide resin can be used for applications such as a moisture-proof coating agent for electronic components, which do not require fine patterning, but fine patterning is required. It has been difficult to use it as an etching mask in a micromachining technique or the like, or a protective film as an ink-resistant layer of an ink jet recording head.
Because, in order to perform fine patterning on the polyetheramide resin, it is necessary to cover the polyetheramide resin with an etching mask and dissolve unnecessary parts with a solvent. This is because there was no suitable masking material to withstand. However, according to the method for dry-etching the polyetheramide resin layer of the present invention, fine patterning is possible, and therefore, such a protective film as an ink-resistant layer of an ink jet recording head that requires such fine patterning is also used. It can be used.
【0010】[0010]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。 [実施例1](a)〜(d)は、本発明の実施例1に係
るインクジェットヘッドの構成を示す図であり、(b)
は図1(a)のA−A´断面図、(c)はそのSi基板
部の模式的平面図、(d)はそのSi基板部の模式的断
面図である。図1(a)および図1(b)において、イ
ンクジェットヘッドは電気熱変換素子5に対応する吐出
口6を配した吐出口プレート5と、Si基板1の背面か
らインクを供給するためにSi基板1に開けられたイン
ク供給口4を有する構成を備え、インクを基板面に対し
てほぼ垂直に吐出するサイドシュータ型のインクジェッ
トヘッドの構成を備えている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [Embodiment 1] (a) to (d) are diagrams showing a configuration of an ink jet head according to Embodiment 1 of the present invention, and (b)
1A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1A, FIG. 1C is a schematic plan view of the Si substrate part, and FIG. 1D is a schematic cross-sectional view of the Si substrate part. 1A and 1B, the ink jet head includes a discharge port plate 5 having discharge ports 6 corresponding to the electrothermal transducers 5 and a Si substrate for supplying ink from the back surface of the Si substrate 1. 1 has a configuration having an ink supply port 4 opened therein, and has a configuration of a side shooter type ink jet head for discharging ink substantially perpendicularly to a substrate surface.
【0011】図1(c)において、基板1の片側の基板
面1Aには図1(a)および図1(b)に示されるイン
ク吐出に利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換
素子およびインク流路形成用の部材が形成される。ま
た、基板1の中央には貫通する穴としてのインク供給口
4が形成され、これにより基板1の裏面より表面1A側
の上記インク流路にインクを供給することができる。な
お、同図において、符号3は、以下で示す製造工程で形
成されるマスクパターン用のポリエーテルアミド樹脂層
を示す。In FIG. 1 (c), an electrothermal transducer for generating thermal energy used for ink ejection shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) is provided on one substrate surface 1A of the substrate 1. A member for forming the ink flow path is formed. In addition, an ink supply port 4 is formed in the center of the substrate 1 as a penetrating hole, so that ink can be supplied from the back surface of the substrate 1 to the ink flow path on the front surface 1A side. Note that, in the figure, reference numeral 3 indicates a polyetheramide resin layer for a mask pattern formed in the following manufacturing process.
【0012】図2(a)〜(c)は、本実施例に係るイ
ンクジェットヘッドの製造工程の一部を示す模式図であ
る。まず、図2(a)に示すように、<100>面のS
i基板1を用いて、エッチング開始面1B側にポリエー
テルアミド樹脂層3をスピンコーティングにより形成す
る。本発明の一実施形態では、ポリエーテルアミド樹脂
層3として熱可塑性ポリエーテルアミド(日立化成工業
(株)製、商品名:HL−1200)を用いた。上記の
熱可塑性ポリエーテルアミドは溶剤に溶解した溶液とし
て市販されており、これをスピンコーティングによって
所望の膜厚に形成した後、加熱乾燥で溶剤成分を除去す
ることにより、熱可塑性ポリエーテルアミド樹脂層3を
形成することができる。ここで、塗布する膜厚の設定に
関して、本発明の目的である無欠陥のエッチングマスク
を得ることに鑑みると、膜厚と欠陥発生率には相関が見
られるため、本発明者等の実験から、膜厚として2μm
以上とすれば効果的であることが確認されている。FIGS. 2A to 2C are schematic views showing a part of the manufacturing process of the ink jet head according to this embodiment. First, as shown in FIG.
Using the i-substrate 1, a polyetheramide resin layer 3 is formed on the etching start surface 1B side by spin coating. In one embodiment of the present invention, thermoplastic polyetheramide (trade name: HL-1200, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) is used as the polyetheramide resin layer 3. The above-mentioned thermoplastic polyetheramide is commercially available as a solution dissolved in a solvent, and after forming this into a desired film thickness by spin coating, the solvent component is removed by heating and drying, so that the thermoplastic polyetheramide resin is removed. Layer 3 can be formed. Here, regarding the setting of the film thickness to be applied, in view of obtaining a defect-free etching mask which is the object of the present invention, since there is a correlation between the film thickness and the defect occurrence rate, an experiment by the present inventors has 2 μm in thickness
It has been confirmed that the above is effective.
【0013】次に、図2(b)に示すように、熱可塑性
ポリエーテルアミド樹脂層3によるエッチング用マスク
のパターンを形成するが、この形成は次のようにして行
う。本実施例に用いた熱可塑性ポリエーテルアミドを樹
脂膜3の材料として用いる場合は、この材料には感光成
分が付与されていないため、まず、熱可塑性ポリエーテ
ルアミドのパターンを形成するために、別途フォトレジ
ストを用いフォトリソグラフィー技術によりレジストパ
ターン(不図示)を形成する。そして、このレジストパ
ターンを用いて熱可塑性ポリエーテルアミドのエッチン
グを行い、図2(b)に示すエッチング用マスクを形成
する。この場合、熱可塑性ポリエーテルアミドのエッチ
ングはジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、
N−メチルピロリドン等の溶剤を用いて行うことが可能
であるが、この溶解除去時のマスク材である上記フォト
レジストは、耐溶剤性を必要とする。このため、本実施
例では、上記溶剤に対する耐溶剤性を鑑み、この溶剤を
用いずに反応ガスによるドライエッチング法を用いる。
この反応ガスとしては、O2ガスを用いRIE(リアク
ティブイオンエッチング)、あるいは、プラズマアッシ
ングを用いることができる。Next, as shown in FIG. 2 (b), a pattern of an etching mask is formed by the thermoplastic polyetheramide resin layer 3. This pattern is formed as follows. When the thermoplastic polyetheramide used in the present embodiment is used as the material of the resin film 3, since no photosensitive component is added to this material, first, in order to form a thermoplastic polyetheramide pattern, A resist pattern (not shown) is separately formed by photolithography using a photoresist. Then, using the resist pattern, the thermoplastic polyetheramide is etched to form an etching mask shown in FIG. In this case, the etching of the thermoplastic polyetheramide is dimethylformamide, dimethylsulfoxide,
This can be performed using a solvent such as N-methylpyrrolidone. However, the above-mentioned photoresist, which is a mask material at the time of dissolution and removal, requires solvent resistance. For this reason, in this embodiment, in consideration of the solvent resistance to the above-mentioned solvent, a dry etching method using a reaction gas without using this solvent is used.
As this reaction gas, RIE (reactive ion etching) using O 2 gas or plasma ashing can be used.
【0014】この反応ガスを用いたドライエッチングに
おいて、マスクに用いているフォトレジストと熱可塑性
ポリエーテルアミドは、ほぼ同等の速度でエッチングさ
れることから、フォトレジストの膜厚は熱可塑性ポリエ
ーテルアミドの膜厚の2倍以上にすることで、問題は生
じない。熱可塑性ポリエーテルアミド3を所定パターン
にエッチングした後はフォトレジストを剥離し、図2
(b)に示す状態を得ることができる。In the dry etching using this reaction gas, the photoresist used as a mask and the thermoplastic polyetheramide are etched at substantially the same rate. No problem occurs when the thickness is twice or more the thickness of the film. After etching the thermoplastic polyetheramide 3 into a predetermined pattern, the photoresist is peeled off, and FIG.
The state shown in (b) can be obtained.
【0015】次に、図2(c)に示すように、熱可塑性
ポリエーテルアミド樹脂膜3をマスクに用いた異方性エ
ッチングにより供給口4を形成する。異方性エッチング
では、アルカリ系のエッチング液であるKOH、NaO
H、TMAH等の溶液を用いることができるが、この溶
液の濃度、処理温度とエッチング速度およびエッチング
面の平滑性とに相関があるため、本実施形態では、TM
AH22wt%を80℃の処理温度でエッチングを行っ
た。この場合のエッチング速度は約30〜40μm/h
となる。また、エッチングを行う間に基板1のエッチン
グ開始面と反対側の面にエッチング液が触れて問題が生
じる場合には、その保護として、前述の熱可塑性ポリエ
ーテルアミドを全面に塗布するか、治具等を用いてエッ
チング液が触れないような手段を講じることができる。Next, as shown in FIG. 2C, a supply port 4 is formed by anisotropic etching using the thermoplastic polyetheramide resin film 3 as a mask. In the anisotropic etching, KOH and NaO which are alkaline etching liquids are used.
H, TMAH or the like can be used. However, since there is a correlation between the concentration of the solution, the processing temperature, the etching rate, and the smoothness of the etched surface, in this embodiment, TM
AH22wt% was etched at a processing temperature of 80 ° C. The etching rate in this case is about 30 to 40 μm / h
Becomes If the etching solution comes into contact with the surface of the substrate 1 on the side opposite to the etching start surface during the etching, a problem may arise if the above-mentioned thermoplastic polyetheramide is applied to the entire surface or protected. It is possible to use a tool or the like to take measures to prevent the etching solution from touching.
【0016】異方性エッチングが完了した後のエッチン
グマスクに用いた樹脂膜3としての熱可塑性ポリエーテ
ルアミドは、必要に応じて除去する。その除去手段とし
ては、前述した熱可塑性ポリエーテルアミドのパターン
形成に用いられた方法と同様に、溶剤もしくはドライエ
ッチング法を用いることができる。以上のように、熱可
塑性ポリエーテルアミド樹脂膜3を異方性エッチングの
耐エッチングマスクに用いることにより、インクジェッ
トヘッドを、比較的低コストで、また、工程が容易に形
成することができる。なお、図2(a)〜(c)に示し
たインクジェットヘッドの製造工程の後の工程は公知の
ものを用いることができ、これにより、インクジェット
ヘッドを完成させることができるが、その説明は省略す
る。また、本実施例のヘッドは、基板1に対して垂直方
向にインクを吐出する、いわゆるサイドシュータタイプ
のものである。The thermoplastic polyetheramide as the resin film 3 used as the etching mask after the completion of the anisotropic etching is removed if necessary. As a removing means, a solvent or a dry etching method can be used as in the method used for forming the pattern of the thermoplastic polyetheramide described above. As described above, by using the thermoplastic polyetheramide resin film 3 as an etching resistant mask for anisotropic etching, an inkjet head can be formed at a relatively low cost and easily. 2A to 2C, a known process can be used for the process after the manufacturing process of the ink jet head, whereby the ink jet head can be completed, but the description is omitted. I do. The head according to the present embodiment is of a so-called side shooter type that discharges ink in a direction perpendicular to the substrate 1.
【0017】[実施例2]本発明における実施例2は、
エッチングマスクの欠陥を少なくする上でより有効な構
成を提供するものである。すなわち、図3(a)〜
(c)に示すように、誘電体層2とポリエーテルアミド
樹脂層3の2層構造でエッチングマスクを形成する。本
来、異方性エッチングの耐エッチングマスクとしては、
誘電体膜2は信頼性があり、一般的に用いられている
が、前述したように誘電体2をSi基板1全面に渡っ
て、欠陥なく形成するのは比較的困難なことである。こ
のため、本実施例では、上述のように2層構造とするも
のである。Embodiment 2 Embodiment 2 of the present invention
An object of the present invention is to provide a configuration that is more effective in reducing defects in the etching mask. That is, FIG.
As shown in (c), an etching mask is formed with a two-layer structure of the dielectric layer 2 and the polyetheramide resin layer 3. Originally, as an etching resistant mask for anisotropic etching,
Although the dielectric film 2 is reliable and generally used, it is relatively difficult to form the dielectric 2 over the entire surface of the Si substrate 1 without defects as described above. For this reason, in this embodiment, a two-layer structure is used as described above.
【0018】図3(a)に示すように、誘電体膜2とし
て、SiO2またはSiNをSi基板1の全面に成膜
し、さらにその上に実施例1と同様にポリエーテルアミ
ド樹脂層3を形成する。ポリエーテルアミド樹脂層3と
して熱可塑性ポリエーテルアミドを用い、実施例1と同
様にして必要なパターンを形成する。そして、このパタ
ーンをマスクとして誘電体膜2をエッチングする。誘電
体膜2のエッチング手段としては、公知の手段であるフ
ッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液による方法
や、反応ガスを用いたドライエッチング方法を用いるこ
とができる。As shown in FIG. 3A, SiO 2 or SiN is formed on the entire surface of the Si substrate 1 as the dielectric film 2, and the polyether amide resin layer 3 is formed thereon similarly to the first embodiment. To form A necessary pattern is formed in the same manner as in Example 1 using thermoplastic polyetheramide as the polyetheramide resin layer 3. Then, using this pattern as a mask, the dielectric film 2 is etched. As a means for etching the dielectric film 2, a known method using a mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride or a dry etching method using a reaction gas can be used.
【0019】また、本実施例では熱可塑性ポリエーテル
アミドのパターンを、誘電体膜のエッチングと異方性エ
ッチングの両方のエッチングマスクとして機能させてい
るが、工程によっては、誘電体層と熱可塑性ポリエーテ
ルアミドのパターン形成を個別の工程に設定することも
可能である。このような場合は、誘電体膜に用いるエッ
チング液により熱可塑性ポリエーテルアミドにダメージ
を与える懸念がある場合に有効である。以上のように、
Si基板の密着性、耐異方性エッチング液に有利な誘電
体膜と誘電体膜の欠陥を補う有機樹脂の構成により、パ
ターン精度と歩留りのよいエッチング方法を提供するこ
とができる。In this embodiment, the pattern of the thermoplastic polyetheramide is used as an etching mask for both the etching of the dielectric film and the anisotropic etching. It is also possible to set the pattern formation of the polyetheramide in a separate step. Such a case is effective when there is a concern that the thermoplastic polyetheramide may be damaged by the etchant used for the dielectric film. As mentioned above,
With the structure of the dielectric film which is advantageous for the adhesiveness of the Si substrate and the anisotropic etching solution and the organic resin which compensates for the defect of the dielectric film, it is possible to provide an etching method with good pattern accuracy and yield.
【0020】図5は、本実施例によって得られるインク
ジェットヘッドを用いることができるインクジェットプ
リント装置を示す概略斜視図である。インクジェットプ
リント装置100において、キャリッジ101は、互い
に平行に延在する2本のガイド軸104および105と
摺動可能に係合する。これにより、キャリッジ101
は、駆動用モータおよびその駆動力を伝達するベルト等
の駆動力伝達機構(いずれも不図示)により、ガイド軸
104および105に沿って移動することができる。キ
ャリッジ101には、インクジェットヘッドと、このヘ
ッドで用いられるインクを収納するインク容器としての
インクタンクとを有するインクジェットユニット103
が搭載される。FIG. 5 is a schematic perspective view showing an ink jet printing apparatus which can use the ink jet head obtained by this embodiment. In the inkjet printing apparatus 100, the carriage 101 is slidably engaged with two guide shafts 104 and 105 extending parallel to each other. Thereby, the carriage 101
Can be moved along the guide shafts 104 and 105 by a driving motor and a driving force transmission mechanism such as a belt for transmitting the driving force (both are not shown). An ink jet unit 103 having an ink jet head and an ink tank as an ink container for storing ink used in the head is provided on the carriage 101.
Is mounted.
【0021】インクジェットユニット103は、インク
を吐出するためのヘッドおよびこれに供給されるインク
を収納する容器としてのタンクからなる。すなわち、ブ
ラック(Bk)、シアン(C)、マゼンタ(M)および
イエロー(Y)の4色の各インクをそれぞれ吐出する4
個のヘッドおよびこれらのそれぞれに対応して設けられ
るタンクがインクジェットユニット103としてキャリ
ッジ101上に搭載される。各ヘッドとタンクとは相互
に着脱可能なものであり、タンク内のインクが無くなっ
た場合等、必要に応じて個々のインク色毎にタンクのみ
を交換できるよう設けられている。また、ヘッドのみを
必要に応じて交換できることは勿論である。なお、ヘッ
ドおよびタンクの着脱の構成は、上記の例に限られず、
ヘッドとタンクが一体に成形された構成としてもよいこ
とは勿論である。The ink jet unit 103 includes a head for discharging ink and a tank as a container for storing ink supplied to the head. That is, each of the four colors of black (Bk), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) is ejected.
The heads and tanks provided corresponding to each of these heads are mounted on the carriage 101 as the ink jet unit 103. The respective heads and the tank are detachable from each other, and are provided so that only the tank can be replaced for each ink color as needed when the ink in the tank runs out. Of course, only the head can be replaced as needed. The configuration of attaching and detaching the head and the tank is not limited to the above example,
It goes without saying that the head and the tank may be integrally formed.
【0022】プリント媒体としての用紙106は、装置
の前端部に設けられる挿入口111から挿入され、最終
的にその搬送方向が反転され、送りローラ109によっ
て上記キャリッジ101の移動領域の下部に搬送され
る。これにより、キャリッジ101に搭載されたヘッド
からその移動に伴ってプラテン108によって支持され
た用紙106上のプリント領域にプリントがなされる。The paper 106 serving as a print medium is inserted from an insertion port 111 provided at the front end of the apparatus, and finally its transport direction is reversed, and is transported by a feed roller 109 to a lower portion of the moving area of the carriage 101. You. As a result, printing is performed from a head mounted on the carriage 101 to a print area on the sheet 106 supported by the platen 108 as the head 101 moves.
【0023】以上のようにして、キャリッジ101の移
動に伴うヘッドの吐出口配列の幅に対応した幅のプリン
トと用紙106の送りとを交互に繰り返しながら、用紙
106全体にプリントがなされ、用紙106は装置前方
に排出される。キャリッジ101の移動可能な領域の左
端には、キャリッジ101上の各ヘッドとそれらの下部
において対向可能な回復系ユニット110が設けられ、
これにより非記録時等に各ヘッドの吐出口をキャップす
る動作や各ヘッドの吐出口からインクを吸引する等の動
作を行うことができる。また、この左端部の所定位置は
ヘッドのホームポジションとして設定される。一方、装
置の右端部には、スイッチや表示素子を備えた操作部1
07が設けられる。ここにおけるスイッチは装置電源の
オン/オフや各種プリントモードの設定時等に使用さ
れ、表示素子は装置の各種状態を表示する役割をする。As described above, printing on the entire sheet 106 is performed while alternately repeating the printing of the width corresponding to the width of the ejection opening arrangement of the head and the feeding of the sheet 106 in accordance with the movement of the carriage 101. Is discharged to the front of the device. At the left end of the movable area of the carriage 101, a recovery system unit 110 that can oppose each head on the carriage 101 and a lower part thereof is provided.
This makes it possible to perform operations such as capping the ejection openings of each head and suctioning ink from the ejection openings of each head during non-printing or the like. The predetermined position at the left end is set as the home position of the head. On the other hand, at the right end of the device, an operation unit 1 having switches and display elements is provided.
07 is provided. The switches here are used for turning on / off the power of the apparatus, setting various print modes, and the like, and the display element plays a role of displaying various states of the apparatus.
【0024】[実施例3]以下に、本発明のポリエーテ
ルアミド樹脂のドライエッチング方法を適用した更に好
ましい各実施例について説明する。ポリエーテルアミド
樹脂をインクジェットヘッドの耐インク層としての保護
膜、例えば、図11に示されるように熱作用部を含むイ
ンクジェットヘッドの基板上に形成する保護層として用
い、この熱作用部上の保護層にエッチングで開口部を形
成する場合、この熱作用部を形成している耐キャビテー
ション層上にエッチングによる残渣が存在すると、それ
によって発泡が不安定となり、あるいは吐出量が変動し
て、インクジェット記録ヘッドの吐出性能に悪影響を受
ける。とりわけ、微小液的の飛翔によって印字品位の向
上を目指す最近におけるインクジェット記録ヘッドにお
いては、従来には問題とされなかった微小な残渣すら無
視できないものとなってきている。[Embodiment 3] Hereinafter, further preferred embodiments to which the dry etching method for polyetheramide resin of the present invention is applied will be described. The polyether amide resin is used as a protective film as an ink-resistant layer of the inkjet head, for example, as shown in FIG. When an opening is formed in a layer by etching, if there is a residue due to etching on the cavitation-resistant layer forming the heat acting portion, foaming becomes unstable or a discharge amount fluctuates, and ink jet recording is performed. The ejection performance of the head is adversely affected. In particular, in recent ink jet recording heads aiming at improvement of print quality by flying fine liquid, even minute residues which have not been a problem in the past can not be ignored.
【0025】上述のドライエッチングによる方法では、
エッチングレー卜が小さくスループットがさほど高くな
い。しかしながら、エッチングレー卜を大きくとるため
に基板温度を高くすると、基板温度が上昇した熱でレジ
ストが変質し、一般的な剥離液ではレジストを除去する
ことができないという点等に問題があった。特に、この
ようなドライエッチングによる場合には、エッチング面
にエッチングあるいは除去液によっても除去することの
できない膜状の薄い残渣が発生するため、加工の微細化
が求められ、印字品位のさらなる向上が望まれているイ
ンクジェットヘッドの保護層におけるエッチング方法と
しては、そのまま採用することには適するものではなか
った。これに対して、本実施例のポリエーテルアミド樹
脂のドライエッチング方法、すなわち酸素及び四フッ化
炭素の混合ガスを主たる成分とするエッチングガスによ
ってエッチングするドライエッチング方法によると、基
板の温度上昇を抑え、エッチング残渣を発生させること
なく、従来の酸素プラズマによる場合の1000Å/m
in前後という小さいエッチングレー卜を大幅に改善す
ることができる。In the above-described dry etching method,
The etching rate is small and the throughput is not so high. However, if the substrate temperature is increased to increase the etching rate, the resist is deteriorated by the heat of the increased substrate temperature, and there is a problem in that the resist cannot be removed with a general stripping solution. In particular, in the case of such dry etching, a thin film-like residue that cannot be removed even by etching or a removing liquid is generated on the etched surface, so that fine processing is required, and further improvement in print quality is required. As a desired etching method for a protective layer of an ink jet head, it has not been suitable for adopting as it is. On the other hand, according to the dry etching method of the polyether amide resin of the present embodiment, that is, the dry etching method of etching with an etching gas containing a mixed gas of oxygen and carbon tetrafluoride as a main component, the temperature rise of the substrate is suppressed. 1000Å / m in the case of conventional oxygen plasma without generating etching residues
The etching rate as small as around "in" can be greatly improved.
【0026】つぎに、このようなポリエーテルアミド樹
脂をドライエッチング方法を適用した実施例3について
詳細に説明する。実施例3においては、まず、ポリエー
テルアミドとして、HIMAL HL−1200(日立
化成工業製)をスピンナーで塗布し、90℃で30分予
備乾燥しさらに250℃で本乾燥したものをサンプルと
し、ドライエッチングのエッチング速度を求めた。膜厚
の測定は、光学式の膜厚計で行った。Next, a third embodiment in which such a polyether amide resin is subjected to a dry etching method will be described in detail. In Example 3, first, as a polyether amide, HIMAL HL-1200 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was applied by a spinner, pre-dried at 90 ° C. for 30 minutes, and further dried at 250 ° C. to obtain a sample. The etching rate of the etching was determined. The measurement of the film thickness was performed with an optical film thickness meter.
【0027】エッチング速度の測定結果を、図6から図
9に示す。図6から図8は、RF周波数2.46GHz
のエッチング装置を用いて行ったデータであり、図6は
ガス組成とエッチング速度の関係、図7は圧力とエッチ
ング速度の関係、図8はRF出力とエッチング速度の関
係を示したものである。また、図9は、RF周波数1
3.56MHzでアノードカップリング方式のエッチン
グ装置を用いた場合の、ガス組成とエッチング速度の関
係を示したものである。CF4を添加することにより、
格段にエッチング速度が向上していることがわかる。FIGS. 6 to 9 show the measurement results of the etching rate. 6 to 8 show the RF frequency of 2.46 GHz.
FIG. 6 shows the relationship between the gas composition and the etching rate, FIG. 7 shows the relationship between the pressure and the etching rate, and FIG. 8 shows the relationship between the RF output and the etching rate. FIG. 9 shows the RF frequency 1
This shows the relationship between the gas composition and the etching rate when using an anode coupling type etching apparatus at 3.56 MHz. By adding CF 4,
It can be seen that the etching rate is remarkably improved.
【0028】ガス組成については、CF4の添加量は任
意に変えられるが、レー卜、残渣の観点からO2流量に
対し2%以上加えることが好ましい。CF4の添加量を
増やす方向については、オーバーエッチングの時に下地
をエッチングしてしまうことがあるため、(特に、下地
がシリコン、シリコンの酸化膜、窒化膜等はやられやす
い)下地を考慮してガス組成を選択する必要がある。な
お、CF4を過剰に添加すると、逆にエッチング速度が
無添加よりも小さくなるため、酸素流量に対し30%以
内にすることが好ましい。特に、5%から15%の範囲
が好ましい。ガス圧については、装置の特性に合わせ安
定する条件を選定する。一般的には、10Paから30
0Paの範囲で行う。ガス流量、RFパワーについて
も、装置の特性に合わせ適正な条件を選定する。なお、
エッチングガスとして、酸素、四フッ化炭素に、プラズ
マの安定化やエッチングレー卜の向上のため、窒素等の
不活性ガス等を添加する事ができることは言うまでもな
い。With respect to the gas composition, the addition amount of CF 4 can be arbitrarily changed, but it is preferable to add 2% or more with respect to the O 2 flow rate from the viewpoint of rate and residue. Regarding the direction in which the amount of CF 4 is increased, the base may be etched at the time of over-etching. It is necessary to select the gas composition. In addition, when CF 4 is excessively added, the etching rate is conversely lower than that when no CF 4 is added. Therefore, the flow rate of oxygen is preferably set to 30% or less. In particular, the range of 5% to 15% is preferable. As for the gas pressure, a stable condition is selected according to the characteristics of the apparatus. Generally, from 10Pa to 30
It is performed in the range of 0 Pa. Regarding gas flow rate and RF power, appropriate conditions are selected according to the characteristics of the apparatus. In addition,
It goes without saying that an inert gas such as nitrogen can be added to oxygen or carbon tetrafluoride as an etching gas in order to stabilize the plasma or improve the etching rate.
【0029】次に、レジストをマスクとしてパターニン
グを行い、パターニング特性について評価を行った。ま
ず、シリコンウエハー(6インチ)にHIMAL HL
−1200をスピンナーにより2μm塗布し前記条件で
乾燥し、その上にレジストとしてOFPR−800(東
京応化工業製)を用いレジストのパターニングを行っ
た。なお、レジストの膜厚は5μmとした。エッチング
条件としては、RF周波数2.46GHzのエッチング
装置を用い、エッチングガスとしてO2 1000sc
cm、CF4 100sccmにより、圧力50Pa、
RFパワー500Wで、エッチングを行った。また、同
様のサンプルを用い、RF周波数13.56MHz
0.8W/cm2のエッチング装置により、エッチング
ガスとしてO2 100sccm、CF410sccmに
より、圧力 50Pa、ステージ温度 50℃で、エッ
チングを行った。Next, patterning was performed using the resist as a mask, and the patterning characteristics were evaluated. First, HIMAL HL is placed on a silicon wafer (6 inches).
-1200 was applied by a spinner at 2 µm, dried under the above conditions, and then patterned using OFPR-800 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) as a resist. The thickness of the resist was 5 μm. As an etching condition, an etching apparatus having an RF frequency of 2.46 GHz was used, and O 2 1000 sc was used as an etching gas.
cm, the CF 4 100 sccm, pressure 50 Pa,
Etching was performed at an RF power of 500 W. The same sample was used, and the RF frequency was 13.56 MHz.
Etching was performed with an etching apparatus of 0.8 W / cm 2 , using O 2 100 sccm as an etching gas and CF 4 10 sccm at a pressure of 50 Pa and a stage temperature of 50 ° C.
【0030】その結果、ともにエッチングの残渣は発生
せず、パターニングの切れもよく、レジストの剥離も問
題なく行えた。この時の基板の最高到達温度は、90
℃、80℃であった。レジストの剥離は、剥離液111
2A(シプレイ社製)を常温で超音波をかけながら行っ
た。パターニングの精度については、レジストパターン
幅に対し−2μmに仕上がり、バラツキも±10%程度
と良好な結果が得られた。As a result, no etching residue was generated, the patterning was well cut, and the resist could be peeled off without any problem. The maximum temperature of the substrate at this time is 90
℃, 80 ℃. The stripping of the resist is performed using a stripper 111
2A (manufactured by Shipley) was performed at room temperature while applying ultrasonic waves. As for the accuracy of patterning, a good result was obtained with a finish of -2 μm with respect to the width of the resist pattern, and a variation of about ± 10%.
【0031】[実施例4]従来、ドライエッチングのマ
スクとしては、ドライエッチング耐性、微細加工性の観
点から、ノボラック系のポジ型フォトレジストが用いら
れてきたが、このノボラック系のポジレジストは、ポリ
アミド樹脂のエッチングマスクとしては、エッチングの
選択比の点で十分ではないが(ポリアミド樹脂と同程度
のエッチングレート)、従来のフォトリソラインがその
まま使えることから、膜厚を厚くするなどして上記の欠
点に対処されている。例えば、2μmのポリアミドのエ
ッチングを行う場合、5〜8μm程度の膜厚のノボラッ
ク系のポジレジストを用いていたが、そのため、フォト
レジストの露光、現像時間が長く、生産性に問題があ
る。これに対して、実施例のシリコン含有フォトレジス
トのエッチングマスクによれば、サイドシュータ型ある
いはエッジシュータ型いずれのタイプのものでも、高い
生産性で高品位の微小液滴のインクジェット記録ヘッド
を作成することが可能となる。[Embodiment 4] Conventionally, a novolak positive photoresist has been used as a dry etching mask from the viewpoints of dry etching resistance and fine workability. Although the etching selectivity of the polyamide resin is not sufficient in terms of the etching selectivity (an etching rate similar to that of the polyamide resin), since the conventional photolitho line can be used as it is, the above-described method is performed by increasing the film thickness. The disadvantages have been addressed. For example, in the case of etching a 2 μm polyamide, a novolak-based positive resist having a film thickness of about 5 to 8 μm has been used. Therefore, the exposure and development time of the photoresist is long, and there is a problem in productivity. On the other hand, according to the silicon-containing photoresist etching mask of the embodiment, an ink jet recording head of high productivity and high quality fine droplets is produced with either the side shooter type or the edge shooter type. It becomes possible.
【0032】また、本発明のポリエーテルアミド樹脂の
ドライエッチング方法において、シリコン含有フォトレ
ジストをエッチングマスクとする手段を、バッチ式(複
数枚処理)のマイクロ波放電によるプラズマ励起方式を
用いたドライエッチング装置に適用することにより、従
来のものに比して、パターニングの生産性を格段に向上
させることが可能となる。従来、上記したドライエッチ
ング装置によって、複数枚の処理物を同一処理するに際
して、処理枚数(処理面積)によりエッチングレートが
変化するローディング効果があることは知られている
が、ノボラック系のポジレジストを用いてポリエーテル
アミド樹脂のパターニングを行う場合も、このようなロ
ーディングの影響によりエッチングレートのピークがず
れ、エッチング面積が、5インチウエハ分以下からは、
ローディングの影響がほとんどなくなる。このような傾
向は、酸素と四フッ化炭素の混合ガスで、ポリエーテル
アミド樹脂をドライエッチングする場合においても、同
様に見られる。図10は、5インチウエハにポリエーテ
ルアミド樹脂(日立化成工業製HIMAL HL−12
00)を塗布ベークし、芝浦製作所製のバッチ式ドライ
エッチング装置CDE−7−4(マイクロ波電源)を用
いてエッチングレートを測定した結果である。エッチン
グは1分行い、光学方式により膜厚測定を行った。エッ
チング条件は、CF4とO2とのtotal流量は900
sccmに固定し、CF4の添加量をふった。パワー、
圧力は、700W、50Pa固定。ウエハのローディン
グ(1バッチあたりの処理量)は、0.5W(ウエ
ハ)、1W、3W、5Wと変えて行った。図10から明
らかなように、ある組成のところにピークをもち、ピー
クより左側では四フッ化炭素が不足ぎみでレートが小さ
くなり、逆にピークより右側では四フッ化炭素の供給が
過剰となりレートが下がる。すなわち、そのピーク位置
が処理枚数で異なる。したがって、バッチ式のエッチン
グ装置を用いてポリエーテルアミド樹脂のエッチングを
行う場合、処理物とほぼ同一形態のダミーを入れて処理
枚数を合わせてエッチングしたり、処理枚数により、エ
ッチングのガス組成、エッチング時間を変えて対処する
ことが必要となる。しかしながら、本発明のポリエーテ
ルアミド樹脂のドライエッチング方法において、シリコ
ン含有フォトレジストをエッチングマスクとする手段
を、バッチ式(複数枚処理)のマイクロ波放電によるプ
ラズマ励起方式を用いたドライエッチング装置に適用す
ることにより、上記のような生産性を落すような手段を
採ることなく、ポリエーテルアミド樹脂のパターニング
を高スループットで実現することが可能となる。In the method for dry etching a polyether amide resin according to the present invention, the means using a silicon-containing photoresist as an etching mask may be a dry etching using a plasma excitation method by a microwave discharge of a batch type (a plurality of sheets). By applying the present invention to an apparatus, the productivity of patterning can be remarkably improved as compared with a conventional apparatus. Conventionally, it is known that when the same processing is performed on a plurality of workpieces by the above-described dry etching apparatus, there is a loading effect in which the etching rate changes depending on the number of processed workpieces (processing area). Also, when performing patterning of polyetheramide resin, the peak of the etching rate is shifted due to the effect of such loading, and the etching area is not more than 5 inch wafer.
Almost no loading effect. Such a tendency is similarly observed in the case where the polyetheramide resin is dry-etched with a mixed gas of oxygen and carbon tetrafluoride. FIG. 10 shows a polyetheramide resin (HIMAL HL-12 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) on a 5-inch wafer.
00) is a result of measuring the etching rate using a batch dry etching apparatus CDE-7-4 (microwave power supply) manufactured by Shibaura Seisakusho. The etching was performed for 1 minute, and the film thickness was measured by an optical method. The etching condition is such that the total flow rate of CF 4 and O 2 is 900
It was fixed to sccm, and the amount of CF 4 added was changed. power,
The pressure is fixed at 700 W and 50 Pa. Wafer loading (processing amount per batch) was changed to 0.5 W (wafer), 1 W, 3 W, and 5 W. As is apparent from FIG. 10, the peak has a peak at a certain composition. On the left side of the peak, carbon tetrafluoride is insufficient and the rate becomes small. On the contrary, on the right side of the peak, the supply of carbon tetrafluoride becomes excessive and the rate becomes low. Goes down. That is, the peak position differs depending on the number of processed sheets. Therefore, when etching a polyether amide resin using a batch-type etching apparatus, a dummy having substantially the same form as that of a processed object is put in, and the number of processed wafers is adjusted. It is necessary to deal with it at different times. However, in the method for dry etching a polyether amide resin of the present invention, the means using a silicon-containing photoresist as an etching mask is applied to a dry etching apparatus using a plasma excitation method by microwave discharge of a batch type (multiple processing). By doing so, it is possible to realize the patterning of the polyetheramide resin at a high throughput without taking the above-mentioned means for reducing the productivity.
【0033】以下、実施例4について更に詳細に説明す
る。実施例4においては、ポリエーテルアミドとして、
HIMAL HL−1200(日立化成工業製)をスピ
ンナーで2μm塗布し、90℃で30分予備乾燥しさら
に250℃で本乾燥した。その上に、Si含有レジスト
として例えば富士ハントエレクトロニクステクノロジー
(株)製のFH−SP(商品名)を1μmスピンナーで
塗布し、以下の条件でパターニングを行った。 プリベーク オーブン90℃×20分 露光 PLA−600F(キャノン製)400mj/cm2 現像 東京応化製ポジレジスト現像液NMD−3 室温dip 25秒 リンス 純水 1分 乾燥 リンサードライヤー Si含有レジストは、ポリマーとしてアルカリ可溶性シ
リコーンポリマーと感光物としてナフトキノンジアジド
系からなり、ベースポリマーのSi含有率は、20%前
後である。基本的に、Si含有フォトレジストは、通常
のノボラック系ポジレジストラインでそのまま処理で
き、新たな設備は必要としない。Hereinafter, the fourth embodiment will be described in more detail. In Example 4, as a polyether amide,
HIMAL HL-1200 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was applied at 2 μm using a spinner, preliminarily dried at 90 ° C. for 30 minutes, and further dried at 250 ° C. On top of that, as a Si-containing resist, for example, FH-SP (trade name) manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd. was applied with a 1 μm spinner and patterned under the following conditions. Pre-bake oven 90 ° C x 20 minutes Exposure PLA-600F (manufactured by Canon) 400mj / cm 2 Development Positive resist developing solution NMD-3 manufactured by Tokyo Ohka Room temperature dip 25 seconds Rinse Pure water 1 minute Drying rinser dryer Si-containing resist is alkali as a polymer. It is composed of a soluble silicone polymer and a naphthoquinonediazide-based photosensitive material. The Si content of the base polymer is about 20%. Basically, Si-containing photoresist can be processed as it is in a normal novolak-based positive resist line, and no new equipment is required.
【0034】従来のノボラック系ポジレジストでは、ポ
リエーテルアミド樹脂と同程度のエッチングレートとな
るため、膜厚は5〜8μm塗布していた。そのため、露
光時間が長く、現像時間も長く生産性に難があった。S
i含有レジストを用いることで、エッチング耐性が飛躍
的に向上し、塗布膜厚も1μm程度にすみ、したがっ
て、露光時間が1/4、現像時間が1/5となり、パタ
ーニングの生産性が格段と向上した。In a conventional novolak-based positive resist, the etching rate is about the same as that of the polyether amide resin, so that the film thickness is 5 to 8 μm. Therefore, the exposure time was long and the development time was long, and there was a problem in productivity. S
By using the i-containing resist, the etching resistance is dramatically improved, and the coating film thickness can be reduced to about 1 μm. Therefore, the exposure time is reduced to 1/4 and the development time is reduced to 1/5, and the productivity of patterning is significantly improved. Improved.
【0035】次に、(株)芝浦製作所製のマイクロ波を
用いたドライエッチング装置CDE−7−4でエッチン
グを行った。エッチング条件は以下の通りである。 ガス CF4/O2=85sccm/815sccm エッチング圧力50Pa パワー 700W(2.45GHz) 時間 2分 (5インチウエハ5枚ローディング、エッチング面積は
5インチウエハ×0.3) エッチング後の膜べりは
0.1μm程度と問題ないレベルである。Si含有フォ
トレジストはほとんどエッチングされないため、レジス
ト部でのエッチング種の消費が少なく、その分ポリエー
テルアミドのエッチングレートが向上する。従来のレジ
ストを用いた場合の約1/3の時間で処理できた。エッ
チング後、レジストを剥離し、エッチング面をSEMに
て観察したが、斑点状の微小な残渣の発生もなく、良好
にエッチングされた。Next, etching was performed with a dry etching apparatus CDE-7-4 using microwaves manufactured by Shibaura Seisakusho Co., Ltd. The etching conditions are as follows. Gas CF 4 / O 2 = 85 sccm / 815 sccm Etching pressure 50 Pa Power 700 W (2.45 GHz) Time 2 min (Loading 5 5 inch wafers, etching area is 5 inch wafer × 0.3) The film loss after etching is 0. This is a level of about 1 μm, which is no problem. Since the Si-containing photoresist is hardly etched, the consumption of the etching species in the resist portion is small, and the etching rate of polyetheramide is improved accordingly. Processing was completed in about 1/3 of the time when a conventional resist was used. After the etching, the resist was peeled off, and the etched surface was observed with an SEM. As a result, the etching was satisfactory without generation of fine spot-like residues.
【0036】本実施例の様に、ポリエーテルアミド樹脂
を保護層として用いる様な場合(エッチング面積が小さ
い場合)、ウエハ5枚処理/バッチと同一条件でウエハ
1枚処理〜4枚処理/バッチでもエッチングを行うこと
ができた。これは、シリコン含有レジストがほとんどエ
ッチングされずまた、ノボラック系のポジレジストのよ
うにエッチング特性に影響を与えないため、ウエハ1枚
〜5枚処理まで同一条件でエッチングが可能となる。な
お、Si含有フォトレジストには前記のもの以外に、ネ
ガ型のレジストもある。例えば、東ソー(株)製SNR
(シリコン系ネガ型レジスト)等がある。When the polyetheramide resin is used as the protective layer as in this embodiment (when the etching area is small), one wafer processing to four wafer processing / batch is performed under the same conditions as five wafer processing / batch. However, etching could be performed. This is because the silicon-containing resist is hardly etched and does not affect the etching characteristics unlike the novolak-based positive resist, so that etching can be performed under the same conditions for processing one to five wafers. In addition to the above-mentioned Si-containing photoresist, there is also a negative resist. For example, SNR manufactured by Tosoh Corporation
(Silicon-based negative resist).
【0037】[実施例5]実施例5においては、上記し
た実施例4のドライエッチング方法をインクジェットヘ
ッドに適用した。本実施例においては、ポリエーテルア
ミド樹脂層による耐インク層としての保護膜を、基板上
に配されたヒーター部と耐キャビテーション層によって
形成された熱作用部を含むインクジェットヘッドの基板
上に形成した。その際、ポリエーテルアミド樹脂とし
て、例えば、HIMAL HL−1200(日立化成工
業製)を2μm塗布し実施例4の方法によりパターニン
グを行い、上記熱作用部上の保護層にエッチングで開口
部を形成した。該部をエッチング後にSEMで観察した
ところ、この熱作用部を形成している耐キャビテーショ
ン層上にエッチングによる残渣の発生はみられなかっ
た。次に、インクの吐出量が8plとなるインク吐出口
及びインク供給口を形成し、ヒータの発泡状態及び吐出
状態の観察及び印字のチェックを行ったが、特にヒータ
上の残渣が起因すると思われる異常はみられなかった。Embodiment 5 In Embodiment 5, the dry etching method of Embodiment 4 described above was applied to an ink jet head. In the present embodiment, a protective film as an ink-resistant layer made of a polyetheramide resin layer was formed on a substrate of an ink-jet head including a heating section formed on the substrate and a heating section formed by the cavitation-resistant layer. . At this time, as a polyether amide resin, for example, HIMAL HL-1200 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) is applied at 2 μm, patterned by the method of Example 4, and an opening is formed in the protective layer on the heat acting portion by etching. did. When this part was observed by SEM after etching, no residue was generated by etching on the cavitation-resistant layer forming the heat acting part. Next, an ink discharge port and an ink supply port where the ink discharge amount was 8 pl were formed, and the bubbling state and discharge state of the heater were observed and printing was checked. No abnormalities were seen.
【0038】なお、以上の説明においては、本発明のエ
ッチング方法を、特にインクジェットヘッドに適用した
場合について述べたが、本発明はこれに限られるもので
はなく、これ以外のエッチングに適用した場合において
も、同様の効果を発揮するものである。In the above description, the case where the etching method of the present invention is applied particularly to an ink jet head has been described. However, the present invention is not limited to this. Have the same effect.
【0039】[0039]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えば、インクジェットヘッドを構成する基板をエッチ
ング加工する際のマスクとしてポリエーテルアミド樹脂
層を用いることにより、マスク形成時にそのマスク内に
生じるピンホール等の欠陥を少なくできる。また、本発
明によれば、上記マスクとして、誘電体層上に有機樹脂
層を形成した2層構造のものを用いることにより、上記
欠陥を少なくできることと併せて、例えば異方性エッチ
ングにおいて精度の良いエッチング加工を行うことがで
きる。この結果、精度良く、高い歩留りでインクジェッ
トヘッドを製造可能となり、結果、信頼性のある安価な
インクジェット記録ヘッドを提供することができる。ま
た、本発明のエッチング方法によれば、ポリエーテルア
ミド樹脂層のパターニングを、高スループットで精度良
く、しかも、エッチング残渣を発生させることなく、基
板温度上昇を抑えて行うことができる。また、本発明の
ポリエーテルアミド樹脂層のドライエッチング方法にお
いて、シリコン含有フォトレジストをエッチングマスク
とすることにより、微細なエッチング残渣の発生をなく
すことができるとともに、フォトリソ処理の生産性の改
善を図ることができる。また、このシリコン含有フォト
レジストをエッチングマスクとする本発明のドライエッ
チング方法を、バッチ式(複数枚処理)のマイクロ波放
電によるプラズマ励起方式を用いたドライエッチング装
置に適用することにより、従来のものに比して、パター
ニングの生産性を格段に向上させることが可能となる。
したがって、本発明によれば、ポリエーテルアミド樹脂
の特性を生かしつつ、しかも、微細なパターニングが要
求される用途、例えば、インクジェット記録ヘッドの耐
インク層としての保護層、あるいは、サーマルプリント
ヘッドの保護膜や、半導体デバィスの保護膜として用い
ることが可能となり、これらデバイスの信頼性の向上を
図ることができる。As described above, according to the present invention,
For example, by using a polyether amide resin layer as a mask when etching a substrate constituting an ink jet head, defects such as pinholes generated in the mask when the mask is formed can be reduced. Further, according to the present invention, by using a mask having a two-layer structure in which an organic resin layer is formed on a dielectric layer as the mask, it is possible to reduce the above-described defects, and, for example, to improve the precision in anisotropic etching. Good etching can be performed. As a result, an inkjet head can be manufactured with high accuracy and high yield, and as a result, a reliable and inexpensive inkjet recording head can be provided. Further, according to the etching method of the present invention, the patterning of the polyetheramide resin layer can be performed with high throughput and high accuracy, and without increasing the temperature of the substrate without generating etching residues. In the dry etching method for a polyetheramide resin layer of the present invention, by using a silicon-containing photoresist as an etching mask, it is possible to eliminate the generation of fine etching residues and to improve the productivity of photolithography. be able to. In addition, by applying the dry etching method of the present invention using the silicon-containing photoresist as an etching mask to a dry etching apparatus using a plasma excitation method using a microwave discharge of a batch type (a plurality of wafers is processed), It is possible to significantly improve the productivity of the patterning as compared with the case of (1).
Therefore, according to the present invention, while utilizing the properties of the polyether amide resin, and in which fine patterning is required, for example, a protective layer as an ink-resistant layer of an ink jet recording head, or protection of a thermal print head It can be used as a film or a protective film for a semiconductor device, and the reliability of these devices can be improved.
【図1】(a)〜(d)は、本発明の実施例1に係るイ
ンクジェットヘッドの構成を示す図であり、(b)は
(a)のA−A´断面図、(c)はSi基板部の模式的
平面図、(d)はSi基板部の模式的断面図である。FIGS. 1A to 1D are diagrams showing a configuration of an ink jet head according to a first embodiment of the present invention; FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1A; FIG. 3D is a schematic plan view of the Si substrate, and FIG. 4D is a schematic cross-sectional view of the Si substrate.
【図2】(a)〜(c)は、本発明の実施例1に係るイ
ンクジェットヘッドの製造工程を示す模式図である。FIGS. 2A to 2C are schematic diagrams illustrating a manufacturing process of the inkjet head according to the first embodiment of the present invention.
【図3】(a)〜(c)は、本発明の実施例2に係るイ
ンクジェットヘッドの製造工程を示す模式図である。FIGS. 3A to 3C are schematic diagrams illustrating a manufacturing process of an inkjet head according to a second embodiment of the present invention.
【図4】基板を貫通しない異方性エッチングの例を示す
模式的断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of anisotropic etching that does not penetrate a substrate.
【図5】本発明の実施例2により製造されたインクジェ
ットヘッドを用いることができるインクジェットプリン
ト装置の一例を示す概略斜視図である。FIG. 5 is a schematic perspective view illustrating an example of an inkjet printing apparatus that can use an inkjet head manufactured according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施例3に係るRF2.45GHzの
エッチング装置を用いた場合の、ポリエーテルアミドの
エッチング速度とガス組成の関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an etching rate of polyetheramide and a gas composition when an RF 2.45 GHz etching apparatus according to Embodiment 3 of the present invention is used.
【図7】本発明の実施例3に係るRF2.45GHzの
エッチング装置を用いた場合の、ポリエーテルアミドの
エッチング速度と圧力の関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a relationship between an etching rate of polyetheramide and a pressure when an RF 2.45 GHz etching apparatus according to Embodiment 3 of the present invention is used.
【図8】本発明の実施例3に係るRF2.45GHzの
エッチング装置を用いた場合の、ポリエーテルアミドの
エッチング速度とRF出力の関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between an etching rate of polyetheramide and an RF output when an RF 2.45 GHz etching apparatus according to a third embodiment of the present invention is used.
【図9】本発明の実施例3に係るRF13.56MHz
のエッチング装置を用いた場合の、ポリエーテルアミド
のエッチング速度とガス組成の関係を示す図。FIG. 9 shows RF 13.56 MHz according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an etching rate of polyetheramide and a gas composition when using the etching apparatus of FIG.
【図10】5インチウエハにポリエーテルアミド樹脂
(日立化成工業製HIMAL HL−12)を塗布ベー
クし、芝浦製作所製のバッチ式ドライエッチング装置C
DE−7−4(マイクロ波電源)を用いてエッチングレ
ートを測定した結果を示す図である。FIG. 10: A 5-inch wafer is coated and baked with a polyetheramide resin (HIMAL HL-12 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and is a batch type dry etching apparatus C manufactured by Shibaura Seisakusho.
It is a figure which shows the result of having measured the etching rate using DE-7-4 (microwave power supply).
【図11】本発明における耐インク層としての保護層の
構成を説明するためのインクジェットヘッドの一部縦断
面図である。FIG. 11 is a partial vertical cross-sectional view of an ink-jet head for explaining a configuration of a protective layer as an ink-resistant layer in the present invention.
1:Si基板 2:誘電体膜 3:有機樹脂膜 4:異方性エッチングによる貫通口(インク供給口) 5:電気熱変換素子 6:吐出口 7:吐出口プレート 1: Si substrate 2: Dielectric film 3: Organic resin film 4: Through hole (ink supply port) by anisotropic etching 5: Electrothermal conversion element 6: Discharge port 7: Discharge port plate
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 環樹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 大熊 典夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2C057 AF70 AF93 AP02 AP32 AP34 AQ02 AQ03 (54)【発明の名称】 基板に加工を行うためのエッチング方法およびポリエーテルアミド樹脂層のドライエッチング方 法、並びに、インクジェット記録ヘッドの製造方法、インクジェットヘッドおよびインクジェッ トプリント装置Continuing on the front page (72) Inventor Tamaki Sato 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Norio Okuma 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. F-term (reference) 2C057 AF70 AF93 AP02 AP32 AP34 AQ02 AQ03 (54) [Title of the Invention] An etching method for processing a substrate, a dry etching method for a polyetheramide resin layer, and a method for manufacturing an ink jet recording head , Inkjet head and inkjet printing equipment
Claims (30)
開口パターンを有する耐エッチングマスクを設け、該耐
エッチングマスクを介してエッチングを行うエッチング
方法であって、前記耐エッチングマスクとしてポリエー
テルアミド樹脂層を用いたことを特徴とするエッチング
方法。An etching method for providing an etching resistant mask having a desired opening pattern on a substrate and performing etching through the etching resistant mask in order to process the substrate. An etching method using an etheramide resin layer.
アミド樹脂層と、誘電体層との2層構造となっており、
前記ポリエーテルアミド樹脂層は誘電体層上に設けられ
ることを特徴とする請求項1に記載のエッチング方法。2. The etching resistant mask has a two-layer structure of a polyetheramide resin layer and a dielectric layer.
The etching method according to claim 1, wherein the polyether amide resin layer is provided on a dielectric layer.
エーテルアミド樹脂層の開口は、酸素を主たる成分とす
るエッチングガスによってドライエッチングすることに
より形成されることを特徴とする請求項1に記載のエッ
チング方法。3. The etching method according to claim 1, wherein the opening of the polyetheramide resin layer as the etching resistant mask is formed by dry etching with an etching gas containing oxygen as a main component. Method.
エーテルアミド樹脂層の開口は、酸素及び四フッ化炭素
の混合ガスを主たる成分とするエッチングガスによって
ドライエッチングすることにより形成されることを特徴
とする請求項1に記載のエッチング方法。4. The opening of the polyetheramide resin layer as the etching resistant mask is formed by dry etching with an etching gas mainly containing a mixed gas of oxygen and carbon tetrafluoride. The etching method according to claim 1, wherein the etching is performed.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の
エッチング方法。5. The etching method according to claim 1, wherein a silicon wafer is used as said substrate.
ことを特徴とする請求項5に記載のエッチング方法。6. The etching method according to claim 5, wherein said etching is an anisotropic etching.
ング方法であって、前記ポリエーテルアミド樹脂層を、
酸素を主たる成分とするエッチングガスによってエッチ
ングすることを特徴とするドライエッチング方法。7. A dry etching method for a polyetheramide resin layer, wherein the polyetheramide resin layer is
A dry etching method characterized by etching with an etching gas containing oxygen as a main component.
ング方法であって、前記ポリエーテルアミド樹脂層を、
酸素及び四フッ化炭素の混合ガスを主たる成分とするエ
ッチングガスによってエッチングすることを特徴とする
ドライエッチング方法。8. A method for dry etching a polyetheramide resin layer, wherein the polyetheramide resin layer is
A dry etching method characterized by etching with an etching gas containing a mixed gas of oxygen and carbon tetrafluoride as a main component.
ングのエッチングマスクとしてシリコン含有フォトレジ
ストを用いることを特徴とする請求項1または請求項2
に記載のドライエッチング方法。9. The dry etching method according to claim 1, wherein a silicon-containing photoresist is used as an etching mask for the dry etching.
3. The dry etching method according to 1.
より複数枚の処理物を同一処埋するドライエッチング方
法において、前記複数枚の処理物を請求項3に記載のド
ライエッチング方法を用いてエッチングすることを特徴
とするドライエッチング方法。10. A dry etching method in which a plurality of processed objects are buried in the same by plasma excitation using microwave discharge, the plurality of processed objects are etched using the dry etching method according to claim 3. A dry etching method characterized in that:
ヘッドの製造方法であって、インクジェットヘッドを構
成する基板を用意し、該基板の面にポリエーテルアミド
樹脂層からなるマスクパターンを形成し、該マスクパタ
ーンをマスクとしたエッチング加工を行う、各ステップ
を有したことを特徴とするインクジェットヘッドの製造
方法。11. A method for manufacturing an ink jet head for discharging ink, comprising: preparing a substrate constituting an ink jet head, forming a mask pattern comprising a polyetheramide resin layer on the surface of the substrate, A method for manufacturing an ink jet head, comprising: performing an etching process using a pattern as a mask.
ヘッドの製造方法であって、インクジェットヘッドを構
成する基板を用意し、該基板の面に、誘電体層上にポリ
エーテルアミド樹脂層を形成した2層構造の層からなる
マスクパターンを形成し、該マスクパターンをマスクと
したエッチング加工を行う、各ステップを有したことを
特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。12. A method of manufacturing an ink jet head for discharging ink, comprising: preparing a substrate constituting an ink jet head, and forming a polyetheramide resin layer on a dielectric layer on the surface of the substrate. A method for manufacturing an ink jet head, comprising: forming a mask pattern composed of a layer having a layer structure, and performing an etching process using the mask pattern as a mask.
分とするエッチングガスを用いたドライエッチングによ
り形成されることを特徴とする請求項11又は請求項1
2に記載のインクジェットヘッドの製造方法。13. The mask pattern according to claim 11, wherein the mask pattern is formed by dry etching using an etching gas containing oxygen as a main component.
3. The method for manufacturing an inkjet head according to item 2.
化炭素の混合ガスを主たる成分とするエッチングガスを
用いたドライエッチングにより形成されることを特徴と
する請求項11または請求項12に記載のインクジェッ
トヘッドの製造方法。14. The method according to claim 11, wherein the mask pattern is formed by dry etching using an etching gas mainly containing a mixed gas of oxygen and carbon tetrafluoride. A method for manufacturing an ink jet head.
るインク供給口を形成することを特徴とする請求項11
〜14のいすれか1項に記載のインクジェツトヘッドの
製造方法。15. An ink supply port penetrating the substrate by the etching.
15. The method for manufacturing an ink jet head according to any one of items 14 to 14.
たことを特徴とする請求項11〜15のいずれか1項に
記載のインクジェットヘッドの製造方法。16. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 11, wherein a silicon wafer is used as said substrate.
利用される電気熱変換素子およびインク流路用部材が形
成されることを特徴とする請求項11〜16のいずれか
1項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。17. The ink jet printer according to claim 11, wherein an electrothermal conversion element used for discharging ink and a member for an ink flow path are formed on the substrate. Of manufacturing an inkjet head.
ることを特徴とする請求項11に記載のインクジェット
ヘッドの製造方法。18. The method according to claim 11, wherein the etching is anisotropic etching.
ヘッドの製造方法であって、インクジェットヘッドを構
成する基板を用意し、該基板の面にポリエーテルアミド
樹脂層からなる耐インク層としての保護膜を形成し、該
保護膜を請求項7〜9のいずれか1項に記載のドライエ
ッチング方法によって加工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。19. A method for manufacturing an ink jet head for discharging ink, comprising preparing a substrate constituting an ink jet head, and forming a protective film as an ink resistant layer made of a polyetheramide resin layer on the surface of the substrate. A method for manufacturing an ink jet recording head, comprising: forming the protective film and processing the protective film by the dry etching method according to claim 7.
む前記基板上に形成された保護膜であり、該保護膜にエ
ッチングによって該熱作用部の開口部を加工することを
特徴とする請求項19に記載のインクジェット記録ヘッ
ドの製造方法。20. The method according to claim 20, wherein the protective film is a protective film formed on the substrate including at least a heat acting portion, and the opening of the heat acting portion is processed by etching the protective film. Item 20. The method for manufacturing an ink jet recording head according to Item 19.
ヘッドであって、インクジェットヘッドを構成する基板
を用意し、該基板の面にポリエーテルアミド樹脂層から
なるマスクパターンを形成し、該マスクパターンをマス
クとしたエッチング加工を行う、各ステップを有した製
造方法によって製造されたことを特徴とするインクジェ
ットヘッド。21. An ink jet head for discharging ink, wherein a substrate constituting the ink jet head is prepared, a mask pattern made of a polyetheramide resin layer is formed on the surface of the substrate, and the mask pattern is used as a mask. An ink jet head manufactured by a manufacturing method having each step of performing an etching process.
ヘッドであって、インクジェットヘッドを構成する基板
を用意し、該基板の面に、誘電体層上にポリエーテルア
ミド樹脂層を形成した2層構造の層からなるマスクパタ
ーンを形成し、該マスクパターンをマスクとしたエッチ
ング加工を行う、各ステップを有した製造方法によって
製造されたことを特徴とするインクジェットヘッド。22. An ink jet head for ejecting ink, comprising a substrate constituting an ink jet head, and a two-layer structure in which a polyetheramide resin layer is formed on a dielectric layer on the surface of the substrate. An ink jet head manufactured by a manufacturing method having each step of forming a mask pattern made of a layer and performing an etching process using the mask pattern as a mask.
いずれか1項に記載のドライエッチング方法によって形
成されたものであることを特徴とする請求項19または
請求項20に記載のインクジェットヘッド。23. The ink jet head according to claim 19, wherein the mask pattern is formed by the dry etching method according to any one of claims 7 to 9. .
るインク供給口を形成することを特徴とする請求項21
〜22のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。24. An ink supply port penetrating the substrate by the etching.
23. The ink-jet head according to any one of items 22 to 22.
たことを特徴とする請求項21〜22のいずれか1項に
記載のインクジェットヘッド。25. An ink jet head according to claim 21, wherein a silicon wafer is used as said substrate.
利用される電気熱変換素子およびインク流路用部材が形
成されることを特徴とする請求項21〜25のいずれか
1項に記載のインクジェットヘッド。26. An apparatus according to claim 21, wherein said substrate is formed with an electrothermal transducer and an ink flow path member used for discharging ink. Inkjet head.
ることを特徴とする請求項25に記載のインクジェット
ヘッド。27. An ink jet head according to claim 25, wherein said etching is anisotropic etching.
ヘッドであって、インクジェットヘッドを構成する基板
を用意し、該基板の面にポリエーテルアミド樹脂層から
なる耐インク層としての保護膜を形成し、該保護膜を請
求項7〜9のいずれか1項に記載のドライエッチング方
法によって加工したことを特徴とするインクジェットヘ
ッド。28. An ink jet head for discharging ink, wherein a substrate constituting the ink jet head is prepared, and a protective film as an ink resistant layer made of a polyetheramide resin layer is formed on the surface of the substrate. An ink jet head, wherein the protective film is processed by the dry etching method according to claim 7.
ヒーター部上に形成された保護膜であり、該保護膜にエ
ッチングによって該ヒーター部の開口面を加工したこと
を特徴とする請求項28に記載のインクジェットヘッ
ド。29. An apparatus according to claim 28, wherein said protective film is a protective film formed at least on a heater portion of a head substrate, and an opening surface of said heater portion is processed by etching the protective film. The inkjet head according to the above.
ジェットプリント装置であって、インクを吐出するため
のインクジェットヘッドが、請求項21〜29のいずれ
か1項に記載のインクジェットヘッドによって構成され
ていることを特徴とするインクジェットプリント装置。30. An ink jet printing apparatus for performing printing by discharging ink, wherein an ink jet head for discharging ink is constituted by the ink jet head according to any one of claims 21 to 29. An ink-jet printing apparatus, characterized in that:
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