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JP2009226660A - Method for patterning by dry etching, mold used for it and method for manufacturing inkjet head - Google Patents

Method for patterning by dry etching, mold used for it and method for manufacturing inkjet head Download PDF

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JP2009226660A
JP2009226660A JP2008072768A JP2008072768A JP2009226660A JP 2009226660 A JP2009226660 A JP 2009226660A JP 2008072768 A JP2008072768 A JP 2008072768A JP 2008072768 A JP2008072768 A JP 2008072768A JP 2009226660 A JP2009226660 A JP 2009226660A
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JP
Japan
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mask
etched
dry etching
mold
patterning
Prior art date
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Application number
JP2008072768A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideji Takahashi
秀治 高橋
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Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
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Publication date
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Abstract

【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
The present invention provides a patterning method by dry etching that can easily form a mask having a tapered side surface on a member to be etched having a cavity and perform good patterning, a mold used therefor, and a method for manufacturing an inkjet head. .
A photocurable resin is applied to a surface of a member to be etched 10 having a cavity 13 on which dry etching is performed, and has a pattern corresponding to a mask 24a having a tapered side surface to be formed on the member to be etched. The mold 50 is pressed against the photocurable resin. After the photocurable resin is cured by irradiating light, the mold is pulled away to form a mask having a tapered side surface reflecting the mold pattern on the member to be etched. After patterning the member to be etched by performing dry etching through the mask, the mask is removed.
[Selection] Figure 1

Description

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。   The present invention relates to a patterning method by dry etching, a mold used therefor, and an ink jet head manufacturing method.

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。
In order to pattern a piezoelectric body or the like by dry etching, an etching mask is required. As such an etching mask, a hard mask such as an oxide film or metal, or a mask obtained by patterning a resist on the surface to be etched is used.
For example, when processing hard materials that are difficult to process by etching (hard etching materials), such as FeRAM, piezoelectric elements, piezoelectric films used in inkjet heads and noble metals used for the electrodes, hard masks such as metals There is a method of performing patterning (individualization) using a dry etching method. However, when dry etching is performed using a hard mask, the number of processes is increased, so that it is desirable to use a resist as a mask from the viewpoint of cost reduction.

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。   Patterning a resist on the surface to be etched and using it as a mask is useful because it simplifies the process. In this case, dry etching is performed at a low temperature, while difficult etching such as a noble metal used for the piezoelectric film and its electrode is performed. Since the material has a high boiling point of reaction products generated during etching and is non-volatile, if the shape of the side surface of the resist pattern constituting the mask is nearly perpendicular to the substrate surface, the non-volatile reaction products are masked. Easy to adhere to the side.

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。   In order to prevent such reaction products from adhering to the side surfaces of the mask, countermeasures are taken by devising photolithographic conditions. For example, there is a method of making the resist mask side surface tapered (proxy exposure condition control, defocusing, post-bake temperature control, etc.), but it is difficult to achieve both tapered formation and plasma resistance.

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)。   In the manufacturing of ferroelectric capacitors, as a countermeasure against etching damage to the ferroelectric film, after forming a tapered resist mask by UV irradiation and resist reflow by post-baking, the ferroelectric film and the conductor It has been proposed to process these films into a tapered shape by collectively etching the films (see Patent Document 1).

特開2006−303188号公報JP 2006-303188 A

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。   When the patterned resist mask is reflowed to have a tapered shape, the resist is fluidized because heat treatment is performed at a high temperature. In particular, when the film thickness of a dielectric film or the like to be patterned is thick, it is necessary to sufficiently increase the film thickness of the resist film, and the size shift due to the heat treatment becomes large. Further, as shown in FIGS. 6A and 6B and FIGS. 7A and 7B, the size shift size (width) varies depending on the pattern size of the masks 62 and 64 formed on the substrate 60. It is difficult to make the shape of the ferroelectric film after etching uniform. Further, it is necessary to control the taper angle in consideration of the fluidity of the resist. In order to obtain a desired taper angle, a high temperature control is required. In addition, since the surface state varies depending on the substrate to be processed, the reproducibility of the size shift and taper angle generated by the fluidization of the resist is poor, and patterning variation tends to occur.

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。   The present invention provides a patterning method by dry etching that can easily form a mask having a tapered side surface on a member to be etched having a cavity and can perform good patterning, a mold used therefor, and a method for manufacturing an inkjet head. The purpose is to do.

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。   In order to achieve the above object, the present invention provides the following patterning method by dry etching, mold, and inkjet head manufacturing method.

<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。
<1> a step of applying a photocurable resin to a surface to be dry-etched of a member to be etched having a cavity;
A step of forming a mask made of the photocurable resin by transferring a pattern of a mold having a tapered side surface to the photocurable resin applied on the member to be etched;
Patterning the member to be etched by performing dry etching through the mask;
A patterning method by dry etching, comprising:

<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。
<2> a step of applying a photocurable resin to a surface to be dry-etched of the member to be etched having a cavity;
Preparing a mold having a pattern corresponding to a mask having a tapered side surface to be formed on the member to be etched, and pressing the surface having the pattern of the mold against the photocurable resin;
A mask having a taper-shaped side surface in which the pattern of the mold is reflected on the member to be etched by irradiating light to the photo-curable resin that has pressed the mold and curing it, and then separating the mold. Forming, and
Patterning the member to be etched by performing dry etching through the mask;
Removing the mask after the dry etching;
A patterning method by dry etching, comprising:

<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。 <3> The dry etching patterning according to <1> or <2>, wherein the member to be etched has a layer containing at least one of a magnetic material, a ferroelectric material, and a noble metal. Method.

<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。 <4> The patterning method by dry etching according to any one of <1> to <3>, wherein a ventilation groove or hole is formed in the pattern surface of the mold.

<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。 <5> After the mask is formed on the member to be etched, before the dry etching is performed through the mask, the thin film of the photocurable resin remaining on the portion other than the mask on the member to be etched is formed. The patterning method by dry etching according to any one of <1> to <4>, further comprising a removing step.

<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。 <6> The method further includes a step of heat-treating the mask after forming the mask on the member to be etched and before performing dry etching through the mask <1> to <5> A patterning method by dry etching according to any one of the above.

<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。
<7> A mold used for forming a mask of a photocurable resin on the member to be etched when patterning the member to be etched by dry etching,
A mold having light transmittance and a pattern corresponding to a mask having a tapered side surface to be formed on the member to be etched.

<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。
<8> The mold according to <7>, wherein a groove or hole for ventilation is formed on the surface of the pattern.
<9> A method for producing an inkjet head, wherein the patterning method according to any one of <1> to <6> is used.

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。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the patterning method by dry etching which can form a mask which has a taper-shaped side surface on the to-be-etched member which has a cavity, and can perform favorable patterning, the mold used therefor, and the manufacturing method of an inkjet head Is provided.

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。
The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
As a mask for dry etching, the present inventor has not a post-bake temperature control but a mask having a tapered side surface by an imprint method using a mold (hereinafter sometimes referred to as a “tapered mask”). The method of forming was studied repeatedly.
In general, the imprint method includes a thermal imprint method, an optical imprint method, and a soft imprint method.
When a mask is formed by transferring a mold pattern to a resin by a thermal imprint method, it is necessary to heat the resin to a temperature higher than the melting point of the resin, which can easily cause damage to the substrate, resulting in deterioration of device performance or failure. There is a fear.

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。
Furthermore, in the case of the thermal imprint method, it is necessary to press the mold against the substrate at a considerably high pressure simultaneously with the heating. In particular, when a device having a structure such as MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) is manufactured, it is necessary to form a mask pattern on the structure having a cavity such as a flow path such as an inkjet head. Therefore, when a high pressure is applied, the structure may be destroyed, and it is difficult to apply the thermal imprint method.
Also, although there is a room temperature imprint method, the transfer pressure becomes as high as 10 to 40 MPa, so that it is difficult to apply to a device having a structure such as MEMS.

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。   On the other hand, in the photoimprint method, since the photosensitive resin is cured by UV irradiation, heating is not necessarily required and almost no pressure is required. In addition, the photocurable resin generally has a high melting point and does not melt (fluidize) if heated to a certain temperature. As described above, according to the optical imprint method, almost no heating or pressurization is required, and the present inventor has a taper when performing patterning by dry etching particularly in manufacturing a device including a structure having a cavity such as an inkjet nozzle. The inventors have found that a mask having a shape side surface can be formed advantageously, and have completed the present invention.

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。   That is, the present invention provides a step of applying a photocurable resin to a surface to be etched of a member to be etched having a cavity, and a mold having a tapered side surface on the photocurable resin provided on the member to be etched. A step of forming a mask made of the photo-curable resin by transferring the pattern, and a step of patterning the member to be etched by performing dry etching through the mask. This makes it possible to easily form a mask having a tapered side surface without damaging even a member having a cavity such as an ink jet nozzle and being susceptible to impact, and performing dry etching through the tapered mask. As a result, adhesion of the reactive product to the side surface of the mask is suppressed, and good patterning can be performed.

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(SiO)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。
FIG. 1 shows an example of a patterning method by dry etching according to the present invention.
First, a member (member to be etched) that performs dry etching and performs patterning is prepared. For example, the member to be etched 10 having a cavity as shown in FIG. 2 can be used. In this member to be etched 10, an insulating film 14, an adhesion layer 16 such as Ti, and a noble metal film 18 corresponding to a lower electrode are sequentially formed on a silicon substrate 12 having a cavity (hole) 13. Further, after the piezoelectric film 20 is formed on the lower electrode 18, a noble metal film 22 corresponding to the upper electrode is formed. The upper electrode 22 is patterned. As the insulating film 14, for example, a silicon oxide film (SiO 2 ) is formed by a sputtering method, a CVD method, a thermal oxidation method, or the like. The lower electrode 18 and the upper electrode 22 may be made of Pt, Ir, Ru, or oxides thereof, and are formed by a sputtering method, a CVD method, or the like. The piezoelectric film 20 may be made of PZT or the like, and may be formed by sputtering, CVD, or the like.

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。   Note that the member to be etched used in the present invention is not limited to the above-described configuration and material, but at least one of materials that are difficult to process by dry etching (hard etching material), for example, a magnetic material, a ferroelectric material, and a noble metal. A member having a film to be contained can be suitably used. Specifically, members including the following difficult-to-etch materials can be used, but are not limited thereto.

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,RuO,Ir,IrO,Auなど
高誘電体(DRAMキャパシタ):BST:(Ba,Sr)TiO、SRO:SrTiO、BTO:BaTiO、ZnO、ZrO、HfO
強誘電体(FeRAM、アクチュエータ等):PZT:Pb(Zr,Ti)O、PZTN:Pb(Zr,Ti)Nb、PLZT:(Pb,La)(Zr,Ti)O
Magnetic (magnetic disk, MRAM, etc.): Fe, Co, Mn, Ni , etc. noble metal (various electrodes such as): Pt, Ru, RuO 2 , Ir, IrO 2, Au and high dielectric (DRAM capacitor): BST :( Ba, Sr) TiO 3 , SRO: SrTiO 3 , BTO: BaTiO 3 , ZnO, ZrO 2 , HfO 2
Ferroelectric (FeRAM, actuator, etc.): PZT: Pb (Zr, Ti) O 3 , PZTN: Pb (Zr, Ti) Nb 2 O 8 , PLZT: (Pb, La) (Zr, Ti) O 3

<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。
<Applying photocurable resin>
A photo-curing resin 24 is applied to the surface of the member to be etched 10 having the cavity 13 as shown in FIG. 2 (hereinafter, simply referred to as “substrate”) to be dry-etched (FIG. 1A). .
As the photocurable resin 24, for example, PAK-01 manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd. can be used, and a negative resist such as SU-8 manufactured by Kayaku Microchem Corporation may be used. A photocurable resin is applied on the substrate 10 by a spin coat method, a spray coat method, or the like, and an uncured photocurable resin layer 24 is provided. The thickness of the photocurable resin layer 24 is, for example, 0.1 to 20 μm.

<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))。
<Mold pressing>
Next, a mold 50 having a pattern corresponding to the mask 24 a having a tapered side surface to be formed on the member to be etched 10 is prepared, and the surface (pattern surface) having the pattern of the mold 50 is set as the photocurable resin 24. (FIG. 1B).

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。
FIG. 3 schematically shows the mold 50. The mold 50 has a concavo-convex pattern 52 corresponding to the mask 24a having a tapered side surface to be formed on the substrate 10, and the side surface of the convex portion 54 is inclined at a desired angle.
Since the concavo-convex pattern 52 of the mold 50 is reflected in the shape of the mask 24a, the pattern 52 of the mold 50 is patterned so that the side surface of the mask 24a has a tapered shape in the portion where dry etching is performed. What is necessary is just to design suitably according to the position, shape, etc. which should be performed. It should be noted that the mold 50 can be easily peeled off from the cured resin, and it is possible to effectively prevent reactive organisms due to dry etching from adhering to the side surface of the tapered mask 24a formed by reflecting the pattern 52. From the viewpoint, as shown in FIG. 3, the taper-shaped angle of the convex portion 54 of the mold 50 is preferably 65 ° to 80 °, and more preferably 70 to 75 °.

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。
Further, the mold 50 may have a ventilation groove or hole formed in the pattern surface. When the mold 50 is pressed against the photocurable resin 24 applied on the substrate 10, air may be involved and bubbles may enter between the mold 50 and the substrate 10 (in the resin). If the photocurable resin 24 is cured with air bubbles mixed in, the mask shape may be defective and patterning by dry etching may be affected. Therefore, for example, as shown in FIG. 4A, air bubbles can be escaped by providing ventilation grooves 56a and holes on the bottom surface of the recess of the mold 50A. The number and shape of ventilation grooves and holes are not particularly limited. For example, two or more ventilation grooves 56b may be provided as in a mold 50B shown in FIG. 4B.
If the photocurable resin 24 enters and hardens the grooves 56a and 56b and the holes provided in the mold 50, a convex protrusion corresponding to the shape of the grooves 56a and 56b and the holes of the mold 50 is formed on the upper surface of the mask 24a. However, there is almost no influence on the dry etching of the PZT film or the like.

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。   The mold 50 can be preferably manufactured by dry etching using a transparent substrate having light transmittance (UV transmittance) such as quartz or sapphire. For example, when the mold 50 is manufactured using a quartz substrate, it is processed by adjusting the etching conditions so that a pattern (taper cross section) 52 corresponding to the tapered mask 24a to be formed on the member to be etched 10 is obtained. That's fine.

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。
Specifically, a quartz mold can be formed by the following method.
First, a metal film serving as a quartz etching mask is formed on a quartz substrate. The metal film may be formed of Ni, Ti, Cr, Ta, Al or the like by sputtering, CVD, or vacuum deposition, and the film thickness may be determined from the depth of quartz etching, etching conditions, and the like.
In order to pattern the metal film, a resist is formed on the metal film. For the resist, OFPR, TSMR series manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., or 1500 series manufactured by AZ Corporation may be formed by spin coating or spray coating, and the film thickness may be determined from the thickness of the metal film, etching conditions, or the like. For example, it forms so that it may become about 0.1-20 micrometers. Next, soft baking is performed. Soft baking is performed using a heating device such as a hot plate or an oven at an appropriate temperature (for example, 60 to 150 ° C. for 1 to 15 minutes) according to the resist material.

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。   Next, exposure is performed. The exposure is performed through a photomask using an aligner or a stepper so that the developed resist mask remains in a shape corresponding to the pattern shape of the metal film after the metal film dry etching. What is necessary is just to perform by the exposure amount according to a resist material.

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。
Development is performed after exposure. Depending on the resist used, post-exposure bake (PEB) may be performed before development. By performing PEB after exposure and before development, it is possible to compensate for the shortage of exposure amount and to reduce deformation of the pattern shape due to the influence of standing waves during exposure.
In the development, the exposed substrate is immersed in a developer, rinsed with pure water, and then the substrate is dried. For example, the substrate after exposure is immersed in an alkaline developer such as NMD-3 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) for about 60 seconds, then rinsed with pure water for 60 seconds twice, and then attached to the substrate with a spin dryer or the like. Remove the moisture.

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。   After the resist patterning, post baking is performed. For example, the substrate is heated using a heating device such as a hot plate or an oven. Resist post-baking removes the remaining developer and rinse solution by evaporation, and further cures the resist to improve plasma resistance during dry etching and improve adhesion to the substrate. What is necessary is just to set the temperature and time of post-baking according to a resist material, and it is normally performed for about 1 to 60 minutes at about 100-200 degreeC with a hotplate or oven. Note that UV curing may be performed instead of post baking.

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、Cl、BCl、HBr、SF、CF、CHF、C、不活性ガスであるAr、N、酸素などの混合ガスを用いれば良い。 Next, dry etching of the metal film is performed through a resist mask. For example, it is dried by each etching apparatus such as inductively coupled plasma (ICP), electron cyclotron resonance plasma (ECP), helicon wave plasma (HWP), and magnetic field enhanced ICP. Etching can be performed. As an etching gas, a mixed gas such as Cl 2 , BCl 3 , HBr, SF 6 , CF 4 , CHF 3 , C 4 F 8 , an inert gas such as Ar, N 2 , or oxygen may be used.

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、SF、CF、CHF、C、C、C、C、C、C、不活性ガスであるAr、N、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。 Next, dry etching of quartz is performed using a metal film patterned by dry etching as a mask. For example, it is dried by each etching apparatus such as inductively coupled plasma (ICP), electron cyclotron resonance plasma (ECP), helicon wave plasma (HWP), and magnetic field enhanced ICP. Etching can be performed. Etching gas includes SF 6 , CF 4 , CHF 3 , C 4 F 8 , C 2 F 6 , C 3 F 6 , C 3 F 8 , C 4 F 6 , C 5 F 8 , Ar which is an inert gas. A mixed gas such as N 2 , oxygen, or the like may be used, and a tapered cross section may be obtained depending on etching conditions.

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。   By pressing the pattern surface of the mold 50 against the photocurable resin 24, the pattern 52 of the mold 50 is transferred to the photocurable resin 24 on the substrate 10. When pressing the mold 50, you may pressurize (for example, about 0.5 MPa or less) as needed. However, if a high pressure is applied to the member to be etched 10 in which the cavity 13 such as the flow path is formed, there is a risk of damage. In order to prevent such damage, the applied pressure may be adjusted according to the structure of the member to be etched 10.

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。   Moreover, it is preferable that the pattern surface of the mold 50 is subjected to water repellent treatment. Water repellent treatment by applying a fluorine or silicone water repellent (release agent) such as fluoroalkyl silane, optool, etc. by a known coating method such as spin coating, dip coating, vapor deposition or CVD. By doing so, the peelability of the mold 50 after the resin is cured can be improved.

<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。
<Light irradiation and mold separation>
Next, the photocurable resin 24 pressed against the mold 50 is irradiated with light and cured, and then the mold 50 is pulled apart (FIGS. 1C and 1D).
Here, light is irradiated from the mold 50 side so that the photocurable resin 24 between the substrate 10 and the mold 50 is cured. What is necessary is just to select the wavelength and irradiation amount of the light to irradiate according to the resin 24, for example, the resin 24 is hardened by irradiating UV light with a wavelength of 300-400 nm. After curing, the mold 50 is pulled away to form a tapered mask 24a on which the pattern 52 of the mold 50 is reflected (transferred) on the member 10 to be etched.

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。   In this way, by forming the mask 24a having a tapered side surface by the optical imprint method, occurrence of sagging and size shift due to fluidization of the resist mask during post-baking as in the conventional case is suppressed, and sagging of the cross section ( (Spread) is suppressed. Further, since the mask 24a can be formed without performing high-temperature heating or high-pressure pressurization, even the member to be etched 10 having the cavity 13 can be prevented from being damaged.

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。   In addition, when using a negative resist etc. as photocurable resin, you may heat-process at 100-200 degreeC before separating the mold 50. FIG. If the mold 50 is heated while being superimposed on the substrate 10, the resist mask 24a can be further cured, and deformation of the resist mask 24a due to heating can be suppressed.

<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、OやCF、CHF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。
<Removal of residual film>
After the mask 24a is formed on the member 10 to be etched, the thin film (residual film) 23 of the photocurable resin remaining on the portion other than the mask 24a on the member 10 to be etched is removed as necessary (FIG. 1E )).
When the mask is formed, a resin thin film (residual film) 23 is formed between the convex portion 54 of the mold 50 and the substrate 10, and if the dry etching is performed with the thin film 23 remaining, the residual film 23 hinders etching. The patterning may be affected. Therefore, it is preferable to perform patterning after removing the remaining film 23 in the portion to be dry etched. As a method for removing the remaining film 23, for example, plasma processing (for example, oxygen plasma processing) using O 2 , CF 4 , CHF 3 or the like may be performed.

<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。
<Heat treatment>
In addition, after the mask 24a is formed on the member to be etched 10, before the dry etching is performed through the mask 24a, the mask 24a may be heat-treated as necessary (FIG. 1F).
By performing the heat treatment, the crosslinking of the resin constituting the mask 24a is promoted, and the plasma resistance can be improved. However, if the heat treatment is performed at a higher temperature than necessary, the resist may flow, the taper shape of the mask 24a may collapse, or a size shift may occur. Heat treatment may be performed at a temperature suitable for the resin material constituting the mask 24a so that such a large collapse of the mask shape and size shift are suppressed.

<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。
<Dry etching>
Next, the member to be etched 10 (PZT film 20) is patterned by performing dry etching through the mask 24a (FIG. 1G).
The dry etching method may be selected according to the material to be patterned by etching, for example, inductively coupled plasma (ICP), electron cyclotron resonance plasma (ECP), helicon wave excited plasma. Dry etching can be performed by each etching apparatus such as (HWP: Helicon Wave Plasma) and magnetic field enhanced ICP.

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BCl、HBr、SF、CF、CHF、C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C、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。 For example, plasma etching can be performed by an apparatus 30 including an antenna 32, a dielectric window 34, and the like as shown in FIG. For example, a mixed gas of chlorine and argon is introduced into the chamber 36 as a process gas. As the process gas, BCl 3 , HBr, SF 6 , CF 4 , CHF 3 , C 4 F 8 may be used instead of chlorine, and oxygen, nitrogen, or the like may be added. Further, a plurality of gases such as a mixed gas of chlorine, C 4 F 8 , Ar, and oxygen may be used. Etching is performed by applying RF to the antenna 32 to generate plasma, and applying bias RF to the stage 38. For example, 13.56 MHz is used for the RF power source 40 for the antenna 32, and a low frequency band is used for the RF power source 42 for bias. The RF frequency for the antenna 32 may be 13.56 to 60 MHz. As the low frequency power source, 350 kHz to 2 MHz may be used. Typical etching conditions are as follows.

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。   As the process gas, a mixed gas of 10% to 60% chlorine and 40% to 90% argon is used. For example, the flow rate of chlorine may be 20 sccm and the argon may be 80 sccm. The pressure of the process gas may be 0.1 to 5 Pa, for example, 1.0 Pa. The antenna RF power is set to 350 to 1000 W, for example, 500 W. The substrate bias power is 50 to 500 W, for example 150 W. The temperature of the stage 38 may be -20 to 150 ° C, for example, 5 ° C.

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。   When performing dry etching in this way, the resist mask 24a formed on the substrate 10 is kept in a tapered shape with a moderately inclined side surface, so that the adhesion of reactive products during dry etching is suppressed. At the same time, since the position and size of the mask 24a are close to the design values, the piezoelectric film 20 can be satisfactorily patterned.

<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。
<Removal of mask>
After the dry etching, the mask 24a is removed (FIG. 1H).
For example, the resist mask 24a is stripped using a stripping solution such as a stripping solution 502A manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. or an AZ remover 100 manufactured by AZ. Alternatively, the resist mask 24a may be removed by ashing with oxygen plasma or the like. In an ashing process using oxygen plasma, an ICP, a microwave asher, or a barrel asher may be used. The ashing process may be performed by, for example, microwave-excited surface wave plasma (SWP: Surface Wave Plasma) using a microwave at 200 sccm, 30 Pa, and a microwave output of 1 kW.

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。
Through the steps described above, the piezoelectric device 28 having the piezoelectric film 20a patterned into a good shape by dry etching is obtained without destroying the cavity 13 of the member 10 to be etched.
In the present invention, since a member containing a difficult-to-etch material such as a piezoelectric body can be patterned with high accuracy, the present invention can be advantageously applied particularly when an inkjet head such as a piezo method is manufactured.

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。   As mentioned above, although this invention was demonstrated, this invention is not limited to the said embodiment. For example, the member that performs patterning by dry etching is not limited to the exemplified difficult-to-etch material, and can be selected as appropriate. Further, the photo-curable resin for forming the mask is not limited to those exemplified, and may be appropriately selected.

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。It is the schematic which shows an example of the patterning method by the dry etching which concerns on this invention. 被エッチング部材の構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a structure of a to-be-etched member. モールドの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a mold. 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It is the schematic which shows the example of the mold which provided the groove | channel for ventilation | gas_flowing. (A) Mold with one groove (2) Mold with two grooves ドライエッチング装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of a dry etching apparatus. 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It is the schematic which shows the size shift when the width | variety of a mask is large. (A) Before baking (B) After baking 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It is the schematic which shows the size shift when the width | variety of a mask is small. (A) Before baking (B) After baking

符号の説明Explanation of symbols

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
10 Member to be etched 12 Silicon substrate 13 Insulating film 16 Adhesion layer 18 Lower electrode 20 Piezoelectric film 20a Piezoelectric film (after patterning)
22 Upper electrode 24 Photo-curable resin layer 24a Resist mask 50 Mold 52 Pattern 54 Protrusions 56a and 56b Grooves for ventilation

Claims (9)

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。
A step of applying a photocurable resin to the surface to be dry-etched of the member to be etched having a cavity;
A step of forming a mask made of the photocurable resin by transferring a pattern of a mold having a tapered side surface to the photocurable resin applied on the member to be etched;
Patterning the member to be etched by performing dry etching through the mask;
A patterning method by dry etching, comprising:
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。
A step of applying a photocurable resin to the surface to be dry-etched of the member to be etched having a cavity;
Preparing a mold having a pattern corresponding to a mask having a tapered side surface to be formed on the member to be etched, and pressing the surface having the pattern of the mold against the photocurable resin;
A mask having a taper-shaped side surface in which the pattern of the mold is reflected on the member to be etched by irradiating light to the photo-curable resin that has pressed the mold and curing it, and then separating the mold. Forming, and
Patterning the member to be etched by performing dry etching through the mask;
Removing the mask after the dry etching;
A patterning method by dry etching, comprising:
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。   The patterning method by dry etching according to claim 1, wherein the member to be etched has a layer containing at least one of a magnetic material, a ferroelectric material, and a noble metal. 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。   The patterning method by dry etching according to any one of claims 1 to 3, wherein grooves or holes for ventilation are formed in a pattern surface of the mold. 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。   After forming the mask on the member to be etched and before performing dry etching through the mask, removing the thin film of the photocurable resin remaining on the portion other than the mask on the member to be etched The patterning method by dry etching according to any one of claims 1 to 4, further comprising: 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。   6. The method according to claim 1, further comprising a step of heat-treating the mask after forming the mask on the member to be etched and before performing dry etching through the mask. The patterning method by dry etching according to one item. 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。
A mold used for forming a mask of a photocurable resin on the member to be etched when patterning the member to be etched by dry etching,
A mold having light transmittance and a pattern corresponding to a mask having a tapered side surface to be formed on the member to be etched.
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。   The mold according to claim 7, wherein a ventilation groove or hole is formed in the pattern surface. 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。   A method for manufacturing an inkjet head, wherein the patterning method according to any one of claims 1 to 6 is used.
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