JP4385680B2

JP4385680B2 - Method for manufacturing liquid discharge head, liquid discharge head, and liquid discharge apparatus

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Publication number: JP4385680B2
Application number: JP2003288466A
Authority: JP
Inventors: 孝章宮本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-08-07
Filing date: 2003-08-07
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2023-08-07
Also published as: JP2005053166A

Description

本発明は、液体吐出ヘッドの製造方法、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関し、例えばサーマル方式によるインクジェットプリンタに適用することができる。本発明は、密着層を作成する工程に、少なくとも水素原子成分及び窒素原子成分を含むエッチングガスにより密着層の材料をエッチングするドライエッチング工程を設けることにより、流路形成部材の浮き上がりを防止して信頼性を確保することができるようにする。 The present invention relates to a method of manufacturing a liquid discharge head, a liquid discharge head, and a liquid discharge apparatus, and can be applied to, for example, a thermal inkjet printer. The present invention prevents the flow path forming member from being lifted by providing a dry etching step of etching the material of the adhesion layer with an etching gas containing at least a hydrogen atom component and a nitrogen atom component in the step of creating the adhesion layer. To ensure reliability.

近年、画像処理等の分野において、ハードコピーのカラー化に対するニーズが高まってきている。このニーズに対して、従来、昇華型熱転写方式、溶融熱転写方式、インクジェット方式、電子写真方式及び熱現像銀塩方式等のカラーコピー方式が提案されている。 In recent years, in the field of image processing and the like, there is an increasing need for color hard copy. In response to this need, color copy systems such as a sublimation thermal transfer system, a melt thermal transfer system, an ink jet system, an electrophotographic system, and a heat development silver salt system have been proposed.

これらの方式のうちインクジェット方式は、液体吐出ヘッドであるプリンタヘッドに設けられたノズルから記録液（インク）の液滴を飛翔させ、記録対象に付着してドットを形成するものであり、簡易な構成により高画質の画像を出力することができる。このインクジェット方式は、ノズルからインク液滴を飛翔させる方法の相違により、静電引力方式、連続振動発生方式（ピエゾ方式）及びサーマル方式に分類される。 Among these methods, the inkjet method is a method in which droplets of recording liquid (ink) are ejected from nozzles provided on a printer head, which is a liquid discharge head, and are attached to a recording target to form dots. A high-quality image can be output depending on the configuration. This ink jet method is classified into an electrostatic attraction method, a continuous vibration generation method (piezo method), and a thermal method according to the difference in the method of causing ink droplets to fly from the nozzles.

これらの方式のうちサーマル方式は、インクの局所的な加熱により気泡を発生し、この気泡によりインクをノズルから押し出して印刷対象に飛翔させる方式であり、簡易な構成によりカラー画像を印刷することができるようになされている。 Among these methods, the thermal method is a method in which bubbles are generated by local heating of the ink, and the ink is pushed out from the nozzles by the bubbles to fly to a printing target. A color image can be printed with a simple configuration. It has been made possible.

このようなサーマル方式によるプリンタヘッドは、インクを加熱する発熱素子が発熱素子を駆動するロジック集積回路による駆動回路と共に一体に半導体基板上に形成される。これによりこの種のプリンタヘッドにおいては、発熱素子を高密度に配置して確実に駆動できるようになされている。 In such a thermal type printer head, a heating element for heating ink is integrally formed on a semiconductor substrate together with a driving circuit by a logic integrated circuit for driving the heating element. As a result, in this type of printer head, the heating elements are arranged with high density so that they can be reliably driven.

すなわちこのサーマル方式のプリンタにおいて、高画質の印刷結果を得るためには、発熱素子を高密度で配置する必要がある。具体的に、例えば６００〔ＤＰＩ〕相当の印刷結果を得るためには、発熱素子を４２．３３３〔μｍ〕間隔で配置することが必要になるが、このように高密度で配置した発熱素子に個別の駆動素子を配置することは極めて困難である。これによりプリンタヘッドでは、半導体基板上にスイッチングトランジスタ等を作成して集積回路技術により対応する発熱素子と接続し、さらには同様に半導体基板上に作成した駆動回路により各スイッチングトランジスタを駆動することにより、簡易かつ確実に各発熱素子を駆動できるようになされている。 That is, in this thermal printer, it is necessary to arrange the heating elements at a high density in order to obtain a high-quality printing result. Specifically, in order to obtain a printing result equivalent to 600 [DPI], for example, it is necessary to arrange the heating elements at intervals of 42.333 [μm]. It is extremely difficult to arrange individual driving elements. Thus, in the printer head, a switching transistor or the like is created on a semiconductor substrate and connected to a corresponding heating element by integrated circuit technology, and furthermore, each switching transistor is driven by a drive circuit created on the semiconductor substrate. Each heating element can be driven easily and reliably.

またサーマル方式によるプリンタにおいては、発熱素子への所定電力の印加によりインクに気泡が発生し、ノズルからインクが飛び出すと、この気泡が消滅する。これにより発泡、消泡を繰り返す毎にキャビテーションによる機械的な衝撃を受ける。さらにプリンタは、発熱素子の発熱による温度上昇と温度下降とが、短時間〔数μ秒〕で繰り返され、これにより温度による大きなストレスを受ける。 In a thermal printer, bubbles are generated in the ink by applying predetermined power to the heat generating element, and the bubbles disappear when the ink is ejected from the nozzles. As a result, every time foaming and defoaming are repeated, a mechanical impact due to cavitation is received. Further, in the printer, the temperature rise and the temperature fall due to the heat generation of the heat generating element are repeated in a short time [several microseconds], thereby receiving a large stress due to the temperature.

このためプリンタヘッドは、半導体素子が作成されてなる半導体基板上に層間絶縁膜が形成され、この層間絶縁膜上にタンタル（Ｔａ）、タンタルアルミ（ＴａＡｌ）、タンタルナイトライド（ＴａＮ_X ）等による発熱素子が形成され、この層間絶縁膜により半導体素子と発熱素子とが絶縁され、またこの層間絶縁膜を蓄熱層として利用して発熱素子の熱をインクに効率良く伝搬するようになされている。また続いてこの発熱素子の上層に窒化シリコン（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）等による絶縁保護層、β−タンタル（正方晶構造のタンタル）による耐キャビテーション層が順次形成される。プリンタヘッドは、この絶縁保護層により発熱素子を電源、駆動回路に接続する配線パターンと発熱素子とが絶縁されるのに対し、耐キャビテーション層によりキャビテーションによる機械的な衝撃が緩和され、さらには発熱素子からの熱をインクに伝搬する際にインク成分による化学反応が低減され、これらにより発熱素子を保護して信頼性を確保するようになされている。 Therefore, in the printer head, an interlayer insulating film is formed on a semiconductor substrate on which a semiconductor element is formed, and tantalum (Ta), tantalum aluminum (TaAl), tantalum nitride (TaN _x ), etc. are formed on the interlayer insulating film. A heat generating element is formed, and the semiconductor element and the heat generating element are insulated from each other by the interlayer insulating film, and the heat of the heat generating element is efficiently propagated to the ink by using the interlayer insulating film as a heat storage layer. Subsequently, an insulating protective layer made of silicon nitride (Si ₃ N ₄ ) or the like and an anti-cavitation layer made of β-tantalum (tetragonal tantalum) are sequentially formed on the heating element. In the printer head, the wiring pattern that connects the heating element to the power supply and drive circuit is insulated from the heating element by this insulating protective layer, whereas the mechanical shock due to cavitation is mitigated by the anti-cavitation layer, and heat generation When heat from the element is propagated to the ink, a chemical reaction due to the ink component is reduced, thereby protecting the heat generating element and ensuring reliability.

プリンタヘッドは、このように発熱素子等が形成されてなる基板上に感光性樹脂等による流路形成部材が形成され、この流路形成部材によりインク液室の隔壁、インク流路の隔壁等の流路パターンが作成される。プリンタヘッドは、さらにこの流路形成部材上にニッケル（Ｎｉ）又はニッケルとコバルトとの合金（Ｎｉ−Ｃｏ）によるノズルプレート、若しくは感光性樹脂によるノズルプレートが接着により積層され、これによりノズル、インク液室、このインク液室にインクを導くインク流路等が形成されて作成される。 In the printer head, a flow path forming member made of a photosensitive resin or the like is formed on the substrate on which the heat generating element or the like is formed, and the flow path forming member allows the ink liquid chamber partition, the ink flow path partition, etc. A flow path pattern is created. In the printer head, a nozzle plate made of nickel (Ni) or an alloy of nickel and cobalt (Ni-Co), or a nozzle plate made of a photosensitive resin is laminated on the flow path forming member by adhesion. A liquid chamber, an ink flow path for guiding ink to the ink liquid chamber, and the like are formed and created.

プリンタヘッドは、このようにして作成されたインク流路によりインク液室にインクが導かれた後、半導体素子の駆動により発熱素子が発熱し、インク液室のインクを局所的に加熱する。プリンタヘッドは、この加熱により、このインク液室に気泡を発生してインク液室の圧力を増大させ、ノズルよりインクを押し出して印刷対象に飛翔させるようになされている。 In the printer head, after the ink is guided to the ink liquid chamber by the ink flow path thus created, the heating element generates heat by driving the semiconductor element, and locally heats the ink in the ink liquid chamber. With this heating, the printer head generates bubbles in the ink liquid chamber to increase the pressure in the ink liquid chamber, and pushes out ink from the nozzles so as to fly to the printing target.

このように構成されるプリンタヘッドにおいては、インク液室、インク流路内にインクが充填されることにより、このインク液室等を構成する基板と流路形成部材とが常にインクに接し、この流路形成部材と基板の密着性が不十分であると、インク成分による浸食により基板からこの流路形成部材が浮き上がる不具合がある。 In the printer head configured as described above, the ink and the flow path forming member are always in contact with the ink by filling the ink liquid chamber and the ink flow path with the ink. If the adhesion between the flow path forming member and the substrate is insufficient, there is a problem that the flow path forming member is lifted from the substrate due to erosion by the ink component.

このためプリンタヘッドにおいては、基板と流路形成部材との間に有機系樹脂又は感光性アクリル系樹脂による密着層が形成され、この密着層により基板と流路形成部材の密着性を向上するようになされ、具体的に例えば特開平１１−３４８２９０号公報に開示されているように、この密着層の材料に有機系樹脂であるポリエーテルアミド樹脂が適用されるようになされている。 Therefore, in the printer head, an adhesion layer made of an organic resin or a photosensitive acrylic resin is formed between the substrate and the flow path forming member, and this adhesion layer improves the adhesion between the substrate and the flow path forming member. Specifically, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-348290, a polyether amide resin, which is an organic resin, is applied to the material of the adhesion layer.

これに対して特開２００１−１００７０号公報、特開２００１−１３０００３号公報においては、このような密着層の材料層であるポリエーテルアミド樹脂層を所望形状に加工する場合に、４フッ化炭素（ＣＦ₄ ）ガスと酸素（Ｏ₂ ）ガスとによる混合ガス又は酸素（Ｏ₂ ）ガスを用いてドライエッチングする方法が提案されるようになされている。 In contrast, in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-10070 and 2001-130003, when a polyetheramide resin layer as a material layer of such an adhesion layer is processed into a desired shape, carbon tetrafluoride is used. A method of dry etching using a mixed gas of (CF ₄ ) gas and oxygen (O ₂ ) gas or oxygen (O ₂ ) gas has been proposed.

しかしながら４フッ化炭素ガスと酸素ガスとによる混合ガス又は酸素ガスは、ポリエーテルアミド樹脂層のエッチャントとして機能するものの、ポリエーテルアミド樹脂層に対して過剰に作用し、ポリエーテルアミド樹脂層に激しいダメージを加えてしまう。 However, although the mixed gas or oxygen gas of carbon tetrafluoride gas and oxygen gas functions as an etchant for the polyetheramide resin layer, it acts excessively on the polyetheramide resin layer and is intense on the polyetheramide resin layer. Doing damage.

すなわち４フッ化炭素ガス及び酸素ガスを用いたドライエッチングにおいては、図１５（Ａ）及び（Ｂ）にそれぞれ示すように、プラズマにより乖離されてそれぞれフッ素ラジカル（Ｆ* ）及び酸素ラジカル（Ｏ* ）を生成し、このフッ素ラジカル、酸素ラジカルにより余剰な部位のポリエーテルアミド樹脂層を除去する。具体的には、ポリエーテルアミド樹脂層に対するフッ素ラジカルのエッチングは、等方性であることにより、インク液室壁面等を構成するポリエーテルアミド樹脂層の側壁面を弓形（ボーウィング）形状にエッチングする。またポリエーテルアミド樹脂層に対する酸素ラジカルのエッチングも、等方性であり、かつフッ素ラジカルに比してエッチング速度が速いことにより、ポリエーテルアミド樹脂層の側壁面を一段と弓形形状にエッチングする。 That is, in dry etching using a carbon tetrafluoride gas and an oxygen gas, as shown in FIGS. 15A and 15B, respectively, they are separated by the plasma and are respectively fluorine radical (F *) and oxygen radical (O *). ) And the polyether amide resin layer in an excessive portion is removed by the fluorine radicals and oxygen radicals. Specifically, the etching of fluorine radicals on the polyetheramide resin layer is isotropic, so that the side wall surface of the polyetheramide resin layer constituting the ink liquid chamber wall surface is etched into a bow shape. To do. Etching of oxygen radicals to the polyetheramide resin layer is also isotropic, and the etching rate is higher than that of fluorine radicals, so that the side wall surface of the polyetheramide resin layer is further etched into an arcuate shape.

またこのような４フッ化炭素ガス及び酸素ガスを用いたドライエッチングにおいて、ポリエーテルアミド樹脂層においては、フッ素ラジカル及び酸素ラジカルがこの側壁面より侵入し、これによりポリエーテルアミド樹脂層自体を脆弱化する。 Also, in such dry etching using carbon tetrafluoride gas and oxygen gas, in the polyetheramide resin layer, fluorine radicals and oxygen radicals penetrate from the side wall surface, thereby making the polyetheramide resin layer itself fragile. Turn into.

具体的に酸素ガスを用いたドライエッチングにより加工したポリエーテルアミド樹脂層を加熱し、この加熱によりポリエーテルアミド樹脂層から発生するガス成分の質量を分析したところ、ポリエーテルアミド樹脂層から多量の二酸化炭素（ＣＯ₂ ）ガスが発生し、これによりこのポリエーテルアミド樹脂層においては、ポリエーテルアミド樹脂成分中の炭素が酸素ラジカルにより過剰に酸化されて脆弱になっていることが確認された。 Specifically, the polyetheramide resin layer processed by dry etching using oxygen gas was heated, and the mass of the gas component generated from the polyetheramide resin layer by this heating was analyzed. Carbon dioxide (CO ₂ ) gas was generated, and it was confirmed that in this polyetheramide resin layer, carbon in the polyetheramide resin component was excessively oxidized by oxygen radicals and became brittle.

これによりポリエーテルアミド樹脂により密着層を形成し、これら特開２００１−１００７０号公報、特開２００１−１３０００３号公報に開示の手法によりこの密着層をパターニングしてプリンタヘッドを作成した場合に、側壁面が弓形形状に加工されることによりフッ素ラジカル及び酸素ラジカルが基板と密着層との界面に及び易く、またこのように基板と密着層との界面にフッ素ラジカル及び酸素ラジカルが及ぶと、基板と密着層との密着力を弱め、長期の使用により基板から流路形成部材が浮き上がり、結局、プリンタヘッドの信頼性が劣化する恐れがあった。
特開平１１−３４８２９０号公報特開２００１−１００７０号公報特開２００１−１３０００３号公報 In this way, when the adhesion layer is formed by the polyetheramide resin, and the printer head is formed by patterning the adhesion layer by the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 2001-10070 and 2001-130003, the side When the wall surface is processed into an arcuate shape, fluorine radicals and oxygen radicals easily reach the interface between the substrate and the adhesion layer, and when the fluorine radicals and oxygen radicals reach the interface between the substrate and the adhesion layer in this way, The adhesive strength with the adhesive layer is weakened, and the flow path forming member is lifted from the substrate by long-term use, which may eventually deteriorate the reliability of the printer head.
JP 11-348290 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-10070 JP 2001-130003 A

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、流路形成部材の浮き上がりを防止して信頼性を確保することができる液体吐出ヘッドの製造方法、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提案しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and proposes a method of manufacturing a liquid discharge head, a liquid discharge head, and a liquid discharge device capable of preventing the flow path forming member from floating and ensuring reliability. It is what.

かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、発熱素子の駆動により液室に保持した液体を加熱して所定のノズルから液体の液滴を飛び出させる液体吐出ヘッドの製造方法に適用して、密着層作成工程により、発熱素子が作成されてなる基板上に、液室、液室に液体を導く流路を形成する流路形成部材の、基板への密着力を増大させる密着層を、流路形成部材の形状によりパターニングして形成し、密着層作成工程は、少なくとも水素原子成分及び窒素原子成分を含むエッチングガスにより密着層の材料をエッチングするドライエッチング工程を有するようにする。 In order to solve such a problem, the invention according to claim 1 is applied to a method of manufacturing a liquid discharge head in which a liquid held in a liquid chamber is heated by driving a heating element to eject a liquid droplet from a predetermined nozzle. The adhesion layer for increasing the adhesion force to the substrate of the liquid chamber and the flow path forming member for forming the flow path for guiding the liquid to the liquid chamber on the substrate on which the heat generating element is created by the adhesion layer creating step, The adhesion layer creating step includes a dry etching step of etching the material of the adhesion layer with an etching gas containing at least a hydrogen atom component and a nitrogen atom component.

また請求項７の発明においては、発熱素子の駆動により液室に保持した液体を加熱して所定のノズルから液体の液滴を飛び出させる液体吐出ヘッドに適用して、発熱素子が作成されてなる基板上に、液室、液室に液体を導く流路を形成する流路形成部材の、基板への密着力を増大させる密着層が、流路形成部材の形状によりパターニングして形成され、密着層が、少なくとも水素原子成分及び窒素原子成分を含むエッチングガスにより密着層の材料をエッチングするドライエッチングにより形成されてなるようにする。 According to a seventh aspect of the present invention, the heat generating element is formed by applying to a liquid discharge head that heats the liquid held in the liquid chamber by driving the heat generating element and ejects liquid droplets from a predetermined nozzle. An adhesion layer that increases the adhesion of the flow path forming member that forms the liquid chamber and the flow path that guides the liquid to the liquid chamber is patterned on the substrate according to the shape of the flow path forming member. The layer is formed by dry etching in which the material of the adhesion layer is etched with an etching gas containing at least a hydrogen atom component and a nitrogen atom component.

また請求項８の発明においては、液体吐出ヘッドより飛び出す液滴を対象物に付着させる液体吐出装置に適用して、液体吐出ヘッドは、発熱素子の駆動により液室に保持した液体を加熱して所定のノズルから液滴を飛び出させ、発熱素子が作成されてなる基板上に、液室、液室に液体を導く流路を形成する流路形成部材の、基板への密着力を増大させる密着層が、流路形成部材の形状によりパターニングして形成され、密着層が、少なくとも水素原子成分及び窒素原子成分を含むエッチングガスにより密着層の材料をエッチングするドライエッチングにより形成されてなるようにする。 In the invention according to claim 8, the liquid discharge head is applied to a liquid discharge device that attaches droplets ejected from the liquid discharge head to an object, and the liquid discharge head heats the liquid held in the liquid chamber by driving the heating element. Adhesion that increases the adhesion force to the substrate of the flow path forming member that forms the flow path that guides the liquid to the liquid chamber and the liquid chamber on the substrate on which the heat generating element is created by ejecting droplets from the predetermined nozzle The layer is formed by patterning according to the shape of the flow path forming member, and the adhesion layer is formed by dry etching that etches the material of the adhesion layer with an etching gas containing at least a hydrogen atom component and a nitrogen atom component. .

請求項１の構成に係る少なくとも水素原子成分及び窒素原子成分を含むエッチングガスにより密着層の材料をエッチングするドライエッチング工程においては、酸素ラジカル、フッ素ラジカルによるエッチングに比して、過剰な作用を防止することができる。これにより請求項１の構成において、密着層作成工程により、発熱素子が作成されてなる基板上に、液室、液室に液体を導く流路を形成する流路形成部材の、基板への密着力を増大させる密着層を、流路形成部材の形状によりパターニングして形成し、この密着層作成工程は、少なくとも水素原子成分及び窒素原子成分を含むエッチングガスにより密着層の材料をエッチングするドライエッチング工程を有するようにすれば、例えばウエットエッチングにより密着層をパターニングしてこのドライエッチング工程により残渣を取り除くようにして、またはこのドライエッチング工程により密着層を直接パターニングして、酸素ラジカル、フッ素ラジカルによる密着層の脆弱化を防止し得、またこのような脆弱化を加速する側壁面の弓形形状によるエッチングを防止し得、これらにより流路形成部材の浮き上がりを防止して信頼性を確保することができる。 In the dry etching step of etching the material of the adhesion layer with an etching gas containing at least a hydrogen atom component and a nitrogen atom component according to the configuration of claim 1, an excessive effect is prevented as compared with etching with oxygen radicals or fluorine radicals. can do. Thus, in the configuration of claim 1, the adhesion of the flow path forming member that forms the liquid chamber and the flow path for introducing the liquid to the liquid chamber on the substrate on which the heat generating element is formed by the adhesion layer creating step. The adhesion layer for increasing the force is formed by patterning according to the shape of the flow path forming member, and this adhesion layer creating step is a dry etching in which the material of the adhesion layer is etched with an etching gas containing at least a hydrogen atom component and a nitrogen atom component. If there is a process, for example, the adhesion layer is patterned by wet etching and the residue is removed by this dry etching process, or the adhesion layer is directly patterned by this dry etching process, and oxygen radicals or fluorine radicals are used. Adhesive layer can be prevented from weakening, and the side wall has an arcuate shape that accelerates such weakening Resulting prevented that etching can be by these units to prevent the floating of the flow path forming member to secure the reliability.

これにより請求項７及び請求項８の構成によれば、流路形成部材の浮き上がりを防止して信頼性を確保することができる液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供することができる。 Thereby, according to the structure of Claim 7 and Claim 8, the liquid discharge head and liquid discharge apparatus which can prevent the flow-path formation member from rising and can ensure reliability can be provided.

本発明によれば、流路形成部材の浮き上がりを防止して信頼性を確保することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the flow path forming member from being lifted and to ensure reliability.

以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（１）実施例の構成
図２は、本発明の実施例１に係るプリンタを示す斜視図である。このラインプリンタ１は、全体が長方形形状の筐体２に収納されて形成され、印刷対象である用紙３を収納した用紙トレイ４をこの筐体２の正面に形成されたトレイ出入口より装着することにより、用紙３を給紙できるようになされている。 (1) Configuration of Embodiment FIG. 2 is a perspective view showing a printer according to Embodiment 1 of the present invention. The line printer 1 is formed by being housed in a rectangular housing 2 as a whole, and a paper tray 4 containing paper 3 to be printed is mounted from a tray entrance formed in the front of the housing 2. Thus, the sheet 3 can be fed.

用紙トレイ４は、このようにトレイ出入口よりラインプリンタ１に装着されると、所定の機構により用紙３が給紙ローラ５に押し当てられ、この給紙ローラ５の回転により、矢印Ａにより示すように、用紙３が用紙トレイ４よりラインプリンタ１の背面側に向かって送り出される。ラインプリンタ１は、この用紙送りの側に反転ローラ６が配置され、この反転ローラ６の回転等により、矢印Ｂにより示すように、正面方向に用紙３の送り方向が切り換えられる。 When the paper tray 4 is thus attached to the line printer 1 from the tray inlet / outlet, the paper 3 is pressed against the paper feed roller 5 by a predetermined mechanism. Then, the paper 3 is sent out from the paper tray 4 toward the back side of the line printer 1. In the line printer 1, the reverse roller 6 is disposed on the paper feed side, and the feed direction of the paper 3 is switched to the front direction as indicated by an arrow B by the rotation of the reverse roller 6 and the like.

ラインプリンタ１は、このようにして用紙送り方向が矢印Ｂで示す方向に切り換えられてなる用紙３が用紙トレイ４上を横切るように拍車ローラ７等により搬送され、矢印Ｃにより示すように、ラインプリンタ１の正面側に配置された排出口より排出される。ラインプリンタ１は、この拍車ローラ７から排出口までの間に、矢印Ｄにより示すように、ヘッドカートリッジ８が交換可能に配置される。 In the line printer 1, the sheet 3 in which the sheet feeding direction is switched in the direction indicated by the arrow B in this way is conveyed by the spur roller 7 or the like so as to cross the sheet tray 4, and as indicated by the arrow C, the line printer 1 1 is discharged from a discharge port disposed on the front side. In the line printer 1, the head cartridge 8 is disposed between the spur roller 7 and the discharge port so that the head cartridge 8 can be replaced as indicated by an arrow D.

ヘッドカートリッジ８は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのラインヘッドをそれぞれ配置してなるプリンタヘッド９が所定形状のホルダー１０の下面側に配置され、このホルダー１０に順次イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）のインクカートリッジが交換可能に配置されて形成されるようになされている。これによりラインプリンタ１は、これら各色のインクに対応するラインヘッドより用紙３にインクを付着させて画像を印刷できるようになされている。 In the head cartridge 8, a printer head 9 in which yellow, magenta, cyan, and black line heads are respectively arranged is arranged on the lower surface side of a holder 10 having a predetermined shape, and yellow (Y) and magenta ( M), cyan (C), and black (B) ink cartridges are arranged so as to be replaceable. As a result, the line printer 1 can print an image by attaching ink to the paper 3 from the line head corresponding to each color ink.

ここで図３は、図２の用紙３側より見たプリンタヘッドの配列構成の一部を拡大した平面図である。プリンタヘッド９は、図３に示すように、各色のインクのインク流路１１の両側に、交互（千鳥状に）に同一構成によるヘッドチップ１２がノズルプレート上に配置して構成される。また、各へッドチップ１２においては、それぞれ発熱素子がインク流路１１側となるように配置されており、つまりインク流路１１側を介して両側のヘッドチップ１２は向きが１８０度回転させた関係となるように配置されている。これによりプリンタヘッド９は、それぞれ各色において１系統のインク流路１１で各ヘッドチップ１２にインクを供給できるようになされ、その分、簡易な構成により印刷精度を高解像度化することができるようになされている。 Here, FIG. 3 is an enlarged plan view of a part of the arrangement of the printer heads as viewed from the paper 3 side in FIG. As shown in FIG. 3, the printer head 9 is configured by arranging head chips 12 having the same configuration alternately (in a zigzag manner) on both sides of an ink flow path 11 for each color ink on a nozzle plate. Further, in each head chip 12, the heating elements are arranged so as to be on the ink flow path 11 side, that is, the head chips 12 on both sides are rotated 180 degrees through the ink flow path 11 side. It is arranged to become. As a result, the printer head 9 can supply ink to each head chip 12 through one ink flow path 11 for each color, and the printing accuracy can be increased with a simple configuration. Has been made.

また、ヘッドチップ１２は、このようにして１８０度回転して配置した場合でも、微小なインク吐出口であるノズル１３の並ぶ方向には接続用パッド１４の位置が変化しないように、これらノズル１３の並ぶ方向（印刷幅方向）のほぼ中央に接続用パッド１４が配置され、これによりプリンタヘッド９では、隣り合うヘッドチップ１２の接続用パッド１４に接続するフレキシブル配線基板が近接することを防止する、つまりフレキシブル配線基板の一部への集中を防止するようになされている。 Further, even when the head chip 12 is rotated 180 degrees in this way, these nozzles 13 are arranged so that the positions of the connection pads 14 do not change in the direction in which the nozzles 13 that are minute ink ejection ports are arranged. The connection pad 14 is arranged in the approximate center in the direction in which the lines are arranged (printing width direction), whereby the printer head 9 prevents the flexible wiring board connected to the connection pad 14 of the adjacent head chip 12 from approaching. In other words, the concentration on a part of the flexible wiring board is prevented.

なお、このようにしてノズル１３をシフトさせた場合、インク流路１１の上方及び下方に配置されるヘッドチップ１２においては、駆動信号に対して発熱素子の駆動順序が逆転することになる。各ヘッドチップ１２は、このような駆動順序に対応するように、駆動回路における駆動順序を切り換えることができるように構成されている。 When the nozzle 13 is shifted in this way, in the head chip 12 disposed above and below the ink flow path 11, the driving order of the heating elements is reversed with respect to the driving signal. Each head chip 12 is configured to be able to switch the drive order in the drive circuit so as to correspond to such a drive order.

図１は、このラインプリンタに適用されるプリンタヘッドを示す断面図である。プリンタヘッド９は、シリコン基板によるウエハ上に複数ヘッド分の駆動回路、発熱素子等が作成された後、各ヘッドチップ１２にスクライビング処理され、各ヘッドチップ１２にインク液室２０等を作成して形成される。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a printer head applied to this line printer. The printer head 9 has a plurality of head drive circuits, heating elements, etc. formed on a silicon substrate wafer, and then is scribed on each head chip 12 to create an ink liquid chamber 20 etc. on each head chip 12. It is formed.

すなわち図４（Ａ）に示すように、プリンタヘッド９は、ウエハによるシリコン基板２１が洗浄された後、シリコン窒化膜（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）が堆積される。続いてプリンタヘッド９は、リソグラフィー工程、ドライエッチング工程によりシリコン基板２１が処理され、これによりトランジスタを形成する所定領域以外の領域よりシリコン窒化膜が取り除かれる。これらによりプリンタヘッド９は、シリコン基板２１上のトランジスタを形成する領域にシリコン窒化膜が形成される。 That is, as shown in FIG. 4A, after the silicon substrate 21 is cleaned by the wafer, the printer head 9 deposits a silicon nitride film (Si ₃ N ₄ ). Subsequently, in the printer head 9, the silicon substrate 21 is processed by the lithography process and the dry etching process, and thereby the silicon nitride film is removed from the region other than the predetermined region for forming the transistor. As a result, the printer head 9 forms a silicon nitride film in a region on the silicon substrate 21 where the transistor is to be formed.

続いてプリンタヘッド９は、熱酸化工程によりシリコン窒化膜が除去されている領域に熱シリコン酸化膜が膜厚５００〔ｎｍ〕により形成され、この熱シリコン酸化膜によりトランジスタを分離するための素子分離領域（LOCOS: Local Oxidation Of Silicon ）２２が形成される。なおこの素子分離領域２２は、その後の処理により最終的に膜厚２６０〔ｎｍ〕に形成される。さらに続いてプリンタヘッド９は、シリコン基板２１が洗浄された後、トランジスタ形成領域にタングステンシリサイド／ポリシリコン／熱酸化膜構造のゲートが作成される。さらにソース・ドレイン領域を形成するためのイオン注入工程、熱処理工程によりシリコン基板２１が処理され、ＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor ）型によるトランジスタ２３、２４等が作成される。なおここでスイッチングトランジスタ２３は、１８〜２５〔Ｖ〕程度の耐圧を有するＭＯＳ型ドライバートランジスタであり、発熱素子の駆動に供するものである。これに対してスイッチングトランジスタ２４は、このドライバートランジスタを制御する集積回路を構成するトランジスタであり、５〔Ｖ〕の電圧により動作するものである。なおこの実施例においては、ゲート／ドレイン間に低濃度の拡散層が形成され、その部分で加速される電子の電界を緩和することで耐圧を確保してドライバートランジスタ２３が形成されるようになされている。 Subsequently, in the printer head 9, a thermal silicon oxide film having a thickness of 500 [nm] is formed in a region where the silicon nitride film has been removed by the thermal oxidation process, and an element isolation for isolating the transistor by this thermal silicon oxide film. A region (LOCOS: Local Oxidation Of Silicon) 22 is formed. The element isolation region 22 is finally formed to a film thickness of 260 [nm] by subsequent processing. Subsequently, in the printer head 9, after the silicon substrate 21 is cleaned, a gate of tungsten silicide / polysilicon / thermal oxide film structure is formed in the transistor formation region. Further, the silicon substrate 21 is processed by an ion implantation process and a heat treatment process for forming source / drain regions, and MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) type transistors 23, 24, etc. are formed. Here, the switching transistor 23 is a MOS driver transistor having a withstand voltage of about 18 to 25 [V], and serves to drive the heating element. On the other hand, the switching transistor 24 is a transistor constituting an integrated circuit that controls the driver transistor, and operates with a voltage of 5 [V]. In this embodiment, a low-concentration diffusion layer is formed between the gate and the drain, and the driver transistor 23 is formed with a withstand voltage secured by relaxing the electric field of electrons accelerated at that portion. ing.

このようにしてシリコン基板２１上に、半導体素子であるトランジスタ２３、２４が作成されると、プリンタヘッド９は、続いてＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法によりリンが添加されたシリコン酸化膜であるＰＳＧ（Phosphorus Silicate Glass ）膜、ボロンとリンが添加されたシリコン酸化膜であるＢＰＳＧ（Boron Phosphorus Silicate Glass）膜２５が順次膜厚１００〔ｎｍ〕、５００〔ｎｍ〕により作成され、これにより全体として膜厚が６００〔ｎｍ〕による１層目の層間絶縁膜が作成される。 When the transistors 23 and 24, which are semiconductor elements, are formed on the silicon substrate 21 in this manner, the printer head 9 subsequently uses PSG, which is a silicon oxide film to which phosphorus is added by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. (Phosphorus Silicate Glass) film, BPSG (Boron Phosphorus Silicate Glass) film 25 which is a silicon oxide film to which boron and phosphorus are added is sequentially formed with a film thickness of 100 [nm] and 500 [nm]. A first interlayer insulating film having a thickness of 600 [nm] is formed.

続いてフォトリソグラフィー工程の後、Ｃ₄ Ｆ₈ ／ＣＯ／Ｏ₂ ／Ａｒ系ガスを用いたリアクティブイオンエッチング法によりシリコン半導体拡散層（ソース・ドレイン）上にコンタクトホール２６が作成される。 Subsequently, after the photolithography process, a contact hole 26 is formed on the silicon semiconductor diffusion layer (source / drain) by a reactive ion etching method using C ₄ F ₈ / CO / O ₂ / Ar-based gas.

さらにプリンタヘッド９は、希フッ酸により洗浄された後、スパッタリング法により、膜厚３０〔ｎｍ〕によるチタンコンタクトメタル、膜厚７０〔ｎｍ〕による窒化酸化チタンバリアメタル、膜厚３０〔ｎｍ〕によるチタン、シリコンが１〔ａｔ％〕添加されたアルミニューム、または銅が０．５〔ａｔ％〕添加されたアルミニュームが膜厚５００〔ｎｍ〕により順次堆積される。続いてプリンタヘッド９は、膜厚１０〔ｎｍ〕によるチタン、反射防止膜である窒化酸化チタンが膜厚２５〔ｎｍ〕により堆積され、これらにより配線パターン材料が成膜される。さらに続いてプリンタヘッド９は、フォトリソグラフィー工程、塩素系ガスを主体に用いたドライエッチング工程により、成膜された配線パターン材料が選択的に除去され、これにより上層側から見て窒化酸化チタン反射防止膜、チタン、シリコンが１〔ａｔ％〕添加されたアルミニュームまたは銅が０．５〔ａｔ％〕添加されたアルミニューム、チタン、窒化酸化チタンバリアメタル、チタンコンタクトメタルにより構成される１層目の配線パターン２７が作成される。プリンタヘッド９は、このようにして作成された１層目の配線パターン２７により、駆動回路を構成するＭＯＳ型トランジスタ２４を接続してロジック集積回路が形成される。 Further, after the printer head 9 is cleaned with dilute hydrofluoric acid, a sputtering method is used to form a titanium contact metal with a film thickness of 30 [nm], a titanium nitride oxide barrier metal with a film thickness of 70 [nm], and a film thickness of 30 [nm]. Titanium and aluminum to which 1 [at%] is added or aluminum to which 0.5 [at%] copper is added are sequentially deposited with a film thickness of 500 [nm]. Subsequently, on the printer head 9, titanium with a film thickness of 10 [nm] and titanium nitride oxide as an antireflection film are deposited with a film thickness of 25 [nm], thereby forming a wiring pattern material. Further subsequently, the printer head 9 selectively removes the formed wiring pattern material by a photolithography process and a dry etching process mainly using a chlorine-based gas, whereby the titanium nitride oxide reflection is seen from the upper layer side. One layer composed of a prevention film, aluminum added with 1 [at%] of titanium and silicon, or aluminum added with 0.5 [at%] of copper, titanium, titanium nitride oxide barrier metal, and titanium contact metal An eye wiring pattern 27 is created. In the printer head 9, a logic integrated circuit is formed by connecting the MOS type transistors 24 constituting the driving circuit by the first-layer wiring pattern 27 created in this way.

続いてプリンタヘッド９は、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ ）を原料ガスとしたＣＶＤ法により層間絶縁膜であるシリコン酸化膜が堆積される。続いてプリンタヘッド９は、ＳＯＧ（Spin On Glass ）を含む塗布型シリコン酸化膜の塗布とエッチバックとにより、シリコン酸化膜が平坦化され、これらの工程が２回繰り返されて１層目の配線パターン２７と続く２層目の配線パターンとを絶縁する膜厚４４０〔ｎｍ〕のシリコン酸化膜による２層目の層間絶縁膜２８が形成される。 Subsequently, a silicon oxide film that is an interlayer insulating film is deposited on the printer head 9 by a CVD method using TEOS (tetraethoxysilane: Si (OC ₂ H ₅ ) ₄ ) as a source gas. Subsequently, the printer head 9 flattens the silicon oxide film by applying and etching back a coating type silicon oxide film containing SOG (Spin On Glass), and these steps are repeated twice to form the first layer wiring. A second interlayer insulating film 28 is formed of a silicon oxide film having a thickness of 440 [nm] that insulates the pattern 27 from the second wiring pattern that follows.

プリンタヘッド９は、続いて図４（Ｂ）に示すように、スパッタリング法により膜厚８３〔ｎｍ〕によるタンタル膜が堆積され、これによりシリコン基板２１上に抵抗体膜２９が形成される。具体的にプリンタヘッド９は、タンタルをターゲットに用いたＤＣマグネトロン・スパッタリング装置内のスパッタ成膜チェンバーに搭載された後、アルゴンガス雰囲気によりグロー放電が開始され、これにより抵抗体膜２９が成膜される。なおこの場合、基板温度は、２００〜４００度、直流パワーは、２〜４〔ｋＷ〕であり、アルゴンガス流量は、２５〔ｓｃｃｍ〕で一定にした。 Next, as shown in FIG. 4B, the printer head 9 deposits a tantalum film having a film thickness of 83 [nm] by a sputtering method, whereby a resistor film 29 is formed on the silicon substrate 21. Specifically, after the printer head 9 is mounted on a sputter film forming chamber in a DC magnetron sputtering apparatus using tantalum as a target, glow discharge is started in an argon gas atmosphere, whereby a resistor film 29 is formed. Is done. In this case, the substrate temperature was 200 to 400 degrees, the DC power was 2 to 4 [kW], and the argon gas flow rate was fixed at 25 [sccm].

プリンタヘッド９は、続いて感光性樹脂であるフォトレジストが全面に塗布されて露光装置に搬送され、所定形状を描画してなるマスクがシリコン基板２１上に載置されて紫外線が照射される。さらにプリンタヘッド９は、現像液に浸漬されて紫外線の照射を受けた部位が溶解され、これにより抵抗体膜２９上にフォトレジスト３０による発熱素子の作成領域がマスクされる。さらに続いて図５（Ｃ）に示すように、ＢＣｌ₃ ／Ｃｌ₂ ガスを用いたドライエッチング工程により、マスクパターンによって余剰な部位の抵抗体膜２９が除去される。 The printer head 9 is subsequently coated with a photoresist, which is a photosensitive resin, and conveyed to an exposure apparatus. A mask having a predetermined shape drawn thereon is placed on the silicon substrate 21 and irradiated with ultraviolet rays. Further, the portion of the printer head 9 that has been immersed in the developing solution and irradiated with ultraviolet rays is dissolved, whereby the heating element forming region of the photoresist 30 is masked on the resistor film 29. Subsequently, as shown in FIG. 5C, an excessive portion of the resistor film 29 is removed by a mask pattern by a dry etching process using BCl ₃ / Cl ₂ gas.

続いて図５（Ｄ）に示すように、プリンタヘッド９は、酸素プラズマアッシング装置に搭載された後、酸素ラジカルを含むプラズマ流がシリコン基板２１に照射されることによりシリコン基板２１上のレジストが短時間により除去される。これらによりこの実施例においては、正方形形状又は一端を配線パターンに接続する折り返し形状の発熱素子３１が作成される。 Subsequently, as shown in FIG. 5D, after the printer head 9 is mounted on the oxygen plasma ashing apparatus, the silicon substrate 21 is irradiated with a plasma flow containing oxygen radicals, whereby the resist on the silicon substrate 21 is removed. Removed in a short time. Thus, in this embodiment, the heating element 31 having a square shape or a folded shape that connects one end to the wiring pattern is formed.

このようにして発熱素子３１が形成されると、プリンタヘッド９は、図６（Ｅ）に示すように、シリコン基板２１が洗浄された後、ＣＶＤ法により膜厚３００〔ｎｍ〕によるシリコン窒化膜が堆積され、発熱素子３１の絶縁保護層３２が形成される。続いて図６（Ｆ）に示すように、フォトリゾグラフィー工程、ＣＨＦ₃ ／ＣＦ₄ ／Ａｒガスを用いたドライエッチング工程により、所定箇所のシリコン窒化膜３２が除去され、これにより発熱素子３１を配線パターンに接続する部位が露出される。さらにＣＨＦ₃ ／ＣＦ₄ ／Ａｒガスを用いたドライエッチング工程により、層間絶縁膜２８に開口を形成してビアホール３３が作成される。 When the heat generating element 31 is formed in this way, the printer head 9 has a silicon nitride film having a film thickness of 300 nm by the CVD method after the silicon substrate 21 is cleaned as shown in FIG. Is deposited, and the insulating protective layer 32 of the heating element 31 is formed. Subsequently, as shown in FIG. 6F, the silicon nitride film 32 at a predetermined position is removed by a photolithographic process and a dry etching process using CHF ₃ / CF ₄ / Ar gas. The part connected to the wiring pattern is exposed. Further, a via hole 33 is formed by forming an opening in the interlayer insulating film 28 by a dry etching process using CHF ₃ / CF ₄ / Ar gas.

プリンタヘッド９は、さらに図７（Ｇ）に示すように、スパッタリング法により、膜厚２００〔ｎｍ〕によるチタン、シリコンを１〔ａｔ％〕添加したアルミニューム、または銅を０．５〔ａｔ％〕添加したアルミニュームが膜厚６００〔ｎｍ〕により順次堆積される。続いてプリンタヘッド９は、膜厚２５〔ｎｍ〕による窒化酸化チタンが堆積され、これにより反射防止膜が形成される。これらによりプリンタヘッド９は、シリコン又は銅を添加したアルミニューム等による配線パターン材料層３４が成膜される。 Further, as shown in FIG. 7 (G), the printer head 9 is formed by sputtering, titanium with a film thickness of 200 nm, aluminum added with 1 [at%], or copper with 0.5 [at%]. The added aluminum is sequentially deposited with a film thickness of 600 nm. Subsequently, titanium nitride oxide with a film thickness of 25 [nm] is deposited on the printer head 9, thereby forming an antireflection film. As a result, the wiring pattern material layer 34 made of aluminum or the like to which silicon or copper is added is formed on the printer head 9.

続いて図７（Ｈ）に示すように、フォトリソグラフィー工程、ＢＣｌ₃ ／Ｃｌ₂ ガスを用いたドライエッチング工程により成膜した配線パターン材料層３４が選択的に除去され、２層目の配線パターン３５が作成される。プリンタヘッド９は、この２層目の配線パターン３５により、電源用の配線パターン、アース用の配線パターンが作成され、またドライバートランジスタ２４を発熱素子３１に接続する配線パターンが作成される。なお発熱素子３１の上層に取り残されたシリコン窒化膜３２にあっては、この配線パターン作成の際のエッチング工程において、発熱素子３１の保護層として機能する。 Subsequently, as shown in FIG. 7H, the wiring pattern material layer 34 formed by a photolithography process and a dry etching process using BCl ₃ / Cl ₂ gas is selectively removed, and a second wiring pattern is formed. 35 is created. In the printer head 9, a power supply wiring pattern and a grounding wiring pattern are created by the second-layer wiring pattern 35, and a wiring pattern for connecting the driver transistor 24 to the heating element 31 is created. Note that the silicon nitride film 32 left on the upper layer of the heat generating element 31 functions as a protective layer for the heat generating element 31 in the etching process when forming the wiring pattern.

続いて図８（Ｉ）に示すように、プリンタヘッド９は、ＣＶＤ法によりインク保護層、絶縁層として機能するシリコン窒化膜３６が膜厚４００〔ｎｍ〕により堆積される。さらに熱処理炉において、４〔％〕の水素を添加した窒素ガスの雰囲気中で、又は１００〔％〕の窒素ガス雰囲気中で、４００度、６０分間の熱処理が実施される。これによりプリンタヘッド９は、トランジスタ２３、２４の動作が安定化され、さらに１層目の配線パターン２７と２層目の配線パターン３５との接続が安定化されてコンタクト抵抗が低減される。 Subsequently, as shown in FIG. 8I, in the printer head 9, a silicon nitride film 36 functioning as an ink protective layer and an insulating layer is deposited with a film thickness of 400 [nm] by a CVD method. Further, in a heat treatment furnace, heat treatment is performed at 400 ° C. for 60 minutes in an atmosphere of nitrogen gas added with 4% hydrogen or in a nitrogen gas atmosphere of 100%. As a result, the operation of the transistors 23 and 24 is stabilized in the printer head 9, and the connection between the first-layer wiring pattern 27 and the second-layer wiring pattern 35 is stabilized, thereby reducing the contact resistance.

プリンタヘッド９は、続いてＤＣマグネトロン・スパッタリング装置内のスパッタ成膜チェンバーに搭載された後、スパッタリング法によりβ−タンタルによる耐キャビテーション層材料膜が膜厚２００〔ｎｍ〕により堆積される。続いてプリンタヘッド９は、フォトレジスト工程により耐キャビテーション層材料膜が所望の形状にマスクされ、さらにＢＣｌ₃ ／Ｃｌ₂ ガスを用いたドライエッチング工程によりこのマスクによってエッチング処理され、これにより耐キャビテーション層３７が形成される。 The printer head 9 is subsequently mounted on a sputter film forming chamber in a DC magnetron sputtering apparatus, and then a cavitation-resistant material film made of β-tantalum is deposited with a film thickness of 200 nm by sputtering. Subsequently, the printer head 9 masks the cavitation-resistant material film into a desired shape by a photoresist process, and further performs an etching process by this mask by a dry etching process using BCl ₃ / Cl ₂ gas, thereby the cavitation-resistant layer. 37 is formed.

このようにしてシリコン基板２１上に発熱素子３１、絶縁保護層３６、耐キャビテーション層３７が順次形成されると、プリンタヘッド９は、図８（Ｊ）に示すように、スピンコーターにより密着層材料層３８が膜厚０．５〜２．０〔μｍ〕によりシリコン基板２１上に形成される。 When the heat generating element 31, the insulating protective layer 36, and the anti-cavitation layer 37 are sequentially formed on the silicon substrate 21 in this way, the printer head 9 is made of an adhesion layer material by a spin coater as shown in FIG. The layer 38 is formed on the silicon substrate 21 with a film thickness of 0.5 to 2.0 [μm].

ここでこの実施例において、密着層材料層３８には、感光性のアクリル樹脂が適用され、この密着層材料層３８を所望の形状にパターニングして密着層が作成される。またこの密着層材料層３８のエッチング処理において、露光、現像液によるウエットエッチングにより余剰な部位が溶解されてパターニングされた後、水素原子成分及び窒素原子成分を含むエッチングガスを用いたドライエッチングによりウエットエッチングによるアクリル樹脂の残渣を除去する。 Here, in this embodiment, a photosensitive acrylic resin is applied to the adhesion layer material layer 38, and the adhesion layer material layer 38 is patterned into a desired shape to form an adhesion layer. Further, in this etching process of the adhesion layer material layer 38, after excess portions are dissolved and patterned by exposure and wet etching with a developer, wet etching is performed by dry etching using an etching gas containing a hydrogen atom component and a nitrogen atom component. The acrylic resin residue is removed by etching.

具体的にプリンタヘッド９は、図９（Ｋ）に示すように、７０度、２分間のプリベークが実施された後、流路形成部材の形状によるマスク３９がシリコン基板２１上に載置されて露光される。さらに続いて図９（Ｌ）に示すように、現像液に浸漬されて露光を受けた部位が溶解され、これによりフォトリソグラフィーの手法を適用して密着層４０がパターニングされる。 Specifically, as shown in FIG. 9K, the printer head 9 is pre-baked at 70 degrees for 2 minutes, and then a mask 39 according to the shape of the flow path forming member is placed on the silicon substrate 21. Exposed. Subsequently, as shown in FIG. 9 (L), the portion that has been immersed in the developer and exposed to light is dissolved, and thereby the adhesion layer 40 is patterned by applying a photolithography technique.

しかしてこのようなウエットエッチングにおいては、フッ素ラジカル、酸素ラジカルによるドライエッチングに比して、過剰な作用を防止し得、これによりプリンタヘッド９では、密着層４０の側壁面における弓形形状のエッチングを防止し、さらには密着層４０の脆弱化を防止するようになされている。しかしながらこのようなウエットエッチングにおいては、耐キャビテーション層３７の表面に密着層の材料が残渣４１として残ることになる。このため続いて図１０（Ｍ）に示すように、６０秒間流水により洗浄された後、ドライエッチング装置又はアッシング装置に搭載され、窒素（Ｎ₂ ）ガスと水素（Ｈ₂ ）ガスとによる混合ガス又はアンモニア（ＮＨ₃ ）ガスを用いたドライエッチングにより耐キャビテーション層３７の表面から残渣４１が除去される。 In such wet etching, excessive action can be prevented as compared with dry etching by fluorine radicals and oxygen radicals, so that the printer head 9 can etch the side wall of the adhesion layer 40 in an arcuate shape. In addition, the adhesive layer 40 is prevented from being weakened. However, in such wet etching, the material of the adhesion layer remains as a residue 41 on the surface of the anti-cavitation layer 37. For this reason, as shown in FIG. 10 (M), after being washed with running water for 60 seconds, it is mounted on a dry etching apparatus or an ashing apparatus and mixed gas of nitrogen (N ₂ ) gas and hydrogen (H ₂ ) gas. Alternatively, the residue 41 is removed from the surface of the anti-cavitation layer 37 by dry etching using ammonia (NH ₃ ) gas.

ここで窒素ガスと水素ガスとによる混合ガス又はアンモニアガスを用いたドライエッチングにおいては、窒素ガスと水素ガスとによる混合ガス又はアンモニアガスを励起して活性な水素原子、ＮＨラジカル等を含むプラズマ流が生成され、これにより水素原子成分、窒素原子成分を含むエッチングガスが生成される。またエッチングガスであるプラズマ流を加工対象に照射し、これによりプラズマ中の活性な水素原子、ＮＨラジカルにより加工対象を還元して除去するものである。 Here, in dry etching using a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas or ammonia gas, a plasma flow containing active hydrogen atoms, NH radicals, etc. by exciting the mixed gas or ammonia gas of nitrogen gas and hydrogen gas. As a result, an etching gas containing a hydrogen atom component and a nitrogen atom component is generated. Further, the processing object is irradiated with a plasma flow as an etching gas, whereby the processing object is reduced and removed by active hydrogen atoms and NH radicals in the plasma.

すなわちこのドライエッチングによれば、耐キャビテーション層３７の表面においては、プラズマ中の活性な水素原子、ＮＨラジカル等により残渣４１が還元され、耐キャビテーション層３７の表面から残渣４１が除去されるのに対し、露光を受けた部位である密着層４０の側壁面等においては、殆どダメージを与えないようにすることができる。 That is, according to this dry etching, the residue 41 is reduced on the surface of the anti-cavitation layer 37 by active hydrogen atoms, NH radicals, etc. in the plasma, and the residue 41 is removed from the surface of the anti-cavitation layer 37. On the other hand, almost no damage can be caused on the side wall surface of the adhesion layer 40 which is the exposed portion.

しかしてプリンタヘッド９は、これら露光現像、残渣除去処理により密着層４０が形成されることにより、ドライエッチングによる密着層４０の側壁面へのダメージが有効に回避され、これにより基板２１との界面における脆弱化が防止され、密着力の劣化が防止されるようにされている。なお実験した結果によれば、窒素ガスと水素ガスとによる混合ガス又はアンモニアガスの何れを用いた場合でも、所望のほぼ垂直な断面形状により密着層４０の側壁面を作成することができた。またこの場合、密着層材料層３８には、露光を受けた部位が反応により現像液に溶解されないネガタイプの感光性アクリル樹脂を適用した。また残渣除去処理において、電源電力は、１００〜５００〔Ｗ〕、活性な水素原子、ＮＨラジカル等を含むプラズマ流の照射時間は、１０〜３０秒間であり、窒素ガス流量及び水素ガス流量は、それぞれ２５及び７５〔ｓｃｃｍ〕に設定したのに対し、アンモニアガス流量は、３０〜１００〔ｓｃｃｍ〕に設定した。 Therefore, the printer head 9 effectively avoids damage to the side wall surface of the adhesion layer 40 due to dry etching by forming the adhesion layer 40 by these exposure development and residue removal processing. Is prevented from being weakened, and deterioration of the adhesion is prevented. According to the experimental results, the side wall surface of the adhesion layer 40 can be formed with a desired substantially vertical cross-sectional shape regardless of whether a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas or ammonia gas is used. In this case, a negative type photosensitive acrylic resin in which the exposed portion is not dissolved in the developer by reaction is applied to the adhesion layer material layer 38. In the residue removal process, the power supply power is 100 to 500 [W], the irradiation time of the plasma flow containing active hydrogen atoms, NH radicals, etc. is 10 to 30 seconds, and the nitrogen gas flow rate and the hydrogen gas flow rate are The ammonia gas flow rate was set to 30 to 100 [sccm], while it was set to 25 and 75 [sccm], respectively.

このようにして密着層４０が作成されると、プリンタヘッド９は、続いて図１０（Ｎ）に示すように、流路形成部材４２となる有機系樹脂がスピンコート法により膜厚９．５〔μｍ〕により塗布され、８５度、１５分間のプリベークが実施される。さらに露光現像工程によりインク液室２０、インク流路１１に対応する部位が取り除かれた後、３０秒間流水により洗浄され、８５度、５分間のベークが実施されて流路形成部材４２が硬化される。これによりプリンタヘッド９は、この有機系樹脂による流路形成部材４２と上述した密着層４０とによりインク液室２０の隔壁、インク流路１１の隔壁等の流路パターンが作成される。これらによりプリンタヘッド９は、流路形成部材４２とシリコン基板２１の密着力が確保され、これにより長期間使用してもシリコン基板２１からの流路形成部材の浮き上がりを有効に回避して信頼性を確保するようになされている。 When the adhesion layer 40 is formed in this manner, the printer head 9 has a film thickness of 9.5 by spin coating, as shown in FIG. It is applied by [μm] and prebaked at 85 degrees for 15 minutes. Further, after the portions corresponding to the ink liquid chamber 20 and the ink flow path 11 are removed by the exposure development process, the flow path forming member 42 is cured by washing with running water for 30 seconds and baking at 85 degrees for 5 minutes. The As a result, the printer head 9 creates flow path patterns such as the partition walls of the ink liquid chamber 20 and the partition walls of the ink flow path 11 by the flow path forming member 42 made of the organic resin and the adhesion layer 40 described above. As a result, the printer head 9 ensures the adhesion between the flow path forming member 42 and the silicon substrate 21, thereby effectively avoiding the floating of the flow path forming member from the silicon substrate 21 even when used for a long period of time. Has been made to ensure.

プリンタヘッド９は、続いて図１に示すように、各ヘッドチップ１２にスクライビングされた後、ニッケルとコバルトとの合金（Ｎｉ−Ｃｏ）によるノズルプレート４３が積層される。ここでノズルプレート４３は、発熱素子３１の上にノズル１３を形成するように所定形状に加工された板状部材であり、流路形成部材４２上に接着により保持される。これによりプリンタヘッド９は、ノズル１３、インク液室２０、このインク液室２０にインクを導くインク流路１１等が形成されて作成される。 As shown in FIG. 1, the printer head 9 is subsequently scribed on each head chip 12, and then a nozzle plate 43 made of an alloy of nickel and cobalt (Ni—Co) is laminated. Here, the nozzle plate 43 is a plate-like member processed into a predetermined shape so as to form the nozzle 13 on the heat generating element 31, and is held on the flow path forming member 42 by bonding. As a result, the printer head 9 is formed by forming the nozzle 13, the ink liquid chamber 20, the ink flow path 11 that guides ink to the ink liquid chamber 20, and the like.

プリンタヘッド９は、このようなインク液室２０が紙面の奥行き方向に連続するように形成され、これによりラインヘッドを構成するようになされている。 The printer head 9 is formed such that such ink liquid chambers 20 are continuous in the depth direction of the paper surface, thereby constituting a line head.

（２）実施例の動作
以上の構成において、プリンタヘッド９は、半導体基板であるシリコン基板２１に素子分離領域２２が作成されて半導体素子であるトランジスタ２３、２４が作成され、絶縁層２５により絶縁されて１層目の配線パターン２７が作成される。また続いて発熱素子３１が作成された後、２層目の配線パターン３５が作成される。また続いて絶縁保護層３６が作成された後、熱処理により配線パターン２７及び３５間、配線パターン３５と発熱素子３１等との間の接続が安定化され、耐キャビテーション層３７が形成される。また続いて密着層４０、流路形成部材４２が順次形成されて流路パターンが作成され、ノズルプレート４３の積層によりインク液室２０、ノズル１３が形成されて作成される（図１、図４〜図１０）。 (2) Operation of the embodiment In the above configuration, the printer head 9 has the element isolation region 22 formed on the silicon substrate 21 that is a semiconductor substrate to form transistors 23 and 24 that are semiconductor elements, and is insulated by the insulating layer 25. Thus, the first-layer wiring pattern 27 is created. Subsequently, after the heating element 31 is created, a second-layer wiring pattern 35 is created. Subsequently, after the insulating protective layer 36 is formed, the connection between the wiring patterns 27 and 35 and between the wiring pattern 35 and the heating element 31 is stabilized by heat treatment, and the anti-cavitation layer 37 is formed. Subsequently, the adhesion layer 40 and the flow path forming member 42 are sequentially formed to create a flow path pattern, and the ink liquid chamber 20 and the nozzle 13 are formed by stacking the nozzle plates 43 (FIGS. 1 and 4). To FIG. 10).

このラインプリンタ１は、このようにして作成されたプリンタヘッド９のインク液室２０にヘッドカートリッジ８に保持されてなるインクがインク流路１１により導かれ（図３）、発熱素子３１の駆動によりインク液室２０に保持したインクが加熱されて気泡が発生し、この気泡によりインク液室２０内の圧力が急激に増大する。ラインプリンタ１では、この圧力の増大によりインク液室２０のインクがノズル１３からインク液滴として飛び出し、ローラ５、６、７等により用紙トレイ４から搬送された印刷対象である用紙３にこのインク液滴が付着する。 In this line printer 1, the ink held in the head cartridge 8 is guided to the ink liquid chamber 20 of the printer head 9 thus created by the ink flow path 11 (FIG. 3), and the heating element 31 is driven. The ink held in the ink liquid chamber 20 is heated to generate bubbles, and the pressure in the ink liquid chamber 20 increases rapidly due to the bubbles. In the line printer 1, the ink in the ink liquid chamber 20 is ejected as an ink droplet from the nozzle 13 due to the increase in pressure, and this ink is applied to the paper 3 to be printed that is conveyed from the paper tray 4 by the rollers 5, 6, 7, etc. A droplet adheres.

ラインプリンタ１では、このような発熱素子３１の駆動が間欠的に繰り返され、これにより所望の画像等が用紙３に印刷されて排出口より排出される（図２）。しかしてプリンタヘッド９においては、この発熱素子３１の間欠的な駆動により、インク液室２０内において、気泡の発生、気泡の消滅が繰り返され、これにより機械的な衝撃であるキャビテーションが発生する。プリンタヘッド９では、インク液室２０の発熱素子３１側に設けられた保護層である耐キャビテーション層３７によりこのキャビテーションによる機械的な衝撃が緩和され、発熱素子３１がこの衝撃から保護される。また耐キャビテーション層３７、絶縁保護層３６により発熱素子３１へのインクの直接の接触が防止され、これによっても発熱素子３１が保護される。 In the line printer 1, such driving of the heat generating element 31 is intermittently repeated, whereby a desired image or the like is printed on the paper 3 and discharged from the discharge port (FIG. 2). Thus, in the printer head 9, by intermittent driving of the heat generating element 31, the generation of bubbles and the disappearance of the bubbles are repeated in the ink liquid chamber 20, thereby generating cavitation which is a mechanical shock. In the printer head 9, the mechanical shock due to the cavitation is mitigated by the anti-cavitation layer 37 that is a protective layer provided on the heat generating element 31 side of the ink liquid chamber 20, and the heat generating element 31 is protected from this shock. Further, the direct contact of the ink with the heating element 31 is prevented by the anti-cavitation layer 37 and the insulating protective layer 36, and the heating element 31 is also protected by this.

プリンタヘッド９では、このような発熱素子３１の間欠的な駆動によりインク流路１１を介してインク液室２０内にインクが順次充填され、これにより流路形成部材４２と基板２１とが常にインクと接することになる。このためプリンタヘッド９では、密着層作成工程により、この流路形成部材４２の、基板２１への密着力を増大させる密着層４０が作成されるものの、このような密着層４０を酸素ラジカル、フッ素ラジカルによるドライエッチングによりパターニングして作成した場合にあっては、長期の使用により基板２１から流路形成部材４２が浮き上がり、これにより信頼性が劣化することが心配される。 In the printer head 9, the ink is sequentially filled into the ink liquid chamber 20 through the ink flow path 11 by such intermittent driving of the heat generating element 31, whereby the flow path forming member 42 and the substrate 21 are always in the ink. Will come in contact with. For this reason, in the printer head 9, an adhesion layer 40 that increases the adhesion force of the flow path forming member 42 to the substrate 21 is created by the adhesion layer creation process. When patterning is performed by dry etching using radicals, the flow path forming member 42 is lifted from the substrate 21 due to long-term use, which may lead to deterioration in reliability.

しかしながらプリンタヘッド９では、露光、現像液によるウエットエッチングにより高い精度で密着層４０がパターニングされ、またウエットエッチングにより余剰な部位が除去されることにより、密着層４０の脆弱化が十分に防止される。またこのようなウエットエッチングにより余剰な部位を除去して残る残渣４１が、窒素ガスと水素ガスとによる混合ガス又はアンモニアガスを用いたドライエッチングにより除去され、この窒素ガスと水素ガスとによる混合ガス又はアンモニアガスを用いたドライエッチングにおいては、密着層４０へのダメージを十分に防止し得、これによってもプリンタヘッド９では、密着層４０の脆弱化が防止される。 However, in the printer head 9, the adhesion layer 40 is patterned with high accuracy by exposure and wet etching with a developer, and excessive portions are removed by wet etching, so that the adhesion layer 40 is sufficiently prevented from being weakened. . Further, the residue 41 remaining after removing the surplus portion by such wet etching is removed by dry etching using a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas or ammonia gas, and this mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas is used. Alternatively, in the dry etching using ammonia gas, damage to the adhesion layer 40 can be sufficiently prevented, and this also prevents the adhesion layer 40 from being weakened in the printer head 9.

しかしてこのような窒素ガスと水素ガスとによる混合ガス又はアンモニアガスを用いたドライエッチングにおいては、水素原子成分、窒素原子成分を含むエッチングガスによるエッチングであり、このようなエッチングガスによるエッチングにおいては、酸素ラジカル、フッ素ラジカルによりエッチングする場合に比して、エッチング対象への過剰な作用を防止することができ、これにより密着層の脆弱化を確実に防止することができる。 In such dry etching using a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas or ammonia gas, etching is performed using an etching gas containing a hydrogen atom component and a nitrogen atom component. In etching using such an etching gas, Compared with the case of etching with oxygen radicals or fluorine radicals, it is possible to prevent an excessive effect on the etching target, thereby reliably preventing the adhesion layer from being weakened.

プリンタヘッド９では、さらにこのようにして作成された密着層４０の上層に流路形成部材４２が形成され、これによりこの流路形成部材４２とシリコン基板２１の密着力が密着層４０により十分に確保され、長期間使用しても基板２１からの流路形成部材４２の浮き上がりが有効に防止される。これによりプリンタヘッド９では、流路形成部材４２の浮き上がりを防止して信頼性を確保することができるようになされている。 In the printer head 9, the flow path forming member 42 is further formed on the adhesion layer 40 formed in this way, and thereby the adhesion force between the flow path forming member 42 and the silicon substrate 21 is sufficiently increased by the adhesion layer 40. The flow path forming member 42 is effectively prevented from being lifted from the substrate 21 even when used for a long time. As a result, the printer head 9 can ensure reliability by preventing the flow path forming member 42 from being lifted.

（３）実施例の効果
以上の構成によれば、密着層を作成する工程において、少なくとも水素原子成分及び窒素原子成分を含むエッチングガスにより密着層の材料をエッチングするドライエッチング工程を設けることにより、流路形成部材の浮き上がりを防止して信頼性を確保することができる。 (3) Effect of Example According to the above configuration, in the step of creating the adhesion layer, by providing a dry etching step of etching the material of the adhesion layer with an etching gas containing at least a hydrogen atom component and a nitrogen atom component, The flow path forming member can be prevented from being lifted and reliability can be ensured.

すなわち露光、現像液による現像によるパターニング工程により密着層をパターニングした後、少なくとも水素原子成分及び窒素原子成分を含むエッチングガスにより密着層の材料をエッチングして残渣を除去することにより、流路形成部材の浮き上がりを防止して信頼性を確保することができる。 That is, after patterning the adhesion layer by a patterning process by exposure and development with a developer, the flow path forming member is removed by etching the material of the adhesion layer with an etching gas containing at least a hydrogen atom component and a nitrogen atom component to remove the residue. It is possible to ensure the reliability by preventing the lifting.

またこのドライエッチング工程が、水素ガス及び窒素ガスの混合ガス、又はアンモニアガスを用いたドライエッチングであることにより、具体的にエッチングガスを適用して、流路形成部材の浮き上がりを防止して信頼性を確保することができる。 In addition, since this dry etching process is a dry etching using a mixed gas of hydrogen gas and nitrogen gas, or ammonia gas, the etching gas is specifically applied to prevent the flow path forming member from being lifted and reliable. Sex can be secured.

また密着層の材料が、感光性アクリル系樹脂であることにより、このようなエッチングガスによるドライエッチング工程により、流路形成部材の浮き上がりを防止して信頼性を確保することができる。 Further, since the material of the adhesion layer is a photosensitive acrylic resin, the flow path forming member can be prevented from being lifted and reliability can be ensured by such a dry etching process using an etching gas.

この実施例においては、感光性アクリル樹脂による密着層に代えて、ポリエーテルアミド樹脂により密着層を作成する。なおこの実施例においては、密着層の材料が異なる点、さらには密着層に関連する作成工程が異なる点を除いて、実施例１に係るプリンタヘッドと同一に構成されることにより、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。 In this embodiment, the adhesion layer is made of polyetheramide resin instead of the adhesion layer of photosensitive acrylic resin. In this embodiment, except that the material of the adhesion layer is different and the production process related to the adhesion layer is different, the printer head according to the first embodiment is configured in the same manner, so that the corresponding reference numerals are used. A duplicate description is omitted.

すなわち図１１（Ａ）に示すように、プリンタヘッド４９は、シリコン基板２１上にＭＯＳ型によるトランジスタ２３、２４が作成され、絶縁層２５により絶縁されて１層目の配線パターン２７が作成される。また続いてタンタルによる発熱素子３１が作成された後、２層目の配線パターン３５が作成される。また続いて発熱素子３１の上層に絶縁保護層３６、耐キャビテーション層３７が順次形成される。 That is, as shown in FIG. 11A, in the printer head 49, MOS transistors 23 and 24 are formed on the silicon substrate 21, and the first wiring pattern 27 is formed by being insulated by the insulating layer 25. . Subsequently, after the heating element 31 made of tantalum is created, a second-layer wiring pattern 35 is created. Subsequently, an insulating protective layer 36 and an anti-cavitation layer 37 are sequentially formed on the heating element 31.

続いてプリンタヘッド４９は、スピンコート法によりポリエーテルアミド樹脂による密着層材料層５０が膜厚０．５〜２．０〔μｍ〕によりシリコン基板２１上に形成され、その後、９０〜１００度による２０〜３０分間のプリベーク、２５０度による１時間のベークが順次実施される。 Subsequently, in the printer head 49, an adhesion layer material layer 50 made of a polyether amide resin is formed on the silicon substrate 21 by a spin coating method with a film thickness of 0.5 to 2.0 [μm], and then at 90 to 100 degrees. Pre-baking for 20 to 30 minutes and baking for 1 hour at 250 degrees are sequentially performed.

続いてプリンタヘッド４９は、窒素ガスと水素ガスとによる混合ガス又はアンモニアガスを用いたドライエッチングによりこの密着層材料層５０が選択的にエッチング処理され、これにより密着層５１がパターニングされる。 Subsequently, in the printer head 49, the adhesion layer material layer 50 is selectively etched by dry etching using a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas or ammonia gas, whereby the adhesion layer 51 is patterned.

具体的にプリンタヘッド４９は、図１１（Ｂ）に示すように、耐エッチングマスクとなる有機系樹脂によるフォトレジストが密着層材料層５０上に塗布された後、露光現像工程によりフォトレジスト５２がパターニングされ、このフォトレジスト５２により密着層を形成する領域がマスクされる。 Specifically, as shown in FIG. 11B, the printer head 49 is formed by applying a photoresist made of an organic resin serving as an etching resistant mask onto the adhesion layer material layer 50, and then exposing and developing the photoresist 52 by an exposure and development process. Patterning is performed, and a region for forming an adhesion layer is masked by the photoresist 52.

プリンタヘッド４９は、続いて図１２（Ｃ）に示すように、ドライエッチング装置に搭載された後、窒素ガスと水素ガスとによる混合ガス又はアンモニアガスの雰囲気によりエッチング処理が実行される。この処理において、プリンタヘッド４９は、窒素ガスと水素ガスとが励起されて、又はアンモニアガスが励起されて、活性な水素原子、ＮＨラジカル等を含むプラズマ流が生成され、これにより水素原子成分、窒素原子成分を含むエッチングガスが生成される。またこのようなエッチングガスであるプラズマ流がシリコン基板２１に照射され、これによりプラズマ中の活性な水素原子、ＮＨラジカルにより余剰な部位のポリエーテルアミド樹脂層５０が還元されて除去される。 Subsequently, as shown in FIG. 12C, the printer head 49 is mounted in a dry etching apparatus, and then an etching process is performed in an atmosphere of a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas or ammonia gas. In this process, the printer head 49 is excited with nitrogen gas and hydrogen gas or ammonia gas to generate a plasma flow containing active hydrogen atoms, NH radicals, etc. An etching gas containing a nitrogen atom component is generated. Moreover, the plasma flow which is such an etching gas is irradiated to the silicon substrate 21, whereby the polyetheramide resin layer 50 in an excessive portion is reduced and removed by active hydrogen atoms and NH radicals in the plasma.

このときプリンタヘッド４９は、図１３に示すように、プラズマ中の窒素原子成分によりフォトレジスト５２から一部の炭素原子等が還元され、この還元された化合物（ＣＮ等）がポリエーテルアミド樹脂層５０の側壁面に堆積する。プリンタヘッド４９では、この堆積した化合物がドライエッチングに対する側壁面の保護層として機能し、これによりポリエーテルアミド樹脂層５０の側壁面に殆どダメージを与えないようにすることができる。 At this time, as shown in FIG. 13, the printer head 49 reduces some of the carbon atoms and the like from the photoresist 52 by the nitrogen atom component in the plasma, and the reduced compound (CN or the like) is converted into a polyetheramide resin layer. Deposit on 50 sidewall surfaces. In the printer head 49, the deposited compound functions as a protective layer on the side wall surface against dry etching, and thereby the side wall surface of the polyetheramide resin layer 50 can be hardly damaged.

これによりこのドライエッチングによれば、高い精度により密着層５１がパターニングされ、また密着層５１へのダメージを十分に防止し得、これによりプリンタヘッド４９では、基板２１との界面における脆弱化が防止され、密着層５１の劣化が防止される。なお実験した結果によれば、窒素ガスと水素ガスとによる混合ガス又はアンモニアガスの何れを用いた場合でも、所望のほぼ垂直な断面形状により密着層５１の側壁面を作成することができた。またこの場合、フォトレジスト５２には、フェノールノボラック樹脂を骨格高分子とするノボラック系ポジ型レジストを適用した。またドライエッチング処理において、電源電力は、１００〜５００〔Ｗ〕であり、窒素ガス流量及び水素ガス流量は、それぞれ２５及び７５〔ｓｃｃｍ〕に設定したのに対し、アンモニアガス流量は、３０〜１００〔ｓｃｃｍ〕に設定した。因みにノボラック系ポジ型レジストは、露光を受けた部位が反応により現像液に溶解されるものであり、現像液による膨潤、変形が少なく、かつ高い解像度とドライエッチング耐性とを有することが知られている。 As a result, according to this dry etching, the adhesion layer 51 can be patterned with high accuracy, and damage to the adhesion layer 51 can be sufficiently prevented, thereby preventing the printer head 49 from becoming weak at the interface with the substrate 21. Thus, deterioration of the adhesion layer 51 is prevented. According to the experimental results, the side wall surface of the adhesion layer 51 can be formed with a desired substantially vertical cross-sectional shape regardless of whether a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas or ammonia gas is used. In this case, a novolac positive resist having a phenol novolac resin as a skeleton polymer was applied to the photoresist 52. Further, in the dry etching process, the power supply power is 100 to 500 [W], the nitrogen gas flow rate and the hydrogen gas flow rate are set to 25 and 75 [sccm], respectively, whereas the ammonia gas flow rate is 30 to 100. [Sccm] was set. By the way, the novolak positive resist is known in that the exposed part is dissolved in the developer by the reaction, is less swollen and deformed by the developer, and has high resolution and dry etching resistance. Yes.

このようにして密着層５１が形成されると、プリンタヘッド４９は、続いて図１２（Ｄ）に示すように、フォトレジスト５２が除去され、また続いて図１４（Ｅ）に示すように、実施例１について説明したと同様に流路形成部材４２が形成される。また続いて図１に示すように、ノズルプレート４３が積層され、これによりプリンタヘッド４９は、ノズル１３、インク液室２０、このインク液室２０にインクを導くインク流路１１等が形成されて作成される。 When the adhesion layer 51 is formed in this way, the printer head 49 subsequently removes the photoresist 52 as shown in FIG. 12 (D), and then continues as shown in FIG. 14 (E). The flow path forming member 42 is formed in the same manner as described in the first embodiment. Subsequently, as shown in FIG. 1, the nozzle plate 43 is laminated so that the printer head 49 has the nozzle 13, the ink liquid chamber 20, the ink flow path 11 that guides ink to the ink liquid chamber 20, and the like. Created.

これによりこの実施例のように、水素原子成分及び窒素原子成分を含むエッチングガスによるドライエッチング工程により密着層の材料をエッチングして密着層を直接パターニングするようにしても、実施例１と同様の効果を得ることができる。 As a result, as in this example, even if the material of the adhesion layer is etched by a dry etching process using an etching gas containing a hydrogen atom component and a nitrogen atom component, and the adhesion layer is directly patterned, the same as in Example 1 An effect can be obtained.

またこのように密着層を直接パターニングする処理において、マスクと窒素原子成分との反応物により密着層の材料層に保護層を形成しながら密着層をエッチングすることにより、密着層の側壁面へのダメージを緩和することができ、これによっても流路形成部材の浮き上がりを防止して信頼性を確保することができる。 Further, in the process of directly patterning the adhesion layer in this way, by etching the adhesion layer while forming a protective layer on the material layer of the adhesion layer by the reaction product of the mask and the nitrogen atom component, Damage can be alleviated, and this can also prevent the flow path forming member from rising and ensure reliability.

なお上述の実施例においては、感光性アクリル樹脂、ポリエーテルアミド樹脂により密着層を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の有機系樹脂を広く適用することができる。 In the above-described embodiments, the case where the adhesion layer is formed from a photosensitive acrylic resin or polyether amide resin has been described. However, the present invention is not limited to this, and various organic resins can be widely applied.

また上述の実施例においては、感光性アクリル樹脂又はポリエーテルアミド樹脂による密着層のパターニングに本発明を適用する場合について述べたが、上述の実施例に係る加工方法にあっては、種々の有機系樹脂をパターニングする場合にも広く適用することができる。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the patterning of the adhesion layer using the photosensitive acrylic resin or the polyetheramide resin has been described. However, in the processing method according to the above-described embodiment, various organic materials are used. The present invention can also be widely applied when patterning a system resin.

また上述の実施例においては、本発明をプリンタヘッドに適用してインク液滴を飛び出させる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、インク液滴に代えて液滴が各種染料の液滴、保護層形成用の液滴等である液体吐出ヘッド、さらには液滴が試薬等であるマイクロディスペンサー、各種測定装置、各種試験装置、液滴がエッチングより部材を保護する薬剤である各種のパターン描画装置等に広く適用することができる。 In the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to a printer head to eject ink droplets has been described. However, the present invention is not limited to this, and instead of ink droplets, the droplets are liquids of various dyes. Droplets, liquid discharge heads that are droplets for forming a protective layer, etc., microdispensers where the droplets are reagents, various measuring devices, various test devices, and various types of droplets that are agents that protect members from etching The present invention can be widely applied to pattern drawing apparatuses and the like.

本発明は、液体吐出ヘッドの製造方法、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関し、例えばサーマル方式によるインクジェットプリンタに適用することができる。 The present invention relates to a method of manufacturing a liquid discharge head, a liquid discharge head, and a liquid discharge apparatus, and can be applied to, for example, a thermal inkjet printer.

本発明の実施例１に係るプリンタに適用されるプリンタヘッドを示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a printer head applied to a printer according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例１に係るプリンタを示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating a printer according to a first embodiment of the invention. 図２のプリンタヘッドにおけるヘッドチップの配列構成を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing an arrangement configuration of head chips in the printer head of FIG. 2. 図１のプリンタヘッドの作成工程の説明に供する断面図である。It is sectional drawing with which it uses for description of the preparation process of the printer head of FIG. 図４の続きを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the continuation of FIG. 図５の続きを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the continuation of FIG. 図６の続きを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the continuation of FIG. 図７の続きを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the continuation of FIG. 図８の続きを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the continuation of FIG. 図９の続きを示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a continuation of FIG. 9. 本発明の実施例２に係るプリンタに適用されるプリンタヘッドの作成工程の説明に供する断面図である。It is sectional drawing with which it uses for description of the production process of the printer head applied to the printer which concerns on Example 2 of this invention. 図１１の続きを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the continuation of FIG. 密着層のパターニングの説明に供する断面図である。It is sectional drawing with which it uses for description of the patterning of a contact | glue layer. 図１２の続きを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the continuation of FIG. 従来のプリンタヘッドにおける密着層のパターニングの説明に供する断面図である。It is sectional drawing with which it uses for description of the patterning of the contact | adherence layer in the conventional printer head.

Explanation of symbols

１……プリンタ、９、４９……プリンタヘッド、１１……インク流路、２０……インク液室、２１……基板、３１……発熱素子、４０、５１……密着層、４２……流路形成部材、４３……ノズルプレート、５２……フォトレジスト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printer, 9 and 49 ... Printer head, 11 ... Ink flow path, 20 ... Ink liquid chamber, 21 ... Substrate, 31 ... Heating element, 40, 51 ... Adhesion layer, 42 ... Flow Path forming member, 43 …… Nozzle plate, 52 …… Photoresist

Claims

In a method of manufacturing a liquid discharge head that heats a liquid held in a liquid chamber by driving a heating element to eject the liquid droplets from a predetermined nozzle,
By the adhesion layer creating step, the adhesion force to the substrate of the flow channel forming member for forming the liquid chamber and the flow channel for guiding the liquid to the liquid chamber is increased on the substrate on which the heat generating element is created. An adhesion layer is formed by patterning according to the shape of the flow path forming member,
The adhesive layer forming step may have a dry etching process for etching the material of the adhesion layer by an etching gas containing at least hydrogen atom component and a nitrogen atom components,
The material of the adhesion layer is an organic resin material,
Etching the material of the adhesion layer by the dry etching step is a process of patterning the adhesion layer according to the shape of the flow path forming member using a mask of an organic resin material according to the shape of the flow path forming member,
The dry etching process includes
A method of manufacturing a liquid discharge head, comprising etching the adhesion layer while forming a protective layer on a material layer of the adhesion layer by a reaction product of the mask and the nitrogen atom component .

The adhesion layer creating step includes
Having a patterning step of patterning the adhesion layer;
2. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the etching of the material of the adhesion layer by the dry etching process is removal of a residue by the material of the adhesion layer remaining on the substrate by the patterning process. Method.

The method of manufacturing a liquid discharge head according to claim 1, wherein the dry etching step is dry etching using a mixed gas of hydrogen gas and nitrogen gas, or ammonia gas.

The method for manufacturing a liquid discharge head according to claim 1, wherein the material of the adhesion layer is a photosensitive acrylic resin.

The method for manufacturing a liquid discharge head according to claim 1, wherein the material of the adhesion layer is a polyetheramide resin.

In the liquid discharge head that heats the liquid held in the liquid chamber by driving the heating element and ejects the liquid droplets from the predetermined nozzle,
A substrate on which the heating element is formed ;
A flow path forming member that forms a flow path for guiding the liquid to the liquid chamber on the substrate;
Formed by patterning according to the shape of the flow path forming member, formed by dry etching in which a material is etched with an etching gas containing at least a hydrogen atom component and a nitrogen atom component, and the flow path forming member adheres to the substrate An adhesion layer that increases force,
With
The material of the adhesion layer is an organic resin material,
Etching the material of the adhesion layer by the dry etching is a process of patterning the adhesion layer according to the shape of the flow path forming member using a mask of an organic resin material according to the shape of the flow path forming member,
The material layer of the adhesion layer is
A liquid discharge head comprising: a protective layer formed by a reaction product of the mask and the nitrogen atom component by the dry etching .

In a liquid discharge apparatus for heating a liquid held in a liquid chamber by driving a heating element by using a liquid discharge head to discharge liquid droplets from a predetermined nozzle and attaching the liquid droplets to an object.
A substrate on which the heating element is formed ;
A flow path forming member that forms a flow path for guiding the liquid to the liquid chamber on the substrate;
Formed by patterning according to the shape of the flow path forming member, formed by dry etching in which a material is etched with an etching gas containing at least a hydrogen atom component and a nitrogen atom component, and the flow path forming member adheres to the substrate An adhesion layer that increases force,
With
The material of the adhesion layer is an organic resin material,
Etching the material of the adhesion layer by the dry etching is a process of patterning the adhesion layer according to the shape of the flow path forming member using a mask of an organic resin material according to the shape of the flow path forming member,
The material layer of the adhesion layer is
A liquid discharge apparatus comprising: a protective layer formed by a reaction product of the mask and the nitrogen atom component by the dry etching .