专利名称：液体喷头的制造方法
技术领域：
本发明涉及能够简化制造工序的可靠性良好的液体喷头的制造方法。
另外，在本说明书中，所谓「打印」不仅是形成文字、图形等有意信息的情况，还泛指无论有意无意，或者无论是否是人能够视觉感观那样显著存在，在打印媒体上形成图像、花纹、图形等或者进行媒体加工的情况。另外，所谓「打印媒体」不仅是在一般的打印装置中使用的纸张，还泛指布、塑料片、金属板等，以及玻璃、陶瓷、木材、皮革等能够吸收墨水的材料。进而，所谓「墨水」(有时也称为「液体」)应该与上述「打印」的定义同样广泛解释，指的是通过提供到打印媒体上，能够供给图像、花纹、图形等的形成或者打印媒体的加工，或者墨水的处理(例如提供给打印媒体的墨水中的色材的凝固或者不熔化)的液体，包括与打印有关而使用的所有液体。
背景技术：
作为现有技术的在特开昭54-51837号公布中公开的喷墨打印方法在使热能作用在液滴上得到液滴喷出的原动力这一点上具有与其它的喷墨打印方法不同的特征。即，该喷墨打印方法伴随着加热产生的气化使受到热能作用的液体发生气泡，通过伴随着该气泡生长的膨胀力从打印头的喷出口将打印媒体喷射液滴，在打印媒体上打印文字或者图像预定的图像信息。在该喷墨打印方法中使用的喷墨头一般具备用于喷出液体的喷出口、供给用于通过该喷出口喷射的液体的液体室、配置在该液体室中发生用于从喷出口喷射液滴的热能的喷出热能发生单元、保护该喷出热能发生单元使得不受液体影响的保护层、用于把由喷出热能发生单元喷出的热能进行蓄热的蓄热层。
另外，在特开平10-13849号公报中，公开了与上述打印头的液体室连通，通过各向异性腐蚀形成用于向该液体室供给液体的液体供给口的方法，在特开平10-181032号公报中，还公开了使用替换层高精度地形成液体供给口的方法。在该特开平10-181032号公报中，进行高精度腐蚀时替换层执行的具体过程例如记载在图1～图3以及与其说明有关的第1实施形态中。
如果参照图27～图34，根据在特开平10-181032号公报中公开的技术说明这种以往打印头中的喷墨供给口的制造顺序的一个例子，则使硅基板1的表面热氧化形成SiO2层2，进而，在层2的上面通过减压CVD法沉积Si3N4层3(参照图27)。接着，使得该Si3N4层3仅残留在后述的替换层4的形成部分附近那样进行构图。这时，通过构图时的腐蚀把在硅基板1的背面沉积的Si3N4层3全部去除(参照图28)。接着，把该硅基板1进一步热氧化，进而生长SiO2层2。这时，位于构图了的Si3N4层3正下方的部分不被氧化，仅选择地氧化位于其两侧的SiO2层2，增大没有被Si3N4层3覆盖的部分的SiO2层2的厚度。然后，用腐蚀去除Si3N4层3(参照图29)。接着，为了形成多晶硅的替换层4，通过构图去除形成了Si3N4层3的膜厚较薄的SiO2层2的部分，在该去除部分中形成多晶硅的替换层4(参照图30)。然后，以通过减压CVD法调整了应力的Si3N4形成包围该替换层4的腐蚀阻挡层5，在该表面的整个面上用磷酸硅酸盐玻璃(PSG)层6覆盖(参照图31)。进而，在该PSG层6上通过等离子CVD法形成第2SiO2层7(参照图32)，把该SiO2层7和PSG层6构图，通过等离子CVD法在其表面的整个面上形成面临腐蚀阻挡层5的第2Si3N4层8(参照图33)。然后，通过各向异性腐蚀形成从硅基板1的背面一侧到替换层4的液体供给口9(参照图34)。
在特开2003-136492号中公开了用多晶硅形成替换层，进而如果用与驱动电路的MOS晶体管的栅极电极的成膜工序或者腐蚀工序相同的工序进行该替换层的形成，则不需要替换层专用的掩模。
但是，通常由于多晶硅膜的电阻率高，在用作为晶体管栅极电极的情况下需要掺入杂质等降低电阻率。另一方面，多晶硅由于如果掺入杂质则具有腐蚀速度降低的倾向，因此作为腐蚀速度比要进行腐蚀的材料快的替换层材料难以使用多晶硅。为此，即使是相同的多晶硅，但如果要用相同的材料形成电极材料和替换层，则虽然可能节省工序，但是电极、替换层的一方或者双方的性能下降，不能够简单地直接使用。
进而，当在栅极电极等布线层上设置PSG层时，由于PSG层有时被腐蚀液溶解，因此存在不适于作为耐腐蚀层的情况。例如，作为把通过液体供给口9从基板下方供给的液体向基板上方供给的工序之一，从图32～图33腐蚀PSG层6的预定部分，这时，如果没有单独设置覆盖替换层4的腐蚀阻挡层5，则成为替换层4直接暴露在腐蚀液中的状态。
以往，为了避免这样的问题，在替换层4与PSG层6之间设置用Si3N4形成的腐蚀阻挡层5。因此，在液滴供给口周围的构造中，在布线电极上设置了PSG层的情况下，通过在设置PSG层之前预先形成作为由氮化硅构成的腐蚀阻挡层的耐腐蚀层，进行对于多晶硅的替换层4不产生腐蚀影响的PSG层的腐蚀。
另外，由氮化硅构成的耐腐蚀层在通过减压CVD法形成时由于需要加热到预定的温度，因此作为与布线层同一个工序形成的替换层能够使用多晶硅。
从而，在现有的结构中，并没有发现在各个基板上均匀地维持从晶片大量获得的每个基板的替换层的形状的同时，谋求缩短作业工序的制造方法。
发明内容
本发明的目的在于在从基板的背面一侧进行腐蚀从而形成贯通绝缘层的液体供给口的工序之前，根据液体供给口的形成位置而在基板的表面上预先形成比基板更早的进行腐蚀的替换层、以及连接到该替换层的至少上表面上阻挡腐蚀进程的腐蚀阻挡层的液体喷头的制造方法中，提供简化其制造工序的同时以高精度得到可靠性高的液体喷头的方法。
能够实现该目的的本发明的液体喷头的制造方法是具备基板的液体喷头的制造方法，其中，该基板具有用于从喷出口喷出液体的喷出能量发生单元；在该喷出能量发生单元的下层经过绝缘层设置的用于驱动该喷出能量发生单元的驱动元件；使该驱动元件与上述喷出能量发生单元导通，由以铝为主要成分的材料构成的电极布线部分；在上述绝缘层上形成以便覆盖上述喷出能量发生单元的保护层；贯通状态的液体供给口，该制造方法的特征在于具备在形成上述电极布线部分时使用与上述电极布线部分相同的材料在上述液体供给口的形成位置形成替换层的工序；形成覆盖上述替换层，对于腐蚀液具有耐腐蚀性的耐腐蚀层的工序；从与形成了上述喷出能量发生单元的面相反一侧的面露出上述替换层为止用上述腐蚀液腐蚀上述基板的工序；进而进行腐蚀去除上述替换层，使成为上述液体供给口的部分的上述耐腐蚀层露出的工序；去除该露出的耐腐蚀层后在上述基板上形成上述液体供给口的工序。
如果依据本发明的液体喷头的制造方法，则省略用于形成替换层的单独的工序，能够同时进行用于形成该替换层的工序与用于形成电极布线部分的工序一起，同时能够以高精度得到可靠性高的液体喷头。
在本发明的液体喷头的制造方法中，能够用与电极布线部分相同的材料，例如以铝为主要成分的材料形成替换层。这种情况下，能够在各个基板部分均匀性维持替换层的形状的同时，谋求缩短作业工序。
作为构成绝缘层的材料能够使用氧化硅，作为形成保护层的材料能够使用氮化硅。这种情况下，即使把耐腐蚀层形成薄膜状态其可靠性也很高，能够进一步提高各向异性腐蚀时的成品率。
驱动元件是晶体管，电极布线部分能够包括该晶体管的源极以及漏极。
能够形成耐腐蚀层使得包围替换层的上表面和侧面，进而能够使用与绝缘层或者保护层相同的材料并且在与它们相同的工序中形成。这种情况下，能够通过等离子CVD法形成为具有3×108dyn/cm2以下的残余应力，或者能够通过等离子CVD法形成为使得在两层构造中残留拉伸应力和压缩应力。
喷出能量发生单元可以具有发生用于使液体产生膜沸腾后从喷出口喷出液体的热能的电热变换体。
液体喷头还具备形成在基板的绝缘层上，与该绝缘层之间构成液体室的同时形成了与该液体室连通的喷出口的上板构件，本发明的液体喷头的制造方法还能够具备在保护层上形成与液体室相对应形状的第1树脂层的工序；在第1树脂层上形成与上板构件相对应形状的第2树脂层的工序；从第2树脂层去除与喷出口相对应的部分的工序；在上板构件形成以后去除第1树脂层的工序。
本发明的上述以及其它目的、效果、特征以及优点将通过与附图相关联列举的以下的实施例的说明中进一步明确。
图1是示出构成本发明第1实施形态中的打印头的主要部分的打印元件基板的外观的斜视图。
图2是示出本发明第1实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图3是示出本发明第1实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图4是示出本发明第1实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图5是示出本发明第1实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图6是示出本发明第1实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图7是示出本发明第1实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图8是示出本发明第1实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图9是示出本发明第1实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图10是示出本发明第2实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图11是示出本发明第2实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图12是示出本发明第2实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图13是示出本发明第2实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图14是示出本发明第3实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图15是示出本发明第3实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图16是示出本发明第3实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图17是示出本发明第3实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图18是示出本发明第3实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图19是示出本发明第4实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图20是示出本发明第4实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图21是示出本发明第4实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图22是示出本发明第4实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图23是示出本发明第4实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图24是示出本发明第4实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图25是示出本发明第4实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图26是示出本发明第4实施形态中的打印头的制造过程的打印元件基板的剖面图。
图27是示出现有的打印头中的打印元件基板的制造过程的剖面图。
图28是示出现有的打印头中的打印元件基板的制造过程的剖面图。
图29是示出现有的打印头中的打印元件基板的制造过程的剖面图。
图30是示出现有的打印头中的打印元件基板的制造过程的剖面图。
图31是示出现有的打印头中的打印元件基板的制造过程的剖面图。
图32是示出现有的打印头中的打印元件基板的制造过程的剖面图。
图33是示出现有的打印头中的打印元件基板的制造过程的剖面图。
图34是示出现有的打印头中的打印元件基板的制造过程的剖面图。
具体实施例方式
本发明的特征在于把以铝为主要成分的材料使用于替换层以及设置于PSG层的上层、发热电阻层的下层的布线中。
本发明中，作为构成替换层以及布线层的材料能够使用铝，而作为构成替换层以及布线层的材料不能够使用多晶硅。作为其理由能够举出以下4点。即，1.通常，多晶硅由于电阻率高，因此在用作为晶体管的栅极电极的情况下，为了做成布线电阻层需要掺入杂质等而降低电阻率。
2.作为替换层，在把四甲铵ヒドロキシド(TMAH)用作为各向异性腐蚀液时，对于TMAH要腐蚀的主要目标的材料的各向异性腐蚀速度，必须加快由该TMAH各向同性腐蚀的速度。但是，如果掺入杂质则腐蚀速度具有降低的倾向。
3.从以上的1以及2的理由出发，在多晶硅中，从在布线层以及替换层中所需的腐蚀速度的观点出发由于其要求相反，因此作为布线层以及替换层不能够用同一个工序成膜。
4.由于铝的电阻率低，另外，由作为各向异性腐蚀液的TMAH进行的腐蚀速度快，因此即使用作为布线层和替换层的材料，也都不会产生性能的降低。
在本发明中，作为替换层，使用与设置于PSG层的上层、发热电阻层的下层的布线材料相同的材料，而作为其理由，能够举出以下2点。即，1.在成为栅极电极的布线层上具有PSG层，该层由于不适合用作为耐腐蚀掩模，因此在不腐蚀多晶硅替换层而进行PSG层的腐蚀时，需要严格作业条件下的管理。特别是，在进行从一片芯片切割出多个基板的情况下，以均匀的形状保留各基板中的替换层是非常困难的。
2.发热电阻层的材料由于起到耐腐蚀层的作用，因此还需要新设置不使其在替换层的下层残留这样的构图工序。
另外，在本发明中，作为以铝为主要成分的布线材料，除去包括铝的纯度100％的材料以外，还包括使铝中含有1％～5％的硅，即所谓的Al-Si合金或者使铝中含有铜的Al-Cu合金等。
参照图1～图26详细地说明本发明的液体喷头的制造方法有关的实施形态，而本发明不限于这样的实施形态，在记载于权利要求的范围内的应该包含在本发明的概念中的其它技术中也能够应用。
图1示出第1实施形态中的打印头的打印元件基板10的剖面构造。打印元件基板10在厚度0.5mm～1mm的硅基板11上使用成膜技术形成了喷出能量发生单元、液体室、喷出口等。
在硅基板11上形成贯通该硅基板的长孔形的液体供给口12。在该液体供给口12的两侧，在相互错开半个孔的状态下形成沿着液体供给口12的长度方向以预定间隔排列的多个电热变换体13，构成喷出能量发生单元。在硅基板11上，除去这些电热变换体13以外，还通过成膜技术形成用于进行电热变换体13与打印机主体一侧的电连接的电极端子14以及用铝等形成的未图示的电布线等，经过这些电极端子14从未图示的驱动IC提供对于电热变换体13的驱动信号，同时，驱动电力供给到该电热变换体13上。
在硅基板11上，形成具有经过与液体供给口12连通的液体室15分别与电热变换体13正对的多个喷出口16的上板构件17。即，在该上板构件17与硅基板11之间形成与液体供给口12和各个液体室15连通的液体流路，与喷出口16相同，用光刻技术与上板构件17一起形成这些液体流路。
从液体供给口12供给到各个液体室15内的液体通过在相对应的液体室15内的电热变换体13上提供驱动信号，从而伴随着电热变换体13的发热而沸腾，由此通过所发生的气泡的压力从喷出口16喷出。
参照图2～图9说明这种打印元件基板10的制造过程。首先，准备晶体面方位为<100>，厚度625μm的P型硅基板11，把其表面热氧化，形成0.01μm～0.05μm膜厚的SiO2层19(与图27中的符号2相对应)。进而，在其上面通过减压CVD法沉积0.1μm～0.3μm膜厚的Si3N4层(与图27中的符号3相对应)。把该Si3N4层3构图使得仅残留形成替换层20的部分(参照图28)。通过该构图时的腐蚀，把形成在硅基板11背面的Si3N4层3全部去除。从该状态出发，通过把硅基板11再次热氧化，使得再次生长SiO2层19，从0.6μm成为1.1μm的膜厚。这时，被构图了的Si3N4层3覆盖的SiO2层19的正下方的硅基板11的部分由于并没有受到多少热氧化，因此不存在Si3N4层3的硅基板11的区域选择性地接受氧化，与用Si3N4层3覆盖的部分相比较其膜厚增大。然后，通过腐蚀去除构图了的Si3N4层3(参照图2)。
接着，用多晶硅形成向电热变换体13供给驱动电力的驱动晶体管源极21、漏极22和栅极电极23。这种情况下，源极21以及漏极22通过离子注入法，把例如砷离子加速注入到硅基板11的预定位置使得其贯通SiO2层19以后，进行热处理使得通过在硅基板11内扩散而形成在SiO2层19的下侧，栅极电极23通过构图而形成在SiO2层19的上面(参照图2)接着，通过SiO2层19的构图以及腐蚀形成对于驱动晶体管的源极电极21以及漏极电极22的接触开口部分24的同时，形成开口部分25，使得在形成替换层20的部分中的SiO2层19的部分中也相同(参照图3)。在该开口部分25中成为硅基板11的表面露出的状态。
接着，用以铝为主要成分的导电材料，例如Al-Si通过构图形成电极布线层26使得导通到接触开口部分24，完成用于驱动电热变换体13的驱动晶体管。与此同时，在开口部分25中形成使用了与电极布线层26相同材料的替换层20。该替换层20由于使用与电极布线层26相同的材料，因此能够用与该电极布线层26的形成工序相同的工序同时形成，能够省略用于形成替换层的独立的工序。
接着，在它们的上面通过等离子CVD法沉积膜厚1.0μm～1.8μm的SiO2的绝缘层27。该绝缘层27成为电极布线层26的层间膜。
然后，从该绝缘层27的表面进行第1通孔28的构图以及腐蚀。该第1通孔28的深度设定成没有到达电极布线层26以及替换层20的深度。在该第1通孔28当中，对于与导通到驱动晶体管的漏极电极22的电极布线层26以及替换层20相对形成的第1通孔28，进行第2通孔29的构图以及腐蚀，使导通到漏极电极22的电极布线层26以及替换层20露出。
然后，使用与电热变换体13相同的材料，即使用TaN，TaSi3N4等，通过溅射在第1通孔28以及第2通孔29的内壁以及从第2通孔29露出的电极布线层26以及替换层20的表面上形成埋入布线层30的基底处理层31以及腐蚀阻挡层32。该基地处理层31以及腐蚀阻挡层32用于与绝缘层27的粘接性的提高，而在例如使用铜通过电镀法形成埋入布线层23以及埋入层33的情况下，还能够起到电极的作用。或者，还能够使用铝等通过溅射形成埋入布线层30以及埋入层33。
这样，由于能够使得腐蚀阻挡层32使用与基底处理层31相同的材料，因此能够用与基底处理层31的形成工序相同的工序同时形成腐蚀阻挡层32，能够省略用于形成腐蚀阻挡层32的独立的工序。
在形成了基底处理层31以及腐蚀阻挡成膜32的第1通孔28以及第2通孔29内同时形成了埋入布线层30以及埋入层33以后，通过CMP法把表面整体进行研磨形成平坦面34(参照图5)。
接着，通过构图以0.02μm到0.1μm的膜厚形成作为电热变换体13的TaN或者TaSi3N4使得跨过埋入层33，进而，通过等离子CVD法用Si3N4形成第1保护层35，进而，经过该第1保护层35通过构图形成第2保护层36使得覆盖电热变换体13(参照图6)。
然后，为了在硅基板11上形成液体供给口12，在硅基板11的背面涂敷成为各向异性腐蚀用掩模的树脂(未图示)，通过光刻形成所希望的图形。
接着，转移到上板构件17的形成中，在表面涂敷用于形成液体流路18以及液体室15的成为中子37的抗蚀剂，构图成预定的形状。
然后，在中子37的上面涂覆成为上板构件17的感光性环氧树脂，通过光刻构图成预定的形状，形成喷出口16。
接着，把TMAH用作为各向异性腐蚀液，从硅基板11的背面进行腐蚀，形成至替换层20的液体供给口12。该腐蚀从硅基板11的背面以55度的角度进行，直到用SiO2层19和腐蚀阻挡层32包围的替换层20。为了用该腐蚀液把替换层20各向同性腐蚀，液体供给口12如图7所示成为其上端与替换层20的形状相对应，朝向硅基板11的背面扩展成锥形的状态。
接着，用腐蚀去除了腐蚀阻挡层32和埋入层33以后，通过干腐蚀去除与液体供给口12面对的第1保护层35的部分(参照图8)，进而，通过腐蚀去除中子37，制造打印元件基板10(参照图9)。
这样，在制造打印元件基板10时，安全不需要为了形成替换层20以及腐蚀阻挡层32而新添加的工序，能够简化制造工序抑制制造成本的上升，在此基础上，能够在缩短节拍时间的同时形成高精度的液体供给口12。
在上述的实施形态中，为了形成液体供给口12而把替换层20进行腐蚀时，与该替换层20面对的绝缘层27的部分有可能被腐蚀液腐蚀而难以把液体供给口12维持为所希望的尺寸。因此，为了防止这种不理想状况，也可以用腐蚀阻挡层32覆盖替换层20。
参照图10～图13说明这种本发明的第2实施形态，在与前面的实施形态相同功能的部分上只是标注相同的符号而省略重复的说明。即，前面的实施形态中，腐蚀阻挡层32仅搭接到替换层20的上端面，而与此不同，在本实施形态中，腐蚀阻挡层32延伸到SiO2层19使得覆盖替换层20(参照图10)。由此，能够把绝缘层27对于替换层20完全地隔开。
从而，在图10所示的状态下，在从硅基板11的背面进行各向异性腐蚀形成到达替换层20的液体供给口12的情况下，由于绝缘层27用SiO2层19以及腐蚀阻挡层32从替换层20隔开，因此能够完全防止腐蚀液侵入到绝缘层27中(参照图11)。
然后，在用腐蚀去除了腐蚀阻挡层32和埋入层33以后，通过干腐蚀去除与液体供给口12面临的第1保护层35的部分(参照图12)，进而通过腐蚀去除中子37，制造打印元件基板10(参照图13)。
在上述的实施形态中，在基底处理层31的成膜工序时，与此同时使用相同的材料形成腐蚀阻挡层32，而在不需要生成基底处理层31的情况下，也能够在埋入布线层30的形成工序时，与此同时使用与埋入布线层30相同的材料形成腐蚀阻挡层。
其次，参照图14～图18说明本发明的第3实施形态，而为了避免冗长，仅说明液体供给口12的部分。另外，在这些图中，在与前面的实施形态相同功能的部分上标准与它们相同的符号。即，在硅基板11上形成SiO2层19，进而，在其上面通过常温CVD法形成了PSG层38以后，通过腐蚀同时去除形成液体喷出口12的部分的SiO2层19以及PSG层38，形成开口部分39，经过该开口部分39使硅基板11露出(参照图14)。
接着，使用铝-铜合金等在PSG层38的上面形成电极布线层26(参照图4)，进行预定的构图。在该阶段完成上述的驱动晶体管等驱动元件。
接着，使用SiO2，通过等离子CVD法沉积膜厚1.0μm～1.8μm的绝缘层27，进行预定的构图(参照图15)。
其次，通过溅射法，在绝缘层27上连续地沉积使用了TaN的膜厚0.02μm～0.1μm的电热变换体13(参照图6)，以及使用铝-铜合金等的膜厚0.1μm～0.8μm的未图示的电极层，进行预定的构图。与此同时，使用相同材质的材料在开口部分39中形成由电热变换体13以及电极层40构成的两层构造的替换层20(参照图16)。
接着，使用Si3N4形成等离子CVD法的保护层35(参照图6)。该保护层35由于具有腐蚀阻挡层32的功能，因此能够把其残余应力降低到例如3×108dyn/cm2以下。
在这样形成的保护层35在膜质或者阻挡有效性方面不适合用作为电热变换体13的保护层的情况下，通过采用具有拉伸应力和压缩应力的两层结构，能够确保作为保护层35的功能的同时确保作为腐蚀阻挡层32的性能。具体地讲，在通过等离子CVD法形成0.4μm膜厚的腐蚀阻挡层32的情况下，首先最初以0.2μm的膜厚形成具有拉伸应力的第1层，接着以0.2μm的膜厚形成具有压缩应力的第2层(参照图17)。
该腐蚀阻挡层32的沉积条件根据等离子CVD装置的性能而不同，例如通过调整加入在硅基板11上的电力，能够使内部残余应力从拉伸应力向压缩应力变化。即，由于仅通过在等离子CVD装置内放入硅基板11的状态下沉积条件的变更，进行腐蚀阻挡层32所具有的内部残余应力的调整，因此不需要添加新的工序。
然后，为了形成液体供给口12，在硅基板11的背面涂敷成为各向异性腐蚀的掩模的树脂，通过光刻技术形成所希望的图形。
另一方面，与前面的实施形态相同开始上板构件17的成形(参照图7)。
接着，使用TMAH从硅基板11的背面开始各向异性腐蚀，形成至替换层20的液体供给口12(参照图18)。这种情况下，在腐蚀阻挡后的腐蚀阻挡层32中没有发现发生气泡或者裂纹等。
最后，用干腐蚀去除腐蚀阻挡层32，进而去除中子37(参照图7)。
这样，不需要用于形成替换层20以及腐蚀阻挡层32的独立的工序，能够不使打印元件基板10的制造成本上升而得到良好尺寸精度的液体供给口12。
在上述的实施形态中，作为替换层20采用了电热变换体13以及电极层40，而也能够与第1实施形态相同，把电极布线层26利用为替换层20。
其次，参照图19～图26说明本发明的液体喷头的制造方法的第4实施形态，在这些图中，在与前面的实施形态相同功能的部分上标注与它们相同的符号。
这里说明的实施形态是把在与替换层20相同的工序中同时形成的电极布线26设置在作为PSG层38的上层(成膜以后)、电热变换体13(发热电阻层41)的下层(成膜之前)的构造的打印基板的制造顺序，把上述那样的PSG层构图以后能够用与替换层相同的工序形成布线层。
用与第1实施形态中的图1～图4相同的工序制造打印元件基板10以后，从该绝缘层27的表面通过构图形成第1通孔28(参照图19)。
接着，通过TaN溅射形成发热电阻层41，在其上部形成与发热电阻导通的电极层42(参照图20)。电极布线层26经过具有导电性的发热电阻层41与电极层42电导通。而且，通过构图把电极层42以及发热电阻层41形成为预定的图形，形成发热电阻部分43(参照图21)。
通过等离子CVD法用Si3N4形成具有作为腐蚀阻挡层功能的第1保护层35(参照图22)，进而经过该第1保护层35通过构图形成第2保护层36使得覆盖发热电阻部分43(参照图23)。
然后，为了在硅基板11上形成液体供给口12，在硅基板11的背面涂敷成为各向异性腐蚀用掩模的树脂(未图示)，通过光刻形成为所希望的图形。
接着，转移到上板构件17的形成，在表面涂敷用于形成液体流路18以及液体室15的成为中子37的抗蚀剂，构图成预定的形状。
然后，在中子37的上面涂敷成为上板构件17的感光性环氧树脂，通过光刻构图成预定形状，形成喷出口16(参照图24)。
接着，把TMAH用作为各向异性腐蚀液，从硅基板11的背面进行腐蚀形成至替换层20的液体供给口12。该腐蚀从硅基板11的背面以55.7度的角度进行，直到用SiO2层19包围的替换层20。由于用该腐蚀液把替换层20进行各向同性腐蚀，因此液体供给口12成为其上端与替换层20的形状相对应，朝向硅基板11的背面圆锥形扩展的状态(参照图25)。
接着，通过腐蚀去除了SiO2层19和第1保护层35以后，进而通过腐蚀去除中子37，制造打印元件基板10(参照图26)。
如果依据这样的实施形态，则由于在从基板的背面一侧进行腐蚀形成贯通绝缘层的液体供给口的工序之前，根据液体供给口的形成位置而在基板的表面预先形成比基板更早的进行腐蚀的替换层、以及至少与该替换层的上表面接触的阻挡腐蚀的进程的腐蚀阻挡层时，能够与形成电极布线部分的工序同时进行形成替换层的工序，因此不需要用于形成替换层的独立的工序，能够简化制造工序。特别是，在用与电极布线部分相同的材料，例如以铝为主要成分的材料形成了替换层的情况下，能够完全没有用于形成替换层的独立的工序。
在用与绝缘层以及保护层相同的材料、相同的工序形成了腐蚀阻挡层的情况下，能够完全不要用于形成腐蚀阻挡层的独立的工序，在此基础上，不需要形成该腐蚀阻挡层的保护层，能够进一步简化制造工序。
在由等离子CVD法把腐蚀阻挡层形成为3×108dyn/cm2以下的残余应力的情况下，或者由等离子CVD法把腐蚀阻挡层形成为使得在两层构造中残留拉伸应力和压缩应力的情况下，能够用可以进行各向同性腐蚀的以铝为主体的材料形成替换层，因此能够与形成电极布线部分的工序同时进行形成替换层的工序。
本发明详细叙述了理想的实施例，在不脱离本发明的情况下，能够在更广泛的解释内进行变更或者修正，这一点对于该领域中的熟练技术人员根据以上所述是很明确的，从而，包含属于本发明的本来精神的一切变更或者修正是附加的权利要求范围中的本发明。
权利要求
1.一种液体喷头的制造方法，该液体喷头具备基板，该基板具有用于从喷出口喷出液体的喷出能量发生单元；在该喷出能量发生单元的下层经由绝缘层设置的用于驱动该喷出能量发生单元的驱动元件；使该驱动元件与上述喷出能量发生单元导通的、由以铝为主要成分的材料构成的电极布线部分；在上述绝缘层上形成以便覆盖上述喷出能量发生单元的保护层和贯通状态的液体供给口，其特征在于包括在形成上述电极布线部分时使用与上述电极布线部分相同的材料在上述液体供给口的形成位置形成替换层的工序；形成覆盖上述替换层的、对于腐蚀液具有耐腐蚀性的耐腐蚀层的工序；从与形成了上述喷出能量发生单元的面相反的一侧的面露出上述替换层为止，用上述腐蚀液腐蚀上述基板的工序；进而进行腐蚀去除上述替换层，使成为上述液体供给口的部分的上述耐腐蚀层露出的工序；以及去除该露出的耐腐蚀层后在上述基板上形成上述液体供给口的工序。
2.根据权利要求1所述的液体喷头的制造方法，其特征在于上述耐腐蚀层使用与上述绝缘层或者上述保护层相同的材料并用与它们相同的工序形成。
3.根据权利要求2所述的液体喷头的制造方法，其特征在于构成上述绝缘层的材料是氧化硅，形成上述保护层的材料是氮化硅。
4.根据权利要求1所述的液体喷头的制造方法，其特征在于上述驱动元件是晶体管，上述电极布线部分包括该晶体管的源极以及漏极。
5.根据权利要求1所述的液体喷头的制造方法，其特征在于上述耐腐蚀层通过等离子CVD法形成，并具有3×108dyn/cm2以下的残余应力。
6.根据权利要求1所述的液体喷头的制造方法，其特征在于上述耐腐蚀层通过等离子CVD法形成，在两层构造中残留拉伸应力和压缩应力。
7.根据权利要求1所述的液体喷头的制造方法，其特征在于上述耐腐蚀层形成为使得包围上述替换层的上表面和侧面。
8.根据权利要求1所述的液体喷头的制造方法，其特征在于上述喷出能量发生单元具有发生用于使液体产生膜沸腾后从上述喷出口喷出液体的热能的电热变换体。
9.根据权利要求1到8的任一项所述的液体喷头的制造方法，其特征在于上述液体喷头还具备形成在基板的绝缘层上并与该绝缘层之间构成液体室的同时形成了与该液体室连通的喷出口的上板构件，上述液体喷头的制造方法还具备在上述保护层上形成与上述液体室相对应形状的第1树脂层的工序；在上述第1树脂层上形成与上述上板构件相对应形状的第2树脂层的工序；从上述第2树脂层去除与上述喷出口相对应的部分的工序；在上述上板构件形成以后去除上述第1树脂层的工序。
全文摘要
本发明提供了一种液体喷头的制造方法，该液体喷头具备基板(11)，该基板(11)具有用于从喷出口(16)喷出口液体的电热变换体(13)，使该电热变换体(13)与其驱动元件(21～23)导通的电极布线部分(26)和贯通状态的液体供给口(12)，该制造方法包括在形成电极布线部分(26)时使用与电极布线部分(26相同的材料在液体供给口(12)的形成位置形成替换层的工序；形成覆盖替换层的耐腐蚀层的工序；从与形成电热变换体(13)的面相反一侧的面腐蚀基板(11)去除替换层，使成为液体供给口(12)的部分的耐腐蚀层露出的工序；去除该露出的耐腐蚀层在基板(11)上形成液体供给口(12)的工序，能够谋求缩短液体喷头的制造作业工序。
文档编号B41J2/16GK1572505SQ200410059838
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月22日 优先权日2003年6月23日
发明者小室博和, 室冈文夫 申请人:佳能株式会社