インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法、半導体デバイス
【課題】供給口の壁面に形成された保護層が剥離しにくく、かつ、インクが容易に基板まで浸透しない構造を備えたインクジェット記録ヘッドを提供する。
【解決手段】インクジェット記録ヘッドは、エネルギー発生素子１３を一方の面に有する基板１０と、エネルギー発生素子１３に対応して設けられたインクの吐出口１１と、吐出口１１に連通するインクの流路１９とを有する。インクジェット記録ヘッドは、基板１０の一方の面から一方の面の裏面である他方の面までを貫通し、流路１９と連通する供給口３と、供給口３の内壁を覆う被覆膜２とをさらに有する。被覆膜２は基板１０の一方の面の上にまで設けられ、かつ被覆膜２は基板１０の一方の面の上に設けられた層間絶縁層３２に覆われている。
【解決手段】インクジェット記録ヘッドは、エネルギー発生素子１３を一方の面に有する基板１０と、エネルギー発生素子１３に対応して設けられたインクの吐出口１１と、吐出口１１に連通するインクの流路１９とを有する。インクジェット記録ヘッドは、基板１０の一方の面から一方の面の裏面である他方の面までを貫通し、流路１９と連通する供給口３と、供給口３の内壁を覆う被覆膜２とをさらに有する。被覆膜２は基板１０の一方の面の上にまで設けられ、かつ被覆膜２は基板１０の一方の面の上に設けられた層間絶縁層３２に覆われている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法と半導体デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの分野では、携帯電子機器のより小型化のニーズに応えるため、デバイスを３次元的に実装することによって、デバイスの実装密度を上げる技術が提案されている。かかる技術は、これまで平面的に並べられていた半導体デバイスを上下に重ねて配置し、半導体素子が形成される基板を貫通する電極（貫通電極）を介して、デバイス間の信号授受を行う技術である。かかる技術によって、平面的に並べられた半導体デバイス間の信号授受をプリント基板上に形成された配線を介して行う従来技術に比べて、デバイスの実装密度が高まり、装置の小型化を図ることが可能となる。
【０００３】
一方、インクジェット記録ヘッド（以下「記録ヘッド」と呼ぶ場合もある。）の分野では、基板を貫通する供給口を有する構造が数々の目的により提案されている。特許文献１には、インク中に基板材料（例えばシリコン）が溶出しないように、供給口の壁面に保護層を形成することが記載されている。
【０００４】
また記録ヘッドについても、記録ヘッドの裏面（ノズルが形成されている面と反対側の面）に位置する記録装置本体との間の信号授受を貫通電極によって行うことができる。このような構成にすると、信号授受のための配線がヘッドと記録媒体との間に存在しなくなり、その分だけ記録ヘッドから記録媒体までの距離が短くなり、インクの着弾精度が向上して、より高品質な画質を出力することができるようになる。
【特許文献１】特開平９−１１４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体デバイスに貫通電極を形成するにあたっては、導電層と基板とを絶縁する絶縁層を形成しなければならない。絶縁層は、これが形成された後の工程、例えば外部電極とのボンディング時などに外力が加わっても剥れ等が容易に発生しないようにしなければならない。絶縁層の剥れは、他の物質と密着性が低い物質を選択した場合に特に懸念される。
【０００６】
一方、記録ヘッドにおいても、半導体デバイスの貫通口を供給口、絶縁層を保護層に置き換えれば同様な課題がある。さらに、供給口の保護層においては、供給口の壁面に露出している保護層と基板との界面から、インクが徐々に浸透してしまうことがある。このとき、浸透したインクが基板に到達し、さらにその浸透ルートを介してインクが容易に循環してしまうと、インク中への基板材料の溶出量が増大し、吐出口のつまりなどの不具合を引き起こす。さらに、貫通電極と供給口の両方を具備する記録ヘッドにも同様の課題がある。
【０００７】
以上に鑑み、本発明は、半導体デバイスの貫通口壁面に形成された絶縁層が剥離しにくい構造を提供することを目的の一つとする。また、供給口の壁面に形成された保護層が剥離しにくく、かつ、インクが容易に基板まで浸透しない記録ヘッドの構造を提供することを目的の一つとする。さらに、上記構造を有する半導体デバイス及び記録ヘッドの製造方法を提案することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を一方の面に有する基板と、前記エネルギー発生素子に対応して設けられたインクの吐出口と、前記吐出口に連通するインクの流路と、前記基板の前記一方の面から前記一方の面の裏面である他方の面までを貫通し、前記流路と連通する供給口と、前記供給口の内壁を覆う膜と、を有し、前記膜は、前記一方の面側にまで設けられ、かつ前記一方の面側に設けられた層に覆われている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、供給口の壁面に形成された保護層が剥離しにくく、かつ、インクが容易に基板まで浸透しない構造を備えたインクジェット記録ヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明では，同一の機能を有する構成には図面中で同一の番号を付与し、その説明を省略する場合がある。
【００１１】
以下には、説明では、本発明の適用例として、液体吐出ヘッドの一例のインクジェット記録ヘッドを例に挙げて説明を行うが、本発明による液体吐出ヘッドの適用範囲はこれに限定されるものではなく、バイオッチップの作成や電子回路印刷等にも適用できる。
【００１２】
また本発明でいうところの半導体デバイスは、インクジェット記録ヘッドとしての応用も可能であり、また様々な電子実装部品に適用できる。
【００１３】
まず、本発明を適用可能なインクジェット記録ヘッド（以下、「記録ヘッド」と称する。）について説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る記録ヘッドを示す模式図である。
【００１５】
本発明の実施形態の記録ヘッドは、インクを吐出するために用いられるエネルギーを発生するエネルギー発生素子１３が所定のピッチで形成された基板１０を有している。基板１０にはインクを供給する供給口３が、エネルギー発生素子１３の２つの列の間に開口されている。基板上には、流路形成部材３４によって、各エネルギー発生素子の上方に開口する吐出口１１と、供給口３から各吐出口１１に連通する個別のインクの流路１９が形成されている。吐出口１１は、エネルギー発生素子１３に対応して設けられている。
【００１６】
この記録ヘッドは、吐出口１１が形成された面が記録媒体の記録面に対面するように配置される。そしてこの記録ヘッドは、インク供給口３を介して流路内に充填されたインクに、エネルギー発生素子１３によって発生する圧力を加えることによって、吐出口１１からインク液滴を吐出させ、これを記録媒体に付着させることによって記録を行う。
【００１７】
次いで本発明による記録ヘッドの構造の特徴について図２を参照して詳しく説明する。
【００１８】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る記録ヘッドの模式的断面図であり、図１におけるＡ−Ａ’を通り基板に垂直な面の位置を部分的に見た図である。
【００１９】
図示されている記録ヘッドには、後述する駆動回路３１に電気的に接続された貫通電極１と、被覆膜２が形成された供給口３とが設けられている。もっとも、貫通電極のみを有する半導体デバイスでも、保護層が形成された供給口のみを有する記録ヘッドでもそれぞれの部分を抽出すれば構造は同じである。尚、図中の符号１０は、基板（基板）を示している。以下同様に、符号１１は吐出口、符号１２は支持部材としてのチッププレートを示している。また基板の一方の面にはエネルギー発生素子１３と、エネルギー発生素子の保護層としても機能するパッシベイション層１５、層間絶縁層３２が設けられている。また、符号３１はエネルギー発生素子を駆動するための信号を伝達する駆動回路、符号１６はバリア層、符号１７は貫通電極と基板との間に設けられた絶縁膜、符号１８はへこみ部をそれぞれ示している。被覆膜２と絶縁膜１７は共通した材料で形成されている。被覆膜２と絶縁膜１７の材料としては、ポリパラキシリレン樹脂、ポリ尿素樹脂、ポリイミド樹脂、酸化シリコン膜等を選択することができる。とりわけポリパラキシリレンはインクに対する耐性が強く好適である。
【００２０】
また、被覆膜２、絶縁膜１７は、基板に設けられたへこみ部１８にならう形で設けられているとともに、基板の一方の面で層間絶縁層３２に覆われている。このようにすることで、被覆膜２は、より基板１０から剥離しにくい構成となっている。
【００２１】
パッシベイション層１５としてはＳｉＮが、層間絶縁層３２としてはＳｉＯ2などが用いられる。これらは以下に示す実施形態にも適用できる。また、被覆膜、絶縁膜は、基板の一方の面の裏面である他方の面を被覆するように設けられている。また裏面側では、チッププレート１２と、基板１０が封止剤を介して接合されている。
【００２２】
以下に示す実施形態も、従来に比べて被覆膜２、絶縁膜１７の基板との剥離が抑制された構成である。
【００２３】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態である記録ヘッドの模式的断面図であり、図２と同様の断面でみたものである。具体的には、被覆膜２は、層間絶縁層３２の側面とも接している。よって、層間絶縁層３２と被覆膜２とが接する距離、面積が、図２に示す記録ヘッドよりも大きく、よりシール性が高い構造を備えた記録ヘッドを示している。
【００２４】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態である記録ヘッドの模式的断面図であり、図２と同様の断面でみたものである。具体的には、パッシベイション層１５と基板１０との間に絶縁膜１７、被覆膜２が挟まれるように構成された記録ヘッドを示している。図４に示されている構造の記録ヘッドは、より絶縁膜１７、被覆膜２が剥れ難く、インクが基板まで到達しにくい。また絶縁膜１７は、駆動回路３１とパッシベイション層１５に覆われている。
【００２５】
（第４の実施形態）
図５は、本発明の第４の実施形態である記録ヘッドの模式的断面図であり、図２と同様の断面でみたものである。具体的には、２つの機能層（ここでは、素子分離に用いる熱酸化膜２１と、配線間の絶縁に用いられる層間絶縁層２２との間に絶縁膜１７、被覆膜２が挟まれるように構成された記録ヘッドを示している。
【００２６】
（第５の実施形態）
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本発明の第５の実施形態である記録ヘッドの模式的断面図であり、図２と同様の断面でみたものである。具体的には、２つの機能層（ここでは、パッシベイション層１５と層間絶縁層の酸化膜３２）の間に絶縁膜１７、被覆膜２が挟まれるように構成された記録ヘッドを示している。また、絶縁膜１７の一部は、配線１８に被覆されている。
【００２７】
また、図１０（ｂ）において、破線枠箇所に示されるように、パッシベイション層１５の供給口側の端部が、供給口の内壁面よりも、供給口から遠く離れ後退した位置をとることもできる。このような構成にすると、被覆膜２に応力が発生した場合にさらに有効であると考えられる。すなわち、被覆膜２の主な引っ張り応力は、側壁にそった方向であり、基板表面にほぼ垂直な方向である。パッシベイション層１５は、被覆膜２の側壁に沿う軸からずれた位置に形成されるため、被覆膜２の応力がパッシベイション層１５へ与える影響が低減されていると考えられる。そのため、被覆膜２との密着性がさらに向上され、パッシベイション層１５と被覆膜２との界面から、インクがより侵入しにくくなっていると考えられる。
【００２８】
（第６の実施形態）
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、本発明の第６の実施形態である記録ヘッドの模式的断面図であり、図２と同様の断面でみたものである。パッシベイション層１５と層間絶縁層の酸化シリコン膜３２との間および基板１０とパッシベイション層１５との間に、絶縁膜１７、被覆膜２が挟まれるように構成された記録ヘッドを示している。本実施形態ではへこみ部は機能層の一部が後退しているのと共に、機能層同士の間にも空間があり、そこに絶縁膜１７、被覆膜２が入り込んでいる。
【００２９】
また、図７（ｂ）に示す形態は、図６（ｂ）に示したものと同様に、パッシベイション層１５の供給口側の端部は、供給口の側壁部分よりも、供給口から遠い位置とした形態である。こちらについても、第５の実施形態を用いて説明したようにパッシベイション層１５と、被覆膜２との密着性がさらに向上されていると考えられる。
【００３０】
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態としての記録ヘッドの製造方法について具体的に説明する。図２で示した形態の記録ヘッドの製造方法について説明する。
【００３１】
図８〜図１０は、本実施形態の記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【００３２】
図８（ａ）に示すように、単結晶のシリコン基板１０上に、エネルギー発生素子１３とその駆動回路３１および駆動回路３１の絶縁層であって、エッチングストップ層としても機能する酸化シリコン膜３２を汎用の半導体工程により形成する。エネルギー発生素子を被覆するように、窒化シリコンによりパッシベイション層１５を形成する。
【００３３】
次に、密着層としてポリエーテルアミド樹脂（図示しない）を塗布、ベークした後に、ノボラック系フォトレジストを塗布する。
【００３４】
その後、フォトリソ技術でレジストをパターニングした後に、ＣＦ4とＯ2によるケミカルドライエッチングにより、少なくともエネルギー発生素子１３上と、外部電極接続用パッド上と、供給口形成位置のポリアミド樹脂を除去する。次いで、レジストをモノアミン系剥離液により除去する。
【００３５】
次いで、図８（ｂ）に示すように、シリコン基板１０上に、ポリメチルイソプロペニルケトンをスピンコートし、１２０℃で２０分間プリベークする。その後、ＵＶ光により露光を行い、メチルイソブチルケトン／キシレン＝２／１を用いて現像し、キシレンでリンスする。以上によって、シリコン基板１０上に、溶解可能な樹脂層３３を形成する。この樹脂層３３は、図２に示す供給口３とエネルギー発生素子１３との間のインク流路１９を確保するためのものである。
【００３６】
次いで、被覆樹脂３４であるカチオン重合型エポキシ樹脂を塗布し、感光性を有する撥水剤を重ねて塗布し、これにフォトリソ技術により吐出口１１を形成する。吐出口はこの時点で形成してもよいし、後に形成する工程を行ってもよい。
【００３７】
その後、図８（ｃ）に示すように、被覆樹脂３４を保護するためのサポート基板（図示しない）をロウにより貼り付け、バックグラインドによりシリコン基板１０を研磨して薄くし、次いで希フッ酸により破砕層除去を行い、テープを剥離する。
【００３８】
次に、シリコン基板１０の裏面にノボラック系レジストを塗布し、フォトリソ工程によって、図２に示す貫通電極１用の貫通口と、供給口３とが形成される位置を除去するようにパターニングする（不図示）。
【００３９】
その後、シリコン基板１０の裏面からＩＣＰ-ＲＩＥエッチャーにより、表面のエッチングストップ層（酸化シリコン膜）３２までエッチングを行い、図９（ａ）に示すように、貫通口３５と供給口３とを形成する。次いで、さらにエッチング処理を継続し、ノッチング現象により基板１０上の機能層（ここでは、エッチングストップ層３２）と接する部分を側方にエッチングし、へこみ部１８を形成する。このへこみ部１８の形成方法は、ノッチング現象に限定されない。
【００４０】
次に、図９（ｂ）に示すように、図２に示す絶縁膜１７及び被覆膜２となるポリパラキシリレン膜３６をＣＶＤにより成膜する。このとき、ポリパラキシリレン膜３６は貫通口３５と供給口３の内壁を被覆する。その後、シリコン基板１０の裏面にドライフィルムによってレジストを成膜し、露光を行なってから供給口３の部分のレジストを除去する。次いで、ＲＩＥによって貫通口３５および供給口３の内壁を覆うポリパラキシリレン３６のうち、基板表面側で層間絶縁層３２と接する部分の一部をエッチング除去する。その後、シリコン基板１０の裏面のレジストを除去する。
【００４１】
また、ポリパラキシリレン樹脂の中で特に、ポリテトラフルオロパラキシリレン樹脂を用いた場合には、シリコン基板１０への付着速度を考え、シリコン基板１０を冷却しながら成膜させることが好適である。
【００４２】
次に、図９（ｃ）に示すように、貫通口３５および供給口３の底部に露出した絶縁層であるエッチングストップ層（酸化シリコン膜）３２をＲＩＥにより除去してから、シリコン基板１０の裏面に、めっきの下敷層となる金をスパッタする。次いで、感光性ドライフィルムをシリコン基板１０の裏面に貼り付け、導電層を形成しない領域をマスクするようにフォトリソ技術によりパターニングする。その後、下敷層に電位を印加し、貫通導電層および裏面導電層となる金３７をめっきにより成膜する。さらに、ドライフィルムを剥離し、めっきが存在しない領域の下敷層を除去する。
【００４３】
その後、図１０に示すように、ＣＤＥによって、供給口３の底部のパッシベイション層１５を除去した後、シリコン基板１０を乳酸メチルに浸漬し、溶出可能な樹脂層３３を除去する。
【００４４】
ロウが溶融する温度までシリコン基板１０を加熱し、サポート基板を剥離した後、ダイサーにより基板を切断してチップ化する。これをチッププレートに貼り付けるとともに、外部電極と貫通電極１とを接続するなどしてカートリッジ形態に組み立てることによって、図２に示す記録ヘッドが完成する。
【００４５】
（第８の実施形態）
本発明の第８の実施形態である記録ヘッドの製造方法について以下に説明する。
【００４６】
以下に説明する製法は、図９（ａ）に示す工程までは、第７の実施形態と同様である。供給口３および、貫通口３５の形成において先に述べたノッチング現象を利用してもよいし、利用しなくてもよい。
【００４７】
次いで、図１１（ａ）に示すように、貫通口３５及び供給口３の基板表面側において露出した層間絶縁層である酸化シリコン膜３２をＢＨＦにより除去する。
【００４８】
次いで、図１１（ｂ）に示すように、酸化シリコン膜３２を供給口３、貫通口３５後退させるために、所望の時間オーバーエッチングを行い、供給口３の壁面にへこみ部１８を形成する。つまり、本実施形態は機能層の一つである絶縁層の酸化シリコン膜３２を犠牲層として用いたことになる。
【００４９】
次に、図１１（ｃ）に示すように、絶縁層兼保護層となるポリパラキシリレン膜３６をＣＶＤにより成膜する。このとき、同時にへこみ部１８をポリパラキシリレン膜３６によって埋める。
【００５０】
その後、シリコン基板１０の裏面にドライフィルムによりレジストを成膜し、露光および現像を行って、供給口３部分のレジストを除去する。
【００５１】
次いで、ＲＩＥによって貫通口３５および供給口３の内壁のうち、基板表面側のポリパラキシリレン膜３６をエッチング除去した後、裏面のレジストを除去する。
【００５２】
次に、図１２（ａ）に示すように、シリコン基板１０の裏面に、めっきの下敷層となる金をスパッタし、感光性ドライフィルムを基板裏面に貼り付け、導電層を形成しない領域をマスクするようにフォトリソ技術によりパターニングする。
【００５３】
その後、下敷層に電位を印加し、貫通導電層および裏面導電層となる金３７をめっきにより成膜した。次いでドライフィルムを剥離し、めっきが存在しない領域の下敷層を除去する。
【００５４】
次に、図１２（ｂ）に示すように、ＣＤＥにより供給口３の基板表面側のパッシベイション層（窒化シリコン膜）１５を除去した後、シリコン基板１０を乳酸メチルに浸漬し、溶出可能な樹脂層３３を除去する。
【００５５】
その後、ロウが溶融する温度までシリコン基板１０を加熱し、サポート基板を剥離した後、ダイサーによって切断してチップ化する。これをチッププレートに貼り付けると同時に外部電極と裏面導電を接続するなどしてカートリッジ形態に組み立て、図４に示す記録ヘッドが完成する。
【００５６】
（第９の実施形態）
本発明の第９の実施形態である記録ヘッドの製造方法について、図１３及び図１４を用いて説明する。
【００５７】
本実施形態によると、図６に示した記録ヘッドを得ることができる。まず、先に図８（ａ）を参照して説明した工程において、酸化シリコン膜３２上に、シリコン基板１０に対して選択的に除去可能な犠牲層３６を形成し、その上に、電極層３１およびパッシベイション層１５を設ける。その後、図８（ｂ）、図８（ｃ）および図９（ａ）を参照して説明した工程を行う。さらに、貫通口３５及び供給口３の底部において露出した絶縁層である酸化シリコン膜３２をＲＩＥにより除去し、犠牲層３６の領域内に達する穴を形成して犠牲層３６を部分的に露出させる。すると図１３（ａ）に示される状態となる。
【００５８】
その後、露出した犠牲層３６全てを除去し、図１３（ｂ）に示される状態を得る。本実施形態では犠牲層の全てを除去するので、保護膜の入り込む範囲を精度良く規定できる。このとき犠牲層は周囲の他の構造よりも早くエッチングされる材料であり、後に成膜される保護層よりも薄く形成できるものであれば何を用いても良い。
【００５９】
犠牲層にアルミの薄膜を用い、これを燐酸、酢酸、硝酸の混合液により、除去してもよい。このとき貫通電極の形成も行う場合は、犠牲層の上にある電子回路の配線との間にバリアメタルを予め成膜しておくと良い。バリアメタルはチタン、窒化チタン、窒化タンタル等から適宜選択できる。
【００６０】
また、犠牲層にＢＰＳＧ膜（Boron-doped Phospher-Silicate Glass）を用いても良い。このときの犠牲層の除去は、ＣＦ4などのフッ素系ガスを用いたＣＤＥ、あるいはＢＨＦを用いることができる。一般的にＢＰＳＧのエッチングレートは高いが、同時にエッチャントに触れることになる酸化シリコン膜のエッチングを考慮し、膜厚を設定することが重要である。例えばＢＰＳＧ膜は６０００Å程度で、酸化シリコン膜は７０００Å以上に成膜しておくことが望ましい。
【００６１】
次に、絶縁膜１７兼被覆膜２となるポリパラキシリレン膜３６をＣＶＤにより成膜する。このとき、同時にへこみ部１８をポリパラキシリレン３６によって埋める。その後、シリコン基板１０の裏面にドライフィルムによりレジストを成膜し、露光現像を行って、供給口３部分のレジストを除去する。
【００６２】
次いで、ＲＩＥによって貫通口３５および供給口３の底部のポリパラキシリレン膜３６をエッチング除去した後、裏面のレジストを除去し、図１３（ｃ）に示す状態を得る。
【００６３】
次に、シリコン基板１０の裏面に、めっきの下敷層となる金をスパッタし、感光性ドライフィルムを基板裏面に貼り付け、導電層を形成しない領域をマスクするようにフォトリソ技術によりパターニングする。その後、下敷層に電位を印加し、貫通導電層１および裏面導電層となる金３７をめっきにより成膜した。次いでドライフィルムを剥離し、めっきが存在しない領域の下敷層を除去して、図１４（ａ）の状態を得る。
【００６４】
次に、図１４（ｂ）に示すように、ＣＤＥにより供給口３の底部のパッシベイション層１５を除去した後、シリコン基板１０を乳酸メチルに浸漬し、溶出可能な樹脂層３３を除去する。
【００６５】
その後、ロウが溶融する温度までシリコン基板１０を加熱し、サポート基板を剥離した後、ダイサーによって切断してチップ化する。これをチッププレートに貼り付けると同時に外部電極と裏面導電を接続するなどしてカートリッジ形態に組み立て、図６（ａ）に示す記録ヘッドが完成する。
【００６６】
図１４（ａ）に示す工程の後、パッシベイション層１５の供給口側の端部を除去し、図１４（ｃ）のようにすることができる。除去方法としては、ＣＤＥ、ウェットエッチング、やドライエッチングなどを選択可能で、パッシベイション層１５の材料に応じて選択できる。このとき、パッシベイション層１５はサイドエッチングされ、供給口の側面よりも端部の位置が後退する。
【００６７】
その後、図１４（ｂ）を参照して説明した工程を同様に行うことにより、図６（ｂ）に示す記録ヘッドを得ることができる。
【００６８】
（第１０の実施形態）
本発明の第１０の実施形態である記録ヘッドの製造方法について、図１５を用いて説明する。
【００６９】
図１５に示される状態は、以下の点で、図１３（ａ）に示される状態と異なる。すなわち、シリコン基板１０上に形成された層間絶縁層の酸化シリコン膜３２が、貫通電極、供給口形成位置から後退していること、そして犠牲層３６が貫通電極、供給口形成位置から基板へ、そして酸化シリコン膜３２上にまで及んでいることが特徴である。その他の点は、第９の実施形態と同様である。図１５で示される状態より以降は、第９の実施形態と同様に行って、図７に示される記録ヘッドを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの一例を示す模式的斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの模式的斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す模式的断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す模式的断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す模式的断面図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図７】本発明の第６の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図８】本発明の第７の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図９】本発明の第７の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図１０】本発明の第７の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図１１】本発明の第８の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図１２】本発明の第８の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図１３】本発明の第９の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図１４】本発明の第９の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図１５】本発明の第１０の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
２ 被覆膜
３ 供給口
１０ 基板
１１ 吐出口
１３ エネルギー発生素子
１９ 流路
３２ 層間絶縁層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法と半導体デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの分野では、携帯電子機器のより小型化のニーズに応えるため、デバイスを３次元的に実装することによって、デバイスの実装密度を上げる技術が提案されている。かかる技術は、これまで平面的に並べられていた半導体デバイスを上下に重ねて配置し、半導体素子が形成される基板を貫通する電極（貫通電極）を介して、デバイス間の信号授受を行う技術である。かかる技術によって、平面的に並べられた半導体デバイス間の信号授受をプリント基板上に形成された配線を介して行う従来技術に比べて、デバイスの実装密度が高まり、装置の小型化を図ることが可能となる。
【０００３】
一方、インクジェット記録ヘッド（以下「記録ヘッド」と呼ぶ場合もある。）の分野では、基板を貫通する供給口を有する構造が数々の目的により提案されている。特許文献１には、インク中に基板材料（例えばシリコン）が溶出しないように、供給口の壁面に保護層を形成することが記載されている。
【０００４】
また記録ヘッドについても、記録ヘッドの裏面（ノズルが形成されている面と反対側の面）に位置する記録装置本体との間の信号授受を貫通電極によって行うことができる。このような構成にすると、信号授受のための配線がヘッドと記録媒体との間に存在しなくなり、その分だけ記録ヘッドから記録媒体までの距離が短くなり、インクの着弾精度が向上して、より高品質な画質を出力することができるようになる。
【特許文献１】特開平９−１１４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体デバイスに貫通電極を形成するにあたっては、導電層と基板とを絶縁する絶縁層を形成しなければならない。絶縁層は、これが形成された後の工程、例えば外部電極とのボンディング時などに外力が加わっても剥れ等が容易に発生しないようにしなければならない。絶縁層の剥れは、他の物質と密着性が低い物質を選択した場合に特に懸念される。
【０００６】
一方、記録ヘッドにおいても、半導体デバイスの貫通口を供給口、絶縁層を保護層に置き換えれば同様な課題がある。さらに、供給口の保護層においては、供給口の壁面に露出している保護層と基板との界面から、インクが徐々に浸透してしまうことがある。このとき、浸透したインクが基板に到達し、さらにその浸透ルートを介してインクが容易に循環してしまうと、インク中への基板材料の溶出量が増大し、吐出口のつまりなどの不具合を引き起こす。さらに、貫通電極と供給口の両方を具備する記録ヘッドにも同様の課題がある。
【０００７】
以上に鑑み、本発明は、半導体デバイスの貫通口壁面に形成された絶縁層が剥離しにくい構造を提供することを目的の一つとする。また、供給口の壁面に形成された保護層が剥離しにくく、かつ、インクが容易に基板まで浸透しない記録ヘッドの構造を提供することを目的の一つとする。さらに、上記構造を有する半導体デバイス及び記録ヘッドの製造方法を提案することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を一方の面に有する基板と、前記エネルギー発生素子に対応して設けられたインクの吐出口と、前記吐出口に連通するインクの流路と、前記基板の前記一方の面から前記一方の面の裏面である他方の面までを貫通し、前記流路と連通する供給口と、前記供給口の内壁を覆う膜と、を有し、前記膜は、前記一方の面側にまで設けられ、かつ前記一方の面側に設けられた層に覆われている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、供給口の壁面に形成された保護層が剥離しにくく、かつ、インクが容易に基板まで浸透しない構造を備えたインクジェット記録ヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明では，同一の機能を有する構成には図面中で同一の番号を付与し、その説明を省略する場合がある。
【００１１】
以下には、説明では、本発明の適用例として、液体吐出ヘッドの一例のインクジェット記録ヘッドを例に挙げて説明を行うが、本発明による液体吐出ヘッドの適用範囲はこれに限定されるものではなく、バイオッチップの作成や電子回路印刷等にも適用できる。
【００１２】
また本発明でいうところの半導体デバイスは、インクジェット記録ヘッドとしての応用も可能であり、また様々な電子実装部品に適用できる。
【００１３】
まず、本発明を適用可能なインクジェット記録ヘッド（以下、「記録ヘッド」と称する。）について説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る記録ヘッドを示す模式図である。
【００１５】
本発明の実施形態の記録ヘッドは、インクを吐出するために用いられるエネルギーを発生するエネルギー発生素子１３が所定のピッチで形成された基板１０を有している。基板１０にはインクを供給する供給口３が、エネルギー発生素子１３の２つの列の間に開口されている。基板上には、流路形成部材３４によって、各エネルギー発生素子の上方に開口する吐出口１１と、供給口３から各吐出口１１に連通する個別のインクの流路１９が形成されている。吐出口１１は、エネルギー発生素子１３に対応して設けられている。
【００１６】
この記録ヘッドは、吐出口１１が形成された面が記録媒体の記録面に対面するように配置される。そしてこの記録ヘッドは、インク供給口３を介して流路内に充填されたインクに、エネルギー発生素子１３によって発生する圧力を加えることによって、吐出口１１からインク液滴を吐出させ、これを記録媒体に付着させることによって記録を行う。
【００１７】
次いで本発明による記録ヘッドの構造の特徴について図２を参照して詳しく説明する。
【００１８】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る記録ヘッドの模式的断面図であり、図１におけるＡ−Ａ’を通り基板に垂直な面の位置を部分的に見た図である。
【００１９】
図示されている記録ヘッドには、後述する駆動回路３１に電気的に接続された貫通電極１と、被覆膜２が形成された供給口３とが設けられている。もっとも、貫通電極のみを有する半導体デバイスでも、保護層が形成された供給口のみを有する記録ヘッドでもそれぞれの部分を抽出すれば構造は同じである。尚、図中の符号１０は、基板（基板）を示している。以下同様に、符号１１は吐出口、符号１２は支持部材としてのチッププレートを示している。また基板の一方の面にはエネルギー発生素子１３と、エネルギー発生素子の保護層としても機能するパッシベイション層１５、層間絶縁層３２が設けられている。また、符号３１はエネルギー発生素子を駆動するための信号を伝達する駆動回路、符号１６はバリア層、符号１７は貫通電極と基板との間に設けられた絶縁膜、符号１８はへこみ部をそれぞれ示している。被覆膜２と絶縁膜１７は共通した材料で形成されている。被覆膜２と絶縁膜１７の材料としては、ポリパラキシリレン樹脂、ポリ尿素樹脂、ポリイミド樹脂、酸化シリコン膜等を選択することができる。とりわけポリパラキシリレンはインクに対する耐性が強く好適である。
【００２０】
また、被覆膜２、絶縁膜１７は、基板に設けられたへこみ部１８にならう形で設けられているとともに、基板の一方の面で層間絶縁層３２に覆われている。このようにすることで、被覆膜２は、より基板１０から剥離しにくい構成となっている。
【００２１】
パッシベイション層１５としてはＳｉＮが、層間絶縁層３２としてはＳｉＯ2などが用いられる。これらは以下に示す実施形態にも適用できる。また、被覆膜、絶縁膜は、基板の一方の面の裏面である他方の面を被覆するように設けられている。また裏面側では、チッププレート１２と、基板１０が封止剤を介して接合されている。
【００２２】
以下に示す実施形態も、従来に比べて被覆膜２、絶縁膜１７の基板との剥離が抑制された構成である。
【００２３】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態である記録ヘッドの模式的断面図であり、図２と同様の断面でみたものである。具体的には、被覆膜２は、層間絶縁層３２の側面とも接している。よって、層間絶縁層３２と被覆膜２とが接する距離、面積が、図２に示す記録ヘッドよりも大きく、よりシール性が高い構造を備えた記録ヘッドを示している。
【００２４】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態である記録ヘッドの模式的断面図であり、図２と同様の断面でみたものである。具体的には、パッシベイション層１５と基板１０との間に絶縁膜１７、被覆膜２が挟まれるように構成された記録ヘッドを示している。図４に示されている構造の記録ヘッドは、より絶縁膜１７、被覆膜２が剥れ難く、インクが基板まで到達しにくい。また絶縁膜１７は、駆動回路３１とパッシベイション層１５に覆われている。
【００２５】
（第４の実施形態）
図５は、本発明の第４の実施形態である記録ヘッドの模式的断面図であり、図２と同様の断面でみたものである。具体的には、２つの機能層（ここでは、素子分離に用いる熱酸化膜２１と、配線間の絶縁に用いられる層間絶縁層２２との間に絶縁膜１７、被覆膜２が挟まれるように構成された記録ヘッドを示している。
【００２６】
（第５の実施形態）
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本発明の第５の実施形態である記録ヘッドの模式的断面図であり、図２と同様の断面でみたものである。具体的には、２つの機能層（ここでは、パッシベイション層１５と層間絶縁層の酸化膜３２）の間に絶縁膜１７、被覆膜２が挟まれるように構成された記録ヘッドを示している。また、絶縁膜１７の一部は、配線１８に被覆されている。
【００２７】
また、図１０（ｂ）において、破線枠箇所に示されるように、パッシベイション層１５の供給口側の端部が、供給口の内壁面よりも、供給口から遠く離れ後退した位置をとることもできる。このような構成にすると、被覆膜２に応力が発生した場合にさらに有効であると考えられる。すなわち、被覆膜２の主な引っ張り応力は、側壁にそった方向であり、基板表面にほぼ垂直な方向である。パッシベイション層１５は、被覆膜２の側壁に沿う軸からずれた位置に形成されるため、被覆膜２の応力がパッシベイション層１５へ与える影響が低減されていると考えられる。そのため、被覆膜２との密着性がさらに向上され、パッシベイション層１５と被覆膜２との界面から、インクがより侵入しにくくなっていると考えられる。
【００２８】
（第６の実施形態）
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、本発明の第６の実施形態である記録ヘッドの模式的断面図であり、図２と同様の断面でみたものである。パッシベイション層１５と層間絶縁層の酸化シリコン膜３２との間および基板１０とパッシベイション層１５との間に、絶縁膜１７、被覆膜２が挟まれるように構成された記録ヘッドを示している。本実施形態ではへこみ部は機能層の一部が後退しているのと共に、機能層同士の間にも空間があり、そこに絶縁膜１７、被覆膜２が入り込んでいる。
【００２９】
また、図７（ｂ）に示す形態は、図６（ｂ）に示したものと同様に、パッシベイション層１５の供給口側の端部は、供給口の側壁部分よりも、供給口から遠い位置とした形態である。こちらについても、第５の実施形態を用いて説明したようにパッシベイション層１５と、被覆膜２との密着性がさらに向上されていると考えられる。
【００３０】
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態としての記録ヘッドの製造方法について具体的に説明する。図２で示した形態の記録ヘッドの製造方法について説明する。
【００３１】
図８〜図１０は、本実施形態の記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【００３２】
図８（ａ）に示すように、単結晶のシリコン基板１０上に、エネルギー発生素子１３とその駆動回路３１および駆動回路３１の絶縁層であって、エッチングストップ層としても機能する酸化シリコン膜３２を汎用の半導体工程により形成する。エネルギー発生素子を被覆するように、窒化シリコンによりパッシベイション層１５を形成する。
【００３３】
次に、密着層としてポリエーテルアミド樹脂（図示しない）を塗布、ベークした後に、ノボラック系フォトレジストを塗布する。
【００３４】
その後、フォトリソ技術でレジストをパターニングした後に、ＣＦ4とＯ2によるケミカルドライエッチングにより、少なくともエネルギー発生素子１３上と、外部電極接続用パッド上と、供給口形成位置のポリアミド樹脂を除去する。次いで、レジストをモノアミン系剥離液により除去する。
【００３５】
次いで、図８（ｂ）に示すように、シリコン基板１０上に、ポリメチルイソプロペニルケトンをスピンコートし、１２０℃で２０分間プリベークする。その後、ＵＶ光により露光を行い、メチルイソブチルケトン／キシレン＝２／１を用いて現像し、キシレンでリンスする。以上によって、シリコン基板１０上に、溶解可能な樹脂層３３を形成する。この樹脂層３３は、図２に示す供給口３とエネルギー発生素子１３との間のインク流路１９を確保するためのものである。
【００３６】
次いで、被覆樹脂３４であるカチオン重合型エポキシ樹脂を塗布し、感光性を有する撥水剤を重ねて塗布し、これにフォトリソ技術により吐出口１１を形成する。吐出口はこの時点で形成してもよいし、後に形成する工程を行ってもよい。
【００３７】
その後、図８（ｃ）に示すように、被覆樹脂３４を保護するためのサポート基板（図示しない）をロウにより貼り付け、バックグラインドによりシリコン基板１０を研磨して薄くし、次いで希フッ酸により破砕層除去を行い、テープを剥離する。
【００３８】
次に、シリコン基板１０の裏面にノボラック系レジストを塗布し、フォトリソ工程によって、図２に示す貫通電極１用の貫通口と、供給口３とが形成される位置を除去するようにパターニングする（不図示）。
【００３９】
その後、シリコン基板１０の裏面からＩＣＰ-ＲＩＥエッチャーにより、表面のエッチングストップ層（酸化シリコン膜）３２までエッチングを行い、図９（ａ）に示すように、貫通口３５と供給口３とを形成する。次いで、さらにエッチング処理を継続し、ノッチング現象により基板１０上の機能層（ここでは、エッチングストップ層３２）と接する部分を側方にエッチングし、へこみ部１８を形成する。このへこみ部１８の形成方法は、ノッチング現象に限定されない。
【００４０】
次に、図９（ｂ）に示すように、図２に示す絶縁膜１７及び被覆膜２となるポリパラキシリレン膜３６をＣＶＤにより成膜する。このとき、ポリパラキシリレン膜３６は貫通口３５と供給口３の内壁を被覆する。その後、シリコン基板１０の裏面にドライフィルムによってレジストを成膜し、露光を行なってから供給口３の部分のレジストを除去する。次いで、ＲＩＥによって貫通口３５および供給口３の内壁を覆うポリパラキシリレン３６のうち、基板表面側で層間絶縁層３２と接する部分の一部をエッチング除去する。その後、シリコン基板１０の裏面のレジストを除去する。
【００４１】
また、ポリパラキシリレン樹脂の中で特に、ポリテトラフルオロパラキシリレン樹脂を用いた場合には、シリコン基板１０への付着速度を考え、シリコン基板１０を冷却しながら成膜させることが好適である。
【００４２】
次に、図９（ｃ）に示すように、貫通口３５および供給口３の底部に露出した絶縁層であるエッチングストップ層（酸化シリコン膜）３２をＲＩＥにより除去してから、シリコン基板１０の裏面に、めっきの下敷層となる金をスパッタする。次いで、感光性ドライフィルムをシリコン基板１０の裏面に貼り付け、導電層を形成しない領域をマスクするようにフォトリソ技術によりパターニングする。その後、下敷層に電位を印加し、貫通導電層および裏面導電層となる金３７をめっきにより成膜する。さらに、ドライフィルムを剥離し、めっきが存在しない領域の下敷層を除去する。
【００４３】
その後、図１０に示すように、ＣＤＥによって、供給口３の底部のパッシベイション層１５を除去した後、シリコン基板１０を乳酸メチルに浸漬し、溶出可能な樹脂層３３を除去する。
【００４４】
ロウが溶融する温度までシリコン基板１０を加熱し、サポート基板を剥離した後、ダイサーにより基板を切断してチップ化する。これをチッププレートに貼り付けるとともに、外部電極と貫通電極１とを接続するなどしてカートリッジ形態に組み立てることによって、図２に示す記録ヘッドが完成する。
【００４５】
（第８の実施形態）
本発明の第８の実施形態である記録ヘッドの製造方法について以下に説明する。
【００４６】
以下に説明する製法は、図９（ａ）に示す工程までは、第７の実施形態と同様である。供給口３および、貫通口３５の形成において先に述べたノッチング現象を利用してもよいし、利用しなくてもよい。
【００４７】
次いで、図１１（ａ）に示すように、貫通口３５及び供給口３の基板表面側において露出した層間絶縁層である酸化シリコン膜３２をＢＨＦにより除去する。
【００４８】
次いで、図１１（ｂ）に示すように、酸化シリコン膜３２を供給口３、貫通口３５後退させるために、所望の時間オーバーエッチングを行い、供給口３の壁面にへこみ部１８を形成する。つまり、本実施形態は機能層の一つである絶縁層の酸化シリコン膜３２を犠牲層として用いたことになる。
【００４９】
次に、図１１（ｃ）に示すように、絶縁層兼保護層となるポリパラキシリレン膜３６をＣＶＤにより成膜する。このとき、同時にへこみ部１８をポリパラキシリレン膜３６によって埋める。
【００５０】
その後、シリコン基板１０の裏面にドライフィルムによりレジストを成膜し、露光および現像を行って、供給口３部分のレジストを除去する。
【００５１】
次いで、ＲＩＥによって貫通口３５および供給口３の内壁のうち、基板表面側のポリパラキシリレン膜３６をエッチング除去した後、裏面のレジストを除去する。
【００５２】
次に、図１２（ａ）に示すように、シリコン基板１０の裏面に、めっきの下敷層となる金をスパッタし、感光性ドライフィルムを基板裏面に貼り付け、導電層を形成しない領域をマスクするようにフォトリソ技術によりパターニングする。
【００５３】
その後、下敷層に電位を印加し、貫通導電層および裏面導電層となる金３７をめっきにより成膜した。次いでドライフィルムを剥離し、めっきが存在しない領域の下敷層を除去する。
【００５４】
次に、図１２（ｂ）に示すように、ＣＤＥにより供給口３の基板表面側のパッシベイション層（窒化シリコン膜）１５を除去した後、シリコン基板１０を乳酸メチルに浸漬し、溶出可能な樹脂層３３を除去する。
【００５５】
その後、ロウが溶融する温度までシリコン基板１０を加熱し、サポート基板を剥離した後、ダイサーによって切断してチップ化する。これをチッププレートに貼り付けると同時に外部電極と裏面導電を接続するなどしてカートリッジ形態に組み立て、図４に示す記録ヘッドが完成する。
【００５６】
（第９の実施形態）
本発明の第９の実施形態である記録ヘッドの製造方法について、図１３及び図１４を用いて説明する。
【００５７】
本実施形態によると、図６に示した記録ヘッドを得ることができる。まず、先に図８（ａ）を参照して説明した工程において、酸化シリコン膜３２上に、シリコン基板１０に対して選択的に除去可能な犠牲層３６を形成し、その上に、電極層３１およびパッシベイション層１５を設ける。その後、図８（ｂ）、図８（ｃ）および図９（ａ）を参照して説明した工程を行う。さらに、貫通口３５及び供給口３の底部において露出した絶縁層である酸化シリコン膜３２をＲＩＥにより除去し、犠牲層３６の領域内に達する穴を形成して犠牲層３６を部分的に露出させる。すると図１３（ａ）に示される状態となる。
【００５８】
その後、露出した犠牲層３６全てを除去し、図１３（ｂ）に示される状態を得る。本実施形態では犠牲層の全てを除去するので、保護膜の入り込む範囲を精度良く規定できる。このとき犠牲層は周囲の他の構造よりも早くエッチングされる材料であり、後に成膜される保護層よりも薄く形成できるものであれば何を用いても良い。
【００５９】
犠牲層にアルミの薄膜を用い、これを燐酸、酢酸、硝酸の混合液により、除去してもよい。このとき貫通電極の形成も行う場合は、犠牲層の上にある電子回路の配線との間にバリアメタルを予め成膜しておくと良い。バリアメタルはチタン、窒化チタン、窒化タンタル等から適宜選択できる。
【００６０】
また、犠牲層にＢＰＳＧ膜（Boron-doped Phospher-Silicate Glass）を用いても良い。このときの犠牲層の除去は、ＣＦ4などのフッ素系ガスを用いたＣＤＥ、あるいはＢＨＦを用いることができる。一般的にＢＰＳＧのエッチングレートは高いが、同時にエッチャントに触れることになる酸化シリコン膜のエッチングを考慮し、膜厚を設定することが重要である。例えばＢＰＳＧ膜は６０００Å程度で、酸化シリコン膜は７０００Å以上に成膜しておくことが望ましい。
【００６１】
次に、絶縁膜１７兼被覆膜２となるポリパラキシリレン膜３６をＣＶＤにより成膜する。このとき、同時にへこみ部１８をポリパラキシリレン３６によって埋める。その後、シリコン基板１０の裏面にドライフィルムによりレジストを成膜し、露光現像を行って、供給口３部分のレジストを除去する。
【００６２】
次いで、ＲＩＥによって貫通口３５および供給口３の底部のポリパラキシリレン膜３６をエッチング除去した後、裏面のレジストを除去し、図１３（ｃ）に示す状態を得る。
【００６３】
次に、シリコン基板１０の裏面に、めっきの下敷層となる金をスパッタし、感光性ドライフィルムを基板裏面に貼り付け、導電層を形成しない領域をマスクするようにフォトリソ技術によりパターニングする。その後、下敷層に電位を印加し、貫通導電層１および裏面導電層となる金３７をめっきにより成膜した。次いでドライフィルムを剥離し、めっきが存在しない領域の下敷層を除去して、図１４（ａ）の状態を得る。
【００６４】
次に、図１４（ｂ）に示すように、ＣＤＥにより供給口３の底部のパッシベイション層１５を除去した後、シリコン基板１０を乳酸メチルに浸漬し、溶出可能な樹脂層３３を除去する。
【００６５】
その後、ロウが溶融する温度までシリコン基板１０を加熱し、サポート基板を剥離した後、ダイサーによって切断してチップ化する。これをチッププレートに貼り付けると同時に外部電極と裏面導電を接続するなどしてカートリッジ形態に組み立て、図６（ａ）に示す記録ヘッドが完成する。
【００６６】
図１４（ａ）に示す工程の後、パッシベイション層１５の供給口側の端部を除去し、図１４（ｃ）のようにすることができる。除去方法としては、ＣＤＥ、ウェットエッチング、やドライエッチングなどを選択可能で、パッシベイション層１５の材料に応じて選択できる。このとき、パッシベイション層１５はサイドエッチングされ、供給口の側面よりも端部の位置が後退する。
【００６７】
その後、図１４（ｂ）を参照して説明した工程を同様に行うことにより、図６（ｂ）に示す記録ヘッドを得ることができる。
【００６８】
（第１０の実施形態）
本発明の第１０の実施形態である記録ヘッドの製造方法について、図１５を用いて説明する。
【００６９】
図１５に示される状態は、以下の点で、図１３（ａ）に示される状態と異なる。すなわち、シリコン基板１０上に形成された層間絶縁層の酸化シリコン膜３２が、貫通電極、供給口形成位置から後退していること、そして犠牲層３６が貫通電極、供給口形成位置から基板へ、そして酸化シリコン膜３２上にまで及んでいることが特徴である。その他の点は、第９の実施形態と同様である。図１５で示される状態より以降は、第９の実施形態と同様に行って、図７に示される記録ヘッドを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの一例を示す模式的斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの模式的斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す模式的断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す模式的断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す模式的断面図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図７】本発明の第６の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図８】本発明の第７の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図９】本発明の第７の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図１０】本発明の第７の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図１１】本発明の第８の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図１２】本発明の第８の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図１３】本発明の第９の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図１４】本発明の第９の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図１５】本発明の第１０の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
２ 被覆膜
３ 供給口
１０ 基板
１１ 吐出口
１３ エネルギー発生素子
１９ 流路
３２ 層間絶縁層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を一方の面に有する基板と、
前記エネルギー発生素子に対応して設けられたインクの吐出口と、
前記吐出口に連通するインクの流路と、
前記基板の前記一方の面から前記一方の面の裏面である他方の面までを貫通し、前記流路と連通する供給口と、
前記供給口の内壁を覆う膜と、
を有するインクジェット記録ヘッドであって、
前記膜は、前記一方の面の上にまで設けられ、かつ前記一方の面の上に設けられた層に覆われている、インクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記基板はシリコンで形成される、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記層は前記エネルギー発生素子を覆う層である、請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記層は窒化シリコンで形成される、請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記膜は、前記一方の面に設けられた前記層の上に設けられている、請求項４に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
前記膜はポリパラキシリレンを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項７】
前記層は、前記供給口の内壁面よりも、供給口から後退した位置に端部を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項８】
インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を一方の面に有する基板と、
前記エネルギー発生素子に対応して設けられたインクの吐出口と、
前記吐出口に連通するインクの流路と、
前記基板の前記一方の面から前記一方の面の裏面である他方の面までを貫通し、前記流路と連通する供給口と、
前記供給口の内壁を覆う膜と、
を有するインクジェット記録ヘッドであって、
前記膜はポリパラキシリレンを含む、インクジェット記録ヘッド。
【請求項９】
前記ポリパラキシリレンはポリテトラフルオロパラキシリレンである、請求項８に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１０】
インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を一方の面に有する基板と、
前記エネルギー発生素子に前記基板上で接続され、前記エネルギー発生素子を駆動するための信号を供給する駆動回路と、
を有するインクジェット記録ヘッドであって、
前記基板は、前記基板の前記一方の面側で前記駆動回路と電気的に接続され、前記一方の面から前記一方の面の裏面である他方の面まで前記基板を貫通して設けられる貫通電極を有し、
前記貫通電極と前記基板との間に絶縁膜が設けられており、該絶縁膜は、前記一方の面の上にまで設けられ、かつ前記一方の面の上に設けられた層に覆われている、インクジェット記録ヘッド。
【請求項１１】
前記層は前記電極層である、請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１２】
前記絶縁膜は、前記電極層と、前記エネルギー発生素子を覆う層とに覆われている、請求項１０または１１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１３】
インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を一方の面側に有する基板と、前記エネルギー発生素子に対応して設けられたインクの吐出口と、前記吐出口に連通するインクの流路と、前記基板の前記一方の面から前記一方の面の裏面である他方の面までを貫通し、前記流路と連通する供給口と、前記供給口の内壁を覆う膜と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、
前記基板の一方の面に前記基板に対して選択的に除去可能な犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層を覆うパッシベイション層を形成する工程と、
前記他方の面側から前記犠牲層の領域内に達する穴を前記基板に形成し、前記犠牲層を部分的に露出させる工程と、
前記犠牲層を除去する工程と、
前記一方の面の上で前記パッシベイション層と接するように、前記膜を形成する工程と、
前記穴を前記流路と連通させ、前記供給口とする工程と、
を有する、インクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記膜はポリパラキシリレンを含む、請求項１３に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記パッシベイション層は窒化シリコンを含む、請求項１３または１４に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１６】
基板の一方の面に設けられた電子回路と、
前記基板の前記一方の面から前記一方の裏面である他方の面に渡って前記基板を貫通して設けられ、前記電子回路と電気的に接続される貫通電極と、
前記貫通電極と前記基板との間に設けられた絶縁膜と、
を有する半導体デバイスであって、
前記絶縁膜は、前記基板の表面で前記基板の表面に設けられた層に覆われている、半導体デバイス。
【請求項１７】
前記層は前記電子回路を構成する層である、請求項１６に記載の半導体デバイス。
【請求項１８】
前記層は窒化シリコンで形成される、請求項１６または１７に記載の半導体デバイス。
【請求項１９】
前記絶縁膜はポリパラキシリレンで形成される、請求項１６から１８のいずれか１項に記載の半導体デバイス。
【請求項１】
インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を一方の面に有する基板と、
前記エネルギー発生素子に対応して設けられたインクの吐出口と、
前記吐出口に連通するインクの流路と、
前記基板の前記一方の面から前記一方の面の裏面である他方の面までを貫通し、前記流路と連通する供給口と、
前記供給口の内壁を覆う膜と、
を有するインクジェット記録ヘッドであって、
前記膜は、前記一方の面の上にまで設けられ、かつ前記一方の面の上に設けられた層に覆われている、インクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記基板はシリコンで形成される、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記層は前記エネルギー発生素子を覆う層である、請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記層は窒化シリコンで形成される、請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記膜は、前記一方の面に設けられた前記層の上に設けられている、請求項４に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
前記膜はポリパラキシリレンを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項７】
前記層は、前記供給口の内壁面よりも、供給口から後退した位置に端部を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項８】
インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を一方の面に有する基板と、
前記エネルギー発生素子に対応して設けられたインクの吐出口と、
前記吐出口に連通するインクの流路と、
前記基板の前記一方の面から前記一方の面の裏面である他方の面までを貫通し、前記流路と連通する供給口と、
前記供給口の内壁を覆う膜と、
を有するインクジェット記録ヘッドであって、
前記膜はポリパラキシリレンを含む、インクジェット記録ヘッド。
【請求項９】
前記ポリパラキシリレンはポリテトラフルオロパラキシリレンである、請求項８に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１０】
インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を一方の面に有する基板と、
前記エネルギー発生素子に前記基板上で接続され、前記エネルギー発生素子を駆動するための信号を供給する駆動回路と、
を有するインクジェット記録ヘッドであって、
前記基板は、前記基板の前記一方の面側で前記駆動回路と電気的に接続され、前記一方の面から前記一方の面の裏面である他方の面まで前記基板を貫通して設けられる貫通電極を有し、
前記貫通電極と前記基板との間に絶縁膜が設けられており、該絶縁膜は、前記一方の面の上にまで設けられ、かつ前記一方の面の上に設けられた層に覆われている、インクジェット記録ヘッド。
【請求項１１】
前記層は前記電極層である、請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１２】
前記絶縁膜は、前記電極層と、前記エネルギー発生素子を覆う層とに覆われている、請求項１０または１１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１３】
インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を一方の面側に有する基板と、前記エネルギー発生素子に対応して設けられたインクの吐出口と、前記吐出口に連通するインクの流路と、前記基板の前記一方の面から前記一方の面の裏面である他方の面までを貫通し、前記流路と連通する供給口と、前記供給口の内壁を覆う膜と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、
前記基板の一方の面に前記基板に対して選択的に除去可能な犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層を覆うパッシベイション層を形成する工程と、
前記他方の面側から前記犠牲層の領域内に達する穴を前記基板に形成し、前記犠牲層を部分的に露出させる工程と、
前記犠牲層を除去する工程と、
前記一方の面の上で前記パッシベイション層と接するように、前記膜を形成する工程と、
前記穴を前記流路と連通させ、前記供給口とする工程と、
を有する、インクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記膜はポリパラキシリレンを含む、請求項１３に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記パッシベイション層は窒化シリコンを含む、請求項１３または１４に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１６】
基板の一方の面に設けられた電子回路と、
前記基板の前記一方の面から前記一方の裏面である他方の面に渡って前記基板を貫通して設けられ、前記電子回路と電気的に接続される貫通電極と、
前記貫通電極と前記基板との間に設けられた絶縁膜と、
を有する半導体デバイスであって、
前記絶縁膜は、前記基板の表面で前記基板の表面に設けられた層に覆われている、半導体デバイス。
【請求項１７】
前記層は前記電子回路を構成する層である、請求項１６に記載の半導体デバイス。
【請求項１８】
前記層は窒化シリコンで形成される、請求項１６または１７に記載の半導体デバイス。
【請求項１９】
前記絶縁膜はポリパラキシリレンで形成される、請求項１６から１８のいずれか１項に記載の半導体デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−１３２１３３（Ｐ２００９−１３２１３３Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３２９（Ｐ２００８−２３２９）
【出願日】平成２０年１月９日（２００８．１．９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月９日（２００８．１．９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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