TWI252176B - Method for manufacturing liquid ejection head - Google Patents

Description

1252176 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一製造液體噴射頭的方法，可簡化製 造過程且具有優異之可靠度。 在此一說明中’’’印刷’’不只代表形成諸如文字與圖表 之顯著.資訊’其亦形成影像、設計、或圖形於一印刷媒質 上，並在印刷媒質中處理諸如蝕刻等，不論資訊係顯著或 不顯著，或是否可見的以使個人可感知道。”印刷媒質”不 只包含被使用在一般印刷裝置中的紙張，其亦包含諸如衣 物、塑膠薄膜、金屬片、玻璃板、陶瓷片、木板及皮料的 片狀材料、或諸如圓球、圓管等可接受墨水之三度空間材 料。”墨水”應被廣泛地認知爲相關於”印刷”，代表被施加 至供形成影像、設計或圖形用之印刷媒質的液體，諸如在 印刷媒質中蝕刻的處理或諸如凝結或不溶解-染料在墨水 中的處理之液體，並包含任何被使用供印刷用之液體。 【先前技術】 於習知技術中，揭示於日本專利申請案公開號碼，5 4 一 5 1 83 5 ( 1 979 )的噴墨印刷方法之特徵在於，供噴射一 液體小滴用的驅動力係由施加一熱能至液體所獲致’其係 不同於其他噴墨印刷方法。即爲，依據此一噴墨印刷方法 ，遭受熱能作業之液體被蒸發以產生氣泡。伴隨著氣泡之 增長之膨脹力，使液體小滴被自印刷頭的孔口噴射至一印 刷媒質，使得諸如文字或影像的預定影像資訊被印刷在印 -4 - (2) 1252176 刷媒質上。供此一噴墨印刷方法使用的印刷頭一般包 用以噴射液體之噴嘴孔口、與噴嘴孔口連通之用以貯 被噴射之液體的液體室、被裝設在液體室中的用以產 能以自噴嘴孔口噴射液體小滴之噴射能源產生器，一 自液體保護噴射能源產生器之保護層、及一用以貯存 .射能源產生器產生之熱能的熱貯存層。 而且，在日本專利申請案公開號碼10— 13849( )中揭示一種方法，經由各向異性蝕刻形成一液體供 ，用以連通前述液體室使供應液體至液體室。在曰本 申請案公開號碼1 0 - 1 8 1 03 2 ( 1 99 8 )中揭示一種方 經由進一步使用犧牲層以更精確地形成液體供應口。 一日本專利申請案公開該號1 0 - 1 8 1 03 2 ( 1 998 )中 參照圖1至3的第一實施例之解釋中，說明於高精確 刻期間由犧牲層執行的具體過程。 於下將參照依據揭示在日本專利申請案公開號石 —181032 ( 1998)中的技術之圖27至34，說明在前 知印刷頭中的液體供應口之製造過程範例。經由氧化 體1之表面形成一 3丨02層，並於其上以降壓CVD方 積一 Si3N4層3 (示於圖27 )。然後，執行圖形形成 僅有在後述之犧牲層4將形成的鄰近區域中留下Si 3: 。於此時，在圖形形成期間，經由蝕刻移除所有澱積 基體之後方表面上的si3N4層3(示於圖28)。接下 矽基體1進步地熱氧化以生成Si02層。於此時’在 形成之Si3N4層3下方直接裝設的部位未被氧化’而 含一 存將 生熱 用以 自噴 1998 應口 專利 法， 在此 ，在 度蝕 I 10 述習 矽基 法澱 ，以 <4層 在矽 來， 圖形 僅有 (3) 1252176 被裝設在其之相對側上的Si02層2被單獨地選擇性氧化 ，因而，未以Si3N4層3覆蓋之Si〇2層2的厚度增加。而 後，經由蝕刻移除Si3N4層3 (示於圖29 )。然後，爲使 形成多晶矽的犧牲層4，經由蝕刻移除因爲被Si3N4層3 覆蓋而具有較薄薄膜厚度之Si 02層2，且以多晶矽的犧牲 層4形成在此一部位（示位圖30)。接下來，圍繞此一 犧牲層4之抗蝕刻停止層5被以S i 3 N 4層形成，其之應力 係由降壓CVD方法所調整，且其之整體表面係以一磷矽 玻璃（PSG)層6所覆蓋（示於圖31)。進一步的，經由 電漿CVD方法在PSG層6上形成第二Si02層7(示於圖 32 )，且Si02層7與PSG層6均被圖形形成，而後，經 由電漿CVD方法，抵達蝕刻停止層5的第二Si3N4層8 被形成在其之整體表面上（示於圖33)。而後，自矽基 體1的後方表面側延伸至犧牲層4之液體供應口 9被以各 向異性蝕刻所形成（示於圖34 )。 日本專利申請案公開號碼2003 - 1 3 6492揭示如果犧 牲層係由相同於薄膜形成過程或供在驅動電路等中之 MOS晶體的閘電極用之蝕刻過程的過程，而由多晶矽形 成時，供犧牲層用之專用掩模成爲不必要。 但是，因爲多晶矽的電阻率通常爲高的，當被使用爲 晶體的閘電極時，必須例如經由摻雜不純物來降低電阻率 。另一方面，因爲以不純物摻雜之多晶矽的蝕刻速率係易 於下降，其不適合使用多晶矽爲犧牲層之材料，因爲犧牲 層需要高於將被蝕刻之材料的蝕刻速率。依此，當電極與 -6 - (4) 1252176 犧牲層均以相同材料形成（多晶矽）以節省製造過程時， 一或二者的電極與犧牲層之功能表現會降低，因而，不可 能僅使用原來之多晶矽。 進一步的，因爲當PSG層被提供在諸如一閘電極的 配線層上時，PSG層會被蝕刻液體溶解，會使其產生不適 合做爲一抗蝕刻層的情況。例如，當P S G層6的預定部 位被如示於圖3 2至3 3的程序之一所蝕刻，以經由液體供 應口 9供應自基體的下部部件饋入之液體至基體的上部部 件時，犧牲層4係直接地露出至蝕刻液體，除非覆蓋犧牲 層4之蝕刻停止層5被分開地提供。 在習知技術中，爲使避免該一問題，Si3N4形成之蝕 刻停止層5被提供在犧牲層4與PSG層6之間。依此， 在PSG層係被提供在配線電極上的情況中，被使用爲蝕 刻停止層之氮化矽的抗蝕刻層，係在PSG層被提供之前 以環繞液體供應口的結構形成，因此，可在不會影響到多 晶矽之犧牲層的情況下蝕刻PSG層。 而且，因爲當由降壓CVD方法形成時，氮化矽的抗 蝕刻層必須被加熱至預定溫度，使用多晶矽於在相同程序 中與配線層一起形成之犧牲層。 依此，在習知結構中，沒有任何液體噴射頭的製造方 法可以減少製造程序，而仍維持自相同晶圓取得之個別基 體中之犧牲層的一致性。 【發明內容】 (5) 1252176 本發明的一目的係提供一液體噴射頭的製造方法，具 有高準確度與可靠性且能簡化其之製造程序，其中，在自 一基體的後方表面開始經由蝕刻形成通過一絕緣層的液體 供應口之前，蝕刻進行係更快速於基體中的犧牲層，在一 相對應於液體供應口的位置處之基體的一表面上形成，且 用以阻斷蝕刻進行之蝕刻停止層，被形成至少與犧牲層的 上部表面接觸。 爲達成前述目的，依據本發明之製造液體噴射頭的方 法，具有一基體，包含一噴射能源產生區段，用以自一噴 射開口噴射液體；一驅動·器元件，被提供爲經由一絕緣層 的噴射能源產生區段之下部層，用以驅動噴射能源產生區 段；一電極配線區段，由主要由鋁構成之材料所形成，用 以電連驅動器元件至噴射能源產生區段；一保護層，被形 成在絕緣層上以覆蓋噴射能源產生區段；及一由此通過之 液體供應口，包含下述之步驟，當形成電極配線區段時， 經由使用相同於電極配線區段的材料，在將形成液體供應 口的位置處形成一犧牲層；形成一抗蝕刻層，用以覆蓋犧 牲層，具有抵抗蝕刻液體之耐受性；自形成噴射能源產生 區段的基體表面上，以蝕刻液體蝕刻基體，直到犧牲層被 露出爲止；進一步進行蝕刻以移除犧牲層，以露出將成爲 液體供應口之抗蝕刻層的一部位；及經由移除露出之抗蝕 刻層，在基體中形成液體供應口。 依據本發明，供形成犧牲層用之分開程序被排除，但 該一供製造犧牲層的程序係同時地與供形成一電極配線區 -8 · (6) 1252176 段用的程序一起執行，且可獲致高準確度與可靠性的液體 供應頭。 在依據本發明的液體噴射頭之製造方法，犧牲層可經 由使用相同於電極配線區段的材料形成，例如，主要由鋁 構成之材料。於此情況，可減少製造程序，而仍能維持在 個別基體中的犧牲層之一致性。 形成絕緣層之材料可以爲氧化矽，且形成保護層之材 料可以爲氮化矽。於此情況，即使如果抗蝕刻層係形成爲 一薄膜狀態，其之可靠性仍爲高的，以進一步強化於各向 異性蝕刻期間之產量。 驅動器元件可以爲一晶體，且電極配線區段包含晶體 的一源電極與一漏電極。 抗蝕刻層可被形成以用繞犧牲層之上部表面及側表面 ，進一步的，可經由使用相同於絕緣層或保護層之材料， 且於相同於用以形成絕緣層或保護層的步驟中，形成抗蝕 刻層。抗蝕刻層係由電漿CVD方法所形成，且具有3 X 10 8dyn/Cm2或更少之殘餘應力。可選擇的，抗蝕刻層係由 電漿CVD方法所形成，且一抗拉應力與一抗壓應力均殘 留在一雙層結構中。 噴射能源產生區段可具有一電熱換能器，經由在液體 中產生薄膜沸騰，用以產生自噴射開口噴射液體之熱能。 液體噴射頭進一步具有一上部板構件，被形成在基體 的絕緣層上方，以界定一液體室在上部板構件與絕緣層之 間，並具有與液體管連通之噴射開口，依據本發明之方法 -9- (7) 1252176 可進一步包含下述步驟，形成一具有相對應於液體室之形 狀的第一含樹脂層於保護層上；形成一具有相對應於上部 板構件之形狀的第二含樹脂層於第一含樹脂層上；自第二 含樹脂層移除相對應於噴射開口之第二含樹脂層的一部位 ;及在上部板構件已被形成之後，移除第一含樹脂層。 本發明的一特色係使用主要由鋁構成的材料在被裝設 於犧牲層與PSG層上方及被裝設在熱產生電阻層下方之 層中，以供配線之用。 在本發明中，可使用鋁爲材料以供形成犧牲層與配線 層’但不可能使用多晶矽以供形成犧牲層與配線層。其之 原因有下述四點： 1 ·因爲多晶矽一般具有高電阻性，如果多晶矽被使 用爲供在一晶體中之閘電極用的配線電阻層，其必須例如 經由摻雜不純物於其內以下降電阻性。 2. 有關於犧牲層，當四甲基銨氫氧化物（TMAH ) 被使用爲一各向異性蝕刻液體時，將被TMAH主要地蝕 刻之材料的各向同性蝕刻速率，必須高於其之各向異性蝕 刻速率。但是，當摻雜不純物時，前者之蝕刻速率傾向於 下降。 3. 由於前述之原因1與2，不可能使用多晶矽在一 相同程序中形成配線層與犧牲層，因爲供配線層與犧牲層 之個別所需之蝕刻速率之間有差異存在。 4. 因爲鋁具有低電阻性，且被各向異性蝕刻液體 TMAH鈾刻之速率爲高的，即使配線層與犧牲層二者均由 -10- (8) 1252176 鋁形成，其之功能表現不會下降。 依據本發明，犧牲層係由相同於配線材料之材料所形 成，被提供於PSG層上方及熱產生電阻層之下方。其之 原因有下述二點： 1 ·在蝕刻P S G層時不會蝕刻多晶矽犧牲層時，需要 .在嚴苛條件下控制作業，因爲具有一不適合供抗蝕刻掩模 用的PSG層在成爲閘電極之配線層上方。特別的，當執 行自單一晶圓切割多數之基體的作業時，很困難留下犧牲 層在個別基體中，而仍維持均一之形狀。 2 ·因爲供作用爲抗蝕刻層的熱產生電阻層用的該材 料，必須有一新穎之圖形成形程序，其中，該材料不會遺 留在犧牲層下方。 由此，依據本發明，主要由鋁構成之配線材料，包含 1 〇〇%細度的鋁，含有在自1至5%之矽於鋁中的所謂A1 — Si合金、或含有銅在鉛中的A1 - Cu合金。 由下述之參照所附圖式之實施形態的說明，將可更淸 楚本發明之前述與其他目的、效果、特色、及優點。 【實施方式】 雖然將於下參照圖1至26詳細說明本發明之製造液 體噴射頭的方法之實施例，本發明並不侷限在該一實施例 ，而可適用於其他技術且包含在由供專利用之申請專利範 圍的範疇所界定之本發明槪念中。 在依據第一實施例之印刷頭中的印刷元件基體1 0之 -11 - (9) 1252176 結構係示於圖1中。在印刷元件基體1 0中，噴射能源產 生器、液體室、噴射開口等，均被形成在一 0.5至1mm厚 之矽基體1 1上。 在矽基體1 1中，一伸長孔形狀之液體供應口 1 2被形 成以穿透基體。在液體供應口 1 2的相對側上，多數之電 熱換能器1 3均被以預定間隙安排在液體供應口 1 2的長度 方向中，同時以一半間距自相對側上的換能器移位，因而 構成噴射能源產生器。在矽基體Π中，除了電熱換能器 13外，存在有供電連接電熱換能器13至印表機本體的電 極端子14，及未顯示之例如由鋁製成的電配線，此二者 均由源積技術所形成。一來自未顯示的驅動1c之驅動信 號經由這些電極端子14輸入至電熱換能器13，且同時地 ，一驅動動力被供應至電熱換能器1 3。 在矽基體1 1上，一上部板構件1 7具有多數之噴射開 口 1 6，經由液體室1 5個別地正對電熱換能器1 3。即爲’ 供連通液體供應口 1 2與個別液體室1 5的液體路徑1 8 ’ 被形成在上部板構件1 7與矽基體1 1之間，所有這些均以 相同於噴射開口 1 6的方式，經由蝕刻平板印（刷術技術 )與上部板構件1 7 —起被形成。 自液體供應口 1 2供應至個別液體室1 5的液體’當一 驅動信號被輸入至相對應液體室1 5中的電熱換能器1 3時 ，液體被電熱換能器13產生之熱沸騰，且被因而產生之 氣泡壓力自噴射開口 16噴射。 參照圖2至9，將說明製造該一印刷元件基體1 0的 -12- 1252176 (10) 程序。首先，預備具有<1〇〇>結晶面定向之625#m厚的p 型砂基體11’其之表面然後被熱氧化以形成一 001至 0.05//m厚的Si〇2層19(相對應於圖27中之參考號碼2 )· p進一步的，—0.1至之8丨3化層（相對應於圖 27中之參考號碼3)經由還原CVD方法澱積於其上，且 圖形形成使得此一 Si#4層3係獨自地遺留在後述之一犧 牲層2 0所形成的區域中（示於圖2 8 )。經由於此一圓形 形成期間之蝕刻’移除所有被形成在矽基體1 1的後表面 上之ShN4層3。矽基體1丨被再次地以此一狀態被熱氧化 以再次地生成Si〇2層19，使得其之厚度成爲〇.6至1 i //m，於此時，因爲直接位於Si〇2層19下方之被以圖形 形成Si 3N4層4所覆蓋的一部份矽基n未被熱氧化，未 ***Si3N4層4之矽基體π的區域，被選擇性地氧化， 以增加薄膜厚度使多於以Si3N4層3覆蓋的區域。而後， 圖形形成Si3N4層3被經由蝕刻移除（示於圖2 )。 接下來，一源電極21、一漏電極22與一閘電極23 均由多晶矽形成。於此情況，經由加速砷離子通過Si〇2 層，且以離子內植方法將之內植在矽基體11中的預定位 置處，而後，矽基體11被熱處理以擴散在矽基體11中的 砷離子，源電極21與漏電極22均被形成在Si 02層19的 底側上，閘電極23係由圖形形成而被形成在Si02層19 上（示於圖2 )。 然後，供驅動晶體的源電極2 1與漏電極22用之接點 開口 2 4，均由圖形形成及蝕刻S i 0 2層1 9所形成。同時地 -13- (11) 1252176 ，一開口 25被形成在Si02層19的一部位上，其中，將 以前述之相同方式形成犧牲層20(示於圖3)。矽基體 11的一表面係被露出至開口 25。 接下來，電極配線層2 6係由主要由鋁構成之導電材 料所形成，諸如 A1 - S i，用以經由圖形形成電連電極配 線層26至接點開口 24，而完成供驅動電熱換能器1 3用 的驅動晶體。同時地，使用相同於電極配線層2 6的材料 ，在開口 25中形成犧牲層20。因爲使用相同於電極配線 層26的材料形成犧牲層20，後者係在形成電極配線層26 的相同程序中與前者同時地形成，而使可排除供形成犧牲 層20用的獨立程序。 然後，經由電漿CVD方法，於其上澱積1.0至1.8 // m厚之Si02層的絕緣層27。此一絕緣層27係供電極配線 層26用的中間層。 接下來，自絕緣層27的一表面執行第一通孔28之圖 形形成與蝕刻。通孔2 8之深度係被選擇不會抵達電極配 線層26與犧牲層20。在這些第一通孔28中，那些形成 相對於與驅動晶體之漏電極2 2電連的電極配線層2 6及相 對於犧牲層20的第一通孔28，均進行圖形形成與触刻第 一通孔29’以露出被電連至漏電極22的電極配線層26 與犧牲層20。 然後，供埋置配線層3 0與蝕刻停止層3 2用的表面處 瘦層3 1，均以相同於電熱換能器1 3之材料，諸如TaN或 TsShN4，經由噴凝塗覆法形成在第一通孔28與第二通孔 -14- (12) 1252176 29的內部壁上及露出至通孔29的電極配線層26與犧牲 層20之表面上。雖然表面處理層31與蝕刻停止層32均 被提供以協助絕緣層27之黏著性能，但當埋置配線層30 與埋置層33均經由電解電鍍而由例如銅所形成時，其因 而亦可***作爲一電極。可選擇的，埋置配線層30與埋 置層3 3可經由噴濺塗覆法而由鋁等所形成。 因爲蝕刻停止層3 2可以相同於前述表面處理層3 1之 材料形成，蝕刻停止層32與表面處理層3 1均同時以相同 程序形成，以排除供形成蝕刻停止層32用的獨立程序。 在埋置配線層30與埋置層33已同時地形成在表面處 理層3 1與蝕刻停止層32均已形成之第二通孔29與第一 通孔28後，全體表面以CMP方法掩光以形成平均表面 34 (示於圖5 )。 接下來，將成爲電熱換能器13之具有0.02至0.2//m 厚度的TaN或TaSi3N4薄膜，經由圖形形成而橫跨在埋置 層33上方形成。進一步的，第一保護層35經由電漿 CVD方法而由Si3N4層形成，且第二保護層36經由圓形 形成所形成，並經由第一保護層3 5覆蓋電熱換能器1 3 ( 示於圖6 )。 而後，爲使在矽基體11中形成液體供應口 12，將成 爲一各向異性蝕刻掩模之樹脂（未示於圖），被塗層在矽 基體1 1的後方表面上且被平板印刷術處理成爲具有所需 圖形。 依序地，流程進行至形成上部板1 7，其中，將成爲 -15- (13) 1252176 用以形成液體路徑1 8與液體室1 5之核心3 7的抗蝕劑， 被塗層在表面上且被圖形形成具有預定形狀。 然後，將成爲上部板構件17的光敏環氧樹脂被塗層 在核心3 7上，且被平板印刷術圖形形成以形成噴射開口 16° 接下來，抵達犧牲層2 0之液體供應口 1 2，經由在矽 基體11的後方表面上使用TMAH爲各向異性蝕刻液體執 行蝕刻而形成。此一蝕刻過程係自矽基體1 1的後方表面 以55度之角度進fj且抵達被Si〇2層19與触刻停止層32 所圍繞的犧牲層20。因爲犧牲層20被此一蝕刻液體各向 同性地蝕刻，液體供應口 1 2具有相對應於犧牲層2 0成型 的上部末端，且以錐形方式朝向矽基體11的後方表面加 寬。 然後，在蝕刻停止層3 2與埋置層3 3已被蝕刻移除之 後，露出至液體供應口 12的第一保護層35的一部位被乾 法蝕刻所移除（示於圖8 )，且核心3 7被蝕刻移除。因 而，製成印刷元件基體1 〇 (示於圖9 )。 如前所述，當製成印刷元件基體1 〇時，不需增加新 程序以形成犧牲層20與蝕刻停止層32，因而，可簡化製 造程序以抑制生產成本的增加且減少周期時間，以及可精 確地形成液體供應口 1 2。 在前述實施例中，當犧牲層20被蝕刻以形成液體供 應口 12時，有可能一部份之鄰近犧牲層20的絕緣層27 被蝕刻液體所蝕刻，且使得困難保持液體供應口 1 2於所 -16- 1252176 (14) 需尺寸。依此，爲避免此種不便，犧牲層20可被以蝕 停止層3 2所覆蓋。 參照圖10至13，將說明本發明之第二實施例’其 ，具有與前一實施例之相同功能的部件均以相同參考號 指示，且排除其之多餘說明。即爲’雖然在前一實施例 .的鈾刻停止層32僅被攜至與犧牲層20的上部末端表面 觸，依據此一實施例，蝕刻停止層32延伸至Si〇2層 以覆蓋犧牲層20(示於圖10)，因而’可以自犧牲層 完全地阻斷絕緣層2 7。 因而，在示於圖10中的狀態中，當抵達犧牲層20 液體供應口 1 2係由各向異性蝕刻執行在矽基體1 1之後 表面所形成時，因爲絕緣層27係被Si02層與蝕刻停止 3 2自犧牲層2 0分開，可完全預防蝕刻液體侵入在絕緣 27上（示於圖11)。 而後，蝕刻停止層32與埋置層33均被移除，且然 ’露出至液體供應口 1 2之第一保護層3 5的一部份經由 法蝕刻移除（示於圖1 2 )。進一步的，核心3 7被蝕刻 除’以完成印刷元件基體1 〇 (示於圖丨3 )。 在前述實施例中，蝕刻停止層3 2係經由使用相同 表面處理層3 1的材料與之同時地形成，但是，如果不 要形成表面處理層3 1，蝕刻停止層3 2可經由使用相同 埋置配線層3 0的材料與之同時地形成。 然後’參照圖14至18，將說明本發明的第三實施 °於此情況’爲避免多餘之說明，將僅描述液體供應 刻 中 碼 中 接 19 20 的 方 層 層 後 乾 移 於 需 於 例 □ -17- 1252176 (15) 1 2。在這些圖式中，具有與前一實施例之相同功能的部件 均以相同參考號碼指示。即爲，在Si02層19形成在矽基 體Η上且以冷式CVD方法形成PSG層38在Si02層19 之後，在將形成液體供應口 12的Si02層19與PSG層38 之部位，被鈾刻同時地移除以形成一開口 3 9，由此露出 矽基體11(示於圖14)。 接下來，鋁-銅合金之電極配線層（示於圖4)被形 成在PSG層38上且被圖形形成具有預定之形狀。於此一 階段，完成諸如爲前述之驅動晶體等的驅動器元件。 然後，1.0至厚之Si〇2絕緣層27被電漿 CVD方法澱積且被圖形形成具有預定之形狀（示於圖15 )° 接下來，0.02至厚之TaN電熱換能器13( 示於圖6)與未顯示之0.1至0.8//m厚的鋁一銅合金電極 層均依序地澱積在絕緣層27上並被圖形形成具有預定之 形狀。同時地，由電熱換能器13與電極層40構成之雙層 犧牲層20被以相同材料形成在開口 39中（示於圖16) 〇 然後，經由電漿蝕刻方法以Si3N4形成保護層35 (示 於圖6 )。因爲此一保護層3 5具有蝕刻停止層3 2的功能 ，其之殘餘應力被減少，例如，減少至3x1 〇8 d y n /cm2或更低。 如果因而形成之保護層3 5在薄膜品質或台階覆蓋性 質的觀點上，並不適用使用爲電熱換能器之保護層’其可 -18- (16) 1252176 被形成爲具有抗拉應力與抗壓應力的雙層結構’使可滿足 保護層3 5的功能及蝕刻停止層3 2的功用表現。具體而言 ，當以電漿CVD方法形成0.4/im厚之纟虫刻停止層32時 ，首先形成具有優異抗拉應力之0·2 # m厚的第一層’然 後，形成具有優異抗壓應力之0.2 //m厚的第二層（未於 圖 1 7 )。 雖然用以澱積以一蝕刻停止層3 2的條件均依據電漿 CVD裝置的功能而不同，可改變內部殘留應力自抗拉應 力至抗壓應力，例如，經由調節被施加至矽基體1 1的電 力。即爲，因爲遺留在蝕刻停止層32的內部殘留應力， 可僅經由改變澱積條件，調整而矽基體1 1仍遺留在電漿 CVD裝置內，故無須增加新處理程序。 而後，將成爲一供各向異性蝕刻用之掩模的樹脂，被 塗覆在矽基體11的後方表面上且被圖形形成具有預定之 形狀。 另一方面，開始以相同於前一實施例的方式形成上部 板構件1 7 (示於圖7 )。 接下來，經由使用TM A Η在矽基體11的後方表面上 執行各向異性蝕刻，以形成抵達犧牲層2 0之液體供應口 1 2 (示於圖18)。於此情況，在蝕刻被停止之後，蝕刻 停止層32中沒有凸起或裂痕。 最後’經由乾法蝕刻移除鈾刻停止層3 2，並進一步 移除核心37(示於圖7)。 以該一方式，不需要獨立之程序來形成犧牲層2〇與 -19- (17) 1252176 蝕刻停止層3 2，因而，無須增加印刷元件基體1 0之生 成本，便可獲致有益之尺寸準確性的液體供應口 1 2。 在前述實施例中，雖然電極換能器13與電極層40 可適用爲犧牲層20，電極配線層26亦可被使用爲犧牲 20 ° 然後，參照圖19至24，將說明用以製造液體噴射 的本發明方法之第四實施例。其中，具有與先前實施例 相同功能的部件均以相同參考號碼指示。 於此所述之實施例係製造印刷基體之步驟，其中， 極配線層26係在相同於犧牲層20的程序中被同時地提 在PSG管38上方（在形成PSG層38之後），且在電 換能器13(即爲熱產生電阻層41形成之前）的下方， 在前述之PSG層的圖形形成之後，在相同於犧牲層的 序中形成配線層。 在印刷元件基體1 0已經由相同於示於圖1至4的 一實施例之程序製造之後，經由圖形形成在絕緣層2 7 面上形成第一通孔28(示於圖19)。 接下來，經由TaN濺射形成熱產生電阻層41，且 其上形成被電連至熱產生電阻器的電極層42 (示於圖 )。經由熱產生電阻層41電連至電極層42的電極配線 26具有導電能力。然後，電極層42與熱產生電阻層 均由圖形形成修正至一預定圖形，以形成熱產生電阻器 段4 3 (示於圖2 1 )。 亦可做爲一飩刻停止層的第一保護層3 5，係經由 產 均 層 頭 之 電 供 熱 且 程 第 表 於 20 層 4 1 區 電 -20- (18) 1252176 漿CVD方法由SisN4形成（示於圖22)，且經由圖形形 成以形成經由第一保護層35覆蓋熱產生電阻器區段43的 第二保護層36 (示於圖23)。 而後’爲形成液體供應口 1 2，將成爲供各向異性蝕 刻用的掩模之樹脂（未示於圖）被塗層在矽基體π的後 方表面上，且經由平板印刷術以所需圖形形成。 其次，處理程序進行至形成上部板構件17，其中， 將成爲用以形成一液體流動路徑1 8與液體室1 5的核心 37之抗蝕劑被塗覆在表面上，且被圖形形成具有預定形 狀。 然後，將成爲上部板構件1 7的光敏性環氧樹脂被塗 層在核心3 7上，且被平板印刷術圖形形成以形成噴射開 口 16(示於圖24)。 按下來，抵達犧牲層20之液體供應口 1 2，經由在矽 基體11的後方表面上使用TMAH爲各向異性蝕刻液體執 行蝕刻而形成。此一蝕刻過程係自矽基體1 1的後方表面 以55.7度之角度進行且抵達被Si02層19所圍繞的犧牲 層2 0。因爲犧牲層2 0被此一蝕刻液體各向同性地蝕刻， 液體供應口 1 2具有相對應於犧牲層2 0成型的上部末端， 且以錐形方式朝向矽基體1 1的後方表面加寬（示於圖2 5 )° 然後，在Si〇2層19與第一保護層35已被蝕刻移除 之後，核心3 7被蝕刻進一步地移除。因而’完成印刷元 件基體1〇(示於圖26)。 -21 - 1252176 (19) 依據該一實施例，在經由自基體的後方表面開始之蝕 刻形成通過絕緣層的液體供應口之前，事先地在用以形成 液體供應口的位置處，形成一蝕刻程序進行的比在其體中 更快，且蝕刻停止層被攜至接觸其之至少一上部表面的犧 牲層。於此時，與形成電極配線區段的程序同時地執行形 成犧牲層的程序。因而，因爲排除用以形成犧牲層的獨立 程序，可簡化製造程序。特別的，當犧牲層與電極配線區 段均以相同材料形成時，諸如主要由鋁構成，可完全地排 除用以形成犧牲層的獨立程序。 當蝕刻停止層係以相同於供絕緣層與保護層之材料與 程序形成時，可完全地排除用以形成蝕刻停止層之獨立程 序，且供此一蝕.刻停止層用的保護層成爲不需要，而可進 一步簡化製造程序。 當蝕刻停止層係由電漿CVD方法形成以具有3 X 108dyn/cm2，或蝕刻停止層係由電漿CVD方法形成使得 抗拉應力與抗壓應力均殘留在雙層結構中時，犧牲層可由 主要以可被各向同性蝕刻之鋁構成的材料所形成，因而， ’可與用以形成電極配線區段之程序同時地執行用以形成犧 牲層的程序。 本發明已相關於較佳實施例詳細地說明，現在，習於 本技藝者由前述說明可以了解在不離本發明之廣泛觀點中 可製成改變或修正，故，本發明之申請專利範圍中係意欲 以涵蓋所有在本發明之真實精神內的該種改變與修正。 -22- 1252176 (2 式圖一 圖 的 [ 份 簡 印 部 要 主 之 頭 刷 印 的 例 施 ； 實圖 一 體 第立 明觀 發外 本之 據· JJJ fap， 1依基 明成件 說構元 單係刷 圖第圖第圖第圖第圖第 ηπο 發發發 發發 本 據 依 造 製 以 用 明 說 圖 ； 面程 剖過 的的 體頭 基刷 件印 元之 刷例 印施 係實 2 一 本 據 依 造 製 以 用 明 說 圖 ·’ 面程 剖過 的的 體頭 基刷 件印 元之 刷例 印施 係竇 本 據 依 造 製 以 用 明 說 圖 面 剖 的 基 件 元 程 過 的 頭 刷 印 j之 刷例 印施 係實 4 一 本 據 依 造 製 以 用 明 說 圖 ； 面程 剖過 的的 體頭 基刷 件印 元之 刷例 印拖 係實 5 一 本 據 依 造 ¾ 以 用 明 說 圖 ·， 面程 剖過 的的 體頭 基刷 件印 元之 刷例 印施 係實 圖7係印刷元件基體的剖面圖，說明用以製造依據本 發明第一實施例之印刷頭的過程； 圖8係印刷元件基體的剖面圖，說明用以製造依據本 發明第一實施例之印刷頭的過程； 圖9係印刷兀件基體的剖面圖’說明用以製造依據本 發明第一實施例之印刷頭的過程； 圖1 〇係印刷元件基體的剖面圖，說明用以製造依據 本發明第二實施例之印刷頭的過程； 圖1 1係印刷元件基體的剖面圖’說明用以製造依據 本發明第二實施例之印刷頭的過程； 圖1 2係印刷元件基體的剖面圖，說明用以製造依據 -23- (21) 1252176 本發明第二實施例之印刷頭的過程； 圖1 3係印刷元件基體的剖面圖，說明用以製造依據 本發明第二實施例之印刷頭的過程； 圖1 4係印刷元件基體的剖面圖，說明用以製造依據 本發明第三實施例之印刷頭的過程； 圖丨5係印刷元件基體的剖面圖，說明用以製造依據 本發明第三實施例之印刷頭的過程； 圖1 6係印刷元件基體的剖面圖，說明用以製造依據 本發明第三實施例之印刷頭的過程； 圖1 7係印刷元件基體的剖面圖，說明用以製造依據 本發明第三實施例之印刷頭的過程； 圖丨8係印刷元件基體的剖面圖，說明用以製造依據 本發明第三實施例之印刷頭的過程； 匱1 1 9係印刷元件基體的剖面圖，說明用以製造依據 本發明第三實施例之印刷頭的過程； 圖2 0係印刷元件基體的剖面圖，說明用以製造依據 本發明第四實施例之印刷頭的過程； 圖2 1係印刷元件基體的剖面圖，說明用以製造依據 本發明第四實施例之印刷頭的過程； 圖22係印刷元件基體的剖面圖，說明用以製造依據 本發明第四實施例之印刷頭的過程； 圖2 3係印刷元件基體的剖面圖，說明用以製造依據 本發明第四實施例之印刷頭的過程； 圖24係印刷元件基體的剖面圖，說明用以製造依據 -24- (22) 1252176 本發明第四實施例之印刷頭的過程； 圖25係印刷元件基體的剖面圖，說明用以製造依據 本發明第四實施例之印刷頭的過程； 圖26係印刷元件基體的剖面圖，說明用以製造依據 本發明第四實施例之印刷頭的過程； 圖2 7係一剖面圖，說明用以製造一習知技術印刷頭 之印刷元件基體的過程； 圖2 8係一剖面圖，說明用以製造一習知技術印刷頭 之印刷元件基體的過程； 圖2 9係一剖面圖，說明用以製造一習知技術印刷頭 之印刷元件基體的過程； 圖3 0係一剖面圖，說明用以製造一習知技術印刷頭 之印刷元件基體的過程； 圖3 1係一剖面圖，說明用以製造一習知技術印刷頭 之印刷元件基體的過程； 圖3 2係一剖面圖，說明用以製造一習知技術印刷頭 之印刷元件基體的過程； 圖3 3係一剖面圖，說明用以製造一習知技術印刷頭 之印刷元件基體的過程； 圖3 4係一剖面圖，說明用以製造一習知技術印刷頭 之印刷元件基體的過程。 主要元件之符號說明 1 :矽基體 -25- 1252176 (23) 2 : Si02 層 3 : Si3N4 層 4 :犧牲層 5 :蝕刻停止層 6 :磷矽玻璃層 7 :第二 Si02 層 8 :第二 Si3N4 層 9 :液體供應口 I 0 :印刷元件基體 II :矽基體 1 2 :液體供應口 1 3 :電熱換能器 1 4 :電極端子 1 5 :液體室 1 6 :噴射開口 1 7 :上部板構件 1 8 :液體路徑 19: Si02 層 20 :犧牲層 2 1 :漏電極 22 :漏電極 23 :閘電極 2 4 :接點開口 2 5 ··開□ -26- 1252176 (24) 26 :電極配線層 2 7 :絕緣層 28 :第一通孔 29 :第二通孔 3 0 :埋置配線層 3 1 :表面處理層 3 2 :蝕刻停止層 33 :埋置層 3 4 :平坦表面 35 :第一保護層 3 6 :第二保護層 3 7 :核心 38 :磷矽玻璃層 3 9 :開口 40 :電極層 4 1 :熱產生電阻層 42 :電極層 43 :熱產生電阻器區段 -27-

Claims (1)

1252176 (1) 拾、申請專利範圍 1· 一種製造具有一基體的液體噴射頭的方法，該基 體包含一噴射能源產生區段，用以自一噴射開口噴射液體 ，一驅動器元件，其被提供爲經由一絕緣層的噴射能源產 生區段之下部層，用以驅動噴射能源產生區段；一電極配 線區段由主要由鋁構成之材料所形成，用以電連驅動器 元件至噴射能源產生區段；一保護層，其被形成在絕緣層 上以覆蓋噴射能源產生區段；及一由此通過之液體供應口 ，該方法包含以下步驟： 當形成電極配線區段時，經由使用相同於電極配線區 段的材料，在將形成液體供應口的位置處形成一犧牲層； 形成一抗触刻層，用以覆蓋犧牲層，具有抵抗鈾刻液 體之耐受性； 自形成噴射能源產生區段的基體表面上，以蝕刻液體 蝕刻基體，直到犧牲層被露出爲止； 進一步進行蝕刻以移除犧牲層，以露出將成爲液體供 應口之抗蝕刻層的一部位；及 經由移除露出之抗蝕刻層，在基體中形成液體供應口 〇 2 .如申請專利範圍第1項之液體噴射頭的製造方法 ，其中該抗鈾刻層係經由使用與絕緣層或保護層相同之材 料，且在形成絕緣層或保護層的同一步驟中來形成的。 3 .如申請專利範圍第2項之液體噴射頭的製造方法 ，其中形成絕緣層之材料係氧化矽，且形成保護層之材料 -28- 1252176 (2) 係氮化矽。 4.如申請專利範圍第1項之液體噴射頭的製造方、法 ，其中驅動器元件係一晶體，且電極配線區段包含晶體的 一源極與一汲極。 5 ·如申請專利範圍第1項之液體噴射頭的製造方法 ，其中該蝕刻停止層係由電漿CVD方法所形成，且具有 3xl〇8dyn/cm2或更少之殘餘應力。 6 ·如申請專利範圍第1項之液體噴射頭的製造方、法 ，其中該鈾刻停止層係由電漿CVD方法所形成，且一抗 拉應力與一抗壓應力均殘留在一雙層結構中。 7 .如申請專利範圍第1項之液體噴射頭的製造方法 .，其中蝕刻停止層係被形成來圍繞犧牲層之上部表面及側 表面。 8 ·如申請專利範圍第1項之液體噴射頭的製造方法 ’其中噴射能源產生區段具有一電熱換能器，用來藉由在 液體中產生薄膜沸騰，而產生自噴射開口噴射液體之熱能 〇 9.如申請專利範圍第1至8項的任一液體噴射頭的 製造方法’其中該液體噴射頭進一步具有一上部板構件， 其被形成在基體的絕緣層上方，以界定一液體室在上部板 構件與絕緣層之間，並具有與液體管連通之噴射開口，該 方法進一步包含下述步驟： 形成一具有相對應於液體室之形狀的第一含樹脂層於 保護層上； •29- 1252176 (3) 形成一具有相對應於上部板構件之形狀的第二含樹脂 層於第一含樹脂層上； 自第二含樹脂層移除相對應於噴射開α之第二含樹脂 層的一部位； 及在上部板構件已被形成之後，移除第一含樹脂層。 -30-