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JPH06135035A - Fabrication of thermal head - Google Patents

Fabrication of thermal head

Info

Publication number
JPH06135035A
JPH06135035A JP29102492A JP29102492A JPH06135035A JP H06135035 A JPH06135035 A JP H06135035A JP 29102492 A JP29102492 A JP 29102492A JP 29102492 A JP29102492 A JP 29102492A JP H06135035 A JPH06135035 A JP H06135035A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
electrode
base film
forming
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29102492A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhisa Honma
克久 本間
Katsumi Yanagibashi
勝美 柳橋
Narimitsu Aramaki
成光 荒牧
Teruki Oitome
輝喜 追留
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP29102492A priority Critical patent/JPH06135035A/en
Publication of JPH06135035A publication Critical patent/JPH06135035A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To fabricate a thermal head in which adhesion is enhanced among an electrode film, an underlying film, and a protective film. CONSTITUTION:A resistive film and an electrode film are patterned at first and then the surface, on which a heating resistor 4 and electrodes 5, 6 are formed, is subjected to treatment with an acid containing water by 20vol.% or less or an acid containing any one of phosphate ion, silicate ion, or chromate ion and a protective film is formed thereon. A part of the resistive film is then subjected to dry etching using a halogen based gas and reaction products remaining on the surface of an underlying film 3 or thereabout are removed through wet treatment using an acid or hot water.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、サーマルヘッドの製造
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a thermal head.

【0002】[0002]

【従来の技術】サーマルヘッドは音が小さく、保守が容
易で、またランニングコストが低い等の利点があり、フ
ァクシミリやワープロのプリンタ等、各種の記録装置に
利用されている。
2. Description of the Related Art Thermal heads are used in various recording devices such as facsimiles and word processing printers because they have the advantages of low noise, easy maintenance, and low running cost.

【0003】薄膜タイプのサーマルヘッドは、支持基板
として例えばアルミナが使用される。そして、アルミナ
の表面を平滑にする目的で、あるいは保温の目的でアル
ミナ表面にガラスグレーズ層が形成される。
In a thin film type thermal head, for example, alumina is used as a supporting substrate. Then, a glass glaze layer is formed on the surface of the alumina for the purpose of smoothing the surface of the alumina or for the purpose of heat retention.

【0004】アルミナ表面にガラスグレーズ層を形成す
る場合、ガラスグレーズ層に接して発熱抵抗体を形成し
ても、通常のファクシミリなどに使用する場合は、実用
上問題は生じない。
When a glass glaze layer is formed on the surface of alumina, even if a heating resistor is formed in contact with the glass glaze layer, there is no practical problem when it is used in a normal facsimile or the like.

【0005】しかし、高速のファクシミリや高精細の印
刷機などに使用する場合は、動作時に発熱抵抗体の温度
が高くなる。したがって、ガラスグレーズ層と発熱抵抗
体が接していると、ガラスグレーズ層の遊離成分が発熱
抵抗体に拡散し、発熱抵抗体の抵抗値が変化するなどし
て寿命を短かくする。この解決策として、ガラスグレー
ズ層の遊離成分が発熱抵抗体に拡散しないように、発熱
抵抗体の下層に例えば高耐熱性、高絶縁性の下地膜が形
成される。下地膜は、ガラスグレーズ層の遊離成分が発
熱抵抗体に拡散することを防止する他に、発熱抵抗体が
発生する熱が耐熱性樹脂層に直接加わらないようにした
り、その下層に位置する耐熱性樹脂層の硬度を補うなど
の機能を果たしている。
However, when it is used in a high-speed facsimile machine or a high-definition printing machine, the temperature of the heating resistor becomes high during operation. Therefore, when the glass glaze layer and the heating resistor are in contact with each other, the free components of the glass glaze layer diffuse into the heating resistor, and the resistance value of the heating resistor changes, thereby shortening the life. As a solution to this, a base film having high heat resistance and high insulation is formed in the lower layer of the heating resistor so that free components of the glass glaze layer do not diffuse into the heating resistor. The base film not only prevents free components of the glass glaze layer from diffusing into the heat-generating resistor, but also prevents heat generated by the heat-generating resistor from being directly applied to the heat-resistant resin layer or heat-resisting layer located below it. Performs functions such as supplementing the hardness of the resin layer.

【0006】ところで、サーマルヘッドが用いられる装
置、例えばファクシミリやワープロは小型化および低電
力化、低価格化が要請されている。したがって、サーマ
ルヘッドも安価で高効率のものが望まれる。
[0006] By the way, a device using a thermal head, such as a facsimile or a word processor, is required to be small in size, low in power and low in price. Therefore, it is desirable that the thermal head be inexpensive and highly efficient.

【0007】このような要請から、ガラスグレーズ層に
代えて例えばポリイミド樹脂やエポキシ樹脂などの耐熱
性樹脂で保温層を構成するサーマルヘッドが提案されて
いる(特開昭52−100245公報参照)。
In response to such a demand, a thermal head has been proposed in which the heat retaining layer is made of a heat resistant resin such as polyimide resin or epoxy resin instead of the glass glaze layer (see Japanese Patent Laid-Open No. 52-100245).

【0008】保温層を耐熱性樹脂で構成すると、ガラス
グレーズ層を用いたものに比べ、熱効率が良くなり、ま
た熱応答性も改善される。
When the heat insulating layer is made of a heat resistant resin, the thermal efficiency is improved and the thermal response is improved as compared with the case where the glass glaze layer is used.

【0009】ここで、従来のサーマルヘッドの製造方法
について、保温層を耐熱性樹脂で構成した場合を例にと
り、図2を参照して説明する。
Now, a conventional method of manufacturing a thermal head will be described with reference to FIG. 2, taking a case where the heat insulating layer is made of a heat resistant resin as an example.

【0010】図2は、サーマルヘッドの要部を示す部分
分解斜視図である。
FIG. 2 is a partially exploded perspective view showing the main part of the thermal head.

【0011】支持基板21は例えばSUSで構成され
る。支持基板21上に、例えばポリイミド樹脂で耐熱樹
脂層22が形成される。
The support substrate 21 is made of SUS, for example. The heat-resistant resin layer 22 is formed on the support substrate 21 with, for example, a polyimide resin.

【0012】また、耐熱樹脂層22上には下地膜23が
スパッタリング法で形成される。
A base film 23 is formed on the heat resistant resin layer 22 by a sputtering method.

【0013】なお、下地膜23の主成分はSi,N,
O,Zrなどである。Si,N,O,Zrなどを主成分
にする下地膜23は、Si−O−N系のものに較べて機
械的強度が優れ、耐熱樹脂層22の補強に適している。
The base film 23 is mainly composed of Si, N,
O, Zr, etc. The base film 23 containing Si, N, O, Zr or the like as a main component has excellent mechanical strength as compared with the Si—O—N type and is suitable for reinforcing the heat resistant resin layer 22.

【0014】次に、下地膜23上に、Nb,Si,Oな
どを主成分とする抵抗膜、そしてAlなどからなる電極
膜が順に形成される。
Next, a resistance film containing Nb, Si, O, etc. as a main component, and an electrode film made of Al, etc. are sequentially formed on the base film 23.

【0015】抵抗膜や電極膜は、フォトエッチングプロ
セスで加工され、抵抗膜は複数の発熱抵抗体24に、そ
して、電極膜は各発熱抵抗体24に個別に電流を供給す
る個別電極25と、共通電極26とに形成される。
The resistance film and the electrode film are processed by a photo-etching process, the resistance film is formed into a plurality of heating resistors 24, and the electrode film is an individual electrode 25 for individually supplying a current to each heating resistor 24. It is formed on the common electrode 26.

【0016】なお、抵抗膜をエッチングする場合、フッ
化炭素系ガスと酸素ガスの混合ガスによるプラズマエッ
チングも用いられる。
When etching the resistance film, plasma etching using a mixed gas of a fluorocarbon gas and an oxygen gas is also used.

【0017】発熱抵抗体24や電極25、26が形成さ
れた後、発熱抵抗体24の発熱部やその周辺を覆うよう
に保護膜27が形成される。なお、保護膜27はSi,
N,O,Zrを主成分にしている。
After the heating resistor 24 and the electrodes 25 and 26 are formed, a protective film 27 is formed so as to cover the heating portion of the heating resistor 24 and its periphery. The protective film 27 is made of Si,
It is mainly composed of N, O and Zr.

【0018】上記の方法で支持基板21上に、耐熱樹脂
層22から保護膜27までの各種の層や膜を形成した
後、実装工程を経てサーマルヘッドに組み立てられる。
After the various layers and films from the heat-resistant resin layer 22 to the protective film 27 are formed on the support substrate 21 by the above method, a thermal head is assembled through a mounting process.

【0019】ところで、抵抗膜や電極膜を加工するフォ
トエッチングプロセスは、抵抗膜に対してはケミカルド
ライエッチング(CDE)法が、そして電極膜に対して
はウエットエッチングが用いられる。
By the way, as a photoetching process for processing the resistance film and the electrode film, a chemical dry etching (CDE) method is used for the resistance film and a wet etching is used for the electrode film.

【0020】なお、CDE法にはCF4 ,O2 等の反応
性ガスが用いられる。
A reactive gas such as CF 4 or O 2 is used in the CDE method.

【0021】また、フォトエッチングプロセスで使用さ
れたフォトレジストを除去するために、CF4 ,O2
の反応性ガスを用いたプラズマアッシングが用いられ
る。
Further, plasma ashing using a reactive gas such as CF 4 or O 2 is used to remove the photoresist used in the photoetching process.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】従来のサーマルヘッド
の製造方法では、フォトエッチングプロセス例えば抵抗
膜に対するCDE法の際に、抵抗膜に含まれるNbや下
地膜に含まれるZrの各フッ化物が反応で生成され、こ
れらの物質の一部が電極の側面に付着する。
In the conventional method of manufacturing a thermal head, Nb contained in the resistance film and each fluoride of Zr contained in the base film react during the photoetching process, for example, the CDE method for the resistance film. Generated, and some of these substances adhere to the side surface of the electrode.

【0023】また、電極膜をエッチングする際に、電極
膜の材料とエッチングガスとの反応で生成された物質
が、不安定な形で残存することもある。
Further, when etching the electrode film, the substance generated by the reaction between the material of the electrode film and the etching gas may remain in an unstable form.

【0024】また、アッシングによりレジストを除去す
る場合に、露出した電極の表面にアッシングガスがある
時間作用する。
When the resist is removed by ashing, the ashing gas acts on the exposed surface of the electrode for a certain period of time.

【0025】この結果、アッシングガスと電極とが反応
し、反応による生成物が電極表面に形成される。
As a result, the ashing gas reacts with the electrode, and a product of the reaction is formed on the electrode surface.

【0026】上記したように各種の工程で生成された物
質が電極に付着する。また、他の支持基板やチャンバー
の壁から飛来する反応生成物が電極に付着することもあ
る。電極に不要な物質が付着すると、電極の上部に被覆
される保護膜と電極との付着力が弱くなる。
The substances produced in various steps as described above adhere to the electrodes. In addition, reaction products flying from other supporting substrates or chamber walls may adhere to the electrodes. When an unnecessary substance adheres to the electrode, the adhesion between the electrode and the protective film covering the upper part of the electrode becomes weak.

【0027】また、電極にレジストが残存すると、その
後、洗浄や取扱いが良好に行われないと電極の表面が汚
染されたままになる。
If the resist remains on the electrode, the surface of the electrode remains contaminated unless it is washed or handled properly thereafter.

【0028】電極の表面が汚染された状態で保護膜を形
成すると、電極と保護膜との付着力が弱く、品質の良い
サーマルヘッドが得られない。
If the protective film is formed in a state where the surface of the electrode is contaminated, the adhesive force between the electrode and the protective film is weak and a good quality thermal head cannot be obtained.

【0029】なお、反応生成物の電極への付着や電極の
汚染は、耐熱樹脂で保温層を形成したものに限らず、ア
ルミナなどの支持基板にガラスグレーズ層を形成したも
のにも発生する。しかし、上記したような問題は耐熱樹
脂で保温層を形成したサーマルヘッドの方が顕著であ
る。
The adhesion of the reaction product to the electrode and the contamination of the electrode are not limited to those in which the heat insulating layer is formed of the heat resistant resin, but also in those in which the glass glaze layer is formed on the supporting substrate such as alumina. However, the above-mentioned problems are more remarkable in the thermal head in which the heat insulating layer is formed of the heat resistant resin.

【0030】その原因としては、電極膜を形成する際に
耐熱樹脂から放出されるガスや下地膜表面の凹凸などの
影響を受けて、電極膜表面が凹凸になることが考えられ
る。電極膜表面に凹凸があると、その分、反応生成物や
汚染物質が残存しやすくなる。
It is considered that the cause is that the surface of the electrode film becomes uneven due to the influence of gas released from the heat-resistant resin when forming the electrode film and the unevenness of the surface of the base film. If the electrode film surface has irregularities, reaction products and contaminants are likely to remain correspondingly.

【0031】また、フォトエッチングプロセス例えば抵
抗膜に対するCDE法の際に、抵抗膜の下にある下地膜
の一部が露出する。下地膜が露出するとCDE法の反応
で生成された物質、例えば抵抗膜に含まれるNbのフッ
化物が下地膜の表面に残ったり、また、再付着したりす
る。
Further, during the photoetching process, for example, the CDE method for the resistance film, a part of the base film under the resistance film is exposed. When the base film is exposed, a substance generated by the reaction of the CDE method, for example, Nb fluoride contained in the resistance film remains on the surface of the base film or is redeposited.

【0032】また、下地膜の表面に近い層では、下地膜
を構成する材料とエッチングガスとの反応生成物が形成
される。これらの反応生成物のうち、SiF4 等の蒸気
圧の十分高い物質はガス化して除去される。しかし、Z
rフッ化物などは不安定な形で残りやすい。
In the layer close to the surface of the base film, a reaction product of the material forming the base film and the etching gas is formed. Of these reaction products, substances such as SiF 4 having a sufficiently high vapor pressure are gasified and removed. But Z
R-fluoride and the like tend to remain in an unstable form.

【0033】下地膜の表面や表面に近い層に反応生成物
が残ると、これらの反応生成物が影響して下地膜と保護
膜との付着力を弱いものにする。
If reaction products remain on the surface of the base film or a layer close to the surface, these reaction products affect and weaken the adhesion between the base film and the protective film.

【0034】また、抵抗膜をエッチングする場合、フッ
化炭素系ガスと酸素ガスの混合ガスによるプラズマエッ
チングを用いたときも、下地膜がプラズマにさらされ
る。その結果、下地膜にフッ化物が生成し、下地膜と保
護膜の密着性が悪くなり、保護膜の浮きや剥離が生じ、
サーマルヘッドの品質、歩留まりを低下させる。
Further, when etching the resistance film, the base film is exposed to plasma even when plasma etching using a mixed gas of a fluorocarbon gas and an oxygen gas is used. As a result, fluoride is generated in the base film, the adhesion between the base film and the protective film deteriorates, and the protective film floats or peels off.
It reduces the quality and yield of the thermal head.

【0035】本発明は、電極膜や下地膜と保護膜との付
着力を強くするサーマルヘッドの製造方法を提供するこ
とを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a thermal head, in which the adhesion between the protective film and the electrode film or the base film is strengthened.

【0036】[0036]

【課題を解決するための手段】本発明は、支持基板上に
抵抗膜および電極膜を形成する工程と、前記抵抗膜およ
び電極膜をパターニングし、発熱抵抗体および電極を形
成する工程と、前記発熱抵抗体および電極の少なくとも
一部を被覆するように保護膜を形成する工程とを具備す
るサーマルヘッドの製造方法において、前記抵抗膜およ
び電極膜がパターニングされ、発熱抵抗体および電極が
形成された表面を、20vol %以下の含水率の酸、また
は燐酸イオン、珪酸イオン、クロム酸イオンのいずれか
を含む酸で処理した後、前記保護膜を形成することを特
徴としている。
The present invention comprises a step of forming a resistance film and an electrode film on a supporting substrate, a step of patterning the resistance film and the electrode film to form a heating resistor and an electrode, A method of manufacturing a thermal head, comprising a step of forming a protective film so as to cover at least a part of the heating resistor and the electrode, wherein the resistance film and the electrode film are patterned to form the heating resistor and the electrode. The protective film is formed by treating the surface with an acid having a water content of 20 vol% or less or an acid containing any of phosphate ion, silicate ion and chromate ion.

【0037】また、本発明は、支持基板上に絶縁性の下
地膜を形成する工程と、前記下地膜上に抵抗膜および電
極膜を形成する工程と、下地膜上に形成された前記抵抗
膜の少なくとも一部をハロゲン系ガスを含むガスにより
ドライエッチングして前記下地膜を露出させる工程と、
前記抵抗膜をドライエッチングした後に下地膜の表面ま
たは表面近くに残存する反応生成物を、酸または温水に
よるウエット処理で除去する工程と、前記反応生成物が
除去された前記下地膜の少なくとも一部を覆うように保
護膜を形成する工程とを具備している。
Further, according to the present invention, the step of forming an insulating base film on the support substrate, the step of forming a resistance film and an electrode film on the base film, and the resistance film formed on the base film. A step of dry-etching at least a part of the base film with a gas containing a halogen-based gas to expose the underlying film,
Removing the reaction product remaining on or near the surface of the underlying film after dry etching the resistance film by wet treatment with acid or warm water, and at least a part of the underlying film from which the reaction product has been removed And a step of forming a protective film so as to cover the.

【0038】また、本発明は、支持基板上に耐熱樹脂層
を形成する工程と、前記耐熱樹脂層上に下地膜を形成す
る工程と、前記下地膜上に抵抗膜を形成し、この抵抗膜
をエッチングし発熱抵抗体を形成する工程と、少なくと
も前記発熱抵抗体を覆うように保護膜を形成する工程と
を具備するサーマルヘッドの製造方法において、前記抵
抗膜を、フッ化炭素系ガスと酸素ガスの混合ガスによる
プラズマエッチングを行う工程と、イオンボンバ−ドを
行う工程とを有している。
Further, according to the present invention, a step of forming a heat-resistant resin layer on a support substrate, a step of forming a base film on the heat-resistant resin layer, a resistance film formed on the base film, and the resistance film In the method of manufacturing a thermal head, the method comprises the steps of etching a heat-generating resistor to form a protective film, and forming a protective film so as to cover at least the heat-generating resistor. It has a step of performing plasma etching with a mixed gas of gases and a step of performing ion bombardment.

【0039】[0039]

【作用】電極の表面をいろいろな処理液で処理し、電極
と保護膜との付着力を調べたところ、以下のような結果
が得られた。
When the surface of the electrode was treated with various treatment liquids and the adhesion between the electrode and the protective film was examined, the following results were obtained.

【0040】(1)電極(Alが主成分)を温水で処理
した場合、電極と保護膜との付着力は低下する。また、
水温が高いと付着力の低下が著しい。これは、電極と水
との反応で電極の表面にアルミナ水和物の被膜が形成さ
れ、この被膜が電極と保護膜との付着力を弱くするもの
と考えられる。
(1) When the electrode (mainly composed of Al) is treated with hot water, the adhesive force between the electrode and the protective film decreases. Also,
When the water temperature is high, the adhesive strength is significantly reduced. It is considered that this is because a film of alumina hydrate is formed on the surface of the electrode by the reaction between the electrode and water, and this film weakens the adhesive force between the electrode and the protective film.

【0041】(2)電極(Alが主成分)をアルカリで
処理した場合、電極と保護膜との付着力は低下する。
(2) When the electrode (mainly composed of Al) is treated with alkali, the adhesive force between the electrode and the protective film decreases.

【0042】これは、アルカリ処理により電極表面が清
浄化されるものの、その際に、水酸化アルミやアルミナ
水和物の被膜が表面に形成され、この被膜が保護膜との
付着力を弱くするためと考えられる。
Although the electrode surface is cleaned by the alkali treatment, a coating film of aluminum hydroxide or alumina hydrate is formed on the surface at this time, and this coating film weakens the adhesion with the protective film. It is thought to be because.

【0043】(3)電極(Alが主成分)を酸で処理し
た場合、電極と保護膜との付着力は処理条件により向上
したり、低下したりする。
(3) When the electrode (mainly composed of Al) is treated with an acid, the adhesive force between the electrode and the protective film is improved or decreased depending on the treatment conditions.

【0044】塩酸、硝酸、硫酸などを用いると、含水率
が概ね20%を境にして、含水率がそれより小さい場合
は付着力が向上する傾向を示し、大きい場合は付着力が
低下する傾向を示す。
When hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid or the like is used, when the water content is less than 20%, the adhesive force tends to be improved when the water content is less than that, and when the water content is larger, the adhesive force tends to be decreased. Indicates.

【0045】電極表面が酸で清浄化される度合より、処
理液中の水分と電極材料のAlとの反応でアルミナ水和
物が形成される度合の方が大きい場合に、付着力が低下
すると推察される。この場合、電極の表面が清浄化され
ているため、低温の場合でも水との反応が進行しやすい
と考えられる。一方、含水率が低く濃度の高い酸の場
合、電極の表面に安定な酸化膜が形成され、その結果、
水和物被膜の成長が抑制され、付着力が向上するものと
考えられる。
If the degree of formation of alumina hydrate by the reaction between water in the treatment liquid and Al of the electrode material is greater than the degree of cleaning the electrode surface with acid, the adhesive force is lowered. Inferred. In this case, since the surface of the electrode is cleaned, it is considered that the reaction with water easily proceeds even at low temperature. On the other hand, in the case of an acid having a low water content and a high concentration, a stable oxide film is formed on the surface of the electrode, and as a result,
It is considered that the growth of the hydrate film is suppressed and the adhesion is improved.

【0046】(4)燐酸イオン、珪酸イオン、クロム酸
イオンのいずれかを含有する酸は、アルミナ水和物の生
成を抑止する効果が大きく、上記のイオンを含む酸で処
理すると含水率によらず電極と保護膜の付着力は向上す
る。
(4) An acid containing any one of phosphate ion, silicate ion and chromate ion has a great effect of suppressing the formation of alumina hydrate, and when treated with an acid containing the above ion, the water content may be different. The adhesion between the electrode and the protective film is improved.

【0047】なお、アルミナ水和物はPH7以上で成長
が促進され、PH5以下では成長しない。また、多くの
陰イオンがアルミナ水和物被膜の生成を抑制するが、燐
酸イオン、珪酸イオン、クロム酸イオンは抑制効果が特
に大きいと言われている。
It should be noted that the growth of alumina hydrate is promoted at a pH of 7 or more, and does not grow at a pH of 5 or less. Further, many anions suppress the formation of the alumina hydrate coating, but phosphate ions, silicate ions, and chromate ions are said to have a particularly large suppressing effect.

【0048】(5)燐酸、酢酸、硝酸を主成分とする混
酸で処理すると、Alを主成分とする電極が均一に、か
つ安定にエッチングされる。したがって処理液として好
適である。混酸で処理すると、燐酸イオンでアルミナ水
和物の形成が抑止され、また硝酸で粘度が低減され、さ
らに酢酸によるエッチングのバッアァー効果などが有効
に機能するものと考えられる。また、下地膜上の反応生
成物を数種の処理液を用いて除去し、下地膜と保護膜と
の付着力を調べたところ、以下のような結果が得られ
た。
(5) When treated with a mixed acid containing phosphoric acid, acetic acid and nitric acid as main components, the electrode containing Al as a main component is uniformly and stably etched. Therefore, it is suitable as a processing liquid. When treated with a mixed acid, it is considered that the formation of alumina hydrate is suppressed by phosphate ions, the viscosity is reduced by nitric acid, and the Baaer effect of etching by acetic acid functions effectively. Further, when the reaction product on the base film was removed by using several kinds of treatment liquids and the adhesive force between the base film and the protective film was examined, the following results were obtained.

【0049】この場合、発明者らは、抵抗膜に対するフ
ォトエッチングプロセスの後、何の処理もしないサンプ
ル、そして数種のウエット処理をしたサンプルについ
て、下地膜上と電極上をオ−ジェ電子分光法(以後AE
Sと言う。)やX線光電子分光法(以後XPSと言
う。)で分析し、表面に存在する物質を調べた。
In this case, the inventors of the present invention conducted Auger electron spectroscopy on the base film and the electrode for the sample which was not subjected to any treatment after the photoetching process for the resistance film and the samples which were subjected to several kinds of wet treatment. Law (hereinafter AE
Say S. ) Or X-ray photoelectron spectroscopy (hereinafter referred to as XPS) to analyze substances present on the surface.

【0050】また、その後でそれぞれのサンプルに保護
膜を被覆し、下地膜と保護膜との付着力を評価した。
After that, each sample was covered with a protective film, and the adhesive force between the base film and the protective film was evaluated.

【0051】(1)フォトエッチングプロセス後、下地
膜(支持基板としてアルミナを使用し表面にガラスグレ
−ズ層を形成したものは、ガラスグレ−ズ層。以下〔作
用〕の項については同じ。)の表面には相当量のFが存
在する。このFは、抵抗膜や下地膜、電極膜に含まれる
元素がCDE法またはアッシング工程でフッ化物を形成
しそのまま残存したり、または一旦除去されたものが再
び付着したものと考えられる。
(1) After the photo-etching process, a base film (a glass glaze layer having alumina as a supporting substrate and having a glass glaze layer formed on the surface thereof; the same applies to the following [Function]). There is a considerable amount of F on the surface. It is considered that F is the element contained in the resistance film, the base film, or the electrode film, which forms fluoride by the CDE method or the ashing step and remains as it is, or the element which has been once removed is attached again.

【0052】(2)酸や温水で処理すると、下地膜表面
のF濃度は低下する。これは、酸や温水による処理でフ
ッ化物が溶解または分解し、除去されるためと考えられ
る。
(2) When treated with acid or warm water, the F concentration on the surface of the base film is lowered. It is considered that this is because the fluoride is dissolved or decomposed and removed by the treatment with acid or warm water.

【0053】(3)下地膜および電極表面のF濃度が低
い程、下地膜と保護膜との付着力は良好であった。
(3) The lower the F concentration on the surface of the base film and the electrode, the better the adhesion between the base film and the protective film.

【0054】したがって、フッ化物などの不安定な反応
生成物は、上記の処理によって下地膜表面から除去また
は減少でき、下地膜と保護膜との付着力が向上する。
Therefore, unstable reaction products such as fluorides can be removed or reduced from the surface of the base film by the above treatment, and the adhesion between the base film and the protective film is improved.

【0055】また、抵抗膜を、フッ化炭素系ガスと酸素
ガスの混合ガスでプラズマエッチングを行った場合、そ
の後で、イオンボンバ−ドを行っている。したがって、
プラズマエッチング中に下地膜に生成したフッ素化合物
を除去または減少でき、下地膜と保護膜の密着性が高く
なり、保護膜との付着力が向上する。
When the resistance film is plasma-etched with a mixed gas of a fluorocarbon-based gas and an oxygen gas, ion bombardment is performed thereafter. Therefore,
The fluorine compound generated in the base film during plasma etching can be removed or reduced, the adhesion between the base film and the protective film is enhanced, and the adhesive force with the protective film is improved.

【0056】イオンボンバ−ドは、各種の膜を形成する
直前の洗浄方法として知られている。しかし、サーマル
ヘッドの製造工程では、保護膜を形成する直前にイオン
ボンバ−ドを行うと、発熱抵抗体の劣化や抵抗値分布の
悪化の原因となる。このため、イオンボンバ−ドは、抵
抗膜をプラズマエッチングした後で、発熱抵抗体を露出
する電極膜のエッチング工程までの間に行う。
Ion bombardment is known as a cleaning method immediately before forming various films. However, in the manufacturing process of the thermal head, if the ion bombardment is performed immediately before forming the protective film, it will cause deterioration of the heating resistor and deterioration of the resistance value distribution. For this reason, ion bombardment is performed after plasma etching of the resistance film and before the step of etching the electrode film exposing the heating resistor.

【0057】なお、イオンボンバ−ドは、抵抗膜のプラ
ズマエッチング直後に、エッチングガスのみを入れ替え
て行うのが望ましい。
It is desirable that the ion bombardment is performed by exchanging only the etching gas immediately after the plasma etching of the resistance film.

【0058】上記したように本発明のサーマルヘッドの
製造方法によれば、電極や下地膜上などに残存する不安
定な反応生成物や汚染物質等が除去でき、電極や下地膜
と保護膜との付着力を弱める要因を抑制できる。
As described above, according to the method of manufacturing the thermal head of the present invention, unstable reaction products and contaminants remaining on the electrodes and the base film can be removed, and the electrodes, the base film and the protective film can be removed. The factor that weakens the adhesive force of can be suppressed.

【0059】この結果、電極や下地膜が清浄な状態で保
護膜を被覆でき、電極や下地膜と保護膜との良好な付着
力が得られる。
As a result, the protective film can be covered in a state where the electrode and the base film are clean, and good adhesion between the electrode and the base film and the protective film can be obtained.

【0060】[0060]

【実施例】【Example】

(実施例1)本発明の第一の実施例について、電極表面
を混酸で処理する場合を例にとって図1を参照して説明
する。
(Embodiment 1) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, taking as an example the case where the electrode surface is treated with a mixed acid.

【0061】まず、1はFe−Cr合金からなる支持基
板で、支持基板1上に、シロキサン結合を有する芳香族
ポリイミド樹脂を用いて約20μmの厚さで耐熱樹脂層
2が形成される。
First, 1 is a supporting substrate made of a Fe--Cr alloy, and a heat-resistant resin layer 2 is formed on the supporting substrate 1 using an aromatic polyimide resin having a siloxane bond to a thickness of about 20 μm.

【0062】なお、支持基板1としてはFe−Cr合金
に限らず、他の金属、あるいは非金属を用いることもで
きる。また、耐熱樹脂層2の材料も芳香族ポリイミド樹
脂に限らない。耐熱樹脂層2は通常10μm〜40μm
の厚さに形成されるが、この範囲に限られるものではな
い。
The support substrate 1 is not limited to the Fe-Cr alloy, and other metals or nonmetals can be used. The material of the heat resistant resin layer 2 is not limited to the aromatic polyimide resin. The heat resistant resin layer 2 is usually 10 μm to 40 μm
However, the thickness is not limited to this range.

【0063】耐熱樹脂層2は、例えばポリアミック酸を
有機溶剤に溶かしたポリアミック酸ワニスを支持基板1
に塗布し、焼成する方法で形成される。
The heat-resistant resin layer 2 is, for example, a polyamic acid varnish prepared by dissolving polyamic acid in an organic solvent.
It is formed by a method of coating on and baking.

【0064】また、ポリアミック酸ワニスを塗布する方
法もいろいろあるが、例えばスピンコート法が用いられ
る。
There are various methods for applying the polyamic acid varnish, and for example, the spin coating method is used.

【0065】ポリアミック酸ワニスの焼成は、乾燥した
窒素ガス雰囲気中で、90℃で60分、180℃で60
分、450℃で60分の3段階で行った。
The firing of the polyamic acid varnish is performed at 90 ° C. for 60 minutes and 180 ° C. for 60 minutes in a dry nitrogen gas atmosphere.
Min., 450 ° C., 60 min.

【0066】次に、耐熱樹脂層2の上に、スパッタリン
グ法を用いてSi,O,N,Zrを主成分とする下地膜
3が形成される。
Next, a base film 3 containing Si, O, N, and Zr as main components is formed on the heat-resistant resin layer 2 by using a sputtering method.

【0067】この場合、ターゲットとしては、mol 比
9:1のSi3 4 とZrO2 の粉末に微量の焼結助剤
を添加して、混合し、ホットプレスで固め焼結したもの
が使用される。
In this case, the target used is a powder of Si 3 N 4 and ZrO 2 with a mol ratio of 9: 1, to which a small amount of a sintering additive is added, mixed, and hardened and sintered by hot pressing. To be done.

【0068】また、耐熱樹脂層2が形成された支持基板
1をチャンバー内で250℃に保持し、1時間の脱ガス
を行った後に、下地膜3を形成している。この時のチャ
ンバー内の真空度は、5〜8×10-4Paである。
The support substrate 1 on which the heat-resistant resin layer 2 is formed is kept at 250 ° C. in the chamber and degassed for 1 hour, and then the base film 3 is formed. The degree of vacuum in the chamber at this time is 5 to 8 × 10 −4 Pa.

【0069】また、下地膜3の厚さは約3μmで、下層
2μmはAr雰囲気中、そして上層1μmは10%O2
−Ar雰囲気中で、それぞれ2×10-1Paのガス圧で
スパッタリングされる。
The thickness of the base film 3 is about 3 μm, the lower layer 2 μm is in an Ar atmosphere, and the upper layer 1 μm is 10% O 2.
In an Ar atmosphere, sputtering is performed at a gas pressure of 2 × 10 −1 Pa.

【0070】下地膜3の材料や、その形成方法は上記の
ものに限られない。
The material of the base film 3 and its forming method are not limited to the above.

【0071】また、下地膜3の上には、Nb−SiO2
系の抵抗膜がスパッタリング法で形成される。
On the base film 3, Nb-SiO 2
A system resistance film is formed by the sputtering method.

【0072】抵抗膜の材料は、Ta−SiO2 系等他の
材料でもよい。
The material of the resistance film may be another material such as Ta-SiO 2 system.

【0073】抵抗膜を形成した後、真空加熱炉内でアニ
ールが行われる。アニールは、室温から450℃まで1
時間で昇温し、そして450℃で30分保持し、その
後、炉冷する条件で行った。この間、加熱炉内の真空度
は10-4Pa台であった。
After forming the resistance film, annealing is performed in a vacuum heating furnace. Annealing is from room temperature to 450 ° C 1
The temperature was raised over a period of time, and the temperature was maintained at 450 ° C. for 30 minutes, followed by furnace cooling. During this time, the degree of vacuum in the heating furnace was on the order of 10 −4 Pa.

【0074】次に、個別電極となるAl電極膜をスパッ
タリング法で、また共通電極となるAl電極膜を真空蒸
着法で順に形成した。
Next, an Al electrode film serving as an individual electrode was sequentially formed by a sputtering method, and an Al electrode film serving as a common electrode was sequentially formed by a vacuum deposition method.

【0075】なお、電極膜の材料にはAl合金等、他の
材料を用いることもできる。
Other materials such as Al alloy can be used as the material of the electrode film.

【0076】抵抗膜やAl電極膜を形成した後、フォト
エッチングプロセスを行い、発熱抵抗体4および個別電
極5、共通電極6を形成した。この場合、フォトエッチ
ングプロセスは2段階で実施した。
After forming the resistance film and the Al electrode film, a photoetching process was performed to form the heating resistor 4, the individual electrode 5 and the common electrode 6. In this case, the photoetching process was performed in two stages.

【0077】まず、印字の際の各ビット間になる電極膜
と抵抗膜を順次エッチングし、次に発熱抵抗体4の発熱
部を露出するために、発熱部上部の電極膜を除去してい
る。この際、電極膜のエッチングには、燐酸、酢酸、硝
酸からなる混酸を用いている。
First, the electrode film and the resistance film between the bits during printing are sequentially etched, and then the electrode film above the heat generating portion is removed to expose the heat generating portion of the heat generating resistor 4. . At this time, a mixed acid composed of phosphoric acid, acetic acid and nitric acid is used for etching the electrode film.

【0078】また、抵抗膜のエッチングにはCDE法を
用いた。例えば、導入ガスとしてCF4 とO2 を用い、
その比を7:3としている。
The CDE method was used for etching the resistance film. For example, CF 4 and O 2 are used as introduction gases,
The ratio is 7: 3.

【0079】CDE法によるエッチングの後、1段目の
レジストは、5%CF4 −O2 の混合ガスによるアッシ
ング、それに続くO2 によるアッシングで除去した。な
お、上記の混合ガスによるアッシングは、CDEによる
レジスト変質膜を除去するために必要である。
After etching by the CDE method, the resist in the first stage was removed by ashing with a mixed gas of 5% CF 4 —O 2 and subsequent ashing with O 2 . The ashing with the mixed gas is necessary to remove the resist-altered film by CDE.

【0080】また、2段目のレジストは剥離液で除去し
た。
The resist on the second stage was removed with a stripping solution.

【0081】上記のフォトエッチングプロセスの後で
は、電極の表面から炭素やフッ素、抵抗膜材料のNbな
どが検出され、電極表面が相当量汚染されていることが
AESやXPSの表面分析で確認された。
After the above photo-etching process, carbon and fluorine, Nb of the resistance film material, etc. were detected from the surface of the electrode, and it was confirmed by AES or XPS surface analysis that the electrode surface was considerably contaminated. It was

【0082】フォトエッチングプロセスの後、リン酸、
酢酸、硝酸からなる混酸によるウエット処理を行った。
このとき、処理温度を30〜50℃の範囲で、また処理
時間も20〜200秒の範囲で条件を変えて実施した。
After the photo-etching process, phosphoric acid,
A wet treatment with a mixed acid consisting of acetic acid and nitric acid was performed.
At this time, the treatment temperature was changed to 30 to 50 ° C. and the treatment time was changed to 20 to 200 seconds under different conditions.

【0083】また特性の比較用にウエット処理を施さな
いサンプルも同時に試作した。
Further, for the comparison of the characteristics, a sample not subjected to the wet treatment was also manufactured at the same time.

【0084】なお、ウエット処理したサンプルは直ちに
純水シャワーでリンスし、乾燥した。 AESやXPS
による表面分析により、電極表面のフッ化物の量がウエ
ット処理の条件に応じて減少していることが確認され
た。
The wet-treated sample was immediately rinsed with a pure water shower and dried. AES and XPS
It was confirmed by the surface analysis by the method that the amount of fluoride on the electrode surface was decreased according to the conditions of the wet treatment.

【0085】混酸でウエット処理した後、電極5、6の
大部分、そして発熱抵抗体4の発熱部が被覆されるよう
に保護膜7を形成した。
After the wet treatment with mixed acid, the protective film 7 was formed so as to cover most of the electrodes 5 and 6 and the heating portion of the heating resistor 4.

【0086】保護膜7は、下地膜3と同様のスパッタリ
ング法で形成された。ターゲットも下地膜3の形成のと
きと同一の物が用いられた。
The protective film 7 was formed by the same sputtering method as the base film 3. The target used was the same as that used for forming the base film 3.

【0087】なお、電極5、6や発熱抵抗体4が形成さ
れた支持基板1を、チャンバー内で250℃に保持し、
1時間の脱ガスを行った後に保護膜7を形成している。
厚さは約3μmで、下層部分の2μmは10%O2 −A
r雰囲気中で、そして上層部分の1μmはAr雰囲気中
で、それぞれ2×10-1Paのガス圧でスパッタリング
した。
The supporting substrate 1 on which the electrodes 5 and 6 and the heating resistor 4 are formed is kept at 250 ° C. in the chamber,
After degassing for 1 hour, the protective film 7 is formed.
The thickness is about 3 μm, and 2 μm of the lower layer is 10% O 2 -A.
The sputtering was performed in an r atmosphere and 1 μm in the upper layer portion in an Ar atmosphere at a gas pressure of 2 × 10 −1 Pa.

【0088】保護膜7を形成した後、それぞれのサンプ
ルにつき、沸騰水中でボイリングを行い、その後にテー
プ剥離テスト、そしてスクラッチテスターを用いて引っ
掻きテストを実施した。
After forming the protective film 7, each sample was subjected to boiling in boiling water, followed by tape peeling test and scratch test using a scratch tester.

【0089】その結果、混酸によるウエット処理により
電極と保護膜との付着力が向上していることが確認され
た。
As a result, it was confirmed that the adhesion between the electrode and the protective film was improved by the wet treatment with mixed acid.

【0090】上記の方法で耐熱樹脂層から保護膜までの
各薄膜を支持基板に形成し、その後の実装工程を経てサ
ーマルヘッドを完成させた。
Each thin film from the heat resistant resin layer to the protective film was formed on the supporting substrate by the above method, and the thermal head was completed through the subsequent mounting steps.

【0091】次に、完成したサーマルヘッドを、温度6
0℃、湿度90%の条件で、共通電極側に24Vのバイ
アス電圧を印加し、長時間の耐環境試験を行った。その
結果、混酸によるウエット処理を実施したものについて
は保護膜の剥がれが無く、長時間に亘って安定であっ
た。一方、混酸によるウエット処理を実施しないもの
は、電極上の保護膜が部分的に剥がれ、その近傍の印字
ビットを構成する発熱抵抗体に抵抗値の異常が発生し
た。
Next, the completed thermal head is heated to a temperature of 6
A bias voltage of 24 V was applied to the common electrode side under conditions of 0 ° C. and humidity of 90%, and a long-term environment resistance test was performed. As a result, in the case of the wet treatment with mixed acid, the protective film did not peel off and was stable for a long time. On the other hand, in the case where the wet treatment with mixed acid was not performed, the protective film on the electrode was partially peeled off, and the resistance value of the heating resistor constituting the print bit in the vicinity thereof was abnormal.

【0092】(実施例2)抵抗膜や電極用のAl電極膜
を形成し、その後、フォトエッチングプロセスを行い、
発熱抵抗体4および個別電極5、共通電極6を形成する
までは実施例1と同様である。発熱抵抗体4や電極5、
6を形成するまでの説明は実施例1と重複するので省略
する。
Example 2 A resistance film and an Al electrode film for an electrode are formed, and then a photoetching process is performed,
The process is the same as that of the first embodiment until the heating resistor 4, the individual electrode 5, and the common electrode 6 are formed. Heating resistor 4 and electrode 5,
The description up to the formation of 6 will be omitted because it is the same as that of the first embodiment.

【0093】実施例2では、発熱抵抗体4や個別電極
5、共通電極6を形成したサンプルについて、発煙硝酸
や塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、硝酸+酢酸、硫酸+酢酸な
どの酸を用い、数種の濃度でウエット処理を実施した。
処理の温度は25乃至50℃で、処理時間は20〜20
0秒の範囲である。その後、実施例1と同様の方法で保
護膜を形成した。
In the second embodiment, with respect to the sample in which the heating resistor 4, the individual electrode 5, and the common electrode 6 are formed, fuming nitric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, acetic acid, nitric acid + acetic acid, sulfuric acid + acetic acid, or another acid is used. Wet treatment was performed at several concentrations.
The processing temperature is 25 to 50 ° C., and the processing time is 20 to 20.
It is in the range of 0 seconds. After that, a protective film was formed in the same manner as in Example 1.

【0094】その結果、含水率が概ね20%以下の酸で
処理すると付着力の向上が確認された。そして、長時間
動作でも安定なサーマルヘッドが得られた。
As a result, it was confirmed that the adhesive strength was improved when treated with an acid having a water content of about 20% or less. A thermal head that was stable even after long-term operation was obtained.

【0095】(実施例3)抵抗膜や電極用のAl膜を形
成し、その後、フォトエッチングプロセスを行い、発熱
抵抗体4および個別電極5、共通電極6を形成するまで
は実施例1と同様である。したがって、そこまでの説明
は実施例1と重複するので省略する。
(Embodiment 3) A resistance film and an Al film for electrodes are formed, and then a photo-etching process is carried out to form the heating resistor 4, the individual electrodes 5, and the common electrode 6 in the same manner as in Embodiment 1. Is. Therefore, the description up to this point is the same as that of the first embodiment and will not be repeated.

【0096】実施例3では、発熱抵抗体4や個別電極
5、共通電極6を形成したサンプルについて、燐酸、珪
酸、クロム酸のいずれかを含む種々の含水率の酸でウエ
ット処理した。処理温度は25乃至50℃、処理時間は
20〜200秒とした。そして、実施例1と同様の方法
で保護膜を形成した。
In Example 3, the sample on which the heating resistor 4, the individual electrode 5 and the common electrode 6 were formed was wet-treated with an acid having various water contents including any one of phosphoric acid, silicic acid and chromic acid. The processing temperature was 25 to 50 ° C., and the processing time was 20 to 200 seconds. Then, a protective film was formed in the same manner as in Example 1.

【0097】その結果、付着力の向上が確認された。そ
して、長時間動作でも安定なサーマルヘッドが得られ
た。
As a result, it was confirmed that the adhesive strength was improved. A thermal head that was stable even after long-term operation was obtained.

【0098】(実施例4)保温層を、耐熱樹脂層に替え
てガラスグレーズ層で構成し、また、ガラスグレーズ層
の上に直接抵抗膜が形成した構造を除き、発熱抵抗体4
および個別電極5、共通電極6を形成するまでは実施例
1と同様である。また、実施例1と同様の方法で保護膜
を形成し、これらの試作品につき、実施例1乃至実施例
3と同様の評価を実施した。その結果、付着力の増大が
確認された。そして、長時間動作でも安定なサーマルヘ
ッドが得られた。
(Embodiment 4) The heat retaining layer 4 is formed by replacing the heat-resistant resin layer with a glass glaze layer and except for the structure in which the resistance film is directly formed on the glass glaze layer.
The process up to the formation of the individual electrode 5 and the common electrode 6 is the same as in the first embodiment. Further, a protective film was formed in the same manner as in Example 1, and these prototypes were evaluated in the same manner as in Examples 1 to 3. As a result, an increase in adhesion was confirmed. A thermal head that was stable even after long-term operation was obtained.

【0099】(実施例5)抵抗膜や電極用のAl電極膜
を形成し、その後、フォトエッチングプロセスを行い、
発熱抵抗体4および個別電極5、共通電極6を形成する
までは実施例1と同様である。したがって、そこまでの
説明は実施例1と重複するので省略する。ただし、抵抗
膜をエッチングするCDE法は、通常の70秒の他に1
00秒、130秒の3つの条件で行った。
(Embodiment 5) A resistance film and an Al electrode film for an electrode are formed, and then a photoetching process is performed,
The process is the same as that of the first embodiment until the heating resistor 4, the individual electrode 5, and the common electrode 6 are formed. Therefore, the description up to this point is the same as that of the first embodiment and will not be repeated. However, the CDE method for etching the resistive film is not limited to the usual 70 seconds, but 1
It was performed under three conditions of 00 seconds and 130 seconds.

【0100】CDE法の後、1段目のレジストは、5%
CF4 −O2 の混合ガスによるアッシング、それに続く
2 によるアッシングで除去した。なお、混合ガスによ
るアッシングは、CDE法によるレジスト変質膜を除去
するために必要とされる。
After the CDE method, the resist in the first step is 5%
It was removed by ashing with a mixed gas of CF 4 —O 2 and subsequent ashing with O 2 . Note that the ashing with the mixed gas is necessary to remove the resist-altered film by the CDE method.

【0101】また、2段目のレジストは剥離液で除去し
た。
The resist on the second stage was removed with a stripping solution.

【0102】上記のフォトエッチングプロセスの後、相
当量のフッ化物が下地膜表面に形成されていることがA
ESやXPSの表面分析で確認された。
After the photoetching process described above, it is found that a considerable amount of fluoride is formed on the surface of the base film.
It was confirmed by ES and XPS surface analysis.

【0103】また、CDE法の時間が増加するとフッ化
物の量も増大していた。
Further, as the time of the CDE method increased, the amount of fluoride also increased.

【0104】フォトエッチングプロセスの後、リン酸、
酢酸、硝酸からなる混酸でウエット処理を行った。この
とき、処理液の温度を30〜50℃の範囲で、また処理
時間も20〜200秒の範囲で変えて実施した。また特
性の比較用にウエット処理を施さないサンプルも同時に
試作した。
After the photo-etching process, phosphoric acid,
Wet treatment was performed with a mixed acid consisting of acetic acid and nitric acid. At this time, the temperature of the treatment liquid was changed in the range of 30 to 50 ° C., and the treatment time was changed in the range of 20 to 200 seconds. A sample without wet treatment was also manufactured as a trial for the comparison of characteristics.

【0105】なお、ウエット処理したサンプルは直ちに
純水シャワーでリンスし、乾燥した。 ここで、サンプ
ルの試作条件(CDE時間、処理液の温度…液温、処理
時間)と、下地膜/保護膜間の付着力の関係を表1に示
す。
The wet-treated sample was immediately rinsed with a pure water shower and dried. Here, Table 1 shows the relationship between the trial production conditions of the sample (CDE time, treatment liquid temperature ... liquid temperature, treatment time) and the adhesive force between the base film / protective film.

【0106】[0106]

【表1】 ウエット処理は、CDE法を行った後、保護膜を形成す
るまでのどこかの段階で行えば効果がある。ウエット処
理により下地膜表面や電極表面のフッ化物の量が処理条
件に応じて減少していることが、AESやXPSの表面
分析で確認された。
[Table 1] The wet treatment is effective if it is performed at some stage after the CDE method and before the formation of the protective film. It was confirmed by surface analysis of AES and XPS that the amount of fluoride on the surface of the base film and the surface of the electrode was reduced according to the treatment conditions by the wet treatment.

【0107】上記の混酸によるウエット処理の後、保護
膜を形成した。
After the wet treatment with the above mixed acid, a protective film was formed.

【0108】保護膜の形成は下地膜と同様のスパッタリ
ング法で行った。タ−ゲットも下地膜の形成と同一のも
のが用いられた。
The protective film was formed by the same sputtering method as that for the base film. The target used was the same as that for forming the base film.

【0109】電極等の形成された支持基板をチャンバー
内で250℃に保持し、1時間の脱ガスを行った後に保
護膜を形成し、厚さは約3μmとした。下層部分の2μ
mは10%O2 −Ar雰囲気中で、そして上層部分の1
μmはAr雰囲気中で、それぞれ2×10-1Paのガス
圧でスパッタリングして形成した。
The supporting substrate on which the electrodes and the like were formed was kept at 250 ° C. in the chamber and degassed for 1 hour, and then a protective film was formed to a thickness of about 3 μm. 2μ in the lower layer
m is 10% O 2 -Ar atmosphere, and 1 in the upper layer
μm was formed by sputtering in an Ar atmosphere at a gas pressure of 2 × 10 −1 Pa.

【0110】保護膜を形成した後、それぞれのサンプル
につき、沸騰水中でボイリングを行い、その後にテープ
剥離テスト、そしてスクラッチテスターを用いた引っ掻
きテストを実施し、下地膜と保護膜の付着力の評価を行
いその結果を表1に示してある。
After forming the protective film, each sample was subjected to boiling in boiling water, and then a tape peeling test and a scratch test using a scratch tester were conducted to evaluate the adhesive force between the base film and the protective film. The results are shown in Table 1.

【0111】保護膜を形成した後、実装工程を経てサ−
マルヘッドを完成した。
After forming the protective film, the mounting process is followed by
Completed Maruhead.

【0112】次に、完成したサーマルヘッドを、温度6
0℃、湿度90%の条件で、長時間の耐環境試験に供し
た。その結果、表1に×印を有する試作品は下地膜上の
保護膜が浮き、または剥がれが生じ、剥がれが生じた近
傍の発熱抵抗体ビットに抵抗値の異常が発生した。他の
試作品については問題は無かった。
Next, the completed thermal head is heated to a temperature of 6
It was subjected to a long-term environment resistance test under the conditions of 0 ° C. and humidity of 90%. As a result, in the prototypes having the cross mark in Table 1, the protective film on the base film floated or peeled off, and the resistance value of the heating resistor bit in the vicinity of the peeled off was abnormal. There were no problems with other prototypes.

【0113】(実施例6)抵抗膜や電極用のAl電極膜
を形成し、その後、フォトエッチングプロセスを行い、
発熱抵抗体4および個別電極5、共通電極6を形成する
までは実施例1と同様である。したがって、そこまでの
説明は実施例1と重複するので省略する。フォトエッチ
ングプロセスを終了したサンプルにつき、25乃至50
℃の硝酸、硫酸、燐酸、酢酸、硝酸+酢酸、硫酸+酢
酸、燐酸+酢酸などの処理液を用い、また処理時間も変
えてウエット処理した。以後上記の実施例と同様の方法
でサンプルを試作した。
Example 6 A resistance film and an Al electrode film for an electrode are formed, and then a photoetching process is performed,
The process is the same as that of the first embodiment until the heating resistor 4, the individual electrode 5, and the common electrode 6 are formed. Therefore, the description up to this point is the same as that of the first embodiment and will not be repeated. 25 to 50 per sample after photoetching process
Wet treatment was carried out by using treatment liquids such as nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid, nitric acid + acetic acid, sulfuric acid + acetic acid, phosphoric acid + acetic acid, etc. at different temperatures. After that, a sample was experimentally manufactured by the same method as that of the above-mentioned embodiment.

【0114】その結果、一部の条件で電極と保護膜との
付着力が悪化したが、下地膜と保護膜との付着力はいず
れの条件でも向上していた。
As a result, the adhesive force between the electrode and the protective film deteriorated under some conditions, but the adhesive force between the base film and the protective film improved under any condition.

【0115】(実施例7)抵抗膜や電極用のAl電極膜
を形成し、その後、フォトエッチングプロセスを行い、
発熱抵抗体4および個別電極5、共通電極6を形成する
までは実施例1と同様である。したがって、そこまでの
説明は実施例1と重複するので省略する。フォトエッチ
ングプロセスを終了したサンプルにつき、40乃至10
0℃の温水を用い、処理時間を変えてウエット処理を実
施した。以後上記の実施例と同様の方法でサンプルを試
作した。その結果、一部の条件の場合に電極上の保護膜
に付着力の悪化が見られたが、下地膜と保護膜との付着
力についてはいずれの条件でも向上した。
(Embodiment 7) A resistance film and an Al electrode film for an electrode are formed, and then a photoetching process is performed,
The process is the same as that of the first embodiment until the heating resistor 4, the individual electrode 5, and the common electrode 6 are formed. Therefore, the description up to this point is the same as that of the first embodiment and will not be repeated. 40 to 10 per sample after photoetching process
Wet treatment was performed by using warm water of 0 ° C. and changing treatment time. After that, a sample was experimentally manufactured by the same method as that of the above-mentioned embodiment. As a result, the adhesive strength of the protective film on the electrode deteriorated under some conditions, but the adhesive strength between the base film and the protective film improved under all conditions.

【0116】(実施例8)保温層をガラスグレ−ズ層で
形成した支持基板に、Si、N、O、Zrを主成分とす
る下地膜を形成し、その上に抵抗膜を形成したものにつ
いて、上記の実施例と同様の方法でサンプルを試作し
た。
(Embodiment 8) A case where a base film having Si, N, O and Zr as a main component is formed on a supporting substrate having a heat insulating layer formed of a glass glaze layer and a resistance film is formed thereon. A sample was manufactured in the same manner as in the above example.

【0117】また、ガラスグレ−ズ層の上に抵抗膜を直
接形成し、以後上記の実施例と同様の方法でサンプルを
試作した。 これらの試作品につき、これまでの実施例
と同様に評価した結果、ウエット処理によりガラスグレ
−ズ層と保護膜との付着力の増大が確認された。
Further, a resistance film was directly formed on the glass glaze layer, and thereafter, a sample was manufactured by a method similar to that of the above embodiment. As a result of evaluating these prototypes in the same manner as in the above examples, it was confirmed that the adhesion between the glass glaze layer and the protective film was increased by the wet treatment.

【0118】(実施例9)支持基板上に耐熱樹脂層2を
形成し、耐熱樹脂層2の上に、スパッタリング法でS
i,O,N,Zrを主成分とする下地膜3を形成する構
成は実施例1と同様であるので、説明は省略する。
Example 9 A heat resistant resin layer 2 is formed on a supporting substrate, and S is sputtered on the heat resistant resin layer 2.
Since the structure for forming the base film 3 containing i, O, N, and Zr as the main components is the same as that of the first embodiment, the description thereof will be omitted.

【0119】本実施例の場合、下地膜3を形成するター
ゲットとして、mol 比4:1のSi3 4 とZrO2
粉末を混合し、ホットプレスで固め焼結したものを使用
した。 下地膜3の上にNb−SiO2 系の発熱抵抗体
4、Alよりなる個別電極5および共通電極6を形成し
た。発熱抵抗体4や電極5、6の材料は上記以外のもの
を使用でき、またそれらの形成方法も種々のものが用い
られる。
In the present embodiment, as a target for forming the undercoat film 3, a target was used in which powders of Si 3 N 4 and ZrO 2 having a mol ratio of 4: 1 were mixed and hardened and sintered by hot pressing. An Nb—SiO 2 -based heating resistor 4, an individual electrode 5 made of Al, and a common electrode 6 were formed on the base film 3. Materials other than those mentioned above can be used for the heating resistor 4 and the electrodes 5 and 6, and various forming methods thereof can be used.

【0120】次に、電極5、6の大部分と前記発熱抵抗
体4とを被覆するように、保護膜7を形成した。保護膜
7の被覆は下地膜3と同様のスパッタリング法で行い、
ターゲットも下地膜3と同一のものを用いた。
Next, a protective film 7 was formed so as to cover most of the electrodes 5 and 6 and the heating resistor 4. The protective film 7 is coated by the same sputtering method as the base film 3,
The target used was the same as the base film 3.

【0121】また、発熱抵抗体4を形成する抵抗膜のエ
ッチングは、CF4 ガス70%、O2 ガス30%の混合
ガスによるリアクティブ・イオン・エッチング(RI
E)で行い、その後、O2 100%のガスに切換えアッ
シングによりレジストを剥離した。さらに、Ar100
%のガスに変更しイオンボンバ−ドを行った。イオンボ
ンバ−ドは4.0×10-1Pa、0.35W/cm2
条件で5分間行った。以後上記の実施例と同様の方法で
サンプルを試作した。
Further, the etching of the resistance film forming the heating resistor 4 is carried out by reactive ion etching (RI) using a mixed gas of CF 4 gas 70% and O 2 gas 30%.
Then, the resist was peeled off by ashing by switching to a gas of O 2 100%. Furthermore, Ar100
% Gas was used and ion bombardment was performed. Ion bombardment was carried out for 5 minutes under the conditions of 4.0 × 10 -1 Pa and 0.35 W / cm 2 . After that, a sample was experimentally manufactured by the same method as that of the above-mentioned embodiment.

【0122】本実施例で得られたサンプルと従来技術で
得られたサンプルについて、カッタ−ナイフで約1mm
の大きさに傷つけた後、接着テ−プにより剥離を試みる
方法で保護層の付着強度を評価した。その結果、本実施
例のサンプルには全く剥離が見られなかった。従来技術
で得られたサンプルには1〜5%の剥離が見られた。ま
た、イオンボンバ−ドによる下地膜のエッチング量を測
定したところ100〜150オングストロ−ムであっ
た。
The sample obtained in this example and the sample obtained in the prior art were cut by a cutter knife to about 1 mm.
After scratching to a size of 1, the adhesive strength of the protective layer was evaluated by a method of peeling with an adhesive tape. As a result, no peeling was observed in the sample of this example. Samples obtained by the prior art showed 1-5% delamination. The etching amount of the base film by the ion bombardment was measured and found to be 100 to 150 angstroms.

【0123】保温層をガラスグレ−ズ層で構成したもの
ついても同様の方法で試作し、評価したところ、同様の
良い結果が得られた。
The same heat insulating layer having a glass glaze layer was manufactured by the same method and evaluated, and the same good result was obtained.

【0124】なお、本実施例では抵抗膜のエッチングに
CF4 ガスを、イオンボンバ−ドにArガスを用いた
が、抵抗膜のエッチングにC2 6 、C3 8 などC
系ガスを、またイオンボンバ−ドにHe、Ne、K
r、Xe、Rnガスを使用することもできる。
Although CF 4 gas is used for etching the resistance film and Ar gas is used for the ion bombardment in this embodiment, C n gas such as C 2 H 6 and C 3 H 8 is used for etching the resistance film.
The H m based gas, also ionic Bomba - the He in de, Ne, K
It is also possible to use r, Xe or Rn gas.

【0125】[0125]

【発明の効果】本発明のサーマルヘッドの製造方法によ
れば、電極や下地膜と保護膜との付着力が向上し、信頼
性の高いサーマルヘッドを提供することが可能となる。
According to the method of manufacturing a thermal head of the present invention, it is possible to provide a highly reliable thermal head with improved adhesion between the protective film and the electrodes or the base film.

【0126】また、本発明は、保護膜の付着力が不安定
になりやすい耐熱樹脂を用いたサーマルヘッドに対して
特に有効である。
Further, the present invention is particularly effective for a thermal head using a heat-resistant resin in which the adhesive force of the protective film is likely to be unstable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を説明する図で、サーマルヘッ
ドの要部を示す部分分解斜視図である。
FIG. 1 is a view for explaining an embodiment of the present invention and is a partially exploded perspective view showing a main part of a thermal head.

【図2】従来例を説明する図で、サーマルヘッドの要部
を示す部分分解斜視図である。
FIG. 2 is a view for explaining a conventional example, and is a partially exploded perspective view showing a main part of a thermal head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…支持基板 2…耐熱樹脂層 3…下地膜 4…発熱抵抗体 5…個別電極 6…共通電極 7…保護膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Support substrate 2 ... Heat-resistant resin layer 3 ... Underlayer film 4 ... Heating resistor 5 ... Individual electrode 6 ... Common electrode 7 ... Protective film

フロントページの続き (72)発明者 追留 輝喜 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝堀川町工場内Continuation of the front page (72) Inventor Teruaki Teruki, 72 Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Stock Company Toshiba Horikawa-cho Factory

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 支持基板上に抵抗膜および電極膜を形成
する工程と、前記抵抗膜および電極膜をパターニング
し、発熱抵抗体および電極を形成する工程と、前記発熱
抵抗体および電極が形成された表面を酸処理する工程
と、前記発熱抵抗体および電極の少なくとも一部を被覆
するように保護膜を形成する工程とを具備するサーマル
ヘッドの製造方法において、前記酸処理に用いる酸は、
20vol %以下の含水率の酸、または燐酸イオン、珪酸
イオン、クロム酸イオンのいずれかを含む酸であること
を特徴とするサーマルヘッドの製造方法。
1. A step of forming a resistance film and an electrode film on a supporting substrate, a step of patterning the resistance film and the electrode film to form a heating resistor and an electrode, and a step of forming the heating resistor and the electrode. In the method of manufacturing a thermal head, which comprises a step of acid-treating the surface, and a step of forming a protective film so as to cover at least a part of the heating resistor and the electrode, the acid used for the acid treatment is
A method of manufacturing a thermal head, which is an acid having a water content of 20 vol% or less, or an acid containing any of phosphate ions, silicate ions, and chromate ions.
【請求項2】 支持基板上に絶縁性の下地膜を形成する
工程と、前記下地膜上に抵抗膜および電極膜を順次形成
する工程と、前記下地膜上に形成された前記抵抗膜の少
なくとも一部をハロゲン系ガスを含むガスによりドライ
エッチングして前記下地膜を露出させる工程と、少なく
とも前記ドライエッチングにより露出した下地膜の一部
を被覆するように保護膜を形成する工程とを具備するサ
ーマルヘッドの製造方法において、前記下地膜はZrを
含む材料からなり、かつ、前記ドライエッチングで前記
下地膜を露出させる工程の後でかつ前記保護膜形成工程
の前に、前記下地膜の表面または表面近傍に残存するZ
rを含む反応生成物を、酸または温水によるウエット処
理で除去する工程を含むことを特徴とするサーマルヘッ
ドの製造方法。
2. A step of forming an insulating base film on a supporting substrate, a step of sequentially forming a resistance film and an electrode film on the base film, and at least the resistance film formed on the base film. A step of dry-etching a part of the base film by dry etching with a gas containing a halogen-based gas; and a step of forming a protective film so as to cover at least a part of the base film exposed by the dry etching. In the method of manufacturing a thermal head, the base film is made of a material containing Zr, and after the step of exposing the base film by the dry etching and before the protective film forming step, the surface of the base film or Z remaining near the surface
A method of manufacturing a thermal head, comprising a step of removing a reaction product containing r by a wet treatment with an acid or warm water.
【請求項3】 支持基板上に耐熱樹脂層を形成する工程
と、前記耐熱樹脂層上に下地膜を形成する工程と、前記
下地膜上に抵抗膜を形成し、この抵抗膜をエッチングし
発熱抵抗体を形成する工程と、少なくとも前記発熱抵抗
体を覆うように保護膜を形成する工程とを具備するサー
マルヘッドの製造方法において、前記抵抗膜を、フッ化
炭素系ガスと酸素ガスの混合ガスによるプラズマエッチ
ングを行う工程と、イオンボンバ−ドを行う工程とを有
することを特徴とするサーマルヘッドの製造方法。
3. A step of forming a heat-resistant resin layer on a supporting substrate, a step of forming a base film on the heat-resistant resin layer, a resistance film formed on the base film, and etching the resistance film to generate heat. In a method of manufacturing a thermal head, which comprises a step of forming a resistor and a step of forming a protective film so as to cover at least the heating resistor, the resistive film is a mixed gas of a fluorocarbon-based gas and an oxygen gas. And a step of performing ion bombardment, and a method of manufacturing a thermal head.
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