JP2006054286A - Vacuum chuck jig, vacuum chuck method, and manufacturing method of liquid-droplet discharging head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空チャック治具及び真空チャック方法並びに液滴吐出ヘッドの製造方法に
関し、特に被吸着基板の加工部位に傷や欠陥の発生しにくい真空チャック治具及びこの真
空チャック治具を使用した真空チャック方法並びにこの真空チャック治具を使用した液滴
吐出ヘッドの製造方法に関する。
The present invention relates to a vacuum chuck jig, a vacuum chuck method, and a manufacturing method of a droplet discharge head, and in particular, a vacuum chuck jig that hardly causes scratches or defects in a processing portion of a substrate to be attracted and the vacuum chuck jig are used. The present invention relates to a vacuum chuck method and a manufacturing method of a droplet discharge head using the vacuum chuck jig.
従来の半導体ウエハのユニバーサルチャック機構では、フレーム本体に設けられた同心
多重円状の環状溝から、バキューム機器によって半導体ウエハを真空吸着して半導体ウエ
ハの研削や研磨を行っていた(例えば、特許文献1参照)。
しかし従来の半導体ウエハのユニバーサルチャック機構では(例えば、特許文献1参照
)、半導体ウエハを真空吸着したときに環状溝の部分に半導体ウエハが引き込まれて反り
を生じ、その結果、環状溝の端部が擦れて半導体ウエハに傷や欠陥が生じてしまうという
問題点があった。
このような真空チャック時における傷や欠陥は、例えば半導体ウエハをエッチング加工
する場合にエッチング不良等の原因となるため、真空チャック時に加工部位に傷や欠陥を
生じない真空チャック装置の実現が望まれていた。
However, in the conventional semiconductor wafer universal chuck mechanism (see, for example, Patent Document 1), when the semiconductor wafer is vacuum-sucked, the semiconductor wafer is drawn into the annular groove portion to cause a warp. As a result, the semiconductor wafer is rubbed and scratches and defects are generated in the semiconductor wafer.
Such scratches and defects at the time of vacuum chuck, for example, cause etching defects when etching a semiconductor wafer, and it is desirable to realize a vacuum chuck device that does not cause scratches or defects at the processing site at the time of vacuum chucking. It was.
本発明は、シリコン等の被吸着基板の加工部位に傷や欠陥の発生しにくい真空チャック
治具及びこの真空チャック治具を使用した真空チャック方法、並びにこの真空チャック治
具を使用したエッチング精度の高い液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とす
る。
The present invention relates to a vacuum chuck jig in which scratches and defects are unlikely to occur in a processed portion of a substrate to be adsorbed such as silicon, a vacuum chuck method using the vacuum chuck jig, and an etching accuracy using the vacuum chuck jig. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a high droplet discharge head.
本発明に係る真空チャック治具は、被吸着基板を吸着する吸着孔を有し、該吸着孔が、
被吸着基板を吸着する側の面の、中心から一定の範囲を占める中心部より外側の外周部に
設けられているものである。
吸着孔が、被吸着基板を吸着する側の面の中心から一定の範囲を占める中心部より外側
の外周部に設けられているため、例えば、エッチング等の加工を行うときに加工の行われ
ない被吸着基板の外周部を吸着して、加工の行われる部位に傷や欠陥が発生するのを防止
することができ、これによりエッチング不良等を抑制することができる。
The vacuum chuck jig according to the present invention has an adsorption hole for adsorbing the substrate to be adsorbed, and the adsorption hole is
It is provided on the outer peripheral portion outside the central portion that occupies a certain range from the center, on the surface that adsorbs the substrate to be attracted.
Since the suction hole is provided in the outer peripheral portion outside the center portion that occupies a certain range from the center of the surface on the side that sucks the substrate to be sucked, for example, when processing such as etching is not performed By adsorbing the outer peripheral portion of the substrate to be adsorbed, it is possible to prevent a scratch or a defect from being generated at a site where processing is performed, thereby suppressing an etching failure or the like.
また本発明に係る真空チャック治具は、外周部に設けられた吸着孔以外に、被吸着基板
を吸着する側の面の中心に被吸着基板を吸着する吸着孔が設けられているものである。
例えば、本発明に係る真空チャック治具で被吸着基板を吸着して、被吸着基板にレジス
トをスピンコーティングする場合に、外周部のみを吸着すると被吸着基板が反ってうまく
コーティングができないことがある。このため、外周部に設けられた吸着孔以外に、被吸
着基板を吸着する側の面の中心に被吸着基板を吸着する吸着孔を設けて、被吸着基板の反
り等を防止するものである。
In addition, the vacuum chuck jig according to the present invention is provided with an adsorption hole for adsorbing the substrate to be adsorbed at the center of the surface to adsorb the substrate to be adsorbed in addition to the adsorption holes provided in the outer peripheral portion. .
For example, when adsorbing a substrate to be adsorbed with the vacuum chuck jig according to the present invention and spin-coating a resist on the adsorbed substrate, if only the outer peripheral portion is adsorbed, the adsorbed substrate may be warped and coating may not be performed well. . For this reason, in addition to the suction holes provided in the outer peripheral portion, a suction hole for sucking the substrate to be sucked is provided at the center of the surface on the side for sucking the substrate to be sucked to prevent warpage of the substrate to be sucked. .
また本発明に係る真空チャック治具は、吸着孔が形成された吸着部が突設されており、
吸着部のみで、被吸着基板を保持可能としたものである。
吸着孔が形成された吸着部が突設されており、吸着部のみで被吸着基板を保持可能とし
たため、吸着部以外の部分が被吸着基板に接触せず、真空チャック治具と被吸着基板の接
触する部分が少なくなり、加工部位における傷や欠陥の発生を効果的に抑制することがで
きる。
Further, the vacuum chuck jig according to the present invention is provided with a suction part in which a suction hole is formed,
The suction target substrate can be held only by the suction part.
Since the suction part with suction holes is projected and the suction target substrate can be held only by the suction part, the parts other than the suction part do not come into contact with the target suction substrate, and the vacuum chuck jig and the target suction substrate This reduces the number of parts that come into contact with each other, and can effectively suppress the generation of scratches and defects in the processed part.
本発明に係る真空チャック治具は、エッチング加工が施される被吸着基板を吸着する吸
着孔を有し、該吸着孔が、被吸着基板のエッチング加工が施されない、被吸着基板の中心
から一定の範囲を占める中心部より外側の外周部を吸着するものである。
吸着孔が、被吸着基板のエッチング加工が施されない、被吸着基板の中心から一定の範
囲を占める中心部より外側の外周部を吸着するため、仮に吸着部位に傷や欠陥が発生して
も、加工の行われる部位に傷や欠陥が発生することがない。これにより、被吸着基板をエ
ッチング加工する際のエッチング不良等を抑制することができる。
The vacuum chuck jig according to the present invention has an adsorption hole for adsorbing an adsorbed substrate to be etched, and the adsorbing hole is constant from the center of the adsorbed substrate where the adsorbed substrate is not etched. The outer peripheral part outside the central part occupying the above range is adsorbed.
Because the suction hole sucks the outer peripheral part outside the center part that occupies a certain range from the center of the substrate to be adsorbed, where the substrate to be adsorbed is not etched, even if scratches or defects occur in the adsorption part, Scratches and defects do not occur at the site where processing is performed. Thereby, the etching defect etc. at the time of etching a to-be-adsorbed board | substrate can be suppressed.
また本発明に係る真空チャック治具は、被吸着基板の外周部以外に、被吸着基板の中心
を吸着する吸着孔を有するものである。
例えば、本発明に係る真空チャック治具で被吸着基板を吸着して、被吸着基板にレジス
トをスピンコーティングする場合に、外周部のみを吸着すると被吸着基板が反ってうまく
コーティングができないことがある。このため、被吸着基板の外周部以外に、被吸着基板
の中心を吸着する吸着孔を設けて、被吸着基板の反り等を防止するものである。
The vacuum chuck jig according to the present invention has a suction hole for sucking the center of the substrate to be sucked in addition to the outer peripheral portion of the substrate to be sucked.
For example, when adsorbing a substrate to be adsorbed with the vacuum chuck jig according to the present invention and spin-coating a resist on the adsorbed substrate, if only the outer peripheral portion is adsorbed, the adsorbed substrate may be warped and coating may not be performed well. . For this reason, in addition to the outer periphery of the substrate to be adsorbed, an adsorption hole for adsorbing the center of the substrate to be adsorbed is provided to prevent warpage of the substrate to be adsorbed.
また本発明に係る真空チャック治具は、被吸着基板の中心を吸着する吸着孔が、被吸着
基板のエッチング加工が施されない部分を吸着するものである。
被吸着基板の中心を吸着する吸着孔が、被吸着基板のエッチング加工が施されない部分
を吸着するため、エッチング加工が施される部分はすべて吸着されないこととなり、加工
の行われる部位に傷や欠陥が発生することを抑制することができる。
In the vacuum chuck jig according to the present invention, the suction hole that sucks the center of the substrate to be sucked sucks a portion of the substrate to be sucked that is not etched.
The suction hole that adsorbs the center of the substrate to be adsorbed adsorbs the part of the substrate to be adsorbed that is not etched, so that all the parts that are etched are not adsorbed. Can be prevented from occurring.
また本発明に係る真空チャック治具は、吸着孔が形成された吸着部が突設されており、
吸着部のみで、被吸着基板を保持可能としたものである。
吸着孔が形成された吸着部が突設されており、吸着部のみで被吸着基板を保持可能とし
たため、吸着部以外の部分が被吸着基板に接触せず、真空チャック治具と被吸着基板の接
触する部分が少なくなり、加工部位における傷や欠陥の発生を効果的に抑制することがで
きる。
Further, the vacuum chuck jig according to the present invention is provided with a suction part in which a suction hole is formed,
The suction target substrate can be held only by the suction part.
Since the suction part with suction holes is projected and the suction target substrate can be held only by the suction part, the parts other than the suction part do not come into contact with the target suction substrate, and the vacuum chuck jig and the target suction substrate This reduces the number of parts that come into contact with each other, and can effectively suppress the generation of scratches and defects in the processed part.
本発明に係る真空チャック方法は、加工が施される被吸着基板の、加工が施されない、
被吸着基板の中心から一定の範囲を占める中心部より外側の外周部を吸着するものである
。
例えば、上記の真空チャック治具を用いて加工が施される被吸着基板の、加工が施され
ない外周部を吸着するようにすれば、加工の行われる部位に傷や欠陥が発生するのを防止
することができ、これによりエッチング不良等を抑制することができる。
In the vacuum chuck method according to the present invention, the substrate to be processed to be processed is not subjected to processing.
The outer peripheral part outside the central part occupying a certain range from the center of the substrate to be adsorbed is adsorbed.
For example, if the outer periphery of the substrate to be sucked that is processed using the vacuum chuck jig is sucked, scratches and defects can be prevented from occurring in the portion to be processed. Thus, etching defects and the like can be suppressed.
また本発明に係る真空チャック方法は、被吸着基板の外周部以外に、被吸着基板の中心
を吸着するものである。
上記のように、例えば外周部のみを吸着すると被吸着基板が反ってしまうため、被吸着
基板の外周部以外に、被吸着基板の中心を吸着して、被吸着基板の反り等を防止するもの
である。
In addition, the vacuum chuck method according to the present invention is to adsorb the center of the substrate to be adsorbed in addition to the outer peripheral portion of the substrate to be adsorbed.
As described above, for example, if only the outer peripheral portion is adsorbed, the adsorbed substrate will be warped, so that the center of the adsorbed substrate is adsorbed in addition to the outer peripheral portion of the adsorbed substrate to prevent warpage of the adsorbed substrate, etc. It is.
また本発明に係る真空チャック方法は、被吸着基板の中心を吸着するときに、被吸着基
板の加工が施されない部分を吸着するものである。
被吸着基板の中心を吸着するときに、被吸着基板の加工が施されない部分を吸着するた
め、エッチング加工が施される部分はすべて吸着されないこととなり、加工の行われる部
位に傷や欠陥が発生することを抑制することができる。
Further, the vacuum chuck method according to the present invention sucks a portion of the substrate to be sucked that is not processed when sucking the center of the substrate to be sucked.
When adsorbing the center of the substrate to be adsorbed, the portion of the substrate to be adsorbed that is not processed is adsorbed, so that all the portions that are subjected to etching processing are not adsorbed, and scratches and defects occur in the processed portion Can be suppressed.
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記のいずれかの真空チャック治具で被吸
着基板を吸着してレジストをコーティングするものである。
上記のいずれかの真空チャック治具で被吸着基板を吸着してレジストをコーティングす
るため、後に被吸着基板のエッチング等の加工を行う部位に傷や欠陥が発生せず、エッチ
ング不良等を防止することができる。
The method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention is to coat a resist by adsorbing a substrate to be adsorbed with any one of the above vacuum chuck jigs.
Since the substrate to be adsorbed is adsorbed by one of the vacuum chuck jigs described above and coated with a resist, scratches and defects are not generated in a portion where the substrate to be adsorbed is processed later, and etching defects are prevented. be able to.
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記のいずれかの真空チャック治具で被吸
着基板を吸着してレジストを露光するものである。
上記のいずれかの真空チャック治具で被吸着基板を吸着してレジストを露光するため、
後に被吸着基板のエッチング等の加工を行う部位に傷や欠陥が発生せず、エッチング不良
等を防止することができる。また例えば、被吸着基板の外周部以外に、被吸着基板の中心
を吸着する吸着孔を有する真空チャック治具を使用してレジストの露光を行えば、被吸着
基板の反り等を防止でき、レジストのパターニング精度を向上させることができる。
The method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention is to expose a resist by adsorbing a substrate to be adsorbed by any one of the vacuum chuck jigs described above.
In order to expose the resist by adsorbing the substrate to be adsorbed with any of the above vacuum chuck jigs,
Scratches and defects do not occur in a portion that is later processed such as etching of the substrate to be adsorbed, and etching defects and the like can be prevented. In addition, for example, if the resist is exposed using a vacuum chuck jig having a suction hole that sucks the center of the substrate to be adsorbed in addition to the outer peripheral portion of the substrate to be adsorbed, warpage of the substrate to be adsorbed can be prevented. The patterning accuracy can be improved.
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記のいずれかの真空チャック治具で被吸
着基板を吸着してレジストを現像するものである。
上記のいずれかの真空チャック治具で被吸着基板を吸着してレジストを現像するため、
後に被吸着基板のエッチング等の加工を行う部位に傷や欠陥が発生せず、エッチング不良
等を防止することができる。また例えば、被吸着基板の外周部以外に、被吸着基板の中心
を吸着する吸着孔を有する真空チャック治具を使用してレジストの現像を行えば、被吸着
基板の反り等を防止でき、レジストのパターニング精度を向上させることができる。
The method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention is to develop a resist by adsorbing a substrate to be adsorbed by any one of the above vacuum chuck jigs.
In order to develop the resist by adsorbing the substrate to be adsorbed with any of the above vacuum chuck jigs,
Scratches and defects do not occur in a portion that is later processed such as etching of the substrate to be adsorbed, and etching defects and the like can be prevented. In addition, for example, if the resist is developed using a vacuum chuck jig having a suction hole that sucks the center of the substrate to be adsorbed in addition to the outer periphery of the substrate to be adsorbed, warpage of the substrate to be adsorbed can be prevented. The patterning accuracy can be improved.
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記のいずれかの真空チャック治具で被吸
着基板を吸着してスクラブ洗浄を行うものである。
上記のいずれかの真空チャック治具で被吸着基板を吸着してスクラブ洗浄を行うため、
後に被吸着基板のエッチング等の加工を行う部位に傷や欠陥が発生せず、エッチング不良
等を防止することができる。
The method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention is to perform scrub cleaning by adsorbing a substrate to be adsorbed by any one of the vacuum chuck jigs described above.
In order to perform scrub cleaning by adsorbing the substrate to be adsorbed with any of the above vacuum chuck jigs,
Scratches and defects do not occur in a portion that is later processed such as etching of the substrate to be adsorbed, and etching defects and the like can be prevented.
実施形態1.
図1は、本発明の実施形態1に係る真空チャック治具を示した斜視図である。また図2
及び図3は、本発明の実施形態1に係る真空チャック治具の他の例を示した斜視図、図4
は本発明の実施形態1に係る真空チャック治具の縦断面図である。なお図1から図4では
、真空チャック治具の、吸着部2が設けられたフレーム1の周辺部のみを示しており、真
空を引くための真空ポンプ等は省略している。
図1に示す真空チャック治具は、金属等から形成された円盤状のフレーム1の被吸着基
板を吸着する側の面に、複数の吸着部2が設けられている。この吸着部2には、シリコン
ウェハ等の被吸着基板を吸着するための吸着孔3が形成されている。なお図1では、吸着
孔3が吸着部2の内部に管状に設けられているが、吸着孔3を吸着部2の上面に開口する
形で設けるようにしてもよい。
FIG. 1 is a perspective view showing a vacuum chuck jig according to
3 is a perspective view showing another example of the vacuum chuck jig according to
These are the longitudinal cross-sectional views of the vacuum chuck jig which concerns on
The vacuum chuck jig shown in FIG. 1 is provided with a plurality of
図1に示す真空チャック治具において吸着孔3の形成された吸着部2の1つは、フレー
ム1の被吸着基板を吸着する側の面の中心に設けられている。なお、吸着部2をフレーム
1の中心付近に複数設けるようにしてもよい。また残りの4つの吸着部2は、フレーム1
の被吸着基板を吸着する側の面の外周部に設けられている。なおここで外周部とは、フレ
ーム1の中心から一定の範囲を占める中心部より外側の部分をいい、この中心部には中心
の吸着部2を除いて、吸着部2が形成されていない。また吸着孔3が設けられた吸着部2
は、フレーム1から突設されており、これにより吸着部2で被吸着基板を吸着したときに
、被吸着基板がフレーム1と接触しないようになっている。
In the vacuum chuck jig shown in FIG. 1, one of the
Is provided on the outer peripheral portion of the surface that adsorbs the substrate to be adsorbed. Here, the outer peripheral portion refers to a portion outside the central portion that occupies a certain range from the center of the
Is protruded from the
図1に示す真空チャック治具は、半径がフレーム1の半径とほぼ同等の円盤状の被吸着
基板を吸着するのに使用される。このとき、フレーム1の中心と被吸着基板の中心を合わ
せるため、フレーム1の中心に設けられた吸着部2以外の、フレーム1の外周部に設けら
れた吸着部2に形成された吸着孔3は、被吸着基板の外周部を吸着することとなる。なお
被吸着基板の外周部とは、フレーム1の外周部と同様に、被吸着基板の中心から一定の範
囲を占める中心部より外側の部分をいうものとする。
The vacuum chuck jig shown in FIG. 1 is used for adsorbing a disk-shaped substrate to be adsorbed whose radius is substantially the same as the radius of the
フレーム1の外周部に設けられた吸着部2に形成された吸着孔3は、シリコンウェハ等
の被吸着基板のエッチング等の加工が行われない部分を吸着するようになっている。言い
換えると、これらの吸着孔3に吸着された被吸着基板の外周部は、真空チャック治具で吸
着を行った後に、エッチング等の加工を行わないようにする。これにより、仮に被吸着基
板の吸着孔3で吸着された部分に多少の傷や欠陥が発生したとしても、エッチング等の加
工により傷や欠陥が拡がることがなく、これによるエッチング不良等を抑制することがで
きる。同様に、フレーム1の中心に設けられた吸着孔3(被吸着基板の中心を吸着する吸
着孔3)も、被吸着基板のエッチング等の加工が施されない部分を吸着する。言い換える
と、この吸着孔3に吸着された被吸着基板の中心は、真空チャック治具で吸着を行った後
に、エッチング等の加工を行わないようにする。
なお図1に示す真空チャック治具では、3つの吸着孔3が形成された吸着部2がフレー
ム1に2つ設けられているが、この吸着孔3は例えば1つでもよい。またフレーム1の中
心の吸着部2(吸着孔3)は、必ずしもなくてもよいが、例えば真空チャック治具をレジ
ストのスピンコーティング等に使用する場合には、被吸着基板の反りを防止するために、
フレーム1の中心に吸着部2を設けるのが望ましい。
The
In the vacuum chuck jig shown in FIG. 1, two
It is desirable to provide the
図2に示す真空チャック治具では、図1に示す真空チャック治具と同様に、吸着孔3の
形成された吸着部2の1つが、フレーム1の被吸着基板を吸着する側の面の中心に設けら
れている。またその他の8つの吸着部2は、フレーム1の被吸着基板を吸着する側の面の
外周部に設けられている。なお外周部及び中心部の定義は図1に示す真空チャック治具と
同様であり、図2に示す真空チャック治具のフレーム1の中心部には、図1に示す真空チ
ャック治具と同様に中心の吸着部2を除いて、吸着部2が形成されていない。また吸着孔
3が設けられた吸着部2は、フレーム1から突設されており、これにより吸着部2で被吸
着基板を吸着したときに、被吸着基板がフレーム1と接触しないようになっている。
In the vacuum chuck jig shown in FIG. 2, as in the vacuum chuck jig shown in FIG. 1, one of the
図2に示す真空チャック治具の使用方法及び効果は、図1に示す真空チャック治具とほ
ぼ同様である。図2に示す真空チャック治具では、フレーム1の外周部に設けられた8つ
の吸着部2(吸着孔3)が、フレーム1の中心から45度の角度をなして均等に設けられ
ている。このように、中心を挟んで対極にある2つの吸着部2を結ぶ線が、互いに直交す
る(図2において、2組の直交する線がある)ようにすることにより、被吸着基板を安定
して吸着することができるようになり、吸着力が向上することとなる。
The usage method and effects of the vacuum chuck jig shown in FIG. 2 are substantially the same as those of the vacuum chuck jig shown in FIG. In the vacuum chuck jig shown in FIG. 2, eight suction portions 2 (suction holes 3) provided on the outer peripheral portion of the
また図3に示す真空チャック治具は、図1及び図2に示す真空チャック治具と同様に、
吸着孔3の形成された吸着部2の1つが、フレーム1の被吸着基板を吸着する側の面の中
心に突設されている。さらに図3に示す真空チャック治具では、フレーム1の被吸着基板
を吸着する側の面の外周部に設けられた吸着部2が、一体のドーナツ型に突設されており
、吸着孔3が吸着部2に環状となるように設けられている。なお外周部及び中心部の定義
は図1及び図2に示す真空チャック治具と同様であり、図3に示す真空チャック治具のフ
レーム1の中心部には、図1及び図2に示す真空チャック治具と同様に、中心の吸着部2
を除いて吸着部2が形成されていない。
図3に示すような一体のドーナツ型の吸着部2に環状の吸着孔3を設けることにより、
図1及び図2の真空チャック治具よりもさらに吸着力を向上させることができる。
The vacuum chuck jig shown in FIG. 3 is similar to the vacuum chuck jig shown in FIGS.
One of the
Except for, the adsorbing
By providing an
The suction force can be further improved as compared with the vacuum chuck jig shown in FIGS.
図4は、本発明の実施形態1に係る真空チャック治具の縦断面図である。なお図4に示
す真空チャック治具の縦断面図は、図1から図3に示す真空チャック治具に共通のもので
あり、フレーム1の中心に設けられた吸着部2及びフレーム1の外周部に設けられた吸着
部2を通る部分の縦断面図である。また図4の点線は、真空チャック治具に取り付けられ
た円盤状の被吸着基板(シリコン基板等)を示している。
図4に示すように、真空チャック治具のフレーム1の中心及び外周部には吸着部2が突
設されている。吸着部2には吸着孔3が設けられており、各々の吸着孔3は中空管4に連
通している。この中空管4は真空ポンプ(図示せず)に接続されており、真空ポンプで図
4の矢印の方向に空気等の気体を吸引することにより、吸着部2に設けられた吸着孔3で
被吸着基板(図示せず)を吸着するようになっている。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the vacuum chuck jig according to
As shown in FIG. 4,
本実施形態1では、フレーム1の外周部に設けられた吸着孔3が、被吸着基板のエッチ
ング加工が施されない、被吸着基板の中心から一定の範囲を占める中心部より外側の外周
部を吸着するため、仮に吸着部位に傷や欠陥が発生しても、加工の行われる部位に傷や欠
陥が発生することがなく、被吸着基板をエッチング加工する際のエッチング不良等を抑制
することができる。
また被吸着基板の外周部以外に、被吸着基板の中心を吸着する吸着孔3を設けて、被吸
着基板の反り等を防止している。この被吸着基板の中心を吸着する吸着孔3も、エッチン
グ等の加工が施されない部分を吸着するため、加工の行われる部位に傷や欠陥が発生する
ことを抑制することができる。
さらに、吸着孔3が形成された吸着部2が突設されており、吸着部2以外の部分が、被
吸着基板に接触しないため、真空チャック治具と被吸着基板の接触する部分が少なくなり
、加工部位における傷や欠陥の発生を効果的に抑制することができる。
In the first embodiment, the suction holes 3 provided in the outer peripheral portion of the
Further, in addition to the outer periphery of the substrate to be attracted, the
Further, the
実施形態2.
図5は、本発明の実施形態2に係る液滴吐出ヘッドの分解斜視図、図6は、図5に示す
液滴吐出ヘッドの縦断面図である。また図7及び図8は、図5及び図6に示す液滴吐出ヘ
ッドの製造工程を示した縦断面図である。本実施形態2では、実施形態1に示す真空チャ
ック治具を用いて液滴吐出ヘッドを製造する方法について説明する。なお本実施形態2で
は、実施形態1に示す真空チャック治具を用いて液滴吐出ヘッドを製造する方法について
説明するが、実施形態1に示す真空チャック治具は、液滴吐出ヘッドの製造以外にも使用
できるものである。
FIG. 5 is an exploded perspective view of a droplet discharge head according to
図5は、本発明の実施形態2に係る液滴吐出ヘッドの分解斜視図であり、一部を断面図
で示している。また図6は、図5に示す液滴吐出ヘッドが組み立てられた状態の縦断面図
であり、図5の液滴吐出ヘッドの右半分を示している。なお図5及び図6に示す液滴吐出
ヘッドは、ノズル基板の表面側に設けられたノズル孔から液滴を吐出するフェイスイジェ
クトタイプのものであり、また静電気力により駆動される静電駆動方式のものである。
図5に示すように本実施形態2に係る液滴吐出ヘッド10は、主にキャビティ基板11
、電極基板12及びノズル基板13から構成されている。キャビティ基板11の一方の面
には電極基板12が接合されており、キャビティ基板11の他方の面にはノズル基板13
が接合されている(図6参照)。
FIG. 5 is an exploded perspective view of a droplet discharge head according to
As shown in FIG. 5, the
The
Are joined (see FIG. 6).
キャビティ基板11は、例えば単結晶シリコンからなり、底壁を振動板14とする吐出
室15と、各々の吐出室15に液滴を供給するためのリザーバ17を有している。本実施
形態1では、キャビティ基板11は単結晶シリコンからなり、その全面にプラズマCVD
(Chemical Vapor Deposition)によって、TEOS(Tet
raEthylOrthoSilicate)膜を0.1μm形成して絶縁膜としている
。これは、振動板14の駆動時における絶縁破壊及びショートを防止するためと、インク
等の液滴によるキャビティ基板11のエッチングを防止するためのものである。
The
(Chemical Vapor Deposition), TEOS (Tet
raEthyl OrthoSilicate) film is formed to a thickness of 0.1 μm to form an insulating film. This is for preventing dielectric breakdown and short-circuit when the
キャビティ基板11に接合される電極基板12は、例えばホウ珪酸ガラスや単結晶シリ
コンを使用する。電極基板12がホウ珪酸ガラスからなる場合には、キャビティ基板11
と電極基板12の接合は陽極接合により行う。また電極基板12が単結晶シリコンからな
る場合には、キャビティ基板11と電極基板12の接合は直接接合により行う。
電極基板12には、電極18を装着するための凹部19を例えば0.25μmエッチン
グすることにより、振動板14と電極18を対向配置させるためのギャップG(図6参照
)を形成している。この凹部19は、その内部に電極18、リード部20及び端子部21
を装着できるように、これらの形状に類似したやや大きめの形状にパターン形成されてい
る。電極18は、凹部19の内部に例えばITO(Indium Tin Oxide)
を0.1μmの厚さでスパッタし、電極パターンを形成することで作製される。
上記の例では、キャビティ基板11と電極基板12を接合した後のギャップGは0.1
5μmとなる。
The
The
The
The pattern is formed in a slightly larger shape similar to these shapes. The
Is sputtered with a thickness of 0.1 μm to form an electrode pattern.
In the above example, the gap G after the
5 μm.
またキャビティ基板11に接合されるノズル基板13は、例えば厚さ180μmのシリ
コン基板を用い、ノズル基板13の表面に個々の吐出室15と連通するノズル孔22を設
け、さらに吐出室15とリザーバ17を連通するオリフィス16を設ける。なお、このオ
リフィス16は、キャビティ基板11に設けるようにしてもよい。本実施形態2では、ノ
ズル孔22が2段ノズルとなっており、インクの流れの整流作用によってインク等の液滴
の直進性を向上させている。
The
ここで図5及び図6に示す液滴吐出ヘッドの動作について説明する。電極18に発信回
路25(図6参照)によって、0Vから30V程度のパルス電圧を印加し電極18がプラ
スに帯電すると、対応する振動板14はマイナスに帯電し、振動板14は静電気力によっ
て電極18側に吸引されて撓む。次にパルス電圧をオフにすると、振動板14にかけられ
た静電気力がなくなり振動板14は復元する。このとき、吐出室15の内部の圧力が急激
に上昇し、ノズル孔22からインク等の液滴が吐出されることとなる。そして再びパルス
電圧が印加され、振動板14が電極18側に撓むことにより、液滴がリザーバ17よりオ
リフィス16を通じて吐出室15内に補給される。
なおキャビティ基板11と発信回路25との接続は、ドライエッチングによりキャビテ
ィ基板11の一部に開けられた共通電極29で行われる。また液滴吐出ヘッド10のリザ
ーバ17への液滴の供給は、電極基板12及びキャビティ基板11に形成された液滴供給
口23から行われる。
Here, the operation of the droplet discharge head shown in FIGS. 5 and 6 will be described. When a pulse voltage of about 0 V to 30 V is applied to the
The
本実施形態2に係る液滴吐出ヘッド10の振動板14は、高濃度のボロンドープ層から
形成され、このボロンドープ層は振動板14の厚さと同じ厚さを有している。水酸化カリ
ウム水溶液等のアルカリ溶液による単結晶シリコンのエッチングにおけるエッチングレー
トは、ドーパントがボロンの場合、約5×1019atoms/cm3以上の高濃度の領域
において、非常に小さくなる。本実施形態2では、振動板14の部分を高濃度のボロンド
ープ層とし、アルカリ溶液による異方性エッチングによって吐出室15を形成する際に、
ボロンドープ層が露出してエッチングレートが極端に小さくなる、いわゆるエッチングス
トップ技術を用いることにより、振動板14を所望の厚さに形成している。
The
The
図7及び図8は、図5及び図6に示す液滴吐出ヘッドの製造工程を示した縦断面図であ
る。なお図7及び図8は、図5及び図6に示す液滴吐出ヘッド10のキャビティ基板11
の製造工程を示しており、図5のA−A断面を示したものであるが、吐出室15の個数が
異なっており、またキャビティ基板11(シリコン基板11a)の上下を逆にしている。
図7及び図8では、実施形態1に示す真空チャック治具を用いて液滴吐出ヘッド10の
キャビティ基板11を製造する方法について説明する。なおここでは、キャビティ基板1
1の振動板14の厚さを0.8μmに形成する場合について説明する。
7 and 8 are longitudinal sectional views showing manufacturing steps of the droplet discharge head shown in FIGS. 7 and 8 show the
5 shows the AA cross section of FIG. 5, but the number of
7 and 8, a method for manufacturing the
A case where the thickness of one
まず、例えば面方位が(110)で酸素濃度の低いシリコン基板11aの両面を鏡面研
磨し、厚さが140μmのシリコン基板11aを作製する(図7(a))。
そして、このシリコン基板11aを熱酸化炉にセットし、温度が1075℃の酸素及び
水蒸気雰囲気中で4時間熱酸化処理を施し、シリコン基板11aの両面に酸化膜31を、
例えば1.2μm成膜する(図7(b))。この熱酸化工程では、シリコン基板11aの
投入温度を800℃とし、温度を1075℃まで上げた後に、シリコン基板11aの取出
し時の温度も800℃とする。これにより、シリコン基板11aの酸素欠陥の成長速度が
早い600℃から800℃の領域を素早く通過させることができ、酸素欠陥の成長を抑制
することができる。
First, for example, both sides of a
Then, this
For example, a film having a thickness of 1.2 μm is formed (FIG. 7B). In this thermal oxidation process, the charging temperature of the
次に、実施形態1の図1から図3に示すような真空チャック治具を用いて、吐出室15
、リザーバ17を形成するためのレジストをシリコン基板11aにパターニングする。具
体的には、まず吐出室15、リザーバ17が形成される面の反対側の面(図7(c)にお
いて上面)の全面にレジストをコーティングするために、吐出室15、リザーバ17が形
成される面(図7(c)において下面)を真空チャック治具で吸着し、スピンコーティン
グ等により吐出室15等が形成される面の反対面の全体にレジストをコーティングする。
その後、吐出室15等が形成される面の反対面を真空チャック治具で吸着して、吐出室
15等が形成される面にレジストをスピンコーティング等でコーティングし、このレジス
トを露光、現像することによりパターニングする。なおレジストを露光、現像する際にも
、真空チャック治具で吐出室15等が形成される面の反対面を吸着した状態を維持する。
それから、シリコン基板11aを真空チャック治具から外し、緩衝フッ酸溶液によって吐
出室15、リザーバ17の形成される部分の酸化膜31をエッチング除去する(図7(c
))。なお図7及び図8において、リザーバ17の部分は図示していない。そして、シリ
コン基板11aの両面のレジストを剥離する。
Next, using the vacuum chuck jig as shown in FIGS.
Then, a resist for forming the
Thereafter, the surface opposite to the surface on which the
Then, the
)). 7 and 8, the portion of the
それから、吐出室15、リザーバ17が形成される面の反対面の酸化膜31をエッチン
グにより除去するため、吐出室15等が形成される面にレジストをコーティングする。こ
のときも図7(c)と同様に、実施形態1の図1から図3に示すような真空チャック治具
で吐出室15等が形成される面の反対面を吸着し、レジストをコーティングする。その後
、シリコン基板11aを真空チャック治具から外し、緩衝フッ酸溶液でエッチングして吐
出室15等が形成される面の反対面の酸化膜31を除去する(図7(d))。そして、吐
出室15等が形成される面からレジストを剥離する。
Then, a resist is coated on the surface on which the
次に、吐出室15等が形成される面の反対面に付着している微小粒子及び金属を除去す
るために、スクラブ洗浄を行う。このとき、吐出室15等が形成される面を実施形態1に
示す真空チャック治具で吸着してスクラブ洗浄を行う。なおスクラブ洗浄として、ブラシ
スクラブ洗浄や超音波スクラブ洗浄を行うことができる。
それから、吐出室15等が形成される面の反対面にボロンドープ層32を形成する(図
7(e))。具体的には、シリコン基板11aをB2O3を主成分とする固体の拡散源に対
向させて石英ボートにセットし、この石英ボートを例えば縦型炉に入れる。そして縦型炉
の内部を、温度が1050℃の窒素雰囲気にして7時間保持し、シリコン基板11aにボ
ロンを拡散させて、ボロンドープ層32を形成する。このとき図7(b)の工程と同様に
、シリコン基板11aの投入温度を800℃とし、温度を1050℃まで上げた後に、シ
リコン基板11aの取出し時の温度も800℃とする。これにより、シリコン基板11a
の酸素欠陥の成長速度が早い600℃から800℃の領域を素早く通過させることができ
、酸素欠陥の成長を抑制することができる。
Next, scrub cleaning is performed to remove fine particles and metal adhering to the surface opposite to the surface on which the
Then, a boron doped
The oxygen defect growth rate can be quickly passed through the region of 600 ° C. to 800 ° C., and the growth of oxygen defects can be suppressed.
なお図7(e)のボロン拡散の工程において、ボロンドープ層32の表面にSiB6膜
(図示せず)が形成されるが、温度が600℃の酸素及び水蒸気雰囲気中で1時間30分
程度酸化することで、フッ酸水溶液でエッチング可能なB2O3とSiO2に化学変化させ
ることができる。このようにSiB6膜をB2O3とSiO2に化学変化させた後に、吐出室
15等が形成される面の反対面にレジストをコーティングして、緩衝フッ酸溶液によって
B2O3とSiO2を除去し、その後レジストを剥離する。なおこのレジストをコーティン
グする際にも、実施形態1に示す真空チャック治具で吐出室15等が形成される面の反対
面を吸着する。
In the boron diffusion step of FIG. 7E, a SiB 6 film (not shown) is formed on the surface of the
その後、ボロンドープ層32の表面にプラズマCVDによって厚さ3μmのTEOS膜
33を形成する(図8(f))。このプラズマCVDによるTEOS膜33の成膜条件は
、例えば、温度360℃、高周波出力700W、圧力33.3Pa(0.25Torr)
、TEOS流量100cm3/分(100sccm)、酸素流量1000cm3/分(10
00sccm)である。このTEOS膜33は、後の水酸化カリウム水溶液によるエッチ
ングの際のエッチングマスクとなる。
そして、シリコン基板11aを35重量%の水酸化カリウム水溶液で、吐出室15とな
る凹部15aの底壁が厚さ10μmになるまでエッチングする(図8(g))。
Thereafter, a
TEOS flow rate 100 cm 3 / min (100 sccm), oxygen flow rate 1000 cm 3 / min (10
00 sccm). The
Then, the
さらに、シリコン基板11aを3重量%の水酸化カリウム水溶液でエッチングを行い、
ボロンドープ層32によるエッチングストップが十分効くまでエッチングを続ける(図8
(h))。ここでエッチングストップとは、エッチングされるシリコン基板11aの表面
から気泡が発生しなくなった状態をいうものとし、実際には気泡が発生しなくなるまでエ
ッチングを行う。これにより吐出室15が形成されることとなる。
上記のように、2種類の濃度の異なる水酸化カリウム水溶液を使用してエッチングを行
うことにより、吐出室15の底壁である振動板14の面荒れを0.05μm以下に抑える
ことができ、液滴吐出ヘッド10の吐出性能を安定化することができる。
Further, the
Etching is continued until the etching stop by the boron doped
(H)). Here, the term “etching stop” refers to a state in which bubbles are no longer generated from the surface of the
As described above, by performing etching using two kinds of potassium hydroxide aqueous solutions having different concentrations, the surface roughness of the
水酸化カリウム水溶液によるエッチングが終了した後に、シリコン基板11aをフッ酸
水溶液でエッチングして、酸化膜31及びTEOS膜33を除去する(図8(i))。
その後、シリコン基板11aの表面をクリーニングするため、シリコン基板11aの両
面に1分間O2プラズマ処理を施す。このO2プラズマ処理の処理条件は、例えば、温度3
60℃、圧力66.7Pa(0.5Torr)、O2流量1000cm3/分(1000s
ccm)、高周波出力250Wである。このO2プラズマ処理により、後に形成するTE
OS絶縁膜34の絶縁耐性の均一性が向上する。
そして、プラズマCVDによって厚さ0.1μmのTEOS絶縁膜34をシリコン基板
11aの両面に形成する(図8(j))。このときのTEOS絶縁膜34の成膜条件は、
例えば、温度360℃、高周波出力250W、圧力33.3Pa(0.25Torr)、
TEOS流量100cm3/分(100sccm)、酸素流量1000cm3/分(100
0sccm)である。
最後に、シリコン基板11aをダイシング(切断)等することにより、個々のキャビテ
ィ基板11が完成する(図8において図示せず)。
After the etching with the potassium hydroxide aqueous solution is completed, the
Thereafter, in order to clean the surface of the
60 ° C., pressure 66.7 Pa (0.5 Torr), O 2 flow rate 1000 cm 3 / min (1000 s
ccm) and a high frequency output of 250 W. TE formed later by this O 2 plasma treatment
The uniformity of the insulation resistance of the
Then,
For example, a temperature of 360 ° C., a high frequency output of 250 W, a pressure of 33.3 Pa (0.25 Torr),
TEOS flow rate 100 cm 3 / min (100 sccm), oxygen flow rate 1000 cm 3 / min (100
0 sccm).
Finally, each
本実施形態2では、実施形態1に示す真空チャック治具でシリコン基板11aを吸着し
てレジストのコーティングやスクラブ洗浄等を行うため、後にシリコン基板11aのエッ
チング等の加工を行う部位に傷や欠陥が発生せず、エッチング不良等を防止することがで
き、歩留まりを向上させることができる。
また、シリコン基板11aの中心を吸着する吸着孔3を有する真空チャック治具を使用
してレジストの露光、現像を行うため、シリコン基板11aの反り等を防止でき、レジス
トのパターニング精度を向上させることができる。
In the second embodiment, the
In addition, since the resist is exposed and developed using the vacuum chuck jig having the
本実施形態2では、実施形態1に示す真空チャック治具を液滴吐出ヘッドの製造に使用
する例を示したが、実施形態1に示す真空チャック治具は液滴吐出ヘッドの製造以外にも
使用することができる。例えば、シリコン基板の両面を加工する必要があるMEMSデバ
イス(例えば、光スイッチ等)の製造においては、シリコン基板に傷や欠陥を発生させな
いことが重要である。このため、このようなMEMSデバイスの製造等に本発明の実施形
態1に係る真空チャック治具を使用すれば、シリコン基板等に傷や欠陥が発生するのを抑
制でき、歩留まりが向上する。
In the second embodiment, the example in which the vacuum chuck jig shown in the first embodiment is used for manufacturing the droplet discharge head is shown. However, the vacuum chuck jig shown in the first embodiment is not limited to the manufacturing of the droplet discharge head. Can be used. For example, in manufacturing a MEMS device (for example, an optical switch or the like) that requires processing on both sides of a silicon substrate, it is important that the silicon substrate is not damaged or defective. For this reason, if the vacuum chuck jig | tool which concerns on
なお、本発明の真空チャック治具及び真空チャック方法並びに液滴吐出ヘッドの製造方
法は、本発明の実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において変形
することができる。
The vacuum chuck jig, the vacuum chuck method, and the droplet discharge head manufacturing method of the present invention are not limited to the embodiment of the present invention, and can be modified within the scope of the idea of the present invention.
1 フレーム、2 吸着部、3 吸着孔、4 中空管、10 液滴吐出ヘッド、11
キャビティ基板、12 電極基板、13 ノズル基板、14 振動板、15 吐出室、1
6 オリフィス、17 リザーバ、18 電極、19 凹部、22 ノズル孔、23 液
滴供給口、25 発信回路、29 共通電極。
1 frame, 2 suction part, 3 suction hole, 4 hollow tube, 10 droplet discharge head, 11
Cavity substrate, 12 electrode substrate, 13 nozzle substrate, 14 diaphragm, 15 discharge chamber, 1
6 orifice, 17 reservoir, 18 electrode, 19 recess, 22 nozzle hole, 23 droplet supply port, 25 transmitter circuit, 29 common electrode.
Claims (14)
心から一定の範囲を占める中心部より外側の外周部に設けられていることを特徴とする真
空チャック治具。 It has an adsorption hole for adsorbing the substrate to be adsorbed, and the adsorption hole is provided on the outer peripheral portion outside the center portion occupying a certain range from the center of the surface on the side to adsorb the substrate to be adsorbed. Vacuum chuck jig.
着基板を吸着する吸着孔が設けられていることを特徴とする請求項1記載の真空チャック
治具。 2. The vacuum chuck according to claim 1, wherein an adsorption hole for adsorbing the substrate to be adsorbed is provided in the center of the surface on the side for adsorbing the substrate to be adsorbed, in addition to the adsorption holes provided in the outer peripheral portion. jig.
を保持可能としたことを特徴とする請求項1又は2記載の真空チャック治具。 The vacuum chuck jig according to claim 1, wherein a suction part in which the suction hole is formed protrudes, and the suction target substrate can be held only by the suction part.
着基板のエッチング加工が施されない、被吸着基板の中心から一定の範囲を占める中心部
より外側の外周部を吸着することを特徴とする真空チャック治具。 An adsorption hole for adsorbing a substrate to be adsorbed that is subjected to etching processing, the adsorption hole being outside the center portion that is not subjected to etching processing of the substrate to be adsorbed and occupies a certain range from the center of the substrate to be adsorbed A vacuum chuck jig characterized by adsorbing an outer peripheral portion.
を特徴とする請求項4記載の真空チャック治具。 The vacuum chuck jig according to claim 4, further comprising a suction hole for sucking a center of the substrate to be suctioned in addition to the outer peripheral portion of the substrate to be suctioned.
ない部分を吸着することを特徴とする請求項5記載の真空チャック治具。 6. The vacuum chuck jig according to claim 5, wherein the suction hole that sucks the center of the substrate to be sucked sucks a portion of the substrate to be sucked that is not etched.
を保持可能としたことを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の真空チャック治具。 The vacuum chuck treatment according to any one of claims 4 to 6, wherein a suction part in which the suction hole is formed protrudes and the suction target substrate can be held only by the suction part. Ingredients.
囲を占める中心部より外側の外周部を吸着することを特徴とする真空チャック方法。 A vacuum chuck method characterized by adsorbing an outer peripheral portion outside a central portion occupying a certain range from the center of the substrate to be adsorbed, which is not subjected to processing, of an adsorbed substrate to be processed.
求項8記載の真空チャック方法。 9. The vacuum chuck method according to claim 8, wherein the center of the substrate to be adsorbed is adsorbed in addition to the outer peripheral portion of the substrate to be adsorbed.
着することを特徴とする請求項9記載の真空チャック方法。 The vacuum chuck method according to claim 9, wherein when the center of the substrate to be sucked is sucked, a portion of the substrate to be sucked that is not processed is sucked.
コーティングすることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 A method for manufacturing a droplet discharge head, comprising: adsorbing a substrate to be adsorbed with the vacuum chuck jig according to claim 1 to coat a resist.
露光することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 A method for manufacturing a droplet discharge head, comprising: adsorbing a substrate to be adsorbed with the vacuum chuck jig according to claim 1 to expose a resist.
現像することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 A method for manufacturing a droplet discharge head, comprising: adsorbing a substrate to be adsorbed with the vacuum chuck jig according to claim 1 to develop a resist.
浄を行うことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
A method for manufacturing a droplet discharge head, comprising: scrubbing the substrate to be adsorbed with the vacuum chuck jig according to claim 1.
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---|---|---|---|
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20071106 |