JP2007190730A - Mask substrate, its manufacturing method, liquid droplet ejection head, and method for manufacturing liquid droplet ejection device - Google Patents

Mask substrate, its manufacturing method, liquid droplet ejection head, and method for manufacturing liquid droplet ejection device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a method for manufacturing a mask substrate enhancing a freedom degree of a design, a mask obtained by the method, a liquid ejection head manufactured by the mask, and a method for manufacturing a liquid droplet ejection device. <P>SOLUTION: The mask substrate 1 using silicon as a material for protecting a portion other than a working portion of the substrate to be worked is equipped with a contact surface side opening portion 2 formed into a shape, corresponding to the shape of the working portion by anisotropic dry etching, on the surface side in contact with the substrate to be worked, and with an outside opening portion 3 in which a wall surface is formed with the silicone remained along a specified crystal face orientation by anisotropic wet etching from a surface side opposite to the surface in contact with the substrate to be worked and a through-hole communicating with the contact surface side opening portion is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、微細加工素子を製造する際に、所定の部分以外の部分を保護するためのマスクの製造方法及びそれによって得られるマスクに関するものである。また、そのマスク基板を用いて製造される液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method of manufacturing a mask for protecting a portion other than a predetermined portion when manufacturing a microfabricated element, and a mask obtained thereby. The present invention also relates to a method for manufacturing a droplet discharge head and a droplet discharge device manufactured using the mask substrate.

例えばシリコン等を加工して微小な素子等を形成する微細加工技術(MEMS:Micro Electro Mechanical Systems)が急激な進歩を遂げている。微細加工技術により形成される微細加工素子の例としては、例えば液滴吐出方式のプリンタのような記録(印刷)装置で用いられている液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)、マイクロポンプ、光可変フィルタ、モータのような静電アクチュエータ、圧力センサ等がある。   For example, micro electro mechanical systems (MEMS) that process silicon or the like to form microelements and the like have made rapid progress. Examples of microfabricated elements formed by microfabrication technology include, for example, a droplet discharge head (inkjet head), a micropump, and an optical variable filter used in a recording (printing) apparatus such as a droplet discharge type printer. There are electrostatic actuators such as motors, pressure sensors and the like.

ここで、微細加工素子の一例として静電アクチュエータである液滴吐出ヘッドについて説明する。液滴吐出方式の記録(印刷)装置は、家庭用、工業用を問わず、あらゆる分野の印刷に利用されている。液滴吐出方式とは、例えば複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドを対象物(紙等)との間で相対移動させ、対象物の所定の位置に液滴を吐出させて印刷等をするものである。この方式は、液晶(Liquid Crystal)を用いた表示装置を作製する際のカラーフィルタ、有機化合物等の電界発光(ElectroLuminescence )素子を用いた表示パネル(OLED)、DNA、タンパク質等、生体分子のマイクロアレイ等の製造にも利用されている。   Here, a droplet discharge head that is an electrostatic actuator will be described as an example of a microfabricated element. A droplet discharge type recording (printing) apparatus is used for printing in various fields regardless of whether it is for home use or industrial use. The droplet discharge method is, for example, a method in which a droplet discharge head having a plurality of nozzles is moved relative to an object (paper, etc.), and a droplet is discharged to a predetermined position of the object for printing or the like. It is. This method uses a color filter for manufacturing a display device using liquid crystal, a display panel using an electroluminescence element such as an organic compound (OLED), a microarray of biomolecules such as DNA and protein. Etc. are also used in the manufacture of

液滴吐出ヘッドの中で、液体をためておく吐出室を流路の一部に備え、吐出室の少なくとも一面の壁(ここでは、底部の壁とし、以下、この壁のことを振動板ということにする)を撓ませて(動作させて)形状変化により吐出室内の圧力を高め、連通するノズルから液滴を吐出させる方法がある。可動電極となる振動板を変位させる力として、例えば、振動板と距離を空けて対向する、電極(固定電極)との間に発生する静電気力(静電引力を用いることが多い)を利用している。そして上記のような静電力を利用した静電アクチュエータを形成する際、エッチング等、様々な工程中の加工において、加工しようとする部分以外の部分を保護するためのマスクが用いられる(例えば特許文献1参照)。マスクには成膜により形成されるマスクもあるが、ここではマスク用の基板(以下、マスク基板という)を指すものとする。   In the droplet discharge head, a discharge chamber for storing liquid is provided in a part of the flow path, and at least one wall of the discharge chamber (here, referred to as a bottom wall, hereinafter referred to as a diaphragm) There is a method in which the pressure in the discharge chamber is increased by changing the shape by deforming (being operated) and discharging the droplets from the communicating nozzle. As a force for displacing the diaphragm that becomes the movable electrode, for example, an electrostatic force (often using an electrostatic attractive force) generated between the electrode (fixed electrode) facing the diaphragm at a distance is used. ing. When forming an electrostatic actuator using the electrostatic force as described above, a mask for protecting a portion other than the portion to be processed is used in processing in various processes such as etching (for example, Patent Documents). 1). Although there is a mask formed by film formation, a mask substrate (hereinafter referred to as a mask substrate) is used here.

特開2005−349687号公報JP 2005-349687 A

このとき、より精度の高い加工を行うためのマスクについて、例えばMEMSが適用できて精度の高い開口を行うことができ、また加工時の熱による膨張等の変化が少ない、シリコンを材料とした基板を用いることが望ましいと考えられる。   At this time, with respect to a mask for performing processing with higher accuracy, for example, a substrate made of silicon that can be applied with MEMS and can perform high-accuracy opening, and has little change such as expansion due to heat during processing. It is considered desirable to use

しかしながら、マスク基板を製造する際、通常、異方性ウェットエッチング法(以下、ウェットエッチングという)により行われるが、ウェットエッチングは結晶面方位に依存する。そのため、例えば所定の開口幅を得るためのマスク基板の厚さが限られる等、マスク基板を製造する際、その設計の自由度が低くなってしまう。また、結晶方位を考慮して開口する部分の間隔(ピッチ)を決める必要もある。   However, when manufacturing a mask substrate, it is usually performed by an anisotropic wet etching method (hereinafter referred to as wet etching), and wet etching depends on the crystal plane orientation. For this reason, when manufacturing a mask substrate, for example, the thickness of the mask substrate for obtaining a predetermined opening width is limited, the degree of freedom in design becomes low. In addition, it is necessary to determine the interval (pitch) between the openings in consideration of the crystal orientation.

そこで、本発明はこのような問題を解決するため、設計自由度が高めることができるようなマスク基板の製造方法、その方法により得られたマスク、そのマスクにより製造された液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置の製造方法を得ることを目的とする。   Therefore, in order to solve such problems, the present invention provides a mask substrate manufacturing method capable of increasing the degree of design freedom, a mask obtained by the method, a droplet discharge head manufactured by the mask, a liquid It aims at obtaining the manufacturing method of a droplet discharge device.

本発明に係るマスク基板は、加工対象の基板の加工部分以外の部分を保護するためのシリコンを材料とするマスク基板であって、加工対象の基板と接する面側において、異方性ドライエッチングにより加工部分の形状に対応させた形状に形成される接面側開口部と、加工対象の基板と接する面と反対側の面側から異方性ウェットエッチングにより所定の結晶面方位に沿って残されたシリコンにより壁面が形成される、連通して貫通穴を形成する外部側開口部とを備える。
本発明によれば、接面側開口部を異方性ドライエッチングにより結晶面の制限なく、加工部分の形状に対応させた形状に対応させて形成したので、任意の形状による精度の高い加工を行うことができる。外面側からウェットエッチングにより外部側開口部を形成するようにしたので、製造時の時間短縮を図ることができる。
A mask substrate according to the present invention is a mask substrate made of silicon for protecting a portion other than a processed portion of a substrate to be processed, and is subjected to anisotropic dry etching on a surface side in contact with the substrate to be processed. It is left along the predetermined crystal plane orientation by anisotropic wet etching from the contact side opening formed in the shape corresponding to the shape of the processed part and the surface opposite to the surface in contact with the substrate to be processed. A wall surface is formed by the silicon, and an external opening that communicates to form a through hole.
According to the present invention, the contact surface side opening is formed by anisotropic dry etching so as to correspond to the shape corresponding to the shape of the processed portion without restriction of the crystal plane, so that highly accurate processing by an arbitrary shape can be performed. It can be carried out. Since the outer side opening is formed from the outer surface side by wet etching, the manufacturing time can be reduced.

また、本発明に係るマスク基板は、表面が(100)面方位の単結晶シリコンを材料とし、外部側開口部の壁面は(111)面方位が残されて形成される。
本発明によれば、表面が(100)面方位の単結晶シリコンを材料として外部側開口部の壁面は(111)を残すようにしたので、テーパ状に形成することができ、例えば蒸着する材料等が開口部に入り込みやすくすることができる。
In addition, the mask substrate according to the present invention is formed using single crystal silicon whose surface is a (100) plane orientation, and the wall surface of the external opening is left with the (111) plane orientation.
According to the present invention, since the surface of the (100) -oriented single crystal silicon is used as the material and the wall surface of the external opening is left (111), it can be formed into a tapered shape, for example, a material to be deposited Etc. can easily enter the opening.

また、本発明に係るマスク基板は、加工対象の基板と接する面側において、加工部分以外の所定の部位と接触させないための凹部からなるザグリ部をさらに備える。
本発明によればザグリ部をさらに備えたので、加工対象の基板の所定の部位とをマスク基板とを接触させずにすみ、例えば、異物の挟み込み等により、所定部位の欠損を防ぐことができる。
In addition, the mask substrate according to the present invention further includes a counterbore portion formed of a concave portion for preventing contact with a predetermined portion other than the processed portion on the surface side in contact with the substrate to be processed.
According to the present invention, since the counterbore portion is further provided, it is possible to prevent the predetermined portion of the substrate to be processed from coming into contact with the mask substrate. .

また、本発明に係るマスク基板のザグリ部は、加工対象上の保護しようとする所定の部分を覆うように所定の部位よりも大きな範囲で形成されている。
本発明によれば、所定の部位を覆うようにザグリ部を設けたので、確実に所定の部位を保護することができる。
Further, the counterbore part of the mask substrate according to the present invention is formed in a larger range than the predetermined part so as to cover the predetermined part to be protected on the object to be processed.
According to the present invention, since the counterbore part is provided so as to cover the predetermined part, the predetermined part can be reliably protected.

また、本発明に係るマスク基板の製造方法は、単結晶シリコン基板の一方の面から異方性ドライエッチングを行って、加工対象の基板と接する面側の接面側開口部の少なくとも周縁部分を形成する工程と、一方の面と反対の面側から異方性ウェットエッチングを行って、外面側開口部を形成し、接面側開口部と外面側開口部とによる貫通穴を形成する工程とを有する。
本発明によれば、接面側開口部を異方性ドライエッチングにより結晶面の制限なく、加工部分の形状に対応させた形状に対応させて形成し、接面側の開口部においては、任意の開口形状を精度の高く形成することができ、また、外面側開口部については、異方性ウェットエッチングを行って形成するので、時間短縮を図ることができる。また、フォトリソグラフィ法によるパターニング、ウェットエッチング、ドライエッチングを用いた単純な方法を用いて、品質の高いマスク基板を容易に製造することができる。
Further, the mask substrate manufacturing method according to the present invention performs anisotropic dry etching from one surface of the single crystal silicon substrate, and at least the peripheral portion of the contact surface side opening on the surface side in contact with the substrate to be processed. A step of forming, an anisotropic wet etching is performed from the side opposite to the one side to form an outer surface side opening, and a through hole is formed by the contact surface side opening and the outer surface side opening. Have
According to the present invention, the contact surface side opening is formed by anisotropic dry etching so as to correspond to the shape corresponding to the shape of the processed part without restriction of the crystal surface, and the contact surface side opening is arbitrarily The opening shape can be formed with high accuracy, and the opening on the outer surface side is formed by performing anisotropic wet etching, so that the time can be shortened. In addition, a high-quality mask substrate can be easily manufactured using a simple method using patterning by photolithography, wet etching, and dry etching.

また、本発明に係るマスク基板の製造方法は、水酸化カリウム水溶液及び/又は水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いて異方性ウェットエッチングを行う。
本発明によれば、異方性ウェットエッチングに水酸化カリウム水溶液及び/又は水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いるようにしたので、エッチングのばらつきが少なく、平面方向に均一な寸法精度が高いマスク基板を製造することができる。
In the mask substrate manufacturing method according to the present invention, anisotropic wet etching is performed using an aqueous potassium hydroxide solution and / or an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution.
According to the present invention, a potassium hydroxide aqueous solution and / or a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is used for anisotropic wet etching, so that a mask substrate with little variation in etching and uniform dimensional accuracy in the planar direction is obtained. Can be manufactured.

また、本発明に係るマスク基板の製造方法は、接面側開口部と独立し、加工対象の所定の部位に接触させないためのザグリ部となる凹部をシリコン基板の一方の面側に形成する。
本発明によれば、例えば接面側開口部の形成と同じ工程又は別の工程で、ザグリ部を形成するようにしたので、加工対象の基板の所定の部位とをマスク基板とを接触させずにすみ、例えば、異物の挟み込み等により、所定部位の欠損を防ぐことができる。
In addition, the mask substrate manufacturing method according to the present invention forms, on one surface side of the silicon substrate, a concave portion that becomes a counterbore portion so as not to be in contact with a predetermined portion to be processed independently of the contact surface side opening.
According to the present invention, for example, the counterbore part is formed in the same process as the formation of the contact surface side opening part or in another process. Therefore, the predetermined part of the substrate to be processed is not brought into contact with the mask substrate. For example, the loss of a predetermined part can be prevented by, for example, the insertion of a foreign substance.

また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記のマスク基板を用いて、ノズルから吐出させる液体の流路が形成される基板を加工する工程を少なくとも有する。
本発明によれば、上記のマスク基板を用いるようにしたので、所定の位置に所定の形状で高精度の加工を行うことができる液滴吐出ヘッドを製造することができる。
In addition, the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention includes at least a step of processing a substrate on which a flow path of liquid to be discharged from a nozzle is formed using the mask substrate.
According to the present invention, since the above-described mask substrate is used, it is possible to manufacture a droplet discharge head that can perform high-precision processing in a predetermined shape at a predetermined position.

また、本発明に係る液滴吐出装置の製造方法は、上記の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して液滴吐出装置を製造する。
本発明によれば、上記のマスク基板を用いるようにしたので、加工精度が高く、吐出性能、耐久性等がよい液滴吐出装置を製造することができる。
The manufacturing method of the droplet discharge device according to the present invention applies the above-described manufacturing method of the droplet discharge head to manufacture the droplet discharge device.
According to the present invention, since the above-described mask substrate is used, it is possible to manufacture a droplet discharge device with high processing accuracy, good discharge performance, durability, and the like.

実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係るマスク断面の一部を表す図である。本実施の形態はマスク基板1で構成され、シリコン基板をエッチングすることで形成される(なお、構成部材を図示し、見やすくするため、図3を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものと異なる場合がある。また、図の上側を上とし、下側を下として説明する)。特に限定するものではないが、本実施の形態ではシリコン基板として表面が(100)面方位の単結晶シリコン基板を用いるものとする。マスク基板1は、接面側開口部2、外面側開口部3及びザグリ(ザグリ)部4を有している。ここで、接面側開口部2及びザグリ部4は異方性ドライエッチング(プラズマ放電による乾式のエッチング)による方法(以下、ドライエッチングという)で形成され、外部開口部3はウェットエッチング(液体を用いた湿式のエッチング)による方法(以下、ウェットエッチングという)で形成される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a part of a mask cross section according to the first embodiment of the present invention. This embodiment is composed of a mask substrate 1 and is formed by etching a silicon substrate (note that components are illustrated in the following drawings including FIG. May be different from the actual relationship, and the upper side of the figure is the upper side and the lower side is the lower side). Although not particularly limited, in this embodiment mode, a single crystal silicon substrate having a (100) plane orientation is used as the silicon substrate. The mask substrate 1 has a contact surface side opening 2, an outer surface side opening 3, and a counterbore (counterbore) portion 4. Here, the contact surface side opening portion 2 and the counterbore portion 4 are formed by a method (hereinafter referred to as dry etching) by anisotropic dry etching (dry etching by plasma discharge), and the external opening portion 3 is wet etched (liquid is removed). It is formed by a method (hereinafter referred to as wet etching) using wet etching.

接面側開口部2と外面側開口部3とが連通しており、マスク基板1の両面が貫通している。接面側開口部2の形状は、加工対象となる基板の加工部分の形状に合わせて形成される。ザグリ部4は、マスク基板1を用いて加工を行う加工対象の表面に形成された任意の所定の部位(以下、有効パターンという)とマスク基板1とを接触させずに保護するため、加工対象との接面側に設ける凹部である。これは、例えば加工対象となる基板の洗浄時に、洗浄しきれなかった異物(例えばパーティクル等)が加工対象の表面に存在した場合、マスク基板1との接触で異物を挟み込んでしまい、有効パターンを傷つけないようにするためである。例えば異物の大きさ、マスク基板1の厚さ等にもよるが、少なくとも10μm、より好ましくは数十μm(20〜30μm)の深さがあることが望ましい。ここで、接面側開口部2(外面側開口部3)とザグリ部4とは独立して設けられている(連通していない)ものとする。ここで、ザグリ部4を有効パターンよりも大きく形成しておけば、より確実な保護を図ることができる。   The contact surface side opening 2 and the outer surface side opening 3 communicate with each other, and both surfaces of the mask substrate 1 pass therethrough. The shape of the contact surface side opening 2 is formed in accordance with the shape of the processed portion of the substrate to be processed. The counterbore 4 protects the mask substrate 1 without contacting any predetermined portion (hereinafter referred to as an effective pattern) formed on the surface of the processing target to be processed using the mask substrate 1. It is a recessed part provided in the contact surface side. This is because, for example, when a foreign object (for example, a particle) that cannot be completely cleaned is present on the surface of the processing target when the substrate to be processed is cleaned, the foreign object is sandwiched by contact with the mask substrate 1 and an effective pattern is formed. This is to prevent damage. For example, although it depends on the size of the foreign matter, the thickness of the mask substrate 1, etc., it is desirable that the depth is at least 10 μm, more preferably several tens of μm (20 to 30 μm). Here, it is assumed that the contact surface side opening 2 (outer surface side opening 3) and the counterbore 4 are provided independently (not communicated). Here, if the counterbore part 4 is formed larger than the effective pattern, more reliable protection can be achieved.

図2は本実施の形態におけるマスクの製造工程を表す図である。次にマスクの製造方法について説明する。まず、所望の厚さのシリコン基板11に、エッチングを行う際、シリコン基板11を保護するための膜(レジスト)となる酸化シリコン膜12を例えば約1.2μm成膜する(図2(a))。成膜方法については特に限定しないが、ここでは、高温(約1075℃)で酸素及び水蒸気雰囲気中にシリコン基板11を晒して成膜する熱酸化による方法を用いる。   FIG. 2 is a diagram showing a mask manufacturing process in the present embodiment. Next, a mask manufacturing method will be described. First, a silicon oxide film 12 serving as a film (resist) for protecting the silicon substrate 11 when etching is performed on the silicon substrate 11 having a desired thickness, for example, about 1.2 μm (FIG. 2A). ). The film formation method is not particularly limited, but here, a method by thermal oxidation in which the silicon substrate 11 is exposed to an oxygen and water vapor atmosphere at a high temperature (about 1075 ° C.) is used.

そして、酸化シリコン膜12を選択的にエッチングしてパターニングを行うため、フォトリソグラフィ法を用い、レジスト膜となる感光剤を塗布し、露光、現像により、接面側開口部2となる部分及びザグリ部4となる部分のレジスト膜を除去する。そして、例えばフッ酸水溶液、緩衝フッ酸水溶液(BHF:例えばフッ酸水溶液とフッ化アンモニウム水溶液とを1:6で混合した液体)、希釈フッ酸水溶液等に浸積し、接面側開口部2となる部分及びザグリ部4となる部分の酸化シリコン膜12をエッチングにより除去する。(図2(b))。ここで、接面側開口部2となる部分のシリコンは露出させるが、後に行われるエッチングにおいて、接面側開口部2とザグリ部4とエッチングの深さを異ならせ、ザグリ部4を接面側開口部2よりも浅くするため、ザグリ部4となる部分の酸化シリコン膜を薄く残しておき、シリコンを露出させないハーフエッチングを行う。また、接面側開口部2について、形成する開口部分の面積が大きい場合、接面側開口部2の開口部分と壁面との境界部分(周縁部分:外枠)だけのシリコンを露出させ、ドライエッチングをするようにしておけば、その後の工程でウェットエッチングが行われて基板が貫通した際に中心部分も抜けるので、エッチング時間の短縮を図る上で都合がよい。ここでザグリ部4となる部分は、有効パターンよりも広い範囲で形成されるようにしておく。   In order to perform patterning by selectively etching the silicon oxide film 12, a photolithography method is used to apply a photosensitive agent that becomes a resist film, and by exposure and development, a portion that becomes the contact surface side opening 2 and a counterbore are formed. The resist film in the portion that becomes the portion 4 is removed. Then, for example, immersed in a hydrofluoric acid aqueous solution, a buffered hydrofluoric acid aqueous solution (BHF: for example, a liquid in which a hydrofluoric acid aqueous solution and an ammonium fluoride aqueous solution are mixed at 1: 6), a diluted hydrofluoric acid aqueous solution, or the like, the contact surface side opening 2 The portions of the silicon oxide film 12 that become the portions and the portions that become the counterbore portions 4 are removed by etching. (FIG. 2 (b)). Here, although silicon in the portion that becomes the contact surface side opening 2 is exposed, in etching performed later, the contact surface side opening 2 and the counterbore portion 4 are made to have different etching depths, and the counterbore portion 4 is made to contact the surface. In order to make it shallower than the side opening 2, the silicon oxide film in the portion that becomes the counterbore 4 is left thin, and half etching is performed without exposing the silicon. Further, when the area of the opening portion to be formed is large with respect to the contact surface side opening portion 2, only the boundary portion (peripheral portion: outer frame) between the opening portion and the wall surface of the contact surface side opening portion 2 is exposed and dried. If etching is performed, since the wet etching is performed in the subsequent process and the central portion is removed when the substrate penetrates, it is convenient for shortening the etching time. Here, the portion to be the counterbore 4 is formed in a wider range than the effective pattern.

次にドライエッチングを行い、露出したシリコンを所定の深さ分だけエッチングする(図2(c))。ここでエッチングの深さについては、シリコン基板11の幅、後に行われるウェットエッチングの範囲等により異なり、任意の深さにすればよいため特に限定しない。ここで、例えば、深くなるほど、外面側開口部3からのウェットエッチングが浅くなり、シリコン基板11の外面側開口部3を有する面における開口幅を狭くすることができる。したがって、加工部分の間隔が狭い場合には深くなる傾向になる。また、ドライエッチングの種類については特に限定するものではないが、本実施の形態では、例えば、ICP(Inductively Coupled Plasma)放電等を利用したドライエッチングを行うものとする。ドライエッチングの場合は、結晶面方位による制限を受けないため、例えば壁面を基板に対して垂直方向に形成することができる。そのため、接面側開口部2の枠(開口部の幅等)をシリコン基板11の厚さに関係なく規定することができる。   Next, dry etching is performed, and the exposed silicon is etched by a predetermined depth (FIG. 2C). Here, the etching depth is not particularly limited because it varies depending on the width of the silicon substrate 11, the range of wet etching to be performed later, and the like, and may be any depth. Here, for example, as the depth becomes deeper, wet etching from the outer surface side opening 3 becomes shallower, and the opening width of the surface of the silicon substrate 11 having the outer surface side opening 3 can be narrowed. Therefore, it tends to be deeper when the interval between the processed parts is narrow. The type of dry etching is not particularly limited, but in this embodiment, for example, dry etching using ICP (Inductively Coupled Plasma) discharge or the like is performed. In the case of dry etching, since it is not restricted by the crystal plane orientation, for example, the wall surface can be formed in a direction perpendicular to the substrate. Therefore, the frame (such as the width of the opening) of the contact surface side opening 2 can be defined regardless of the thickness of the silicon substrate 11.

ドライエッチングが終了すると、保護膜として成膜していた酸化シリコン膜12を除去する(図2(d))。そして、さらにウェットエッチングを行うための保護膜として酸化シリコン膜13を全面に成膜する(図2(e))。成膜の方法については特に限定しないが、ここでは、凹凸に関係なく成膜することができる熱酸化法を用いる。酸化シリコン膜13の成膜後、また、フォトリソグラフィ法を用い、酸化シリコン膜13において、外面側開口部3となる部分をウェットエッチングにより除去してシリコンを露出させる(図2(f))。   When dry etching is completed, the silicon oxide film 12 formed as a protective film is removed (FIG. 2D). Then, a silicon oxide film 13 is formed on the entire surface as a protective film for further wet etching (FIG. 2E). There is no particular limitation on the method for forming the film, but here, a thermal oxidation method capable of forming a film regardless of unevenness is used. After the silicon oxide film 13 is formed, the silicon oxide film 13 is exposed by wet etching to remove the portion that becomes the outer surface side opening 3 in the silicon oxide film 13 (FIG. 2F).

そして、エッチング液に浸積し、接面側開口部2と外面側開口部3とが連通するまでウェットエッチングを行う(図2(g))。ここで、ウェットエッチングに用いる液体(エッチャント)について、特に限定するものではないが、本実施の形態では例えば水酸化カリウム(KOH)水溶液、25重量パーセントの水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液(有機アルカリ溶液)を用いるものとする。KOH水溶液、TMAH水溶液は酸化シリコン膜との選択比の関係がよく、エッチングのばらつきが少なく、平面に対する寸法精度がよい。特にTMAH水溶液は現像液として用いられているものである。ここで、エッチングされにくい(111)の結晶面に沿ってシリコンが残っていき、基板に対して、約55°の角度で開口部分の壁面が形成される。これにより、開口部分がテーパ状に形成されるため、例えば膜、層等の形成の材料、ガス等が開口部分に入りやすくなる。   Then, the substrate is immersed in an etching solution, and wet etching is performed until the contact surface side opening 2 and the outer surface side opening 3 communicate with each other (FIG. 2G). Here, the liquid (etchant) used for the wet etching is not particularly limited, but in this embodiment, for example, a potassium hydroxide (KOH) aqueous solution, a 25 weight percent tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution (organic) Alkaline solution) shall be used. The KOH aqueous solution and the TMAH aqueous solution have a good selection ratio relationship with the silicon oxide film, have little variation in etching, and have a good dimensional accuracy with respect to the plane. In particular, the TMAH aqueous solution is used as a developer. Here, silicon remains along the (111) crystal plane which is difficult to etch, and the wall surface of the opening is formed at an angle of about 55 ° with respect to the substrate. Thereby, since the opening portion is formed in a tapered shape, for example, a material for forming a film, a layer, or the like, gas, or the like easily enters the opening portion.

そして、保護膜として成膜していた酸化シリコン膜13を除去し、マスクが完成する(図2(h))。例えば、用いる用途によっては、マスク基板1(シリコン)を液体、ガス等から保護するための絶縁保護膜等を成膜してもよい。   Then, the silicon oxide film 13 formed as a protective film is removed to complete the mask (FIG. 2 (h)). For example, an insulating protective film for protecting the mask substrate 1 (silicon) from liquid, gas, or the like may be formed depending on the application to be used.

以上のように実施の形態1によれば、接面側開口部2となる部分の開口形状形成をドライエッチングにより行うようにしたので、ドライエッチングにおいては、結晶面方位によりエッチング形状が制限されることがないため、開口部分の形状の自由度を高くすることができ、これにより設計された形状の接面側開口部2を有するマスク基板1により、任意の形状による加工対象の加工を行うことができる。一方で、外面側開口部3をドライエッチングにより形成するので、複数の基板を一括して処理することができる等、製造時における時間短縮を図ることができる。また、ザグリ部4を有するので、マスク基板1が加工対象の表面に形成された有効パターンと接触せず、有効パターンを保護し、加工対象の欠損を防ぐことができる。特にザグリ部4を有効パターンを覆うように大きく形成しておくことにより、より確実な保護を行うことができる。そして、マスク基板1の製造に際しては、フォトリソグラフィ法によるパターニング、ウェットエッチング、ドライエッチングを用いた単純な方法を用いて、品質の高いマスク基板を容易に製造することができる。
また、異方性ウェットエッチングに水酸化カリウム水溶液及び/又は水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いるようにしたので、エッチングのばらつきが少なく、平面方向により均一にしたマスク基板を得ることができる。
As described above, according to the first embodiment, since the opening shape of the portion that becomes the contact surface side opening 2 is formed by dry etching, the etching shape is limited by the crystal plane orientation in dry etching. Therefore, the degree of freedom of the shape of the opening portion can be increased, and the mask substrate 1 having the contact surface side opening portion 2 of the shape designed thereby can perform processing of the processing target in an arbitrary shape. Can do. On the other hand, since the outer surface side opening 3 is formed by dry etching, a plurality of substrates can be processed at one time, and the time during manufacturing can be reduced. Further, since the counterbore part 4 is provided, the mask substrate 1 does not come into contact with the effective pattern formed on the surface of the processing target, and the effective pattern can be protected and the processing target can be prevented from being lost. In particular, if the counterbore part 4 is formed so as to cover the effective pattern, more reliable protection can be performed. When the mask substrate 1 is manufactured, a high-quality mask substrate can be easily manufactured by using a simple method using patterning by photolithography, wet etching, and dry etching.
In addition, since an aqueous potassium hydroxide solution and / or an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution is used for anisotropic wet etching, a mask substrate with less variation in etching and more uniform in the planar direction can be obtained.

実施の形態2.
図3は本発明の実施の形態2に係る液滴吐出ヘッドを分解して表した図である。図3は液滴吐出ヘッドの一部を示している。本実施の形態では、実施の形態1で製造したマスク基板1を用いて加工する加工対象の基板を、例えば静電方式で駆動する静電アクチュエータを用いるデバイスである液滴吐出ヘッドのキャビティ基板30とした場合について説明する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is an exploded view of the droplet discharge head according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 3 shows a part of the droplet discharge head. In the present embodiment, the substrate to be processed using the mask substrate 1 manufactured in the first embodiment, for example, a cavity substrate 30 of a droplet discharge head which is a device using an electrostatic actuator that is driven by an electrostatic method. The case will be described.

図3に示すように本実施の形態に係る液滴吐出ヘッドは、電極基板20、キャビティ基板30、リザーバ基板40及びノズル基板50の4つの基板が下から順に積層されて構成される。ここで本実施の形態では、電極基板20とキャビティ基板30とは陽極接合により接合する。また、キャビティ基板30とリザーバ基板40、リザーバ基板40とノズル基板50とはエポキシ樹脂等の接着剤を用いて接合する。   As shown in FIG. 3, the droplet discharge head according to the present embodiment is configured by stacking four substrates in order from the bottom: an electrode substrate 20, a cavity substrate 30, a reservoir substrate 40, and a nozzle substrate 50. Here, in the present embodiment, the electrode substrate 20 and the cavity substrate 30 are bonded by anodic bonding. The cavity substrate 30 and the reservoir substrate 40, and the reservoir substrate 40 and the nozzle substrate 50 are bonded using an adhesive such as an epoxy resin.

電極基板20は、厚さ約1mmの例えばホウ珪酸系の耐熱硬質ガラス等の基板を主要な材料としている。本実施形態では、ガラス基板とするが、例えば単結晶シリコンを基板とすることもできる。電極基板20の表面には、後述するキャビティ基板30の吐出室31となる凹部に合わせて例えば深さ約0.3μmを有する複数の凹部21が形成されている。そして、凹部21の内側(特に底部)に、キャビティ基板20の各吐出室31(振動板32)と対向するように固定電極となる個別電極22が設けられ、さらにリード部23及び端子部24が一体となって設けられている(以下、特に区別する必要がない限り、これらを合わせて電極22aとして説明する)。振動板32と電極22a(特に個別電極22)との間には、振動板32が撓む(変位する)ことができる一定のギャップ(空隙)が凹部21により形成されている。電極22aは、例えばスパッタ法により、ITO(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物)を0.1μmの厚さで凹部21の内側に成膜することで形成される。電極基板20には、他にも外部のタンク(図示せず)から供給された液体を取り入れる流路となる液体取り入れ口25となる貫通穴が設けられている。   The electrode substrate 20 is mainly made of a substrate such as borosilicate heat-resistant hard glass having a thickness of about 1 mm. In the present embodiment, the glass substrate is used, but single crystal silicon may be used as the substrate, for example. On the surface of the electrode substrate 20, a plurality of recesses 21 having a depth of, for example, about 0.3 μm are formed in accordance with a recess that becomes a discharge chamber 31 of the cavity substrate 30 described later. An individual electrode 22 serving as a fixed electrode is provided inside the recess 21 (particularly at the bottom) so as to face each discharge chamber 31 (vibrating plate 32) of the cavity substrate 20, and further, a lead portion 23 and a terminal portion 24 are provided. They are provided integrally (hereinafter, these are collectively described as electrodes 22a unless otherwise required). Between the diaphragm 32 and the electrode 22a (particularly the individual electrode 22), a certain gap (gap) that allows the diaphragm 32 to bend (displace) is formed by the recess 21. The electrode 22a is formed by depositing ITO (Indium Tin Oxide) with a thickness of 0.1 μm inside the recess 21 by, for example, sputtering. In addition, the electrode substrate 20 is provided with a through-hole serving as a liquid intake 25 serving as a flow path for taking in liquid supplied from an external tank (not shown).

キャビティ基板30は、シリコン単結晶基板(以下、シリコン基板という)を主要な材料としている。キャビティ基板30には、吐出室31となる凹部(底壁が可動電極となる振動板32となっている)及び後述するように封止材35をリード部23の直上部分に堆積し、封止部36aを形成するための貫通溝穴36が形成されている。貫通溝穴36を狭くするほど小型化に寄与するが、ここでは封止材35をうまく堆積させるため10μm〜20μmとする。ただし、これに限定するものではない。また、堆積した封止材35の厚さは例えば、少ない部分でもギャップの幅(約0.18μm)以上有するようにする。リザーバ基板40との接合に影響しない範囲で、約2〜3μm又はそれ以上あることが望ましい。   The cavity substrate 30 is mainly composed of a silicon single crystal substrate (hereinafter referred to as a silicon substrate). On the cavity substrate 30, a recess (the bottom wall is a diaphragm 32 serving as a movable electrode) serving as the discharge chamber 31 and a sealing material 35 are deposited immediately above the lead portion 23 and sealed as described later. A through-slot hole 36 for forming the portion 36a is formed. The narrower the through-groove hole 36 contributes to the miniaturization, but here it is 10 μm to 20 μm in order to deposit the sealing material 35 well. However, the present invention is not limited to this. Further, the deposited sealing material 35 has a thickness equal to or larger than the gap width (about 0.18 μm) even in a small portion. It is desirable that the thickness be about 2 to 3 μm or more as long as the bonding with the reservoir substrate 40 is not affected.

そして、キャビティ基板30の下面(電極基板20と対向する面)には、振動板32と個別電極22との間を電気的に絶縁するためのTEOS膜(ここでは、Tetraethyl orthosilicate Tetraethoxysilane:テトラエトキシシラン(珪酸エチル)を用いてできるSiO2 膜をいう)である絶縁膜33をプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition :TEOS−pCVDともいう)法を用いて、0.1μm成膜している。ここでは絶縁膜33をTEOS膜としているが、例えばAl23(酸化アルミニウム(アルミナ))を用いてもよい。ここで、キャビティ基板30にも液体取り入れ口25となる貫通穴が設けられている(電極基板20に設けられた貫通穴と連通する)。さらに、外部の電力供給手段(図示せず)から基板(振動板32)に電極22a(特に個別電極22)と反対の極性の電荷を供給する際の端子となる共通電極端子37を備えている。 A TEOS film (here, Tetraethyl orthosilicate Tetraethoxysilane: tetraethoxysilane) for electrically insulating the diaphragm 32 and the individual electrodes 22 is formed on the lower surface of the cavity substrate 30 (the surface facing the electrode substrate 20). An insulating film 33 (which is an SiO 2 film made of ethyl silicate) is formed to a thickness of 0.1 μm using a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition: TEOS-pCVD) method. Although the insulating film 33 is a TEOS film here, for example, Al 2 O 3 (aluminum oxide (alumina)) may be used. Here, the cavity substrate 30 is also provided with a through-hole serving as the liquid inlet 25 (communication with the through-hole provided in the electrode substrate 20). Furthermore, a common electrode terminal 37 is provided which serves as a terminal for supplying a charge having a polarity opposite to that of the electrode 22a (particularly the individual electrode 22) from an external power supply means (not shown) to the substrate (diaphragm 32). .

リザーバ基板40は例えばシリコン基板を主要な材料とする。リザーバ基板40には、各吐出室31に液体を供給するリザーバ(共通液室)41となる凹部が形成されている。凹部の底面にも液体取り入れ口25となる貫通穴(電極基板20に設けられた貫通穴と連通する)が設けられている。また、リザーバ41から各吐出室31に液体を供給するための供給口42が各吐出室31の位置に合わせて形成されている。さらに、各吐出室31とノズル基板50に設けられたノズル孔51との間の流路となり、吐出室31で加圧された液体がノズル孔51に移送する流路となる複数のノズル連通孔43が各ノズル(各吐出室31)に合わせて設けられている。   The reservoir substrate 40 is mainly made of a silicon substrate, for example. The reservoir substrate 40 is formed with a recess serving as a reservoir (common liquid chamber) 41 for supplying a liquid to each discharge chamber 31. A through-hole (which communicates with a through-hole provided in the electrode substrate 20) is also provided on the bottom surface of the recess as a liquid intake 25. A supply port 42 for supplying a liquid from the reservoir 41 to each discharge chamber 31 is formed in accordance with the position of each discharge chamber 31. Furthermore, a plurality of nozzle communication holes that serve as flow paths between the discharge chambers 31 and the nozzle holes 51 provided in the nozzle substrate 50 and serve as flow paths for transferring the liquid pressurized in the discharge chambers 31 to the nozzle holes 51. 43 is provided for each nozzle (each discharge chamber 31).

ノズル基板50についても、例えばシリコン基板を主要な材料とする。ノズル基板50には、複数のノズル孔51が形成されている。各ノズル孔51は、各ノズル連通孔43から移送された液体を液滴として外部に吐出する。ノズル孔51を複数段で形成すると、液滴を吐出する際の直進性向上が期待できる。本実施の形態ではノズル孔51を2段で形成する。ここで、振動板32によりリザーバ41側の液体に加わる圧力を緩衝するためのダイヤフラムを設けるようにしてもよい。   For the nozzle substrate 50, for example, a silicon substrate is used as a main material. A plurality of nozzle holes 51 are formed in the nozzle substrate 50. Each nozzle hole 51 discharges the liquid transferred from each nozzle communication hole 43 to the outside as a droplet. If the nozzle holes 51 are formed in a plurality of stages, an improvement in straightness when discharging droplets can be expected. In the present embodiment, the nozzle holes 51 are formed in two stages. Here, a diaphragm for buffering the pressure applied to the liquid on the reservoir 41 side by the diaphragm 32 may be provided.

図4は液滴吐出ヘッドの上面図と断面図とを表す図である。図4は液滴吐出ヘッドをキャビティ基板30を中心として上から見た図(図4(a))とA−A’一点鎖線で切ったときの断面を表す図(図4(b))である。キャビティ基板30と接合した電極基板20の各端子部24を露出させるため、キャビティ基板30の一部を開口等して、電極基板20とキャビティ基板30との間で空間を形成する(この空間を以下、電極取出し口34という)。そして、電極22a(特に個別電極22)に対する電力(電荷)供給手段となるドライバIC60は、電極取出し口34において各端子部24と電気的に接続し、選択した個別電極22に電荷を供給する。   FIG. 4 is a diagram illustrating a top view and a cross-sectional view of the droplet discharge head. FIG. 4 is a view of the droplet discharge head as viewed from above with the cavity substrate 30 as the center (FIG. 4A), and a diagram showing a cross section taken along the dashed line AA ′ (FIG. 4B). is there. In order to expose each terminal portion 24 of the electrode substrate 20 bonded to the cavity substrate 30, a part of the cavity substrate 30 is opened to form a space between the electrode substrate 20 and the cavity substrate 30 (this space is defined as Hereinafter, it is referred to as an electrode outlet 34). The driver IC 60 serving as power (charge) supply means for the electrodes 22a (particularly the individual electrodes 22) is electrically connected to the terminal portions 24 at the electrode outlets 34, and supplies charges to the selected individual electrodes 22.

ドライバIC60に選択された個別電極22には約40Vの電圧が印可され、正に帯電する。このとき、振動板32は相対的に負に帯電する(ここでは、FPC(Flexible Print Circuit)等、共通電極端子37を介してキャビティ基板30には負の極性を有する電荷が供給される)。そのため、選択された個別電極22と振動板32との間では静電気力が発生し、個別電極22に引き寄せられて撓む。これにより吐出室31の容積は広がる。そして電荷供給を止めると振動板32は元に戻るが、そのときの吐出室31の容積も元に戻り、その圧力で加圧された液体がノズル孔51から液滴として吐出する。この液滴が例えば記録紙に着弾することによって印刷等が行われる。   A voltage of about 40 V is applied to the individual electrode 22 selected by the driver IC 60 and is positively charged. At this time, the diaphragm 32 is relatively negatively charged (here, charge having a negative polarity is supplied to the cavity substrate 30 via the common electrode terminal 37 such as FPC (Flexible Print Circuit)). Therefore, an electrostatic force is generated between the selected individual electrode 22 and the diaphragm 32, and is attracted to the individual electrode 22 to bend. As a result, the volume of the discharge chamber 31 increases. When the charge supply is stopped, the vibration plate 32 returns to the original state, but the volume of the discharge chamber 31 at that time also returns to the original state, and the liquid pressurized by the pressure is discharged from the nozzle hole 51 as a droplet. Printing or the like is performed when the droplets land on a recording sheet, for example.

ここで、本実施の形態では、リード部23を露出させるための貫通溝穴36をキャビティ基板30に開口し、設ける。ここで、貫通溝穴36の長手方向の幅は狭いほど小型化に寄与することができる。ただ、幅が狭すぎると封止材35がうまく堆積しない可能性があるため、10μm〜20μmであることが望ましい。場合によっては、キャビティ基板30の厚さによって加工時に制限を受けることがあるため、10μm〜20μmに特に限定するものではない。確実な封止ができるのであれば、例えば300μm(0.3mm)等の幅があってもよい。また、堆積する封止材35として、ここでは絶縁性、気密封止能力が高く、洗浄等に用いる酸性、アルカリ性溶液に対して耐性を有する酸化シリコン(無機化合物)を用いるものとする。堆積した封止材35の厚さは、例えば、少ない部分でもギャップの幅(約0.18μm)以上有するようにする。リザーバ基板40との接合に影響しない範囲で、約2〜3μm又はそれ以上あることが望ましい。   Here, in the present embodiment, a through-groove hole 36 for exposing the lead portion 23 is provided in the cavity substrate 30. Here, the narrower the width in the longitudinal direction of the through-slot hole 36, the more the size can be reduced. However, since the sealing material 35 may not be deposited well if the width is too narrow, it is preferably 10 μm to 20 μm. In some cases, the thickness of the cavity substrate 30 may be limited during processing, and thus is not particularly limited to 10 μm to 20 μm. If reliable sealing is possible, the width may be 300 μm (0.3 mm), for example. Further, as the sealing material 35 to be deposited, here, silicon oxide (inorganic compound) having high insulation and hermetic sealing ability and having resistance to acidic and alkaline solutions used for cleaning and the like is used. The deposited sealing material 35 has a thickness equal to or larger than the gap width (about 0.18 μm) even in a small portion, for example. It is desirable that the thickness be about 2 to 3 μm or more as long as the bonding with the reservoir substrate 40 is not affected.

そして、貫通溝穴36の開口部分から、CVD(Chemical Vapor Deposition :化学的気相法)、(ECR)スパッタ、真空蒸着等の方法により、電極基板20のリード部23部分からキャビティ基板30に至る空間(ギャップの一部)に、封止材35である酸化シリコン(SiO2 )を堆積させ、封止部36aを形成し、ギャップを外気と遮断して、水分、異物等の侵入を防ぐ。ここで、封止材35は酸化シリコンに限らず、例えばAl23(酸化アルミニウム(アルミナ))、窒化シリコン(SiN)、酸窒化シリコン(SiON)、Ta25(五酸化タンタル)、DLC(Diamond Like Carbon )、ポリパラキシリレン(polypalaxylylene)、PDMS(polydimethylsiloxane:シリコーンゴムの一種)、エポキシ樹脂等であってもよい。また、1種類に限らず、複数種の封止材を積層するようにしてもよい。 Then, from the opening portion of the through-hole 36, the lead portion 23 portion of the electrode substrate 20 reaches the cavity substrate 30 by a method such as CVD (Chemical Vapor Deposition), (ECR) sputtering, or vacuum deposition. Silicon oxide (SiO 2 ), which is a sealing material 35, is deposited in a space (a part of the gap) to form a sealing portion 36a, and the gap is blocked from outside air to prevent entry of moisture, foreign matter, and the like. Here, the sealing material 35 is not limited to silicon oxide. For example, Al 2 O 3 (aluminum oxide (alumina)), silicon nitride (SiN), silicon oxynitride (SiON), Ta 2 O 5 (tantalum pentoxide), It may be DLC (Diamond Like Carbon), polypalaxylylene, PDMS (polydimethylsiloxane: a kind of silicone rubber), epoxy resin or the like. Moreover, you may make it laminate | stack not only one type but multiple types of sealing materials.

図5及び図6は第1の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を表す図である。図5及び図6に基づいて液滴吐出ヘッド製造工程について説明する。なお、実際には、ウェハ単位で複数個分の液滴吐出ヘッドの部材を同時形成するが、図5及び図6ではその一部分だけを示している。   5 and 6 are views showing a manufacturing process of the droplet discharge head according to the first embodiment. The droplet discharge head manufacturing process will be described with reference to FIGS. Actually, a plurality of droplet discharge head members are simultaneously formed for each wafer, but only a part thereof is shown in FIGS.

シリコン基板71の片面(電極基板20との接合面側となる)を鏡面研磨し、例えば220μmの厚みの基板(キャビティ基板30となる)を作製する。次に、シリコン基板71のボロンドープ層72を形成する面を、B23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する。さらに縦型炉に石英ボートをセットして、炉内を窒素雰囲気にし、温度を1050℃に上昇させて7時間保持することで、ボロンをシリコン基板61中に拡散させ、ボロンドープ層72を形成する。取り出したボロンドープ層72の表面にはボロン化合物(SiB6 :ケイ化6ホウ素)が形成されているが(図示せず)、酸素及び水蒸気雰囲気中、600℃の条件で1時間30分酸化させると、ふっ酸水溶液によるエッチングが可能なB23+SiO2 に化学変化させることができる。B23+SiO2 に化学変化させた状態で、B23+SiO2 をふっ酸水溶液にてエッチング除去する(図5(a))。 One side of the silicon substrate 71 (becomes the bonding surface side with the electrode substrate 20) is mirror-polished to produce, for example, a 220 μm thick substrate (to be the cavity substrate 30). Next, the surface on which the boron doped layer 72 of the silicon substrate 71 is formed is set on a quartz boat so as to face a solid diffusion source mainly composed of B 2 O 3 . Further, a quartz boat is set in a vertical furnace, the inside of the furnace is put into a nitrogen atmosphere, the temperature is raised to 1050 ° C. and held for 7 hours, whereby boron is diffused into the silicon substrate 61 and a boron doped layer 72 is formed. . A boron compound (SiB 6 : 6 boron silicide) is formed on the surface of the boron doped layer 72 taken out (not shown), but when oxidized in an oxygen and water vapor atmosphere at 600 ° C. for 1 hour 30 minutes. Further, it can be chemically changed to B 2 O 3 + SiO 2 which can be etched with a hydrofluoric acid aqueous solution. B 2 O 3 + SiO 2 is removed by etching with an aqueous hydrofluoric acid solution in a state of being chemically changed to B 2 O 3 + SiO 2 (FIG. 5A).

ボロンドープ層72を形成した面に、プラズマCVD法により、成膜時の処理温度は360℃、高周波出力は250W、圧力は66.7Pa(0.5Torr)、ガス流量はTEOS流量100cm3 /min(100sccm)、酸素流量1000cm3 /min(1000sccm)の条件で絶縁膜33を0.1μm成膜する(図5(b))。 On the surface on which the boron doped layer 72 is formed, the plasma CVD method is used, the processing temperature during film formation is 360 ° C., the high frequency output is 250 W, the pressure is 66.7 Pa (0.5 Torr), and the gas flow rate is TEOS flow rate 100 cm 3 / min ( The insulating film 33 is formed to a thickness of 0.1 μm under the conditions of 100 sccm) and an oxygen flow rate of 1000 cm 3 / min (1000 sccm) (FIG. 5B).

電極基板20については、上記図5(a)、(b)とは別工程で作製する。約1mmのガラスの基板の一方の面に対し、約0.3μmの深さの凹部21を形成する。凹部21の形成後、例えばスパッタリング法を用いて、0.1μmの厚さの電極22aを同時に形成する。最後に液体取り入れ口25となる穴をサンドブラスト法または切削加工により形成する。これにより、電極基板20を作製する。そして、シリコン基板71と電極基板20を360℃に加熱した後、電極基板20に負極、シリコン基板71に正極を接続して、800Vの電圧を印加して陽極接合を行う(図5(c))。   The electrode substrate 20 is manufactured in a separate process from the above-described FIGS. 5 (a) and 5 (b). A recess 21 having a depth of about 0.3 μm is formed on one surface of a glass substrate of about 1 mm. After the formation of the recess 21, an electrode 22 a having a thickness of 0.1 μm is simultaneously formed by using, for example, a sputtering method. Finally, a hole to be the liquid intake port 25 is formed by a sandblast method or a cutting process. Thereby, the electrode substrate 20 is produced. Then, after heating the silicon substrate 71 and the electrode substrate 20 to 360 ° C., a negative electrode is connected to the electrode substrate 20 and a positive electrode is connected to the silicon substrate 71, and a voltage of 800 V is applied to perform anodic bonding (FIG. 5C). ).

陽極接合後の接合済み基板に対し、シリコン基板71の厚みが約60μmになるまでシリコン基板71表面の研削加工を行う。その後、加工変質層を除去する為に、32w%の濃度の水酸化カリウム溶液でシリコン基板71を約10μm異方性ウェットエッチング(以下、ウェットエッチングという)を行う。これによりシリコン基板71の厚みを約50μmにする(図5(d))。   The surface of the silicon substrate 71 is ground until the thickness of the silicon substrate 71 reaches about 60 μm with respect to the bonded substrate after the anodic bonding. Thereafter, in order to remove the work-affected layer, the silicon substrate 71 is subjected to about 10 μm anisotropic wet etching (hereinafter referred to as wet etching) with a potassium hydroxide solution having a concentration of 32 w%. As a result, the thickness of the silicon substrate 71 is reduced to about 50 μm (FIG. 5D).

次に、ウェットエッチングを行った面に対し、TEOSによる酸化シリコンのハードマスク(以下、TEOSハードマスクという)73をプラズマCVD法により成膜する。成膜条件としては、例えば、成膜時の処理温度は360℃、高周波出力は700W、圧力は33.3Pa(0.25Torr)、ガス流量はTEOS流量100cm3 /min(100sccm)、酸素流量1000cm3 /min(1000sccm)の条件で1.5μm成膜する(図5(e))。TEOSを用いた成膜は比較的低温で行うことができ、基板の加熱をできる限り抑えられる点で都合がよい。 Next, a silicon oxide hard mask (hereinafter referred to as TEOS hard mask) 73 by TEOS is formed on the wet etched surface by plasma CVD. As film formation conditions, for example, the processing temperature during film formation is 360 ° C., the high frequency output is 700 W, the pressure is 33.3 Pa (0.25 Torr), the gas flow rate is TEOS flow rate 100 cm 3 / min (100 sccm), and the oxygen flow rate is 1000 cm. A film having a thickness of 1.5 μm is formed under the condition of 3 / min (1000 sccm) (FIG. 5E). Film formation using TEOS can be performed at a relatively low temperature, which is advantageous in that heating of the substrate can be suppressed as much as possible.

(f)TEOSハードマスク73を成膜した後、吐出室31、貫通溝穴36、電極取出し口34となる部分のTEOSハードマスク73をエッチングするため、レジストパターニングを施す。そして、ふっ酸水溶液を用いてTEOSハードマスク73が無くなるまで、それらの部分をエッチングしてTEOSハードマスク73をパターニングし、それらの部分について、シリコン基板71を露出させる。エッチングした後にレジストを剥離する(図5(f))。   (F) After forming the TEOS hard mask 73, resist patterning is performed in order to etch the TEOS hard mask 73 in the portions that will become the discharge chamber 31, the through groove 36, and the electrode outlet 34. Then, the TEOS hard mask 73 is patterned by etching the portions until the TEOS hard mask 73 disappears using a hydrofluoric acid aqueous solution, and the silicon substrate 71 is exposed at those portions. After the etching, the resist is peeled off (FIG. 5F).

次に、接合済み基板を35wt%の濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、吐出室32、貫通溝穴36、電極取出し口34となる部分の厚みが約10μmになるまで異方性ウェットエッチング(以下、ウェットエッチングという)を行う。さらに、接合済み基板を3wt%の濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、ボロンドープ層72が露出し、エッチングの進行が極度に遅くなるエッチングストップが十分効いたものと判断するまでウェットエッチングを続ける(図6(g))。このように、2種類の濃度の異なる水酸化カリウム水溶液を用いたエッチングを行うことによって、吐出室31となる部分に形成される振動板32の面荒れを抑制し、厚み精度を0.80±0.05μm以下にすることができる。その結果、液滴吐出ヘッドの吐出性能を安定化することができる。   Next, the bonded substrate is dipped in a 35 wt% potassium hydroxide aqueous solution, and anisotropic wet etching (hereinafter referred to as “etching”) is performed until the thickness of the portion that becomes the discharge chamber 32, the through groove 36, and the electrode outlet 34 is about 10 μm. , Referred to as wet etching). Further, the wet-etching is continued until it is determined that the bonded substrate is dipped in a 3 wt% potassium hydroxide aqueous solution, the boron-doped layer 72 is exposed, and the etching stop at which the progress of etching is extremely slow has been effective (see FIG. 6 (g)). In this way, by performing etching using two types of potassium hydroxide aqueous solutions having different concentrations, the surface roughness of the diaphragm 32 formed in the portion serving as the discharge chamber 31 is suppressed, and the thickness accuracy is 0.80 ±. It can be 0.05 μm or less. As a result, the discharge performance of the droplet discharge head can be stabilized.

図7はシリコン基板71とマスク基板1との関係を表す図である。ウェットエッチングを終了すると、接合済み基板をふっ酸水溶液に浸し、シリコン基板71表面のTEOSハードマスク73を剥離する。次に、貫通溝穴36及び電極取出し口34となる部分のボロンドープ層72を除去するため、貫通溝穴36及び電極取出し口34となる部分を開口させた実施の形態1で製造したマスク基板1を、接合済み基板のシリコン基板71側の表面に取り付ける。そして、例えば、RFパワー200W、圧力40Pa(0.3Torr)、CF4 流量30cm3 /min(30sccm)の条件で、RIEドライエッチング(異方性ドライエッチング)を30分間行い、貫通溝穴36、電極取出し口34となる部分のみにプラズマを当てて、開口する(図6(h))。ここで、例えば接合済み基板とシリコンマスクとのアライメント精度を高めるため、マスク基板1の装着は、接合済み基板とマスク基板1とにピンを通すピンアライメントにより行うようにするとよい。マスク基板1自体がエッチングされないようにマスク基板1表面に保護膜を成膜している。 FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the silicon substrate 71 and the mask substrate 1. When the wet etching is completed, the bonded substrate is immersed in a hydrofluoric acid aqueous solution, and the TEOS hard mask 73 on the surface of the silicon substrate 71 is peeled off. Next, in order to remove the boron doped layer 72 in the portion that becomes the through groove hole 36 and the electrode extraction port 34, the mask substrate 1 manufactured in Embodiment 1 in which the portion that becomes the through groove hole 36 and the electrode extraction port 34 is opened. Is attached to the surface of the bonded substrate on the silicon substrate 71 side. Then, for example, RIE dry etching (anisotropic dry etching) is performed for 30 minutes under the conditions of an RF power of 200 W, a pressure of 40 Pa (0.3 Torr), and a CF 4 flow rate of 30 cm 3 / min (30 sccm). Plasma is applied only to the portion that becomes the electrode outlet 34 to open (FIG. 6 (h)). Here, for example, in order to increase the alignment accuracy between the bonded substrate and the silicon mask, the mask substrate 1 may be mounted by pin alignment in which pins are passed between the bonded substrate and the mask substrate 1. A protective film is formed on the surface of the mask substrate 1 so that the mask substrate 1 itself is not etched.

さらに、貫通溝穴36の部分に合わせて開口したマスク基板1Aを、接合済み基板のシリコン基板71側の表面に取り付ける。本工程においてもピンアライメントにより行うようにするとよい。ここで、アライメントの精度等を考慮し、封止材35がキャビティ基板30表面(リザーバ基板40との接合面)に付着しないように、シリコンマスクの開口部分を、貫通溝穴36の開口部分より小さくしておくことが望ましい。そして、例えば、TEOSを用いたプラズマCVD、蒸着、スパッタ等により、封止材35を貫通溝穴36に堆積させ、封止部36aを形成する(図6(i))。堆積させる封止材35の厚さについては、上述したように特に限定しないが、ギャップの幅が約0.2μmであることから、最薄部分で約2〜3μm又はそれ以上、他の基板との接合に影響しない範囲で堆積できればよい。   Further, the mask substrate 1A opened in accordance with the through-groove hole 36 is attached to the surface of the bonded substrate on the silicon substrate 71 side. Also in this step, it is preferable to carry out by pin alignment. Here, in consideration of alignment accuracy and the like, the opening portion of the silicon mask is made to be closer to the opening portion of the through-slot hole 36 so that the sealing material 35 does not adhere to the surface of the cavity substrate 30 (the bonding surface with the reservoir substrate 40). It is desirable to keep it small. Then, for example, the sealing material 35 is deposited in the through groove hole 36 by plasma CVD using TEOS, vapor deposition, sputtering, or the like to form the sealing portion 36a (FIG. 6 (i)). The thickness of the sealing material 35 to be deposited is not particularly limited as described above. However, since the gap width is about 0.2 μm, the thinnest portion has a thickness of about 2 to 3 μm or more. It suffices if it can be deposited in a range that does not affect the bonding of the film.

封止が完了すると、例えば、さらに共通電極端子37となる部分を開口したマスク基板1Bを、接合済み基板のシリコン基板71側の表面に、例えばピンアライメントにより取り付ける。そして、例えばプラチナ(Pt)をターゲットとしてスパッタ等を行い、共通電極端子37を形成する(図6(j))。   When the sealing is completed, for example, the mask substrate 1B having an opening that becomes the common electrode terminal 37 is attached to the surface of the bonded substrate on the silicon substrate 71 side by, for example, pin alignment. Then, for example, sputtering is performed using platinum (Pt) as a target to form the common electrode terminal 37 (FIG. 6J).

あらかじめ別工程で作製していたリザーバ基板40を、例えばエポキシ系接着剤により、接合済み基板のキャビティ基板30側から接着し、接合する。また、ドライバIC60を端子部24と接続する。さらに別工程で作製していたノズル基板40についても同様に、例えばエポキシ系接着剤により、接合したリザーバ基板30側から接着する。そして、ダイシングラインに沿ってダイシングを行い、個々の液滴吐出ヘッドに切断し、液滴吐出ヘッドが完成する(図6(k))。   The reservoir substrate 40 prepared in a separate process is bonded and bonded from the cavity substrate 30 side of the bonded substrate with, for example, an epoxy adhesive. In addition, the driver IC 60 is connected to the terminal unit 24. Further, the nozzle substrate 40 manufactured in a separate process is similarly bonded from the bonded reservoir substrate 30 side with, for example, an epoxy adhesive. Then, dicing is performed along the dicing line, and individual droplet discharge heads are cut to complete the droplet discharge heads (FIG. 6 (k)).

以上のように実施の形態2によれば、液滴吐出ヘッドの製造に際して実施の形態1のマスク基板1を用いるようにしたので、任意の形状に形成した接面側開口部2により、キャビティ基板30の所定の位置に精度の高い加工を行うことができる。また、ザグリ部4によりキャビティ基板30の吐出室31となる凹部の部分とマスク基板1とを接触させずに保護することができ、マスク基板の装着による欠損を生じることなく、品質を維持することができる。以上のように、加工精度が高く、吐出性能、耐久性のよい液滴吐出ヘッドを得ることができる。   As described above, according to the second embodiment, since the mask substrate 1 of the first embodiment is used in manufacturing the droplet discharge head, the cavity substrate is formed by the contact surface side opening 2 formed in an arbitrary shape. High-precision processing can be performed at 30 predetermined positions. Further, the counterbore part 4 can protect the concave part to be the discharge chamber 31 of the cavity substrate 30 and the mask substrate 1 without making contact with each other, and maintain the quality without causing a defect due to the mounting of the mask substrate. Can do. As described above, it is possible to obtain a liquid droplet ejection head with high processing accuracy and excellent ejection performance and durability.

実施の形態3.
上述の実施の形態では、電極基板20、キャビティ基板30、リザーバ基板40及びノズル基板50の4つの基板が積層されて構成された液滴吐出ヘッドについて説明したがこれに限定されるものではない。例えば、吐出室とリザーバとを同一基板に形成した3層の基板で構成した液滴吐出ヘッドについても適用することができる。例えばこのような場合には、基板の形状に合わせたマスク基板を製造する。
Embodiment 3 FIG.
In the above-described embodiment, the droplet discharge head configured by stacking the four substrates of the electrode substrate 20, the cavity substrate 30, the reservoir substrate 40, and the nozzle substrate 50 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can also be applied to a droplet discharge head configured with a three-layer substrate in which the discharge chamber and the reservoir are formed on the same substrate. For example, in such a case, a mask substrate that matches the shape of the substrate is manufactured.

実施の形態4.
図8は上述の実施の形態で製造した液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置(プリンタ100)の外観図である。また、図9は液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を表す図である。図8及び図9の液滴吐出装置は液滴吐出方式(インクジェット方式)による印刷を目的とする。また、いわゆるシリアル型の装置である。図9において、被印刷物であるプリント紙110が支持されるドラム101と、プリント紙110にインクを吐出し、記録を行う液滴吐出ヘッド102とで主に構成される。また、図示していないが、液滴吐出ヘッド102にインクを供給するためのインク供給手段がある。プリント紙110は、ドラム101の軸方向に平行に設けられた紙圧着ローラ103により、ドラム101に圧着して保持される。そして、送りネジ104がドラム101の軸方向に平行に設けられ、液滴吐出ヘッド102が保持されている。送りネジ104が回転することによって液滴吐出ヘッド102がドラム101の軸方向に移動するようになっている。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 8 is an external view of a droplet discharge apparatus (printer 100) using the droplet discharge head manufactured in the above embodiment. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of main components of the droplet discharge device. 8 and 9 is intended for printing by a droplet discharge method (inkjet method). Further, it is a so-called serial type device. In FIG. 9, a drum 101 that supports a printing paper 110 that is a substrate to be printed and a droplet discharge head 102 that discharges ink to the printing paper 110 and performs recording are mainly configured. Although not shown, there is an ink supply means for supplying ink to the droplet discharge head 102. The print paper 110 is held by being pressed against the drum 101 by a paper press roller 103 provided parallel to the axial direction of the drum 101. A feed screw 104 is provided parallel to the axial direction of the drum 101, and the droplet discharge head 102 is held. As the feed screw 104 rotates, the droplet discharge head 102 moves in the axial direction of the drum 101.

一方、ドラム101は、ベルト105等を介してモータ106により回転駆動される。また、プリント制御手段107は、印画データ及び制御信号に基づいて送りネジ104、モータ106を駆動させ、また、ここでは図示していないが、発振駆動回路を駆動させて振動板4を振動させ、制御をしながらプリント紙110に印刷を行わせる。   On the other hand, the drum 101 is rotationally driven by a motor 106 via a belt 105 or the like. Further, the print control unit 107 drives the feed screw 104 and the motor 106 based on the print data and the control signal, and although not shown here, drives the oscillation drive circuit to vibrate the diaphragm 4, Printing is performed on the print paper 110 while controlling.

ここでは液体をインクとしてプリント紙110に吐出するようにしているが、液滴吐出ヘッドから吐出する液体はインクに限定されない。例えば、カラーフィルタとなる基板に吐出させる用途においては、カラーフィルタ用の顔料を含む液体、有機化合物等の電界発光素子を用いた表示パネル(OLED等)の基板に吐出させる用途においては、発光素子となる化合物を含む液体、基板上に配線する用途においては、例えば導電性金属を含む液体を、それぞれの装置において設けられた液滴吐出ヘッドから吐出させるようにしてもよい。また、液滴吐出ヘッドをディスペンサとし、生体分子のマイクロアレイとなる基板に吐出する用途に用いる場合では、DNA(Deoxyribo Nucleic Acids :デオキシリボ核酸)、他の核酸(例えば、Ribo Nucleic Acid:リボ核酸、Peptide Nucleic Acids:ペプチド核酸等)タンパク質等のプローブを含む液体を吐出させるようにしてもよい。その他、布等の染料の吐出等にも利用することができる。   Here, the liquid is ejected onto the print paper 110 as ink, but the liquid ejected from the droplet ejection head is not limited to ink. For example, in an application to be discharged onto a substrate to be a color filter, a light emitting element is used in an application to be discharged onto a substrate of a display panel (OLED or the like) using an electroluminescent element such as a liquid containing a color filter pigment or an organic compound For example, a liquid containing a conductive metal and a liquid containing a conductive metal may be discharged from a droplet discharge head provided in each device. In addition, when the droplet discharge head is used as a dispenser and is used for discharging onto a substrate that is a microarray of biomolecules, DNA (Deoxyribo Nucleic Acids: deoxyribonucleic acid), other nucleic acids (for example, Ribo Nucleic Acid: ribonucleic acid, Peptide (Nucleic Acids: peptide nucleic acids, etc.) A liquid containing a probe such as a protein may be discharged. In addition, it can also be used for discharging dyes such as cloth.

実施の形態5.
上述の実施の形態2では、液滴吐出ヘッドの製造を例にして説明したが、実施の形態1のマスク基板を用いることができる素子はこれに限定されない。例えば、モータ、センサ、SAWフィルタのような振動素子(レゾネータ)、波長可変光フィルタ、ミラーデバイス等、他の種類の微細加工のアクチュエータ、圧力センサ等のセンサ等にも上述のマスク基板を用いて、加工を行うことができる。また、半導体等の素子においても適用することができる。
Embodiment 5 FIG.
In the above-described second embodiment, the manufacturing of the droplet discharge head has been described as an example. However, an element that can use the mask substrate of the first embodiment is not limited to this. For example, the above-described mask substrate is also used for sensors, such as motors, sensors, vibrating elements (resonators) such as SAW filters, tunable optical filters, mirror devices, and other types of microfabricated actuators, pressure sensors, etc. Can be processed. It can also be applied to elements such as semiconductors.

本発明の実施の形態1に係るマスク断面の一部を表す図である。It is a figure showing a part of mask cross section which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本実施の形態におけるマスクの製造工程を表す図である。It is a figure showing the manufacturing process of the mask in this Embodiment. 実施の形態1に係る液滴吐出ヘッドを分解して表した図である。2 is an exploded view of a droplet discharge head according to Embodiment 1. FIG. 液滴吐出ヘッドの断面図である。It is sectional drawing of a droplet discharge head. 実施の形態1の液滴吐出ヘッドの製造工程(その1)を表す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a manufacturing process (No. 1) of the droplet discharge head according to the first embodiment. 実施の形態1の液滴吐出ヘッドの製造工程(その2)を表す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a manufacturing process (No. 2) of the droplet discharge head according to the first embodiment. シリコン基板71とマスク基板1との関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between the silicon substrate 71 and the mask substrate 1. FIG. 液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置の外観図である。It is an external view of a droplet discharge device using a droplet discharge head. 液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the main structural means of a droplet discharge apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1、1A、1B マスク基板、2 接面側開口部、3 外面側開口部、4 ザグリ部、11 シリコン基板、12、13 酸化シリコン膜、20 電極基板、21 凹部、22 個別電極、22a 電極、23 リード部、24 端子部、25 液体取り入れ口、30 キャビティ基板、31 吐出室、32 振動板、33 絶縁膜、34 電極取出し口、35 封止材、36 貫通溝穴、36a 封止部、37 共通電極端子、40 リザーバ基板、41 リザーバ、42 供給口、43 ノズル連通孔、50 ノズル基板、51 ノズル孔、60 ドライバIC、71 シリコン基板、72 ボロンドープ層、73 TEOSハードマスク、100 プリンタ、101 ドラム、102 液滴吐出ヘッド、103 紙圧着ローラ、104 送りネジ、105 ベルト、106 モータ、107 プリント制御手段、110 プリント紙。
1, 1A, 1B mask substrate, 2 contact surface side opening, 3 outer surface side opening, 4 counterbore, 11 silicon substrate, 12, 13 silicon oxide film, 20 electrode substrate, 21 recess, 22 individual electrode, 22a electrode, 23 Lead portion, 24 Terminal portion, 25 Liquid intake port, 30 Cavity substrate, 31 Discharge chamber, 32 Vibration plate, 33 Insulating film, 34 Electrode outlet port, 35 Sealing material, 36 Through groove, 36a Sealing portion, 37 Common electrode terminal, 40 reservoir substrate, 41 reservoir, 42 supply port, 43 nozzle communication hole, 50 nozzle substrate, 51 nozzle hole, 60 driver IC, 71 silicon substrate, 72 boron doped layer, 73 TEOS hard mask, 100 printer, 101 drum , 102 Droplet discharge head, 103 Paper pressure roller, 104 Feed screw, 105 Belt, 106 Motor, 107 Lint control means, 110 print paper.

Claims (9)

加工対象の基板の加工部分以外の部分を保護するためのシリコンを材料とするマスク基板であって、
前記加工対象の基板と接する面側において、異方性ドライエッチングにより前記加工部分の形状に対応させた形状に形成される接面側開口部と、
前記加工対象の基板と接する面と反対側の面側から異方性ウェットエッチングにより所定の結晶面方位に沿って残されたシリコンにより壁面が形成される、前記接面側開口部と連通して貫通穴を形成する外部側開口部と
を備えることを特徴とするマスク基板。
A mask substrate made of silicon for protecting a portion other than a processed portion of a substrate to be processed,
A contact surface side opening formed in a shape corresponding to the shape of the processed portion by anisotropic dry etching on the surface side in contact with the substrate to be processed;
A wall surface is formed by silicon left along a predetermined crystal plane orientation by anisotropic wet etching from the surface side opposite to the surface in contact with the substrate to be processed, and communicated with the opening on the contact surface side. A mask substrate comprising an external opening for forming a through hole.
表面が(100)面方位の単結晶シリコンを材料とし、前記外部側開口部の前記壁面は(111)面方位が残されて形成されることを特徴とする請求項1記載のマスク基板。   2. The mask substrate according to claim 1, wherein the surface is made of single crystal silicon having a (100) plane orientation, and the wall surface of the external opening is formed leaving the (111) plane orientation. 前記加工対象の基板と接する面側において、前記加工部分以外の所定の部位と接触させないための凹部からなるザグリ部をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2記載のマスク基板。   3. The mask substrate according to claim 1, further comprising a counterbore portion formed of a concave portion for preventing contact with a predetermined portion other than the processed portion on a surface side in contact with the substrate to be processed. 前記ザグリ部は、前記加工対象上の保護しようとする前記所定の部分を覆うように前記所定の部位よりも大きな範囲で形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のマスク基板。   The counterbore part is formed in a larger range than the predetermined part so as to cover the predetermined part to be protected on the object to be processed. Mask substrate. 単結晶シリコン基板の一方の面にパターニングを行い、異方性ドライエッチングを行って、加工対象の基板と接する面側の接面側開口部の少なくとも周縁部分を形成する工程と、
前記一方の面と反対の面側にパターニングを行い、異方性ウェットエッチングを行って、外面側開口部を形成し、前記接面側開口部と前記外面側開口部とによる貫通穴を形成する工程と
を有することを特徴とするマスク基板の製造方法。
Patterning one surface of the single crystal silicon substrate and performing anisotropic dry etching to form at least a peripheral portion of the contact surface side opening on the surface side in contact with the substrate to be processed;
Patterning is performed on the surface opposite to the one surface, anisotropic wet etching is performed to form an outer surface side opening, and a through hole is formed by the contact surface side opening and the outer surface side opening. A process for producing a mask substrate, comprising:
水酸化カリウム水溶液及び/又は水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いて前記異方性ウェットエッチングを行うことを特徴とする請求項5記載のマスク基板の製造方法。   6. The method of manufacturing a mask substrate according to claim 5, wherein the anisotropic wet etching is performed using a potassium hydroxide aqueous solution and / or a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. 前記接面側開口部と独立し、前記加工対象の所定の部位に接触させないためのザグリ部となる凹部を前記シリコン基板の一方の面側に形成することを特徴とする請求項5又は6記載のマスク基板の製造方法。   7. The concave portion that is a counterbore part that is independent of the opening on the contact surface side and is not brought into contact with the predetermined part to be processed is formed on one surface side of the silicon substrate. Manufacturing method of the mask substrate. 請求項1〜4のいずれかに記載のマスク基板を用いて、ノズルから吐出させる液体の流路が形成される基板を加工する工程を少なくとも有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 at least a step of processing a substrate on which a flow path of a liquid to be discharged from a nozzle is formed using the mask substrate according to claim 1. 請求項8記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して液滴吐出装置を製造することを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
A method for manufacturing a droplet discharge device, wherein the droplet discharge device is manufactured by applying the method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 8.
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