JP2008073961A - Manufacturing method of liquid jet head, liquid jet head and liquid ejection device - Google Patents

Manufacturing method of liquid jet head, liquid jet head and liquid ejection device Download PDF

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Akihito Tsuda
昭仁 津田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of liquid jet head, a liquid jet head and a liquid ejection device which can certainly prevent a clogging caused by foreign substance and improve yield and reliability. <P>SOLUTION: The manufacturing method concerned includes: a process of forming a perforation part 51 in an oscillating board 50 while forming a recess in the area opposite to the perforation part 51; a process of forming an isolation layer 190 for sealing the perforation part 51 on a conduit formation substrate while forming a protrusion 191 projected to the side of a communication part 13; a process of joining a reservoir formation substrate 130 to the conduit formation substrate; a process of making the protrusion 191 exposed while forming a pressure generating chamber and the communication part 13 by applying a wet etching to the conduit formation substrate; a process of forming a protective film 16 on the inner surface of the conduit formation substrate and on the surface of the communication part 13 side of the isolation layer 190; a process of eliminating the protective film 16 on the isolation layer 190; and a process of forming a reservoir 100 with making the reservoir part 31 communicated to the communication part 13 by eliminating the isolation layer 190. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造方法及びインクジェット式記録ヘッド並びにインクジェット式記録装置に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a liquid ejecting head that ejects liquid from a nozzle opening, a liquid ejecting head, and a liquid ejecting apparatus, and more particularly to a method for manufacturing an ink jet recording head that ejects ink as liquid, an ink jet recording head, and ink jet recording. Relates to the device.

液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連通すると共に隔壁により区画された圧力発生室と、延設された隔壁により区画された圧力発生室に連通するインク供給路及びインク供給路に連通する連通路と、連通路に連通すると共に複数の圧力発生室に連通する連通部とが形成された流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接合され連通部と共にリザーバの一部を構成するリザーバ部を有するリザーバ形成基板とを具備するものがある。   As an ink jet recording head that is a liquid ejecting head, for example, a pressure generating chamber that communicates with a nozzle opening and is partitioned by a partition, and an ink supply path and ink that communicate with a pressure generating chamber partitioned by an extended partition A flow path forming substrate having a communication path communicating with the supply path, a communication portion communicating with the communication path and communicating with the plurality of pressure generating chambers, and a piezoelectric element formed on one side of the flow path forming substrate Some devices include a device and a reservoir forming substrate having a reservoir portion that is joined to the surface of the flow path forming substrate on the piezoelectric element side and forms a part of the reservoir together with the communication portion.

また、インクジェット式記録ヘッドの製造方法としては、流路形成基板の一方面にボロンドープ層(本発明の隔離層)を形成後、この流路形成基板の一方面側にリザーバ部を有するリザーバ形成基板を接合し、その後、流路形成基板を他方面側から異方性エッチングすることにより圧力発生室及び連通部を形成した後、ボロンドープ層を貫通してリザーバ部と連通部とを連通させてリザーバを形成するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このような製造方法によりインクジェット式記録ヘッドを形成することにより、流路形成基板に圧力発生室及び連通部を形成する際に、隔離層によりエッチング液が連通部及びリザーバ部を介してリザーバ形成基板側に流れ出て、リザーバ形成基板がエッチングされるのを防止している。   In addition, as a method for manufacturing an ink jet recording head, a reservoir forming substrate having a reservoir portion on one side of the flow path forming substrate after forming a boron dope layer (an isolation layer of the present invention) on one surface of the flow path forming substrate. After that, the pressure generating chamber and the communication portion are formed by anisotropically etching the flow path forming substrate from the other surface side, and then the reservoir portion and the communication portion are communicated with each other through the boron dope layer. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1). By forming the ink jet recording head by such a manufacturing method, when the pressure generating chamber and the communication portion are formed on the flow path forming substrate, the etching solution is supplied by the isolation layer via the communication portion and the reservoir portion. The reservoir forming substrate is prevented from being etched.

さらに、流路形成基板の圧力発生室等の内面に酸化タンタルからなる耐液体性を有する保護膜を設けたインクジェット式記録ヘッドが提案されている(例えば、特許文献2参照)。   Further, an ink jet recording head has been proposed in which a liquid-resistant protective film made of tantalum oxide is provided on the inner surface of a flow path forming substrate such as a pressure generating chamber (see, for example, Patent Document 2).

特開2005−219243号公報(第3〜5図、第6〜8頁)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-219243 (FIGS. 3-5, pages 6-8) 特開2004−262225号公報(第2図、第12〜13頁)JP 2004-262225 A (FIG. 2, pages 12-13)

しかしながら、隔離層上に形成された保護膜は、圧力発生室側から面方向に延設されて設けられることになるため、保護膜を連通部とリザーバ部とを連通する振動板の貫通部の境界で破断させるのが困難で、保護膜の一部が貫通部内に庇状に突出した残渣が発生したり、破断不良により保護膜にクラック等が発生してしまうという問題がある。   However, since the protective film formed on the isolation layer is provided so as to extend in the surface direction from the pressure generating chamber side, the protective film is provided in the through portion of the diaphragm that communicates the communication portion and the reservoir portion. There is a problem that it is difficult to break at the boundary, and a residue in which a part of the protective film protrudes like a bowl in the penetrating portion is generated, or a crack or the like is generated in the protective film due to a failure to break.

そして、このような保護膜の残渣は、液体が流れることによって剥がれ落ちやすく、剥がれ落ちた保護膜の残渣によってノズル開口の目詰まり等が発生してしまうため、歩留まり及び信頼性が低下してしまうという問題がある。   Such protective film residues are likely to be peeled off when the liquid flows, and the clogging of the nozzle openings is caused by the protective film residues that have been peeled off, resulting in a decrease in yield and reliability. There is a problem.

なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造方法だけでなく、勿論、インク以外の液体を吐出する他の液体噴射ヘッドの製造方法においても同様に存在する。   Such a problem exists not only in a method for manufacturing an ink jet recording head that discharges ink, but also in a method for manufacturing another liquid ejecting head that discharges liquid other than ink.

本発明はこのような事情に鑑み、異物による目詰まり等の吐出不良を確実に防止することができ、歩留まり及び信頼性を向上した液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置を提供することを課題とする。   In view of such circumstances, the present invention provides a method of manufacturing a liquid ejecting head, a liquid ejecting head, and a liquid ejecting apparatus that can reliably prevent ejection defects such as clogging due to foreign matters and improve yield and reliability. The task is to do.

上記課題を解決する本発明の第1の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、複数の圧力発生室に連通して該圧力発生室の共通の液体室となるリザーバの一部を構成する連通部とが設けられる流路形成基板の一方面側に振動板と、該振動板上に下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを形成すると共に、前記振動板の前記連通部に相対向する領域に開口する貫通部を形成し、且つ前記流路形成基板の前記貫通部に相対向する領域の少なくとも前記貫通部の周縁部近傍に凹部を形成する工程と、前記流路形成基板の前記一方面側に前記貫通部を封止する隔離層を前記凹部の内面に亘って形成して前記連通部が形成される領域側に突出した突出部を形成する工程と、前記連通部と連通して前記リザーバの一部を構成するリザーバ部が形成されたリザーバ形成基板を前記流路形成基板の前記一方面側に接合する工程と、前記流路形成基板を他方面側から前記振動板及び前記隔離層が露出するまでウェットエッチングすることにより前記圧力発生室及び前記連通部を形成すると共に、前記隔離層を露出して前記連通部側に突出する前記突出部を露出させる工程と、前記流路形成基板の前記圧力発生室、前記連通部の内面及び前記隔離層の前記連通部側の面上に、前記突出部上に亘って耐液体性を有する材料からなる保護膜を形成する工程と、前記隔離層上の前記保護膜を剥離して除去する工程と、前記隔離層を除去することにより前記リザーバ部と前記連通部とを連通させて前記リザーバを形成する工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。   According to a first aspect of the present invention for solving the above problems, there is provided a pressure generating chamber that communicates with a nozzle opening that ejects liquid, and a reservoir that communicates with a plurality of pressure generating chambers and serves as a common liquid chamber of the pressure generating chamber. A vibration plate is formed on one surface side of the flow path forming substrate provided with a part of the communication portion, and a piezoelectric element including a lower electrode, a piezoelectric layer, and an upper electrode is formed on the vibration plate, and the vibration Forming a penetrating portion that opens in a region facing the communicating portion of the plate, and forming a recess at least in the vicinity of the peripheral portion of the penetrating portion in the region facing the penetrating portion of the flow path forming substrate; Forming a projecting portion projecting toward the region where the communicating portion is formed by forming an isolation layer that seals the penetrating portion over the inner surface of the concave portion on the one surface side of the flow path forming substrate. And a part of the reservoir in communication with the communication portion. Bonding the reservoir forming substrate having the reservoir portion to the one surface side of the flow path forming substrate and wet etching the flow channel forming substrate from the other surface side until the diaphragm and the isolation layer are exposed. Thereby forming the pressure generating chamber and the communication portion, exposing the isolation layer and exposing the protruding portion protruding toward the communication portion, and the pressure generating chamber of the flow path forming substrate, Forming a protective film made of a liquid-resistant material over the protrusion on the inner surface of the communication part and the surface of the isolation layer on the communication part side; and the protective film on the isolation layer; A method of manufacturing a liquid jet head, comprising: a step of peeling and removing; and a step of forming the reservoir by communicating the reservoir portion and the communication portion by removing the isolation layer. A.

かかる第1の態様では、リザーバ部と連通部とを連通させる際に、加工カス等の異物が発生することがないため、加工カス等の異物によるノズル詰まり等の吐出不良を防止することができる。特に突出部に沿って屈曲された領域を有する保護膜を剥離するため、保護膜を屈曲された領域で容易に且つ確実に破断することができ、クラックや貫通部側に庇状に突出する残渣が発生するのを防止して、残渣の剥がれによるノズル開口の目詰まりを防止することができる。   In the first aspect, since foreign matter such as machining residue is not generated when the reservoir portion and the communication portion are communicated with each other, defective discharge such as nozzle clogging due to foreign matter such as machining residue can be prevented. . In particular, since the protective film having a region bent along the protruding portion is peeled off, the protective film can be easily and surely broken in the bent region, and the residue protruding in a hook shape on the crack or the penetrating portion side Can be prevented and clogging of the nozzle opening due to peeling of the residue can be prevented.

本発明の第2の態様は、前記保護膜を形成する工程では、当該保護膜を前記突出部を有する隔離層上に形成することにより、前記保護膜に前記貫通部の周縁部近傍に前記振動板上から前記連通部側に屈曲した第1の屈曲部と、該第1の屈曲部よりも前記貫通部の中心側で屈曲した第2の屈曲部とを形成すると共に、前記隔離層上の前記保護膜を剥離して除去する工程では、当該保護膜の前記第1の屈曲部又は前記第2の屈曲部で破断することを特徴とする第1の態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   According to a second aspect of the present invention, in the step of forming the protective film, the protective film is formed on the isolation layer having the projecting portion, whereby the vibration is generated in the protective film near the periphery of the penetrating portion. Forming a first bent portion bent from the plate toward the communication portion and a second bent portion bent closer to the center of the penetrating portion than the first bent portion, and on the isolation layer In the method of manufacturing the liquid jet head according to the first aspect, in the step of peeling and removing the protective film, the protective film is broken at the first bent portion or the second bent portion. .

かかる第2の態様では、第1の屈曲部又は第2の屈曲部で保護膜を破断することができる。   In the second aspect, the protective film can be broken at the first bent portion or the second bent portion.

本発明の第3の態様は、前記隔離層を形成する工程では、前記流路形成基板の前記一方面側に前記圧電素子から引き出されるリード電極を形成すると共に、前記リード電極と同一の層からなるが当該リード電極とは不連続の配線層からなる当該隔離層を形成する工程とを具備することを特徴とする第1又は2の態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   According to a third aspect of the present invention, in the step of forming the isolation layer, a lead electrode drawn from the piezoelectric element is formed on the one surface side of the flow path forming substrate, and from the same layer as the lead electrode. However, the lead electrode includes the step of forming the isolation layer composed of a discontinuous wiring layer.

かかる第3の態様では、リード電極と配線層からなる隔離層とを同時に形成することができるため、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。   In the third aspect, since the lead electrode and the isolation layer composed of the wiring layer can be formed simultaneously, the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced.

本発明の第4の態様は、前記凹部を形成する工程では、断面がV字状の当該凹部を前記流路形成基板の前記貫通部の周縁部近傍の周方向に亘って形成することを特徴とする第1〜3の何れかの態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   According to a fourth aspect of the present invention, in the step of forming the concave portion, the concave portion having a V-shaped cross section is formed in the circumferential direction in the vicinity of the peripheral edge portion of the through portion of the flow path forming substrate. The method of manufacturing a liquid jet head according to any one of the first to third aspects.

かかる第4の態様では、隔離層に連通部側に突出するV字状の突出部が形成されて、保護膜に屈曲した領域を形成することができ、保護膜を屈曲した領域で容易に且つ確実に破断することができる。   In the fourth aspect, a V-shaped projecting portion projecting toward the communicating portion side is formed in the isolation layer, so that a region bent in the protective film can be formed. It can be surely broken.

本発明の第5の態様は、前記凹部を形成する工程では、前記流路形成基板の前記貫通部に相対向する領域の全面に亘って第1の凹部と、該第1の凹部の底面角部に対応する領域に第1の凹部よりも深い第2の凹部とからなる当該凹部を形成することを特徴とする第1〜3の何れかの態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   According to a fifth aspect of the present invention, in the step of forming the concave portion, the first concave portion and the bottom surface angle of the first concave portion over the entire surface of the region facing the through portion of the flow path forming substrate. In the method of manufacturing a liquid jet head according to any one of the first to third aspects, the concave portion including the second concave portion deeper than the first concave portion is formed in a region corresponding to the portion.

かかる第5の態様では、貫通部と凹部とを同時に形成することができるため、製造工程を簡略化することができる。   In the fifth aspect, since the penetrating portion and the concave portion can be formed at the same time, the manufacturing process can be simplified.

本発明の第6の態様は、前記凹部を形成する工程では、当該凹部を前記流路形成基板の前記貫通部に相対向する領域に亘って形成することを特徴とする第1〜3の何れかの態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   According to a sixth aspect of the present invention, in any of the first to third aspects, in the step of forming the concave portion, the concave portion is formed over a region facing the penetrating portion of the flow path forming substrate. The method of manufacturing a liquid jet head according to any of the above aspects.

かかる第6の態様では、隔離層に所望の形状の突出部が形成されて、保護膜に屈曲した領域を形成することができ、保護膜を屈曲した領域で容易に且つ確実に破断することができる。   In the sixth aspect, a protrusion having a desired shape is formed on the isolation layer, and a region bent in the protective film can be formed, and the protective film can be easily and reliably broken in the bent region. it can.

本発明の第7の態様は、前記凹部を形成する工程では、前記流路形成基板の前記貫通部に相対向する領域を含み、且つ当該貫通部よりも大きな開口となるように形成することを特徴とする第6の態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   According to a seventh aspect of the present invention, in the step of forming the concave portion, the concave portion is formed so as to include a region facing the through portion of the flow path forming substrate and to have an opening larger than the through portion. The liquid jet head manufacturing method according to the sixth aspect is characterized.

かかる第7の態様では、保護膜の破断された領域に微小な突出部が残渣したとしても、液体流入時に液体が直接当接することがなく、ノズル開口の目詰まりを確実に防止できる。   In the seventh aspect, even if a minute protrusion remains in the broken area of the protective film, the liquid does not directly contact when the liquid flows in, and the nozzle opening can be reliably prevented from being clogged.

本発明の第8の態様は、前記凹部を形成する工程では、前記凹部の側面と前記振動板の前記流路形成基板側の表面との角度が鈍角となるように当該凹部を形成することを特徴とする第6又は7の態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   According to an eighth aspect of the present invention, in the step of forming the concave portion, the concave portion is formed so that an angle between a side surface of the concave portion and a surface of the diaphragm on the flow path forming substrate side becomes an obtuse angle. The liquid jet head manufacturing method according to the sixth or seventh aspect is characterized.

かかる第8の態様では、保護膜の屈曲角度を鋭角にすることができ、鋭角の屈曲した領域でさらに確実に保護膜を破断することができる。   In the eighth aspect, the protective film can be bent at an acute angle, and the protective film can be more reliably broken at the bent region.

本発明の第9の態様は、前記振動板を形成する工程では、前記貫通部側の端面をその断面が円形状となるように形成し、且つ前記流路形成基板の前記連通部に相対向する領域の一方面が、前記振動板の前記貫通部の深さ方向の間となるように形成することを特徴とする第1〜8の何れかの態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   According to a ninth aspect of the present invention, in the step of forming the diaphragm, the end surface on the penetrating portion side is formed so that a cross section thereof is circular, and is opposed to the communication portion of the flow path forming substrate. In the method of manufacturing a liquid jet head according to any one of the first to eighth aspects, the first surface of the region to be formed is formed so as to be between the depth directions of the penetrating portion of the diaphragm.

かかる第9の態様では、隔離層の付き回りを向上することができ、エッチング液がリザーバ形成基板側に流出するのを確実に防止できる。   In the ninth aspect, the contact of the isolation layer can be improved, and the etching solution can be reliably prevented from flowing out to the reservoir forming substrate side.

本発明の第10の態様は、前記流路形成基板がシリコン単結晶基板からなると共に、前記振動板を形成する工程では、前記流路形成基板の前記貫通部が設けられる領域に窒化シリコン膜を形成し、前記流路形成基板を熱酸化することにより酸化シリコンからなる前記振動板を形成することを特徴とする第9の態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   In a tenth aspect of the present invention, the flow path forming substrate is made of a silicon single crystal substrate, and in the step of forming the diaphragm, a silicon nitride film is formed in a region where the through portion of the flow path forming substrate is provided. In the method of manufacturing a liquid jet head according to the ninth aspect, the vibration plate made of silicon oxide is formed by thermally oxidizing the flow path forming substrate.

かかる第10の態様では、振動板の貫通部側の端面を断面が円形状となるように容易に且つ確実に形成することができる。   In the tenth aspect, the end surface on the penetrating portion side of the diaphragm can be easily and reliably formed so that the cross section is circular.

本発明の第11の態様は、前記凹部を形成する工程では、前記圧電素子を形成する前に、前記貫通部を有する前記振動板をマスクとして、前記流路形成基板をウェットエッチングすることにより当該凹部を形成することを特徴とする第1〜10の何れかの態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   In an eleventh aspect of the present invention, in the step of forming the recess, the flow path forming substrate is wet-etched using the diaphragm having the through portion as a mask before the piezoelectric element is formed. In the method of manufacturing a liquid jet head according to any one of the first to tenth aspects, a recess is formed.

かかる第11の態様では、圧電素子を形成する前に凹部を形成することで、凹部を高精度に形成することができる。   In the eleventh aspect, the recess can be formed with high accuracy by forming the recess before forming the piezoelectric element.

本発明の第12の態様は、前記凹部を形成する工程では、前記流路形成基板をドライエッチングすることにより行うことを特徴とする第1〜10の何れかの態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the step of forming the recess, the liquid jet head manufacturing method according to any one of the first to tenth aspects is performed by dry etching the flow path forming substrate. It is in.

かかる第12の態様では、凹部を所望の形状で容易に形成することができる。   In the twelfth aspect, the recess can be easily formed in a desired shape.

本発明の第13の態様は、前記ドライエッチングが、イオンミリング又は反応性イオンエッチングであることを特徴とする第12の態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   A thirteenth aspect of the present invention is the liquid jet head manufacturing method according to the twelfth aspect, wherein the dry etching is ion milling or reactive ion etching.

かかる第13の態様では、イオンミリング又は反応性イオンエッチングによって凹部を所望の形状で容易に形成することができる。   In the thirteenth aspect, the recess can be easily formed in a desired shape by ion milling or reactive ion etching.

本発明の第14の態様は、前記保護膜の材料として、酸化物又は窒化物を用いたことを特徴とする第1〜13の何れかの態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   A fourteenth aspect of the present invention is the method of manufacturing a liquid jet head according to any one of the first to thirteenth aspects, wherein an oxide or a nitride is used as a material for the protective film.

かかる第14の態様では、圧力発生室、連通部等の内面が、供給された液体によって浸食されるのを確実に防止することができる。   In the fourteenth aspect, it is possible to reliably prevent the inner surfaces of the pressure generation chamber, the communication portion, and the like from being eroded by the supplied liquid.

本発明の第15の態様は、前記保護膜の材料として、酸化タンタルを用いたことを特徴とする第14の態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   According to a fifteenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a liquid jet head according to the fourteenth aspect, tantalum oxide is used as a material for the protective film.

かかる第15の態様では、圧力発生室、連通部等の内面が、供給された液体によって浸食されるのを確実に防止することができる。   In the fifteenth aspect, it is possible to reliably prevent the inner surfaces of the pressure generation chamber, the communication portion, and the like from being eroded by the supplied liquid.

本発明の第16の態様は、前記保護膜を剥離する工程では、前記保護膜上に内部応力が圧縮応力である剥離層を形成した後、該剥離層を剥離することで当該剥離層と共に前記隔離層上の前記保護膜を剥離することを特徴とする第1〜15の何れかの態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   According to a sixteenth aspect of the present invention, in the step of peeling off the protective film, after forming a release layer having an internal stress of compressive stress on the protective film, the release layer is peeled off together with the release layer. In the method of manufacturing a liquid jet head according to any one of the first to fifteenth aspects, the protective film on the isolation layer is peeled off.

かかる第16の態様では、剥離層によって隔離層上の保護膜をさらに容易に且つ確実に除去することができる。   In the sixteenth aspect, the protective film on the isolation layer can be more easily and reliably removed by the release layer.

本発明の第17の態様は、前記剥離層の前記保護膜との密着力が、前記保護膜と前記隔離層との密着力より大きいことを特徴とする第16の態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   According to a seventeenth aspect of the present invention, in the liquid jet head according to the sixteenth aspect, the adhesion force between the peeling layer and the protective film is greater than the adhesion force between the protective film and the isolation layer. Is in the way.

かかる第17の態様では、剥離層と保護膜とが良好に密着するため、隔離層上の保護膜を剥離層と共にさらに容易且つ確実に除去することができる。   In the seventeenth aspect, since the release layer and the protective film are in good contact, the protective film on the isolation layer can be more easily and reliably removed together with the release layer.

本発明の第18の態様は、前記剥離層の材料として、チタンタングステンを用いたことを特徴とする第16又は17の態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   According to an eighteenth aspect of the present invention, in the liquid jet head manufacturing method according to the sixteenth or seventeenth aspect, titanium tungsten is used as the material of the release layer.

かかる第18の態様では、剥離層を所定の材料で形成することで、隔離層上の保護膜を剥離層と共にさらに容易且つ確実に除去することができる。   In the eighteenth aspect, by forming the release layer with a predetermined material, the protective film on the isolation layer can be more easily and reliably removed together with the release layer.

本発明の第19の態様は、前記保護膜を形成する工程の前に、前記連通部内に露出した前記隔離層の厚さ方向の一部を除去する工程をさらに有することを特徴とする第1〜18の何れかの態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   According to a nineteenth aspect of the present invention, the method further includes the step of removing a part in the thickness direction of the isolation layer exposed in the communication portion before the step of forming the protective film. The method of manufacturing a liquid jet head according to any one of -18.

かかる第19の態様では、隔離層と保護膜との密着力が弱められるため、隔離層上の保護膜がさらに良好且つ確実に除去することができる。   In the nineteenth aspect, since the adhesion between the isolation layer and the protective film is weakened, the protective film on the isolation layer can be removed more reliably and reliably.

本発明の第20の態様は、前記隔離層が、密着層と該密着層上に形成される金属層とからなり、前記保護膜を形成する工程の前に、前記隔離層の表面をライトエッチングして前記密着層を少なくとも除去することを特徴とする第19の態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。   In a twentieth aspect of the present invention, the isolation layer comprises an adhesion layer and a metal layer formed on the adhesion layer, and the surface of the isolation layer is light-etched before the step of forming the protective film. Then, at least the adhesive layer is removed, in the liquid jet head manufacturing method according to the nineteenth aspect.

かかる第20の態様では、隔離層をライトエッチングすることにより、密着層と共に密着層が拡散した金属層の一部が除去されることで、隔離層と保護膜との密着力がより確実に弱められるため、隔離層上の保護膜がさらに良好且つ確実に除去することができる。   In the twentieth aspect, by performing light etching on the isolation layer, a part of the metal layer in which the adhesion layer has diffused is removed together with the adhesion layer, so that the adhesion between the isolation layer and the protective film is more reliably weakened. Therefore, the protective film on the isolation layer can be removed better and reliably.

本発明の第21の態様は、第1〜20の何れかの態様の製造方法によって製造された液体噴射ヘッドにある。   A twenty-first aspect of the present invention is a liquid jet head manufactured by the manufacturing method according to any one of the first to twentieth aspects.

かかる第21の態様では、保護膜のクラックやノズル開口の目詰まり等を防止して、信頼性を向上した液体噴射ヘッドを実現できる。   In the twenty-first aspect, it is possible to realize a liquid ejecting head with improved reliability by preventing cracks in the protective film and clogging of the nozzle openings.

本発明の第22の態様は、前記振動板上に形成された前記保護膜の前記貫通部側の破断面が、前記連通部側を向いていることを特徴とする第21の態様の液体噴射ヘッドにある。   According to a twenty-second aspect of the present invention, in the liquid jet according to the twenty-first aspect, a fracture surface on the penetrating portion side of the protective film formed on the diaphragm is directed to the communicating portion side. In the head.

かかる第22の態様では、保護膜の破断面に微小に突出した残渣が発生したとしても、液体流入時に直接液体が当接することがなく、残渣の剥離を防止して、ノズル開口の目詰まりを防止することができる。   In the twenty-second aspect, even when a residue that protrudes slightly on the fracture surface of the protective film is generated, the liquid does not directly contact when the liquid flows in, preventing the separation of the residue and clogging the nozzle opening. Can be prevented.

本発明の第23の態様は、第21又は22の態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。   A twenty-third aspect of the present invention is a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head according to the twenty-first or twenty-second aspect.

かかる第23の態様では、信頼性を向上した液体噴射装置を実現できる。   In the twenty-third aspect, a liquid ejecting apparatus with improved reliability can be realized.

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.

(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図2は、図1の平面図、そのA−A′断面図であり、図3は、図2の要部拡大断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an ink jet recording head which is an example of a liquid jet head according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a plan view of FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG.

図示するように、流路形成基板10は、本実施形態では結晶面方位が(110)面のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化によって二酸化シリコンからなる厚さ0.5〜2μmの弾性膜50が形成されている。   As shown in the drawing, the flow path forming substrate 10 is made of a silicon single crystal substrate having a crystal plane orientation of (110) in this embodiment, and one surface thereof has a thickness of 0. An elastic film 50 of 5 to 2 μm is formed.

流路形成基板10には、他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁11によって区画された圧力発生室12がその幅方向(短手方向)に並設されている。また、流路形成基板10の圧力発生室12の長手方向一端部側には、インク供給路14と連通路15とが隔壁11によって区画されている。また、連通路15の一端には、各圧力発生室12の共通のインク室(液体室)となるリザーバ100の一部を構成する連通部13が形成されている。すなわち、流路形成基板10には、圧力発生室12、連通部13、インク供給路14及び連通路15からなる液体流路が設けられている。   In the flow path forming substrate 10, pressure generating chambers 12 partitioned by a plurality of partition walls 11 are arranged in parallel in the width direction (short direction) by anisotropic etching from the other surface side. In addition, an ink supply path 14 and a communication path 15 are partitioned by a partition wall 11 on one end side in the longitudinal direction of the pressure generating chamber 12 of the flow path forming substrate 10. In addition, a communication portion 13 constituting a part of the reservoir 100 serving as an ink chamber (liquid chamber) common to the pressure generation chambers 12 is formed at one end of the communication passage 15. That is, the flow path forming substrate 10 is provided with a liquid flow path including a pressure generation chamber 12, a communication portion 13, an ink supply path 14, and a communication path 15.

インク供給路14は、圧力発生室12の長手方向一端部側に連通し且つ圧力発生室12より小さい断面積を有する。例えば、本実施形態では、インク供給路14は、リザーバ100と各圧力発生室12との間の圧力発生室12側の流路を幅方向に絞ることで、圧力発生室12の幅より小さい幅で形成されており、連通部13から圧力発生室12に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。なお、このように、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路14を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。さらに、各連通路15は、インク供給路14の圧力発生室12とは反対側に連通し、インク供給路14の幅方向(短手方向)より大きい断面積を有する。本実施形態では、連通路15を圧力発生室12と同じ断面積で形成した。   The ink supply path 14 communicates with one end side in the longitudinal direction of the pressure generation chamber 12 and has a smaller cross-sectional area than the pressure generation chamber 12. For example, in the present embodiment, the ink supply path 14 has a width smaller than the width of the pressure generation chamber 12 by narrowing the flow path on the pressure generation chamber 12 side between the reservoir 100 and each pressure generation chamber 12 in the width direction. The flow path resistance of the ink flowing into the pressure generating chamber 12 from the communication portion 13 is kept constant. As described above, in this embodiment, the ink supply path 14 is formed by narrowing the width of the flow path from one side. However, the ink supply path may be formed by narrowing the width of the flow path from both sides. Further, the ink supply path may be formed by narrowing from the thickness direction instead of narrowing the width of the flow path. Further, each communication path 15 communicates with the side of the ink supply path 14 opposite to the pressure generation chamber 12 and has a larger cross-sectional area than the width direction (short direction) of the ink supply path 14. In this embodiment, the communication passage 15 is formed with the same cross-sectional area as the pressure generation chamber 12.

すなわち、流路形成基板10には、圧力発生室12と、圧力発生室12の短手方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路14と、このインク供給路14に連通すると共にインク供給路14の短手方向の断面積よりも大きい断面積を有する連通路15とが複数の隔壁11により区画されて設けられている。   In other words, the flow path forming substrate 10 is connected to the pressure generation chamber 12, the ink supply path 14 having a smaller cross-sectional area in the short direction of the pressure generation chamber 12, the ink supply path 14, and the ink supply. A communication passage 15 having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area in the short direction of the path 14 is provided by being partitioned by a plurality of partition walls 11.

ここで、流路形成基板10の圧力発生室12、連通部13、インク供給路14及び連通路15の内壁表面には、耐インク性を有する材料、例えば、五酸化タンタル(Ta)等の酸化タンタルからなる保護膜16が、約50nmの厚さで設けられている。なお、ここで言う耐インク性とは、アルカリ性のインクに対する耐エッチング性のことである。 Here, a material having ink resistance, for example, tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) is formed on the inner wall surfaces of the pressure generation chamber 12, the communication portion 13, the ink supply path 14, and the communication path 15 of the flow path forming substrate 10. A protective film 16 made of tantalum oxide or the like is provided with a thickness of about 50 nm. The ink resistance referred to here is etching resistance against alkaline ink.

なお、このような保護膜16の材料は、酸化タンタルに限定されず、使用するインクのpH値によっては、例えば、酸化ジルコニウム(ZrO)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)等を用いてもよい。 The material of the protective film 16 is not limited to tantalum oxide, and depending on the pH value of the ink used, for example, zirconium oxide (ZrO 2 ), nickel (Ni), chromium (Cr) or the like is used. Also good.

また、本実施形態では、振動板を構成する弾性膜50には、連通部13と、詳しくは後述するリザーバ形成基板30のリザーバ部31とを連通する貫通部51が設けられている。そして、図3に示すように、この弾性膜50の流路形成基板10側の表面上に設けられた保護膜16は、弾性膜50の貫通部51の開口近傍で破断されて設けられており、保護膜16の破断された破断面16aは、連通部13側を向いて設けられている。このように保護膜16の破断面16aが連通部13側を向いているため、保護膜16を破断した際に、破断面16aに保護膜16が突出するように残留したとしても、リザーバ部31からのインクの流れによって残留した保護膜16が剥がれ落ちることがなく、ノズル開口21の目詰まりを防止することができる。   In the present embodiment, the elastic film 50 constituting the diaphragm is provided with a through portion 51 that communicates the communication portion 13 and a reservoir portion 31 of the reservoir forming substrate 30 described later in detail. As shown in FIG. 3, the protective film 16 provided on the surface of the elastic film 50 on the flow path forming substrate 10 side is provided by being broken in the vicinity of the opening of the penetrating portion 51 of the elastic film 50. The broken fracture surface 16a of the protective film 16 is provided facing the communication portion 13 side. As described above, since the fracture surface 16a of the protective film 16 faces the communication portion 13, even when the protective film 16 is broken, even if the protective film 16 remains on the fracture surface 16a so as to protrude, the reservoir portion 31. The remaining protective film 16 does not peel off due to the flow of ink from the nozzles, and clogging of the nozzle openings 21 can be prevented.

なお、貫通部51の内面と、弾性膜50の流路形成基板10側の表面との角度が、鋭角となるように、貫通部51の内面は傾斜した傾斜面で形成されている。このように、貫通部51の内面を傾斜した傾斜面とすることで、詳しくは後述する製造方法によって、隔離層上の保護膜16を剥離層と共に良好に且つ確実に除去することができる。   The inner surface of the penetrating part 51 is formed as an inclined surface so that the angle between the inner surface of the penetrating part 51 and the surface of the elastic film 50 on the flow path forming substrate 10 side is an acute angle. In this way, by forming the inner surface of the penetrating portion 51 as an inclined surface, the protective film 16 on the isolation layer can be removed together with the release layer satisfactorily and reliably by a manufacturing method described in detail later.

また、図1及び図2に示すように、流路形成基板10の開口面側には、各圧力発生室12のインク供給路14とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口21が穿設されたノズルプレート20が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート20は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼等からなる。   As shown in FIGS. 1 and 2, a nozzle opening 21 communicating with the vicinity of the end portion of each pressure generating chamber 12 opposite to the ink supply path 14 is formed on the opening surface side of the flow path forming substrate 10. The provided nozzle plate 20 is fixed by an adhesive, a heat welding film, or the like. The nozzle plate 20 is made of, for example, glass ceramics, a silicon single crystal substrate, stainless steel, or the like.

一方、流路形成基板10の開口面とは反対側には、上述したように、二酸化シリコンからなり厚さが例えば、約1.0μmの弾性膜50が形成されている。また、この弾性膜50上には、厚さが約0.1〜0.5μmの下電極膜60と、圧電体膜の一例であるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等からなり厚さが例えば、約1.1μmの圧電体層70と、厚さが例えば、約0.05μmの上電極膜80とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子300を構成している。ここで、圧電素子300は、下電極膜60、圧電体層70及び上電極膜80を含む部分をいう。一般的には、圧電素子300の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層70を各圧力発生室12毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層70から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部320という。本実施形態では、下電極膜60は圧電素子300の共通電極とし、上電極膜80を圧電素子300の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室12毎に圧電体能動部320が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子300と当該圧電素子300の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエータ装置と称する。なお、上述した例では、弾性膜50、絶縁体膜55及び下電極膜60が振動板として作用するが、絶縁体膜55を設けずに、弾性膜50と下電極膜60とを振動板としてもよい。   On the other hand, the elastic film 50 made of silicon dioxide and having a thickness of, for example, about 1.0 μm is formed on the side opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10 as described above. Further, the elastic film 50 is made of a lower electrode film 60 having a thickness of about 0.1 to 0.5 μm and lead zirconate titanate (PZT) which is an example of a piezoelectric film. A piezoelectric layer 70 having a thickness of about 1.1 μm and an upper electrode film 80 having a thickness of, for example, about 0.05 μm are laminated by a process described later to constitute the piezoelectric element 300. Here, the piezoelectric element 300 refers to a portion including the lower electrode film 60, the piezoelectric layer 70, and the upper electrode film 80. In general, one electrode of the piezoelectric element 300 is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric layer 70 are patterned for each pressure generating chamber 12. In this case, a portion that is configured by any one of the patterned electrodes and the piezoelectric layer 70 and in which piezoelectric distortion is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion 320. In this embodiment, the lower electrode film 60 is a common electrode of the piezoelectric element 300, and the upper electrode film 80 is an individual electrode of the piezoelectric element 300. However, there is no problem even if this is reversed for the convenience of the drive circuit and wiring. In any case, the piezoelectric active part 320 is formed for each pressure generating chamber 12. In addition, here, the piezoelectric element 300 and the diaphragm that is displaced by driving the piezoelectric element 300 are collectively referred to as an actuator device. In the above-described example, the elastic film 50, the insulator film 55, and the lower electrode film 60 function as a diaphragm. However, without providing the insulator film 55, the elastic film 50 and the lower electrode film 60 are used as the diaphragm. Also good.

また、このような各圧電素子300の上電極膜80には、密着層91及び金属層92からなる配線層190で構成されるリード電極90がそれぞれ接続され、このリード電極90を介して各圧電素子300に選択的に電圧が印加されるようになっている。   In addition, a lead electrode 90 composed of a wiring layer 190 including an adhesion layer 91 and a metal layer 92 is connected to the upper electrode film 80 of each piezoelectric element 300, and each piezoelectric element is connected via the lead electrode 90. A voltage is selectively applied to the element 300.

また、詳しくは後述するが、連通部13の開口周縁部に対応する領域の振動板、すなわち、弾性膜50上にも、密着層91及び金属層92からなるがリード電極90とは不連続の配線層190が存在している。   As will be described in detail later, the diaphragm in the region corresponding to the peripheral edge of the opening of the communication portion 13, that is, the elastic film 50, also includes the adhesion layer 91 and the metal layer 92, but is discontinuous with the lead electrode 90. A wiring layer 190 is present.

さらに、流路形成基板10の圧電素子300側の面には、リザーバ100の少なくとも一部を構成するリザーバ部31を有するリザーバ形成基板30が接合されている。本実施形態では、流路形成基板10とリザーバ形成基板30とを接着剤35を用いて接合した。リザーバ形成基板30のリザーバ部31は、弾性膜50に設けられた貫通部51を介して連通部13と連通され、これらリザーバ部31及び連通部13によってリザーバ100が形成されている。   Further, a reservoir forming substrate 30 having a reservoir portion 31 constituting at least a part of the reservoir 100 is joined to the surface of the flow path forming substrate 10 on the piezoelectric element 300 side. In this embodiment, the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 30 are bonded using the adhesive 35. The reservoir portion 31 of the reservoir forming substrate 30 communicates with the communication portion 13 through a through portion 51 provided in the elastic film 50, and the reservoir 100 is formed by the reservoir portion 31 and the communication portion 13.

また、リザーバ形成基板30の圧電素子300に対向する領域には、圧電素子保持部32が設けられている。圧電素子300は、この圧電素子保持部32内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。なお、圧電素子保持部32は、密封されていてもよいし密封されていなくてもよい。このようなリザーバ形成基板30の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板10と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。   In addition, a piezoelectric element holding portion 32 is provided in a region facing the piezoelectric element 300 of the reservoir forming substrate 30. Since the piezoelectric element 300 is formed in the piezoelectric element holding portion 32, the piezoelectric element 300 is protected in a state hardly affected by the external environment. In addition, the piezoelectric element holding | maintenance part 32 may be sealed and does not need to be sealed. Examples of the material of the reservoir forming substrate 30 include glass, ceramic material, metal, resin, and the like, but it is preferable that the reservoir forming substrate 30 be formed of a material substantially the same as the coefficient of thermal expansion of the flow path forming substrate 10. In this embodiment, the silicon single crystal substrate made of the same material as the flow path forming substrate 10 is used.

また、リザーバ形成基板30上には、並設された圧電素子300を駆動するための駆動回路200が固定されている。この駆動回路200としては、例えば、回路基板や半導体集積回路(IC)等を用いることができる。そして、駆動回路200とリード電極90とは、ボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続配線210を介して電気的に接続されている。   A drive circuit 200 for driving the side-by-side piezoelectric elements 300 is fixed on the reservoir forming substrate 30. For example, a circuit board or a semiconductor integrated circuit (IC) can be used as the drive circuit 200. The drive circuit 200 and the lead electrode 90 are electrically connected via a connection wiring 210 made of a conductive wire such as a bonding wire.

さらに、リザーバ形成基板30のリザーバ部31に対応する領域上には、封止膜41及び固定板42とからなるコンプライアンス基板40が接合されている。封止膜41は、剛性が低く可撓性を有する材料(例えば、厚さが6μmのポリフェニレンサルファイド(PPS)フィルム)からなり、この封止膜41によってリザーバ部31の一方面が封止されている。また、固定板42は、金属等の硬質の材料(例えば、厚さが30μmのステンレス鋼(SUS)等)で形成される。この固定板42のリザーバ100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部43となっているため、リザーバ100の一方面は可撓性を有する封止膜41のみで封止されている。   Furthermore, a compliance substrate 40 including a sealing film 41 and a fixing plate 42 is bonded onto a region corresponding to the reservoir portion 31 of the reservoir forming substrate 30. The sealing film 41 is made of a material having low rigidity and flexibility (for example, a polyphenylene sulfide (PPS) film having a thickness of 6 μm). The sealing film 41 seals one surface of the reservoir unit 31. Yes. The fixing plate 42 is made of a hard material such as metal (for example, stainless steel (SUS) having a thickness of 30 μm). Since the region of the fixing plate 42 facing the reservoir 100 is an opening 43 that is completely removed in the thickness direction, one surface of the reservoir 100 is sealed only with a flexible sealing film 41. Has been.

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ100からノズル開口21に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路200からの記録信号に従い、圧力発生室12に対応するそれぞれの下電極膜60と上電極膜80との間に電圧を印加し、圧電素子300及び振動板をたわみ変形させることにより、各圧力発生室12内の圧力が高まりノズル開口21からインクが吐出する。   In such an ink jet recording head of this embodiment, ink is taken in from an external ink supply unit (not shown), filled with ink from the reservoir 100 to the nozzle opening 21, and then in accordance with a recording signal from the drive circuit 200. By applying a voltage between each of the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 corresponding to the pressure generation chambers 12 to bend and deform the piezoelectric element 300 and the diaphragm, the pressure in each pressure generation chamber 12 increases. Ink is ejected from the nozzle openings 21.

以下、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図4〜図10を参照して説明する。なお、図4〜図10は、インクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す圧力発生室の長手方向の断面図である。   Hereinafter, a method for manufacturing such an ink jet recording head will be described with reference to FIGS. 4 to 10 are cross-sectional views in the longitudinal direction of the pressure generating chamber showing the method of manufacturing the ink jet recording head.

まず、図4(a)に示すように、シリコンウェハである流路形成基板用ウェハ110を約1100℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜50を構成する二酸化シリコン膜53を形成する。なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ110として、厚さが約625μmと比較的厚く剛性の高いシリコンウェハを用いている。   First, as shown in FIG. 4A, a flow path forming substrate wafer 110, which is a silicon wafer, is thermally oxidized in a diffusion furnace at about 1100 ° C., and a silicon dioxide film 53 constituting an elastic film 50 is formed on the surface thereof. To do. In the present embodiment, a silicon wafer having a relatively thick and high rigidity of about 625 μm is used as the flow path forming substrate wafer 110.

次に、図4(b)に示すように、弾性膜50(二酸化シリコン膜53)上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜55を形成すると共に絶縁体膜55を所定形状にパターニングする。具体的には、弾性膜50(二酸化シリコン膜53)上に、例えば、スパッタ法等によりジルコニウム(Zr)層を形成後、このジルコニウム層を、例えば、500〜1200℃の拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウム(ZrO)からなる絶縁体膜55を形成する。また、絶縁体膜55をウェットエッチング又はドライエッチングすることにより、弾性膜50の貫通部51が形成される領域に、貫通部51よりも大きな開口面積となる開口部56を形成する。 Next, as shown in FIG. 4B, an insulator film 55 made of zirconium oxide is formed on the elastic film 50 (silicon dioxide film 53), and the insulator film 55 is patterned into a predetermined shape. Specifically, after forming a zirconium (Zr) layer on the elastic film 50 (silicon dioxide film 53) by, for example, sputtering, the zirconium layer is thermally oxidized in a diffusion furnace at 500 to 1200 ° C., for example. Thus, the insulator film 55 made of zirconium oxide (ZrO 2 ) is formed. In addition, by performing wet etching or dry etching on the insulator film 55, an opening 56 having an opening area larger than that of the through part 51 is formed in a region where the through part 51 of the elastic film 50 is formed.

次に、図4(c)に示すように、弾性膜50となる二酸化シリコン膜53の連通部13が形成される領域に、流路形成基板用ウェハ110の表面を露出する厚さ方向に貫通した貫通部51を形成すると共に、流路形成基板用ウェハ110の貫通部51に相対向する領域の全面に亘って1つの凹部52を形成する。このような貫通部51及び凹部52の形成方法は、特に限定されず、イオンミリング又は反応性イオンエッチング(RIE)等のドライエッチングやウェットエッチング等が挙げられる。具体的には、例えば、二酸化シリコン膜53と流路形成基板用ウェハ110とをイオンミリングすることにより同時に貫通部51と凹部52とを形成するようにしてもよい。また、二酸化シリコン膜53を反応性イオンエッチングすることにより貫通部51を形成した後、流路形成基板用ウェハ110をガスを変更した反応性イオンエッチングすることにより、凹部52を形成することができる。また、例えば、二酸化シリコン膜53を反応性イオンエッチングすることにより貫通部51を形成した後、この貫通部51を有する二酸化シリコン膜53をマスクとして流路形成基板用ウェハ110をウェットエッチングすることにより凹部52を形成するようにしてもよい。勿論、二酸化シリコン膜53をウェットエッチングすることにより、貫通部51を形成してもよい。   Next, as shown in FIG. 4C, the silicon dioxide film 53 that becomes the elastic film 50 is penetrated in the thickness direction that exposes the surface of the flow path forming substrate wafer 110 in the region where the communication portion 13 is formed. The recessed portion 52 is formed over the entire area of the region facing the through portion 51 of the flow path forming substrate wafer 110. The formation method of such a penetration part 51 and the recessed part 52 is not specifically limited, Dry etching, wet etching, etc., such as ion milling or reactive ion etching (RIE), are mentioned. Specifically, for example, the through portion 51 and the recess 52 may be formed simultaneously by ion milling the silicon dioxide film 53 and the flow path forming substrate wafer 110. Moreover, after forming the penetration part 51 by reactive ion etching of the silicon dioxide film 53, the recess 52 can be formed by reactive ion etching of the flow path forming substrate wafer 110 with the gas changed. . Further, for example, after forming the through portion 51 by reactive ion etching of the silicon dioxide film 53, the channel forming substrate wafer 110 is wet etched using the silicon dioxide film 53 having the through portion 51 as a mask. The recess 52 may be formed. Of course, the through portion 51 may be formed by wet etching the silicon dioxide film 53.

本実施形態では、二酸化シリコン膜53を反応性イオンエッチングすることにより貫通部51を形成した後、流路形成基板用ウェハ110をガスを変更した反応性イオンエッチングすることにより凹部52を形成した。このような方法で形成した凹部52は、貫通部51の内面に連続した側面を有し、且つ側面が流路形成基板用ウェハ110の表面に対して垂直に形成される。   In this embodiment, after forming the penetration part 51 by reactive ion etching of the silicon dioxide film 53, the recess 52 is formed by reactive ion etching of the flow path forming substrate wafer 110 by changing the gas. The recess 52 formed by such a method has a side surface continuous with the inner surface of the through portion 51, and the side surface is formed perpendicular to the surface of the flow path forming substrate wafer 110.

なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ110上に弾性膜50を構成する二酸化シリコン膜53と絶縁体膜55とを形成した後、弾性膜50に貫通部51を形成すると共に流路形成基板用ウェハ110に凹部52を形成するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、流路形成基板用ウェハ110に弾性膜50を形成した後、絶縁体膜55を形成する前に貫通部51及び凹部52を形成するようにしてもよい。また、弾性膜50及び流路形成基板用ウェハ110の少なくとも一方をウェットエッチングすることにより貫通部51又は凹部52を形成する場合には、本実施形態のように流路形成基板用ウェハ110上に圧電素子300を形成する前に、貫通部51及び凹部52を形成すればよいが、弾性膜50及び流路形成基板用ウェハ110をドライエッチングすることにより貫通部51及び凹部52を形成する場合には、詳しくは後述する隔離層として配線層190を形成する前工程であれば、どのようなタイミングで貫通部51及び凹部52を形成してもよい。すなわち、貫通部51及び凹部52は、圧電素子300を形成した後に形成するようにしてもよい。   In this embodiment, after the silicon dioxide film 53 and the insulator film 55 constituting the elastic film 50 are formed on the flow path forming substrate wafer 110, the through portion 51 is formed in the elastic film 50 and the flow path is formed. The recess 52 is formed in the formation substrate wafer 110, but the invention is not limited to this. For example, after the elastic film 50 is formed on the flow path formation substrate wafer 110, before the insulator film 55 is formed. You may make it form the penetration part 51 and the recessed part 52. FIG. Further, when the through portion 51 or the recess 52 is formed by wet etching at least one of the elastic film 50 and the flow path forming substrate wafer 110, the flow path forming substrate wafer 110 is formed on the flow path forming substrate wafer 110 as in the present embodiment. Before the piezoelectric element 300 is formed, the through portion 51 and the concave portion 52 may be formed. However, when the through portion 51 and the concave portion 52 are formed by dry etching the elastic film 50 and the flow path forming substrate wafer 110. In detail, the penetrating part 51 and the recessed part 52 may be formed at any timing as long as it is a pre-process for forming the wiring layer 190 as an isolation layer to be described later. That is, the penetrating part 51 and the recessed part 52 may be formed after the piezoelectric element 300 is formed.

次いで、図5(a)に示すように、例えば、白金とイリジウムとを弾性膜50上に積層することにより下電極膜60を形成した後、この下電極膜60を所定形状にパターニングする。次に、図5(b)に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等からなる圧電体層70と、例えば、イリジウムからなる上電極膜80とを流路形成基板用ウェハ110の全面に形成し、これら圧電体層70及び上電極膜80を、各圧力発生室12に対向する領域にパターニングして圧電素子300を形成する。   Next, as illustrated in FIG. 5A, for example, platinum and iridium are stacked on the elastic film 50 to form the lower electrode film 60, and then the lower electrode film 60 is patterned into a predetermined shape. Next, as shown in FIG. 5B, a piezoelectric layer 70 made of, for example, lead zirconate titanate (PZT) or the like, and an upper electrode film 80 made of, for example, iridium, are connected to the wafer 110 for flow path forming substrate. The piezoelectric element 300 is formed by patterning the piezoelectric layer 70 and the upper electrode film 80 in regions facing the pressure generation chambers 12.

なお、圧電素子300を構成する圧電体層70の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。その組成は、圧電素子300の特性、用途等を考慮して適宜選択すればよいが、例えば、PbTiO(PT)、PbZrO(PZ)、Pb(ZrTi1−x)O(PZT)、Pb(Mg1/3Nb2/3)O−PbTiO(PMN−PT)、Pb(Zn1/3Nb2/3)O−PbTiO(PZN−PT)、Pb(Ni1/3Nb2/3)O−PbTiO(PNN−PT)、Pb(In1/2Nb1/2)O−PbTiO(PIN−PT)、Pb(Sc1/2Ta1/2)O−PbTiO(PST−PT)、Pb(Sc1/2Nb1/2)O−PbTiO(PSN−PT)、BiScO−PbTiO(BS−PT)、BiYbO−PbTiO(BY−PT)等が挙げられる。 The material of the piezoelectric layer 70 constituting the piezoelectric element 300 is, for example, a ferroelectric piezoelectric material such as lead zirconate titanate (PZT), or niobium, nickel, magnesium, bismuth, yttrium, or the like. A relaxor ferroelectric or the like to which a metal is added is used. The composition may be appropriately selected in consideration of the characteristics, application, etc. of the piezoelectric element 300. For example, PbTiO 3 (PT), PbZrO 3 (PZ), Pb (Zr x Ti 1-x ) O 3 (PZT) ), Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT), Pb (Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3 -PbTiO 3 (PZN-PT), Pb (Ni 1 ) / 3 Nb 2/3) O 3 -PbTiO 3 (PNN-PT), Pb (In 1/2 Nb 1/2) O 3 -PbTiO 3 (PIN-PT), Pb (Sc 1/2 Ta 1/2 ) O 3 -PbTiO 3 (PST- PT), Pb (Sc 1/2 Nb 1/2) O 3 -PbTiO 3 (PSN-PT), BiScO 3 -PbTiO 3 (BS-PT), BiYbO 3 -PbTiO 3 (BY PT), and the like.

また、圧電体層70の形成方法は、特に限定されないが、例えば、本実施形態では、金属有機物を溶媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層70を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層70を形成した。なお、圧電体層70の製造方法は、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、MOD(Metal-Organic Decomposition)法やスパッタリング法等を用いてもよい。   The method for forming the piezoelectric layer 70 is not particularly limited. For example, in this embodiment, a so-called sol in which a metal organic material is dissolved and dispersed in a solvent is applied, dried, gelled, and further fired at a high temperature. The piezoelectric layer 70 was formed by using a so-called sol-gel method for obtaining a piezoelectric layer 70 made of an oxide. The method for manufacturing the piezoelectric layer 70 is not limited to the sol-gel method, and for example, a MOD (Metal-Organic Decomposition) method or a sputtering method may be used.

次に、図5(c)に示すように、リード電極90を形成する。具体的には、まず流路形成基板用ウェハ110の全面に亘って密着層91を介して金属層92を形成し、密着層91と金属層92とからなる配線層190を形成する。そして、この配線層190上に、例えば、レジスト等からなるマスクパターン(図示なし)を形成し、このマスクパターンを介して金属層92及び密着層91を圧電素子300毎にパターニングすることによりリード電極90を形成する。またこのとき、貫通部51及び凹部52に対応する領域に、リード電極90とは不連続の配線層190を残し、この配線層190によって貫通部51が封止されるようにする。すなわち、本実施形態では、リザーバ部31と連通部13とを隔離する隔離層として、リード電極90と同一層からなるが、リード電極90とは不連続であって電気的に接続していない独立した配線層190を形成する。これにより、リード電極90と同時に隔離層である配線層190を形成することができ、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。なお、隔離層は、詳しくは後述する流路形成基板用ウェハ110をウェットエッチングする際に耐エッチング性を有する材料であれば、特にこれに限定されず、例えば、リード電極90を形成した後、金属材料、樹脂材料等の隔離層を別途形成するようにしてもよい。   Next, as shown in FIG. 5C, lead electrodes 90 are formed. Specifically, first, the metal layer 92 is formed over the entire surface of the flow path forming substrate wafer 110 via the adhesion layer 91, and the wiring layer 190 including the adhesion layer 91 and the metal layer 92 is formed. Then, a mask pattern (not shown) made of, for example, a resist or the like is formed on the wiring layer 190, and the metal layer 92 and the adhesion layer 91 are patterned for each piezoelectric element 300 through the mask pattern, thereby leading to the lead electrode. 90 is formed. At this time, a wiring layer 190 discontinuous with the lead electrode 90 is left in a region corresponding to the through portion 51 and the recess 52, and the through portion 51 is sealed by the wiring layer 190. That is, in this embodiment, the isolation layer that separates the reservoir portion 31 and the communication portion 13 is made of the same layer as the lead electrode 90, but is independent of the lead electrode 90 and is not electrically connected. The wiring layer 190 thus formed is formed. Thereby, the wiring layer 190 which is an isolation layer can be formed simultaneously with the lead electrode 90, and the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced. The isolation layer is not particularly limited as long as it is a material having etching resistance when wet etching the flow path forming substrate wafer 110 described in detail later. For example, after forming the lead electrode 90, You may make it form separate isolation layers, such as a metal material and a resin material.

このように隔離層である配線層190を形成すると、貫通部51及び凹部52に対応する領域に設けられた配線層190は、弾性膜50上に貫通部51の内面及び流路形成基板用ウェハ110の凹部52の内面に沿って形成される。すなわち、配線層190は凹部52の内面に沿って連通部13が形成される領域側に突出した突出部191が形成される。   When the wiring layer 190 which is an isolation layer is formed in this way, the wiring layer 190 provided in the region corresponding to the through portion 51 and the recess 52 is formed on the inner surface of the through portion 51 and the flow path forming substrate wafer on the elastic film 50. 110 is formed along the inner surface of the recess 52. That is, the wiring layer 190 has a protruding portion 191 that protrudes along the inner surface of the concave portion 52 toward the region where the communicating portion 13 is formed.

ここで、金属層92の主材料としては、比較的導電性の高い材料であれば特に限定されず、例えば、金(Au)、白金(Pt)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)が挙げられ、本実施形態では金(Au)を用いている。また、密着層91の材料としては、金属層92の密着性を確保できる材料であればよく、具体的には、チタン(Ti)、チタンタングステン化合物(TiW)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)又はニッケルクロム化合物(NiCr)等が挙げられ、本実施形態ではチタンタングステン化合物(TiW)を用いている。   Here, the main material of the metal layer 92 is not particularly limited as long as it is a material having relatively high conductivity, and examples thereof include gold (Au), platinum (Pt), aluminum (Al), and copper (Cu). In this embodiment, gold (Au) is used. The material of the adhesion layer 91 may be any material that can ensure the adhesion of the metal layer 92. Specifically, titanium (Ti), titanium tungsten compound (TiW), nickel (Ni), chromium (Cr ) Or a nickel chromium compound (NiCr), etc., and in this embodiment, a titanium tungsten compound (TiW) is used.

次に、図6(a)に示すように、リザーバ形成基板用ウェハ130を、流路形成基板用ウェハ110上に接着剤35によって接着する。ここで、このリザーバ形成基板用ウェハ130には、リザーバ部31、圧電素子保持部32等が予め形成されている。なお、リザーバ形成基板用ウェハ130は、例えば、400μm程度の厚さを有するシリコンウェハであり、リザーバ形成基板用ウェハ130を接合することで流路形成基板用ウェハ110の剛性は著しく向上することになる。   Next, as illustrated in FIG. 6A, the reservoir forming substrate wafer 130 is bonded onto the flow path forming substrate wafer 110 with an adhesive 35. Here, a reservoir section 31, a piezoelectric element holding section 32, and the like are formed in advance on the reservoir forming substrate wafer 130. The reservoir forming substrate wafer 130 is, for example, a silicon wafer having a thickness of about 400 μm, and the rigidity of the flow path forming substrate wafer 110 is significantly improved by bonding the reservoir forming substrate wafer 130. Become.

次いで、図6(b)に示すように、流路形成基板用ウェハ110をある程度の厚さとなるまで加工した。次いで、図6(c)に示すように、流路形成基板用ウェハ110上に、例えば、窒化シリコン(Si)からなるマスク膜54を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図7(a)に示すように、このマスク膜54を介して流路形成基板用ウェハ110を異方性エッチング(ウェットエッチング)して、流路形成基板用ウェハ110に液体流路、本実施形態では、圧力発生室12、連通部13、インク供給路14及び連通路15等を形成する。具体的には、流路形成基板用ウェハ110を、例えば、水酸化カリウム(KOH)水溶液等のエッチング液によって弾性膜50及び密着層91(金属層92)が露出するまでエッチングすることより、圧力発生室12、連通部13、インク供給路14及び連通路15を同時に形成する。なお、本実施形態では、連通部13を、その振動板(弾性膜50)側の開口縁部が、貫通部51の開口縁部よりも外側に位置するように形成している。すなわち、連通部13は、振動板側の開口が貫通部51よりも大きく形成されている。 Next, as shown in FIG. 6B, the flow path forming substrate wafer 110 was processed to a certain thickness. Next, as shown in FIG. 6C, a mask film 54 made of, for example, silicon nitride (Si x N y ) is newly formed on the flow path forming substrate wafer 110 and patterned into a predetermined shape. Then, as shown in FIG. 7A, the flow path forming substrate wafer 110 is anisotropically etched (wet etching) through the mask film 54, so that the flow path forming substrate wafer 110 has a liquid flow path, In the present embodiment, the pressure generation chamber 12, the communication part 13, the ink supply path 14, the communication path 15 and the like are formed. Specifically, the pressure is obtained by etching the flow path forming substrate wafer 110 with an etching solution such as an aqueous potassium hydroxide (KOH) solution until the elastic film 50 and the adhesion layer 91 (metal layer 92) are exposed. The generation chamber 12, the communication part 13, the ink supply path 14, and the communication path 15 are formed simultaneously. In the present embodiment, the communication portion 13 is formed such that the opening edge on the diaphragm (elastic film 50) side is located outside the opening edge of the penetrating portion 51. That is, the communication part 13 is formed such that the opening on the diaphragm side is larger than the through part 51.

また、このように圧力発生室12等の液体流路を形成する際、貫通部51は、密着層91及び金属層92からなる配線層190によって封止されているため、貫通部51を介してリザーバ形成基板用ウェハ130側にエッチング液が流れ込むことがない。これにより、リザーバ形成基板用ウェハ130の表面に設けられている接続配線(図示なし)にエッチング液が付着することがなく、断線等の不良の発生を防止することができる。また、リザーバ部31内にエッチング液が浸入してリザーバ形成基板用ウェハ130がエッチングされる虞もない。   Further, when the liquid flow path such as the pressure generation chamber 12 is formed in this way, the through portion 51 is sealed by the wiring layer 190 including the adhesion layer 91 and the metal layer 92, and thus the through portion 51 is interposed therebetween. The etching solution does not flow into the reservoir forming substrate wafer 130 side. As a result, the etching solution does not adhere to the connection wiring (not shown) provided on the surface of the reservoir forming substrate wafer 130, and the occurrence of defects such as disconnection can be prevented. Further, there is no possibility that the etchant enters the reservoir portion 31 and the reservoir forming substrate wafer 130 is etched.

なお、このような圧力発生室12等を形成する際、リザーバ形成基板用ウェハ130の流路形成基板用ウェハ110側とは反対側の表面を、耐アルカリ性を有する材料、例えば、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PPTA(ポリパラフェニレンテレフタルア
ミド)等からなる封止フィルムでさらに封止するようにしてもよい。これにより、リザーバ形成基板用ウェハ130の表面に設けられた配線の断線等の不良をより確実に防止することができる。
When forming such a pressure generating chamber 12 or the like, the surface of the reservoir forming substrate wafer 130 opposite to the flow path forming substrate wafer 110 is formed on an anti-alkali material such as PPS (polyphenylene sulfide). ), PPTA (polyparaphenylene terephthalamide) or the like may be further sealed. Thereby, defects such as disconnection of wiring provided on the surface of the reservoir forming substrate wafer 130 can be more reliably prevented.

このように流路形成基板用ウェハ110に圧力発生室12等の液体流路を形成すると、配線層190の連通部13側に突出した突出部191が貫通部51を介して連通部13側に露出される。   When the liquid flow path such as the pressure generation chamber 12 is formed on the flow path forming substrate wafer 110 in this way, the protruding portion 191 that protrudes to the communication portion 13 side of the wiring layer 190 is brought to the communication portion 13 side through the through portion 51. Exposed.

次に、図7(b)に示すように、貫通部51内の配線層190の一部を連通部13側からウェットエッチング(ライトエッチング)することにより除去する。すなわち、突出部191の連通部13側に露出されている密着層91と、この密着層91が拡散している金属層92の一部の領域とをエッチングにより除去する。詳しくは後述するが、これにより、後の工程で配線層190の突出部191上に形成される保護膜16と配線層190との密着力が弱められ、配線層190上の保護膜16が剥離し易くなる。   Next, as shown in FIG. 7B, a part of the wiring layer 190 in the penetrating part 51 is removed by wet etching (light etching) from the communicating part 13 side. That is, the adhesion layer 91 exposed to the communication portion 13 side of the protruding portion 191 and a part of the metal layer 92 in which the adhesion layer 91 is diffused are removed by etching. As will be described in detail later, the adhesion between the protective film 16 formed on the protruding portion 191 of the wiring layer 190 and the wiring layer 190 in a later step is weakened, and the protective film 16 on the wiring layer 190 is peeled off. It becomes easy to do.

次に、流路形成基板用ウェハ110表面のマスク膜54を除去し、図7(c)に示すように、例えば、酸化物又は窒化物等の耐液体性(耐インク性)を有する材料、本実施形態では、五酸化タンタルからなる保護膜16を、流路形成基板用ウェハ110の各液体流路の表面にCVD法等によって形成する。   Next, the mask film 54 on the surface of the flow path forming substrate wafer 110 is removed, and as shown in FIG. 7C, for example, a material having liquid resistance (ink resistance) such as oxide or nitride, In the present embodiment, the protective film 16 made of tantalum pentoxide is formed on the surface of each liquid flow path of the flow path forming substrate wafer 110 by a CVD method or the like.

このとき、図9(a)に示すように、連通部13には、配線層190の突出部191が露出されているため、保護膜16は、弾性膜50の圧力発生室12側の一方面から、露出された配線層190の突出部191上に亘って連続して設けられる。これにより、弾性膜50上に形成された保護膜16には、配線層190の突出部191に沿って貫通部51の周縁部側で連通部13側に屈曲した第1の屈曲部192と、貫通部51の中心側に屈曲した第2の屈曲部193とが設けられる。   At this time, as shown in FIG. 9A, since the protruding portion 191 of the wiring layer 190 is exposed at the communication portion 13, the protective film 16 is provided on one surface of the elastic film 50 on the pressure generating chamber 12 side. To the exposed protruding portion 191 of the wiring layer 190. Thus, the protective film 16 formed on the elastic film 50 includes a first bent portion 192 that is bent toward the communication portion 13 on the peripheral edge side of the through portion 51 along the protruding portion 191 of the wiring layer 190, and A second bent portion 193 that is bent toward the center of the penetrating portion 51 is provided.

このように流路形成基板用ウェハ110の各液体流路の表面に保護膜16を形成した際に、貫通部51は配線層190によって封止されているため、貫通部51を介してリザーバ形成基板用ウェハ130の流路形成基板用ウェハ110との接合面とは反対側の面等に保護膜16が形成されることがない。したがって、接続配線等が形成されたリザーバ形成基板用ウェハ130の流路形成基板用ウェハ110との接合面とは反対側の表面に保護膜16が形成されることなく、駆動回路200などの接続不良等の発生を防止することができると共に、余分な保護膜16を除去する工程が不要となって製造工程を簡略化して製造コストを低減することができる。   In this way, when the protective film 16 is formed on the surface of each liquid flow path of the flow path forming substrate wafer 110, since the through portion 51 is sealed by the wiring layer 190, a reservoir is formed through the through portion 51. The protective film 16 is not formed on the surface opposite to the bonding surface of the substrate wafer 130 with the flow path forming substrate wafer 110. Therefore, the protective film 16 is not formed on the surface opposite to the bonding surface of the reservoir forming substrate wafer 130 on which the connection wiring and the like are formed with the flow path forming substrate wafer 110, and the connection of the drive circuit 200 and the like is performed. The occurrence of defects and the like can be prevented, and a process for removing the extra protective film 16 is not required, so that the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

次に、図8に示すように、保護膜16上に高応力材料からなる剥離層17を、例えば、CVD法によって形成する。この剥離層17は、その内部応力が圧縮応力であることが好ましく、特に、80MPa以上の圧縮応力であることが望ましい。また、剥離層17は、保護膜16との密着力が保護膜16と配線層190との密着力よりも大きな材料を用いるのが好ましい。本実施形態では、剥離層17の材料としてチタンタングステン化合物(TiW)を用いている。   Next, as shown in FIG. 8, a release layer 17 made of a high stress material is formed on the protective film 16 by, for example, a CVD method. The release layer 17 preferably has a compressive stress as an internal stress, and particularly preferably a compressive stress of 80 MPa or more. In addition, the release layer 17 is preferably made of a material that has a greater adhesive force with the protective film 16 than an adhesive force between the protective film 16 and the wiring layer 190. In this embodiment, a titanium tungsten compound (TiW) is used as the material of the release layer 17.

このように高応力材料からなると共に保護膜16との密着力が高い剥離層17を保護膜16の流路形成基板用ウェハ110側の表面上に形成すると、剥離層17の応力によって配線層190上に形成された保護膜16が剥がれ始める。そして、図9(a)に示すように、この剥離層17をウェットエッチングにより除去することで、配線層190上の保護膜16を剥離層17と共に完全に除去する。本実施形態では、配線層190に突出部191を設け、この突出部191上に亘って保護膜16を形成することで、保護膜16に貫通部51の周縁部近傍で連通部13側に屈曲する第1の屈曲部192と、第1の屈曲部192よりも貫通部51の中心側に屈曲する第2の屈曲部193とを設けるようにしたため、配線層190上の保護膜16を剥離層17と共に除去する際に、保護膜16の屈曲した領域、すなわち、本実施形態では、第1の屈曲部192で破断することができる。   When the release layer 17 made of a high-stress material and having high adhesion to the protective film 16 is formed on the surface of the protective film 16 on the flow path forming substrate wafer 110 side, the wiring layer 190 is caused by the stress of the release layer 17. The protective film 16 formed thereon begins to peel off. Then, as shown in FIG. 9A, the peeling layer 17 is removed by wet etching, so that the protective film 16 on the wiring layer 190 is completely removed together with the peeling layer 17. In the present embodiment, the wiring layer 190 is provided with the protrusion 191 and the protective film 16 is formed over the protrusion 191, so that the protective film 16 is bent toward the communication portion 13 in the vicinity of the peripheral edge of the penetrating portion 51. Since the first bent portion 192 and the second bent portion 193 bent toward the center of the penetrating portion 51 with respect to the first bent portion 192 are provided, the protective film 16 on the wiring layer 190 is removed from the release layer. When the protective film 16 is removed together with the protective film 16, it can be broken at the bent region of the protective film 16, that is, in the present embodiment, the first bent portion 192.

すなわち、保護膜16が平面状に設けられて屈曲されていない領域を破断しようとすると、保護膜16にクラックが発生したり、庇状に突出した残渣が発生してしまう。そして、このように保護膜16の庇状に突出した残渣は、特にインク流入時などに剥がれ易く、剥がれた残渣によってノズル開口21の目詰まり等が発生してしまう。しかしながら、本発明のように、保護膜16を屈曲された領域で破断することにより、庇状に突出した残渣やクラック等が発生するのを防止して、剥がれ落ちた残渣によるノズル開口21の目詰まり等を防止することができ、歩留まりを向上すると共に信頼性を向上することができる。   That is, if an attempt is made to break a region where the protective film 16 is provided in a planar shape and is not bent, the protective film 16 is cracked or a residue protruding like a bowl is generated. The residue protruding in a bowl shape of the protective film 16 in this way is easily peeled off particularly when the ink flows in, and the clogging of the nozzle opening 21 occurs due to the peeled residue. However, as in the present invention, by breaking the protective film 16 in the bent region, it is possible to prevent the occurrence of residue or cracks protruding like a bowl, and the eyes of the nozzle opening 21 due to the residue that has peeled off. Clogging or the like can be prevented, yield can be improved, and reliability can be improved.

また、このように保護膜16を屈曲された領域で破断することにより、その破断面16aは、連通部13側を向いて形成される。このため、庇状の微小な残渣が発生したとしても、この残渣は連通部13側に向かって突出するため、突出方向がインクの流れる方向と同一方向となるため、インク流入時に剥がれ難く、ノズル開口21の目詰まり等をさらに確実に防止することができる。   Further, by breaking the protective film 16 in the bent region in this way, the fracture surface 16a is formed facing the communication portion 13 side. For this reason, even if a small residue like a bowl is generated, the residue protrudes toward the communication portion 13 side, and therefore, the protruding direction is the same direction as the direction of ink flow. The clogging of the opening 21 can be prevented more reliably.

なお、本実施形態では、前述した工程で貫通部51に設けられた配線層190の連通部13側の一部、すなわち、密着層91及び密着層91が拡散した金属層92が除去されているため、配線層190と保護膜16との密着力が弱く、保護膜16を配線層190からさらに容易に剥離することができる。   In the present embodiment, a part of the wiring layer 190 provided in the penetrating part 51 on the side of the communication part 13 side, that is, the adhesion layer 91 and the metal layer 92 in which the adhesion layer 91 is diffused are removed in the above-described process. Therefore, the adhesion between the wiring layer 190 and the protective film 16 is weak, and the protective film 16 can be more easily peeled from the wiring layer 190.

また、本発明では、連通部13は、その振動板(弾性膜50)側の開口縁部が、貫通部51の開口縁部よりも外側となるように形成されている。そして、貫通部51の流路形成基板用ウェハ110側の開口縁部が、振動板(弾性膜50)又は配線層190のみ、すなわち、酸化物又は金属の薄膜のみで構成されるようにしている。例えば、本実施形態では、連通部13の開口縁部が実質的に弾性膜50のみで構成されるようにしている。このため、連通部13等の内面に形成されている保護膜16は、剥離層17と共に剥離されて除去される際、この連通部13の開口縁部に沿って良好に分離され、配線層190上の保護膜16のみが確実に剥離して除去される。したがって、いわゆる剥離残渣がほとんど生じることがなく、この剥離残渣によるノズル詰まり等の発生を確実に防止することができる。   In the present invention, the communication portion 13 is formed such that the opening edge on the diaphragm (elastic film 50) side is outside the opening edge of the through portion 51. The opening edge of the penetrating portion 51 on the flow path forming substrate wafer 110 side is configured only by the diaphragm (elastic film 50) or the wiring layer 190, that is, only by an oxide or metal thin film. . For example, in the present embodiment, the opening edge portion of the communication portion 13 is configured substantially only by the elastic film 50. For this reason, when the protective film 16 formed on the inner surface of the communication portion 13 or the like is peeled off together with the release layer 17, it is well separated along the opening edge of the communication portion 13, and the wiring layer 190. Only the upper protective film 16 is securely peeled and removed. Therefore, almost no so-called peeling residue is generated, and occurrence of nozzle clogging or the like due to this peeling residue can be reliably prevented.

また、このように配線層190上の保護膜16を良好に剥離させるためには、貫通部51の内面(弾性膜50の端面)と振動板の表面(弾性膜50の表面)との角度が10〜90°程度の鋭角であることが好ましい(図9(a)参照)。さらに、貫通部51は、その周縁部に沿って角部が存在しないような開口形状で形成されていることが好ましい。例えば、貫通部51を略矩形の開口形状で形成する場合、その四隅を全てR形状とするのが好ましい。これにより、配線層190上の保護膜16を剥離層17と共にさらに良好且つ確実に剥離させることとができる。   Further, in order to peel off the protective film 16 on the wiring layer 190 in this way, the angle between the inner surface of the penetrating part 51 (the end surface of the elastic film 50) and the surface of the diaphragm (the surface of the elastic film 50) is An acute angle of about 10 to 90 ° is preferable (see FIG. 9A). Furthermore, it is preferable that the penetration part 51 is formed in the opening shape that a corner | angular part does not exist along the peripheral part. For example, when the penetrating portion 51 is formed in a substantially rectangular opening shape, it is preferable that all four corners have an R shape. As a result, the protective film 16 on the wiring layer 190 can be further and reliably peeled off together with the peeling layer 17.

なお、本実施形態では、配線層190上の保護膜16を剥離層17と共に除去する際に、保護膜16を第1の屈曲部192で破断する例を示したが、保護膜16は、剥離層17の除去条件などによって、第2の屈曲部193で破断される場合もある。このような例を図10に示す。図10に示すように、保護膜16を剥離層17と共に除去する際に、保護膜16は、第2の屈曲部193で破断されている。このように第2の屈曲部193で破断されたとしても、弾性膜50上に形成された保護膜16の破断面16aは、連通部13側を向いて破断される。   In the present embodiment, when the protective film 16 on the wiring layer 190 is removed together with the peeling layer 17, the protective film 16 is broken at the first bent portion 192. However, the protective film 16 is peeled off. Depending on the removal conditions of the layer 17, the second bent portion 193 may be broken. Such an example is shown in FIG. As shown in FIG. 10, when removing the protective film 16 together with the release layer 17, the protective film 16 is broken at the second bent portion 193. Even if the second bent portion 193 is broken as described above, the fracture surface 16a of the protective film 16 formed on the elastic film 50 is broken toward the communication portion 13 side.

このように配線層190上の保護膜16を除去した後は、図9(b)に示すように、配線層190を連通部13側からウェットエッチングすることによって除去して貫通部51を開口させる。このとき配線層190上には保護膜16が形成されていないため、保護膜16が配線層190のウェットエッチングを邪魔することはない。   After removing the protective film 16 on the wiring layer 190 in this way, as shown in FIG. 9B, the wiring layer 190 is removed by wet etching from the communication portion 13 side to open the through portion 51. . At this time, since the protective film 16 is not formed on the wiring layer 190, the protective film 16 does not interfere with the wet etching of the wiring layer 190.

したがって、配線層190を容易且つ確実にウェットエッチングにより除去して貫通部51を開口させることができる。すなわち、このような本発明の製造方法によれば、従来の機械的な加工とは異なり加工カス等の異物が発生することはない。したがって、圧力発生室12、連通部13等のインク流路内に加工カスが残留し、残留した加工カスによってノズル詰まり等の吐出不良が発生するのを確実に防止することができる。また、保護膜16が配線層190側に庇状に突出して残渣するのを防止することができるため、配線層190のエッチングを良好に行って、確実に配線層190を除去することができる。   Therefore, the wiring layer 190 can be easily and reliably removed by wet etching to open the through portion 51. That is, according to the manufacturing method of the present invention, unlike the conventional mechanical processing, foreign matter such as processing residue does not occur. Accordingly, it is possible to reliably prevent the machining residue from remaining in the ink flow paths such as the pressure generation chamber 12 and the communication portion 13 and the occurrence of defective discharge such as nozzle clogging due to the remaining machining residue. Further, since the protective film 16 can be prevented from protruding and remaining in the shape of a bowl on the wiring layer 190 side, the wiring layer 190 can be reliably removed by etching the wiring layer 190 satisfactorily.

その後は、流路形成基板用ウェハ110及びリザーバ形成基板用ウェハ130の不要部分、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウェハ110のリザーバ形成基板用ウェハ130とは反対側の面にノズル開口21が穿設されたノズルプレート20を接合すると共に、リザーバ形成基板用ウェハ130にコンプライアンス基板40を接合し、これら流路形成基板用ウェハ110等を、図1に示すような一つのチップサイズの流路形成基板10等に分割することによって上述した構造のインクジェット式記録ヘッドが製造される。   Thereafter, unnecessary portions of the flow path forming substrate wafer 110 and the reservoir forming substrate wafer 130 are removed by cutting, for example, by dicing. The nozzle plate 20 having the nozzle openings 21 is bonded to the surface of the flow path forming substrate wafer 110 opposite to the reservoir forming substrate wafer 130, and the compliance substrate 40 is attached to the reservoir forming substrate wafer 130. The ink jet recording head having the above-described structure is manufactured by bonding and dividing the flow path forming substrate wafer 110 and the like into a single chip size flow path forming substrate 10 as shown in FIG.

(実施形態2)
図11及び図12は、本発明の実施形態2に係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。なお、上述した実施形態1と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Embodiment 2)
11 and 12 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing an ink jet recording head according to Embodiment 2 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member similar to Embodiment 1 mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの製造方法は、まず、上述した実施形態1の図4(a)及び図4(b)に示す工程と同様に、流路形成基板用ウェハ110に弾性膜50となる二酸化シリコン膜53及び絶縁体膜55を形成する。   In the manufacturing method of the ink jet recording head which is an example of the liquid ejecting head of the present embodiment, first, the flow path forming substrate is similar to the process shown in FIGS. 4A and 4B of the first embodiment described above. A silicon dioxide film 53 and an insulator film 55 to be the elastic film 50 are formed on the wafer 110 for use.

次に、図11(a)に示すように、弾性膜50となる二酸化シリコン膜53の連通部13が形成される領域に貫通部51を形成すると共に、流路形成基板用ウェハ110の貫通部51に相対向する領域の全面に亘って凹部52Aを形成する。   Next, as shown in FIG. 11A, the penetration portion 51 is formed in the region where the communication portion 13 of the silicon dioxide film 53 to be the elastic film 50 is formed, and the penetration portion of the flow path forming substrate wafer 110. A concave portion 52 </ b> A is formed over the entire surface of the region opposite to 51.

凹部52Aは、貫通部51に相対向する領域の全面に亘って1つ形成されて、貫通部51の側面と連続した側面を有する。この凹部52Aの側面と振動板(弾性膜50)の流路形成基板用ウェハ110側の側面とが接する領域は貫通部51側に突出する尖頭部が形成されており、凹部52Aの側面は傾斜した傾斜面となっている。   One recess 52 </ b> A is formed over the entire surface of the region facing the penetrating part 51, and has a side surface continuous with the side surface of the penetrating part 51. A region where the side surface of the recess 52A and the side surface on the flow path forming substrate wafer 110 side of the diaphragm (elastic film 50) are in contact with each other has a pointed portion protruding toward the penetrating portion 51, and the side surface of the recess 52A is It has an inclined surface.

このような形状の凹部52Aは、二酸化シリコン膜53を反応性イオンエッチングすることにより貫通部51を形成した後、流路形成基板用ウェハ110をガスを変更した反応性イオンエッチングする際に、エッチング条件(例えば、出力等)を変更することにより形成することができる。   The recess 52A having such a shape is etched when the through-hole 51 is formed by reactive ion etching of the silicon dioxide film 53 and then the flow path forming substrate wafer 110 is subjected to reactive ion etching by changing the gas. It can be formed by changing conditions (for example, output).

次に、上述した実施形態1の図5(a)及び図5(b)に示す工程を行って、圧電素子300を形成する。   Next, the piezoelectric element 300 is formed by performing the steps shown in FIGS. 5A and 5B of the first embodiment.

次に、図11(b)に示すように、リード電極90(図示なし)と配線層190とを形成する。このとき、配線層190を凹部52Aの内面に沿って形成することで、突出部191Aを形成する。   Next, as shown in FIG. 11B, lead electrodes 90 (not shown) and a wiring layer 190 are formed. At this time, the protruding portion 191A is formed by forming the wiring layer 190 along the inner surface of the recess 52A.

次に、上述した実施形態1の図6(a)〜(c)に示す工程を行って、流路形成基板用ウェハ110にリザーバ形成基板用ウェハ130を接合すると共に、流路形成基板用ウェハ110を所定の厚さとしてからマスク膜54を形成し、図11(c)に示すように、マスク膜54(図示なし)を介して流路形成基板用ウェハ110を異方性エッチング(ウェットエッチング)する。これにより、圧力発生室12、連通部13、インク供給路14及び連通路15からなる液体流路を形成する。このとき、配線層190によって貫通部51は封止されているため、エッチング液がリザーバ形成基板用ウェハ130側(図示なし)に侵入してリザーバ形成基板用ウェハ130がエッチングされるのを防止することができる。   Next, the steps shown in FIGS. 6A to 6C of the first embodiment described above are performed to join the reservoir forming substrate wafer 130 to the flow path forming substrate wafer 110, and at the same time, the flow path forming substrate wafer. A mask film 54 is formed after the thickness of 110 is set to a predetermined thickness, and the flow path forming substrate wafer 110 is anisotropically etched (wet etching) through the mask film 54 (not shown) as shown in FIG. ) As a result, a liquid flow path including the pressure generation chamber 12, the communication portion 13, the ink supply path 14, and the communication path 15 is formed. At this time, since the penetrating portion 51 is sealed by the wiring layer 190, the etching liquid is prevented from entering the reservoir forming substrate wafer 130 side (not shown) and etching the reservoir forming substrate wafer 130. be able to.

また、このように流路形成基板用ウェハ110に圧力発生室12等の液体流路を形成すると、配線層190の連通部13側に突出した突出部191Aが貫通部51を介して連通部13側に露出される。   Further, when the liquid flow path such as the pressure generating chamber 12 is formed on the flow path forming substrate wafer 110 in this way, the protruding portion 191A protruding to the communication portion 13 side of the wiring layer 190 is connected to the communication portion 13 via the through portion 51. Exposed to the side.

次に、図11(d)に示すように、貫通部51内の配線層190の一部を連通部13側からウェットエッチング(ライトエッチング)することにより除去する。すなわち、突出部191Aの連通部13側に露出されている密着層91と、この密着層91が拡散している金属層92の一部の領域とをエッチングにより除去する。   Next, as shown in FIG. 11D, a part of the wiring layer 190 in the through-hole 51 is removed by wet etching (light etching) from the communication portion 13 side. That is, the adhesion layer 91 exposed to the communication portion 13 side of the protrusion 191A and a part of the metal layer 92 where the adhesion layer 91 is diffused are removed by etching.

次に、流路形成基板用ウェハ110表面のマスク膜54を除去し、図12(a)に示すように、五酸化タンタルからなる保護膜16を形成する。このとき、連通部13には、配線層190の突出部191Aが露出されているため、保護膜16は、弾性膜50の圧力発生室12側の一方面から、露出された配線層190の突出部191A上に亘って連続して設けられる。これにより、弾性膜50上に形成された保護膜16には、配線層190の突出部191Aに沿って貫通部51の周縁部側で連通部13側に屈曲した第1の屈曲部192Aと、貫通部51の中心側に屈曲した第2の屈曲部193Aとが設けられる。すなわち、保護膜16が凹部52Aに沿って形成された突出部191Aに沿って形成されているため、第1の屈曲部192Aは弾性膜50上の領域から流路形成基板用ウェハ110側に鋭角に屈曲して形成されると共に、第2の屈曲部193Aも貫通部51の中心側に鋭角に屈曲して形成される。   Next, the mask film 54 on the surface of the flow path forming substrate wafer 110 is removed, and the protective film 16 made of tantalum pentoxide is formed as shown in FIG. At this time, since the protruding portion 191 </ b> A of the wiring layer 190 is exposed in the communication portion 13, the protective film 16 protrudes from the one surface of the elastic film 50 on the pressure generation chamber 12 side. It is provided continuously over the portion 191A. Thus, the protective film 16 formed on the elastic film 50 includes a first bent portion 192A bent toward the communicating portion 13 side on the peripheral edge side of the through portion 51 along the protruding portion 191A of the wiring layer 190, and A second bent portion 193 </ b> A that is bent toward the center of the penetrating portion 51 is provided. That is, since the protective film 16 is formed along the protruding portion 191A formed along the recess 52A, the first bent portion 192A has an acute angle from the region on the elastic film 50 toward the flow path forming substrate wafer 110 side. The second bent portion 193A is also bent at an acute angle toward the center of the penetrating portion 51.

次に、上述した実施形態1の図8と同様に、保護膜16上に高応力材料からなる剥離層17を、例えば、CVD法によって形成し、図12(b)に示すように、剥離層17をウェットエッチングにより除去することで、配線層190上の保護膜16を剥離層17と共に完全に除去する。このとき、保護膜16には、貫通部51の周縁部近傍で連通部13側に屈曲する第1の屈曲部192Aと、第1の屈曲部192Aよりも貫通部51の中心側に屈曲する第2の屈曲部193Aとが設けられているため、配線層190上の保護膜16を保護膜16の屈曲した領域、本実施形態では、第1の屈曲部192Aで破断することができる。また、第1の屈曲部192Aは、弾性膜50上の領域から流路形成基板用ウェハ110側に鋭角に屈曲して設けられているため、この第1の屈曲部192Aで容易に破断することができる。   Next, as in FIG. 8 of the first embodiment described above, a release layer 17 made of a high-stress material is formed on the protective film 16 by, for example, a CVD method, and as shown in FIG. By removing 17 by wet etching, the protective film 16 on the wiring layer 190 is completely removed together with the peeling layer 17. At this time, the protective film 16 includes a first bent portion 192A bent toward the communicating portion 13 in the vicinity of the peripheral portion of the penetrating portion 51, and a first bent portion 192A bent toward the center of the penetrating portion 51 from the first bent portion 192A. Since the two bent portions 193A are provided, the protective film 16 on the wiring layer 190 can be broken at the bent region of the protective film 16, that is, the first bent portion 192A in this embodiment. The first bent portion 192A is bent at an acute angle from the region on the elastic film 50 toward the flow path forming substrate wafer 110, so that the first bent portion 192A can be easily broken. Can do.

これにより、保護膜16が貫通部51側に庇状に残渣するのを防止して、インク流入時などに残渣が剥離することによりノズル開口21の目詰まり等を防止することができる。また、保護膜16を屈曲された領域で破断することにより、その破断面16aは、連通部13側を向いて形成される。このため、庇状の微小な残渣が発生したとしても、この残渣は連通部13側に向かって突出するため、インク流入時に剥がれ難く、ノズル開口21の目詰まり等をさらに確実に防止することができる。   Thereby, it is possible to prevent the protective film 16 from remaining in a bowl shape on the penetrating portion 51 side, and to prevent clogging of the nozzle opening 21 and the like by peeling off the residue when the ink flows in. Further, by breaking the protective film 16 in the bent region, the fracture surface 16a is formed facing the communication portion 13 side. For this reason, even if a small residue like a ridge is generated, the residue protrudes toward the communicating portion 13 side, and thus it is difficult to peel off when the ink flows in, and the nozzle opening 21 can be more reliably prevented from being clogged. it can.

その後は、上述した実施形態1の図9(b)と同様に、配線層190を連通部13側からウェットエッチングすることによって除去して貫通部51を開口させる。   After that, similarly to FIG. 9B of the first embodiment described above, the wiring layer 190 is removed by wet etching from the communication portion 13 side to open the through portion 51.

なお、本実施形態では、配線層190上の保護膜16を剥離層17と共に除去する際に、保護膜16を第1の屈曲部192Aで破断する例を示したが、上述した実施形態1と同様に、保護膜16は、剥離層17の除去条件などによって、第2の屈曲部193Aで破断される場合もある。この場合にも、第2の屈曲部193Aは鋭角で形成されているため、保護膜16を第2の屈曲部193Aで容易に破断することができる。   In the present embodiment, when the protective film 16 on the wiring layer 190 is removed together with the release layer 17, the protective film 16 is broken at the first bent portion 192A. Similarly, the protective film 16 may be broken at the second bent portion 193A depending on the removal condition of the release layer 17 or the like. Also in this case, since the second bent portion 193A is formed at an acute angle, the protective film 16 can be easily broken at the second bent portion 193A.

(実施形態3)
図13及び図14は、本発明の実施形態3に係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。なお、上述した実施形態1と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Embodiment 3)
13 and 14 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing an ink jet recording head according to Embodiment 3 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member similar to Embodiment 1 mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの製造方法は、まず、上述した実施形態1の図4(a)及び図4(b)に示す工程と同様に、流路形成基板用ウェハ110に弾性膜50となる二酸化シリコン膜53及び絶縁体膜55を形成する。   In the manufacturing method of the ink jet recording head which is an example of the liquid ejecting head of the present embodiment, first, the flow path forming substrate is similar to the process shown in FIGS. 4A and 4B of the first embodiment described above. A silicon dioxide film 53 and an insulator film 55 to be the elastic film 50 are formed on the wafer 110 for use.

次に、図13(a)に示すように、弾性膜50となる二酸化シリコン膜53の連通部13が形成される領域に貫通部51を形成すると共に、流路形成基板用ウェハ110の貫通部51に相対向する領域の全面に亘って凹部52Bを形成する。凹部52Bは、貫通部51に相対向する領域の全面に亘って形成されて、貫通部51の側面と連続した側面を有する第1の凹部150と、第1の凹部150の底面角部に第1の凹部150よりも深く形成された第2の凹部151とで構成されている。   Next, as shown in FIG. 13A, the penetration part 51 is formed in the region where the communication part 13 of the silicon dioxide film 53 to be the elastic film 50 is formed, and the penetration part of the flow path forming substrate wafer 110. A recess 52 </ b> B is formed over the entire surface of the region opposite to 51. The recess 52B is formed over the entire surface of the region facing the penetrating portion 51, and has a first recess 150 having a side surface continuous with the side surface of the penetrating portion 51, and a bottom corner portion of the first recess 150. The second recess 151 is formed deeper than the first recess 150.

第1の凹部150は、その側面と、振動板(弾性膜50)の流路形成基板用ウェハ110側の表面との角度が鈍角となるように、その側面は傾斜した傾斜面で形成されている。また、第2の凹部151は、その断面形状がV字状となるように形成されている。   The first recess 150 is formed with an inclined inclined surface so that the angle between the side surface and the surface of the vibration plate (elastic film 50) on the flow path forming substrate wafer 110 side is an obtuse angle. Yes. The second recess 151 is formed so that its cross-sectional shape is V-shaped.

このような形状の凹部52Bは、本実施形態では、弾性膜50と流路形成基板用ウェハ110とをイオンミリングすることにより、貫通部51と同時に形成することができる。すなわち、弾性膜50をイオンミリングする際に、流路形成基板用ウェハ110の表面をオーバーエッチングするように除去することで、凹部52Bを形成することができる。勿論、貫通部51及び凹部52Bの形成方法は、特にこれに限定されず、上述した実施形態1と同様に、その他のドライエッチングやウェットエッチングなどを組み合わせても形成することができる。   In this embodiment, the concave portion 52B having such a shape can be formed simultaneously with the penetrating portion 51 by ion milling the elastic film 50 and the flow path forming substrate wafer 110. That is, when the elastic film 50 is ion milled, the recess 52B can be formed by removing the surface of the flow path forming substrate wafer 110 so as to be over-etched. Of course, the formation method of the penetration part 51 and the recessed part 52B is not specifically limited to this, It can form also combining other dry etching, wet etching, etc. similarly to Embodiment 1 mentioned above.

次に、上述した実施形態1の図5(a)及び図5(b)に示す工程を行って、圧電素子300を形成する。   Next, the piezoelectric element 300 is formed by performing the steps shown in FIGS. 5A and 5B of the first embodiment.

次に、図13(b)に示すように、リード電極90(図示なし)と配線層190とを形成する。このとき、配線層190を凹部52Bの内面に沿って形成することで、突出部191Bを形成する。   Next, as shown in FIG. 13B, lead electrodes 90 (not shown) and a wiring layer 190 are formed. At this time, the protruding portion 191B is formed by forming the wiring layer 190 along the inner surface of the recess 52B.

次に、上述した実施形態1の図6(a)〜(c)に示す工程を行って、流路形成基板用ウェハ110にリザーバ形成基板用ウェハ130を接合すると共に、流路形成基板用ウェハ110を所定の厚さとし、マスク膜54を形成した後、図13(c)に示すように、マスク膜54(図示なし)を介して流路形成基板用ウェハ110を異方性エッチング(ウェットエッチング)する。これにより、圧力発生室12、連通部13、インク供給路14及び連通路15からなる液体流路を形成する。このとき、配線層190によって貫通部51は封止されているため、エッチング液がリザーバ形成基板用ウェハ130側(図示なし)に侵入してリザーバ形成基板用ウェハ130がエッチングされるのを防止することができる。   Next, the steps shown in FIGS. 6A to 6C of the first embodiment described above are performed to join the reservoir forming substrate wafer 130 to the flow path forming substrate wafer 110, and at the same time, the flow path forming substrate wafer. 110 is formed to a predetermined thickness and the mask film 54 is formed. Then, as shown in FIG. 13C, the flow path forming substrate wafer 110 is anisotropically etched (wet etching) through the mask film 54 (not shown). ) As a result, a liquid flow path including the pressure generation chamber 12, the communication portion 13, the ink supply path 14, and the communication path 15 is formed. At this time, since the penetrating portion 51 is sealed by the wiring layer 190, the etching liquid is prevented from entering the reservoir forming substrate wafer 130 side (not shown) and etching the reservoir forming substrate wafer 130. be able to.

また、このように流路形成基板用ウェハ110に圧力発生室12等の液体流路を形成すると、配線層190の連通部13側に突出した突出部191Bが貫通部51を介して連通部13側に露出される。   Further, when the liquid flow path such as the pressure generation chamber 12 is formed on the flow path forming substrate wafer 110 in this way, the protruding portion 191B protruding to the communication portion 13 side of the wiring layer 190 is connected to the communication portion 13 via the through portion 51. Exposed to the side.

次に、図13(d)に示すように、貫通部51内の配線層190の一部を連通部13側からウェットエッチング(ライトエッチング)することにより除去する。すなわち、突出部191Bの連通部13側に露出されている密着層91と、この密着層91が拡散している金属層92の一部の領域とをエッチングにより除去する。   Next, as shown in FIG. 13D, a part of the wiring layer 190 in the penetrating portion 51 is removed by wet etching (light etching) from the communicating portion 13 side. That is, the adhesion layer 91 exposed to the communicating portion 13 side of the protruding portion 191B and a part of the metal layer 92 where the adhesion layer 91 is diffused are removed by etching.

次に、流路形成基板用ウェハ110表面のマスク膜54を除去し、図14(a)に示すように、五酸化タンタルからなる保護膜16を形成する。このとき、連通部13には、配線層190の突出部191Bが露出されているため、保護膜16は、弾性膜50の圧力発生室12側の一方面から、露出された配線層190の突出部191B上に亘って連続して設けられる。これにより、弾性膜50上に形成された保護膜16には、配線層190の突出部191Bに沿って貫通部51の周縁部側で連通部13側に屈曲した第1の屈曲部192Bと、貫通部51の中心側に屈曲した第2の屈曲部193Bとが設けられる。   Next, the mask film 54 on the surface of the flow path forming substrate wafer 110 is removed, and a protective film 16 made of tantalum pentoxide is formed as shown in FIG. At this time, since the protruding portion 191B of the wiring layer 190 is exposed at the communication portion 13, the protective film 16 protrudes from the one surface of the elastic film 50 on the pressure generating chamber 12 side. It is provided continuously over the portion 191B. Thereby, the protective film 16 formed on the elastic film 50 includes a first bent portion 192B bent toward the communicating portion 13 side on the peripheral edge side of the through portion 51 along the protruding portion 191B of the wiring layer 190, and A second bent portion 193 </ b> B that is bent toward the center of the penetrating portion 51 is provided.

次に、上述した実施形態1の図8と同様に、保護膜16上に高応力材料からなる剥離層17を、例えば、CVD法によって形成し、図14(b)に示すように、剥離層17をウェットエッチングにより除去することで、配線層190上の保護膜16を剥離層17と共に完全に除去する。このとき、保護膜16には、貫通部51の周縁部近傍で連通部13側に屈曲する第1の屈曲部192Bと、貫通部51の中心側に屈曲する第2の屈曲部193Bとが設けられているため、配線層190上の保護膜16を保護膜16の屈曲した領域、本実施形態では、第1の屈曲部192Bで破断することができる。   Next, as in FIG. 8 of the first embodiment described above, a release layer 17 made of a high-stress material is formed on the protective film 16 by, for example, a CVD method, and as shown in FIG. By removing 17 by wet etching, the protective film 16 on the wiring layer 190 is completely removed together with the peeling layer 17. At this time, the protective film 16 is provided with a first bent portion 192B bent toward the communicating portion 13 in the vicinity of the peripheral portion of the through portion 51 and a second bent portion 193B bent toward the center side of the through portion 51. Therefore, the protective film 16 on the wiring layer 190 can be broken at the bent region of the protective film 16, that is, the first bent portion 192B in this embodiment.

これにより、保護膜16が貫通部51側に庇状に残渣するのを防止して、インク流入時などに残渣が剥離することによりノズル開口21の目詰まり等を防止することができる。また、保護膜16を屈曲された領域で破断することにより、その破断面16aは、連通部13側を向いて形成される。このため、庇状の微小な残渣が発生したとしても、この残渣は連通部13側に向かって突出するため、インク流入時に剥がれ難く、ノズル開口21の目詰まり等をさらに確実に防止することができる。   Thereby, it is possible to prevent the protective film 16 from remaining in a bowl shape on the penetrating portion 51 side, and to prevent clogging of the nozzle opening 21 and the like by peeling off the residue when the ink flows in. Further, by breaking the protective film 16 in the bent region, the fracture surface 16a is formed facing the communication portion 13 side. For this reason, even if a small residue like a ridge is generated, the residue protrudes toward the communicating portion 13 side, and thus it is difficult to peel off when the ink flows in, and the nozzle opening 21 can be more reliably prevented from being clogged. it can.

その後は、上述した実施形態1の図9(b)と同様に、配線層190を連通部13側からウェットエッチングすることによって除去して貫通部51を開口させる。   After that, similarly to FIG. 9B of the first embodiment described above, the wiring layer 190 is removed by wet etching from the communication portion 13 side to open the through portion 51.

なお、本実施形態では、配線層190上の保護膜16を剥離層17と共に除去する際に、保護膜16を第1の屈曲部192Bで破断する例を示したが、上述した実施形態1と同様に、保護膜16は、剥離層17の除去条件などによって、第2の屈曲部193Bで破断される場合もある。この場合にも、同様の効果を奏するものである。   In the present embodiment, when the protective film 16 on the wiring layer 190 is removed together with the release layer 17, the protective film 16 is broken at the first bent portion 192B. Similarly, the protective film 16 may be broken at the second bent portion 193B depending on the removal condition of the release layer 17 or the like. Also in this case, the same effect can be obtained.

(実施形態4)
図15及び図16は、本発明の実施形態4に係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。なお、上述した実施形態1と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Embodiment 4)
15 and 16 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing an ink jet recording head according to Embodiment 4 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member similar to Embodiment 1 mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの製造方法は、まず、上述した実施形態1の図4(a)及び図4(b)に示す工程と同様に、流路形成基板用ウェハ110に弾性膜50となる二酸化シリコン膜53及び絶縁体膜55を形成する。   In the manufacturing method of the ink jet recording head which is an example of the liquid ejecting head of the present embodiment, first, the flow path forming substrate is similar to the process shown in FIGS. 4A and 4B of the first embodiment described above. A silicon dioxide film 53 and an insulator film 55 to be the elastic film 50 are formed on the wafer 110 for use.

次に、図15(a)に示すように、弾性膜50となる二酸化シリコン膜53の連通部13が形成される領域に貫通部51を形成すると共に、流路形成基板用ウェハ110の貫通部51に相対向する領域を含む領域に貫通部51よりも開口の大きな凹部52Cを形成する。すなわち、凹部52Cの側面は、貫通部51の内面と連続して形成されていない。また、この凹部52Cの側面と振動板(弾性膜50)の流路形成基板用ウェハ110側の表面との角度は鋭角となるように形成されており、凹部52Cの側面は傾斜した傾斜面となっている。   Next, as shown in FIG. 15A, the penetration portion 51 is formed in the region where the communication portion 13 of the silicon dioxide film 53 to be the elastic film 50 is formed, and the penetration portion of the flow path forming substrate wafer 110. A recess 52 </ b> C having a larger opening than the penetrating part 51 is formed in a region including a region opposite to 51. That is, the side surface of the recess 52 </ b> C is not formed continuously with the inner surface of the through portion 51. The angle between the side surface of the recess 52C and the surface of the diaphragm (elastic film 50) on the flow path forming substrate wafer 110 side is formed to be an acute angle, and the side surface of the recess 52C has an inclined inclined surface. It has become.

このような形状の凹部52Cは、本実施形態では、弾性膜50を反応性イオンエッチングすることにより貫通部51を形成した後、貫通部51を有する弾性膜50をマスクとして流路形成基板用ウェハ110をウェットエッチングすることにより形成することができる。   In this embodiment, the recess 52C having such a shape is formed in the flow path forming substrate wafer using the elastic film 50 having the through part 51 as a mask after the through part 51 is formed by reactive ion etching of the elastic film 50. 110 can be formed by wet etching.

次に、上述した実施形態1の図5(a)及び図5(b)に示す工程を行って、圧電素子300を形成する。   Next, the piezoelectric element 300 is formed by performing the steps shown in FIGS. 5A and 5B of the first embodiment.

次に、図15(b)に示すように、リード電極90(図示なし)と配線層190とを形成する。このとき、配線層190を凹部52Cの内面に沿って形成することで、突出部191Cを形成する。   Next, as shown in FIG. 15B, lead electrodes 90 (not shown) and a wiring layer 190 are formed. At this time, the projecting portion 191C is formed by forming the wiring layer 190 along the inner surface of the recess 52C.

次に、上述した実施形態1の図6(a)〜(c)に示す工程を行って、流路形成基板用ウェハ110にリザーバ形成基板用ウェハ130を接合すると共に、流路形成基板用ウェハ110を所定の厚さとし、マスク膜54を形成した後、図15(c)に示すように、マスク膜54(図示なし)を介して流路形成基板用ウェハ110を異方性エッチング(ウェットエッチング)する。これにより、圧力発生室12、連通部13、インク供給路14及び連通路15からなる液体流路を形成する。このとき、配線層190によって貫通部51は封止されているため、エッチング液がリザーバ形成基板用ウェハ130側(図示なし)に侵入してリザーバ形成基板用ウェハ130がエッチングされるのを防止することができる。   Next, the steps shown in FIGS. 6A to 6C of the first embodiment described above are performed to join the reservoir forming substrate wafer 130 to the flow path forming substrate wafer 110, and at the same time, the flow path forming substrate wafer. 110 is formed to a predetermined thickness, and the mask film 54 is formed. Then, as shown in FIG. 15C, the flow path forming substrate wafer 110 is anisotropically etched (wet etching) through the mask film 54 (not shown). ) As a result, a liquid flow path including the pressure generation chamber 12, the communication portion 13, the ink supply path 14, and the communication path 15 is formed. At this time, since the penetrating portion 51 is sealed by the wiring layer 190, the etching liquid is prevented from entering the reservoir forming substrate wafer 130 side (not shown) and etching the reservoir forming substrate wafer 130. be able to.

また、このように流路形成基板用ウェハ110に圧力発生室12等の液体流路を形成すると、配線層190の連通部13側に突出した突出部191Cが貫通部51を介して連通部13側に露出される。   Further, when the liquid flow path such as the pressure generating chamber 12 is formed on the flow path forming substrate wafer 110 in this way, the protruding portion 191 </ b> C protruding to the communication portion 13 side of the wiring layer 190 is connected to the communication portion 13 via the through portion 51. Exposed to the side.

次に、図15(d)に示すように、貫通部51内の配線層190の一部を連通部13側からウェットエッチング(ライトエッチング)することにより除去する。すなわち、突出部191Cの連通部13側に露出されている密着層91と、この密着層91が拡散している金属層92の一部の領域とをエッチングにより除去する。   Next, as shown in FIG. 15D, a part of the wiring layer 190 in the through portion 51 is removed by wet etching (light etching) from the communication portion 13 side. That is, the adhesion layer 91 exposed to the communication portion 13 side of the protruding portion 191C and a part of the metal layer 92 where the adhesion layer 91 is diffused are removed by etching.

次に、流路形成基板用ウェハ110表面のマスク膜54を除去し、図16(a)に示すように、五酸化タンタルからなる保護膜16を形成する。このとき、連通部13には、配線層190の突出部191Cが露出されているため、保護膜16は、弾性膜50の圧力発生室12側の一方面から、露出された配線層190の突出部191C上に亘って連続して設けられる。これにより、弾性膜50上に形成された保護膜16には、配線層190の突出部191Cに沿って貫通部51の周縁部側で連通部13側に屈曲した第1の屈曲部192Cと、貫通部51の中心側に屈曲した第2の屈曲部193Cとが設けられる。   Next, the mask film 54 on the surface of the flow path forming substrate wafer 110 is removed, and the protective film 16 made of tantalum pentoxide is formed as shown in FIG. At this time, since the protruding portion 191 </ b> C of the wiring layer 190 is exposed in the communication portion 13, the protective film 16 protrudes from the one surface of the elastic film 50 on the pressure generation chamber 12 side. It is provided continuously over the portion 191C. Thereby, the protective film 16 formed on the elastic film 50 includes a first bent portion 192C bent toward the communicating portion 13 side on the peripheral edge side of the through portion 51 along the protruding portion 191C of the wiring layer 190, and A second bent portion 193 </ b> C that is bent toward the center of the penetrating portion 51 is provided.

次に、上述した実施形態1の図8と同様に、保護膜16上に高応力材料からなる剥離層17を、例えば、CVD法によって形成し、図16(b)に示すように、剥離層17をウェットエッチングにより除去することで、配線層190上の保護膜16を剥離層17と共に完全に除去する。このとき、保護膜16には、貫通部51の周縁部近傍で連通部13側に屈曲する第1の屈曲部192Cと、第1の屈曲部192Cよりも貫通部51の中心側に屈曲する第2の屈曲部193Cとが設けられているため、配線層190上の保護膜16を保護膜16の屈曲した領域、本実施形態では、第1の屈曲部192Cで破断することができる。   Next, as in FIG. 8 of the first embodiment described above, a release layer 17 made of a high-stress material is formed on the protective film 16 by, for example, a CVD method, and as shown in FIG. By removing 17 by wet etching, the protective film 16 on the wiring layer 190 is completely removed together with the peeling layer 17. At this time, the protective film 16 includes a first bent portion 192C bent toward the communication portion 13 in the vicinity of the peripheral portion of the through portion 51, and a first bent portion 192C bent toward the center side of the through portion 51 rather than the first bent portion 192C. Since the two bent portions 193C are provided, the protective film 16 on the wiring layer 190 can be broken at the bent region of the protective film 16, that is, the first bent portion 192C in this embodiment.

これにより、保護膜16が貫通部51側に庇状に残渣するのを防止して、インク流入時などに残渣が剥離することによりノズル開口21の目詰まり等を防止することができる。また、保護膜16を屈曲された領域で破断することにより、その破断面16aは、連通部13側を向いて形成される。このため、庇状の微小な残渣が発生したとしても、この残渣は連通部13側に向かって突出するため、インク流入時に剥がれ難く、ノズル開口21の目詰まり等をさらに確実に防止することができる。   Thereby, it is possible to prevent the protective film 16 from remaining in a bowl shape on the penetrating portion 51 side, and to prevent clogging of the nozzle opening 21 and the like by peeling off the residue when the ink flows in. Further, by breaking the protective film 16 in the bent region, the fracture surface 16a is formed facing the communication portion 13 side. For this reason, even if a small residue like a ridge is generated, the residue protrudes toward the communicating portion 13 side, and thus it is difficult to peel off when the ink flows in, and the nozzle opening 21 can be more reliably prevented from being clogged. it can.

その後は、上述した実施形態1の図9(b)と同様に、配線層190を連通部13側からウェットエッチングすることによって除去して貫通部51を開口させる。   After that, similarly to FIG. 9B of the first embodiment described above, the wiring layer 190 is removed by wet etching from the communication portion 13 side to open the through portion 51.

なお、本実施形態では、配線層190上の保護膜16を剥離層17と共に除去する際に、保護膜16を第1の屈曲部192Cで破断する例を示したが、上述した実施形態1と同様に、保護膜16は、剥離層17の除去条件などによって、第2の屈曲部193Cで破断される場合もある。この場合にも、同様の効果を奏するものである。   In the present embodiment, when the protective film 16 on the wiring layer 190 is removed together with the release layer 17, the protective film 16 is broken at the first bent portion 192C. Similarly, the protective film 16 may be broken at the second bent portion 193C depending on the removal condition of the release layer 17 or the like. Also in this case, the same effect can be obtained.

(実施形態5)
図17及び図18は、本発明の実施形態5に係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。なお、上述した実施形態1と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Embodiment 5)
17 and 18 are cross-sectional views showing a method for manufacturing an ink jet recording head according to Embodiment 5 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member similar to Embodiment 1 mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの製造方法は、まず、上述した実施形態1の図4(a)及び図4(b)に示す工程と同様に、流路形成基板用ウェハ110に弾性膜50となる二酸化シリコン膜53及び絶縁体膜55を形成する。   In the manufacturing method of the ink jet recording head which is an example of the liquid ejecting head of the present embodiment, first, the flow path forming substrate is similar to the process shown in FIGS. 4A and 4B of the first embodiment described above. A silicon dioxide film 53 and an insulator film 55 to be the elastic film 50 are formed on the wafer 110 for use.

次に、図17(a)に示すように、弾性膜50となる二酸化シリコン膜53の連通部13が形成される領域に貫通部51を形成すると共に、流路形成基板用ウェハ110の貫通部51の周縁部近傍に断面がV字状の凹部52Dを形成する。本実施形態では、凹部52Dを貫通部51の内側に周方向に亘って形成するようにした。   Next, as shown in FIG. 17A, the penetration part 51 is formed in the region where the communication part 13 of the silicon dioxide film 53 to be the elastic film 50 is formed, and the penetration part of the flow path forming substrate wafer 110. A recess 52D having a V-shaped cross section is formed in the vicinity of the peripheral edge of 51. In the present embodiment, the recess 52D is formed on the inner side of the penetrating part 51 in the circumferential direction.

このような形状の凹部52Dは、本実施形態では、弾性膜50を反応性イオンエッチングすることにより貫通部51を形成した後、流路形成基板用ウェハ110を所定のマスクを介してウェットエッチング又はドライエッチングすることにより形成することができる。   In this embodiment, the concave portion 52D having such a shape is formed by forming the through-hole 51 by reactive ion etching of the elastic film 50, and then wet-etching the flow path forming substrate wafer 110 via a predetermined mask. It can be formed by dry etching.

次に、上述した実施形態1の図5(a)及び図5(b)に示す工程を行って、圧電素子300を形成する。   Next, the piezoelectric element 300 is formed by performing the steps shown in FIGS. 5A and 5B of the first embodiment.

次に、図17(b)に示すように、リード電極90(図示なし)と配線層190とを形成する。このとき、配線層190を弾性膜50上及び流路形成基板用ウェハ110の貫通部51により露出された表面に凹部52Dの内面に沿って形成することで、突出部191Dを形成する。   Next, as shown in FIG. 17B, lead electrodes 90 (not shown) and a wiring layer 190 are formed. At this time, the wiring layer 190 is formed on the elastic film 50 and on the surface exposed by the through portion 51 of the flow path forming substrate wafer 110 along the inner surface of the recess 52D, thereby forming the protruding portion 191D.

次に、上述した実施形態1の図6(a)〜(c)に示す工程を行って、流路形成基板用ウェハ110にリザーバ形成基板用ウェハ130を接合すると共に、流路形成基板用ウェハ110を所定の厚さとし、マスク膜54を形成した後、図15(c)に示すように、マスク膜54(図示なし)を介して流路形成基板用ウェハ110を異方性エッチング(ウェットエッチング)する。これにより、圧力発生室12、連通部13、インク供給路14及び連通路15からなる液体流路を形成する。このとき、配線層190によって貫通部51は封止されているため、エッチング液がリザーバ形成基板用ウェハ130側(図示なし)に侵入してリザーバ形成基板用ウェハ130がエッチングされるのを防止することができる。   Next, the steps shown in FIGS. 6A to 6C of the first embodiment described above are performed to join the reservoir forming substrate wafer 130 to the flow path forming substrate wafer 110, and at the same time, the flow path forming substrate wafer. 110 is formed to a predetermined thickness, and the mask film 54 is formed. Then, as shown in FIG. 15C, the flow path forming substrate wafer 110 is anisotropically etched (wet etching) through the mask film 54 (not shown). ) As a result, a liquid flow path including the pressure generation chamber 12, the communication portion 13, the ink supply path 14, and the communication path 15 is formed. At this time, since the penetrating portion 51 is sealed by the wiring layer 190, the etching liquid is prevented from entering the reservoir forming substrate wafer 130 side (not shown) and etching the reservoir forming substrate wafer 130. be able to.

また、このように流路形成基板用ウェハ110に圧力発生室12等の液体流路を形成すると、配線層190の連通部13側に突出した突出部191Dが貫通部51を介して連通部13側に露出される。   Further, when the liquid flow path such as the pressure generating chamber 12 is formed on the flow path forming substrate wafer 110 in this way, the protruding portion 191D protruding to the communication portion 13 side of the wiring layer 190 is connected to the communication portion 13 via the through portion 51. Exposed to the side.

次に、図17(d)に示すように、貫通部51内の配線層190の一部を連通部13側からウェットエッチング(ライトエッチング)することにより除去する。すなわち、突出部191Dの連通部13側に露出されている密着層91と、この密着層91が拡散している金属層92の一部の領域とをエッチングにより除去する。   Next, as shown in FIG. 17D, a part of the wiring layer 190 in the penetrating part 51 is removed by wet etching (light etching) from the communicating part 13 side. That is, the adhesion layer 91 exposed to the communication part 13 side of the protrusion 191D and a part of the metal layer 92 where the adhesion layer 91 is diffused are removed by etching.

次に、流路形成基板用ウェハ110表面のマスク膜54を除去し、図18(a)に示すように、五酸化タンタルからなる保護膜16を形成する。このとき、連通部13には、配線層190の突出部191Dが露出されているため、保護膜16は、弾性膜50の圧力発生室12側の一方面から、露出された配線層190の突出部191D上に亘って連続して設けられる。これにより、弾性膜50上に形成された保護膜16には、配線層190の突出部191Dに沿って貫通部51の周縁部側で連通部13側に屈曲した第1の屈曲部192Dと、貫通部51の中心側に屈曲した第2の屈曲部193Dとが設けられる。   Next, the mask film 54 on the surface of the flow path forming substrate wafer 110 is removed, and the protective film 16 made of tantalum pentoxide is formed as shown in FIG. At this time, since the protruding portion 191 </ b> D of the wiring layer 190 is exposed at the communication portion 13, the protective film 16 protrudes from the one surface of the elastic film 50 on the pressure generation chamber 12 side. It is provided continuously over the portion 191D. Thereby, the protective film 16 formed on the elastic film 50 includes a first bent portion 192D bent toward the communicating portion 13 side on the peripheral edge side of the through portion 51 along the protruding portion 191D of the wiring layer 190, and A second bent portion 193D that is bent toward the center of the penetrating portion 51 is provided.

次に、上述した実施形態1の図8と同様に、保護膜16上に高応力材料からなる剥離層17を、例えば、CVD法によって形成し、図18(b)に示すように、剥離層17をウェットエッチングにより除去することで、配線層190上の保護膜16を剥離層17と共に完全に除去する。このとき、保護膜16には、貫通部51の周縁部近傍で連通部13側に屈曲する第1の屈曲部192Dと、貫通部51の中心側に屈曲する第2の屈曲部193Cとが設けられているため、配線層190上の保護膜16を保護膜16の屈曲した領域、本実施形態では、第1の屈曲部192Dで破断することができる。   Next, as in FIG. 8 of the first embodiment described above, a release layer 17 made of a high-stress material is formed on the protective film 16 by, for example, the CVD method, and as shown in FIG. By removing 17 by wet etching, the protective film 16 on the wiring layer 190 is completely removed together with the peeling layer 17. At this time, the protective film 16 is provided with a first bent portion 192D that is bent toward the communication portion 13 in the vicinity of the peripheral portion of the through portion 51, and a second bent portion 193C that is bent toward the center of the through portion 51. Therefore, the protective film 16 on the wiring layer 190 can be broken at the bent region of the protective film 16, that is, the first bent portion 192D in this embodiment.

これにより、保護膜16が貫通部51側に庇状に残渣するのを防止して、インク流入時などに残渣が剥離することによりノズル開口21の目詰まり等を防止することができる。また、保護膜16を屈曲された領域で破断することにより、その破断面16aは、連通部13側を向いて形成される。このため、庇状の微小な残渣が発生したとしても、この残渣は連通部13側に向かって突出するため、インク流入時に剥がれ難く、ノズル開口21の目詰まり等をさらに確実に防止することができる。   Thereby, it is possible to prevent the protective film 16 from remaining in a bowl shape on the penetrating portion 51 side, and to prevent clogging of the nozzle opening 21 and the like by peeling off the residue when the ink flows in. Further, by breaking the protective film 16 in the bent region, the fracture surface 16a is formed facing the communication portion 13 side. For this reason, even if a small residue like a ridge is generated, the residue protrudes toward the communicating portion 13 side, and thus it is difficult to peel off when the ink flows in, and the nozzle opening 21 can be more reliably prevented from being clogged. it can.

その後は、上述した実施形態1の図9(b)と同様に、配線層190を連通部13側からウェットエッチングすることによって除去して貫通部51を開口させる。   After that, similarly to FIG. 9B of the first embodiment described above, the wiring layer 190 is removed by wet etching from the communication portion 13 side to open the through portion 51.

なお、本実施形態では、配線層190上の保護膜16を剥離層17と共に除去する際に、保護膜16を第1の屈曲部192Dで破断する例を示したが、上述した実施形態1と同様に、保護膜16は、剥離層17の除去条件などによって、第2の屈曲部193Dで破断される場合もある。この場合にも、同様の効果を奏するものである。   In the present embodiment, when the protective film 16 on the wiring layer 190 is removed together with the release layer 17, the protective film 16 is broken at the first bent portion 192 </ b> D. Similarly, the protective film 16 may be broken at the second bent portion 193D depending on the removal condition of the release layer 17 or the like. Also in this case, the same effect can be obtained.

(実施形態6)
図19〜図21は、本発明の実施形態6に係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。なお、上述した実施形態1と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Embodiment 6)
19 to 21 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing an ink jet recording head according to Embodiment 6 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member similar to Embodiment 1 mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの製造方法は、まず、図19(a)に示すように、流路形成基板用ウェハ110の貫通部51が形成される領域に、例えば、窒化シリコン(Si)からなる窒化シリコン膜57を形成する。本実施形態では、流路形成基板用ウェハ110の全面に亘って窒化シリコンを形成後、所定形状にパターニングすることで窒化シリコン膜57を形成した。なお窒化シリコン膜57の形成方法は、特にこれに限定されず、例えば、流路形成基板用ウェハ110の表面に所望の領域に開口するマスクを設け、このマスクの開口部により露出された領域のみを熱窒化するようにしてもよい。 In the manufacturing method of the ink jet recording head which is an example of the liquid ejecting head of the present embodiment, first, as shown in FIG. 19A, in the region where the penetrating portion 51 of the flow path forming substrate wafer 110 is formed, For example, a silicon nitride film 57 made of silicon nitride (Si x N y ) is formed. In this embodiment, after forming silicon nitride over the entire surface of the flow path forming substrate wafer 110, the silicon nitride film 57 is formed by patterning into a predetermined shape. The method for forming the silicon nitride film 57 is not particularly limited to this. For example, a mask that opens to a desired region is provided on the surface of the flow path forming substrate wafer 110, and only the region exposed by the opening of this mask is provided. May be thermally nitrided.

次に、図19(b)に示すように、流路形成基板用ウェハ110を約1100℃の拡散炉で熱酸化し、流路形成基板用ウェハ110の表面に弾性膜50を構成する二酸化シリコン膜53を形成する。このとき、流路形成基板用ウェハ110の表面の一部は窒化シリコン膜57により覆われているため、弾性膜50は、窒化シリコン膜57以外の領域に形成される。このようにして形成された弾性膜50は、貫通部51側の端面の断面が円形状に形成され、且つ流路形成基板用ウェハ110の表面が弾性膜50の厚さ方向の間(貫通部51の深さ方向の間)となるように形成される。すなわち、貫通部51は、その内面が開口側の深さ方向の途中まで露出された状態で形成される。なお、このような弾性膜50の形成方法は、一般的にLOCOS(Local Oxidation of Silicon)と呼ばれている。   Next, as shown in FIG. 19B, the flow path forming substrate wafer 110 is thermally oxidized in a diffusion furnace at about 1100 ° C., and silicon dioxide constituting an elastic film 50 on the surface of the flow path forming substrate wafer 110. A film 53 is formed. At this time, since a part of the surface of the flow path forming substrate wafer 110 is covered with the silicon nitride film 57, the elastic film 50 is formed in a region other than the silicon nitride film 57. The elastic film 50 thus formed has a circular cross section at the end face on the penetrating part 51 side, and the surface of the flow path forming substrate wafer 110 is between the thickness direction of the elastic film 50 (the penetrating part). 51 in the depth direction). That is, the penetration part 51 is formed in a state in which the inner surface is exposed partway in the depth direction on the opening side. Such a method of forming the elastic film 50 is generally called LOCOS (Local Oxidation of Silicon).

その後、図19(c)に示すように、窒化シリコン膜57を除去することで貫通部51を形成すると共に、流路形成基板用ウェハ110の貫通部51の周縁部近傍に凹部52Eを形成する。本実施形態では、凹部52Eを貫通部51の内側に周方向に亘って形成するようにした。   Thereafter, as shown in FIG. 19C, the silicon nitride film 57 is removed to form the penetrating portion 51, and the recess 52E is formed in the vicinity of the peripheral portion of the penetrating portion 51 of the flow path forming substrate wafer 110. . In the present embodiment, the recess 52E is formed on the inner side of the through portion 51 in the circumferential direction.

次に、図示しないが、流路形成基板用ウェハ110の二酸化シリコン膜53上に絶縁体膜55を形成してパターニングすることにより、貫通部51よりも大きな開口部56を形成する。   Next, although not shown in the drawings, an insulating film 55 is formed on the silicon dioxide film 53 of the flow path forming substrate wafer 110 and patterned to form an opening 56 larger than the penetrating portion 51.

次に、上述した実施形態1の図5(a)及び図5(b)に示す工程を行って、圧電素子300を形成する。   Next, the piezoelectric element 300 is formed by performing the steps shown in FIGS. 5A and 5B of the first embodiment.

次に、図20(a)に示すように、リード電極90(図示なし)と配線層190とを形成する。このとき、配線層190を弾性膜50上及び流路形成基板用ウェハ110の貫通部51により露出された表面に凹部52Eの内面に沿って形成することで、突出部191Eを形成する。   Next, as shown in FIG. 20A, a lead electrode 90 (not shown) and a wiring layer 190 are formed. At this time, the wiring layer 190 is formed on the elastic film 50 and on the surface exposed by the through portion 51 of the flow path forming substrate wafer 110 along the inner surface of the recess 52E, thereby forming the protruding portion 191E.

次に、上述した実施形態1の図6(a)〜(c)に示す工程を行って、流路形成基板用ウェハ110にリザーバ形成基板用ウェハ130を接合すると共に、流路形成基板用ウェハ110を所定の厚さとし、マスク膜54を形成した後、図20(b)に示すように、マスク膜54(図示なし)を介して流路形成基板用ウェハ110を異方性エッチング(ウェットエッチング)する。これにより、圧力発生室12、連通部13、インク供給路14及び連通路15からなる液体流路を形成する。このとき、配線層190によって貫通部51は封止されているため、エッチング液がリザーバ形成基板用ウェハ130側(図示なし)に侵入してリザーバ形成基板用ウェハ130がエッチングされるのを防止することができる。   Next, the steps shown in FIGS. 6A to 6C of the first embodiment described above are performed to join the reservoir forming substrate wafer 130 to the flow path forming substrate wafer 110, and at the same time, the flow path forming substrate wafer. After forming the mask film 110 to a predetermined thickness and forming the mask film 54, as shown in FIG. 20B, the flow path forming substrate wafer 110 is anisotropically etched (wet etching) through the mask film 54 (not shown). ) As a result, a liquid flow path including the pressure generation chamber 12, the communication portion 13, the ink supply path 14, and the communication path 15 is formed. At this time, since the penetrating portion 51 is sealed by the wiring layer 190, the etching liquid is prevented from entering the reservoir forming substrate wafer 130 side (not shown) and etching the reservoir forming substrate wafer 130. be able to.

また、このように流路形成基板用ウェハ110に圧力発生室12等の液体流路を形成すると、配線層190の連通部13側に突出した突出部191Eが貫通部51を介して連通部13側に露出される。   Further, when the liquid flow path such as the pressure generating chamber 12 is formed on the flow path forming substrate wafer 110 in this way, the protruding portion 191E protruding to the communication portion 13 side of the wiring layer 190 is connected to the communication portion 13 via the through portion 51. Exposed to the side.

次に、図20(c)に示すように、貫通部51内の配線層190の一部を連通部13側からウェットエッチング(ライトエッチング)することにより除去する。すなわち、突出部191Eを含む連通部13側に露出されている密着層91と、この密着層91が拡散している金属層92の一部の領域とをエッチングにより除去する。   Next, as shown in FIG. 20C, a part of the wiring layer 190 in the penetrating part 51 is removed by wet etching (light etching) from the communicating part 13 side. That is, the adhesion layer 91 exposed on the side of the communication portion 13 including the protruding portion 191E and a part of the metal layer 92 where the adhesion layer 91 is diffused are removed by etching.

次に、流路形成基板用ウェハ110表面のマスク膜54を除去し、図21(a)に示すように、五酸化タンタルからなる保護膜16を形成する。このとき、連通部13には、配線層190の突出部191Eが露出されているため、保護膜16は、弾性膜50の圧力発生室12側の一方面から、露出された配線層190の突出部191E上に亘って連続して設けられる。これにより、弾性膜50上に形成された保護膜16には、配線層190の突出部191Eに沿って貫通部51の周縁部側で連通部13側に屈曲した第1の屈曲部192Eと、貫通部51の中心側で屈曲した第2の屈曲部193Eとが設けられる。   Next, the mask film 54 on the surface of the flow path forming substrate wafer 110 is removed, and the protective film 16 made of tantalum pentoxide is formed as shown in FIG. At this time, since the protruding portion 191E of the wiring layer 190 is exposed at the communication portion 13, the protective film 16 protrudes from the one surface of the elastic film 50 on the pressure generating chamber 12 side. It is provided continuously over the portion 191E. Thereby, the protective film 16 formed on the elastic film 50 includes a first bent portion 192E bent toward the communicating portion 13 side on the peripheral edge side of the through portion 51 along the protruding portion 191E of the wiring layer 190, and A second bent portion 193E bent at the center side of the penetrating portion 51 is provided.

また、本実施形態では、弾性膜50の貫通部51側の端面が、断面が円形状となるように設けられているため、保護膜16の貫通部51の開口縁部への付き回りを向上して、詳しくは後述する工程で保護膜16を良好に破断することができる。   In the present embodiment, the end surface of the elastic film 50 on the side of the penetrating part 51 is provided so that the cross section is circular, so that the contact of the protective film 16 to the opening edge of the penetrating part 51 is improved. In detail, the protective film 16 can be satisfactorily broken in a process described later.

次に、上述した実施形態1の図8と同様に、保護膜16上に高応力材料からなる剥離層17を、例えば、CVD法によって形成し、図21(b)に示すように、剥離層17をウェットエッチングにより除去することで、配線層190上の保護膜16を剥離層17と共に完全に除去する。このとき、保護膜16には、貫通部51の周縁部近傍で連通部13側に屈曲する第1の屈曲部192Eと、第1の屈曲部192Eよりも貫通部51の中心側で屈曲する第2の屈曲部193Eとが設けられているため、配線層190上の保護膜16を保護膜16の屈曲した領域、本実施形態では、第1の屈曲部192Eで破断することができる。   Next, as in FIG. 8 of the first embodiment described above, a release layer 17 made of a high-stress material is formed on the protective film 16 by, for example, the CVD method, and as shown in FIG. By removing 17 by wet etching, the protective film 16 on the wiring layer 190 is completely removed together with the peeling layer 17. At this time, the protective film 16 includes a first bent portion 192E that is bent toward the communicating portion 13 in the vicinity of the peripheral portion of the penetrating portion 51, and a first bent portion 192E that is bent closer to the center of the penetrating portion 51 than the first bent portion 192E. Since the second bent portion 193E is provided, the protective film 16 on the wiring layer 190 can be broken at the bent region of the protective film 16, that is, the first bent portion 192E in this embodiment.

これにより、保護膜16が貫通部51側に庇状に残渣するのを防止して、インク流入時などに残渣が剥離することによりノズル開口21の目詰まり等を防止することができる。また、保護膜16を屈曲された領域で破断することにより、その破断面16aは、連通部13側を向いて形成される。このため、庇状の微小な残渣が発生したとしても、この残渣は連通部13側に向かって突出するため、インク流入時に剥がれ難く、ノズル開口21の目詰まり等をさらに確実に防止することができる。   Thereby, it is possible to prevent the protective film 16 from remaining in a bowl shape on the penetrating portion 51 side, and to prevent clogging of the nozzle opening 21 and the like by peeling off the residue when the ink flows in. Further, by breaking the protective film 16 in the bent region, the fracture surface 16a is formed facing the communication portion 13 side. For this reason, even if a small residue like a ridge is generated, the residue protrudes toward the communicating portion 13 side, and thus it is difficult to peel off when the ink flows in, and the nozzle opening 21 can be more reliably prevented from being clogged. it can.

その後は、上述した実施形態1の図9(b)と同様に、配線層190を連通部13側からウェットエッチングすることによって除去して貫通部51を開口させる。   After that, similarly to FIG. 9B of the first embodiment described above, the wiring layer 190 is removed by wet etching from the communication portion 13 side to open the through portion 51.

なお、本実施形態では、配線層190上の保護膜16を剥離層17と共に除去する際に、保護膜16を第1の屈曲部192Eで破断する例を示したが、上述した実施形態1と同様に、保護膜16は、剥離層17の除去条件などによって、第2の屈曲部193Eで破断される場合もある。この場合にも、同様の効果を奏するものである。   In the present embodiment, when the protective film 16 on the wiring layer 190 is removed together with the peeling layer 17, the protective film 16 is broken at the first bent portion 192E. Similarly, the protective film 16 may be broken at the second bent portion 193E depending on the removal condition of the release layer 17 or the like. Also in this case, the same effect can be obtained.

(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態1〜6を説明したが、本発明の基本的構成は、上述した各実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態1〜6では、密着層91及び金属層92で構成される配線層190を例示したが、配線層190の構成はこれに限定されず、例えば、配線層を金属層のみで構成させるようにしてもよい。また、上述した実施形態1〜6では、貫通部51内に形成した配線層190上の保護膜16を高応力材料の剥離層17によって除去するようにしたが、配線層190上の保護膜16の除去方法は、特に限定されず、配線層190上の保護膜16を応力により破断させて剥離するものであれば本発明を適用することができる。
(Other embodiments)
As mentioned above, although Embodiment 1-6 of this invention was demonstrated, the basic composition of this invention is not limited to each embodiment mentioned above. For example, in Embodiments 1 to 6 described above, the wiring layer 190 including the adhesion layer 91 and the metal layer 92 has been illustrated. However, the configuration of the wiring layer 190 is not limited to this, and for example, the wiring layer may be only a metal layer. You may make it comprise by. In the first to sixth embodiments described above, the protective film 16 on the wiring layer 190 formed in the through portion 51 is removed by the release layer 17 of the high-stress material, but the protective film 16 on the wiring layer 190 is removed. The removing method is not particularly limited, and the present invention can be applied as long as the protective film 16 on the wiring layer 190 is peeled off by stress.

さらに、上述した実施形態1〜6のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図22は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。   Furthermore, the ink jet recording heads of Embodiments 1 to 6 described above constitute a part of a recording head unit including an ink flow path communicating with an ink cartridge and the like, and are mounted on the ink jet recording apparatus. FIG. 22 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus.

図22に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bは、インク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。   As shown in FIG. 22, in the recording head units 1A and 1B having the ink jet recording head, cartridges 2A and 2B constituting the ink supply means are detachably provided, and the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted. Is provided on a carriage shaft 5 attached to the apparatus body 4 so as to be movable in the axial direction. The recording head units 1A and 1B, for example, are configured to eject a black ink composition and a color ink composition, respectively.

そして、駆動モータ6の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリッジ3に伝達されることで、記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ軸5に沿ってプラテン8が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートSがプラテン8に巻き掛けられて搬送されるようになっている。   The driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears and timing belt 7 (not shown), so that the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted is moved along the carriage shaft 5. The On the other hand, the apparatus body 4 is provided with a platen 8 along the carriage shaft 5, and a recording sheet S which is a recording medium such as paper fed by a paper feed roller (not shown) is wound around the platen 8. It is designed to be transported.

また、上述した実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレー、FED(電界放出ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。   In the above-described embodiments, the ink jet recording head has been described as an example of the liquid ejecting head. However, the present invention broadly applies to all liquid ejecting heads and ejects liquids other than ink. Of course, the present invention can also be applied to a method of manufacturing a liquid jet head. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (field emission displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.

実施形態1に係る記録ヘッドの分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the recording head according to the first embodiment. 実施形態1に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view of the recording head according to the first embodiment. 実施形態1に係る記録ヘッドの要部拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the recording head according to the first embodiment. 実施形態1に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る記録ヘッドの製造工程を示す拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to the first embodiment. 実施形態1に係る記録ヘッドの製造工程を示す拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the recording head according to the first embodiment. 実施形態2に係る記録ヘッドの製造工程を示す拡大断面図である。6 is an enlarged cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a recording head according to Embodiment 2. FIG. 実施形態2に係る記録ヘッドの製造工程を示す拡大断面図である。6 is an enlarged cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a recording head according to Embodiment 2. FIG. 実施形態3に係る記録ヘッドの製造工程を示す拡大断面図である。6 is an enlarged cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a recording head according to Embodiment 3. FIG. 実施形態3に係る記録ヘッドの製造工程を示す拡大断面図である。6 is an enlarged cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a recording head according to Embodiment 3. FIG. 実施形態4に係る記録ヘッドの製造工程を示す拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a recording head according to a fourth embodiment. 実施形態4に係る記録ヘッドの製造工程を示す拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a recording head according to a fourth embodiment. 実施形態5に係る記録ヘッドの製造工程を示す拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a recording head according to a fifth embodiment. 実施形態5に係る記録ヘッドの製造工程を示す拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a recording head according to a fifth embodiment. 実施形態6に係る記録ヘッドの製造工程を示す拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a recording head according to a sixth embodiment. 実施形態6に係る記録ヘッドの製造工程を示す拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a recording head according to a sixth embodiment. 実施形態6に係る記録ヘッドの製造工程を示す拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a recording head according to a sixth embodiment. 一実施形態に係るインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of an ink jet recording apparatus according to an embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 流路形成基板、 12 圧力発生室、 16 保護膜、 16a 破断面、 20 ノズルプレート、 21 ノズル開口、 30 リザーバ形成基板、 31 リザーバ部、 32 圧電素子保持部、 35 接着剤、 40 コンプライアンス基板、 50 弾性膜、 51 貫通部、 60 下電極膜、 70 圧電体層、 80 上電極膜、 90 リード電極、 91 密着層、 92 金属層、 100 リザーバ、 110 流路形成基板用ウェハ、 130 リザーバ形成基板用ウェハ、 190 配線層、 191、191A〜191E 突出部、 192、192A〜192E 第1の屈曲部、 193、193A〜193E 第2の屈曲部、 200 駆動回路、 210 駆動配線、 300 圧電素子   10 flow path forming substrate, 12 pressure generating chamber, 16 protective film, 16a fracture surface, 20 nozzle plate, 21 nozzle opening, 30 reservoir forming substrate, 31 reservoir portion, 32 piezoelectric element holding portion, 35 adhesive, 40 compliance substrate, 50 elastic film, 51 penetrating portion, 60 lower electrode film, 70 piezoelectric layer, 80 upper electrode film, 90 lead electrode, 91 adhesion layer, 92 metal layer, 100 reservoir, 110 wafer for channel formation substrate, 130 reservoir formation substrate Wafer, 190 wiring layer, 191, 191A to 191E protruding portion, 192, 192A to 192E first bent portion, 193, 193A to 193E second bent portion, 200 drive circuit, 210 drive wiring, 300 piezoelectric element

Claims (23)

液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、複数の圧力発生室に連通して該圧力発生室の共通の液体室となるリザーバの一部を構成する連通部とが設けられる流路形成基板の一方面側に振動板と、該振動板上に下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを形成すると共に、前記振動板の前記連通部に相対向する領域に開口する貫通部を形成し、且つ前記流路形成基板の前記貫通部に相対向する領域の少なくとも前記貫通部の周縁部近傍に凹部を形成する工程と、
前記流路形成基板の前記一方面側に前記貫通部を封止する隔離層を前記凹部の内面に亘って形成して前記連通部が形成される領域側に突出した突出部を形成する工程と、
前記連通部と連通して前記リザーバの一部を構成するリザーバ部が形成されたリザーバ形成基板を前記流路形成基板の前記一方面側に接合する工程と、
前記流路形成基板を他方面側から前記振動板及び前記隔離層が露出するまでウェットエッチングすることにより前記圧力発生室及び前記連通部を形成すると共に、前記隔離層を露出して前記連通部側に突出する前記突出部を露出させる工程と、
前記流路形成基板の前記圧力発生室、前記連通部の内面及び前記隔離層の前記連通部側の面上に、前記突出部上に亘って耐液体性を有する材料からなる保護膜を形成する工程と、
前記隔離層上の前記保護膜を剥離して除去する工程と、
前記隔離層を除去することにより前記リザーバ部と前記連通部とを連通させて前記リザーバを形成する工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
Forming a flow path provided with a pressure generating chamber that communicates with a nozzle opening for ejecting liquid and a communication portion that communicates with a plurality of pressure generating chambers and forms a part of a reservoir serving as a common liquid chamber for the pressure generating chambers A vibration plate is formed on one side of the substrate, and a piezoelectric element including a lower electrode, a piezoelectric layer, and an upper electrode is formed on the vibration plate, and a through-hole opening in a region facing the communication portion of the vibration plate Forming a recess and forming a recess at least in the vicinity of the peripheral edge of the through portion in a region facing the through portion of the flow path forming substrate;
Forming a separation layer that seals the penetrating portion on the one surface side of the flow path forming substrate across the inner surface of the concave portion, and forming a protruding portion protruding toward the region where the communicating portion is formed; ,
Bonding a reservoir forming substrate formed with a reservoir portion composing a part of the reservoir in communication with the communicating portion to the one surface side of the flow path forming substrate;
The pressure generating chamber and the communication portion are formed by wet etching the flow path forming substrate from the other surface side until the diaphragm and the isolation layer are exposed, and the isolation layer is exposed to expose the communication portion side. Exposing the protruding portion protruding to the surface;
A protective film made of a material having liquid resistance is formed on the protruding portion on the pressure generation chamber of the flow path forming substrate, the inner surface of the communication portion, and the surface of the isolation layer on the communication portion side. Process,
Peeling and removing the protective film on the isolation layer;
And a step of forming the reservoir by making the reservoir and the communication portion communicate with each other by removing the isolation layer.
前記保護膜を形成する工程では、当該保護膜を前記突出部を有する隔離層上に形成することにより、前記保護膜に前記貫通部の周縁部近傍に前記振動板上から前記連通部側に屈曲した第1の屈曲部と、該第1の屈曲部よりも前記貫通部の中心側で屈曲した第2の屈曲部とを形成すると共に、前記隔離層上の前記保護膜を剥離して除去する工程では、当該保護膜の前記第1の屈曲部又は前記第2の屈曲部で破断することを特徴とする請求項1記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 In the step of forming the protective film, the protective film is formed on the isolation layer having the protruding portion, so that the protective film is bent from the diaphragm to the communication portion side in the vicinity of the peripheral edge of the through portion. Forming the first bent portion and the second bent portion bent closer to the center of the penetrating portion than the first bent portion, and peeling and removing the protective film on the isolation layer 2. The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1, wherein in the step, the protective film is broken at the first bent portion or the second bent portion. 前記隔離層を形成する工程では、前記流路形成基板の前記一方面側に前記圧電素子から引き出されるリード電極を形成すると共に、前記リード電極と同一の層からなるが当該リード電極とは不連続の配線層からなる当該隔離層を形成する工程とを具備することを特徴とする請求項1又は2記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 In the step of forming the isolation layer, a lead electrode drawn out from the piezoelectric element is formed on the one surface side of the flow path forming substrate, and the lead electrode is made of the same layer as the lead electrode but is discontinuous with the lead electrode. The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1, further comprising a step of forming the isolation layer including the wiring layer. 前記凹部を形成する工程では、断面がV字状の当該凹部を前記流路形成基板の前記貫通部の周縁部近傍の周方向に亘って形成することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 4. The step of forming the concave portion includes forming the concave portion having a V-shaped cross section in the circumferential direction in the vicinity of the peripheral edge portion of the through portion of the flow path forming substrate. A method for manufacturing the liquid jet head according to claim 1. 前記凹部を形成する工程では、前記流路形成基板の前記貫通部に相対向する領域の全面に亘って第1の凹部と、該第1の凹部の底面角部に対応する領域に第1の凹部よりも深い第2の凹部とからなる当該凹部を形成することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 In the step of forming the concave portion, the first concave portion and the region corresponding to the bottom corner portion of the first concave portion are formed over the entire surface of the region facing the through portion of the flow path forming substrate. The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1, wherein the concave portion including a second concave portion deeper than the concave portion is formed. 前記凹部を形成する工程では、当該凹部を前記流路形成基板の前記貫通部に相対向する領域に亘って形成することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 The liquid ejecting head according to claim 1, wherein in the step of forming the concave portion, the concave portion is formed across a region facing the through portion of the flow path forming substrate. Production method. 前記凹部を形成する工程では、前記流路形成基板の前記貫通部に相対向する領域を含み、且つ当該貫通部よりも大きな開口となるように形成することを特徴とする請求項6記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 7. The liquid according to claim 6, wherein in the step of forming the recess, the recess is formed so as to include a region facing the through portion of the flow path forming substrate and to have an opening larger than the through portion. Manufacturing method of ejection head. 前記凹部を形成する工程では、前記凹部の側面と前記振動板の前記流路形成基板側の表面との角度が鈍角となるように当該凹部を形成することを特徴とする請求項6又は7記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 8. The step of forming the concave portion includes forming the concave portion so that an angle between a side surface of the concave portion and a surface of the diaphragm on the flow path forming substrate side becomes an obtuse angle. Manufacturing method of the liquid jet head of the present invention. 前記振動板を形成する工程では、前記貫通部側の端面をその断面が円形状となるように形成し、且つ前記流路形成基板の前記連通部に相対向する領域の一方面が、前記振動板の前記貫通部の深さ方向の間となるように形成することを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 In the step of forming the diaphragm, the end surface on the penetrating portion side is formed to have a circular cross section, and one surface of the region facing the communicating portion of the flow path forming substrate is the vibration The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1, wherein the liquid jet head is formed so as to be between a depth direction of the through portion of the plate. 前記流路形成基板がシリコン単結晶基板からなると共に、前記振動板を形成する工程では、前記流路形成基板の前記貫通部が設けられる領域に窒化シリコン膜を形成し、前記流路形成基板を熱酸化することにより酸化シリコンからなる前記振動板を形成することを特徴とする請求項9記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 The flow path forming substrate is made of a silicon single crystal substrate, and in the step of forming the diaphragm, a silicon nitride film is formed in a region where the through portion of the flow path forming substrate is provided, and the flow path forming substrate is The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 9, wherein the diaphragm made of silicon oxide is formed by thermal oxidation. 前記凹部を形成する工程では、前記圧電素子を形成する前に、前記貫通部を有する前記振動板をマスクとして、前記流路形成基板をウェットエッチングすることにより当該凹部を形成することを特徴とする請求項1〜10の何れかに記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 In the step of forming the concave portion, before forming the piezoelectric element, the concave portion is formed by wet etching the flow path forming substrate using the diaphragm having the through portion as a mask. A method for manufacturing a liquid jet head according to claim 1. 前記凹部を形成する工程では、前記流路形成基板をドライエッチングすることにより行うことを特徴とする請求項1〜10の何れかに記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1, wherein the step of forming the recess is performed by dry etching the flow path forming substrate. 前記ドライエッチングが、イオンミリング又は反応性イオンエッチングであることを特徴とする請求項12記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 12, wherein the dry etching is ion milling or reactive ion etching. 前記保護膜の材料として、酸化物又は窒化物を用いたことを特徴とする請求項1〜13の何れかに記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1, wherein an oxide or a nitride is used as a material for the protective film. 前記保護膜の材料として、酸化タンタルを用いたことを特徴とする請求項14記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 14, wherein tantalum oxide is used as a material for the protective film. 前記保護膜を剥離する工程では、前記保護膜上に内部応力が圧縮応力である剥離層を形成した後、該剥離層を剥離することで当該剥離層と共に前記隔離層上の前記保護膜を剥離することを特徴とする請求項1〜15の何れかに記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 In the step of peeling off the protective film, after forming a peeling layer whose internal stress is compressive stress on the protective film, the peeling layer is peeled off to peel off the protective film on the isolation layer together with the peeling layer. The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 1, wherein: 前記剥離層の前記保護膜との密着力が、前記保護膜と前記隔離層との密着力より大きいことを特徴とする請求項16記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 17. The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 16, wherein an adhesion force between the peeling layer and the protective film is larger than an adhesion force between the protective film and the isolation layer. 前記剥離層の材料として、チタンタングステンを用いたことを特徴とする請求項16又は17記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 18. The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 16, wherein titanium tungsten is used as a material for the release layer. 前記保護膜を形成する工程の前に、前記連通部内に露出した前記隔離層の厚さ方向の一部を除去する工程をさらに有することを特徴とする請求項1〜18の何れかに記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 19. The method according to claim 1, further comprising a step of removing a portion in a thickness direction of the isolation layer exposed in the communication portion before the step of forming the protective film. A method for manufacturing a liquid jet head. 前記隔離層が、密着層と該密着層上に形成される金属層とからなり、前記保護膜を形成する工程の前に、前記隔離層の表面をライトエッチングして前記密着層を少なくとも除去することを特徴とする請求項19記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 The isolation layer includes an adhesion layer and a metal layer formed on the adhesion layer, and before the step of forming the protective film, the surface of the isolation layer is light-etched to at least remove the adhesion layer. The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 19. 請求項1〜20の何れかに記載の製造方法によって製造された液体噴射ヘッド。 A liquid jet head manufactured by the manufacturing method according to claim 1. 前記振動板上に形成された前記保護膜の前記貫通部側の破断面が、前記連通部側を向いていることを特徴とする請求項21記載の液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head according to claim 21, wherein a fracture surface of the protective film formed on the vibration plate on the penetrating portion side faces the communication portion side. 請求項21又は22記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。 A liquid ejecting apparatus comprising the liquid ejecting head according to claim 21.
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