JP2009044031A - 微細構造の形成方法及び流体噴射ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板1に垂直な側壁部を有する第1開口部7と、第1開口部7と連通するテーパー状の側壁部を有する第2開口部10と、を備えた微細構造の形成方法であって、基板1上に階段状の構造を有する貫通孔5を備えたマスク2を形成する第1工程と、マスク2を介してドライエッチング工程と、保護膜8を形成するパッシベーション工程とを交互に連続して繰り返すことにより第1開口部7と第2開口部10とを形成する第2工程と、を備え、第2工程では、ドライエッチングにおけるエッチング量をパッシベーションにおいて形成される保護膜8の量よりも多くし、第2開口部10の側壁部となる基板1の一部をエッチングしつつ第1開口部7の底面をエッチングすることで、第2開口部10の側壁部をテーパー状に形成する。
【選択図】図1
Description
この方法によれば、垂直形状とテーパー形状を各々独立した工程で作り上げる必要がなく、一度にこれらの形状が連通した形状を形成することが可能となる。そのため、加工の手間を省き工程が簡略化できる。
一般に基板の温度を高くすると、成膜レートが減少し、エッチングレートが増大する。逆に基板の温度を低くすると、成膜レートが増加し、エッチングレートが減少する。したがって、基板の温度を制御することで、容易にパッシベーションプロセスにより形成される保護膜の量とドライエッチングプロセスによるエッチング量とを制御することができる。
この方法によれば、基板を所望の温度に保って加工することで、容易且つ再現性よく所望の形状を形成することができる。
この方法によれば、ドライエッチングプロセスのプロセス時間とパッシベーションプロセスのプロセス時間とを個別に制御することで、パッシベーションプロセスにより形成される保護膜の量とドライエッチングプロセスによるエッチング量とを任意に制御することができる。そのため、パッシベーションプロセスにより形成される保護膜の量とドライエッチングプロセスによるエッチング量とのバランスを精度良く制御でき、結果、容易に所望の形状を形成することができる。
この方法によれば、基板温度と各加工時間とを所定の一定条件に保ちエッチングをするだけで、テーパー形状と垂直形状が同時に形成できる。そのため、非常に容易に所望の形状を形成することができる。また、工程の途中での条件変更が不要であるため、工程が簡略化できる。
加工したシリコン基板は、流体噴射ヘッドや三次元実装用の基板といったMEMSデバイス等に用いることができる。
この製造方法によれば、容易にテーパー形状と垂直形状が連通した形状を流体噴射ヘッドのノズル孔として形成することができる。そのため、流体噴射時の噴射抵抗を下げ、弱い駆動力で噴射可能な流体噴射ヘッドを容易に製造することができる。
Claims (7)
- 基板に垂直な側壁部を有する第1開口部と、前記第1開口部と連通し前記基板表面に向かって開口面積が広くなるテーパー状の側壁部を有する第2開口部と、を備えた微細構造の形成方法であって、
前記基板上に階段状の段差構造を有する貫通孔を備えたマスクを形成する第1工程と、
前記マスクを介して、保護膜を形成するパッシベーションプロセスと、前記基板をエッチングするドライエッチングプロセスと、を交互に連続して繰り返すことにより、前記第1開口部と前記第2開口部とを形成する第2工程と、を備え、
前記第2工程では、前記ドライエッチングプロセスにおけるエッチング量を前記パッシベーションプロセスにおいて形成される保護膜の量よりも多くし、前記第2開口部の側壁部となる前記基板の一部をエッチングしつつ前記第1開口部の底面をエッチングすることで、前記第2開口部の側壁部をテーパー状に形成することを特徴とする微細構造の形成方法。 - 前記第2工程では、前記基板の温度を制御することによって、前記ドライエッチングプロセスにおけるエッチング量と前記パッシベーションプロセスにおいて形成される保護膜の量とを制御することを特徴とする請求項1に記載の微細構造の形成方法。
- 前記第2工程を前記基板の温度を制御できる支持台の上で行うことを特徴とする請求項2に記載の微細構造の形成方法。
- 前記第2工程において、前記ドライエッチングプロセスにおけるエッチング時間と、前記パッシベーションプロセスにおける保護膜の形成時間とを制御することによって、前記ドライエッチングプロセスにおけるエッチング量と前記パッシベーションプロセスにおいて形成される保護膜の量とを制御することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の微細構造の形成方法。
- 前記第2工程において、前記第2工程の開始から終了まで、前記基板の温度と、前記ドライエッチングプロセスにおけるエッチング時間と、前記パッシベーションプロセスにおける保護膜の形成時間と、が一定であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の微細構造の形成方法。
- 前記基板は、シリコン基板であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の微細構造の形成方法。
- 基板に垂直な側壁部を有する第1開口部と、前記第1開口部と連通するテーパー状の側壁部を有する第2開口部と、を備えた微細構造を含むノズル孔が設けられた流体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記ノズル孔の形状を請求項1に記載の微細構造の形成方法により形成することを特徴とする流体噴射ヘッドの製造方法。
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