JP2011020442A - 液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、機械的強度及びリフィル性能に優れた液体吐出ヘッドに用いることのできる基板の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明では、（１）絶縁材料からなる絶縁層を表面に有し、複数の開口を有するエッチングマスク層を裏面に有するシリコン基板を提供する工程と、（２）前記エッチングマスク層をマスクとして、エッチング領域が絶縁層の開口と対向する部分に到達するようにリアクティブイオンエッチングを行うことで、隣接する複数の開口に対応した供給口となる穴を形成する工程と、をこの順に有し、工程（１）において、絶縁層は開口と対向する位置からマスク層の隣接する開口同士の間の部分と対向する位置にまで設けられ、工程（２）において、隣接する穴同士の間に設けられたシリコンの壁の裏面側の部分よりもシリコンの壁の表面側の部分を薄くするようにリアクティブイオンエッチングが行われる。
【選択図】図９
【解決手段】本発明では、（１）絶縁材料からなる絶縁層を表面に有し、複数の開口を有するエッチングマスク層を裏面に有するシリコン基板を提供する工程と、（２）前記エッチングマスク層をマスクとして、エッチング領域が絶縁層の開口と対向する部分に到達するようにリアクティブイオンエッチングを行うことで、隣接する複数の開口に対応した供給口となる穴を形成する工程と、をこの順に有し、工程（１）において、絶縁層は開口と対向する位置からマスク層の隣接する開口同士の間の部分と対向する位置にまで設けられ、工程（２）において、隣接する穴同士の間に設けられたシリコンの壁の裏面側の部分よりもシリコンの壁の表面側の部分を薄くするようにリアクティブイオンエッチングが行われる。
【選択図】図９
Description
本発明は液体を吐出する液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
液体吐出ヘッドの製造方法の一例として、では、面方位が[１１０]のシリコン基板に異方性エッチングを行い、貫通孔である供給口を複数シリコン基板内に形成しつつ、供給口間に残ったシリコン部を梁とする方法が開示されている。シリコン基板に貫通口を設けることにより強度が低下することを、梁を設けることが抑制していると考えることができる。
しかしながら、上述の方法においては、シリコン基板の裏面から表面に渡って同じ幅の梁が複数の供給口同士を分断している。そのため、梁があることで供給口部の容積が十分確保できず、液体のリフィルが不足する畏れがある。
そこで、本発明は、機械的強度及びリフィル性能に優れた液体吐出ヘッドに用いることのできる基板の製造方法を提供することを目的とする。
そこで、本発明は、
第１の面側に液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられたシリコン基板と、前記エネルギー発生素子に液体を供給するための供給口と、を備えた液体吐出ヘッド用基板の製造方法であって、
（１）絶縁材料からなる絶縁層を前記第１の面に有し、複数の開口を有するエッチングマスク層を前記第１の面の裏面である第２の面に有する前記シリコン基板を提供する工程と、
（２）前記エッチングマスク層をマスクとして、エッチング領域が前記絶縁層の前記開口と対向する部分に到達するように、複数の前記開口から前記シリコン基板のシリコン部に対してリアクティブイオンエッチングを行うことで、隣接する複数の前記開口に対応した前記供給口となる穴を形成する工程と、
をこの順に有し、
前記工程（１）において、前記絶縁層は前記開口と対向する位置から前記マスク層の隣接する開口同士の間の部分と対向する位置にまで設けられ、
前記工程（２）において、隣接する穴同士の間に設けられたシリコンの壁の前記第２の面側の部分よりも前記シリコンの壁の前記第１の面側の部分を薄くするようにリアクティブイオンエッチングが行われる液体吐出ヘッド用基板の製造方法である。
第１の面側に液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられたシリコン基板と、前記エネルギー発生素子に液体を供給するための供給口と、を備えた液体吐出ヘッド用基板の製造方法であって、
（１）絶縁材料からなる絶縁層を前記第１の面に有し、複数の開口を有するエッチングマスク層を前記第１の面の裏面である第２の面に有する前記シリコン基板を提供する工程と、
（２）前記エッチングマスク層をマスクとして、エッチング領域が前記絶縁層の前記開口と対向する部分に到達するように、複数の前記開口から前記シリコン基板のシリコン部に対してリアクティブイオンエッチングを行うことで、隣接する複数の前記開口に対応した前記供給口となる穴を形成する工程と、
をこの順に有し、
前記工程（１）において、前記絶縁層は前記開口と対向する位置から前記マスク層の隣接する開口同士の間の部分と対向する位置にまで設けられ、
前記工程（２）において、隣接する穴同士の間に設けられたシリコンの壁の前記第２の面側の部分よりも前記シリコンの壁の前記第１の面側の部分を薄くするようにリアクティブイオンエッチングが行われる液体吐出ヘッド用基板の製造方法である。
本発明により、機械的強度及びリフィル性能に優れた液体吐出ヘッド用基板を製造することができる。
本発明は、シリコン基板に形成された複数の液体供給口と、前記シリコン基板材料で構成されかつ隣り合う前記液体供給口の間に形成された梁と、を有する液体吐出ヘッド用基板の製造方法である。液体供給口は基板の長手方向に複数形成される。また、梁は基板の長辺間をつなぐように形成される。液体供給口に梁を設けることで、基板の変形を抑え、吐出口の位置ズレを低減できる。また、機械的強度を高くすることができ、ハンドリングおよびマウント時の破損を回避することができる。
また、前記梁はシリコン基板に落とし込むように形成される。つまり、梁はシリコン基板表面から空間をあけて形成され、梁上部とシリコン基板表面とで段差が設けられる。梁をシリコン基板に落とし込むように形成することで、液体吐出ヘッドのリフィル性能を改善することが可能となる。したがって、本発明により製造される基板を有する液体吐出ヘッドは、良好な印字が可能であり、高精度且つ高速な記録を行うことができる。
本発明では、シリコン基板の裏面から絶縁性を有するエッチングストップ層（以下、絶縁層とも称す）に到達するまでリアクティブイオンエッチングを行い、複数の液体供給口を形成する。そして、さらに、リアクティブイオンエッチングのノッチングにより絶縁性を有するエッチングストップ層の下方のシリコン基板部分を除去し、隣り合う液体供給口同士を連通させ、梁を形成する。
ここで、本発明の原理に関して図９を用いて説明する。図９において、シリコン基板９０１の表面には、酸化シリコン膜又は窒化シリコン膜等のようなエッチングガスに対するエッチング選択比が高く絶縁性を有するエッチングストップ層９０２が形成されている。また、シリコン基板９０１の裏面には開口部を有するエッチングマスク９０３が形成されている。図９に示すように、シリコン基板９０１の裏面からリアクティブイオンエッチングを行うと、シリコン基板９０１と絶縁性を有するエッチングストップ層９０２の界面では、図９のように帯電による側面方向へのエッチング（ノッチング）が生じる。図９において９０４はノッチングされてシリコン基板部分が除去された空間を示す。
本発明ではこの原理を応用して基板を掘り込んだり、梁を形成したりする。より詳しく説明すると、シリコン基板の裏面から絶縁性を有するエッチングストップ層までリアクティブイオンエッチングを行った後、ノッチングを起こさせて横方向へのエッチングを行う。これをさらに進行させれば、隣り合う液体供給口同士を連通させて梁を形成することができる。この方法によりシリコン基板中に形成された梁は梁上部が基板表面より落ち込んでいるため、液体流路の断面積は大きくなる。そのため、流抵抗を小さくすることができ、液体吐出ヘッドのリフィル時間を短くすることができる。
したがって、本発明の方法により、上部が基板表面より落ち込んでいる梁を有する液体吐出ヘッド用基板を容易に形成することができる。
絶縁層は、複数の液体供給口の間のシリコン基板の上側をノッチングにより除去し、隣り合う液体供給口を空間的に連結することができるように配置される。また、絶縁層は、少なくとも、梁形成領域の上方と、絶縁層に到達するまでエッチングして形成される液体供給口の表面開口の梁形成領域側と、に相当するシリコン基板上に形成されることが好ましい。
また、本発明では、導電性を有するエッチングストップ層を併用することが望ましい。図９では絶縁層の場合について説明したが、導電性を有するエッチングストップ層（以下、導電層とも称す）の場合はノッチングは起こらない。つまり、シリコン基板表面にアルミや金等のようなシリコン基板よりエッチングされにくく、かつ導電性が高いエッチングストップ層が存在した場合、基板と導電性を有するエッチングストップ層との界面においてイオンによる帯電が起こらず、ノッチングが生じない。この原理を応用し、ノッチングの発生を望まない部分のシリコン基板表面に導電層を形成しておくことができる。つまり、導電層が形成された領域においてはリアクティブイオンエッチングによるノッチングを防止し、絶縁層が形成された領域にノッチングを生じさせることができる。
また、導電層と絶縁層を用いて精度良く液体供給口及び梁を形成することによって、吐出エネルギー発生素子と液体流路に連通する液体供給口との距離（ＣＨ距離ともいう）を精度良く制御できるため、吐出周波数特性が均一となる。
さらに、基板裏面の液体供給口の開口を、従来の異方性エッチングを用いて形成した場合と比較して寸法を小さく形成できる。そのため、裏面の接着面積を広く取れる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。また、以下の説明では、液体吐出ヘッド用基板の適用例として、インクジェット記録ヘッド用の基板を例に挙げて説明を行う場合があるが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、バイオッチップ作製や電子回路印刷用途の液体吐出ヘッドに用いることのできる基板にも適用できる。液体吐出ヘッドとしては、インクジェット記録ヘッドの他にも、例えばカラーフィルター製造用ヘッド等も挙げられる。
（実施形態１）
まず、本発明により製造される液体吐出ヘッド用基板について説明する。図１０〜１３に本発明により製造される基板を用いたインクジェット記録ヘッドを示す。図１０は、インクジェット記録ヘッドをその一部を切り欠いた斜視図であり、図１１は図１０のＡ−Ａ‘’線における断面図である。図１２は図１０のＡ−Ａ’線と平行な線の梁形成領域における断面図である。図１３は図１０のＢ−Ｂ’線における断面図である。
まず、本発明により製造される液体吐出ヘッド用基板について説明する。図１０〜１３に本発明により製造される基板を用いたインクジェット記録ヘッドを示す。図１０は、インクジェット記録ヘッドをその一部を切り欠いた斜視図であり、図１１は図１０のＡ−Ａ‘’線における断面図である。図１２は図１０のＡ−Ａ’線と平行な線の梁形成領域における断面図である。図１３は図１０のＢ−Ｂ’線における断面図である。
インクジェット記録ヘッドは、図１０〜１３に示すように、インク（液滴）を吐出するために利用される圧力等のエネルギーを発生する複数の吐出エネルギー発生素子１４が形成されたシリコン基板１を有する。シリコン基板１には、吐出エネルギー発生素子１４を駆動するためのトランジスタなどを含む半導体回路や、記録ヘッドを記録装置本体側と電気的に接続するための電極パッド等が形成されるが、図面をわかりやすくするために、各図においてはそれらを省略している。インクジェット記録ヘッド用基板はシリコン基板１からなる。シリコン基板１には吐出エネルギー発生素子１４が形成されている。インク流路１３は吐出口１５と液体供給口５に連通し、吐出口１５を有する流路形成層（オリフイスプレート）１１によって形成される。シリコン基板１にはインク流路１３ヘインクを供給するためのインク供給口５が長手方向に並んで複数形成されており、各インク供給口の間には梁６が形成されている。梁６は梁上部がシリコン基板表面より落ち込んで（段差を設けて）形成されている。
（実施形態２）
次に、本発明の液体吐出ヘッド用基板の製造方法について図１〜３を参照して説明する。なお、以下では、シリコン基板上に流路形成層などが形成されていない場合について説明するが、本発明は特にこれに限定されるものではなく、シリコン基板上に流路形成層などが形成されていても構わない。つまり、本発明は液体吐出ヘッドの製造方法と捉えることも可能である。
次に、本発明の液体吐出ヘッド用基板の製造方法について図１〜３を参照して説明する。なお、以下では、シリコン基板上に流路形成層などが形成されていない場合について説明するが、本発明は特にこれに限定されるものではなく、シリコン基板上に流路形成層などが形成されていても構わない。つまり、本発明は液体吐出ヘッドの製造方法と捉えることも可能である。
図１（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の実施形態２の液体吐出ヘッド用基板の製造方法の各工程での状態を説明するための断面図であり、（Ａ−１）〜（Ｄ−１）は上で説明した図１３に相当する断面図である。また、（Ａ−２）〜（Ｄ−２）は基板１の裏面５０をみた模式図である。図２は、シリコン基板１の表面５１上に形成された絶縁層２及び導電層３の配置形状を示す概略図である。
まず、図１（Ａ−１、２）及び図２に示すように、シリコン基板１の表面（第１の面とも称す）５１側に絶縁材料からなる絶縁層２及び導電層３を形成する。図に示すように、梁形成領域の上部のみノッチングされるように絶縁層２及び導電層３がシリコン基板１上に形成されている。絶縁層２は、少なくとも、シリコン基板１上であって複数の梁形成領域上方に長手方向に亘って形成されている。導電層３は、後工程で形成される液体供給口の壁面であって梁を形成する壁面以外の上方に形成されている。
絶縁層２としては、酸化シリコンや窒化シリコン等が挙げられる。
導電層３としては、例えばＡｌ、Ｔａ、ＴｉＷ、Ａｕ、Ｃｕ等を用いることができる。
絶縁層２又は導電層３の形成方法としては、スパッタ等で体積膜を作り、フォトリソグラフィ法等でパターニングをするという公知の方法によることができる。
ここで、シリコン基板１の表面５１の付近の部分にノッチングを発生させて、当該部分のシリコンを除去するためには、図１４（Ａ）に示すように、ドライエッチングの被エッチング領域に絶縁層２が配置されることが望ましい。例えば図１４（Ａ）において、シリコン基板１の厚さが６２５μｍである場合、Ｘの値を４μｍ以上とすることができ、１０μｍ以上とすることが好ましく、１５μｍ以上とすることがより好ましい。なお、５２がドライエッチングで除去されてできた空域で、さらに絶縁層２がドライエッチング領域にせりだしていることによりノッチングを効果的に起こすことができる。
また、導電層によりノッチングを防止するためには、図１４（Ｂ）に示すように、液体供給口の基板表面の開口の内側にくるように導電層が配置されることが望ましい。例えば図１４（２）において、Ｙの値を４μｍ以上とすることができ、１０μｍ以上とすることが好ましく、１５μｍ以上とすることがより好ましい。
次に、図１（Ｂ−１、２）に示すように、シリコン基板１の裏面（第２の面とも称す）５０側にエッチングマスク層４を形成する。エッチングマスク層４は液体供給口の裏面の開口に対応した開口部５３を有し、この開口部５３から露出するシリコン面が後工程におけるリアクティブイオンエッチングの開始面となる。
上記のように絶縁層及びエッチングマスク層を形成することで、絶縁層はエッチングマスク層の開口と対向する位置から前記マスク層の隣接する開口同士の間の部分と対向する位置にまで設けられる。
なお、絶縁層２及び導電層３を形成する工程と、エッチングマスク層４を形成する工程の順序はとくに制限されるものではない。
次に、図１（Ｃ−１、２）に示すように、シリコン基板１の裏面側から絶縁層２及び導電層３にエッチングが到達するまでシリコン基板のシリコン部に対してリアクティブイオンエッチングを行い、各開口部５３に対応した孔５４を複数形成する。つまり、複数のエッチングマスク層の開口からシリコン基板のシリコン部に対してリアクティブイオンエッチングを行うことで、隣接する複数の前記開口に対応した供給口となる穴を形成する。
ここで、本発明におけるリアクティブイオンエッチングとは、イオンを用いた方向性エッチングであり、電荷を提供しながら被エッチング領域に粒子を衝突させる方法のことである。リアクティブイオンエッチングは加速したイオンによりエッチングを行い、その装置はイオンを生成するプラズマ源とエッチングする反応室とが分かれている。例えば、イオン源に高密度のイオンを出せるＩＣＰ（誘導結合プラズマ）ドライエッチング装置を用いた場合、コーティングとエッチングを交互に行うこと（すなわち堆積／エッチングプロセス）によって基板に垂直な液体供給口が形成される。堆積／エッチングプロセスでは、エッチングするガスとして例えばＳＦ6ガスを用いることができ、コーティングガスとして例えばＣ4Ｆ8ガスを用いることができる。本発明においては、ＩＣＰプラズマ装置を用いたドライエッチングにより液体供給口を形成することが好ましいが、他の方式のプラズマソースを有するドライエッチング装置を用いても構わない。例えば、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）イオン源を有する装置を用いることもできる。
リアクティブイオンエッチングのエッチングガスとしては、フッ素原子を有する化合物を含むガスが好ましい。特にフルオロカーボン系のガスを含むことが好ましい。フルオロカーボン系のガスとしては、ＣＦ4ガス及びＣＨＦ3ガス、のうち少なくとも１種を含むことが好ましい。また、ＳＦ6ガスを使用可能であり、これらを混合することも可能である。
次に、さらにリアクティブイオンエッチングを行い、ノッチングにより孔５４同士を隔てるシリコン壁部５５の絶縁層２の下方部分を除去することで、壁部５５を基板の面と略平行方向に掘り込む。つまり、隣接する穴同士の間に設けられたシリコンの壁の第２の面側の部分よりもシリコンの壁の第１の面側の部分を薄くするようにリアクティブイオンエッチングが行われる。
この状態でリアクティブイオンエッチングをストップさせると、図８に示すように、シリコン壁部５５の基板表面５１側に、壁５５の内部に向かって凹部を形成することができる。これにより各供給口５内の液体の流抵抗を下げることができ、リフィル特性を向上させることができる。
さらに、リアクティブイオンエッチングを継続すると、図１（Ｄ−１、２）に示すように、隣り合う孔５４同士が連通し、１つに繋がった供給口５５と、梁６が形成される。
ここで、リアクティブイオンエッチングの条件としては、ＳＦ6流量を５０ｓｃｃｍから１０００ｓｃｃｍ、Ｃ4Ｆ8の流量を５０ｓｃｃｍから１０００ｓｃｃｍ、ガス圧力を０．５Ｐａから５０Ｐａの間で行うことが好ましい。この範囲に制御することにより、より有効にノッチングを発生させることができる。
また、梁６の幅（液体供給口間の距離）は、例えば５〜１００μｍとすることができ、１０〜４０μｍとすることが好ましい。２０μｍ以下とすることにより、ノッチングにより隣り合う液体供給口同士をより容易に連通させることができる。１０μｍ以上とすることにより、基板の機械的強度を有効に向上することができる。
図３はノッチングにより梁を形成した後のシリコン基板表面の液体供給口の開口を示す概略図である。２つの点線に囲まれた領域は導電層３を形成した部分に相当し、該部分ではノッチングを防止することができる。
絶縁層２及び導電層３の除去は公知の方法によることができ、例えば導電層がＡｌからなる場合、りん酸、硝酸、酢酸の混合液を用いて除去することができる。絶縁層を除去すれば、供給口５０が開放される。
（実施形態３）
本発明の実施形態３について図４〜６を参照して説明する。図４は、各工程を説明するための断面図であり、（Ａ−１）〜（Ｄ−１）は上で説明した図１３に相当する長手方向における断面図であり、（Ａ−２）〜（Ｄ−２）は基板の下方向からみた模式図である。図５は、シリコン基板表面上に形成された絶縁層及び導電層の形状を示す概略図である。
本発明の実施形態３について図４〜６を参照して説明する。図４は、各工程を説明するための断面図であり、（Ａ−１）〜（Ｄ−１）は上で説明した図１３に相当する長手方向における断面図であり、（Ａ−２）〜（Ｄ−２）は基板の下方向からみた模式図である。図５は、シリコン基板表面上に形成された絶縁層及び導電層の形状を示す概略図である。
まず、図４（Ａ−１、２）及び図５に示すように、シリコン基板１上に絶縁層２及び導電層３を形成する。図に示すように、梁形成領域の上部のみノッチングされるように絶縁層２及び導電層３がシリコン基板１上に形成されており、絶縁層２は少なくともシリコン基板１上であって複数の梁形成領域の上方に形成されている。絶縁層３内に矩形の導電層３が形成されている。導電層３とエッチングマスク層４の開口部５３とは対向するように配置される。
後の工程は実施形態１と同じように行うことができる。図６はノッチングにより梁を形成した後のシリコン基板表面の液体供給口の開口を示す概略図である。点線に囲まれた領域は導電層３に相当し、該部分ではノッチングを防止することができる。実施形態２及び３に示すように、導電層と絶縁層の配置によってノッチングの発生する箇所を制御できる。
（実施形態４）
図７（Ａ）〜（Ｇ）は、実施形態３で説明した絶縁層２及び導電層３を形成した後、さらにそれらの上に液体流路型１０や流路形成層１１を形成した状態で液体供給口及び梁を形成する方法例について説明するための概略工程図である。
図７（Ａ）〜（Ｇ）は、実施形態３で説明した絶縁層２及び導電層３を形成した後、さらにそれらの上に液体流路型１０や流路形成層１１を形成した状態で液体供給口及び梁を形成する方法例について説明するための概略工程図である。
シリコン基板１の厚みは、例えば２００〜７２５μｍとすることができる。また、シリコン基板は結晶方位が（１００）のものを用いることができる。
まず、図７（Ａ）に示すように、シリコン基板１上に絶縁層２及び導電層３を形成する。
導電層３は、Ａｌ、Ｔａ、ＴｉＷ、Ａｕ又はＣｕ等を用いて成膜し、パターニングすることにより形成できる。Ａｌの成膜方法としては例えばスパッタリング法が挙げられる。パターニング方法としては、例えば、ノボラック系のポジレジストを使用したフォトリソグラフィープロセスによりマスキングを行い、りん酸、硝酸、酢酸の混合液（例えばＣ−６、商品名、東京応化社製）を用いてエッチングを行う。例えば導電層がＴａからなる場合、スパッタ法による成膜を行い、マスキング後ＣＤＥ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｄｒｙ Ｅｔｃｈｉｎｇ）による除去を行う。例えば導電層がＴｉＷ，Ａｕ又はＣｕからなる場合は、めっき法により成膜することができ、シード層を形成した後、レジストによるマスキング後電解めっきを行う方法が挙げられる。また、ＴｉＷのようなシード層のみをパターニングする方法でも導電層を形成することができる。
絶縁層２としては、酸化シリコンや窒化シリコン等を用いることができる。例えば、上記の方法により導電層を形成した後、ＬＰＣＶＤ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により窒化シリコンを成膜できる。そして、フォトリソグラフィープロセスとＣＦ4ガスを用いたＲＩＥにより絶縁層２を形成することができる。絶縁層２が酸化シリコンからなる場合は、例えばプラズマＣＶＤ法により成膜することができる。プラズマＣＶＤによって成膜した後、バッファードフッ酸により除去することができる。
次に、図７（Ｂ）に示すように、絶縁層２及び導電層３の上に、溶出可能なＵＶレジストであるポリメチルイソプロペニルケトンをスピンコート法によりソルベントコートする。このレジストをＵＶ光によって露光し、現像し、液体流路型１０を形成する。
そして、液体流路型１０の上に、ネガレジストであるカチオン重合型エポキシ樹脂を塗布し、液体流路を構成する流路形成層（オリフィスプレート）１１を形成する。このネガレジストに対して、所定のパターンのフォトマスクを用いて露光、現像を行い、吐出口を形成することができる（不図示）。また同様にして電極パット部分のネガレジストを除去することもできる。
次に、図７（Ｃ）に示すように、シリコン基板１の裏面にエッチングマスク層を形成する。エッチングマスク層としては、例えばノボラック系のポジレジストを使用することができる。また、エッチングマスク層としては、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、エポキシ樹脂膜又は金属フィルム等を、蒸着又はスパッタリング等により成膜しても良い。
次に、図７（Ｄ）に示すように、シリコン基板裏面から絶縁層２及び導電層３に到達するまでリアクティブイオンエッチングを行い、孔５４を形成する。
次に、図７（Ｅ）に示すように、さらにリアクティブイオンエッチングを行い、ノッチングにより絶縁層の下方のシリコン基板部分を除去し、隣り合う孔５４同士を連通させ、梁６を形成する。ノッチングにより、それぞれ隣り合う孔５４間の壁５５の絶縁層２に接する部分を除去することで、それぞれ隣り合う孔５４同士が連通する。以上により梁６を内包する供給口５が形成される。この場合、図９で説明したように、シリコン基板１と絶縁層２との界面では、バイアスによって引っ張られたイオンによって絶縁層が帯電するため、側壁方向へのエッチング（ノッチング）が進行する。一方、シリコン基板１と導電層３との界面では帯電しないため、ノッチングが発生しない。
次に、図７（Ｆ）に示すように、露出する導電層３および絶縁層２を除去する。除去方法として、例えば、導電層がＡｌからなる場合、りん酸、硝酸、酢酸の混合液を用いて除去することができる。この場合、開口に露出するアスペクト比の高いＡｌを除去する観点から、なるべく低粘度の液体を用いて除去することが望ましい。また、例えば、導電層がＴａからなる場合、ＣＤＥのようなエッチング方法で除去できる。また、導電層がＴｉＷからなる場合、エッチャントとしては過酸化水素水や中性フッ化アンモニウムと硫酸の混合液等を用いることができる。また、例えば、導電層がＡｕからなる場合、エッチャントとしてはヨウ素とヨウ化カリウムとＩＰＡとの混合液又はシアン化カリウム溶液等を用いることができる。また、例えば、導電層がＣｕからなる場合、エッチャントとしては硝酸又はフッ酸等を用いることができる。絶縁層としては酸化シリコン又は窒化シリコン等が挙げられる。例えば、絶縁層が酸化シリコンからなる場合は、バッファードフッ酸により除去することができる。例えば絶縁層が窒化シリコンからなる場合は、ＣＦ4ガスを用いたＣＤＥにより除去することができる。
次に、図７（Ｇ）に示すように、液体流路型１０を除去する。液体流路型１０は、例えば、ＵＶ照射して超音波を付与しながら乳酸メチルに浸漬することにより除去することができる。
なお、とくに図示していないが、このような基体は、シリコン基板１を構成するシリコンウエハ上に複数同時に形成することができ、最後に、ダイシングによりウェハから切り分けて、液体吐出ヘッドとすることができる。
１ シリコン基板
２ 絶縁層
３ 導電層
４ エッチングマスク層
５ 液体供給口
６ 梁
１０ 液体流路型
１１ 流路形成層（オリフィスプレート）
１２ エッチングマスク層
１３ インク流路（液体流路）
１４ 吐出エネルギー発生素子
１５ 吐出口
２ 絶縁層
３ 導電層
４ エッチングマスク層
５ 液体供給口
６ 梁
１０ 液体流路型
１１ 流路形成層（オリフィスプレート）
１２ エッチングマスク層
１３ インク流路（液体流路）
１４ 吐出エネルギー発生素子
１５ 吐出口
Claims (5)
- 第１の面側に液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられたシリコン基板と、前記エネルギー発生素子に液体を供給するための供給口と、を備えた液体吐出ヘッド用基板の製造方法であって、
（１）絶縁材料からなる絶縁層を前記第１の面に有し、複数の開口を有するエッチングマスク層を前記第１の面の裏面である第２の面に有する前記シリコン基板を提供する工程と、
（２）前記エッチングマスク層をマスクとして、エッチング領域が前記絶縁層の前記開口と対向する部分に到達するように、複数の前記開口から前記シリコン基板のシリコン部に対してリアクティブイオンエッチングを行うことで、隣接する複数の前記開口に対応した前記供給口となる穴を形成する工程と、
をこの順に有し、
前記工程（１）において、前記絶縁層は前記開口と対向する位置から前記マスク層の隣接する開口同士の間の部分と対向する位置にまで設けられ、
前記工程（２）において、隣接する穴同士の間に設けられたシリコンの壁の前記第２の面側の部分よりも前記シリコンの壁の前記第１の面側の部分を薄くするようにリアクティブイオンエッチングが行われる液体吐出ヘッド用基板の製造方法。 - 隣接する前記穴同士が前記第２の面側では前記壁により隔てられ、前記第１の面側では連通するようにリアクティブイオンエッチングが行われる請求項１に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
- 前記リアクティブイオンエッチングに用いるエッチングガスはフッ素原子を含む化合物を含む請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
- 前記エッチングガスは、ＳＦ6ガス、ＣＦ4ガス及びＣＨＦ3ガスのうち少なくとも１種を含む請求項３に記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
- ノッチングにより前記シリコンの壁の前記第１の面側の部分を薄くする請求項１乃至４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
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