JP2011042167A - シリコン基板の加工方法および液体吐出ヘッド用基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】加工処理と同時に厳密なエッチングレート管理が可能となるシリコン基板の加工方法を提供する。
【解決手段】シリコン基板1の裏面にエッチングレートを測定するためのエッチングレート測定用マスク層38を形成しておき、結晶異方性エッチング処理の際に、エッチングレート測定用マスク層に設けられた開口部32においてエッチング空間17を形成する。このエッチング空間からエッチング液の状態を把握し、次ロットにおける結晶異方性エッチングにおける処理条件を調整することができる。
【選択図】図1
【解決手段】シリコン基板1の裏面にエッチングレートを測定するためのエッチングレート測定用マスク層38を形成しておき、結晶異方性エッチング処理の際に、エッチングレート測定用マスク層に設けられた開口部32においてエッチング空間17を形成する。このエッチング空間からエッチング液の状態を把握し、次ロットにおける結晶異方性エッチングにおける処理条件を調整することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、シリコン基板の加工方法、液体を吐出する液体吐出ヘッド用基板の製造方法に関する。
液体を吐出する液体吐出ヘッドは、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、シリコン基板を貫通し液体をエネルギー発生素子に供給するための供給口とを備えている。
液体の供給口をシリコン基板に形成する手法としては、<100>の面方位を有するシリコン基板のアルカリ溶液による異方性エッチングが一般的に用いられている。これは、面方位によるアルカリ溶液に対する溶解速度差を利用したもので、具体的には、溶解速度の極めて遅い<111>面を残すような形態でエッチングが進行する。
従来のシリコン異方性エッチング方法では、例えば、図5に示すように、厚みTのシリコン基板51を貫通させるような加工をする場合、エッチング開始面は幾何学的には少なくとも(2T/tan54.7゜)の幅が必要である。そのため、チップの小型化やチップの後工程(ダイボンディング工程等)での加工等に支障を来してしまう。
そこで、特許文献1にはこれを解決するために先導孔を用いてエッチング開始面の幅を狭くする方法が開示されている。
また、特許文献2には、シリコン基板への熱処理後に異方性エッチングを実施する製造方法が開示されている。この文献では、シリコン基板の裏面から所望の高さまでは加工幅が広がる方向に<111>が形成され、所望の高さを超えると加工幅が狭まる方向の<111>を有する断面形状(以下、この形状を「樽型」とする)を有するインク供給口を形成している。
また、特許文献3にはドライエッチング後に異方性エッチングを実施することにより、樽型形状を有するインク供給口を形成する方法が開示されている。
これらの製法を用いて精度良くインク供給口を形成するためには、結晶異方性エッチングにおける厳密なエッチングレートの管理が必要である。
また、エッチングレートを精度良く管理するためには、従来では専用ダミー基板を使用して製品基板とは別に結晶異方性エッチングを実施し、深さレートを測定する必要があった。そのため、製造工程において大きな負荷と時間の浪費が発生する場合があった。
そこで、本発明の目的は、加工処理と同時に厳密なエッチングレート管理が可能となるシリコン基板の加工方法を提供することにある。またそのシリコン基板の加工方法を用いた生産効率の高い液体吐出ヘッド用基板の製造方法を提供することにある。
本発明は、
(1)第1の開口部と第2の開口部とを有するエッチングマスク層を一方の面に備えた第1のシリコン基板を用意する工程と、
(2)前記第1のシリコン基板の前記第1の開口部内の領域に対応する部分に、前記一方の面から反対側の他方の面に向かって凹んだ第1の凹部を形成する工程と、
(3)前記エッチングマスク層をマスクとし、エッチング装置とエッチング液を使用した結晶異方性エッチングにより、前記第1の開口部と前記第2の開口部とから前記一方の面から前記他方の面に向う方向に前記第1のシリコン基板をエッチングして、前記一方の面と前記他方の面との間を貫通する貫通口を前記第1のシリコン基板の前記第1の開口部に対応した位置に、前記一方の面から前記他方の面側に向かって凹んだ第2の凹部を前記第1のシリコン基板の前記第2の開口部に対応した位置に、それぞれ形成する工程と、
(4)前記第2の凹部を利用して前記第1のシリコン基板の前記エッチング液に関するエッチングレートを算出する工程と、
(5)前記第1のシリコン基板の次以降に前記エッチング装置を使用してシリコン基板のエッチングを行う際のエッチングの条件を、前記算出する工程で算出された前記エッチングレートを利用して決定する工程と、
を含むシリコン基板の加工方法である。
(1)第1の開口部と第2の開口部とを有するエッチングマスク層を一方の面に備えた第1のシリコン基板を用意する工程と、
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を含むシリコン基板の加工方法である。
本発明に係るシリコン基板の加工方法により、結晶異方性エッチング処理と同時に厳密なエッチングレート管理が可能となり、より安定してシリコン基板に貫通口を形成することができる。
一般に、液体吐出ヘッド素子は、吐出エネルギー発生素子が形成されたシリコンウエハー(例えば6インチ)上に流路形成層や吐出口を形成し、一枚のウエハーに複数の液体吐出ヘッド素子を形成する。液体吐出ヘッド素子が製品チップに相当することになる。
本発明は液体吐出ヘッド素子用のシリコン基板(液体吐出ヘッド用基板)からなるウエハーを複数枚加工する方法である。また、本発明では液体吐出ヘッド素子用のシリコン基板からなるウエハーの裏面であって液体吐出ヘッド素子が形成される領域以外の部分にエッチングレートを測定するためのエッチングレート測定用マスク層を形成しておく。そして、後工程における液体吐出口を形成するための結晶異方性エッチング処理の際に、エッチングレート測定用マスク層に設けられた第2の開口部においてエッチング空間を形成する。そして、このエッチング空間からエッチング液の状態を把握し、次以降のロットにおける結晶異方性エッチングにおける処理条件を調整することができる。
例えば、通常、結晶異方性ウェットエッチングに用いるエッチング液は工程歩留まりが所定基準以上であれば、複数ロットにわたって利用されるが、このエッチング液にはシリコンが溶出し、ロット毎でエッチングレートが変化する場合がある。本発明ではエッチングレート測定用の第2の開口部をエッチングマスクに設けておくことで、液体供給口を形成する製品基板の結晶異方性エッチング時に同時にエッチング液の状態を調べることができる。そして、その結果を考慮して次ロットにおける結晶異方性エッチングの処理条件を選択することができる。したがって、結晶異方性エッチングと同時にエッチングレートの管理を行うことができ、より安定して液体供給口を形成することができる。また、エッチングレートを測定するために別途専用ダミー基板を用いる必要がなく、経費の削減、時間短縮を達成することができる。工業的見地からは、通常、複数枚のウエハーを同時に処理するバッチ式が採用されるが、エッチングレート測定用の第2の開口部は、1バッチで処理される全てのウエハーに設けてもよく、また一部のウエハーにのみ設けてもよい。1バッチに処理される枚数やエチング装置の規模などに応じて適宜設定すればよい。
図6にインクジェット記録ヘッドの一例の模式的斜視図を示す。なお、本発明はインクジェット記録ヘッドに限定されるものではない。
このインクジェット記録ヘッドは、吐出エネルギー発生素子3が所定のピッチで2列並んで形成されたシリコン基板1を有している。シリコン基板上には、密着層であるポリエーテルアミド層(不図示)が形成されている。更にシリコン基板1上には、流路壁9と吐出エネルギー発生素子3の上方に開口するインク吐出口14が被覆感光性樹脂12により形成されている。被覆感光性樹脂12は、インク供給口16から各インク吐出口14に連通するインク流路を形成している。SiO2膜をマスクとしてシリコン基板の裏面からの結晶異方性エッチングによって形成されたインク供給口16が、吐出エネルギー発生素子3の2つの列の間に開口されている。このインクジェット記録ヘッドは、インク供給口16を介してインク流路内に充填されたインク(液体)に、吐出エネルギー発生素子3の発生する圧力を加えることによって、インク吐出口14からインクの液滴を吐出させ、被記録媒体に付着させることにより記録を行う。
このインクジェット記録ヘッドは、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、更には各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に搭載可能である。そして、このインクジェット記録ヘッドを用いることによって、紙、糸、繊維、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックなど種々の被記録媒体に記録を行うことができる。尚、本発明において「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味する。
以下、本発明の実施形態について図1を参照して説明する。
なお、以下の説明では、本発明の適用例として、インクジェット記録ヘッド用のシリコン基板を例に挙げて説明を行うが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。また、インクジェットヘッド用基板の他、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用のシリコン基板の製造方法にも適用できる。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。
図1に、本発明のシリコン基板の加工方法について説明するための工程断面図を示す。尚、図1は図6におけるA−A線で切断した時の断面図として示されている。
図1(A)において、用意したシリコン基板1(結晶方位<100>)の裏面にはSiO2膜6とエッチングマスク層8が設けられている。図1(A)においてエッチングマスク層8は、点線30を境にして左側部分を液体供給口用エッチングマスク層、右側部分をエッチングレート測定用マスク層38として把握することができる。本発明では、エッチングマスク層8として液体供給口用エッチングマスク層とエッチングレート測定用マスク層を同じ材料から構成することが好ましく、例えばスピンコート法により形成することができる。また、エッチングマスク層には後工程の結晶異方性エッチングのエッチング開始面となる第1の開口部31が形成されており、エッチングレート測定用マスク層38には第2の開口部32が形成されている。第1の開口部31及び第2の開口部32もフォトリソグラフィ法などにより同時に形成されることが好ましい。第2の開口部32は、液体吐出ヘッド素子となる領域以外の部分に形成され、通常、一枚のウエハー上で素子取りのできない領域に少なくとも1つ形成される。また、本発明においては、第1の開口部において結晶異方性エッチングの先導孔として未貫通穴を形成するが、第2の開口部32をその際のアラインメントマークとして使用することもできる。逆にウエハー上の素子取り可能な位置にアラインメントマークとして第2の開口部32を形成しても良い。
また、図1(A)において、シリコン基板の表面には吐出エネルギー発生素子3、犠牲層2及びパッシベイション層4が形成されている。なお、シリコン基板の裏面を一方の面と表した場合、シリコン基板の表面は一方の面と反対側の他方の面とも表される。
次に、図1(B)に示すように、先導孔として凹部である未貫通穴(第1の凹部)20をシリコン基板の裏面側から第1の開口部に形成する。つまり、シリコン基板の第1の開口部内の領域に対応する部分に、裏面から表面側に向かって凹んだ未貫通穴(第1の凹部)を形成する。例えば、図1(B)に示すように、先導孔はシリコン基板の断面に対して少なくとも2本形成することが好ましい。第1の開口部における短手方向及び長手方向に対してそれぞれ少なくとも2列に配列し、第1の開口部の中心に対して左右対称に未貫通穴を形成することが好ましい。なお、この未貫通穴を形成しておくことにより、液体供給口の開口幅を狭くすることができる。また、形成される液体供給口の断面は樽型形状となる。
次に、図1(C)に示すように、シリコン基板の裏面から犠牲層に到達するまで結晶異方性エッチングを行い、インク供給口(液体供給口)16を形成する。そのとき、第2の開口部32からも異方性エッチングが進行し、凹部であるエッチング空間(第2の凹部)17ができる。28は(100)面を示す。
このように、本発明では、液体吐出ヘッド素子となる領域以外の部分に第2の開口部32を有するエッチングレート測定用マスク層を形成しておき、エッチング液を使用して結晶異方性エッチングを行うことにより、第2の開口部32からエッチングが進行してエッチング空間17を形成させる。このエッチング空間からエッチングレートを算出し、次ロットのエッチング条件にフィードバックする。例えば、シリコン基板の裏面から空間17の底部としての底面である(100)面28までの距離Dを測定し、その距離をエッチング時間で割ると単位時間当たりのエッチング速度が算出される。
次に、図1に示すような先導孔を形成した場合のシリコン基板に対する結晶異方性エッチングの進行状況の例について図2に模式的に示す。なお、以下ではインク供給口を形成する場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
まず、それぞれの先導孔の先端からはシリコン基板表面へ向かうに従い加工幅が狭まる方向に<111>(21a、b)が形成されると共に、先導孔の内部から厚さ方向に対して垂直な方向にエッチングが進む。また、裏面の第1の開口部においては、表面へ向かうに従い加工幅が広がる方向に<111>(22)が形成される。また、第2の開口部においては、表面に向うに従い加工幅が狭まる方向に<111>面が形成される(図2(A))。
次に、エッチングが進行すると第1の開口部においては、2本の先導孔間においてそれぞれの<111>(21b)が接し、この頂点からさらに表面に向かってエッチングが進行する。また、2本の先導孔における外側の<111>(21a)と裏面開口部から伸びた<111>(22)が交差し、厚さ方向に対して垂直な方向へのエッチングが見かけ上進行しなくなる。第2の開口部においては、そのまま加工幅が狭まる方向にエッチングが進行する(図2(B))。
更にエッチングが進行すると第1の開口部は、2本の先導孔間において<100>(28)が形成される(図2(C))。この<100>(28)がエッチングの進行と共にシリコン基板の表面へ向かい、最終的に犠牲層に到達することにより、結晶異方性エッチングが完了する。この時点で第2の開口部においても<100>面が露出した状態で、結晶異方性エッチングが完了する(図2(D))。
上述のようなインク供給口の形成方法においては、第一の開口部から形成される<111>(22、21a)の形成位置は先導孔により決定される。また、第2の開口部においても、加工幅が狭まる方向の<111>面の形成位置は、結晶異方性エッチングにより結晶方位<100>面が露出した位置により決定される。
第2の開口部を有するエッチングレート測定用マスク層は、上述のように、液体吐出ヘッド素子が形成される領域以外のシリコン基板裏面に設けられる。第2の開口部の形状は、エッチングレートを測定することができる形状であれば特に制限されない。例えば四角形とすることができ、好ましくは正方形又は長方形である。また、第2の開口部におけるエッチング空間は、結晶異方性エッチングの終了際に、エッチングされてできる空間の上面を形成する面(シリコン基板表面側に形成される面)が<100>面を有する。
また、例えば図8に示すように、製品チップを配置するためには面積が足りないウエハー外周部の余白部分に、エッチングレート測定用マスクパターンを設けることが出来る。そしてこの部分はシリコン基板に貫通口を形成した後、シリコン基板がチップ単位に切断されるとともに、切断により製品チップ領域と分離される。
例えば第2の開口部の形状を長方形とした場合、インク供給口を形成する際に必要な第2の開口部の短手方向の幅Yは、結晶異方性エッチング時間S、エッチングレートRとすると、以下の式を満たすことが好ましい。
((S×R)/Tan54.7°)×2<Y
つまり、第2の開口部の幅Yが((S×R)/Tan54.7°)×2よりも小さい場合は、シリコン基板の裏面から加工幅が狭まる方向の<111>面同士が結晶異方性エッチング処理の途中でV字型に当ってしまい、エッチングレートを測定することが出来なくなる。したがって第2の開口部の幅が((S×R)/Tan54.7°)×2よりも大きくなれば、エッチングレートを把握することができる。
(実施例1)
以下、本発明の実施形態について、図3(A)〜図3(H)を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるべき他の技術にも応用することができる。
以下、本発明の実施形態について、図3(A)〜図3(H)を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるべき他の技術にも応用することができる。
図3(A)〜(H)は、図6のA−A線における断面図であり、本発明のシリコン基板の加工方法の基本的な製造工程を示すための断面模式図である。
図3(A)に示される基板1上には、発熱抵抗体等の吐出エネルギー発生素子3が複数個配置されている。また、前記基板1の裏面にはSiO2膜6で全面覆われている。また、シリコン基板の表面にはインク供給口(液体供給口)の表面開口を精度よく形成するために犠牲層2が設けてある。シリコン基板及び犠牲層の上にはパッシベイション層4が形成されている。
犠牲層はシリコン基板のエッチング液(アルカリ溶液)でエッチングが可能であり、例えば、ポリSiやエッチング速度の速いアルミ、アルミSi、アルミ銅、アルミSi銅などで形成される。
パッシベイション層4としては、後工程における結晶異方性エッチングで犠牲層がエッチングされた後、エッチング液でのエッチングが進行しない(耐エッチング性を有する)ことが必要である。パッシベイション層としては、例えば、酸化珪素や窒化珪素等を用いることができる。この際、吐出エネルギー発生素子の裏面側に配置させて蓄熱層として用いることができ、また、吐出エネルギー発生素子の上層に配置させて保護膜として用いることもできる。なお、吐出エネルギー発生素子(ヒーター)の配線やそのヒーターを駆動するための半導体素子は図示していない。
次に、図3(B)に示すように、シリコン基板1の裏面に例えばポリエーテルアミド樹脂を塗布してベーク処理し、エッチングマスク層8を形成する。そして、エッチングマスク層8をパターニングするために、ポジ型レジストをスピンコート等により塗布、露光、現像し、エッチングマスク層8をドライエッチング等によりパターニングし、前記ポジ型レジストを剥離する。これにより第1の開口部がエッチングマスク層8に形成される。この第1の開口部は後工程の結晶異方性エッチングにおけるエッチング開始面となる。
また、パッシベイション層の表面に、例えばポリエーテルアミド樹脂を塗布・硬化する。そして、ポジ型レジストをスピンコート等により塗布・露光・現像し、ポリエーテルアミド樹脂7をドライエッチング等によりパターニングし、ポジ型レジストを剥離する。
次に、図3(C)に示すように、基板表面側にポジ型レジストをパターニングして、インク流路(液体流路)となる型材料10を形成する。
次に、図3(D)に示すように、型材料10上に被覆感光性樹脂12をスピンコート等により形成し、さらにその上に、撥水材13をドライフィルムのラミネート等により形成する。インク吐出口14は、被覆感光性樹脂12を紫外線やDeep UV光等による露光、現像を行って形成する。
次に、図3(E)に示すように、型材料10及び被覆感光性樹脂12等が形成されている前記基板1の表面及び側面をスピンコート等による塗布を行い、保護材15で覆う。
次に、図3(F)に示すように、第1の開口部に先導孔を形成した後、インク供給口を結晶異方性エッチングにより形成する。この際、まず、エッチングマスク層8をマスクとして、第1の開口部にあるシリコン基板裏面のSiO2膜6を除去し、その後、シリコン基板1の裏面側からレーザー加工により先導孔として未貫通穴20を形成する。そして、TMAH液等を異方性エッチング液として用い、シリコン基板の裏面からエッチングを行って、犠牲層にいたるインク供給口を形成する(図3(G))。このエッチングにおいては、図2で示した過程によりエッチングが進行し、先導孔の先端から形成され、裏面に対して54.7°で形成される<111>が犠牲層に至る。犠牲層はエッチング液によって等方エッチングされ、インク供給口はその上端が犠牲層の形状に対応し、<111>面により断面形状が樽型に形成される。
この時、シリコン基板の裏面に形成されたエッチングレート測定用の第2の開口部からも結晶異方性エッチングが進行する(図2参照)。第2の開口部には第1の開口部のような未貫通孔20は形成されておらず、シリコン基板の裏面から直接エッチングが開始される。この時、形成されたエッチング空間の深さとエッチング時間の関係からエッチングレートを算出し、次ロットの結晶異方性エッチングの処理時間の算出にフィードバックする。これを繰り返すことで、常に安定してインク供給口を形成することができる。また、結晶異方性エッチングの処理時間を調整するだけでなく、その他にも、エッチング液の組成や濃度を調整してもよい。
例えばレート測定結果がR(<100>面方向へのエッチング距離/時間)、次のエッチング対象ウエハーの厚みがT、未貫通穴深さをHとした時、次のウエハーにおいて、未貫通穴の先端からエッチング領域が犠牲層まで到達するのにかかるエッチング時間Sは、(T−H)/R=Sとなる。
更に<111>面を露出させることにより、インク供給口に流れるインク(液体)に対しSi溶出を抑える効果も期待できる。
次に、図3(H)に示すように、パッシベイション層4の一部をドライエッチングにて除去する。次に、エッチングマスク層8及び保護材15を除去する。更に、型材料10を、インク吐出口(液体吐出口)14及びインク供給口16から溶出させることにより、インク流路が形成される。
以上の工程により、ノズル部が形成された基板1をダイシングソー等により切断分離、チップ化し、吐出エネルギー発生素子3を駆動させるための電気的接合を行った後、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドを完成させる。
尚、図3においては、厚さ600μmの基板を例に示したが、これより薄い、もしくは厚い基板に対しても、本発明を適用することができる。その際には、先導孔の深さおよび開口部寸法を変更することにより、容易に対応可能である。
更に、図7に示すような形状を有するインク供給口を先導孔を形成した後に結晶異方性エッチングすることで形成する場合においても、正確な異方性エッチングレートを管理する上で、エッチングレート測定用マスク層を用いる本発明を組み合わせることが可能である。
以上の説明では、本発明の適用例として、インクジェット記録ヘッドを例に挙げて説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、例えばバイオッチップや電子回路印刷用の液体吐出ヘッドにも適用できる。
また、液体吐出ヘッドは、ファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に搭載可能である。例えば、バイオッチップ作成や電子回路印刷、薬物を噴霧状に吐出するなどの用途にも用いることができる。
そして、この液体吐出ヘッドを用いることによって、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど種々の記録媒体に記録を行うことができる。なお、本明細書内で用いられる「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味することとする。
さらに、「液体」とは、広く解釈されるべきものであり、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成、記録媒体の加工、或いはインク、または記録媒体の処理に供される液体を言うものとする。ここで、インクまたは記録媒体の処理としては、例えば、記録媒体に付与されるインク中の色材の凝固または不溶化による定着性の向上や、記録品位ないし発色性の向上、画像耐久性の向上などのことを言う。
1:シリコン基板(<100>)
2:犠牲層
3:吐出エネルギー発生素子
4:パッシベイション層
6:SiO2膜(シリコン基板の酸化膜)
7:ポリエーテルアミド樹脂(表面)
8:エッチングマスク層
9:流路壁
10:型材料
12:被覆感光性樹脂
13:撥水材
14:吐出口
15:保護材
16:インク供給口(液体供給口)
17:エッチング空間
20:先導孔
21a、21b、22:結晶異方性エッチングにより形成された<111>面
28:結晶方位<100>面が露出した開口部
30:液体吐出ヘッド素子を形成する領域の境界を示す線
31:第1の開口部
32:第2の開口部
36:SiO2膜(シリコン基板の酸化膜)
38:エッチングレート測定用マスク層
2:犠牲層
3:吐出エネルギー発生素子
4:パッシベイション層
6:SiO2膜(シリコン基板の酸化膜)
7:ポリエーテルアミド樹脂(表面)
8:エッチングマスク層
9:流路壁
10:型材料
12:被覆感光性樹脂
13:撥水材
14:吐出口
15:保護材
16:インク供給口(液体供給口)
17:エッチング空間
20:先導孔
21a、21b、22:結晶異方性エッチングにより形成された<111>面
28:結晶方位<100>面が露出した開口部
30:液体吐出ヘッド素子を形成する領域の境界を示す線
31:第1の開口部
32:第2の開口部
36:SiO2膜(シリコン基板の酸化膜)
38:エッチングレート測定用マスク層
Claims (8)
- (1)第1の開口部と第2の開口部とを有するエッチングマスク層を一方の面に備えた第1のシリコン基板を用意する工程と、
(2)前記第1のシリコン基板の前記第1の開口部内の領域に対応する部分に、前記一方の面から反対側の他方の面に向かって凹んだ第1の凹部を形成する工程と、
(3)前記エッチングマスク層をマスクとし、エッチング装置とエッチング液を使用した結晶異方性エッチングにより、前記第1の開口部と前記第2の開口部とから前記一方の面から前記他方の面に向う方向に前記第1のシリコン基板をエッチングして、前記一方の面と前記他方の面との間を貫通する貫通口を前記第1のシリコン基板の前記第1の開口部に対応した位置に、前記一方の面から前記他方の面側に向かって凹んだ第2の凹部を前記第1のシリコン基板の前記第2の開口部に対応した位置に、それぞれ形成する工程と、
(4)前記第2の凹部を利用して前記第1のシリコン基板の前記エッチング液に関するエッチングレートを算出する工程と、
(5)前記第1のシリコン基板の次以降に前記エッチング装置を使用してシリコン基板のエッチングを行う際のエッチングの条件を、前記算出する工程で算出された前記エッチングレートを利用して決定する工程と、
を含むシリコン基板の加工方法。 - 前記工程(4)では、前記第2の凹部の底部と前記一方の面との距離と前記第1のシリコン基板をエッチングした時間から前記第1のシリコン基板の厚さ方向に関する前記第1のシリコン基板の前記エッチングレートを算出する請求項1に記載のシリコン基板の加工方法。
- 前記第1のシリコン基板をレーザーで加工することにより前記第1の凹部を形成する請求項1又は2に記載のシリコン基板の加工方法。
- 前記第1のシリコン基板をドライエッチングで加工することにより前記第1の凹部を形成する請求項1又は2に記載のシリコン基板の加工方法。
- 前記工程(5)において、前記エッチングの条件は、エッチングに使用するエッチング液の濃度である請求項1乃至4のいずれかに記載のシリコン基板の加工方法。
- 前記工程(5)において、前記エッチングの条件は、エッチングを行う時間である請求項1乃至4のいずれかに記載のシリコン基板の加工方法。
- 前記工程(5)は、前記第1のシリコン基板の次以降に前記エッチング装置と前記エッチング液とを使用してシリコン基板のエッチングを行う際のエッチングの条件を、前記算出する工程で算出された前記エッチングレートを利用して決定する工程である請求項1に記載のシリコン基板の加工方法。
- 第1の開口部と第2の開口部とを有するエッチングマスク層を一方の面に備え、前記一方の面と反対側の他方の面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を備えた第1のシリコン基板を用意する工程と
前記第1のシリコン基板の前記第1の開口部内の領域に対応する部分に、前記一方の面から前記他方の面側に向かって凹んだ第1の凹部を形成する工程と、
前記エッチングマスク層をマスクとし、エッチング装置とエッチング液を使用した結晶異方性エッチングにより前記第1の開口部と前記第2の開口部とから前記一方の面から前記他方の面に向かう方向に前記第1のシリコン基板をエッチングして、前記一方の面と前記他方の面との間を貫通する前記エネルギー発生素子に前記液体を供給するための貫通口を前記第1のシリコン基板の前記第1の開口部に対応した位置に、前記一方の面から前記他方の面側に向かって凹んだ第2の凹部を前記第1のシリコン基板の前記第2の開口部に対応した位置に、それぞれ形成する工程と、
前記第2の凹部を利用して前記第1のシリコン基板の前記エッチング液に関するエッチングレートを算出する工程と、
前記第1のシリコン基板の次以降に前記エッチング装置を使用してシリコン基板のエッチングを行う際のエッチングの条件を、前記算出する工程で算出された前記エッチングレートを利用して決定する工程と、
を含む液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
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