JP2021020388A5

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Publication number: JP2021020388A5
Application number: JP2019138741A
Authority: JP
Filing date: 2019-07-29
Publication date: 2022-07-13
Anticipated expiration: 2039-07-29

Description

特許文献１には、液体を吐出するノズル開孔を含む流路が設けられ、接着剤を介して積層された複数の基板と流路内壁に原子層堆積法で形成される酸化タンタル等の薄膜を有するインクジェット記録ヘッドが開示されている。図１（Ａ）に、特許文献１に記載の基板接合体の概略断面図を示す。図１（Ａ）に示す基板接合体１５０は、第一の基板１５１と第二の基板１５２とが接着剤１５３を介して接合されたものである。基板接合体１５０は、第一の基板１５１と第二の基板１５２と第三の基板１５６とにわたって設けられたインク流路１５４を有し、第一の基板１５１にはインクを吐出する吐出口１５５が形成されている。インク流路１５４の内壁面には、内壁面から接着剤１５３上にわたって、原子層堆積法によって形成された酸化タンタル、酸化ハフニウム及び酸化ジルコニウムからなる群から選択される少なくとも一種の材料からなる保護膜１５７が設けられている。特許文献１には、このような構成をとることにより、基板同士を接着することが記載されている。

図２（Ａ）は、液体吐出ヘッド用基板１００の製造時のウエハ状の基板を例示する平面図であり、多数の素子（チップ）が形成される素子形成領域（第１領域ともいう）１３３が１枚のウエハ上に形成されている例を示している。また、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＡ-Ａ線で破断して示す概略断面図である。ウエハ外周部は素子の取得が行われない素子形成領域以外の領域（外郭領域ともいう）１３４を有する。本発明では、少なくとも２枚以上の基板を接合することにより、該基板中に配置形成される複数の素子を、切断により分割して個々の素子（チップ）とする基板接合体の製造方法について説明する。以下の説明では、２枚の基板（第１基板及び第２基板）を用いる場合について説明するが、３枚以上の基板の接合においても同様であり、そのための変更は当業者に容易に理解できるものである。

本発明に係る製造方法は、素子の一部を形成する第１基板と、素子の他部を形成する第２基板とを接合する基板の接合方法に関する。その際、素子の形成領域の外に接着剤を設けて、前記第１基板の一部の素子形成領域と第２基板の他部の素子形成領域とを非接触状態で接合する接合工程と、非接触状態の領域を埋めるように膜を成膜する成膜工程とを有する。具体的には、第１基板１３１上に、複数の素子が形成された第１領域１３３には、その領域内への、接着剤塗布を行わず、外郭領域１３４において接着剤１２３により第１基板と第２基板とを部分的に仮接合する。これにより図２（Ｂ）に示されるように、第１基板と第２基板の間には非接触状態の領域となる隙間１４１が形成されることとなる。この隙間に成膜法により膜材料を充填して本接合を行う。切断（ダイシング）により個々のチップに分割すると、得られたチップ（基板接合体）は成膜により形成された膜のみで第１基板と第２基板が接合されることとなる。

後述する図４（Ａ）ないし図４（Ｄ）に示されるように膜で隙間１４１を閉塞するためには、図４（Ａ）に示されるように隙間の高さｈを所定の範囲内とすることが好ましい。例えば、高さｈは、狭い領域で１．０×１０^－２μｍ（１０ｎｍ）以上とすることが好ましく、広い領域でも６．０×１０^-１μｍ（６００ｎｍ）以下とすることが好ましい。隙間の高さｈは、本仮接合工程における製法のパラメータを最適化することにより制御することができる。具体的には、接着剤材料、接着剤の塗布厚さ、接合圧力、接合温度、および加圧時間を適切に制御することにより所望の高さｈとすることができる。

また、図４（Ｄ）に示されるように、流路の内壁面に形成される膜の厚さをｔとしたとき、ｈ＜２ｔの関係を満たすように隙間１４１の高さｈを調節する。通常、第１基板１３１の対向面１２１と第２基板１３２の対向面１２２に対して、膜１２４は同じ厚さで成膜されていくため、厚さｔの２倍の値がｈの値より大きければ膜を閉塞できると考えられるためである。ｔとｈはｈ≦ｔの関係を満たすことがより好ましい。
隙間内における膜と基板との間の密着力をより高めるためには、基板間に設けられた隙間を膜によって空隙なく埋めることが好ましい。

(実施例４)
第１基板１３１に対して、実施例１と同様にして第一の流路１１２及び第二の流路１１３を形成した。
次に、実施例１と同様に第１基板の外郭領域１３４に接着剤１２３を形成し、第１基板１３１と第２基板１３２を仮接合した（図５（Ｃ））。
続いて、ポリパラキシリレン樹脂を用いて、化学的蒸着（ＣＶＤ）法によって基板接合体の流路の内壁面に膜１２４を形成した。このポリパラキシリレン樹脂を用いた膜１２４は、以下のようにして形成した。まず、原料となるパラキシリレンモノマーを熱分解して、生成物をトルエン、ベンゼンなどの有機溶媒中で急冷しダイマーと呼ばれるジパラキシリレンを得た。次いで、このジパラキシリレンを熱分解して、安定したラジカルパラキシリレンガスを生成させ、発生したガスを素材上に吸着、重合させることで、ポリパラキシリレン膜を得た。この膜を厚さ０．３μｍで隙間を閉塞するように形成した。
その後、基板接合体の第１基板１３１の表面に、ポジ型レジストから構成されたドライフィルムレジストをラミネートして、エッチングマスクを形成した。ＣＦ_４、Ｏ_２、およびＡｒの混合ガスからなるプラズマを用いたドライエッチングにより、コンタクトパッド上のポリパラキシリレン膜を除去し、その後、レジストマスクを剥離により除去した。
実施例２と同様に膜１２４により接合し、第１基板の素子形成面に吐出口形成部材の壁部１１８と天板１１７を形成して、流路部１１５から圧力室１０２と吐出口１０１へと連通した液体吐出ヘッド用基板を作製した。
実施例２ないし実施例４についても実施例１と同様の効果が得られた。