JP4219111B2 - インクジェットヘッドの流路板の製造方法、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッドに係り、特に、インクジェットヘッドのインク液室を形成するための流路板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、記録時の騒音が極めて小さいこと、高速印字が可能なこと、インクの自由度が高く安価な普通紙を使用できることなど、多くの利点を有する。特に、記録の必要なときにのみインク液滴を吐出するいわゆるインク・オン・デマンド方式が、記録に不要なインク液滴の回収を必要としないため現在主流となっている。
【０００３】
インク・オン・デマンド方式のインクジェットヘッドには駆動手段が圧電素子であるもの(例えば特公平2-51734号)やインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインクを吐出させる方法(例えば特公昭61-59911号)、駆動手段に静電気力を利用したもの(例えば特開平5-50601号)などがある。この中でも、ノズル開口が形成されたノズル板と振動板とを流路板の両面に接着してインクの加圧液室を形成し、振動板を圧電素子により変形させる形式のインクジェットヘッドは、インク滴を飛翔させるための駆動源として熱エネルギーを使用しないため熱によるインクの変質がなく、熱により劣化しやすいカラーインクを吐出させることが可能であり、また、圧電素子の変位量を調整してインク滴のインク量を自在に調節可能であるので、高品質なカラー印刷のためのプリンタを構成するのに最適なヘッドである。
【０００４】
一方、インクジェットヘッドを用いてより品質の高いカラー印刷を行おうとすると、一層高い解像度が要求されるため、圧電素子や流路板の隔壁等のサイズが必然的に小さくなって、部材の加工や組み立てに高い精度が要求される。流路板の材料としては、適度な剛性を持ち比較的簡単な手法で微細な形状を高い精度で加工可能なシリコン単結晶基板を用いることが有効である。
【０００５】
このようなシリコン基板を用いる流路板に関する従来技術としては、複数種類のマスク層を用いず、１回のエッチング工程でシリコン流路板に所定の形状を形成する方法（特開平11-157073号）、ウェットエッチング技術のみを利用してシリコン流路板に所定の形状を形成する方法（特開平10-189534号）、シリコン上にマスク層を成膜し、これにレジストで所定の流路板パターンをパターニングし、そのレジストパターンをマスクにしてシリコン上のマスク層をエッチングし、そのマスク層をマスクとしてエッチングによりシリコンに所定の流路板形状を形成する方法（特開2000-15822号）などが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
シリコン基板を用いて流路板を作成する場合、シリコン基板面に酸化膜等のマスク材を成膜し、これをリソグラフィー技術及びエッチング技術により必要な形状に高精度にパターニングする。このパターニングされた酸化膜等をマスクとして、水酸化カリウム水溶液でシリコン単結晶基板をウェットエッチングすることにより所定の形状を得ることができる。マスク層のパターニング工程は、一般的な半導体製造設備及び半導体製造プロセスを活用し、レジストによるパターニングとドライエッチングによる加工が有効である。
【０００７】
このパターニングでは、特開平10-189534号公報に記載されているように装置の搬送キズなどを避けるためにウェットエッチングによる加工も考えられるが、より高精度な加工のためにはサイドエッチング制御が容易なドライエッチングが望ましい。
【０００８】
マスク層の酸化膜のドライエッチングのためには、酸化膜ドライエッチング装置が使用される。しかし、一般的な酸化膜ドライエッチ装置は、エッチング特性を向上させるためシリコンウェハ周辺を押さえるクランプ機構がある場合が多いため、エッチングに先立ってウェハ周辺のレジストマスクを除去しておく必要がある。これはレジストとクランプが接触することによるゴミの発生やウェハのクランプへの付着を防止のために必要な処置である。しかしながら、ウェハ周辺のレジストマスクを除去した場合、クランプとレジストマスクとの間に僅かな隙間ができ、その隙間部分の下の酸化膜はレジストにカバーされることなく酸化膜エッチング装置のプラズマにさらされ、その部分のドライエッチングが進行し、エッチング終了時にシリコン面が完全に露出される。その結果、次工程のシリコンウェットエッチング時に、ウェハ周辺のシリコン露出部がエッチングされ、最悪の場合、ウェハのサイズダウンを起こす。
【０００９】
また、シリコンウェハを両面加工する場合において、一方の面の加工時に、裏面となるもう一方の面に加工装置の搬送キズが付きやすく、これが歩留まり低下の原因となる。したがって、量産を行う場合には、歩留まりを向上させるために裏面保護対策が必須であるが、そのような裏面保護については前記特開2000-15822号公報では言及されていない。
【００１０】
よって、本発明の目的は、上述のようなウェハ周辺部の形状の崩れやサイズダウン、さらには搬送キズの発生の問題について改善し、高品質な流路板を量産性良く製造する方法を提供することにある。本発明のもう１つの目的は、高品質なインクジェットヘッドを低コストで実現することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、
シリコン基板を加工してインクジェットヘッドの流路板を製造する流路板製造方法であって、
前記シリコン基板に最外層がポリシリコン膜からなる多層膜を形成する工程と、
前記多層膜の前記ポリシリコン膜及び該ポリシリコン膜の下の膜を同時にパターニングしてエッチングのためのマスクを形成する工程と、
ウェハエッジ部分のエッチングの進行を前記ポリシリコン膜により阻止してエッチングを行う工程と、
前記シリコン基板の異方性エッチングと同時に前記ポリシリコン膜を除去する工程とを有することを特徴とする流路板製造方法である。
請求項２記載の発明は、
シリコン基板を加工してインクジェットヘッドの流路板を製造する流路板製造方法であって、
シリコン基板の両面に最外層がポリシリコン膜からなる多層膜を形成する工程と、
前記多層膜の前記ポリシリコン膜及び該ポリシリコン膜の下の膜を同時にパターニングしてエッチングのためのマスクを形成する工程と、
前記ポリシリコン層を前記シリコン基板の片面加工時に裏面となる面の保護膜としてエッチングを行う工程と、
前記シリコン基板の異方性エッチングと同時に前記ポリシリコン膜を除去する工程とを有することを特徴とする流路板製造方法である。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明に係る流路板製造方法において、前記多層膜は内側よりシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリシリコン膜からなる３層膜であることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の発明に係る流路板製造方法において、前記多層膜は内側よりシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリシリコン膜からなる４層膜であることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明に係る流路板製造方法により製造された流路板に、ノズル板及び振動板をそれぞれ接合してなる液室ユニットを有することを特徴とするインクジェットヘッドである。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明に係るインクジェットヘッドを具備していることを特徴するインクジェット記録装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明によるインクジェットヘッドの全体的構成の一例を説明するための一部が破断された概略分割斜視図である。このインクジェットヘッドは、ノズル板１０１、流路板１０３、振動板１０７、ベース部材１１１上に圧電素子が配列されてなるアクチュエータからなる。ノズル板１０１と流路板１０３と振動板１０７はこの順番に接合されて３層構造の液室ユニットを構成する。振動板１０７の流路板１０３と反対側の面にアクチュエータの圧電素子が接合される。
【００１３】
ノズル板１０１にはインク滴を吐出飛翔させるための微細孔である多数のノズル１０２が形成されている。このノズル１０２の径は例えば２０乃至３５μｍである。ノズル板１０１は例えば電鋳工法によって製造したNiの金属プレートであるが、シリコンやその他金属材料、あるいはポリイミド等の樹脂フィルムによってノズル板１０１を形成することもできる。なお、ノズル板１０１の外部表面には、撥水性の表面処理膜が成膜される。
【００１４】
流路板１０３は、後に詳述するような本発明の製造方法によってシリコン基板を用いて作られたものである。そのシリコン基板としては、面方位(110)のものが用いられる。このような(110)基板を使用することにより、ノズル１０２のピッチ方向に対して垂直に加圧液室１０４を形成することができるため、微細化・狭ピッチ化に有利である。流路板１０３には、各ノズル孔１０２と、それに対応した加圧液室１０４とを連通させるための連通孔１０５が形成されている。連通孔１０５は、後述するように、例えばドライエッチング法と異方性エッチング方法により形成されている。各加圧液室１０４と、それらにインクを共通するための共通液室１０６は、後述のように例えばシリコンの異方性エッチング法により形成されている。また、流路板１０３の表面には、インクに溶出しにくい酸化膜が形成されている。この酸化膜が形成されることで濡れ性も向上するため、気泡の滞留が生じにくくなる。ただし、この酸化膜に代えて、窒化チタン(TiN)膜やポリイミド膜を形成することも可能である。
【００１５】
振動板１０７は、Ni電鋳工法で形成した金属プレートからなる。振動板１０７の振動機能を司る部分は、アクチュエータの圧電素子の非駆動部１１３に接合される梁部１０８と、圧電素子の駆動部１１２に接合される島状凸部１０９と、この島状凸部１０９の周囲に形成された厚みが例えば２乃至１０μｍ程度の最薄膜部分(ダイヤフラム領域)１１０とからなる。
【００１６】
アクチュエータは、ベース部材１１１（例えば、チタン酸バリウム、アルミナ、フォルステライトなどの絶縁性のセラミックス基板）の上に、電気機械変換素子である積層型圧電素子を２列配列して接合し、これら２列の各圧電素子をダイシング加工することにより、チャンネル方向に交互に並んだ、駆動パルスが印加される駆動部１１２と駆動パルスが印加されない非駆動部１１３とに分割された構成とされる。用いられる圧電素子は、例えば、厚さが１０乃至５０μｍn/層のチタン酸ジルコン酸(PZT)の圧電層と、厚さが数μｍ/層の銀パラジューム(AgPd)からなる内部電極を交互に積層したものである。このように厚さ１０乃至５０μｍ/層の積層型とすることによって低電圧の駆動が可能となる。なお、圧電層の材質はＰＺＴに限られるものではない。圧電素子の内部電極は１つおきに端面に端面電極として引き出される。ベース部材１１１上に共通電極パターンおよび個別電極パターンが形成され、圧電素子の駆動部１１２の各端面電極は導電性接着剤等によって共通電極パターン又は個別電極パターンと電気的に接続される。個別電極パターンおよび共通電極パターンは、それぞれ不図示のＦＰＣケーブルを介して、不図示の回路基板と電気的に接続される。この回路基板上の駆動回路により圧電素子の各駆動部１１２に駆動パルスを印加することによって、それを積層方向に変位させ、振動板１０７を介して加圧液室１０４を加圧し、インクを滴としてノズル１０２より吐出させることができる。
【００１７】
このような本発明によるインクジェットヘッドは、それにインクを供給するためのインクタンクと一体化することも可能である。そのようなインクジェット記録カートリッジの一例を図２に示す。図２において、８１は本発明によるインクジェットヘッド、８２はインクタンクである。インクジェットヘッド８１のノズル板８４は、例えば図示の位置に露出せしめられる。このようなインクジェット記録カートリッジの場合、インクジェットヘッドの歩留まり不良は直ちにインクジェット記録カートリッジの不良につながるので、上述したような流路板のパーティクルなどによる製造不良を低減することで、インクジェット記録カートリッジの歩留まりが向上し、そのコストを削減できる。
【００１８】
ここで、本発明によるインクジェットヘッドの流路板の製造方法の特徴とその利点の理解を容易にするため、本発明によらない流路板の製造プロセスの参考例を図９及び図１０を参照して説明する。
【００１９】
ここに示す製造プロセスにおいては、まず図９（ａ）に示すように、厚さ４０μｍの面方位（１１０）のシリコン基板２０１の表面に、厚さ１．０μｍのシリコン酸化膜２０２及び厚さ０．２μｍのＬＰ(減圧)ＣＶＤ窒化膜２０３を形成する。
【００２０】
次に図９（ｂ）に示すように、上面側の窒化膜２０３上にレジストを塗布し、それに加圧液室面パターンの形状にパターニング204を行う。次いで、このレジストをマスクとして後窒化膜２０３をドライエッチングして、図９（ｃ）に示す窒化膜パターン２０５を形成する。
【００２１】
次に図９（ｄ）に示すように、レジストを塗布し、これに連通孔形成パターンの形状にパターニング２０６を行う。この工程で、次工程で使用される一般的なクランプ式酸化膜ドライエッチ装置のクランプ２０６が直接レジストに接触しないようにするため、ウェハ周辺のレジストを周辺露光等により除去される。その結果、図示のようにクランプ２０６とレジストの間に僅かな隙間２０６ａができる。
【００２２】
次に図９（ｅ）に示すように、レジストをマスクとし、ドライエッチングによりシリコン酸化膜２０２に連通孔パターンの形状にパターニング２０７を行う。このドライエッチングにより、隙間２０６ａの部分でもシリコン酸化膜２０２が除去されシリコン面２０７ａが露出する。
【００２３】
次に図９（ｆ）に示すように、下面側表面（表裏反転して作図されているため、図中では上面側表面）の窒化膜２０３上にレジストを塗布し、これにノズル面パターンの形状にパターニング２０８を行う。このレジストをマスクとして、図９（ｇ）に示すように窒化膜２０３に連通孔パターンの形状にパターニング２０９を行う。
【００２４】
次に図１０（ｈ）に示すように、レジストを塗布し、それに連通孔形成パターンの形状にパターニング２１０を行う。この時に、次工程において使用される一般的なクランプ式酸化膜ドライエッチ装置のクランプ２０６が直接レジストに接触しないようにするため、ウェハ周辺で周辺露光等によりレジストが除去され、その結果、クランプ２０６とレジストの間に僅かな隙間２１０ａができる。
【００２５】
次に図１０（ｉ）に示すように、ドライエッチングによりシリコン酸化膜２０２に連通孔パターンの形状にパターニング２１１を行う。このドライエッチングにより、隙間２１１ａの部分でもシリコン酸化膜２０２がエッチングされシリコン面２１１ａが露出する。
【００２６】
次に図１０（ｊ）及び（ｋ）に示すように、上面側（図中下面側）にレジスト２１２を塗布し、ＩＣＰドライエッチャーを使用して連通孔パターン２１３をパターニングする。レジスト２１２の膜厚は８μｍとする。
【００２７】
次に図１０（ｌ）に示すように、レジスト２１２を除去し、水酸化カリウム水溶液によりシリコンの異方性エッチングを行い連通孔２１４を貫通させる。この時に、ウェハ周辺部のシリコン露出部でもエッチングが進行するため、その部分２１２ａのシリコン厚みが減少する。
【００２８】
次に図１０（ｍ）に示すように、上面側（図中下面側）の窒化膜２０３をマスクとして、希ふっ酸によりシリコン酸化膜２０２のウェットエッチングを行い、シリコン面２１５を露出させる。
【００２９】
その後、図１０（ｎ）に示すように、水酸化カリウム水溶液によりシリコンの異方性エッチングを再度行い、加圧液室及び共通液室となる部分２１６を形成する。最後に、図１０（ｏ）に示すように表面に残った窒化膜２０３及びシリコン酸化膜２０２を除去し、その後、図示しないが耐インク接液膜としてのシリコン酸化膜を１μｍの厚さで成膜することにより流路板を完成する。
【００３０】
図１０（ｍ）の工程において、ウェハ周辺部分２１４ａでもエッチングが進行し、最終的には、ウェハ周辺部の脱落（ウェハのサイズダウン）が起こることも考えられる。脱落しない場合においても、ウェハ周辺部に極めて厚みの薄い部分ができるため、ウェハの取り扱い時に周辺部に欠けが発生して次工程装置における搬送不良トラブル、ゴミの発生等の原因となる恐れがある。
【００３１】
次に、本発明による流路板製造方法の実施例１について説明する。図３及び図４その工程図である。
【００３２】
この実施例においては、まず図３（ａ）に示すように、例えば厚さ４００μｍの面方位（１１０）のシリコン基板３０１の表面に、例えば厚さ１．０μｍの酸化膜３０２、例えば厚さ０．２μｍの窒化膜３０３、例えば厚さ０．３５μｍのポリシリコン膜３０４を順に成膜する。窒化膜３０３はLP-CVD窒化膜が最も品質（異方性エッチングマスク耐性）が高く、所望寸法の制御に有利であるが、その他の熱CVD膜、スパッタ膜又はプラズマCVD膜を用いることもできる。酸化膜３０２も同様にシリコン熱酸化膜にかぎらず、熱CVD膜、スパッタ膜又はプラズマCVD膜を使用することもできる。
【００３３】
次に図３（ｂ）に示すように、上面にレジストを塗布し、これに加圧液室面パターンの形状にパターニング３０５を行う。
【００３４】
次に図３（ｃ）に示すように、ドライエッチングにより上面側のポリシリコン膜３０４及び窒化膜３０４のパターニング３０６を行う。
【００３５】
次に図３（ｄ）に示すように、レジストを塗布し、それに連通孔形成パターンの形状のパターニング３０７を行う。この時に、次工程において使用される一般的なクランプ式酸化膜ドライエッチ装置のクランプ３０７ｂを直接レジストに接触させないように、ウェハ周辺部のレジストが周辺露光等により除去され、その結果、クランプ３０７ｂとレジストの間には僅かな隙間３０７ａができる。
【００３６】
次に図３（ｅ）に示すように、ドライエッチングにてシリコン酸化膜３０２に連通孔パターンの形状のパターニング３０８を行う。この時に、隙間３０７ａの部分も酸化膜ドライエッチングのプラズマにさらされるが、その部分はシリコン酸化膜とのエッチング選択比の高いポリシリコン膜３０４で保護されるためエッチングが進行せず、したがって、ウェハ周辺部にシリコン面は露出しない。
【００３７】
次に図３（ｆ）に示すように、下面側（図中上面側）にレジストを塗布し、これにノズル面パターンの形状のパターニング３０９を行う。その後、このレジストをマスクとして、ドライエッチングにより、図３（ｇ）に示すようにポリシリコン膜３０４及び窒化膜３０３のパターニング３１０を行う。
【００３８】
さらに、図４（ｈ）に示すように、次工程において使用される一般的なクランプ式酸化膜ドライエッチ装置のクランプ３０７ｂを直接レジストに接触させないようにするため、ウェハ周辺部のレジストを周辺露光等により除去する。その結果、クランプ３０７ｂとレジストの間に僅かな隙間３１１ａができる。
【００３９】
次に図４（ｉ）に示すように、ドライエッチングによりシリコン酸化膜３０２に連通孔パターンの形状のパターニング３１２を行う。この時に、隙間３１１ａの部分も酸化膜ドライエッチングのプラズマにさらされるが、その部分は酸化膜とのエッチング選択比の高いポリシリコン膜で覆われているためエッチングが進行せず、したがってウェハ周辺部にシリコンは露出しない。
【００４０】
次に図４（ｊ）及び（ｋ）に示すように、上面側（図中下面側）にレジスト３１３を例えば８μｍ厚で塗布してパターニングした後、ＩＣＰドライエッチャーを使用して連通孔パターンの形状にパターニング３１４を行う。
【００４１】
次に図４（ｌ）に示すように、レジストを除去して水酸化カリウム水溶液によりシリコンの異方性エッチングを行って連通孔３１５を貫通させる。この時に、ウェハ周辺部も他のマスク部分と同様に窒化膜３０３、シリコン酸化膜３０２に保護されエッチングの進行はない。したがって、ウェハ周辺部のシリコン厚みの減少はない。また、この時の水酸化カリウム水溶液でのウェットエッチングにより、本発明により追加成膜された裏面保護のためのダミー膜としてのポリシリコン膜３０４も除去されるため、このダミー膜除去のために格別な工程を追加する必要はない。
【００４２】
次に図４（ｍ）に示すように、窒化膜３０４をマスクとして希ふっ酸により酸化膜３０２のウェットエッチング３１６を行う。
【００４３】
その後、図４（ｎ）に示すように再度、水酸化カリウム水溶液によりシリコンの異方性エッチングを行い、加圧液室及び共通液室となる部分３１７を形成する。最後に、図４（ｏ）に示すように、窒化膜３０３及びシリコン酸化膜３０２を除去し、次いで図示しないが、耐インク接液膜としてシリコン酸化膜を例えば１μｍの厚さで成膜する。これで本発明のインクジェットヘッドの流路板が完成した。
【００４４】
次に、本発明による流路板製造方法の実施例２について説明する。図５及び図６はその工程図である。
【００４５】
この実施例においては、まず図５（ａ）に示すように、例えば厚さ４００μｍの面方位（１１０）のシリコン基板４０１の表面に、例えば厚さ０．２μｍの１層目のLP-CVD窒化膜４０３、例えば厚さ０．１５μｍのプラズマCVD酸化膜４０２、例えば厚さ０．２μｍの２層目のLP-CVD窒化膜４０３、例えば厚さ０．３５μｍのポリシリコン膜４０４を順次成膜する。窒化膜４０３はLP-CVD膜が最も品質（異方性エッチングマスク耐性）が高く、所望寸法の制御に有利であるが、その他の熱CVD膜、スパッタ膜又はプラズマCVD膜を用いることもできる。また、酸化膜４０２も同様に熱CVD膜又はスパッタ膜を使用することもできる。
次に図５（ｂ）に示すように、上面側にレジストを塗布し、これに加圧液室面パターンの形状にパターニング４０５を行う。その後、ドライエッチングにより、図５（ｃ）に示すようにポリシリコン膜４０４及び２層目の窒化膜４０３のパターニング４０６を行う。
【００４６】
次に図５（ｄ）に示すように、レジストを塗布し、連通孔形成パターンの形状にパターニング４０７を行う。この時に、次工程で使用される一般的なクランプ式酸化膜ドライエッチ装置のクランプ４０７ｂが直接レジストに接触しないように、ウェハ周辺部のレジストは周辺露光等により除去される。その結果、クランプ４０７ｂとレジストの間に僅かな隙間４０７ａができる。
【００４７】
次に図５（ｅ）に示すように、ドライエッチングにより、酸化膜４０２及び１層目の窒化膜４０３に連通孔パターンの形状のパターニング４０８を行う。この時に、隙間４０７ａの部分も酸化膜ドライエッチングのプラズマにさらされるが、酸化膜とのエッチング選択比の高いポリシリコン膜４０４で覆われているためエッチングは進行しないしたがって、ウェハ周辺部にシリコンに露出しない。
【００４８】
次に図５（ｆ）に示すように、下面側（図中上面側）にレジストを塗布し、それに加圧液室パターンの形状のパターニング４０９を行う。その後、図５（ｇ）に示すように、ポリシリコン膜４０４及び２層目の窒化膜４０３にドライエッチングによりパターニング４１０を行う。
【００４９】
次に図６（ｈ）に示すように、レジストを塗布し、それに連通孔形成パターンの形状のパターニング４１１を行う。この時に、次工程において使用される一般的なクランプ式酸化膜ドライエッチ装置のクランプ４０７ｂが直接レジストに接触しないように、ウェハ周辺部のレジストも周辺露光等により除去され、その結果、クランプ４０７ｂとレジストの間に僅かな隙間４１１ａができる。
【００５０】
次に図６（ｉ）に示すように、ドライエッチングにより、酸化膜４０２及び１層目の窒化膜４０３に連通孔パターンの形状のパターニング４１２を行う。この時に、隙間４１１ａの部分も酸化膜ドライエッチングのプラズマにさらされるが、酸化膜とのエッチング選択比の高いポリシリコン膜４０４で覆われているためエッチングは進行しない。したがって、つまりウェハ周辺部にシリコンが露出することはない。
【００５１】
次に図６（ｊ）及び（ｋ）に示すように、上面側（図中下面側）にレジストを塗布し、ICPドライエッチャーを使用して連通孔形状のレジストのパターニング４１３及びシリコンのドライエッチング４１４を行う。
【００５２】
次に図６（ｌ）に示すように、レジストを除去して水酸化カリウム水溶液によりシリコンの異方性エッチングを行い、連通孔４１５を貫通させる。この時に、ウェハ周辺部も他のマスク部分と同様に窒化膜、酸化膜に守られエッチングの進行はないため、ウェハ周辺部のシリコン厚みの減少は生じない。また、この時の水酸化カリウム水溶液によるウェットエッチングによって、本発明で追加成膜された裏面保護のためのダミー膜としてのポリシリコン膜４０４も除去されるため、このダミー膜の除去のための格別の工程を追加する必要はない。
【００５３】
次に図６（ｍ）に示すように、希ふっ酸により酸化膜４０２のウェットエッチング４１８を行う。
【００５４】
次に図６（ｎ）に示すように、熱リン酸により１層目の窒化膜４０３のウェットエッチング４１７を行う。その後、図６（ｏ）に示すように、再び水酸化カリウム水溶液によりシリコンの異方性エッチングを行い、加圧液室及び共通液室となる部分４１８を形成する。
【００５５】
最後に図６（ｐ）に示すように、残っている窒化膜４０３及び酸化膜４０２を除去し、次いで図示しないが、耐インク接液膜としてシリコン酸化膜を例えば１μｍの厚さに成膜し、本発明のインクジェットヘッドの流路板が完成する。
【００５６】
本実施例においては、窒化膜−酸化膜−窒化膜−ポリシリコン膜からなる４層構造のマスク層が用いられたが、最下層に酸化膜を成膜した５層構造のマスク層を用いることもできる。
【００５７】
以上に説明した本発明によるインクジェットヘッドを用いるインクジェット記録装置の一例を図７及び図８により説明する。図７はインクジェット記録装置の概略斜視図、図８は同装置の内部構成を説明するための概略断面図である。
【００５８】
このインクジェット記録装置は、装置本体５０１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、それに搭載したインクジェットヘッド、このインクジェットヘッドにインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部５０２、図示されていないがインクジェットヘッドの圧電素子に記録信号に応じた駆動信号を印加したり、モータ類を駆動したりするための制御回路を搭載した回路基板等を収納し、装置本体５０１の下部には前方側から多数枚の用紙５０３を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイ）５０４を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙５０３を手差しで給紙するための手差しトレイ５０５を開倒することができ、給紙カセット５０４或いは手差しトレイ５０５から給送される用紙５０３を取り込み、印字機構部５０２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ５０６に排紙する。
【００５９】
印字機構部５０２は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド５１１と従ガイドロッド５１２とでキャリッジ５１３を主走査方向（図６で紙面垂直方向）に摺動自在に保持し、このキャリッジ５１３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための本発明によるインクジェットヘッド５１４を、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ５１３にはインクジェットヘッド５１４に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ５１５を交換可能に装着している。
【００６０】
インクカートリッジ５１５は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッド５１４へインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッド５１４へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。
【００６１】
ここで、キャリッジ５１３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド５１１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向下流側）を従ガイドロッド５１２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ５１３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ５１７で回転駆動される駆動プーリ５１８と従動プーリ５１９との間にタイミングベルト５２０を張装し、このタイミングベルト５２０をキャリッジ５１３に固定しており、主走査モータ５１７の正逆回転によりキャリッジ５１３が往復駆動される。
【００６２】
一方、給紙カセット５０４にセットした用紙５０３をインクジェットヘッド５１４の下方側に搬送するために、給紙カセット５０４から用紙５０３を分離給送する給紙ローラ５２１及びフリクションパッド５２２と、用紙５０３を案内するガイド部材５２３と、給紙された用紙５０３を反転させて搬送する搬送ローラ５２４と、この搬送ローラ５２４の周面に押し付けられる搬送コロ５２５及び搬送ローラ５２４からの用紙５０３の送り出し角度を規定する先端コロ５２６とを設けている。搬送ローラ５２４は副走査モータ５２７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００６３】
そして、キャリッジ５１３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ５２４から送り出された用紙５０３をインクジェットヘッド５１４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材５２９を設けている。この印写受け部材５２９の用紙搬送方向下流側には、用紙５０３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ５３１、拍車５３２を設け、さらに用紙５０３を排紙トレイ５０６に送り出す排紙ローラ５３３及び拍車５３４と、排紙経路を形成するガイド部材５３５，５３６とを配設している。
【００６４】
記録時には、前記制御回路（不図示）によって、キャリッジ５１３を移動させながら画像信号に応じてインクジェットヘッド５１４を駆動することにより、停止している用紙５０３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙５０３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙５０３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙５０３を排紙する。
【００６５】
また、キャリッジ５１３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、インクジェットヘッド５１４の吐出不良を回復するための回復装置５３７を配置している。回復装置５３７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ５１３は、印字待機中には回復装置５３７側に移動させられてキャッピング手段でインクジェットヘッド５１４のインク吐出口部分をキャッピングされ、吐出口部分を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全てのノズルのインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００６６】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でインクジェットヘッド５１４の吐出口部分を密封し、チューブを通して吸引手段でノズルからインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口部分に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００６７】
このインクジェット記録装置は、本発明による寸法精度の高い流路板を使用したインクジェットヘッドを搭載しているので、安定したインク滴吐出特性が得られ高品質の画像記録が可能である。また、本発明によればインクジェットヘッドの製作コストを低減できるため、その分だけインクジェットヘッド記録装置のコスト引き下げが可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、（１）ウェハ周辺部の形状の崩れやサイズダウン、及び裏面の搬送キズによる歩留まり低下の問題を解決し、高品質な流路板を安定に量産することが可能となる。（２）無機質膜の多層膜は一般的な半導体設備で成膜可能であり、一般的な半導体設備を有する工場では新規設備を導入する必要がないため、流路板の製造コストの低減を図ることができる。（３）ウェハ加工装置でのウェハ裏面の搬送キズをポリシリコン膜で吸収し、これにより歩留まりを向上させることができる。また、ポリシリコン膜は格別の除去工程を追加することなく除去することが可能であるため、ポリシリコン膜の成膜は格別のコスト増加の原因とならない。（４）３層構造のマスク層とすることにより、一般的に広く普及しているクランプ式酸化膜ドライエッチャーで流路板形成のための酸化膜マスクのエッチングを行うことができるため、新規設備導入や装置改造などの設備投資を軽減し、流路板製造コストの低減を図ることができ、またマスク層の加工はすべてドライエッチング技術で達成できるため加工精度の向上が図れる。更に加工欠陥の少ない流路板が形成でき液滴量、吐出速度等の吐出バラツキの少ないヘッドを実現できる。（５）４層のマスク層構造とすることにより、一般的に広く普及しているクランプ式酸化膜ドライエッチャーで流路板形成のための酸化膜マスクのエッチングを行うことができるため、新規設備導入や装置改造などの設備投資を軽減し、流路板製造コストの低減を図ることができ、またマスク層の加工はすべてドライエッチング技術で達成できるため加工精度の向上が図れ、寸法精度が高く、より欠陥が少ない流路板を形成でき、液滴量、吐出速度等の吐出バラツキのより少ないヘッドを実現できる。（６）以上に述べた製造方法により製造された流路板を使用するため、高品質なインクジェットヘッドを実現することができ、また、流路板の製造不良が減ることによりインクジェットヘッドの低コスト化を図ることができる、等々の効果を得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるインクジェットヘッドの全体的構成の一例を説明するための概略分解斜視図である。
【図２】 本発明によるインクジェットヘッドとインクタンクとを一体化したインク記録カートリッジの一例を示す概略斜視図である。
【図３】 本発明の流路板製造方法の一実施例を説明するための工程説明図である。
【図４】 図３に示した工程以後の工程を説明するための工程説明図である。
【図５】 本発明の流路板製造方法の他の実施例を説明するための工程説明図である。
【図６】 図５に示した工程以後の工程を説明するための工程説明図である。
【図７】 本発明によるインクジェットヘッドを使用するインクジェット記録装置の一例を説明するための概略斜視図である。
【図８】 上記インクジェット記録装置の内部構造を説明するための概略断面図である。
【図９】 流路板製造工程の参考例を説明するための工程説明図である。
【図１０】 図９に示した工程以後の工程を説明するための工程説明図である。
【符号の説明】
１０１ ノズル板
１０３ 流路板
１０７ 振動板
３０１ シリコン基板
３０２ シリコン熱酸化膜
３０３ ＬＰ−ＣＶＤ窒化膜
３０４ ポリシリコン膜
４０１ シリコン基板
４０２ プラズマＣＶＤ酸化膜
４０３ ＬＰ−ＣＶＤ窒化膜
４０４ ポリシリコン膜

Claims (6)

1. シリコン基板を加工してインクジェットヘッドの流路板を製造する流路板製造方法であって、
   前記シリコン基板に最外層がポリシリコン膜からなる多層膜を形成する工程と、
   前記多層膜の前記ポリシリコン膜及び該ポリシリコン膜の下の膜を同時にパターニングしてエッチングのためのマスクを形成する工程と、
   ウェハエッジ部分のエッチングの進行を前記ポリシリコン膜により阻止してエッチングを行う工程と、
   前記シリコン基板の異方性エッチングと同時に前記ポリシリコン膜を除去する工程とを有することを特徴とする流路板製造方法。
2. シリコン基板を加工してインクジェットヘッドの流路板を製造する流路板製造方法であって、
   シリコン基板の両面に最外層がポリシリコン膜からなる多層膜を形成する工程と、
   前記多層膜の前記ポリシリコン膜及び該ポリシリコン膜の下の膜を同時にパターニングしてエッチングのためのマスクを形成する工程と、
   前記ポリシリコン層を前記シリコン基板の片面加工時に裏面となる面の保護膜としてエッチングを行う工程と、
   前記シリコン基板の異方性エッチングと同時に前記ポリシリコン膜を除去する工程とを有することを特徴とする流路板製造方法。
3. 請求項１又は２記載の流路板製造方法において、前記多層膜は内側よりシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリシリコン膜からなる３層膜であることを特徴とする流路板製造方法。
4. 請求項１又は２記載の流路板製造方法において、前記多層膜は内側よりシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリシリコン膜からなる４層膜であることを特徴とする流路板製造方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の流路板製造方法により製造された流路板に、ノズル板及び振動板をそれぞれ接合してなる液室ユニットを有することを特徴とするインクジェットヘッド。
6. 請求項５記載のインクジェットヘッドを具備していることを特徴するインクジェット記録装置。

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