JP4737420B2

JP4737420B2 - シリコンウェハの加工方法及びシリコンウェハ、並びに液体噴射ヘッドの製造方法

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Publication number: JP4737420B2
Application number: JP2006015546A
Authority: JP
Inventors: 貴士加藤; 伸彦山内
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2026-01-24
Also published as: JP2007201015A

Description

本発明は、複数のシリコン基板を一体的に有するシリコンウェハの加工方法及びそれにより得られるシリコンウェハ、並びに液滴を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法、特に、シリコンウェハを用いて製造され且つ液滴としてインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造方法に関する。

従来から、例えば、圧電素子等の圧力発生手段によって圧力発生室内の液体に圧力を付与することで、ノズル開口から液滴を吐出する液体噴射ヘッドが知られており、その代表例としては、液滴としてインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが挙げられる。そして、このインクジェット式記録ヘッドとしては、圧力発生室が形成された流路形成基板の一方面側に圧電素子等の圧力発生手段が設けられると共に、流路形成基板の他方面側にノズル開口が穿設されたノズルプレートが接合されたものが知られている。

ここで、このようなインクジェット式記録ヘッドを構成する流路形成基板は、例えば、表面が（１１０）面であるシリコン単結晶基板によって形成される。そして、この流路形成基板は、シリコンウェハに複数一体的に形成した後、シリコンウェハを分割することによって形成されている。

シリコンウェハの分割方法としては、例えば、シリコンウェハに形成される各流路形基板（シリコン基板）間の切断予定線上に、複数の貫通孔が所定間隔で列設されてなるブレークパターンを形成しておき、シリコンウェハをこのブレークパターンに沿って分割する方法がある（例えば、特許文献１参照）。

このような方法では、ブレークパターンを構成する各貫通孔の間が脆弱部となっているため、シリコンウェハに外力が加わることでこの脆弱部が破断してシリコンウェハがブレークパターンに沿って分割される。すなわち、シリコンウェハがブレークパターンに沿って分割されて複数のシリコン基板となる。

また、このブレークパターンを構成する各貫通孔は、例えば、表面が（１１０）面であるシリコンウェハを異方性ウェットエッチングすることによって形成され、この貫通孔の内面は（１１０）面に対して垂直な第１の（１１１）面と、この第１の（１１１）面に垂直で且つ（１１０）面に所定の角度で傾斜する第２の（１１１）面とを含む面で構成される。

このようなブレークパターンをシリコンウェハに設けておくことで、上述したようにシリコンウェハを複数の流路形成基板に比較的容易に分割することができる。しかしながら、シリコンウェハが破断する位置や形状を一定にするのは難しく、シリコンウェハの各貫通孔の間の脆弱部以外の部分が破断してしまうことがある。このため、破断状態によっては破断面から微細な割れカスが発生してこの割れカスが流路内等に付着してノズル詰まり等が発生するという問題がある。また、割れカスが流路形成基板上に付着すると、流路形成基板上に薄膜等を形成する際に形成不良が生じ、歩留まりが低下するという問題もある。また、貫通孔の角部を起点として製品である流路形成基板上に亀裂が発生するという問題もある。そして、このような問題は、第１の（１１１）面の軸方向である第１の方向に形成されたブレークパターンにおいて特に発生し易い。

さらに、このような問題は、上述したインクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドの製造方法だけでなく、シリコンウェハを分割して複数のシリコン基板を得る場合には同様に存在する。

特開２００２−３１３７５４号公報

本発明は上述した事情に鑑み、基板の割れや破断面からの割れカスの発生を防止することができると共に、ブレークパターンに沿って良好に分割することができるシリコンウェハの加工方法及びそれにより得られるシリコンウェハ、並びに液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、表面が（１１０）面であるシリコンウェハを所定形状の開口部を有する保護膜をマスクとして異方性エッチングすることにより、複数の貫通孔が所定間隔で列設されてこれら貫通孔の間に脆弱部を有するブレークパターンを（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面の軸方向である第１の方向に少なくとも形成し、このブレークパターンに沿って前記シリコンウェハを分割することで複数のシリコン基板とする際に、前記第１の方向に列設される各貫通孔を、短辺が前記第１の（１１１）面によって構成されると共に長辺が（１１０）面に垂直で且つ前記第１の（１１１）面と交差する第２の（１１１）面で少なくとも構成されるように形成し、
且つ前記貫通孔の前記短辺と前記長辺との交差角度が鋭角となる側の角部に対応する前記開口部の端面が、前記第１の（１１１）面に沿った第１の開口端面と、前記第２の（１１１）面に沿った第２の開口端面と、前記第１の開口端面と前記第２の開口端面との交差角度がそれぞれ鈍角となる第３の開口端面とで構成されるように前記保護膜を形成することを特徴とするシリコンウェハの加工方法にある。
かかる第１の態様では、貫通孔を起点としてシリコン基板に割れが生じるのを防止することができる。また、シリコンウェハがブレークパターンに沿って良好に破断されるため、破断面から割れカスが発生するのを防止することができる。

本発明の第２の態様は、前記第３の開口端面の長さが、前記第１の開口端面の長さよりも長くなるようにしたことを特徴とする第１の態様のシリコンウェハの加工方法にある。
かかる第２の態様では、貫通孔を起点としたシリコン基板の割れや、割れカスの発生等をより確実に防止することができる。

本発明の第３の態様は、前記貫通孔の長辺が、複数の第２の（１１１）面と、隣接する第２の（１１１）面を繋ぐ連結面とで構成されていることを特徴とする第１又は２の態様のシリコンウェハの加工方法にある。
かかる第３の態様では、貫通孔の長辺を長く形成することができるため、脆弱部の数を少なくすることができる。このため、割れカスの発生等をさらに確実に防止することができる。

本発明の第４の態様は、前記ブレークパターンを、前記第１の方向と共に当該第１の方向とは直交する方向である第２の方向にも形成し、この第２の方向に列設される各貫通孔を、短辺が前記第２の（１１１）面によって構成され且つ長辺が前記第１の（１１１）面で構成されるように形成することを特徴とする第１〜３の何れかの態様のシリコンウェハの加工方法にある。
かかる第４の態様では、各貫通孔を高精度に形成することができるため、ブレークパターンを第２の方向に沿って良好に形成することができる。

本発明の第５の態様は、ノズルに連通すると共に当該ノズルから液滴を噴射するための圧力が付与される圧力発生室が形成された流路形成基板を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、表面が（１１０）面であるシリコンウェハからなる流路形成基板用ウェハに前記流路形成基板を複数一体的に形成した後、第１〜４の何れかの態様のシリコンウェハの加工方法によって当該流路形成基板用ウェハを分割して複数の前記流路形成基板とすることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第５の態様では、貫通孔を起点として流路形成基板に割れが生じるのを防止することができる。また、流路形成基板用ウェハがブレークパターンに沿って良好に破断されるため、破断面から割れカスが発生するのを防止することができる。したがって、割れカスによるノズル詰まり等の発生を防止することができる。

本発明の第６の態様は、表面が（１１０）面であり所定の加工が施された複数のシリコン基板を一体的に有するシリコンウェハであって、各シリコン基板の間には、複数の貫通孔が所定間隔で列設されてこれら貫通孔の間に脆弱部を有するブレークパターンが（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面の軸方向である第１の方向に少なくとも設けられ、この第１の方向に設けられる前記ブレークパターンを構成する各貫通孔が、短辺が前記第１の（１１１）面によって構成されると共に長辺が（１１０）面に垂直で且つ前記第１の（１１１）面と交差する第２の（１１１）面で少なくとも構成されるように形成されると共に、前記第１の（１１１）面と前記第２の（１１１）面との交差角度が鋭角となる側の角部が、前記短辺を構成する前記第１の（１１１）面と、前記長辺を構成する第２の（１１１）面と、これら第１の（１１１）面と第２の（１１１）面との交差角度がそれぞれ鈍角となる交差面とで構成されていることを特徴とするシリコンウェハにある。
かかる第６の態様では、貫通孔を起点としてシリコン基板に割れが生じるのを防止することができる。また、シリコンウェハがブレークパターンに沿って良好に破断されるため、破断面から割れカスが発生するのを防止することができる。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの一例を示す断面図である。図２は、流路形成基板の平面図である。

図示するように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０は、複数の圧力発生室１１を有する流路形成基板１２と、各圧力発生室１１に連通する複数のノズル開口１３が穿設されたノズルプレート１４と、流路形成基板１２のノズルプレート１４とは反対側の面に設けられる振動板１５と、該振動板１５上の各圧力発生室１１に対応する領域に設けられる圧電素子１６とを有する。

流路形成基板１２には、その一方面側の表層部分に、圧力発生室１１が隔壁１７によって区画されてその幅方向で複数並設されている。例えば、本実施形態では、流路形成基板１２には、複数の圧力発生室１１が並設された列が２列設けられている。また、各圧力発生室１１の列の外側には、各圧力発生室１１にインクを供給するためのリザーバ１８が、流路形成基板１２を厚さ方向に貫通して設けられている。そして、各圧力発生室１１とリザーバ１８とは、インク供給路１９を介して連通している。インク供給路１９は、本実施形態では、圧力発生室１１よりも狭い幅で形成されており、リザーバ１８から圧力発生室１１に流入するインクの流路抵抗を一定に保持する役割を果たしている。さらに、圧力発生室１１のリザーバ１８とは反対の端部側には、流路形成基板１２を貫通するノズル連通孔２０が形成されている。なお、このような流路形成基板１２は、本実施形態では、表面が（１１０）面であるシリコン単結晶基板からなり、圧力発生室１１等は、流路形成基板１２を異方性エッチングすることによって形成されている。その結果、圧力発生室１１は、長辺側が（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面で構成され、短辺側が（１１０）面に垂直で且つ第１の（１１１）面と所定角度で交差する第２の（１１１）面で構成されている。

流路形成基板１２の一方面側にはノズル開口１３が穿設されたノズルプレート１４が接着剤や熱溶着フィルムを介して接着され、各ノズル開口１３は、流路形成基板１２に設けられたノズル連通孔２０を介して各圧力発生室１１と連通している。また、流路形成基板１２の他方面側、すなわち、圧力発生室１１の開口面側には振動板１５が接合されて、各圧力発生室１１はこの振動板１５によって封止されている。そして、圧力発生室１１内にインク滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段である圧電素子１６は、この振動板１５上に先端部が当接した状態で固定されている。具体的には、圧電素子１６は、振動に寄与する活性領域と振動に寄与しない不活性領域とから構成され、この活性領域の先端が振動板１５上に当接する。

本実施形態に係る圧電素子１６は、いわゆる縦振動型の圧電素子であり、圧電材料２１と電極形成材料２２及び２３とを縦に交互にサンドイッチ状に挟んで積層され、振動に寄与しない不活性領域が固定基板２４に固着されている。また、本実施形態では、圧電素子１６の運動を阻害しない程度の空間を確保した状態でその空間を密封可能な圧電素子保持部２５を有するヘッドケース２６が振動板１５上に固定されている。そして、圧電素子１６が固定された固定基板２４が、圧電素子１６とは反対側の面でこのヘッドケース２６に固定されている。

ここで、圧電素子１６の先端が当接する振動板１５は、例えば、樹脂フィルム等の弾性部材からなる弾性膜２７と、この弾性膜２７を支持する、例えば、金属材料等からなる支持板２８との複合板で形成されており、弾性膜２７側が流路形成基板１２に接合されている。例えば、本実施形態では、弾性膜２７は、厚さが数μｍ程度のＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）フィルムからなり、支持板２８は、厚さが数十μｍ程度のステンレス鋼板（ＳＵＳ）からなる。また、振動板１５の各圧力発生室１１に対向する領域内には、圧電素子１６の先端部が当接する島部２９が設けられている。すなわち、振動板１５の各圧力発生室１１の周縁部に対向する領域に他の領域よりも厚さの薄い薄肉部３０が形成されて、この薄肉部３０の内側にそれぞれ島部２９が設けられている。例えば、本実施形態では、詳しくは後述するが、振動板１５の島部２９及び薄肉部３０は、支持板２８をエッチングにより除去することによって形成されており、薄肉部３０は実質的に弾性膜２７のみで形成されている。そして、各圧電素子１６は、上述したように、その活性領域の先端がこのような振動板１５の島部２９に当接した状態で固定されている。また、本実施形態では、振動板１５のリザーバ１８に対向する領域に、薄肉部３０と同様に、支持板２８がエッチングにより除去されて実質的に弾性膜のみで構成されるコンプライアンス部３１が設けられている。なお、このコンプライアンス部３１は、リザーバ１８内の圧力変化が生じた時に、このコンプライアンス部３１の弾性膜２７が変形することによって圧力変化を吸収し、リザーバ１８内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす。

このようなインクジェット式記録ヘッド１０では、インク滴を吐出する際に、圧電素子１６及び振動板１５の変形によって各圧力発生室１１の容積を変化させて所定のノズル開口１３からインク滴を吐出させるようになっている。具体的には、図示しないインクカートリッジからヘッドケース２６に形成された図示しないインク流路を介してリザーバ１８にインクが供給されると、インク供給路１９を介して各圧力発生室１１にインクが分配される。実際には、圧電素子１６に電圧を印加することにより圧電素子１６を収縮させる。これにより、振動板１５が圧電素子１６と共に変形されて圧力発生室１１の容積が広げられ、圧力発生室１１内にインクが引き込まれる。そして、ノズル開口１３に至るまで内部にインクを満たした後、駆動回路からの記録信号に従い、圧電素子１６の電極形成材料２２及び２３に印加していた電圧を解除する。これにより、圧電素子１６が伸張されて元の状態に戻ると共に振動板１５も変位して元の状態に戻る。結果として圧力発生室１１の容積が収縮して圧力発生室１１内の圧力が高まりノズル開口１３からインク滴が吐出される。

ここで、このような本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドを構成する流路形成基板１２は、表面が（１１０）面であるシリコン単結晶基板からなる。そして、この流路形成基板１２は、図３に示すように、例えば、６インチのシリコンウェハである流路形成基板用ウェハ１００に複数一体的に形成された後、すなわち、流路形成基板用ウェハ１００を異方性ウェットエッチングすることによって圧力発生室１１、リザーバ１８、インク供給路１９及びノズル連通孔２０を複数形成した後、この流路形成基板用ウェハ１００を図中点線で示す切断予定線に沿って分割することによって形成されている。なお、ノズル連通孔２０などの微細な貫通孔を形成する場合は、前述の異方性ウェットエッチングに加えてレーザーで加工することで完全に貫通させることができる。流路形成基板用ウェハ１００に形成される各流路形成基板１２の間の切断予定線上には、複数の貫通孔２０１が所定間隔で配列されてなるブレークパターン２００を形成されている。このブレークパターンは各貫通孔２０１の間が脆弱部２０５となっており、流路形成基板用ウェハ１００に外力を加えることでこれら脆弱部２０５に亀裂が入り、流路形成基板用ウェハ１００はブレークパターン２００に沿って各流路形成基板１２に分割される。

なお、ブレークパターン２００は、（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面の軸方向である第１の方向と、第１の（１１１）面に沿った第２の方向とに形成されている。例えば、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１００のオリフラ（オリエンタル・フラット）１００ａは、第１の（１１１）面に沿って形成されているため、第１の方向は、オリフラ１００ａに垂直な方向であり、第２の方向は、オリフラ１００ａに沿った方向となる。

以下、このような流路形成基板１２の形成方法について、図４〜図６を参照して詳しく説明する。なお、図４及び図５は、圧力発生室１１の長辺に沿った方向の断面図である。また、図６は、ブレークパターン２００を構成する貫通孔２０１Ａの形成工程を説明する平面図であり、（ａ）は、貫通孔２０１Ａの開口形状を示す図であり、（ｂ）は、保護膜１０１の開口部１１０の開口形状を示す図である。

まず、図４（ａ）に示すように、表面が（１１０）面のシリコンウェハである流路形成基板用ウェハ１００を、例えば、約１１００℃の拡散炉で熱酸化することにより、その表面に二酸化シリコンからなる保護膜１０１を１μｍ程度の厚さで形成する。なお、この保護膜１０１は、後述する工程で流路形成基板用ウェハ１００をエッチングする際に、マスクとして用いられるものである。このため、保護膜１０１は、流路形成基板用ウェハ１００とはエッチングの選択性を有する材料であれば、二酸化シリコン以外の材料で形成されていてもよい。

次に、図４（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１００の表面に形成された保護膜１０１上に所定形状のレジスト膜１０２を形成する。すなわち、流路形成基板１２を貫通して設けられる各リザーバ１８及びノズル連通孔２０が形成される領域に開口１０３を有すると共に、ブレークパターン２００を構成する貫通孔２０１が形成される領域に開口１０４を有するレジスト膜１０２を保護膜１０１上に形成する。

なお、これら開口１０３、１０４は、流路形成基板用ウェハ１００の両面にそれぞれ形成する。また、レジストは、例えば、ネガレジストをスピンコート法等により塗布して形成し、レジスト膜１０２は、その後、所定のマスクを用いて露光・現像・ベークを行うことにより形成する。勿論、ネガレジストの代わりにポジレジストを用いてもよい。

次に、図４（ｃ）に示すように、このレジスト膜１０２をマスクとして、例えば、フッ酸等により保護膜１０１をハーフエッチングすることにより、リザーバ１８、ノズル連通孔２０が形成される領域に凹部１０５を形成すると共に、ブレークパターン２００を構成する各貫通孔２０１が形成される領域に凹部１０６を形成する。

次に、レジスト膜１０２を除去した後、図４（ｄ）に示すように、再び、レジストを塗布してレジスト膜１０７を形成する。すなわち、各流路形成基板１２を貫通することなく設けられる圧力発生室１１及びインク供給路１９が形成される領域に開口１０８を有するレジスト膜１０７を形成する。これら圧力発生室１１等は、流路形成基板１２を貫通することなく形成されるため、開口１０８は、流路形成基板用ウェハ１００の一方面側のみに設けられる。

そして、図５（ａ）に示すように、このレジスト膜１０７を介して保護膜１０１をエッチングすることによって所定形状に形成する。すなわち、凹部１０５及び凹部１０６が貫通するまで保護膜１０１をエッチングして、各リザーバ１８及びノズル連通孔２０に対応する領域に開口部１０９を形成すると共に、貫通孔２０１に対応する領域に開口部１１０を形成する。このとき、圧力発生室１１及びインク供給路１９に対応する領域には、凹部１１１が同時に形成される。

次に、図５（ｂ）に示すように、保護膜１０１のノズル連通孔２０に対応する開口部１０９から、流路形成基板用ウェハ１００にレーザ光、例えば、ＹＡＧレーザ等を照射して、先導用の小径の通孔を穿設した後、流路形成基板用ウェハ１００を、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）の水溶液に浸漬して異方性エッチングする。これにより、リザーバ１８及びノズル連通孔２０が形成され、また同時に、ブレークパターン２００を構成する各貫通孔２０１が形成される。

ここで、流路形成基板用ウェハ１００は、上述したように表面が（１１０）のシリコンウェハであるため、流路形成基板用ウェハ１００を異方性ウェットエッチングすると、（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面と、この第１の（１１１）面と７０．５３°の角度をなす第２の（１１１）面とが除去され難い。このため、流路形成基板用ウェハ１００を異方性エッチングすることによって形成される貫通孔２０１の内面は、これら第１の（１１１）面と第２の（１１１）面とを含む面で構成される。

上述したようにブレークパターン２００は第１及び第２の方向に形成され、第１の方向に形成されるブレークパターン２００を構成する各貫通孔２０１Ａは（図３参照）、本実施形態では、図６（ａ）に示すように、短辺２０１ａが第１の（１１１）面で構成され、長辺２０１ｂが（１１０）面に垂直で且つ第１の（１１１）面と７０．５３°の角度で交差する第２の（１１１）面で構成されている。そして、本実施形態に係る各貫通孔２０１Ａは、短辺２０１ａ（第１の（１１１）面）と長辺２０１ｂ（第２の（１１１）面）との交差角度θ１が鋭角となる側の角部２０２が、短辺２０１ａを構成する第１の（１１１）面と、長辺２０１ｂを構成する第２の（１１１）面と、これら第１の（１１１）面と第２の（１１１）面との交差角度θ２，θ３がそれぞれ鈍角となる交差面２０１ｃとで構成されている。

このような貫通孔２０１の形状は、エッチングの際に用いる保護膜１０１の開口部１１０の形状によって決まる。本発明では、貫通孔２０１の短辺２０１ａと長辺２０１ｂとの交差角度θ１が鋭角となる角部２０２に対応する開口部１１０の端面が、図６（ｂ）に示すように、第１の（１１１）面に沿った第１の開口端面１１０ａと、第２の（１１１）面に沿った第２の開口端面１１０ｂと、第１の開口端面１１０ａと第２の開口端面１１０ｂとの交差角度θ４，θ５がそれぞれ鈍角となる第３の開口端面１１０ｃとで構成されるようにしている。これにより、上述した形状の貫通孔２０１Ａが形成される。

このように第３の開口端面１１０ｃを含む面で構成される保護膜１０１を用いて貫通孔２０１Ａを形成することで、貫通孔２０１Ａを起点として流路形成基板１２に生じる割れを防止することができる。なお、第３の開口端面１１０ｃと、第１の開口端面１１０ａ及び第２の開口端面１１０ｂとの交差角度θ４，θ５は、それぞれ鈍角となっていればよいが、交差角度θ４と交差角度θ５とが同等の角度となるようにするのが好ましい。また、第３の開口端面１１０ｃの長さＬ１は、特に限定されないが、比較的長くすることが好ましく、特に、第１の開口端面Ｌ２の長さよりも長くなるようにするのが好ましい。これにより、流路形成基板１２に割れが生じてしまうのをより確実に防止することができる。

なお、第２の方向に沿って形成されるブレークパターンを構成する貫通孔２０１Ｂは、長辺が第１の（１１１）面で構成され、短辺が第２の（１１１）面で構成されている（図３参照）。

このように貫通孔２０１等を形成した後は、図５（ｃ）に示すように、圧力発生室１１及びインク供給路１９に対応する領域の凹部１１１が貫通するまで保護膜１０１をエッチングして、各圧力発生室１１及びインク供給路１９に対応する領域に開口部１１２を形成する。そして、このような保護膜１０１の開口部１１２を介して流路形成基板用ウェハ１００をハーフエッチングすることにより、図５（ｄ）に示すように、圧力発生室１１及びインク供給路１９を形成する。なお、これら圧力発生室１１及びインク供給路１９の深さは、エッチング時間により適宜調整する。これにより、流路形成基板用ウェハ１００には、複数の流路形成基板が一体的に形成される。

その後は、図示しないが、流路形成基板用ウェハ１００表面の保護膜１０１を、例えば、フッ酸（ＨＦ）等のエッチング液を用いて除去してから、外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、この流路形成基板用ウェハ１００に、例えば、エキスパンドリング等を用いて外力を加えることにより、ブレークパターン２００に沿って流路形成基板用ウェハ１００が分割されて、複数の流路形成基板１２が形成される。

このとき、第１の方向に沿って形成されるブレークパターン２００を構成する貫通孔２０１Ａが、上述したように第３の開口端面１１０ｃを含む面で構成される保護膜１０１を用いて形成されていることで、流路形成基板用ウェハ１００をブレークパターン２００に沿って良好に分割することができる。すなわち、ブレークパターン２００を構成する各貫通孔２０１Ａ間の脆弱部２０５に確実に亀裂を発生させて、流路形成基板用ウェハ１００を複数の流路形成基板１２に分割することができる。これにより、破断面から微細な割れカスが発生するのを防止することができる。したがって、この割れカスが流路内等に付着してノズル詰まり等が発生するのを防止することができる。また、割れカスが流路形成基板１２上に付着するのを防止することができるため、流路形成基板１２上に薄膜等を良好に形成することができる。さらに、流路形成基板用ウェハ１００をブレークパターン２００に沿って分割する際、流路形成基板用ウェハ１００を所定の温度、具体的には、約６０度以上の温度に加熱することで、流路形成基板用ウェハ１００をさらに良好に分割することができる。

なお、本実施形態では、第１の方向に形成されるブレークパターン２００を構成する各貫通孔２０１Ａとして、短辺が第１（１１１）面で構成され、長辺が第２の（１１１）面のみで構成されたものを例示したが、これに限定されず、例えば、貫通孔２０１Ａは、図７に示すように、短辺が第１の（１１１）面２１０で構成され、長辺が複数の第２の（１１１）面２１１と、これらの第２の（１１１）面２１１を繋ぐ連結面２１２とで構成されていてもよい。すなわち、貫通孔２０１Ａの長辺は、少なくとも第２の（１１１）面２１１を含む面で構成されていればよい。なお、このような形状の貫通孔２０１Ａは、保護膜１０１の開口部１１０の形状を変更することで容易に形成することができる。そして、貫通孔２０１Ａがこのような形状を有する場合であっても、貫通孔２０１Ａを形成する際に、貫通孔２０１Ａの角部２０２に対向する領域の開口部１１０の端面が、上述したように第１〜第３の開口端面１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃで構成されていることで（図６参照）、貫通孔２０１Ａの角部２０２は、短辺２０１ａを構成する第１の（１１１）面２１０と長辺２０１ｂを構成する第２の（１１１）面２１１と、これら第１の（１１１）面と第２の（１１１）面との交差角度が鈍角である交差面２０１ｃとで構成される。したがって、上述したように、流路形成基板１２の割れ、あるいは割れカスの発生等の防止することができる。また、このような構成では、貫通孔２０１Ａの長辺２０１ｂを長くすることができるため、脆弱部２０５の数を少なくすることができる。このため、割れカスの発生等をさらに確実に防止することができる。この場合であっても、流路形成基板用ウェハ１００を所定の温度、具体的には、約６０度以上に加熱することで、流路形成基板用ウェハ１００をさらに良好に分割することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、いわゆる縦振動型の圧電素子を有するインクジェット式記録ヘッドを例示したが、勿論、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、成膜及びリソグラフィ法を応用して製造される薄膜型の圧電素子、あるいは、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電素子等を有するインクジェット式記録ヘッドにも本発明を採用することができる。

また、ノズル開口からインク滴を吐出する圧力発生手段として圧電素子を用いて説明したが、圧力発生手段としては圧電素子に限定されず、例えば、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエータなどを使用することができる。

さらに、上述した実施形態においては、インクジェット式記録ヘッドの製造方法を一例として本発明を説明したが、これに限定されず、本発明は、広く液体噴射ヘッドの製造方法全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射するものの製造方法にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。

また、上述した液体噴射ヘッドの製造以外であっても、シリコンウェハを複数のシリコン基板に分割する場合には、勿論、本発明を採用することができる。

実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。実施形態１に係る流路形成基板の平面図である。実施形態１に係る流路形成基板用ウェハを示す平面図である。実施形態１に係る流路形成基板の製造工程を示す断面図である。実施形態１に係る流路形成基板の製造工程を示す断面図である。ブレークパターンを構成する貫通孔の形成工程を説明する平面図である。ブレークパターンを構成する貫通孔の変形例を示す平面図である。

符号の説明

１１圧力発生室１２流路形成基板、１３ノズル開口、１４ノズルプレート、１５振動板、１６圧電素子、１８リザーバ、１９インク供給路、２０ノズル連通孔、２１圧電材料、２２，２３電極形成材料、２４固定基板、１００流路形成基板用ウェハ、２００ブレークパターン、２０１貫通孔、２０２角部、２０５脆弱部

Claims

表面が（１１０）面であるシリコンウェハを所定形状の開口部を有する保護膜をマスクとして異方性エッチングすることにより、複数の貫通孔が所定間隔で列設されてこれら貫通孔の間に脆弱部を有するブレークパターンを（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面の軸方向である第１の方向に少なくとも形成し、このブレークパターンに沿って前記シリコンウェハを分割することで複数のシリコン基板とする際に、
前記第１の方向に列設される各貫通孔を、短辺が前記第１の（１１１）面によって構成されると共に長辺が（１１０）面に垂直で且つ前記第１の（１１１）面と交差する第２の（１１１）面で少なくとも構成されるように形成し、
且つ前記貫通孔の前記短辺と前記長辺との交差角度が鋭角となる側の角部に対応する前記開口部の端面が、前記第１の（１１１）面に沿った第１の開口端面と、前記第２の（１１１）面に沿った第２の開口端面と、前記第１の開口端面と前記第２の開口端面との交差角度がそれぞれ鈍角となる第３の開口端面とで構成されるように前記保護膜を形成することを特徴とするシリコンウェハの加工方法。
前記第３の開口端面の長さが、前記第１の開口端面の長さよりも長くなるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のシリコンウェハの加工方法。
前記貫通孔の長辺が、複数の第２の（１１１）面と、隣接する第２の（１１１）面を繋ぐ連結面とで構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリコンウェハの加工方法。
前記ブレークパターンを、前記第１の方向と共に当該第１の方向とは直交する方向である第２の方向にも形成し、この第２の方向に列設される各貫通孔を、短辺が前記第２の（１１１）面によって構成され且つ長辺が前記第１の（１１１）面で構成されるように形成することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のシリコンウェハの加工方法。
ノズルに連通すると共に当該ノズルから液滴を噴射するための圧力が付与される圧力発生室が形成された流路形成基板を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
表面が（１１０）面であるシリコンウェハからなる流路形成基板用ウェハに前記流路形成基板を複数一体的に形成した後、請求項１〜４の何れかに記載のシリコンウェハの加工方法によって当該流路形成基板用ウェハを分割して複数の前記流路形成基板とすることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
表面が（１１０）面であり所定の加工が施された複数のシリコン基板を一体的に有するシリコンウェハであって、
各シリコン基板の間には、複数の貫通孔が所定間隔で列設されてこれら貫通孔の間に脆弱部を有するブレークパターンが（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面の軸方向である第１の方向に少なくとも設けられ、この第１の方向に設けられる前記ブレークパターンを構成する各貫通孔が、短辺が前記第１の（１１１）面によって構成されると共に長辺が（１１０）面に垂直で且つ前記第１の（１１１）面と交差する第２の（１１１）面で少なくとも構成されるように形成されると共に、前記第１の（１１１）面と前記第２の（１１１）面との交差角度が鋭角となる側の角部が、前記短辺を構成する前記第１の（１１１）面と、前記長辺を構成する第２の（１１１）面と、これら第１の（１１１）面と第２の（１１１）面との交差角度がそれぞれ鈍角となる交差面とで構成されていることを特徴とするシリコンウェハ。