JP4798348B2

JP4798348B2 - シリコンウェハの処理方法及び液体噴射ヘッドの製造方法

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Publication number: JP4798348B2
Application number: JP2005289311A
Authority: JP
Inventors: 稔大栗
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: JP2007098680A

Description

本発明は、シリコンウェハをエッチング処理するシリコンウェハの処理方法、及び液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法に関し、特に、シリコンウェハを用いて製造され且つ液体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、液体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。

ここで、インクジェット式記録ヘッドとしては、ノズル開口に連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、この流路形成基板上に振動板を介して設けられた圧電素子と、流路形成基板上に接合されて圧電素子を保持する圧電素子保持部を有する保護基板とを有するものが知られている。

また、このようなインクジェット式記録ヘッドは、シリコンウェハからなり流路形成基板用ウェハ上に振動板及び圧電素子を形成した後、この上から、シリコンウェハからなり圧電素子を保持する圧電素子保持部を有する保護基板用ウェハを接合し、その後、保護基板用ウェハの周縁部に封止シートを接着剤によって接着し、この状態で流路形成基板用ウェハをＫＯＨ等のエッチング液でウェットエッチングすることにより圧力発生室等を形成する等して製造される（例えば、特許文献１参照）。

このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法では、圧力発生室を形成する際に、保護基板用ウェハの表面が封止シートで完全に封止されているため、エッチング液による圧電素子等の破壊を確実に防止することができる。

しかしながら、上述した従来のインクジェット式記録ヘッドの製造方法では、封止シートを保護基板用ウェハに接着する際に、例えば、封止シート上から保護基板用ウェハ側に向かって積極的に押圧した場合、毛細管現象によって封止シートと保護基板用ウェハとの間の接着剤が保護基板用ウェハの周縁部から中央部に向かって流れ出してしまう場合がある。特に、封止シートと保護基板用ウェハとの間隔が非常に狭い場合には、接着剤層の流れ出しが顕著となる。そして、接着剤が製品となる領域に流れ出してしまうと、製品不良の原因となり、歩留まりが低下するという問題がある。

なお、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において発生するものではなく、シリコンウェハの一方面を封止し、その状態でシリコン基板の他方面をエッチング処理するシリコンウェハの処理においても同様に存在する。

特開２００５−１５３２４２号公報

本発明は上述した事情に鑑み、接着剤の流れ出しを有効に防止して歩留まりを向上することができるシリコンウェハの処理方法及び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ための本発明の第１の態様は、シリコンウェハの一方面上に保護シートを接着することなく介在させた状態で前記シリコンウェハの周縁部に接着剤層によって封止シートを接着し、その後、前記シリコンウェハの他方面をエッチング処理するシリコンウェハの処理方法であって、前記シリコンウェハの一方面上に前記封止シートを接着する際に、前記シリコンウェハと前記封止シートとを接着する前の前記接着剤層の厚さを前記保護シートの厚さよりも大きくすると共に、前記接着剤層の厚さが前記保護シートの厚さ以上の状態で前記シリコンウェハと前記封止シートとの間での前記接着剤層の押圧を停止するようにしたことを特徴とするシリコンウェハの処理方法にある。
かかる第１の態様では、シリコンウェハと封止シートとを接着する前の接着剤層の厚さを保護シートの厚さより大きく設定しつつ、接着剤層の押圧を接着剤層の厚さが保護シートの厚さ以上の状態で停止することにより、シリコンウェハと封止シートとの間での接着剤の流れ出しを有効に防止することができる。したがって、シリコンウェハの一方面を高品質に保つことができ、歩留まりを向上することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記シリコンウェハの表面上に前記封止シートを配置した後に、前記封止シート上から板部材によって前記封止シートを前記シリコンウェハ側に押圧することを特徴とするシリコンウェハの処理方法にある。
かかる第２の態様では、板部材を用いて封止シートを押圧することにより、封止シートを略均等に押圧することができ、押圧後の接着剤層の厚さを保護シートの厚さ以上にすることができる。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記封止シートは、ポリパラフェレンテレスタルアミド（ＰＰＴＡ）からなることを特徴とするシリコンウェハの処理方法にある。
かかる第３の態様では、シリコンウェハと略同等の線膨張係数を有するＰＰＴＡからなる封止シートを用いているので、シリコンウェハをエッチングする際の熱によるシリコンウェハの変形（反り）を有効に防止することができる。

本発明の第４の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成されると共に前記圧力発生室に圧力を発生させる圧力発生手段を有する流路形成基板が一体的に形成されるシリコンウェハである流路形成基板用ウェハ上に、前記流路形成基板に対応して設けられる接合基板が一体的に形成されるシリコンウェハである接合基板用ウェハを接合した後に、前記接合基板用ウェハの表面上に保護シートを接着することなく介在させた状態で前記接合基板用ウェハの周縁部に接着剤層によって封止シートを接着する際に、前記接合基板用ウェハと前記封止シートとを接着する前の前記接着剤層の厚さを前記保護シートの厚さよりも大きくすると共に、前記接着剤層の厚さが前記保護シートの厚さ以上の状態で前記接合基板用ウェハと前記封止シートとの間での前記接着剤層の押圧を停止し、その状態で前記接合基板用ウェハと前記封止シートとを接着し、その後、前記流路形成基板用ウェハをエッチングすることにより前記圧力発生室を形成するようにした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４の態様では、接合基板用ウェハと封止シートとを接着する前の接着剤層の厚さを保護シートの厚さより大きく設定しつつ、接着剤層の押圧を接着剤層の厚さが保護シートの厚さ以上の状態で停止することにより、接合基板用ウェハと封止シートとの間での接着剤の流れ出しを有効に防止することができる。したがって、接合基板用ウェハの表面を高品質に保つことができ、歩留まりを向上することができる。

以下、本発明を一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を示す分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及び断面図である。図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる、厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。

また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。なお、連通部１３は、後述する保護基板のリザーバ部と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバの一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。

このような圧力発生室１２等が形成される流路形成基板１０の厚さは、圧力発生室１２を配設する密度に合わせて最適な厚さを選択することが好ましい。例えば、１インチ当たり１８０個（１８０ｄｐｉ）程度に圧力発生室１２を配置する場合には、流路形成基板１０の厚さは、１８０〜２８０μｍ程度、より望ましくは、２２０μｍ程度とするのが好適である。また、例えば、３６０ｄｐｉ程度と比較的高密度に圧力発生室１２を配置する場合には、流路形成基板１０の厚さは、１００μｍ以下とするのが好ましい。これは、隣接する圧力発生室１２間の隔壁１１の剛性を保ちつつ、配列密度を高くできるからである。本実施形態では、圧力発生室１２の配列密度を３６０ｄｐｉ程度としているため、流路形成基板１０の厚さを約７０μｍとしている。

なお、このような流路形成基板１０は、図３に示すように、シリコンウェハである流路形成基板用ウェハ１００に複数個が一体的に形成され、詳しくは後述するが、この流路形成基板用ウェハ１００に圧力発生室１２等を形成した後、この流路形成基板用ウェハ１００を分割することによって形成される。

また、流路形成基板１０の開口面側には、圧力発生室１２を形成する際のマスクとして用いられた絶縁膜であるマスク膜５１を介して、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０^-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又は不錆鋼などからなる。

一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、圧力発生手段が設けられている。具体的には、厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。

また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。本実施形態では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されず、弾性膜５０、絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０だけが振動板として作用するようにしてもよい。

なお、このような各圧電素子３００の上電極膜８０には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０がそれぞれ接続され、このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加される。

さらに、流路形成基板１０上の圧電素子３００側の面には、例えば、本実施形態では、接合基板として、圧電素子３００に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接合されている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。なお、圧電素子保持部３１は、密封されていてもよいし密封されていなくてもよい。

また、保護基板３０には、流路形成基板１０の連通部１３に対応する領域にリザーバ部３２が設けられている。そして、このリザーバ部３２は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の並設方向に沿って設けられており、上述したように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１１０を構成している。さらに、保護基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバ部３２との間の領域には、この保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０は、この貫通孔３３まで延設されており、図示しないがワイヤボンディング等により圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ等と接続される。また、このような保護基板３０の表面上には、図示しない配線パターン等が設けられ、この上から駆動ＩＣが実装される。

なお、保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。

このような保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３２の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１１０に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１１０の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。

なお、このようなインクジェット式記録ヘッドは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１１０からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、図示しない駆動回路からの記録信号に従い、外部配線を介して圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。

以下、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の製造方法について説明する。なお、図４〜図６及び図８は、インクジェット式記録ヘッドの製造工程を説明する図であり、圧力発生室の長手方向の断面図である。また、図７は、インクジェット式記録ヘッドの製造工程を説明する要部拡大図である。

まず、図４（ａ）に示すように、シリコンウェハである流路形成基板用ウェハ１００を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン膜５２を形成する。なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１００として、基板厚が約６２５μｍと比較的厚く剛性の高いシリコンウェハを用いている。

次いで、図４（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、ジルコニウム（Ｚｒ）層を形成後、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化して酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）からなる絶縁体膜５５を形成する。次いで、図４（ｃ）に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜５５上に積層することにより下電極膜６０を形成後、この下電極膜６０を所定形状にパターニングする。

次に、図４（ｄ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、イリジウム（Ｉｒ）からなる上電極膜８０とを流路形成基板用ウェハ１００の全面に形成する。次いで、図５（ａ）に示すように、圧電体層７０及び上電極膜８０をパターニングして、各圧力発生室１２となる領域に圧電素子３００を形成する。次いで、図５（ｂ）に示すように、リード電極９０を流路形成基板１０の全面に亘って形成すると共に圧電素子３００毎にパターニングする。

次に、図５（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１００の圧電素子３００側に、接合基板用ウェハとして、各流路形成基板１０に対応して設けられる複数の保護基板３０となるシリコンウェハである保護基板用ウェハ１３０を接合する。なお、この保護基板用ウェハ１３０は、例えば、４００μｍ程度の厚さを有するため、保護基板用ウェハ１３０を接合することによって流路形成基板用ウェハ１００の剛性は著しく向上することになる。

次に、図６（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１００をある程度の厚さとなるまで研磨した後、更にフッ硝酸によってウェットエッチング、例えば、スピンエッチングすることにより流路形成基板用ウェハ１００を所定の厚さにする。なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１００を約７０μｍ厚になるようにエッチング加工した。

次いで、図６（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１００上に、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなるマスク膜５１を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図６（ｃ）に示すように、保護基板用ウェハ１３０に、ポリパラフィレンテレスタルアミド（ＰＰＴＡ）からなる封止シート１４０を接着剤によって接着することにより、保護基板用ウェハ１３０の表面をこの封止シート１４０で覆って封止する。すなわち、保護基板用ウェハ１３０を厚さ方向に貫通して形成されているリザーバ部３２等が封止シート１４０によって完全に封止されるようにする。

このとき、封止シート１４０は、保護基板用ウェハ１３０の表面の周縁部に接着し、保護基板３０となる領域には接着されないようにする。本実施形態では、封止シート１４０は、保護基板用ウェハ１３０との間に保護シート１５０を介在させた状態で接着した。

このような保護基板用ウェハ１３０と封止シート１４０との接着は、例えば、本実施形態では、保護基板用ウェハ１３０の製品部分、すなわち、各保護基板３０が形成された領域の周縁部に沿って接着剤を塗布して所定厚さの接着剤層２００を形成し、この上から、封止シート１４０を当接させ、次に、この封止シート１４０上から、ＳＵＳ板等の平板である板部材１６０によって封止シート１４０の全面を略均等に押圧し、乾燥することで行われる。

そして、本実施形態では、保護基板用ウェハ１３０と封止シート１４０とを接着する前の接着剤層２００の厚さを保護シート１５０の厚さ以上となるように形成するようにした。すなわち、接着前の接着剤層２００の厚さ[ｄ_１]と保護シート１５０の厚さ[ｄ_２]との関係が[ｄ_１]≧[ｄ_２]の条件を満たすように、接着剤層２００を形成した。特に、図７（ａ）に示すように、接着前の接着剤層２００の厚さ[ｄ_１]を保護シート１５０の厚さ[ｄ_２]より大きく、すなわち、[ｄ_１]＞[ｄ_２]の条件を満たすように接着剤層２００を形成するのが好ましい。これにより、封止シート１４０と接着剤層２００とが確実に接触するため、両者の接着不良をより確実に防止することができる。

また、保護基板用ウェハ１３０と封止シート１４０との間で接着剤層２００を押圧する際には、接着（押圧）後の接着剤層２００の厚さが保護シート１５０の厚さ以上の状態で、接着剤層２００の押圧を停止するようにした。本実施形態では、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示すように、板部材１６０を用い、この板部材１６０によって封止シート１４０上から接着剤層２００を押圧したので、接着後の接着剤層２００の厚さが保護シート１５０の厚さと略同等となる。すなわち、少なくとも保護基板用ウェハ１３０の周縁部に対応する領域（接着領域）では、接着後の接着剤層２００の厚さが保護シート１５０の厚さより小さくならないように、その手前、すなわち、接着後の接着剤層２００の厚さが保護シート１５０の厚さと略同等の状態で、その押圧作業を停止することができる。

また、本実施形態のように、接着前の接着剤層２００を[ｄ_１]＞[ｄ_２]の厚さ条件で形成しつつ、接着剤層２００の押圧作業を接着後の接着剤層２００の厚さが保護シート１５０の厚さと略同等となるように行ったので、接着剤層２００の保護基板用ウェハ１３０の中央部（製品部分）側への流れ出しを有効に防止することができ、しかも接着剤層２００によって保護基板用ウェハ１３０と封止シート１４０とを確実に接着することができる。

また、本実施形態では、封止シート１４０の押圧に平板である板部材１６０を用いたので、面方向で略均等に且つ接着剤層２００が所定の厚さとなるように押圧することができる。さらに、保護基板用ウェハ１３０と封止シート１４０との接着において板部材１６０を用いることで、保護基板用ウェハ１３０と封止シート１４０の相互間の接着ズレを有効に防止することができるという効果もある。

以上説明したように、本実施形態の製造方法では、保護基板用ウェハ１３０の表面上に保護シート１５０を介在させた状態で接着剤層２００によって封止シート１４０を接着する際に、保護基板用ウェハ１３０と封止シート１４０とを接着する前の接着剤層２００の厚さを保護シート１５０の厚さより大きくすることにより、保護基板用ウェハ１３０と封止シート１４０との接着不良を防止しつつ、封止シート１４０と保護基板用ウェハ１３０との間での接着剤層２００の押圧を接着剤層２００の厚さが保護シート１５０の厚さ以上で停止することにより、接着剤層の製品部分側への流れ出しを有効に防止することができる。

ここで、上述した本実施形態では、接着前の接着剤層２００の厚さを保護シート１５０の厚さよりも大きくした場合について説明したが、本発明は勿論これに限定されず、接着前の接着剤層の厚さを保護シートの厚さと同等としてもよい。この場合には、封止シート１４０の自重（重さ）により、保護基板用ウェハ１３０の周縁部近傍において、封止シート１４０が保護基板用ウェハ１３０の端部側に垂れ下がるため、これによって、保護基板用ウェハ１３０と封止シート１４０とが接着剤層２００を介して良好に接着される。すなわち、この場合でも、封止シート１４０と接着剤層２００とが確実に接触するため、保護基板用ウェハ１３０と封止シート１４０との接着不良を確実に防止することができる。

また、本実施形態では、保護基板用ウェハ１３０と封止シート１４０との間に保護シート１５０を介在させているので、板部材１６０を介して封止シート１４０を押圧した際において、保護基板３０の上面にキズ等が形成されるのを確実に防止することができる。すなわち、保護基板３０の上面を高品質に保つことができる。

なお、保護基板用ウェハ１３０と封止シート１４０との間に介在させる保護シート１５０は、保護基板用ウェハ１３０に接着されず、基本的に保護基板用ウェハ１３０と封止シート１４０との間に所定の空間を確保するためのものである。すなわち、保護シート１５０は、封止シート１４０よりも外形が小さく、封止シート１４０内の封止空間、特に、製品部分となる各保護基板３０が設けられた領域に対応して配置されるものである。また、保護シート１５０は、保護基板用ウェハ１３０の表面に予め設けられている図示しない配線パターンの剥離や損傷等を防止する役割もある。

このような保護シート１５０は、保護基板用ウェハ１３０と封止シート１４０との間に、両者に非接着で介在させてもよいが、例えば、本実施形態では、保護シート１５０を封止シート１４０の製品部分に対向する領域に接着し、この状態で、封止シート１４０を保護基板用ウェハ１３０の周縁部に接着することで保護基板用ウェハ１３０と封止シート１４０との間に介在させるようにした。

なお、このような保護シート１５０の材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等が挙げられ、保護基板用ウェハ１３０の表面に悪影響を及ぼさない材料、すなわち、保護基板用ウェハ１３０の表面に干渉しない高分子材料を用いるのが好ましい。このような材料としては、例えば、フッ素樹脂等を挙げることができ、本実施形態では、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等を用いている。

また、本実施形態では、保護基板用ウェハ１３０の周縁部に接着剤を塗布して接着剤層２００を形成したが、勿論これに限定されず、封止シート１４０と保護基板用ウェハ１３０とを接着するための接着剤は、封止シート１４０又は保護基板用ウェハ１３０の何れに塗布してもよい。接着剤の塗布方法も特に限定されず、封止シート１４０に塗布する場合には、例えば、フィルム転写方法等を用いればよい。また、保護基板用ウェハ１３０に塗布する場合には、例えば、ディスペンサ等により直接塗布するようにすればよい。

そして、このように封止シート１４０を接着した後は、マスク膜５１を介して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り、図８（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１００に圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等を形成する。このとき、保護基板用ウェハ１３０の表面は封止シート１４０によって覆われて流路形成基板用ウェハ１００の圧電素子３００側の面が完全に封止されているため、流路形成基板用ウェハ１００又は圧電素子３００がエッチング液によって破壊されるのを確実に防止することができる。

また、本実施形態の封止シート１４０は、ＰＰＴＡからなり、シリコンウェハである流路形成基板用ウェハ１００及び保護基板用ウェハ１３０と略同等の熱膨張係数を有するため、流路形成基板用ウェハ１００のエッチング時等に発生する熱により各ウェハ１００，１３０に反り等の変形が生じることがない。したがって、圧力発生室１２等をエッチングにより高精度に形成することができ、良好な吐出特性が得られるインクジェット式記録ヘッドを実現することができる。

具体的には、流路形成基板用ウェハ１００をエッチングする際には、各ウェハ１００，１３０及び封止シート１４０は、約８０℃程度まで加熱されるため、この熱によって膨張してしまう。このため、流路形成基板用ウェハ１００及び保護基板用ウェハ１３０と封止シート１４０との線膨張係数が大きく異なると、その膨張率の違いによって各ウェハ１００，１３０が変形して割れてしまう虞がある。また、例えば、この熱によって封止シート１４０を接着している接着剤が一旦軟化する場合がある。この場合には、封止シート１４０は熱により膨張した状態で保護基板用ウェハ１３０に固定されてしまい、エッチング終了後に各ウェハ１００，１３０及び封止シート１４０が冷却されて収縮する際に、各ウェハ１００，１３０が変形して割れてしまう虞がある。

しかしながら、本実施形態では、封止シート１４０がＰＰＴＡからなり、この封止シート１４０の線膨張係数（２．０×１０^−６／℃）が、シリコンウェハの線膨張係数（３．０×１０^−６／℃）と略同等であるため、加熱又は冷却により各ウェハ１００，１３０及び封止シート１４０はほぼ同じ量だけ膨張又は収縮することになり、各ウェハ１００，１３０に反り等の変形が生じることはない。但し、封止シート１４０の材料としては、勿論、上述したＰＰＴＡに限定されるものではない。

次に、図８（ｂ）に示すように、封止シート１４０を、保護基板用ウェハ１３０とは接着されていない領域、例えば、本実施形態では、保護シート１５０によって形成されている空間部分に沿って切断し、封止シート１４０及び保護シート１５０を除去する。このように封止シート１４０だけを切断し、封止シート１４０等を除去するようにすれば、封止シート１４０の除去に必要な時間を著しく短縮することができ、製造効率を大幅に向上することができる。

なお、その後は、図８（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１００及び保護基板用ウェハ１３０の外周縁部の不要部分、すなわち、封止シート１４０が接着されていた部分を、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、流路形成基板用ウェハ１００の保護基板用ウェハ１３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板用ウェハ１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、流路形成基板用ウェハ１００等を図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０等に分割することによって、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとする。

（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１では、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インクジェット式記録ヘッドを例にしたが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、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、本発明は、上述した液体噴射ヘッドの製造だけでなく、シリコンウェハの一方面を封止し、その状態でシリコンウェハの他方面をエッチング等して処理するシリコンウェハの処理に適用することが可能である。この場合でも、シリコンウェハと封止シートとの接着領域からの製品部分への接着剤層の流れ出しを有効に防止することができ、シリコンウェハの一方面側を高品質に保つことができる。したがって、歩留まりを向上することができる。

勿論、本発明では、上述したシリコンウェハの処理方法を、配線パターン等をシリコンウェハの一方面側に形成すると共にシリコンウェハの他方面をエッチング処理して凹部等を形成することで行われるシリコンデバイスの製造方法に適用してもよく、この場合でも、上述したのと同様作用効果を得ることができる。

実施形態１に係る記録ヘッドの概略斜視図である。実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。実施形態１に係る流路形成基板用ウェハを示す斜視図である。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を説明する要部拡大図である。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。

符号の説明

１０流路形成基板、１１隔壁、１２圧力発生室、１３連通部、１４インク供給路、２０ノズルプレート、２１ノズル開口、３０保護基板、５０弾性膜、６０下電極膜、７０圧電体層、８０上電極膜、１００流路形成基板用ウェハ、１１０リザーバ、１３０保護基板用ウェハ、１４０封止シート、１５０保護シート、１６０板部材、２００接着剤層、３００圧電素子

Claims

シリコンウェハの一方面上に保護シートを接着することなく介在させた状態で前記シリコンウェハの周縁部に接着剤層によって封止シートを接着し、その後、前記シリコンウェハの他方面をエッチング処理するシリコンウェハの処理方法であって、
前記シリコンウェハの一方面上に前記封止シートを接着する際に、前記シリコンウェハと前記封止シートとを接着する前の前記接着剤層の厚さを前記保護シートの厚さよりも大きくすると共に、前記接着剤層の厚さが前記保護シートの厚さ以上の状態で前記シリコンウェハと前記封止シートとの間での前記接着剤層の押圧を停止するようにしたことを特徴とするシリコンウェハの処理方法。
請求項１において、前記シリコンウェハの表面上に前記封止シートを配置した後に、前記封止シート上から板部材によって前記封止シートを前記シリコンウェハ側に押圧することを特徴とするシリコンウェハの処理方法。
請求項１又は２において、前記封止シートは、ポリパラフェレンテレスタルアミド（ＰＰＴＡ）からなることを特徴とするシリコンウェハの処理方法。
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成されると共に前記圧力発生室に圧力を発生させる圧力発生手段を有する流路形成基板が一体的に形成されるシリコンウェハである流路形成基板用ウェハ上に、前記流路形成基板に対応して設けられる接合基板が一体的に形成されるシリコンウェハである接合基板用ウェハを接合した後に、前記接合基板用ウェハの表面上に保護シートを接着することなく介在させた状態で前記接合基板用ウェハの周縁部に接着剤層によって封止シートを接着する際に、前記接合基板用ウェハと前記封止シートとを接着する前の前記接着剤層の厚さを前記保護シートの厚さよりも大きくすると共に、前記接着剤層の厚さが前記保護シートの厚さ以上の状態で前記接合基板用ウェハと前記封止シートとの間での前記接着剤層の押圧を停止し、その状態で前記接合基板用ウェハと前記封止シートとを接着し、その後、前記流路形成基板用ウェハをエッチングすることにより前記圧力発生室を形成するようにしたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。