JP6388389B2 - 液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明に係るもう1つの液体吐出ヘッドの製造方法は、液体を吐出するノズルプレートを備える液体吐出ヘッドの製造方法において、第1のシリコン層と第2のシリコン層との間に酸化シリコン層を挟んだSOI基板に、前記第1のシリコン層で開口し、前記酸化シリコン層を含み、前記第2のシリコン層まで達する凹状の孔部を形成する工程と、前記第1のシリコン層および前記孔部の内周部に、前記第1のシリコン層を前記液体から保護するための第1の保護膜を形成する工程と、前記第1の保護膜に撥水膜を形成する工程と、前記撥水膜の、前記第1のシリコン層に対向する部分に支持基板を貼り付ける工程と、前記第2のシリコン層を除去するとともに前記孔部の底部を貫通させる工程と、前記撥水膜の、前記孔部の内周部に形成された部分を除去する工程と、前記撥水膜から前記支持基板を剥離する工程と、を有し、前記第1の保護膜の厚さを前記酸化シリコン層の厚さよりも薄く形成することを特徴とする。
図1は、本発明に係る製造方法により製造された液体吐出ヘッドの断面図である。図1に示す液体吐出ヘッド1は、キャビティ基板2と、アクチュエータ3と、ノズルプレート4とを有する。キャビティ基板2には、液室11が形成されている。液室11の上部にはアクチュエータ3が取り付けられている。液室11内部における液体(本実施形態ではインク)が接触する部分には、耐インク保護膜(不図示)が形成されている。アクチュエータ3は、振動板12の上に下電極13、圧電体14、上電極15が積層された構造を有する。ノズルプレート4には、第1のシリコン層16を貫通し、液室11に連通する吐出孔17が形成されている。第1のシリコン層16の液室11側の面には、酸化シリコン層18が形成されている。第1のシリコン層16の液室11と反対側の面には、第1の保護膜19が形成されている。第1の保護膜19は、吐出孔17の内周部にも形成されている。酸化シリコン層18および第1の保護膜19は、耐インク保護膜として機能する。第1の保護膜19には、撥水膜21が形成されている。
図2(a)は、第1のシリコン層16と第2のシリコン層22との間に酸化シリコン層18を挟んだSOI基板5を用意する工程を示す。本実施例では、酸化シリコン層18の厚さが0.5μmであり、第1のシリコン層16の厚さが10μmであり、第2のシリコン層22の厚さが525μmである。
図2(f)に示す工程後、SOI基板5は、その厚さが約10μm程度の薄板状となる。SOI基板5が薄いと、キャビティ基板2との接合工程時にSOI基板5のハンドリング性が悪くなるので、SOI基板5が破損するおそれがある。しかし、本実施例では、第2のシリコン層22が除去されたSOI基板5は、支持基板23と貼り合されているためハンドリング性に問題はなく、破損の可能性も低い。
また、本実施例の製造工程は、支持基板23をSOI基板5(撥水膜21)に貼り付ける工程を有する。そのため、第2のシリコン層22の除去によりSOI基板5が薄くなっても、ハンドリング性の悪化を防ぎ、SOI基板5の破損を回避できるようになる。その結果、製造歩留まりを改善することが可能となる。
以下、本発明の実施例2に係る液体吐出ヘッドの製造方法を説明する。図4および図5は、本実施例の液体吐出ヘッドの製造工程を示す断面図である。上述した実施例1の液体吐出ヘッド1と同様の構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
図4(a)は、第1のシリコン層16と第2のシリコン層22との間に酸化シリコン層18を挟んだSOI基板5を用意する工程を示す。本実施例では、実施例1と同じ寸法のSOI基板5を用いる。
図4(c)は、実施例1と同様に孔部17aを形成する工程である。本実施例では、孔部17aの直径φは20μmである。本実施例では、第2の保護膜24上にレジストパターンを形成して第2の保護膜24をドライエッチングした後、シリコン深堀加工(deep-RIE)にて第1のシリコン層16に孔加工を施す。続いて、酸化シリコン層18をドライエッチングし、上記レジストを剥離することによって孔部17aが形成される。
特に、本施例では、孔部17aの形成前に第2の保護膜24を形成している。さらに、撥水膜21の形成前に、第1の保護膜19の、孔部17aの底部に形成された部分を除去している。この部分の除去時に、第2の保護膜24に形成された第1の保護膜19も除去される。しかし、第1の保護膜19が除去されても第2の保護膜24は残存する。したがって、第1の保護膜19の、孔部17aの底部に形成された部分を十分に除去するエッチング条件を採用しても、第2の保護膜24によって第1のシリコン層16はインクから保護される。なお、実施例1においても第1の保護膜19と酸化シリコン層18に関するエッチング選択比及び膜厚を適宜設定することで、第1のシリコン層16をインクから保護する保護膜を残すことが可能である。
4 ノズルプレート
5 SOI基板
16 第1のシリコン層
17a 孔部
18 酸化シリコン層
19 第1の保護膜
21 撥水膜
22 第2のシリコン層
23 支持基板
Claims (7)
- 液体を吐出するノズルプレートを備える液体吐出ヘッドの製造方法において、
第1のシリコン層と第2のシリコン層との間に酸化シリコン層を挟んだSOI基板に、前記第1のシリコン層で開口し、前記酸化シリコン層を含み、前記第2のシリコン層まで達する凹状の孔部を形成する工程と、
前記第1のシリコン層および前記孔部の内周部に、前記第1のシリコン層を前記液体から保護するための第1の保護膜を形成する工程と、
前記第1の保護膜に撥水膜を形成する工程と、
前記撥水膜の、前記第1のシリコン層に対向する部分に支持基板を貼り付ける工程と、
前記第2のシリコン層を除去するとともに前記孔部の底部を貫通させる工程と、
前記撥水膜の、前記孔部の内周部に形成された部分を除去する工程と、
前記撥水膜から前記支持基板を剥離する工程と、
を有し、
前記撥水膜を除去する工程と前記支持基板を剥離する工程との間に、前記孔部に連通する液室が形成されたキャビティ基板を前記酸化シリコン層に接合する工程をさらに有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 - 前記第1の保護膜の厚さを前記酸化シリコン層の厚さよりも薄く形成する、請求項1に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 液体を吐出するノズルプレートを備える液体吐出ヘッドの製造方法において、
第1のシリコン層と第2のシリコン層との間に酸化シリコン層を挟んだSOI基板に、前記第1のシリコン層で開口し、前記酸化シリコン層を含み、前記第2のシリコン層まで達する凹状の孔部を形成する工程と、
前記第1のシリコン層および前記孔部の内周部に、前記第1のシリコン層を前記液体から保護するための第1の保護膜を形成する工程と、
前記第1の保護膜に撥水膜を形成する工程と、
前記撥水膜の、前記第1のシリコン層に対向する部分に支持基板を貼り付ける工程と、
前記第2のシリコン層を除去するとともに前記孔部の底部を貫通させる工程と、
前記撥水膜の、前記孔部の内周部に形成された部分を除去する工程と、
前記撥水膜から前記支持基板を剥離する工程と、
を有し、
前記第1の保護膜の厚さを前記酸化シリコン層の厚さよりも薄く形成することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 - 前記第1の保護膜の、前記孔部の底部に形成された部分と該部分に形成された前記撥水膜を除去することによって、前記孔部の底部を貫通させる、請求項1から3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記SOI基板に前記孔部を形成する工程の前に、前記第1のシリコン層に第2の保護膜を形成する工程と、
前記第1の保護膜を形成する工程と前記撥水膜を形成する工程との間に、前記第2の保護膜および前記孔部の底部に形成された前記第1の保護膜を除去する工程と、
をさらに有する、請求項1から3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。 - 前記第2の保護膜の厚さを前記酸化シリコン層の厚さと同じに形成する、請求項5に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 酸素プラズマ処理にて前記撥水膜を除去する、請求項1から6のいずれか1項に記載の液出ヘッドの製造方法。
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