インクジェットヘッド基板の製造方法
【課題】生産性や強度の低下を招くことなく、インク供給口の開口幅をより狭くする。
【解決手段】シリコン基板１０の表面においてインク供給口が開口される領域に第一のパッシベイション層２０を形成し、第一のパッシベイション層２０の上に第二のパッシベイション層１５を形成する。シリコン基板１０の裏面においてインク供給口が開口される領域に開口部２２を有するエッチングマスク２１を形成し、開口部２２の内側に、所定の深さの未貫通孔２５を形成する。異方性ウエットエッチングにより、開口部２２の内側に凹部を形成し、第一のパッシベイション層２０をエッチングストップ層として、凹部の内面を基板表面に達するまで異方性ドライエッチングする。第一のパッシベイション層２０を除去する。
【解決手段】シリコン基板１０の表面においてインク供給口が開口される領域に第一のパッシベイション層２０を形成し、第一のパッシベイション層２０の上に第二のパッシベイション層１５を形成する。シリコン基板１０の裏面においてインク供給口が開口される領域に開口部２２を有するエッチングマスク２１を形成し、開口部２２の内側に、所定の深さの未貫通孔２５を形成する。異方性ウエットエッチングにより、開口部２２の内側に凹部を形成し、第一のパッシベイション層２０をエッチングストップ層として、凹部の内面を基板表面に達するまで異方性ドライエッチングする。第一のパッシベイション層２０を除去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に向けてインクを吐出して該記録媒体に対して記録を行うインクジェットヘッド基板（以下、「ヘッド基板」という。）の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なインクジェットヘッドは、インクが吐出される吐出口と、該吐出口からインクを吐出させるためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、インクが供給される供給口と、該供給口と吐出口とを連通させるインク流路とを有する基板を備えている。ここで、吐出口、エネルギー発生素子及びインク流路は、基板の表面側に設けられている。一方、供給口は基板の表裏面を貫通している。そして、基板の裏面側から供給口に供給されたインクは、該供給口を通って各インク流路に流入し、各インク流路内に設けられたエネルギー発生素子によって付与されたエネルギーによって吐出口から吐出される。
【０００３】
上記構造を有するヘッド基板では、小型化や安定した吐出性能確保のために、基板裏面における供給口の開口幅（以下「裏面開口幅」）を狭くすることが求められる。特に、一つの基板に複数の供給口を形成する場合には、各供給口の裏面開口幅を狭くすることが強く求められる。
【０００４】
しかし、基板を貫通する供給口は、結晶異方性ウエットエッチングによって形成される。結晶異方性ウエットエッチングでは、結晶方位に応じて、エッチングの深さ方向と幅方向との間に異方性が生じる。図１１に従来の製造方法によって製造されたヘッド基板の模式的断面を示す。同図に示されている基板３０に形成された供給口３４の裏面開口幅は、基板表面における開口幅（「表面開口幅」）に応じて決定される。例えば、基板３０がシリコン基板である場合、表面開口幅をＷ2、基板３０の厚みをＤ、裏面開口幅をＷ1とした場合、裏面開口幅Ｗ1は、Ｗ1＝Ｗ2＋２Ｄ／ｔａｎ５４．７°の関係式によって決まる。
【０００５】
したがって、裏面開口幅Ｗ1を狭くするためには、表面開口幅Ｗ2を狭くするか、基板３０の厚みＤを薄くする必要があった。
【０００６】
そこで、表面開口幅を狭くしたり、基板の厚みを薄くしたりすることなく、裏面開口幅を狭くすることを目的としたヘッド基板の製造方法が特許文献１によって提案されている。
【０００７】
特許文献１に記載されている製造方法は、基板裏面に設けられたマスクを利用して異方性ドライエッチング方式にて未貫通穴を形成した後に、同一のマスクを用いて結晶異方性ウエットエッチング方式にて供給口を形成するものである。すなわち、異方性ドライエッチングと異方性ウエットエッチングの二段階の異方性エッチングによって供給口を形成するものである。
【特許文献１】米国特許第６８０５４３２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
確かに、特許文献１に開示された製造方法によれは、同一の表面開口幅を有する供給口を結晶異方性ウエットエッチングのみによって形成した場合に比べて、裏面開口幅を狭く抑えることができる。
【０００９】
しかし、裏面開口幅を変更することなく、表面開口幅をさらに拡大するためには、異方性ドライエッチングによる掘り込み量を増大させる必要がある。換言すれば、異方性ドライエッチングの深さをより深くしなければならない。しかしながら、異方性ドライエッチングによる掘り込み量を増大させると、エッチングに長時間を要し、ヘッド基板の生産性が低下する。一方、エッチングを短縮するために基板の厚みを薄くすると、強度低下などの問題が生じる。
【００１０】
本発明は、生産性や強度の低下を招くことなく、インク供給口の開口幅をより狭くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のインクジェットヘッド基板の製造方法は、基板の表裏面に貫通するインク供給口を有するインクジェットヘッド基板の製造方法であって、少なくとも次の工程を有する。
（ａ）基板の表面において前記インク供給口が開口される領域に第一のパッシベイション層を形成する工程
（ｂ）前記基板の表面に、前記第一のパッシベイション層を被覆する第二のパッシベイション層を形成する工程
（ｃ）前記基板の裏面において前記インク供給口が開口される領域に開口部を有するエッチングマスクを形成する工程
（ｄ）前記エッチングマスクの前記開口部の内側に、所定の深さの未貫通孔を形成する工程
（ｅ）異方性ウエットエッチングにより、前記エッチングマスクの前記開口部の内側に、前記基板の裏面において開口する凹部を形成する工程
（ｆ）前記第一のパッシベイション層をエッチングストップ層として、前記凹部の内面を前記基板の表面に達するまで異方性ドライエッチングする工程
（ｇ）前記第一のパッシベイション層を除去する工程
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ヘッド基板のインク供給口の開口幅を狭くすることで、ヘッド基板を小型化でき、さらに安定した吐出性能を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のヘッド基板の製造方法は、基板に未貫通孔を形成した上で、結晶異方性ウエットエッチングと結晶異方性ドライエッチングを段階的に実施して、基板の表裏面に貫通するインク供給口を形成することを特徴とする。
【００１４】
以下、本発明のヘッド基板の製造方法の実施形態の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
（実施形態１）
説明の便宜上、本実施形態に係るヘッド基板の製造方法によって製造されるヘッド基板の構造について予め概説する。図１は、本例の製造方法によって製造されたヘッド基板１の模式的斜視図であり、図２は同断面図である。尚、図２に示す断面は、図１に示すヘッド基板１を同図中のＡ−Ａに沿って切断したときの断面である。
【００１６】
ヘッド基板１は、シリコン基板１０を有する。シリコン基板１０の表面側には、複数のエネルギー発生素子（例えばヒータ）１１、インク流路１２及び吐出口１３が設けられている。シリコン基板１０には、該基板１０を貫通し、その表裏面において開口するインク供給口１４が形成されている。
【００１７】
より具体的には、複数のエネルギー発生素子１１がシリコン基板１０の表面上に所定ピッチで配列されて、２列の素子列が形成されている。さらに、シリコン基板１０の表面には、パッシベイション層（保護層）１５が形成され、エネルギー発生素子１１はパッシベイション層１５に覆われている。また、パッシベイション層１５の上には、ポリエーテルアミド層（密着層）１６を介して感光性樹脂層１７が形成され、この感光性樹脂層１７によって、インク流路１２及び吐出口１３が形成されている。すなわち、感光性樹脂層１７は、流路形成部材あるいはノズル形成部材としての役割を有する。さらに、感光性樹脂層１７の上には、撥水層１８が形成されている。尚、図示は省略したが、シリコン基板１０の表面には、エネルギー発生素子１１を駆動するための配線や回路なども形成されている。
【００１８】
上記構成を有するヘッド基板１では、インク供給口１４を介してインク流路１２内に充填された不図示のインクに、エネルギー発生素子１１が発生するエネルギーが付与されることによって、吐出口１３からインク滴が吐出される。当該ヘッド基板１は、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、さらに各種処理装置と複合的に組み合わされた産業記録装置に搭載されるインクジェット記録ヘッドに適用可能である。そして、当該ヘッド基板１が適用されたインクジェット記録ヘッドを用いることによって、紙、糸、繊維、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックなど種々の被記録媒体に記録を行うことができる。尚、本発明において「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味する。
【００１９】
次に、図１、図２に示すヘッド基板１の製造方法について説明する。図３Ａに示すように、表面にエネルギー発生素子１１及び該素子１１を駆動するための配線や回路（不図示）などが形成されたシリコン基板１０を用意する。
【００２０】
次いで、シリコン基板１０の表面に、第一のパッシベイション層２０を形成する。第一のパッシベイション層２０は、図２に示すインク供給口１４のシリコン基板表面における開口部（表面開口１４ａ）に対応させて、シリコン基板表面の一部の領域にのみ形成する。また、第一のパッシベイション層２０は、ハロゲン系ガスによる異方性ドライエッチング時にシリコンとのエッチング選択比がとれる材料、例えばＡｌなど用いて形成する。
【００２１】
その後、第一のパッシベイション層２０を覆うように、シリコン基板１の表面全域に第二のパッシベイション層１５を形成する。ここで、第二のパッシベイション層１５は、図２に示すパッシベイション層１５に相当する。第二のパッシベイション層１５は、第一のパッシベイション層２０との選択除去ができる材料、例えば窒化シリコンなどを用いて形成する。さらに、シリコン基板１の裏面全域に、ＳｉＯ2膜（不図示）を形成する。もっとも、第二のパッシベイション層１５とＳｉＯ2膜との形成順序は上記と逆であってもよい。
【００２２】
次に、図３Ｂに示すように、シリコン基板１０の表裏面にポリエーテルアミド樹脂を塗布し、ベーク工程によりそれらを硬化させて、不図示のポリエーテルアミド樹脂層を形成する。そして、シリコン基板１０の表面側に形成されたポリエーテルアミド樹脂層の上に、ポジ型レジストをスピンコート等により塗布、露光、現像し、ドライエッチング等によりパターニングした後にレジストを除去して、密着層１６を形成する。また、シリコン基板１０の裏面に形成されたポリエーテルアミド樹脂層の上に、ポジ型レジストをスピンコート等により塗布、露光、現像し、ドライエッチング等によりパターニングした後にレジストを除去して、エッチングマスク２１を形成する。このエッチングマスク２１の厚みは、後工程で行う結晶異方性ドライエッチングに対する耐性を考えた厚みとする。また、ここでのパターニングでは、エッチングマスク２１に、図２に示すインク供給口１４のシリコン基板裏面における開口部（裏面開口１４ｂ）に対応した開口部２２を形成する。
【００２３】
次に、図３Ｃに示すように、シリコン基板１０の表面側に、インク流路１２（図２）の型材となるポジ型レジスト２３をパターニングする。
【００２４】
次に、図３Ｄに示すように、ポジ型レジスト２３の上に、被覆感光性樹脂をスピンコート等により塗布して流路形成部材となる感光性樹脂層１７を形成する。さらに、被覆感光性樹脂層１７の上に、ドライフィルム状にした撥水材をラミネートして撥水層１８を形成する。その後、被覆感光性樹脂層１７を紫外線やＤｅｅｐ-ＵＶ光等によって露光、現像してパターニングすることにより、吐出口１３を形成する。
【００２５】
次に、図３Ｅに示すように、ポジ型レジスト２３及び被覆感光性樹脂層１７などが形成されたシリコン基板１０の表面及び側面を、スピンコート等によって保護材２４で覆う。
【００２６】
次に、図３Ｆに示すように、エッチングマスク２１の開口部２２の内側に、未貫通孔としての先導孔２５を形成する。具体的には、開口部２２において露出しているシリコン基板１０の裏面から表面に向けて複数の先導孔２５を形成する。尚、エッチングマスク２１の開口部２２は長方形であって、短手方向（幅方向）の寸法は1００μｍである。
【００２７】
図４Ａは、上記のようにして未貫通孔（先導孔２５）が形成されたシリコン基板１０の裏面を示す模式的平面図である。同図に示すように、各先導孔２５は、エッチングマスク２１の開口部２２の短手方向（幅方向）中心線上に１００μｍのピッチで１列に形成する。換言すれば、第一のパッシベイション層２０の幅方向中心線上に、吐出口１３の配列方向に沿って、複数の先導孔２５を一列に形成する。
【００２８】
本実施形態では、レーザ加工によって先導孔２５を上記のように形成した。具体的には、ＹＡＧレーザの３倍波（ＴＨＧ：波長３５５ｎｍ）のレーザ光を用い、そのレーザ光のパワーおよび周波数を適切な値に設定した。また、各先導孔２５の径を約φ４０μｍとした。先導孔２５の径は、約φ５〜約１００μｍの範囲内であることが望ましい。先導孔２５の径が小さすぎると、この後に行われる結晶異方性ウエットエッチングの際にエッチング液が先導孔２５内に進入し難くなる。逆に先導孔２５の径が大きすぎると、所望の深さの先導孔２５を形成するのに時間を要し、生産性が低下する。尚、先導孔２５の径を大きくする場合には、それに応じて、隣接する先導孔２５同士が重ならないように加工ピッチを設定する。
【００２９】
また、シリコン基板１０の厚みは６２５μｍであり、該基板１０を貫通しない未貫通孔としての先導孔２５の深さは４２０〜４６０μｍの範囲が望ましい。
【００３０】
尚、本実施形態ではＹＡＧレーザの３倍波（ＴＨＧ：波長３５５ｎｍ）のレーザ光を用いて先導孔２５を形成したが、シリコン基板１０の材料であるシリコンに対して穴開け加工ができる波長であれば、加工に用いることができるレーザ光はこれに限られない。例えば、ＹＡＧレーザの２倍波（ＳＨＧ：波長５３２ｎｍ）のレーザ光も、ＴＨＧと同様にシリコンに対する高い吸収率を有しており、かかるレーザ光によって先導孔２５を形成してもよい。もっとも、先導孔２５を形成するための穴開け加工の方法は、レーザ加工に限られるものではない。
【００３１】
次に、シリコン基板１０の裏面に形成されている不図示のＳｉＯ2膜のうち、エッチングマスク２１の開口部２２において露出している部分を除去し、シリコン基板１０に対する結晶異方性ウエットエッチングの開始面となるＳｉ面を露出させる。次いで、エッチングの開始面が露出されたシリコン基板１０をエッチング液に浸し、図２に示すインク供給口１４を形成するためのエッチングを開始する。
【００３２】
先導孔２５が形成されたシリコン基板１０をエッチング液に浸すと、エッチング液が先導孔２５内に進入し、シリコン基板１０の結晶方位に依存してエッチングが進行する。よって、シリコン基板１０は、先導孔２５の先端を頂点として側壁方向にエッチングされ、面方位＜１１１＞面が露出したところでエッチングが極端に進まなくなる。この結果、シリコン基板１０には、図３Ｇに示すような“＜＞”形の凹部（未貫通口）２６が形成される。このときのエッチング液にはＴＭＡＨ（tetra methyl ammonium hydroxide）を用いる。また、凹部２６の内面は、シリコン基板１０の裏面に対して５４．７°の角度を有する＜１１１＞面からなる。もっとも、エッチング液はＴＭＡＨに限られず、ＫＯＨ（希釈水酸化カリウム）など、結晶異方性ウエットエッチングができるアルカリ水溶液を用いることができる。
【００３３】
次に、図３Ｈに示すように、結晶異方性ウエットエッチングにて形成された凹部２６の内面（底面）をシリコン基板１０の表面側に向けて結晶異方性ドライエッチングし、シリコン基板１０の表面に貫通させる。ここでのエッチングでは、Ｄｅｅｐ-ＲＩＥ（反応性イオンエッチング方式）などでハロゲン系ガスを用いてトレンチ構造を形成する。また、エッチングマスクには、結晶異方性ウエットエッチングの際にマスクとして用いたエッチングマスク２１をそのまま利用する。
【００３４】
結晶異方性ドライエッチングによる加工の深さＤ2は、レーザ加工の深さ（未貫通孔２５の深さ）Ｄ1との関係で次の条件を満たことが望ましい。すなわち、シリコン基板１０の厚さをＤとしたとき、Ｄ2＞Ｄ−Ｄ1の関係を満たすことが望ましい。
【００３５】
上記の条件が満たされるように結晶異方性ドライエッチングを行うと、図３Ｉ及び図４Ｂに示すように、第一のパッシベイション層２０でエッチングがストップする。すなわち、第一のパッシベイション層２０はエッチングストップ層として機能する。既述のように、第一のパッシベイション層２０には、アルミなどある程度の耐ドライエッチング性を持った材料を用いることが望ましい。
【００３６】
第一のパッシベイション層２０の幅Ｗ1（図３Ｉ）と、インク供給口１４の表面開口幅Ｗ2（図２）とがＷ1≦Ｗ2の関係であるとき、ドライエッチングの深さＤ2（図３Ｈ）は、レーザ加工の深さＤ1（図３Ｆ）との関係で次の条件を満たすことが望ましい。すなわち、シリコン基板１０の厚さをＤとしたとき、Ｄ2≦Ｄ−Ｄ1+Ｗ1・(ｔａｎ５４．７°)／２の関係を満たすことが望ましい。
【００３７】
続いて、図３Ｊに示すように、第一のパッシベイション層２０を硝酸、酢酸、リン酸を含有した混酸などの水溶液で除去するか、塩素系のガスを用いてドライエッチングすることによって除去する。
【００３８】
次に、図３Ｋに示すように、第二のパッシベイション層１５のうち、少なくともインク供給口１４の表面開口１４ａ（図２）と重複する部分をドライエッチングにて除去し、凹部２６内においてポジ型レジスト２３を露出させる。
【００３９】
次に、図３Ｋに示すエッチングマスク２１及び保護材２４を除去し、ポジ型レジスト２３を凹部２６を介して溶出させる。すると、ポジ型レジスト２３が除去された後の空間が図２に示すインク流路１２となり、インク流路１４と連通した凹部２６が図２に示すインク供給口１４となる。
【００４０】
以上の工程により、図１、図２に示すヘッド基板１が完成する。より正確には、複数のヘッド基板１が作り込まれたシリコンウエハが完成する。シリコンウエハ上に形成された各ヘッド基板１をダイシングソー等によって切断分離してチップ化し、各チップにおいて、エネルギー発生素子１１を駆動させる電気配線の接合を行う。その後、各チップにインク供給用のチップタンク部材を接続することによって、インクジェット記録ヘッドが完成する。
【００４１】
尚、本実施形態では、厚さ６２５μｍのシリコン基板を用いてヘッド基板を製造したが、これよりも薄い、もしくは厚い基板に対しても、本発明のヘッド基板の製造方法を適用することができる。
【００４２】
（実施形態２）
以下、本発明のヘッド基板の製造方法の他の実施形態について図５及び図６を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る製造方法の一工程を示す模式的断面図である。図６は、本実施形態に係る製造方法によって製造されたヘッド基板の模式的断面図である。
【００４３】
本実施形態に係るヘッド基板の製造方法は、実施形態１に係る製造方法と基本的に同一の工程を有する。異なるのは、後にインク供給口１４となる凹部（未貫通口）２６を形成するための結晶異方性エッチングの時間のみである。具体的には、図５に示すように、凹部２６を形成するための結晶異方性エッチングの時間を実施形態１の場合よりも短くした。この結果、図６に示すように、実施形態１に係る製造方法によって得られるインク供給口１４（図２）に比べ、より垂直なトレンチ構造を有するインク供給口１４が形成される。尚、実施形態１において既に説明した構成と同一の構成については、図５及び図６中に同一の符号を付して説明に代える。
（実施形態３）
以下、本発明のヘッド基板の製造方法の他の実施形態について図７及び図８を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る製造方法の一工程を示す模式的断面図である。図８は、本実施形態に係る製造方法によって製造されたヘッド基板の模式的断面図である。
【００４４】
本実施形態に係るヘッド基板の製造方法は、実施形態１に係る製造方法と同一の工程を有する。異なるのは、後にインク供給口１４となる凹部（未貫通口）２６を三段階の結晶異方性エッチング処理によって形成する点である。
【００４５】
具体的には、実施形態１に係る製造方法では、シリコン基板１０に対して、結晶異方性ウエットエッチングと結晶異方性ドライエッチングをそれぞれ一回ずつ、この順で行って凹部２６を形成した。しかし、本実施形態に係る製造方法では、図７に示すように、結晶異方性ドライエッチングの後に、再度結晶異方性ウエットエッチングを行って凹部２６を形成する。この結果、図８に示すように、＜１１１＞面が露出したインク供給口１４が形成される。
【００４６】
尚、実施形態１において既に説明した構成と同一の構成については、図７及び図８中に同一の符号を付して説明に代える。
（実施形態４）
これまでは、インク供給口が一つの場合を例にとって本発明のヘッド基板の製造方法の実施形態について説明した。しかし、本発明のヘッド基板の製造方法によれば、複数のインク供給口を有するヘッド基板を製造することもできる。
【００４７】
図９に、実施形態１で説明した本発明のヘッド基板の製造方法を応用して製造したヘッド基板１の模式的断面図を示す。図示されているヘッド基板１には、六つのインク供給口１４が形成されている。これら二つのインク供給口１４は、実施形態１で説明した工程を経て形成されたものである。よって、図９に示すヘッド基板１の製造工程については、実施形態１に接した当業者であれば容易に理解することができるはずであるが、念のためインク供給口１４の形成に関する工程についてのみ図１０を参照して説明する。尚、実施形態１において既に説明した構成と同一の構成については、図９及び図１０中に同一の符号を付して説明に代える。
【００４８】
図１０（ａ）は、未貫通孔（先導孔２５）が形成されたシリコン基板１０の裏面を示す模式的平面図である。同図に示すように、シリコン基板１０の裏面に形成されたエッチングマスク２１には、図９に示す各インク供給口１４の裏面開口１４ｂに対応した複数の開口部２２を形成する。この点、エッチングマスク２１に長方形の開口部２２を一つだけ形成した実施形態１と異なる。然る後、エッチングマスク２１の各開口部２２から露出しているシリコン基板１０の裏面から表面側に向けて未貫通孔としての先導孔２５を形成する。尚、各先導孔２５は、各開口部２２の中心に形成されている。
【００４９】
その後、先導孔２５が形成されたシリコン基板１０をエッチング液に浸して、凹部２６を形成する。次に、形成された凹部２６の内面（底面）をシリコン基板１０の表面側に向けて結晶異方性ドライエッチングし、シリコン基板１０の表面に貫通させる。このとき第一のパッシベイション層２０がストップ層として機能することは既述のとおりである。図１０（ｂ）は、第一のパッシベイション層２０をストップ層とする結晶異方性ドライエッチングが行われた後のシリコン基板１０の裏面を示す模式的平面図である。
【００５０】
本実施形態のヘッド基板の製造方法によれば、同一のエネルギー発生素子１１に対して、複数のインク供給口１４を形成することができる。これにより、独立供給口や副流路など様々なノズル設計に対して供給口を形成できる。
【００５１】
さらに、隣接するインク供給口１４同士の間に形成される色分離面の幅を従来よりも広く形成することができるので、同一基板で複数の色を使用するときの混色を抑えることもきる。
【００５２】
尚、本発明は、上記実施形態に限られず、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるべき他の技術にも応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法によって製造されたヘッド基板の一部を示す模式的斜視図である。
【図２】図１に示すヘッド基板の模式的断面図である。
【図３Ａ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｂ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｃ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｄ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｅ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｆ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｇ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｈ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｉ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｊ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｋ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図４Ａ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的平面図である。
【図４Ｂ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的平面図である。
【図５】実施形態２に係るヘッド基板の製造方法によって製造されたヘッド基板の模式的断面図である。
【図６】実施形態２に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図７】実施形態３に係るヘッド基板の製造方法によって製造されたヘッド基板の模式的断面図である。
【図８】実施形態３に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図９】実施形態４に係るヘッド基板の製造方法によって製造されたヘッド基板の模式的断面図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は、実施形態４に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的平面図である。
【図１１】従来の製造方法によって製造されたヘッド基板の模式的断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ ヘッド基板
１０ シリコン基板
１４ インク供給口
１４ａ 表面開口
１４ｂ 裏面開口
１５ 第二のパッシベイション層
２０ 第一のパッシベイション層
２１ エッチングマスク
２２ 開口部
２５ 先導孔
２６ 凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に向けてインクを吐出して該記録媒体に対して記録を行うインクジェットヘッド基板（以下、「ヘッド基板」という。）の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なインクジェットヘッドは、インクが吐出される吐出口と、該吐出口からインクを吐出させるためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、インクが供給される供給口と、該供給口と吐出口とを連通させるインク流路とを有する基板を備えている。ここで、吐出口、エネルギー発生素子及びインク流路は、基板の表面側に設けられている。一方、供給口は基板の表裏面を貫通している。そして、基板の裏面側から供給口に供給されたインクは、該供給口を通って各インク流路に流入し、各インク流路内に設けられたエネルギー発生素子によって付与されたエネルギーによって吐出口から吐出される。
【０００３】
上記構造を有するヘッド基板では、小型化や安定した吐出性能確保のために、基板裏面における供給口の開口幅（以下「裏面開口幅」）を狭くすることが求められる。特に、一つの基板に複数の供給口を形成する場合には、各供給口の裏面開口幅を狭くすることが強く求められる。
【０００４】
しかし、基板を貫通する供給口は、結晶異方性ウエットエッチングによって形成される。結晶異方性ウエットエッチングでは、結晶方位に応じて、エッチングの深さ方向と幅方向との間に異方性が生じる。図１１に従来の製造方法によって製造されたヘッド基板の模式的断面を示す。同図に示されている基板３０に形成された供給口３４の裏面開口幅は、基板表面における開口幅（「表面開口幅」）に応じて決定される。例えば、基板３０がシリコン基板である場合、表面開口幅をＷ2、基板３０の厚みをＤ、裏面開口幅をＷ1とした場合、裏面開口幅Ｗ1は、Ｗ1＝Ｗ2＋２Ｄ／ｔａｎ５４．７°の関係式によって決まる。
【０００５】
したがって、裏面開口幅Ｗ1を狭くするためには、表面開口幅Ｗ2を狭くするか、基板３０の厚みＤを薄くする必要があった。
【０００６】
そこで、表面開口幅を狭くしたり、基板の厚みを薄くしたりすることなく、裏面開口幅を狭くすることを目的としたヘッド基板の製造方法が特許文献１によって提案されている。
【０００７】
特許文献１に記載されている製造方法は、基板裏面に設けられたマスクを利用して異方性ドライエッチング方式にて未貫通穴を形成した後に、同一のマスクを用いて結晶異方性ウエットエッチング方式にて供給口を形成するものである。すなわち、異方性ドライエッチングと異方性ウエットエッチングの二段階の異方性エッチングによって供給口を形成するものである。
【特許文献１】米国特許第６８０５４３２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
確かに、特許文献１に開示された製造方法によれは、同一の表面開口幅を有する供給口を結晶異方性ウエットエッチングのみによって形成した場合に比べて、裏面開口幅を狭く抑えることができる。
【０００９】
しかし、裏面開口幅を変更することなく、表面開口幅をさらに拡大するためには、異方性ドライエッチングによる掘り込み量を増大させる必要がある。換言すれば、異方性ドライエッチングの深さをより深くしなければならない。しかしながら、異方性ドライエッチングによる掘り込み量を増大させると、エッチングに長時間を要し、ヘッド基板の生産性が低下する。一方、エッチングを短縮するために基板の厚みを薄くすると、強度低下などの問題が生じる。
【００１０】
本発明は、生産性や強度の低下を招くことなく、インク供給口の開口幅をより狭くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のインクジェットヘッド基板の製造方法は、基板の表裏面に貫通するインク供給口を有するインクジェットヘッド基板の製造方法であって、少なくとも次の工程を有する。
（ａ）基板の表面において前記インク供給口が開口される領域に第一のパッシベイション層を形成する工程
（ｂ）前記基板の表面に、前記第一のパッシベイション層を被覆する第二のパッシベイション層を形成する工程
（ｃ）前記基板の裏面において前記インク供給口が開口される領域に開口部を有するエッチングマスクを形成する工程
（ｄ）前記エッチングマスクの前記開口部の内側に、所定の深さの未貫通孔を形成する工程
（ｅ）異方性ウエットエッチングにより、前記エッチングマスクの前記開口部の内側に、前記基板の裏面において開口する凹部を形成する工程
（ｆ）前記第一のパッシベイション層をエッチングストップ層として、前記凹部の内面を前記基板の表面に達するまで異方性ドライエッチングする工程
（ｇ）前記第一のパッシベイション層を除去する工程
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ヘッド基板のインク供給口の開口幅を狭くすることで、ヘッド基板を小型化でき、さらに安定した吐出性能を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のヘッド基板の製造方法は、基板に未貫通孔を形成した上で、結晶異方性ウエットエッチングと結晶異方性ドライエッチングを段階的に実施して、基板の表裏面に貫通するインク供給口を形成することを特徴とする。
【００１４】
以下、本発明のヘッド基板の製造方法の実施形態の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
（実施形態１）
説明の便宜上、本実施形態に係るヘッド基板の製造方法によって製造されるヘッド基板の構造について予め概説する。図１は、本例の製造方法によって製造されたヘッド基板１の模式的斜視図であり、図２は同断面図である。尚、図２に示す断面は、図１に示すヘッド基板１を同図中のＡ−Ａに沿って切断したときの断面である。
【００１６】
ヘッド基板１は、シリコン基板１０を有する。シリコン基板１０の表面側には、複数のエネルギー発生素子（例えばヒータ）１１、インク流路１２及び吐出口１３が設けられている。シリコン基板１０には、該基板１０を貫通し、その表裏面において開口するインク供給口１４が形成されている。
【００１７】
より具体的には、複数のエネルギー発生素子１１がシリコン基板１０の表面上に所定ピッチで配列されて、２列の素子列が形成されている。さらに、シリコン基板１０の表面には、パッシベイション層（保護層）１５が形成され、エネルギー発生素子１１はパッシベイション層１５に覆われている。また、パッシベイション層１５の上には、ポリエーテルアミド層（密着層）１６を介して感光性樹脂層１７が形成され、この感光性樹脂層１７によって、インク流路１２及び吐出口１３が形成されている。すなわち、感光性樹脂層１７は、流路形成部材あるいはノズル形成部材としての役割を有する。さらに、感光性樹脂層１７の上には、撥水層１８が形成されている。尚、図示は省略したが、シリコン基板１０の表面には、エネルギー発生素子１１を駆動するための配線や回路なども形成されている。
【００１８】
上記構成を有するヘッド基板１では、インク供給口１４を介してインク流路１２内に充填された不図示のインクに、エネルギー発生素子１１が発生するエネルギーが付与されることによって、吐出口１３からインク滴が吐出される。当該ヘッド基板１は、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、さらに各種処理装置と複合的に組み合わされた産業記録装置に搭載されるインクジェット記録ヘッドに適用可能である。そして、当該ヘッド基板１が適用されたインクジェット記録ヘッドを用いることによって、紙、糸、繊維、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックなど種々の被記録媒体に記録を行うことができる。尚、本発明において「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味する。
【００１９】
次に、図１、図２に示すヘッド基板１の製造方法について説明する。図３Ａに示すように、表面にエネルギー発生素子１１及び該素子１１を駆動するための配線や回路（不図示）などが形成されたシリコン基板１０を用意する。
【００２０】
次いで、シリコン基板１０の表面に、第一のパッシベイション層２０を形成する。第一のパッシベイション層２０は、図２に示すインク供給口１４のシリコン基板表面における開口部（表面開口１４ａ）に対応させて、シリコン基板表面の一部の領域にのみ形成する。また、第一のパッシベイション層２０は、ハロゲン系ガスによる異方性ドライエッチング時にシリコンとのエッチング選択比がとれる材料、例えばＡｌなど用いて形成する。
【００２１】
その後、第一のパッシベイション層２０を覆うように、シリコン基板１の表面全域に第二のパッシベイション層１５を形成する。ここで、第二のパッシベイション層１５は、図２に示すパッシベイション層１５に相当する。第二のパッシベイション層１５は、第一のパッシベイション層２０との選択除去ができる材料、例えば窒化シリコンなどを用いて形成する。さらに、シリコン基板１の裏面全域に、ＳｉＯ2膜（不図示）を形成する。もっとも、第二のパッシベイション層１５とＳｉＯ2膜との形成順序は上記と逆であってもよい。
【００２２】
次に、図３Ｂに示すように、シリコン基板１０の表裏面にポリエーテルアミド樹脂を塗布し、ベーク工程によりそれらを硬化させて、不図示のポリエーテルアミド樹脂層を形成する。そして、シリコン基板１０の表面側に形成されたポリエーテルアミド樹脂層の上に、ポジ型レジストをスピンコート等により塗布、露光、現像し、ドライエッチング等によりパターニングした後にレジストを除去して、密着層１６を形成する。また、シリコン基板１０の裏面に形成されたポリエーテルアミド樹脂層の上に、ポジ型レジストをスピンコート等により塗布、露光、現像し、ドライエッチング等によりパターニングした後にレジストを除去して、エッチングマスク２１を形成する。このエッチングマスク２１の厚みは、後工程で行う結晶異方性ドライエッチングに対する耐性を考えた厚みとする。また、ここでのパターニングでは、エッチングマスク２１に、図２に示すインク供給口１４のシリコン基板裏面における開口部（裏面開口１４ｂ）に対応した開口部２２を形成する。
【００２３】
次に、図３Ｃに示すように、シリコン基板１０の表面側に、インク流路１２（図２）の型材となるポジ型レジスト２３をパターニングする。
【００２４】
次に、図３Ｄに示すように、ポジ型レジスト２３の上に、被覆感光性樹脂をスピンコート等により塗布して流路形成部材となる感光性樹脂層１７を形成する。さらに、被覆感光性樹脂層１７の上に、ドライフィルム状にした撥水材をラミネートして撥水層１８を形成する。その後、被覆感光性樹脂層１７を紫外線やＤｅｅｐ-ＵＶ光等によって露光、現像してパターニングすることにより、吐出口１３を形成する。
【００２５】
次に、図３Ｅに示すように、ポジ型レジスト２３及び被覆感光性樹脂層１７などが形成されたシリコン基板１０の表面及び側面を、スピンコート等によって保護材２４で覆う。
【００２６】
次に、図３Ｆに示すように、エッチングマスク２１の開口部２２の内側に、未貫通孔としての先導孔２５を形成する。具体的には、開口部２２において露出しているシリコン基板１０の裏面から表面に向けて複数の先導孔２５を形成する。尚、エッチングマスク２１の開口部２２は長方形であって、短手方向（幅方向）の寸法は1００μｍである。
【００２７】
図４Ａは、上記のようにして未貫通孔（先導孔２５）が形成されたシリコン基板１０の裏面を示す模式的平面図である。同図に示すように、各先導孔２５は、エッチングマスク２１の開口部２２の短手方向（幅方向）中心線上に１００μｍのピッチで１列に形成する。換言すれば、第一のパッシベイション層２０の幅方向中心線上に、吐出口１３の配列方向に沿って、複数の先導孔２５を一列に形成する。
【００２８】
本実施形態では、レーザ加工によって先導孔２５を上記のように形成した。具体的には、ＹＡＧレーザの３倍波（ＴＨＧ：波長３５５ｎｍ）のレーザ光を用い、そのレーザ光のパワーおよび周波数を適切な値に設定した。また、各先導孔２５の径を約φ４０μｍとした。先導孔２５の径は、約φ５〜約１００μｍの範囲内であることが望ましい。先導孔２５の径が小さすぎると、この後に行われる結晶異方性ウエットエッチングの際にエッチング液が先導孔２５内に進入し難くなる。逆に先導孔２５の径が大きすぎると、所望の深さの先導孔２５を形成するのに時間を要し、生産性が低下する。尚、先導孔２５の径を大きくする場合には、それに応じて、隣接する先導孔２５同士が重ならないように加工ピッチを設定する。
【００２９】
また、シリコン基板１０の厚みは６２５μｍであり、該基板１０を貫通しない未貫通孔としての先導孔２５の深さは４２０〜４６０μｍの範囲が望ましい。
【００３０】
尚、本実施形態ではＹＡＧレーザの３倍波（ＴＨＧ：波長３５５ｎｍ）のレーザ光を用いて先導孔２５を形成したが、シリコン基板１０の材料であるシリコンに対して穴開け加工ができる波長であれば、加工に用いることができるレーザ光はこれに限られない。例えば、ＹＡＧレーザの２倍波（ＳＨＧ：波長５３２ｎｍ）のレーザ光も、ＴＨＧと同様にシリコンに対する高い吸収率を有しており、かかるレーザ光によって先導孔２５を形成してもよい。もっとも、先導孔２５を形成するための穴開け加工の方法は、レーザ加工に限られるものではない。
【００３１】
次に、シリコン基板１０の裏面に形成されている不図示のＳｉＯ2膜のうち、エッチングマスク２１の開口部２２において露出している部分を除去し、シリコン基板１０に対する結晶異方性ウエットエッチングの開始面となるＳｉ面を露出させる。次いで、エッチングの開始面が露出されたシリコン基板１０をエッチング液に浸し、図２に示すインク供給口１４を形成するためのエッチングを開始する。
【００３２】
先導孔２５が形成されたシリコン基板１０をエッチング液に浸すと、エッチング液が先導孔２５内に進入し、シリコン基板１０の結晶方位に依存してエッチングが進行する。よって、シリコン基板１０は、先導孔２５の先端を頂点として側壁方向にエッチングされ、面方位＜１１１＞面が露出したところでエッチングが極端に進まなくなる。この結果、シリコン基板１０には、図３Ｇに示すような“＜＞”形の凹部（未貫通口）２６が形成される。このときのエッチング液にはＴＭＡＨ（tetra methyl ammonium hydroxide）を用いる。また、凹部２６の内面は、シリコン基板１０の裏面に対して５４．７°の角度を有する＜１１１＞面からなる。もっとも、エッチング液はＴＭＡＨに限られず、ＫＯＨ（希釈水酸化カリウム）など、結晶異方性ウエットエッチングができるアルカリ水溶液を用いることができる。
【００３３】
次に、図３Ｈに示すように、結晶異方性ウエットエッチングにて形成された凹部２６の内面（底面）をシリコン基板１０の表面側に向けて結晶異方性ドライエッチングし、シリコン基板１０の表面に貫通させる。ここでのエッチングでは、Ｄｅｅｐ-ＲＩＥ（反応性イオンエッチング方式）などでハロゲン系ガスを用いてトレンチ構造を形成する。また、エッチングマスクには、結晶異方性ウエットエッチングの際にマスクとして用いたエッチングマスク２１をそのまま利用する。
【００３４】
結晶異方性ドライエッチングによる加工の深さＤ2は、レーザ加工の深さ（未貫通孔２５の深さ）Ｄ1との関係で次の条件を満たことが望ましい。すなわち、シリコン基板１０の厚さをＤとしたとき、Ｄ2＞Ｄ−Ｄ1の関係を満たすことが望ましい。
【００３５】
上記の条件が満たされるように結晶異方性ドライエッチングを行うと、図３Ｉ及び図４Ｂに示すように、第一のパッシベイション層２０でエッチングがストップする。すなわち、第一のパッシベイション層２０はエッチングストップ層として機能する。既述のように、第一のパッシベイション層２０には、アルミなどある程度の耐ドライエッチング性を持った材料を用いることが望ましい。
【００３６】
第一のパッシベイション層２０の幅Ｗ1（図３Ｉ）と、インク供給口１４の表面開口幅Ｗ2（図２）とがＷ1≦Ｗ2の関係であるとき、ドライエッチングの深さＤ2（図３Ｈ）は、レーザ加工の深さＤ1（図３Ｆ）との関係で次の条件を満たすことが望ましい。すなわち、シリコン基板１０の厚さをＤとしたとき、Ｄ2≦Ｄ−Ｄ1+Ｗ1・(ｔａｎ５４．７°)／２の関係を満たすことが望ましい。
【００３７】
続いて、図３Ｊに示すように、第一のパッシベイション層２０を硝酸、酢酸、リン酸を含有した混酸などの水溶液で除去するか、塩素系のガスを用いてドライエッチングすることによって除去する。
【００３８】
次に、図３Ｋに示すように、第二のパッシベイション層１５のうち、少なくともインク供給口１４の表面開口１４ａ（図２）と重複する部分をドライエッチングにて除去し、凹部２６内においてポジ型レジスト２３を露出させる。
【００３９】
次に、図３Ｋに示すエッチングマスク２１及び保護材２４を除去し、ポジ型レジスト２３を凹部２６を介して溶出させる。すると、ポジ型レジスト２３が除去された後の空間が図２に示すインク流路１２となり、インク流路１４と連通した凹部２６が図２に示すインク供給口１４となる。
【００４０】
以上の工程により、図１、図２に示すヘッド基板１が完成する。より正確には、複数のヘッド基板１が作り込まれたシリコンウエハが完成する。シリコンウエハ上に形成された各ヘッド基板１をダイシングソー等によって切断分離してチップ化し、各チップにおいて、エネルギー発生素子１１を駆動させる電気配線の接合を行う。その後、各チップにインク供給用のチップタンク部材を接続することによって、インクジェット記録ヘッドが完成する。
【００４１】
尚、本実施形態では、厚さ６２５μｍのシリコン基板を用いてヘッド基板を製造したが、これよりも薄い、もしくは厚い基板に対しても、本発明のヘッド基板の製造方法を適用することができる。
【００４２】
（実施形態２）
以下、本発明のヘッド基板の製造方法の他の実施形態について図５及び図６を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る製造方法の一工程を示す模式的断面図である。図６は、本実施形態に係る製造方法によって製造されたヘッド基板の模式的断面図である。
【００４３】
本実施形態に係るヘッド基板の製造方法は、実施形態１に係る製造方法と基本的に同一の工程を有する。異なるのは、後にインク供給口１４となる凹部（未貫通口）２６を形成するための結晶異方性エッチングの時間のみである。具体的には、図５に示すように、凹部２６を形成するための結晶異方性エッチングの時間を実施形態１の場合よりも短くした。この結果、図６に示すように、実施形態１に係る製造方法によって得られるインク供給口１４（図２）に比べ、より垂直なトレンチ構造を有するインク供給口１４が形成される。尚、実施形態１において既に説明した構成と同一の構成については、図５及び図６中に同一の符号を付して説明に代える。
（実施形態３）
以下、本発明のヘッド基板の製造方法の他の実施形態について図７及び図８を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る製造方法の一工程を示す模式的断面図である。図８は、本実施形態に係る製造方法によって製造されたヘッド基板の模式的断面図である。
【００４４】
本実施形態に係るヘッド基板の製造方法は、実施形態１に係る製造方法と同一の工程を有する。異なるのは、後にインク供給口１４となる凹部（未貫通口）２６を三段階の結晶異方性エッチング処理によって形成する点である。
【００４５】
具体的には、実施形態１に係る製造方法では、シリコン基板１０に対して、結晶異方性ウエットエッチングと結晶異方性ドライエッチングをそれぞれ一回ずつ、この順で行って凹部２６を形成した。しかし、本実施形態に係る製造方法では、図７に示すように、結晶異方性ドライエッチングの後に、再度結晶異方性ウエットエッチングを行って凹部２６を形成する。この結果、図８に示すように、＜１１１＞面が露出したインク供給口１４が形成される。
【００４６】
尚、実施形態１において既に説明した構成と同一の構成については、図７及び図８中に同一の符号を付して説明に代える。
（実施形態４）
これまでは、インク供給口が一つの場合を例にとって本発明のヘッド基板の製造方法の実施形態について説明した。しかし、本発明のヘッド基板の製造方法によれば、複数のインク供給口を有するヘッド基板を製造することもできる。
【００４７】
図９に、実施形態１で説明した本発明のヘッド基板の製造方法を応用して製造したヘッド基板１の模式的断面図を示す。図示されているヘッド基板１には、六つのインク供給口１４が形成されている。これら二つのインク供給口１４は、実施形態１で説明した工程を経て形成されたものである。よって、図９に示すヘッド基板１の製造工程については、実施形態１に接した当業者であれば容易に理解することができるはずであるが、念のためインク供給口１４の形成に関する工程についてのみ図１０を参照して説明する。尚、実施形態１において既に説明した構成と同一の構成については、図９及び図１０中に同一の符号を付して説明に代える。
【００４８】
図１０（ａ）は、未貫通孔（先導孔２５）が形成されたシリコン基板１０の裏面を示す模式的平面図である。同図に示すように、シリコン基板１０の裏面に形成されたエッチングマスク２１には、図９に示す各インク供給口１４の裏面開口１４ｂに対応した複数の開口部２２を形成する。この点、エッチングマスク２１に長方形の開口部２２を一つだけ形成した実施形態１と異なる。然る後、エッチングマスク２１の各開口部２２から露出しているシリコン基板１０の裏面から表面側に向けて未貫通孔としての先導孔２５を形成する。尚、各先導孔２５は、各開口部２２の中心に形成されている。
【００４９】
その後、先導孔２５が形成されたシリコン基板１０をエッチング液に浸して、凹部２６を形成する。次に、形成された凹部２６の内面（底面）をシリコン基板１０の表面側に向けて結晶異方性ドライエッチングし、シリコン基板１０の表面に貫通させる。このとき第一のパッシベイション層２０がストップ層として機能することは既述のとおりである。図１０（ｂ）は、第一のパッシベイション層２０をストップ層とする結晶異方性ドライエッチングが行われた後のシリコン基板１０の裏面を示す模式的平面図である。
【００５０】
本実施形態のヘッド基板の製造方法によれば、同一のエネルギー発生素子１１に対して、複数のインク供給口１４を形成することができる。これにより、独立供給口や副流路など様々なノズル設計に対して供給口を形成できる。
【００５１】
さらに、隣接するインク供給口１４同士の間に形成される色分離面の幅を従来よりも広く形成することができるので、同一基板で複数の色を使用するときの混色を抑えることもきる。
【００５２】
尚、本発明は、上記実施形態に限られず、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるべき他の技術にも応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法によって製造されたヘッド基板の一部を示す模式的斜視図である。
【図２】図１に示すヘッド基板の模式的断面図である。
【図３Ａ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｂ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｃ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｄ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｅ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｆ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｇ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｈ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｉ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｊ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図３Ｋ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図４Ａ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的平面図である。
【図４Ｂ】実施形態１に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的平面図である。
【図５】実施形態２に係るヘッド基板の製造方法によって製造されたヘッド基板の模式的断面図である。
【図６】実施形態２に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図７】実施形態３に係るヘッド基板の製造方法によって製造されたヘッド基板の模式的断面図である。
【図８】実施形態３に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。
【図９】実施形態４に係るヘッド基板の製造方法によって製造されたヘッド基板の模式的断面図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は、実施形態４に係るヘッド基板の製造方法の一工程を示す模式的平面図である。
【図１１】従来の製造方法によって製造されたヘッド基板の模式的断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ ヘッド基板
１０ シリコン基板
１４ インク供給口
１４ａ 表面開口
１４ｂ 裏面開口
１５ 第二のパッシベイション層
２０ 第一のパッシベイション層
２１ エッチングマスク
２２ 開口部
２５ 先導孔
２６ 凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表裏面に貫通するインク供給口を有するインクジェットヘッド基板の製造方法であって、
前記基板の表面において前記インク供給口が開口される領域に第一のパッシベイション層を形成する工程と、
前記基板の表面に、前記第一のパッシベイション層を被覆する第二のパッシベイション層を形成する工程と、
前記基板の裏面において前記インク供給口が開口される領域に開口部を有するエッチングマスクを形成する工程と、
前記エッチングマスクの前記開口部の内側に、所定の深さの未貫通孔を形成する工程と、
異方性ウエットエッチングにより、前記エッチングマスクの前記開口部の内側に、前記基板の裏面において開口する凹部を形成する工程と、
前記第一のパッシベイション層をエッチングストップ層として、前記凹部の内面を前記基板の表面に達するまで異方性ドライエッチングする工程と、
前記第一のパッシベイション層を除去する工程と、
を有するインクジェットヘッド基板の製造方法。
【請求項２】
前記異方性ドライエッチングによる加工の深さをＤ2、前記未貫通孔の深さをＤ1、前記基板の厚みをＤとしたとき、
Ｄ2＞Ｄ−Ｄ1
の関係が満たされることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド基板の製造方法。
【請求項３】
前記異方性ドライエッチングによる加工の深さをＤ2、前記未貫通孔の深さをＤ1、前記基板の厚みをＤ、前記第一のパッシベイション層の幅方向の寸法をＷ1としたとき、
Ｄ2≦Ｄ−Ｄ1+Ｗ1＊(ｔａｎ５４．７°)／２
の関係が満たされることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のインクジェットヘッド基板の製造方法。
【請求項４】
前記未貫通孔をレーザ加工によって形成することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェットヘッド基板の製造方法。
【請求項５】
前記異方性ドライエッチングを反応性イオンエッチング方式によって行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェットヘッド基板の製造方法。
【請求項６】
前記異方性ウエットエッチングをアルカリ水溶液を用いて前記基板の結晶方位に依存して行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のインクジェットヘッド基板の製造方法。
【請求項１】
基板の表裏面に貫通するインク供給口を有するインクジェットヘッド基板の製造方法であって、
前記基板の表面において前記インク供給口が開口される領域に第一のパッシベイション層を形成する工程と、
前記基板の表面に、前記第一のパッシベイション層を被覆する第二のパッシベイション層を形成する工程と、
前記基板の裏面において前記インク供給口が開口される領域に開口部を有するエッチングマスクを形成する工程と、
前記エッチングマスクの前記開口部の内側に、所定の深さの未貫通孔を形成する工程と、
異方性ウエットエッチングにより、前記エッチングマスクの前記開口部の内側に、前記基板の裏面において開口する凹部を形成する工程と、
前記第一のパッシベイション層をエッチングストップ層として、前記凹部の内面を前記基板の表面に達するまで異方性ドライエッチングする工程と、
前記第一のパッシベイション層を除去する工程と、
を有するインクジェットヘッド基板の製造方法。
【請求項２】
前記異方性ドライエッチングによる加工の深さをＤ2、前記未貫通孔の深さをＤ1、前記基板の厚みをＤとしたとき、
Ｄ2＞Ｄ−Ｄ1
の関係が満たされることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド基板の製造方法。
【請求項３】
前記異方性ドライエッチングによる加工の深さをＤ2、前記未貫通孔の深さをＤ1、前記基板の厚みをＤ、前記第一のパッシベイション層の幅方向の寸法をＷ1としたとき、
Ｄ2≦Ｄ−Ｄ1+Ｗ1＊(ｔａｎ５４．７°)／２
の関係が満たされることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のインクジェットヘッド基板の製造方法。
【請求項４】
前記未貫通孔をレーザ加工によって形成することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェットヘッド基板の製造方法。
【請求項５】
前記異方性ドライエッチングを反応性イオンエッチング方式によって行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェットヘッド基板の製造方法。
【請求項６】
前記異方性ウエットエッチングをアルカリ水溶液を用いて前記基板の結晶方位に依存して行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のインクジェットヘッド基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図３Ｇ】
【図３Ｈ】
【図３Ｉ】
【図３Ｊ】
【図３Ｋ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図３Ｇ】
【図３Ｈ】
【図３Ｉ】
【図３Ｊ】
【図３Ｋ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−６１６６３（Ｐ２００９−６１６６３Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３１３３５（Ｐ２００７−２３１３３５）
【出願日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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