JP4911301B2

JP4911301B2 - マイクロデバイスの製造方法及び液体噴射ヘッドの製造方法

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Publication number: JP4911301B2
Application number: JP2007005035A
Authority: JP
Inventors: 泰幸松本
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2027-01-12
Also published as: JP2008168552A

Description

本発明は、シリコン基板を異方性エッチングすることによりマイクロデバイスを形成するマイクロデバイスの製造方法に関し、特に、マイクロデバイスの製造方法によって、液体を噴射する液体噴射ヘッドを構成する基板を製造する液体噴射ヘッドの製造方法に関する。

液体噴射ヘッドなどのマイクロデバイスの代表的な例であるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連通する圧力発生室とこの圧力発生室に連通する連通部が形成されると共に、その一方面側に圧電素子が設けられた流路形成基板と、流路形成基板の連通部と共にリザーバの一部を構成するリザーバ部が形成された封止基板とを具備するものがある。そして、流路形成基板及び封止基板としては、例えば、結晶面方位が（１１０）面のシリコン単結晶基板が用いられ、これらの基板は、平行四辺形に開口する開口部を有するマスクを介して異方性エッチング（ウェットエッチング）することによって形成されていた（例えば、特許文献１参照）。

国際公開２００４／００７２０６号公報（第１２図、第２４〜２５頁等）

しかしながら、複数の圧力発生室を画成する隔壁を形成するマスクに欠陥が生じると、この欠陥を起点として隔壁がエッチングされてしまい、所望の隔壁を得ることができないという問題がある。特に、流路形成基板の圧力発生室を画成する隔壁がエッチングされてしまうと、振動板の変位特性に悪影響を与え、圧電素子の変位特性が劣化してしまうという問題がある。

なお、このような問題はインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造方法だけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法に代表されるマイクロデバイスの製造方法においても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、基板を異方性エッチングすることによって、所望の微細加工を行うことができるマイクロデバイスの製造方法及び液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、結晶面方位が（１００）面又は（１１０）面からなる結晶シリコンからなる基板の表面に開口部を有するマスクを設け、前記基板を前記マスクを介して異方性エッチングすることにより、前記基板の前記開口部に対応する領域に表面が（１１１）面となる隔壁を有する凹部を形成する際に、前記マスクの前記隔壁となる領域から延設されて、前記基板と共に１つの開始部から徐々にエッチングされて前記開口部の開口面積を広げると共に、外周の前記開始部以外の領域が前記基板の結晶面方位の（１１１）面に沿った面で囲まれた補正パターンを複数設けることを特徴とするマイクロデバイスの製造方法にある。
かかる態様では、エッチングにより除去される補正パターンを設けることによって、マスクに欠陥が生じても、欠陥を起点とした隔壁のエッチングを補正パターンで停止させることができる。これにより隔壁が大きくエッチングされるのを規制して隔壁を高精度に形成することができる。

ここで、前記補正パターンの前記開始部から前記マスクの前記隔壁となる領域までの長さが、前記凹部のエッチング時間に基づいて規定されていることが好ましい。これによれば、エッチング時間よりも早く補正パターンが消失すると、欠陥を起点とするエッチングが補正パターンによって停止されることがないため、補正パターンの長さを規定することで、欠陥を起点とするエッチングを確実に停止することができる。

また、前記補正パターンが、前記基板の面内で屈曲されて設けられていることが好ましい。これによれば、補正パターンを省スペースに設けることができるため、補正パターンによってエッチング調整を容易に行うことができる。

また、前記補正パターンが、前記隔壁となる領域から延設された直線状の第１直線部と、該第１直線部から前記基板の面内で屈曲されて設けられた第２直線部とで構成されていることが好ましい。これによれば、補正パターンを省スペースに設けることができると共に、補正パターンが複雑化することなく、補正パターンを容易に且つ高精度に形成することができる。

また、本発明の他の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する液体流路が隔壁によって区画されて形成された流路形成基板を上記態様のマイクロデバイスの製造方法によって製造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。
かかる態様では、隔壁を高精度に形成することができると共に、欠陥を起点とするエッチングによって隔壁が振動板に達するまで余計にエッチングされることがなく、振動板の振動特性が変化するのを防止して、圧電素子の変位特性を均一化することができる。

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に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。図示するように、本実施形態のマイクロデバイスである流路形成基板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って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、他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２がその幅方向（短手方向）に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向一端部側には、インク供給路１４と連通路１５とが隔壁１１によって区画されている。また、連通路１５の一端には、各圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるリザーバ１００の一部を構成する連通部１３が形成されている。

インク供給路１４は、圧力発生室１２の長手方向一端部側に連通し且つ圧力発生室１２より小さい断面積を有する。例えば、本実施形態では、インク供給路１４は、リザーバ１００と各圧力発生室１２との間の圧力発生室１２側の流路を幅方向に絞ることで、圧力発生室１２の幅より小さ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。

すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２と、圧力発生室１２の短手方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路１４と、このインク供給路１４に連通すると共にインク供給路１４の短手方向の断面積よりも大きい断面積を有する連通路１５とからなる液体流路が複数の隔壁１１により区画されて設けられている。

このような圧力発生室１２、インク供給路１４及び連通部１３は、弾性膜５０とは反対側の面から流路形成基板１０を異方性エッチングすることによって形成されている。異方性エッチングは、シリコン単結晶基板のエッチングレートの違いを利用して行われる。本実施形態では、流路形成基板１０が面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなるため、シリコン単結晶基板の（１１０）面のエッチングレートと比較して（１１１）面のエッチングレートが約１／１８０であるという性質を利用して行われる。すなわち、シリコン単結晶基板をＫＯＨ等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々に侵食されて（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面と、この第１の（１１１）面と７０．５３度の角度をなし且つ上記（１１０）面に垂直な第２の（１１１）面とが出現する。かかる異方性エッチングにより、二つの平行する面である第１の（１１１）面と二つの平行する面である第２の（１１１）面とで形成される平行四辺形状を基本として精密加工を行うことができ、圧力発生室１２を高密度に配列することができる。すなわち、本実施形態の流路を画成する隔壁１１は、その表面が第１の（１１１）面となるように形成されている。

また、流路形成基板１０の開口面側には、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によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼等からなる。

一方、このような流路形成基板１０のノズルプレート２０とは反対側の面には、上述したように、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３２０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１２毎に圧電体能動部３２０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アクチュエータ装置と称する。なお、上述した例では、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るものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。

また、このような各圧電素子３００の上電極膜８０には、流路形成基板１０のインク供給路１４とは反対側の端部近傍まで延設された金（Ａｕ）等のリード電極９０がそれぞれ接続されている。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、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、連通部１３に対向する領域にリザーバ部３１が設けられた保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このリザーバ部３１は、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１００を構成している。

また、保護基板３０には、圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３２が設けられている。なお、圧電素子保持部３２は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。また、流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割して、リザーバ部３１のみをリザーバとしてもよい。さらに、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２のみを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、弾性膜５０、絶縁体膜５５等）にリザーバと各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１４を設けるようにしてもよい。

また、保護基板３０上には、圧電素子３００を駆動するための駆動回路１２０が実装されている。この駆動回路１２０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）等を用いることができる。そして、駆動回路１２０とリード電極９０とはボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続配線１２１を介して電気的に接続されている。

保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料の面方位（１１０）のシリコン単結晶基板を用いて形成した。

また、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。ここで、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３１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１００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１００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。

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１では、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１００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、駆動回路１２０からの記録信号に従い、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、絶縁体膜５５、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、このようなインクジェット式記録ヘッド１の製造方法について、図３〜図５を参照して説明する。なお、図３〜図５は、インクジェット式記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。

まず、図３（ａ）に示すように、面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなるシリコンウェハである流路形成基板用ウェハ１１０の表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン膜５１を形成する。

次に、図３（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５１）上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。

次いで、図３（ｃ）に示すように、例えば、白金（Ｐｔ）とイリジウム（Ｉｒ）とを絶縁体膜５５上に積層することにより下電極膜６０を形成した後、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（ａ）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、イリジウムからなる上電極膜８０とを流路形成基板用ウェハ１１０の全面に形成した後、図４（ｂ）に示すように、これら圧電体層７０及び上電極膜８０を、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。

なお、圧電素子３００を構成する圧電体層７０の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。その組成は、圧電素子３００の特性、用途等を考慮して適宜選択すればよい。また、圧電体層７０の形成方法は、特に限定されないが、例えば、本実施形態では、金属有機物を溶媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層７０を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成した。勿論、圧電体層７０の形成方法は、ゾル−ゲル法に限定されるものではなく、例えば、ＭＯＤ法やスパッタリング法等を用いてもよい。

次に、図４（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って金（Ａｕ）からなるリード電極９０を形成後、各圧電素子３００毎にパターニングする。

次に、図５（ａ）に示すように、保護基板用ウェハ１３０を、流路形成基板用ウェハ１１０上に接着剤３５によって接着する。ここで、この保護基板用ウェハ１３０には、リザーバ部３１及び圧電素子保持部３２が予め形成されている。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１１０の剛性は著しく向上することになる。

次いで、図５（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みに薄くする。

次に、図５（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上に、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなるマスク２００を新たに形成し、所定形状にパターニングして開口部２０１を形成する。そして、図６に示すように、このマスク２００を介して流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより、流路形成基板用ウェハ１１０の開口部２０１に対応する領域に圧力発生室１２、インク供給路１４、連通路１５及び連通部１３を形成する。

ここで、流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングする製造工程について図７〜図１２を参照して詳細に説明する。なお、図７〜図９、図１１は、異方性エッチングによる製造工程を示す流路形成基板用ウェハの要部拡大平面図であり、図１０及び図１２は、異方性エッチングによる製造工程を示す流路形成基板用ウェハの要部拡大斜視図である。

まず、図７（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の圧電素子３００とは反対側の全面に亘ってマスク２００を形成し、マスク２００を例えば、レジストを介してパターニングすることで、所定形状の開口部２０１を形成する。

開口部２０１は、流路形成基板用ウェハ１１０の圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５が形成される領域が開口するように形成する。なお、開口部２０１は、当該開口部２０１を画成するマスク２００の面が、流路形成基板用ウェハ１１０の第１の（１１１）面及び第２の（１１１）面に沿った方向となるように形成されている。これにより、流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングした際に、マスク２００が流路形成基板用ウェハ１１０と共にエッチングされて開口部２０１の開口面積が広がるのを防止することができる。

また、開口部２０１に、隔壁１１を形成するためのマスク２００から延設された補正パターン２１０を複数設ける。補正パターン２１０は、流路形成基板用ウェハ１１０と共に開始部２１１から隔壁１１を形成するマスク２００となる終端部まで徐々にエッチングされて、開口部２０１の開口面積を広げるものである。このような補正パターン２１０は、隔壁１１を形成するためのマスク２００の長手方向に亘って所定の間隔で複数設けられている。

このような補正パターン２１０は、流路形成基板用ウェハ１１０の異方性エッチングが開始される開始部２１１以外の領域が全て流路形成基板用ウェハ１１０の第１の（１１１）面及び第２の（１１１）面に沿った面で囲まれている。すなわち、補正パターン２１０は、基板（流路形成基板用ウェハ１１０）の結晶方位の（１１１）面に沿った面で囲まれている。これにより補正パターン２１０は、開始部２１１以外の領域からエッチングが開始されることなく、開始部２１１から徐々にエッチングされるようになっている。

本実施形態では、補正パターン２１０として、隔壁１１に相対向する領域に設けられたマスク２００から第２の（１１１）面に沿って直線状に延設された第１直線部２１２と、第１直線部２１２から第１の（１１１）面に沿って屈曲されて先端に開始部２１１を有する第２直線部２１３とを設けた。すなわち、補正パターン２１０は、流路形成基板用ウェハ１１０の面内で１回屈曲されて設けられている。

なお、本実施形態では、補正パターン２１０を流路形成基板用ウェハ１１０の面内で１回屈曲するようにしたが、補正パターン２１０の形状等は特にこれに限定されず、例えば、配設する領域及び補正パターン２１０の長さに応じて、第２の（１１１）面に沿った直線状のみで形成してもよく、また、２回以上屈曲して形成するようにしてもよい。何れにしても、補正パターン２１０は、開始部２１１以外の領域が第１の（１１１）面及び第２の（１１１）面に沿って形成されていればよい。

また、補正パターン２１０の長さは、流路形成基板用ウェハ１１０がエッチングされるエッチングレートによって規定されるエッチング時間に応じて適宜決定すればよい。すなわち、流路形成基板用ウェハ１１０のエッチングが完了する際に、同時に補正パターン２１０が完全に除去される長さで形成するように形成されている。なお、流路形成基板用ウェハ１１０のエッチング時間よりも早く補正パターン２１０が消失すると、欠陥を起点とするエッチングが補正パターン２１０によって停止されなくなってしまうため、補正パターン２１０の長さは、欠陥を起点とするエッチングを確実に停止することができる程度に適宜決定するのが好ましい。

さらに、各補正パターン２１０の間隔は、詳しくは後述するが、マスク２００に設けられた欠陥によって隔壁１１がエッチングされる幅に応じて適宜決定すればよい。

このような補正パターン２１０を有するマスク２００を流路形成基板用ウェハ１１０に形成した後、マスク２００の設けられた流路形成基板用ウェハ１１０を水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液等のアルカリ溶液に浸漬すると、マスク２００の開口部２０１から流路形成基板用ウェハ１１０がエッチングされる。このとき、図７（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０は、補正パターン２１０の先端である開始部２１１から徐々にエッチングが開始される。ちなみに、補正パターン２１０によるエッチングでは、流路形成基板用ウェハ１１０の第１の（１１１）面に対して反時計方向をプラスとして、＋２９度の面と−２９度の面とが現われる。また、流路形成基板用ウェハ１１０の第２の（１１１）面に対して反時計方向をプラスとして、＋２９度の面と−２９度の面とが現われる。すなわち、補正パターン２１０からは、流路形成基板用ウェハ１１０の第１の（１１１）面を水平方向（０度）として、反時計方向をプラスとすると、＋２９度、−２９度（＋３３１度）、＋９９．５３度及び＋４１．５３度の４つの面がエッチングにより現われる。なお、このようなエッチングでは、現われる面のエッチングレートが異なることが知られている。すなわち、エッチングレートは大きい順に、−２９度（＋３３１度）、＋９９．５３度、＋４１．５３度、＋２９度となっている。このようなことから、補正パターン２１０は、開始部２１１からエッチングレートの早い面が現れながらエッチングされる。

そして、図８に示すように、補正パターン２１０が隔壁１１を形成するマスク２００に達するまでエッチングされると、隔壁１１を形成するマスク２００は（１１１）面に沿って形成されているため、補正パターン２１０が完全にエッチングされた状態でエッチングが停止される。

これにより、流路形成基板用ウェハ１１０に圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５が形成される。

なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０をエッチングすると、マスク２００の隔壁１１に相対向する領域の先端も徐々にエッチングされる。さらに、同時にマスク２００のインク供給路１４の長さを規定する領域も徐々にエッチングされる。すなわち、本実施形態では、マスク２００の隔壁１１に相対向する領域の先端と、マスク２００のインク供給路１４の長さを規定する領域とは、第１の（１１１）面及び第２の（１１１）面に沿った方向で形成されておらず、エッチングによって隔壁１１の長さ及びインク供給路１４の長さが変化されるように形成されている。

このように補正パターン２１０を設けることによって、マスク２００に欠陥があった場合でも、互いに隣接する補正パターン２１０の間の隔壁１１のみがエッチングされるだけで、隔壁１１を形成することができる。

ここで、例えば、図９（ａ）に示すように、補正パターン２１０を形成していないマスク２００Ａを用いて流路形成基板用ウェハ１１０をエッチングすると、マスク２００Ａに欠陥２２０が存在した場合、図９（ｂ）に示すように欠陥２２０を起点として隔壁１１がエッチングされてしまう。このような隔壁１１の欠陥２２０によるエッチングは、流路形成基板用ウェハ１１０をエッチングしている時間だけ進行し、図１０に示すように、振動板（弾性膜５０）に達するまで行われてしまう。そして、このような欠陥２２０により隔壁１１がエッチングされると、隔壁１１の剛性が低下してクロストークが発生してしまうと共に、振動板の変位特性にも影響を与えて圧電素子３００の変位特性を均一化することができない。

これに対して、図１１（ａ）に示すように、補正パターン２１０を有するマスク２００を用いて流路形成基板用ウェハ１１０をエッチングすると、マスク２００に欠陥２２０が存在した場合であっても、図１１（ｂ）に示すように欠陥２２０を起点として隔壁１１がエッチングされるものの、このエッチングは隣接する補正パターン２１０の間でしか行われない。すなわち、欠陥２２０を起点として隔壁１１のエッチングが行われても、補正パターン２１０の終端部側でエッチングが停止される。したがって、図１２に示すように、隔壁１１のエッチングは、互いに隣接する補正パターン２１０の間で停止されて、振動板（弾性膜５０）に達することなく、隔壁１１の剛性を低下させずにクロストークの発生を防止することができると共に、振動板の振動特性を変化させることなく圧電素子３００の変位特性を均一化することができる。

このように、流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングして圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５を形成した後は、マスク２００を除去し、流路形成基板用ウェハ１１０及び保護基板用ウェハ１３０の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、流路形成基板用ウェハ１１０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、これら流路形成基板用ウェハ１１０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毎に分割することによって上述した構造のインクジェット式記録ヘッド１が製造される。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態１について説明したが、本発明は、もちろん上述した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、圧力発生室１２、インク供給路１４及び連通路１５に相対向する領域に補正パターン２１０を設けるようにしたが、補正パターン２１０を設ける領域は、特にこれに限定されず、第１の（１１１）面又は第２の（１１１）面が表面に形成される隔壁となる領域から延設して設けるようにすればよい。

また、上述した実施形態１では、流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングする際に補正パターン２１０を用いるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、保護基板用ウェハ１３０にリザーバ部３１を形成する異方性エッチングにおいても、同様の補正パターンを用いるようにすればよい。

さらに、上述した実施形態１では、流路形成基板用ウェハ１１０を厚さ方向に貫通する圧力発生室１２等を形成する際の補正パターン２１０を例示したが、基板に厚さ方向に貫通しない凹部を形成する際に補正パターン２１０を用いるようにしてもよい。

また、上述した実施形態１では、流路形成基板１０として、表面の結晶面方位が（１１０）面のシリコン単結晶基板を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、流路形成基板１０として、表面の結晶面方位が（１００）面のシリコン単結晶基板を用いるようにしてもよい。このような場合であっても補正パターン２１０は、開始部２１１以外の領域が（１１１）面で囲まれていればよい。

また、上述した実施形態１では、マスク２００として、窒化シリコンを用いるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、シリコン単結晶基板からなる基板を熱酸化することにより形成した二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）をマスクとして使用するようにしてもよい。

また、上述した実施形態１では、補正パターン２１０として、基板（流路形成基板用ウェハ１１０）の結晶面方位の（１１１）面に沿って囲まれた第１直線部２１２と第２直線部２１３とを設け、第１直線部２１２と第２直線部２１３との間で外周に１８０度以下の角部が形成されたものを用いたため、実際には、補正パターン２１０は開始部２１１以外の１８０度以下の角部からもエッチングが開始される。しかしながら、補正パターン２１０の外周の１８０度以下の角部からのエッチングは、他の外周に比べてエッチングレートが遅く、特に影響が生じることはない。なお、補正パターンの開始部２１１以外の領域からのエッチングを確実に防止するためには、図１３に示すように外周に１８０度以下の角部が存在しない補正パターン２１０Ａを用いればよい。すなわち、補正パターン２１０Ａは、マスク２００から第２の（１１１）面に沿って直線状に延設された第１直線部２１２と、第１直線部２１２から第１の（１１１）面に沿って両側に屈曲されて両方の先端に開始部２１１Ａを有する第２直線部２１３Ａとで構成すればよい。

また、上述した実施形態１では、ノズル開口２１からインク滴を吐出する圧力発生手段として薄膜型の圧電素子３００を有するアクチュエータ装置を用いて説明したが、特にこれに限定されず、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圧電素子を有するアクチュエータ装置や、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アクチュエータ装置や、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装置などを使用することができる。

さらに、上述した実施形態１では、液体噴射ヘッドの製造方法の一例としてインクジェット式記録ヘッド１の製造方法を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッドの製造方法を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッド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（電界放出ディスプレー）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、本発明は液体噴射ヘッドの製造方法に限定されず、結晶面方位が（１１０）面又は（１００）面のシリコン単結晶基板からなる基板を異方性エッチングすることにより微細加工を行うマイクロデバイスの製造方法に広く適用することができるものである。

実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。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要部拡大平面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す要部拡大平面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す要部拡大平面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す要部拡大斜視図である。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す要部拡大平面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す要部拡大斜視図である。他の実施形態に係る補正パターンの他の例を示す要部拡大平面図である。

符号の説明

１インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、１０流路形成基板（マイクロデバイス）、１２圧力発生室、１３連通部、１４インク供給路、１５連通路、２０ノズルプレート、２１ノズル開口、３０保護基板、３１リザーバ部、４０コンプライアンス基板、５０弾性膜、５５絶縁体膜、６０下電極膜、７０圧電体層、８０上電極膜、９０リード電極、１００リザーバ、１１０流路形成基板用ウェハ、１２０駆動回路、１２１駆動配線、１３０保護基板用ウェハ、２００、２００Ａマスク、２０１開口部、２１０、２１０Ａ補正パターン、２１１、２１１Ａ開始部、２１２第１直線部、２１３、２１３Ａ第２直線部、２２０欠陥、３００圧電素子

Claims

結晶面方位が（１００）面又は（１１０）面からなる結晶シリコンからなる基板の表面に開口部を有するマスクを設け、前記基板を前記マスクを介して異方性エッチングすることにより、前記基板の前記開口部に対応する領域に表面が（１１１）面となる隔壁を有する凹部を形成する際に、
前記マスクの前記隔壁となる領域から延設されて、前記基板と共に１つの開始部から徐々にエッチングされて前記開口部の開口面積を広げると共に、外周の前記開始部以外の領域が前記基板の結晶面方位の（１１１）面に沿った面で囲まれた補正パターンを複数設けることを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
前記補正パターンの前記開始部から前記マスクの前記隔壁となる領域までの長さが、前記凹部のエッチング時間に基づいて規定されていることを特徴とする請求項１記載のマイクロデバイスの製造方法。
前記補正パターンが、前記基板の面内で屈曲されて設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロデバイスの製造方法。
前記補正パターンが、前記隔壁となる領域から延設された直線状の第１直線部と、該第１直線部から前記基板の面内で屈曲されて設けられた第２直線部とで構成されていることを特徴とする請求項３記載のマイクロデバイスの製造方法。
液体を噴射するノズル開口に連通する液体流路が隔壁によって区画されて形成された流路形成基板を請求項１〜４の何れか一項に記載のマイクロデバイスの製造方法によって製造することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。