JPH06296900A - Silicon jet nozzle and production - Google Patents
Silicon jet nozzle and productionInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン（Ｓｉ）ウエ
ハにより形成されたシリコンジェットノズル及びその製
造方法に関し、特に自動車及び航空機等において燃料噴
射用ノズルとして使用するのに好適のシリコンジェット
ノズル及びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silicon jet nozzle formed of a silicon (Si) wafer and a method for manufacturing the same, and particularly to a silicon jet nozzle suitable for use as a fuel injection nozzle in automobiles and aircraft. The manufacturing method is related.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図７はシリコンウエハにより形成された
従来のジェットノズルを示す断面図、図８は同じくその
平面図である。2. Description of the Related Art FIG. 7 is a sectional view showing a conventional jet nozzle formed of a silicon wafer, and FIG. 8 is a plan view of the same.
【０００３】このジェットノズルは、１辺が数ｍｍの正
方形のシリコン基板２１にその表面側に広がった角錘状
の貫通穴２７を設けることにより形成されており、この
穴２７は平面視で格子状に配列されている。シリコン基
板２１の表面及び裏面にはＳｉＮ又はＳｉＯ2 からなる
膜２４，２５が設けられており、基板２１の裏面側の開
口部がオリフィス２８となっている。This jet nozzle is formed by providing a square silicon substrate 21 having a side of several mm with a pyramidal through hole 27 spreading on the surface side thereof. The hole 27 is a grid in plan view. Arranged in a shape. Films 24 and 25 made of SiN or SiO 2 are provided on the front and back surfaces of the silicon substrate 21, and the opening on the back surface side of the substrate 21 serves as an orifice 28.
【０００４】この種のジェットノズルにおいては、燃料
等を均一に噴射することができるという利点がある。This type of jet nozzle has an advantage that it can uniformly inject fuel and the like.
【０００５】次に、上述のジェットノズルの製造方法に
ついて説明する。Next, a method of manufacturing the above jet nozzle will be described.
【０００６】先ず、結晶方位が（１００）であり、例え
ば厚さが０．４ｍｍのシリコンウエハを用意する。そし
て、このウエハの表面及び裏面にＳｉＮ又はＳｉＯ2 の
膜からなるエッチングマスクを所定のパターンで形成す
る。First, a silicon wafer having a crystal orientation of (100) and a thickness of 0.4 mm is prepared. Then, an etching mask made of a SiN or SiO 2 film is formed in a predetermined pattern on the front and back surfaces of this wafer.
【０００７】次に、このシリコンウエハに異方性エッチ
ングを施す。この場合、エッチャントとして、例えば、
ＫＯＨ、ＥＰＷ、ヒドラジン及びＴＭＡＨ等を使用する
ことができる。この異方性エッチングによりシリコンウ
エハの表面から裏面に貫通する角錘状の穴を形成する。
次いで、このシリコンウエハを所定のサイズに切断する
ことにより、図７，８に示すジェットノズルが完成す
る。Next, anisotropic etching is applied to this silicon wafer. In this case, as an etchant, for example,
KOH, EPW, hydrazine, TMAH and the like can be used. By this anisotropic etching, a pyramidal hole penetrating from the front surface to the back surface of the silicon wafer is formed.
Then, the jet nozzle shown in FIGS. 7 and 8 is completed by cutting this silicon wafer into a predetermined size.
【０００８】ところで、上述の異方性エッチングによれ
ば、図９に示すように、穴２７の傾斜角度（即ち、エッ
チングの角度）θは約５５°となる。従って、基板２１
の厚さ（即ち、ウエハの厚さ）をｄとすると、穴２７の
テーパー部の幅ｘはｄ／√２となる。例えば、ウエハ厚
さが４００μｍ（０．４ｍｍ）のときには、テーパー部
の幅ｘは２８３μｍ（４００／√２）となる。予め所望
のオリフィス径ｙが得られるようにマスクパターンを設
計しておけば、再現性よく多数のオリフィスを形成する
ことができる。By the way, according to the above-mentioned anisotropic etching, as shown in FIG. 9, the inclination angle θ of the hole 27 (that is, the etching angle) is about 55 °. Therefore, the substrate 21
The thickness x (that is, the thickness of the wafer) is d, the width x of the tapered portion of the hole 27 is d / √2. For example, when the wafer thickness is 400 μm (0.4 mm), the width x of the tapered portion is 283 μm (400 / √2). If a mask pattern is designed in advance so that a desired orifice diameter y can be obtained, a large number of orifices can be formed with good reproducibility.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のジェットノズルにおいては、最小ノズルピッチ
がシリコンウエハの厚さにより決定され、それ以上にノ
ズルピッチを小さくすることができないという問題点が
ある。つまり、図９に示すように、角錘状の穴２７のシ
リコン基板２１の表面側の開口幅は、ｙ＋｛（ｄ／√
２）×２｝となる。従って、ノズルピッチＰは隣接する
穴２７間の距離をｚとすると、ｙ＋ｚ＋｛（ｄ／√２）
×２｝となる。このように、最小ノズルピッチはシリコ
ンウエハの厚さにより必然的に決定され、それ以上にノ
ズルピッチを小さくすることができない。However, the above-mentioned conventional jet nozzle has a problem that the minimum nozzle pitch is determined by the thickness of the silicon wafer, and the nozzle pitch cannot be further reduced. That is, as shown in FIG. 9, the opening width of the pyramidal hole 27 on the surface side of the silicon substrate 21 is y + {(d / √).
2) × 2}. Therefore, the nozzle pitch P is y + z + {(d / √2) where z is the distance between the adjacent holes 27.
X2}. As described above, the minimum nozzle pitch is inevitably determined by the thickness of the silicon wafer, and the nozzle pitch cannot be further reduced.
【００１０】また、従来のジェットノズルには、ウエハ
の厚さｄが数μｍ変化すると、それに伴ってテーパー部
の幅ｘが変化し、オリフィス径も変化してしまうという
問題点もある。Further, the conventional jet nozzle also has a problem that when the thickness d of the wafer changes by several μm, the width x of the taper portion changes accordingly and the orifice diameter also changes.
【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、オリフィスを従来に比してより一層高密度
に配列することができると共に、ウエハの厚さが変化し
てもオリフィス径の変化を回避できるシリコンジェット
ノズル及びその製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to arrange the orifices at a higher density than in the prior art, and the orifice diameter can be changed even if the thickness of the wafer changes. An object of the present invention is to provide a silicon jet nozzle that can avoid changes and a method for manufacturing the same.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明に係るシリコンジ
ェットノズルは、シリコン基板と、このシリコン基板の
表面側に設けられた複数個の錘状の第１の凹部と、前記
シリコン基板の裏面側から異方性エッチングすることに
より前記複数個の第１の凹部に連絡して設けられた第２
の凹部と、を有し、前記第２の凹部の深さは前記第１の
凹部の深さに比して深く設定されていることを特徴とす
る。A silicon jet nozzle according to the present invention comprises a silicon substrate, a plurality of weight-shaped first concave portions provided on the front surface side of the silicon substrate, and a back surface side of the silicon substrate. Anisotropically etching from the second recesses connected to the plurality of first recesses.
And a depth of the second recess is set deeper than a depth of the first recess.
【００１３】本発明に係るシリコンジェットノズルの製
造方法は、シリコンウエハの表面上に第１のパターンで
第１のエッチングマスクを形成すると共に前記シリコン
ウエハの裏面側に第２のパターンで第２のエッチングマ
スクを形成する工程と、前記シリコンウエハの表面側か
ら異方性エッチングを施して錘状の複数個の第１の凹部
を形成すると共に裏面側から前記第１の凹部よりも深く
異方性エッチングを施して前記複数個の第１の凹部に連
絡する第２の凹部を形成する工程とを有することを特徴
とする。In the method for manufacturing a silicon jet nozzle according to the present invention, a first etching mask is formed with a first pattern on the front surface of a silicon wafer, and a second pattern is formed with a second pattern on the back surface side of the silicon wafer. A step of forming an etching mask, and anisotropically etching from the front surface side of the silicon wafer to form a plurality of first recesses in a cone shape, and anisotropically deeper than the first recesses from the back surface side. Etching to form a second recess communicating with the plurality of first recesses.
【００１４】[0014]
【作用】本発明に係るシリコンジェットノズルにおいて
は、シリコン基板の表面側に錘状の複数個の第１の凹部
が設けられており、裏面側には前記複数個の第１の凹部
に連絡する第２の凹部が設けられている。そして、前記
第２の凹部の深さは前記第１の凹部に比して深く設定さ
れている。従って、前記第１及び第２の凹部の連絡部分
（即ち、オリフィス）は基板の厚さ方向の半分よりも表
面側に配置され、テーパー部の幅が従来の半分以下にな
り、ノズルピッチを従来に比して著しく短縮することが
できる。In the silicon jet nozzle according to the present invention, the plurality of first concave portions having a weight shape are provided on the front surface side of the silicon substrate, and the rear surface side communicates with the plurality of first concave portions. A second recess is provided. The depth of the second recess is set deeper than that of the first recess. Therefore, the connecting portion (that is, the orifice) of the first and second recesses is arranged on the surface side with respect to the half in the thickness direction of the substrate, the width of the tapered portion is less than half of the conventional one, and the nozzle pitch is reduced to the conventional one. It can be significantly shortened compared to.
【００１５】また、本発明方法においては、シリコンウ
エハの表面側に第１のパターンで第１のエッチングマス
クを形成し、裏面側に第２のパターンで第２のエッチン
グマスクを形成する。そして、前記シリコンウエハの表
面側から異方性エッチングを施して複数個の錘状の第１
の凹部を形成すると共に、裏面側から前記第１の凹部よ
りも深く異方性エッチングを施して前記複数個の第１の
凹部に連絡する第２の凹部を形成する。この場合に、本
発明方法においては、第２の凹部のエッチング深さを前
記第１の凹部のエッチング深さに比して深くするため、
第１及び第２の凹部の連絡部分は、ウエハの厚さ方向の
半分よりも表面側に配置される。従って、本発明方法に
よれば、テーパー部分の幅を従来の半分以下にすること
ができて、ノズルピッチを従来に比して著しく短縮する
ことができる。また、本発明方法においては、第２の凹
部のエッチング深さを制御することでオリフィス径を制
御できる。このため、ウエハの厚さが変化しても、オリ
フィス径の変化を回避できる。Further, in the method of the present invention, the first etching mask is formed on the front surface side of the silicon wafer with the first pattern and the second etching mask is formed on the back surface side with the second pattern. Then, anisotropic etching is performed from the front surface side of the silicon wafer to form a plurality of weight-shaped first
And the second recesses communicating with the plurality of first recesses are formed by performing anisotropic etching deeper than the first recesses from the back surface side. In this case, in the method of the present invention, since the etching depth of the second recess is made deeper than the etching depth of the first recess,
The connecting portion of the first and second recesses is arranged on the surface side with respect to the half of the wafer in the thickness direction. Therefore, according to the method of the present invention, the width of the tapered portion can be reduced to less than half that of the conventional one, and the nozzle pitch can be remarkably shortened as compared with the conventional one. In the method of the present invention, the orifice diameter can be controlled by controlling the etching depth of the second recess. Therefore, even if the thickness of the wafer changes, the change in the orifice diameter can be avoided.
【００１６】[0016]
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
【００１７】図１は本発明の第１の実施例に係るシリコ
ンジェットノズルを示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a silicon jet nozzle according to the first embodiment of the present invention.
【００１８】本実施例に係るジェットノズルは、例えば
１辺が数ｍｍの正方形に形成されており、その縁部（サ
ポート部１）が厚く、中央部分は裏面側から異方性エッ
チングして凹部５を形成することにより薄膜化されてい
る。この薄膜化された部分には、上面側に広がった角錘
状の複数個の凹部２が異方性エッチングにより形成され
ている。これらの凹部２の底部は、いずれも凹部５に連
絡しており、凹部２と凹部５との連絡部分がオリフィス
となっている。The jet nozzle according to the present embodiment is formed, for example, in a square shape having a side of several mm, the edge portion (support portion 1) is thick, and the central portion is recessed by anisotropic etching from the back surface side. By forming 5, the thin film is formed. In this thinned portion, a plurality of pyramidal recesses 2 that spread to the upper surface side are formed by anisotropic etching. The bottoms of these recesses 2 are all in communication with the recess 5, and the connection between the recesses 2 and 5 is an orifice.
【００１９】また、Ｓｉ結晶層の上側にはＳｉＮ又はＳ
ｉＯ2 からなる膜３が設けられており、サポート部１の
下側にはＳｉＮ又はＳｉＯ2 からなる膜４が設けられて
いる。Further, SiN or S is formed on the upper side of the Si crystal layer.
A film 3 made of iO 2 is provided, and a film 4 made of SiN or SiO 2 is provided below the support part 1.
【００２０】本実施例においては、図２に示すように、
例えば基板の厚さｄが４００μｍ、薄膜化した部分の厚
さｄ0 が５０μｍであるとすると、テーパー部分の幅ｘ
は３５μｍ（ｄ0 ／√２）となる。従来のジェットノズ
ルの場合は、図９に示すように基板の厚さｄが４００μ
ｍであるとすると、テーパー部分の幅ｘは２８３μｍ
（ｄ／√２）である。即ち、本実施例においては、オリ
フィス径ｙが同じであるとすると、従来に比してノズル
ピッチを著しく短縮することができる。本実施例におい
ては、単位面積当たりのオリフィスの数を従来の数倍乃
至数十倍にすることができる。In this embodiment, as shown in FIG.
For example, if the thickness d of the substrate is 400 μm and the thickness d0 of the thinned portion is 50 μm, the width x of the tapered portion is
Is 35 μm (d0 / √2). In the case of the conventional jet nozzle, as shown in FIG. 9, the substrate thickness d is 400 μm.
If the width is m, the width x of the tapered portion is 283 μm.
(D / √2). That is, in this embodiment, if the orifice diameter y is the same, the nozzle pitch can be significantly shortened compared to the conventional case. In the present embodiment, the number of orifices per unit area can be increased to several times to several tens of times of the conventional one.
【００２１】図３（ａ）乃至（ｄ）は本実施例に係るジ
ェットノズルの製造方法を工程順に示す断面図である。3 (a) to 3 (d) are sectional views showing a method of manufacturing a jet nozzle according to this embodiment in the order of steps.
【００２２】先ず、図３（ａ）に示すように、結晶方位
が（１００）のシリコンウエハ１０の表裏両面を酸化さ
せて、ＳｉＯ2 膜３，４を形成する。なお、この膜３，
４は、ＳｉＮ膜であってもよい。この場合は、ＣＶＤ法
によりシリコンウエハ１０の両面にＳｉＮ膜を形成す
る。First, as shown in FIG. 3A, both front and back surfaces of a silicon wafer 10 having a crystal orientation (100) are oxidized to form SiO 2 films 3 and 4. In addition, this film 3,
4 may be a SiN film. In this case, the SiN film is formed on both sides of the silicon wafer 10 by the CVD method.
【００２３】次に、図３（ｂ）に示すように、フォトリ
ソグラフィ法等を用いて、ウエハ１０の表面側及び裏面
側のＳｉＯ2 膜３，４を夫々所定のパターンで開口し、
開口部３ａ，４ａを形成する。この場合に、例えば、開
口部３ａは複数個を格子状に配列させて形成し、開口部
４ａはこれらの開口部３ａの形成領域に整合させて大き
く開口する。Next, as shown in FIG. 3B, the SiO 2 films 3 and 4 on the front surface side and the back surface side of the wafer 10 are opened in a predetermined pattern by photolithography or the like,
The openings 3a and 4a are formed. In this case, for example, the openings 3a are formed by arranging a plurality of them in a grid pattern, and the openings 4a are aligned with the formation regions of these openings 3a and are opened large.
【００２４】次に、図３（ｃ）に示すように、ＳｉＯ2
膜３，４をマスクとして、例えば、ＫＯＨ、ＥＰＷ、ヒ
ドラジン及びＴＭＡＨ等のエッチャントを使用し、ウエ
ハ１０に異方性エッチングを施して、表面側に複数個の
角錘状の凹部２を形成する。この場合に、凹部２の深さ
は開口部３ａの開口幅に応じて決定され、所定の深さと
なったところで表面側のエッチングは終了し、それ以上
にエッチングは進行しない。一方、このとき、ウエハ１
０の裏面側には凹部２ａの深さに応じた深さの凹部５ａ
が形成される。Next, as shown in FIG. 3C, SiO 2
Using the films 3 and 4 as masks, an etchant such as KOH, EPW, hydrazine and TMAH is used, and the wafer 10 is anisotropically etched to form a plurality of pyramidal recesses 2 on the surface side. . In this case, the depth of the recess 2 is determined according to the opening width of the opening 3a, and when the depth reaches a predetermined depth, the etching on the front surface side ends, and the etching does not proceed any further. On the other hand, at this time, the wafer 1
On the back surface side of 0, a recess 5a having a depth corresponding to the depth of the recess 2a
Is formed.
【００２５】次いで、更に異方性エッチングを続行し、
ウエハ１０の裏面側の凹部の深さを深くして、図３
（ｄ）に示すように、ウエハの表面側の凹部２と裏面側
の凹部５とが連絡した時点でエッチングを終了する。こ
の凹部２と凹部５との連絡部分がオリフィスとなる。そ
の後、ウエハ１０を所定のサイズに切断する。これによ
り、図１に示すジェットノズルが完成する。Then, the anisotropic etching is further continued,
As shown in FIG.
As shown in (d), the etching is finished when the recess 2 on the front surface side of the wafer and the recess 5 on the back surface side are in contact with each other. The connecting portion between the recess 2 and the recess 5 serves as an orifice. Then, the wafer 10 is cut into a predetermined size. As a result, the jet nozzle shown in FIG. 1 is completed.
【００２６】本実施例方法によれば、ウエハの裏面側か
らのエッチング深さを制御することにより、オリフィス
径を制御することができるという効果がある。According to the method of this embodiment, the orifice diameter can be controlled by controlling the etching depth from the back surface side of the wafer.
【００２７】なお、図４，５のノズル底面図に示すよう
に、オリフィス６は、使用目的等に応じて、例えば相互
に一定の間隔で格子状に配列（図４）されていてもよ
く、また、中心から放射状に配列（図５）されていても
よい。As shown in the bottom views of the nozzles of FIGS. 4 and 5, the orifices 6 may be arranged in a lattice pattern (FIG. 4) at regular intervals, depending on the purpose of use. Further, they may be arranged radially from the center (FIG. 5).
【００２８】図６は本発明の第２の実施例に係るシリコ
ンジェットノズルを示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a silicon jet nozzle according to the second embodiment of the present invention.
【００２９】本実施例においては、ＳｉＯ2 層１２と、
このＳｉＯ2 層１２を挟んで設けられたＳｉ結晶層１
１，１３とにより構成されたＳＯＩ（Silicon On Insul
ator）ウエハにより形成されている。この場合に、Ｓｉ
結晶層１３の厚さは、Ｓｉ結晶層１１の厚さに比して十
分に薄く設定されている。このＳｉ結晶層１３には、そ
の上面からＳｉＯ2 層１２に到達する複数個の凹部１７
が配設されている。また、Ｓｉ結晶層１１には、凹部１
７の形成領域に対応して、凹部１６が設けられており、
ＳｉＯ2 層１２の下面側が大きく露出している。In this embodiment, the SiO 2 layer 12 and
Si crystal layer 1 provided by sandwiching the SiO 2 layer 12
SOI (Silicon On Insul) composed of 1 and 13
ator) wafer. In this case Si
The thickness of the crystal layer 13 is set sufficiently smaller than the thickness of the Si crystal layer 11. The Si crystal layer 13 has a plurality of recesses 17 reaching the SiO 2 layer 12 from the upper surface thereof.
Is provided. In addition, the Si crystal layer 11 has a concave portion 1
The concave portion 16 is provided corresponding to the formation region of 7,
The lower surface side of the SiO 2 layer 12 is largely exposed.
【００３０】また、Ｓｉ結晶層１３の上にはＳｉＯ2 膜
１４（又はＳｉＮ膜）が形成されており、Ｓｉ結晶層１
１の縁部下側にはＳｉＯ2 膜１５（又はＳｉＮ膜）が形
成されている。Further, a SiO 2 film 14 (or SiN film) is formed on the Si crystal layer 13, and the Si crystal layer 1
A SiO 2 film 15 (or SiN film) is formed on the lower side of the edge portion of No. 1.
【００３１】更に、凹部１７の底部に露出したＳｉＯ2
層１２には貫通穴が設けられ凹部１７と凹部１６とは連
絡されている。Further, SiO 2 exposed at the bottom of the recess 17
A through hole is provided in the layer 12 and the recess 17 and the recess 16 are communicated with each other.
【００３２】本実施例においても、第１の実施例と同様
に、ノズルピッチを従来に比して著しく短縮することが
できるという効果を得ることができる。Also in this embodiment, as in the first embodiment, it is possible to obtain the effect that the nozzle pitch can be remarkably shortened as compared with the prior art.
【００３３】次に、本実施例に係るジェットノズルの製
造方法について説明する。Next, a method of manufacturing the jet nozzle according to this embodiment will be described.
【００３４】先ず、ＳｉＯ2 層１２を挟んでＳｉ結晶層
１１，１３が設けられたＳＯＩウエハを用意する。この
場合に、Ｓｉ結晶層１３の層厚は、Ｓｉ結晶層１１に比
して十分に薄く設定されている。また、ＳｉＯ2 層１２
の層厚は、Ｓｉ結晶層１１，１３に比して実質的に無視
できる厚さに設定されている。First, an SOI wafer provided with Si crystal layers 11 and 13 sandwiching a SiO 2 layer 12 is prepared. In this case, the layer thickness of the Si crystal layer 13 is set sufficiently smaller than that of the Si crystal layer 11. In addition, the SiO 2 layer 12
The layer thickness of is set to a thickness that can be substantially ignored as compared with the Si crystal layers 11 and 13.
【００３５】次に、このＳＯＩウエハの表面及び裏面に
ＳｉＮ又はＳｉＯ2 からなる膜１４，１５を形成し、フ
ォトリソグラフィ技術を使用して、膜１４を所定のパタ
ーンで開口しＳｉ結晶層１３が露出する開口部を形成す
ると共に、これらの開口部に整合させて、膜１５にＳｉ
結晶層１１が露出する開口部を形成する。Next, films 14 and 15 made of SiN or SiO 2 are formed on the front surface and the back surface of the SOI wafer, and the film 14 is opened in a predetermined pattern by using a photolithography technique to form the Si crystal layer 13. The exposed openings are formed and aligned with these openings to form Si on the film 15.
An opening for exposing the crystal layer 11 is formed.
【００３６】次に、ウエハに異方性エッチングを施す。
これにより、ウエハの表面側及び裏面側に、凹部１７，
１６が形成される。この異方性エッチングにおいては、
ＳｉＯ2 層１２がエッチングストッパ層として作用する
ため、このＳｉＯ2 層１２の所定部分が露出した時点で
エッチングが終了し、それ以上にエッチングは進行しな
い。Next, the wafer is anisotropically etched.
As a result, the recesses 17,
16 is formed. In this anisotropic etching,
Since the SiO 2 layer 12 acts as an etching stopper layer, the etching ends when a predetermined portion of the SiO 2 layer 12 is exposed, and the etching does not proceed any further.
【００３７】次に、凹部１７，１６間のＳｉＯ2 層１２
をフッ酸等で除去して、オリフィスを形成する。その
後、ウエハを所定のサイズに切断する。これにより、本
実施例に係るジェットノズルが完成する。Next, the SiO 2 layer 12 between the recesses 17 and 16 is formed.
Are removed with hydrofluoric acid or the like to form an orifice. After that, the wafer is cut into a predetermined size. As a result, the jet nozzle according to this embodiment is completed.
【００３８】本実施例においてはＳｉＯ2 層１２により
異方性エッチングのエッチング深さが決定される。この
ため、第１の実施例に比して、エッチングが容易である
という効果を奏する。In the present embodiment, the etching depth of anisotropic etching is determined by the SiO 2 layer 12. Therefore, as compared with the first embodiment, there is an effect that etching is easier.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るシリコ
ンジェットノズルは、シリコン基板の表面側に形成され
た第１の凹部と、裏面側に形成され前記第１の凹部に連
絡する第２の凹部とが設けられており、前記第２の凹部
の深さは前記第１の凹部の深さに比して深く設定されて
いるから、従来のジェットノズルに比して、単位面積当
たりのオリフィスの数を数倍乃至数十倍にすることがで
きる。As described above, the silicon jet nozzle according to the present invention has the first concave portion formed on the front surface side of the silicon substrate and the second concave portion formed on the rear surface side and communicating with the first concave portion. Since a recess is provided and the depth of the second recess is set deeper than the depth of the first recess, the orifice per unit area is larger than that of the conventional jet nozzle. The number can be several times to several tens of times.
【００４０】また、本発明方法によれば、異方性エッチ
ングにより、シリコンウエハの表面側に錘状の複数個の
第１の凹部を形成すると共に、裏面側に前記第１の凹部
よりも深く異方性エッチングを施して前記複数個の第１
の凹部に連絡する第２の凹部を形成するから、上述のシ
リコンジェットノズルを容易に形成することができる。
また、裏面側のエッチング深さを制御することにより、
オリフィス径を制御できるという効果もある。Further, according to the method of the present invention, a plurality of weight-shaped first recesses are formed on the front surface side of the silicon wafer by anisotropic etching, and deeper than the first recesses on the back surface side. The anisotropic etching is applied to the plurality of first
Since the second recess communicating with the recess is formed, the silicon jet nozzle described above can be easily formed.
Also, by controlling the etching depth on the back side,
There is also an effect that the orifice diameter can be controlled.
【図１】本発明の第１の実施例に係るシリコンジェット
ノズルを示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a silicon jet nozzle according to a first embodiment of the present invention.
【図２】第１の実施例に係るジェットノズルのテーパー
部の幅を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the width of the tapered portion of the jet nozzle according to the first embodiment.
【図３】（ａ）乃至（ｄ）は第１の実施例に係るジェッ
トノズルの製造方法を工程順に示す断面図である。3A to 3D are cross-sectional views showing a method of manufacturing the jet nozzle according to the first embodiment in the order of steps.
【図４】オリフィスの配列状態の一例を示す底面図であ
る。FIG. 4 is a bottom view showing an example of an array state of orifices.
【図５】オリフィスの配列状態の他の例を示す底面図で
ある。FIG. 5 is a bottom view showing another example of the arrangement state of the orifices.
【図６】本発明の第２の実施例に係るシリコンジェット
ノズルを示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a silicon jet nozzle according to a second embodiment of the present invention.
【図７】従来のシリコンジェットノズルを示す断面図で
ある。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional silicon jet nozzle.
【図８】同じくその平面図である。FIG. 8 is a plan view of the same.
【図９】従来のシリコンジェットノズルの問題点を示す
断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a problem of a conventional silicon jet nozzle.
１；サポート部 ２，５，１６，１７；凹部 ３，４，１４，１５，２４，２５；ＳｉＮ又はＳｉＯ2
からなる膜 １０；シリコンウエハ １１，１３；Ｓｉ結晶層 １２；ＳｉＯ2 層 ２１；基板 ２７；穴 ２８；オリフィス1; Support part 2, 5, 16, 17; Recessed part 3, 4, 14, 15, 24, 25; SiN or SiO 2
A film made of 10; silicon wafers 11 and 13; Si crystal layer 12; SiO 2 layer 21; substrate 27; hole 28; orifice
Claims (2)
面側に設けられた複数個の錘状の第１の凹部と、前記シ
リコン基板の裏面側から異方性エッチングすることによ
り前記複数個の第１の凹部に連絡して設けられた第２の
凹部と、を有し、前記第２の凹部の深さは前記第１の凹
部の深さに比して深く設定されていることを特徴とする
シリコンジェットノズル。1. A silicon substrate, a plurality of weight-shaped first concave portions provided on the front surface side of the silicon substrate, and a plurality of the plurality of first concave portions by anisotropically etching from the back surface side of the silicon substrate. A second concave portion provided so as to communicate with the first concave portion, wherein the depth of the second concave portion is set deeper than the depth of the first concave portion. Silicon jet nozzle that does.
ンで第１のエッチングマスクを形成すると共に前記シリ
コンウエハの裏面側に第２のパターンで第２のエッチン
グマスクを形成する工程と、前記シリコンウエハの表面
側から異方性エッチングを施して錘状の複数個の第１の
凹部を形成すると共に裏面側から前記第１の凹部よりも
深く異方性エッチングを施して前記複数個の第１の凹部
に連絡する第２の凹部を形成する工程とを有することを
特徴とするシリコンジェットノズルの製造方法。2. A step of forming a first etching mask with a first pattern on a front surface of a silicon wafer and a second etching mask with a second pattern on a back surface side of the silicon wafer; Anisotropic etching is performed from the front surface side of the wafer to form a plurality of first recesses in the shape of a cone, and anisotropic etching is performed from the back surface side to a depth deeper than the first recesses to obtain the plurality of first recesses. And a step of forming a second recess communicating with the recess of the silicon jet nozzle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9003893A JPH06296900A (en) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | Silicon jet nozzle and production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9003893A JPH06296900A (en) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | Silicon jet nozzle and production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06296900A true JPH06296900A (en) | 1994-10-25 |
Family
ID=13987486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9003893A Pending JPH06296900A (en) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | Silicon jet nozzle and production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06296900A (en) |
-
1993
- 1993-04-16 JP JP9003893A patent/JPH06296900A/en active Pending
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