(57)【要約】【課題】液体吐出ヘッドの更なる小型化を実現する。【解決手段】液体供給口を有するシリコン基板を備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、（ａ）前記シリコン基板裏面の前記液体供給口の開口部外側を囲むように溝を形成する工程と、（ｂ）前記溝の少なくとも側面及び底面にエッチング保護壁を形成する工程と、（ｃ）前記シリコン基板裏面上に裏面保護膜を形成する工程と、（ｄ）前記裏面保護膜をエッチングマスクとして、前記シリコン基板に対して結晶異方性エッチング処理を行い、前記エッチング保護壁の内側に前記液体供給口を形成する工程と、を含み、前記液体供給口の裏面開口幅をＸ3、前記シリコン基板の厚みをＺ1、前記溝の深さをＺ2と定義する場合、Ｚ2が、Ｚ2＜Ｚ1及びＺ2≧Ｚ1−（Ｘ3／２）×ｔａｎ５４．７°を満たす液体吐出ヘッドの製造方法。【選択図】図１
2014083824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体供給口を有するシリコン基板を備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、
（ａ）前記シリコン基板裏面の前記液体供給口の開口部外側を囲むように溝を形成する工程と、
（ｂ）前記溝の少なくとも側面及び底面にエッチング保護壁を形成する工程と、
（ｃ）前記シリコン基板裏面上に裏面保護膜を形成する工程と、
（ｄ）前記裏面保護膜をエッチングマスクとして、前記シリコン基板に対して結晶異方性エッチング処理を行い、前記エッチング保護壁の内側に前記液体供給口を形成する工程と、を含み、
前記液体供給口の裏面開口幅をＸ3、前記シリコン基板の厚みをＺ1、前記溝の深さをＺ2と定義する場合、Ｚ2が、Ｚ2＜Ｚ1及びＺ2≧Ｚ1−（Ｘ3／２）×ｔａｎ５４．７°を満たす液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記工程（ｄ）の前に、（ｅ）前記シリコン基板表面上にエッチング犠牲層を形成する工程を含み、
エッチング犠牲層幅をＸ1と定義する場合、Ｘ1及びＺ2が、Ｘ1＜Ｘ3、Ｚ2＜Ｚ1及びＺ2≧Ｚ1−｛（Ｘ3−Ｘ1）／２｝×ｔａｎ５４．７°を満たす請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
Ｘ3≦２×（Ｚ1／ｔａｎ５４．７°）を満たす請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記エッチング保護壁が、耐結晶異方性エッチングの膜である請求項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。
【請求項５】
前記工程（ｂ）と前記工程（ｃ）とが同時に行われる請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記工程（ｄ）の前に、（ｆ）前記シリコン基板裏面に先導孔を形成する工程を含む請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記先導孔がレーザーにより形成される請求項６に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記工程（ｆ）において、前記先導孔は２つ形成され、
前記先導孔間の距離をＸ4、前記先導孔の深さをＺ3と定義する場合、Ｘ4及びＺ3が、Ｘ3＞Ｘ4、Ｚ1＞Ｚ3及びＺ3≧Ｚ1−（Ｘ4／２）×ｔａｎ５４．７°を満たす請求項６又は７に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記溝がドライエッチングにより形成される請求項１から８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記溝の側壁が、前記シリコン基板裏面に対して垂直に形成される請求項１から９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式に従って液体を吐出して記録媒体に記録を行う液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置に搭載される液体吐出ヘッドは、種々の方式により吐出口から液滴を吐出して、記録紙などの被記録媒体に液滴を付着させることにより記録を行う。中でも、液体を吐出するためのエネルギーとして熱を利用する液体吐出ヘッドは、高密度のマルチノズル化を比較的容易に実現でき、高解像度、高画質であり、高速な記録が可能である。
【０００３】
近年、液体吐出ヘッドの製造においては、基板の小型化、高密度化を図るために、液体供給口の開口幅を抑えたシリコン基板の加工が行われている。例えば特許文献１には、未貫通の先導孔を形成したシリコン基板を垂直方向の（１００）面のエッチングレートが横方向（１１０）面のエッチングレートよりも速いエッチング液を用いて結晶異方性エッチングを行い、液体供給口を形成することが開示されている。これにより、横方向の幅の広がりを抑えて液体供給口を形成することができ、シリコン基板の液体供給口の開口を小さくすると共に、液体供給口を効率良く形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法の場合、結晶異方性エッチング処理において、横方向（１１０）面へのエッチング時間を短縮するために、シリコン基板に対して未貫通の先導口を深く形成する必要があり、加工に時間がかかる。また、シリコン基板表面の開口幅が広い場合、結晶異方性エッチングの加工時間が延びるため、横方向（１１０）面へのエッチングが進み、シリコン基板内部の開口寸法がバラつく場合がある。この場合、開口寸法のバラツキを考慮して寸法を決めなくてはならないため、液体吐出ヘッドの更なる小型化を実現するのは困難である。
【０００６】
本発明の目的は、液体吐出ヘッドの更なる小型化を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、液体供給口を有するシリコン基板を備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、
（ａ）前記シリコン基板裏面の前記液体供給口の開口部外側を囲むように溝を形成する工程と、
（ｂ）前記溝の少なくとも側面及び底面にエッチング保護壁を形成する工程と、
（ｃ）前記シリコン基板裏面上に裏面保護膜を形成する工程と、
（ｄ）前記裏面保護膜をエッチングマスクとして、前記シリコン基板に対して結晶異方性エッチング処理を行い、前記エッチング保護壁の内側に前記液体供給口を形成する工程と、を含み、
前記液体供給口の裏面開口幅をＸ3、前記シリコン基板の厚みをＺ1、前記溝の深さをＺ2と定義する場合、Ｚ2が、Ｚ2＜Ｚ1及びＺ2≧Ｚ1−（Ｘ3／２）×ｔａｎ５４．７°を満たす。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、液体吐出ヘッドの更なる小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る方法により製造される液体吐出ヘッドの斜視図、断面図および裏面図である。
【図２】本発明の液体供給口形成における寸法規定を示す断面図である。
【図３】本発明に係る液体吐出ヘッドの製造工程の一例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る液体吐出ヘッドの製造工程の一例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る液体吐出ヘッドの製造工程の一例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る液体吐出ヘッドの製造工程の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、液体供給口を有するシリコン基板を備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、
（ａ）前記シリコン基板裏面の前記液体供給口の開口部外側を囲むように溝を形成する工程と、
（ｂ）前記溝の少なくとも側面及び底面にエッチング保護壁を形成する工程と、
（ｃ）前記シリコン基板裏面上に裏面保護膜を形成する工程と、
（ｄ）前記裏面保護膜をエッチングマスクとして、前記シリコン基板に対して結晶異方性エッチング処理を行い、前記エッチング保護壁の内側に前記液体供給口を形成する工程と、を含み、
前記液体供給口の裏面開口幅をＸ3、前記シリコン基板の厚みをＺ1、前記溝の深さをＺ2と定義する場合、Ｚ2が、Ｚ2＜Ｚ1及びＺ2≧Ｚ1−（Ｘ3／２）×ｔａｎ５４．７°を満たす。
【００１１】
本発明によれば、液体供給口裏面の開口寸法及びシリコン基板内部の開口寸法を規定でき、横方向（１１０）面へのエッチングを抑えることで、液体吐出ヘッド用基板の更なる小型化を実現し得る。
【００１２】
本発明に係る方法により製造される液体吐出ヘッドの一例として、インクジェットヘッドを図１に示す。なお、本発明に係る方法により製造される液体吐出ヘッドは、該インクジェットヘッドに限定されない。図１（ａ）はインクジェットヘッドの斜視図を示す。図１（ｂ）は図１（ａ）のインクジェットヘッドのＡ−Ａ’断面図を示す。図１（ｃ）は図１（ａ）のインクジェットヘッドの下面図を示す。
【００１３】
図１（ｂ）に示すように、本発明に係る方法により製造されるインクジェットヘッドは、シリコン基板１の表面に表面保護膜５と、インク流路１４と、吐出口１５とを備える。シリコン基板１の内部には、インク流路１４及び吐出口１５にインクを供給するためのインク供給口４が形成されている。インク供給口４の内壁にはエッチング保護壁２が形成されている。シリコン基板１の裏面には裏面保護膜３が形成されている。
【００１４】
また、図１（ｃ）に示すように、本発明に係る方法により製造されるインクジェットヘッドには、インク供給口４の開口部外周を囲むように、シリコン基板１内部にエッチング保護壁２が形成されている。エッチング保護壁２は、インク供給口４の開口部外側を囲むように、シリコン基板１裏面からシリコン基板１表面に向けて、シリコン基板１裏面に対して垂直に形成されている。
【００１５】
本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、液体供給口の裏面開口幅をＸ3、シリコン基板の厚みをＺ1、溝の深さをＺ2と定義する場合、Ｚ2が、Ｚ2＜Ｚ1及びＺ2≧Ｚ1−（Ｘ3／２）×ｔａｎ５４．７°を満たすことを特徴とする。以下、液体供給口形成前の段階における、シリコン基板裏面開口幅に対する結晶異方性エッチング処理について図を用いて説明する。図２に、液体供給口形成に関する寸法規定を示す液体吐出ヘッドの断面図を示す。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、シリコン基板裏面６の裏面開口幅Ｘ2に対して結晶異方性エッチング処理を行うと、シリコン基板１表面に対して５４．７°の角度でエッチングが進み、異方性に開口が形成される。すなわち、シリコン基板裏面６からエッチングを行う場合、シリコン基板１の表面に向けてエッチングが進むにつれて、徐々に開口幅は狭くなる。したがって、シリコン基板裏面６の裏面開口幅Ｘ2によって、エッチングできる深さが決まる。例えば、シリコン基板裏面６の裏面開口幅をＸ2、シリコン基板１の厚みをＺ1とすると、エッチングによりシリコン基板１を貫通させるのに必要なシリコン基板裏面６の裏面開口幅Ｘ2は、以下の式（１）で表すことができる。
【００１７】
Ｘ2≧２×（Ｚ1／ｔａｎ５４．７°）    （１）
例えば、Ｚ1＝７００μｍの場合、前記式（１）からＸ2≧９９１μｍと求めることができる。
【００１８】
一方、本発明では図２（ｂ）に示すように、シリコン基板裏面６に裏面開口幅Ｘ3を定義し、その外側に溝８を形成する。溝８は、液体供給口の開口部外側を囲むように、シリコン基板裏面６に対して垂直に形成される。裏面開口幅Ｘ3の幅でエッチングするには、シリコン基板１の表面まで開口可能な深さまで、溝８を形成する必要がある。溝の深さをＺ2とすると、必要なＺ2は以下の式（２）で表すことができる。
【００１９】
Ｚ2≧Ｚ1−（Ｘ3／２）×ｔａｎ５４．７°    （２）
例えば、Ｘ3＝５００μｍ、Ｚ1＝７００μｍの場合、前記式（２）からＺ2≧３４７μｍと求めることができる。なお、Ｚ2＜Ｚ1である。また、Ｘ3≦２×（Ｚ1／ｔａｎ５４．７°）であることが好ましい。また、Ｘ3は液体吐出口の開口の最大幅を示す。このように、裏面開口幅Ｘ3及びシリコン基板１の厚みＺ1を定義することで、横方向へのエッチングを防ぐのに最低限必要な溝８の深さを規定することができる。
【００２０】
また、本発明では、前記工程（ｄ）の前に、（ｅ）前記シリコン基板表面上にエッチング犠牲層を形成する工程を含むことが好ましい。この場合、図２（ｃ）に示すように、シリコン基板１の表面に裏面開口幅Ｘ3より幅の狭いエッチング犠牲層幅Ｘ1を有するエッチング犠牲層を形成する。裏面開口幅Ｘ3に対してエッチング犠牲層幅Ｘ1が規定されることで、溝８の深さＺ2が変わる。この場合に必要なＺ2は以下の式（３）で表すことができる。
【００２１】
Ｚ2≧Ｚ1−｛（Ｘ3−Ｘ1）／２｝×ｔａｎ５４．７°    （３）
例えば、Ｘ1＝１００μｍ、Ｘ3＝５００μｍ、Ｚ1＝７００μｍの場合、前記式（３）からＺ2≧４１８μｍと求めることができる。なお、Ｘ1＜Ｘ3、Ｚ2＜Ｚ1である。また、Ｘ1はエッチング犠牲層の最大幅を示す。また、前記式（３）が満たされれば、前記式（２）は満たされる。
【００２２】
さらに、本発明では、前記工程（ｄ）の前に、（ｆ）前記シリコン基板裏面に先導孔を形成する工程を含むことが好ましい。この場合、図２（ｄ）に示すように、シリコン基板１に図２（ｂ）で説明した裏面開口幅Ｘ3より幅の狭い距離Ｘ4を定義し、先導孔９を形成する。なお、図２（ｄ）では、前記式（３）を満たす溝８に、エッチング保護壁２が形成されている。エッチング保護壁２が形成された状態で結晶異方性エッチング処理を行う場合、横方向（１１０）面のエッチングが抑えられるためエッチング時間がかかるが、先導孔９を形成することによりエッチング時間を短縮することができる。必要な先導孔９の深さＺ3は以下の式（４）で表すことができる。
【００２３】
Ｚ3≧Ｚ1−（Ｘ4／２）×ｔａｎ５４．７°    （４）
例えば、Ｘ4＝３００、Ｚ1＝７００の場合、前記式（４）からＺ3≧４８８μｍと求めることができる。なお、Ｘ3＞Ｘ4、Ｚ1＞Ｚ3である。このように、裏面開口幅Ｘ3より狭い幅の先導孔間の距離Ｘ4を定義することで、液体供給口を開口するために最低限必要な先導孔９の深さを規定することができる。
【００２４】
以上、本発明における溝の深さ、先導孔の深さ等について説明したが、溝及び先導孔の幅については形成方法等によって任意に選択することができる。また、後述するように、エッチング保護壁は結晶異方性エッチング処理を終えた段階で除去しても構わず、残したままでも構わない。
【００２５】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の実施形態を示す。なお、本発明に係る方法は、これらの実施形態に限定されない。
【００２６】
［第一の実施形態］
第一の実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法を、図３および図４を用いて説明する。図３および図４は、各工程における液体吐出ヘッドの断面図を示す。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、シリコン基板１の表面上にエッチング犠牲層１６、表面保護膜５、エネルギー発生素子（不図示）及びロジック回路（不図示）を配置する。シリコン基板１の厚みＺ1は、前記式（２）を満たせば特に限定されないが、例えば１００μｍ以上、１０００μｍ以下とすることができる。エッチング犠牲層１６の材料としては、結晶異方性エッチング処理によりエッチングされる材料であれば特に限定されない。例えば、Ａｌ等を用いることができる。エッチング犠牲層１６幅Ｘ1は前記式（３）を満たすことが好ましいが、例えば１０μｍ以上、５００μｍ以下とすることができる。エッチング犠牲層１６の厚みは特に限定されないが、例えば０．０１μｍ以上、１．０μｍ以下とすることができる。表面保護膜５の材料としては、結晶異方性エッチング処理に耐性を有する材料であれば特に限定されない。例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、ＳｉＣ等を用いることができる。これらは一種のみを用いてもよく、二種以上を併用してもよい。表面保護膜５の厚みは特に限定されないが、例えば０．０１μｍ以上、１．０μｍ以下とすることができる。エネルギー発生素子は特に限定されないが、例えば電気熱変換素子や圧電素子等を用いることができる。ロジック回路は、回路として機能するものであれば特に限定されない。
【００２８】
次に、図３（ｂ）に示すように、シリコン基板裏面６上にレジストマスク７を形成する。レジストマスク７の材料としては、ポジ型レジストを用いることができる。ポジ型レジストとしては、市販品では例えば「ＩＰ５７００」（商品名、東京応化工業（株）製）を用いることができる。レジストマスク７の形成方法としては特に限定されないが、例えば前記レジストマスク７の材料をスピンコート法により塗布し、その後選択的に露光、現像を行うことで形成することができる。
【００２９】
次に、図３（ｃ）に示すように、シリコン基板１に溝８を形成する。溝８は、シリコン基板裏面６の、後に形成される液体供給口４の開口部外側を囲むように形成される。溝８の深さＺ2は前記式（２）を満たせば特に限定されないが、例えば２０μｍ以上、９６０μｍ以下とすることができる。溝８の幅は特に限定されないが、例えば１．０μｍ以上、１００μｍ以下とすることができる。液体供給口の裏面開口幅Ｘ3は前記式（２）を満たせば特に限定されないが、例えば１００μｍ以上、１４００μｍ以下とすることができる。溝８の形成方法は特に限定されないが、例えばドライエッチング、レーザー等により形成することができる。ドライエッチングとしては、ＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）等のプラズマを用いたエッチング法を用いることができる。エッチングガスとしては、例えばＳＦ6、ＣＦ4等を用いることができる。これらは一種のみを用いてもよく、二種以上を併用してもよい。溝８の側壁は、シリコン基板裏面６に対して垂直に形成されていることが、安定した開口寸法を得る観点から好ましい。
【００３０】
次に、図３（ｄ）に示すように、レジストマスク７を除去し、シリコン基板裏面６を露出させる。レジストマスク７の除去方法は特に限定されないが、レジストマスク７の材料としてポジ型レジストを用いた場合には、ポジレジスト除去液で除去を行うことができる。
【００３１】
次に、図３（ｅ）に示すように、溝８内にエッチング保護壁２を形成し、かつ、シリコン基板裏面６上に裏面保護膜３を形成する。後述する工程における結晶異方性エッチング処理において、十分な耐久性を有することが好ましい観点から、エッチング保護壁２及び裏面保護膜３は耐結晶異方性エッチングの膜であることが好ましい。エッチング保護壁２の材料としては、結晶異方性エッチングに耐性を有する材料であれば特に限定されない。例えば、可溶性ポリイミド系フィラーを含む熱可塑性樹脂材料（市販品では、例えばＨＩＭＡＬ（商品名、日立化成工業（株）製））、エポキシ樹脂材料等が挙げられる。これらは一種のみを用いてもよく、二種以上を併用してもよい。裏面保護膜３の材料としては、エッチング保護壁２の材料と同様の材料を用いることができる。
【００３２】
エッチング保護壁２の形成方法は、特に限定されないが、例えばスピンコート法、スリットコート法等によりエッチング保護壁２の材料を塗布した後、オーブンにてベークし硬化させることで形成できる。本実施形態のように、溝８内にエッチング保護壁２の材料を完全に充填させる方法としては、スピンコート法等によりエッチング保護壁２の材料を塗布した後、真空状態にする方法が挙げられる。溝８内にエッチング保護壁２を充満させることで、結晶異方性エッチング処理から基板を確実に保護することができる。なお、後述する実施形態のように、本発明では溝８内にエッチング保護壁２を完全に充填する必要はなく、溝８の少なくとも側面及び底面にエッチング保護壁２が形成されていればよい。裏面保護膜３の形成方法は、特に限定されないが、例えばスピンコート法、スリットコート法等により裏面保護膜３の材料を塗布した後、オーブンにてベークし硬化させることで形成できる。
【００３３】
また、本実施形態のように、エッチング保護壁２の形成と、裏面保護膜３の形成とは同時に行われることが、工程数を増やさない観点から好ましい。したがって、エッチング保護壁２の材料と裏面保護膜３の材料とは同じであることが好ましい。エッチング保護壁２の膜厚は、結晶異方性エッチング処理によるエッチングを止めることができる膜厚であれば特に限定されないが、例えば１．０μｍ以上、１００μｍ以下とすることができる。裏面保護膜３の膜厚は、結晶異方性エッチング処理によるエッチングを止めることができる膜厚であれば特に限定されないが、例えば１．０μｍ以上、１００μｍ以下とすることができる。
【００３４】
次に、図３（ｆ）に示すように、裏面保護膜３上にレジストマスク７を形成する。レジストマスク７の材料としては、ポジ型レジストを用いることができる。ポジ型レジストとしては、市販品では例えば「ＩＰ５７００」（商品名、東京応化工業（株）製）を用いることができる。レジストマスク７の形成方法としては特に限定されないが、例えば前記レジストマスク７の材料をスピンコート法により塗布し、その後選択的に露光、現像を行うことで形成することができる。
【００３５】
次に、図３（ｇ）に示すように、裏面保護膜３の一部を除去し、シリコン基板裏面６の一部を露出させる。例えば、レジストマスク７をエッチングマスクとして、ドライエッチングにより裏面保護膜３の一部を除去することができる。露出したシリコン基板裏面６の一部は、後述する工程において結晶異方性エッチング面となる。
【００３６】
次に、図３（ｈ）に示すように、レジストマスク７を除去する。レジストマスク７の除去方法は特に限定されないが、レジストマスク７の材料としてポジ型レジストを用いた場合には、ポジレジスト除去液で除去を行うことができる。これにより、シリコン基板裏面６の一部と裏面保護膜３とが露出する。
【００３７】
次に、図４（ａ）に示すように、シリコン基板１の表面上に流路型材１０、流路形成部材１１及びエッチング保護膜１２を形成する。流路型材１０、流路形成部材１１及びエッチング保護膜１２の形成方法は、液体吐出ヘッドの製造方法において通常用いられる方法を用いることができる。また、シリコン基板裏面６に先導孔９を形成する。先導孔９の数は特に限定されない。先導孔９を２つ形成する場合、先導孔９の深さＺ3は前記式（４）を満たすことが好ましい。先導孔９の深さＺ3は例えば３０μｍ以上、９８０μｍ以下とすることができる。また、先導孔９を２つ形成する場合、先導孔９間の距離Ｘ4は前記式（４）を満たすことが好ましい。先導孔９間の距離Ｘ4は例えば４０μｍ以上、１３４０μｍ以下とすることができる。先導孔９の幅は特に限定されないが、例えば１０μｍ以上、１００μｍ以下とすることができる。先導孔９はレーザーを用いて形成することができる。
【００３８】
次に、図４（ｂ）に示すように、液体供給口４を形成し、エッチング犠牲層１６を除去する。液体供給口４の形成及びエッチング犠牲層１６の除去は、裏面保護膜３をエッチングマスクとして、シリコン基板１に対して結晶異方性エッチング処理を行うことで実施する。結晶異方性エッチング処理は、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）等を用いて実施することができる。本発明に係る方法では、結晶異方性エッチング処理において、エッチング保護壁２により横方向のエッチングが抑制されるため、エッチング保護壁２の内側のみがエッチングされる。これにより、エッチング保護壁２の内側に液体供給口４が形成され、表面保護膜５の一部及びエッチング保護壁２が露出する。
【００３９】
次に、図４（ｃ）に示すように、前記露出した表面保護膜５の一部を除去する。表面保護膜５の一部を除去する方法としては、例えばドライエッチングが挙げられる。エッチングガスとしては特に限定されないが、例えばＣＦ4とＯ2との混合ガス等を用いることができる。なお、本実施形態ではエッチング保護の役割を終えたエッチング保護壁２及び裏面保護膜３を残しているが、後述する第二の実施形態のようにこれらを除去しても構わない。しかし、これらを除去しないことにより工程数を減らすことができ、また、エッチング保護壁２の形成されたＳｉ面が露出しないため、インクの種類によるＳｉの溶解を防ぐことができる。一方、エッチング保護壁２及び裏面保護膜３を除去する場合には、例えばケミカルドライエッチングにより除去することができる。
【００４０】
次に、図４（ｄ）に示すように、流路型材１０及びエッチング保護膜１２を除去し、液体流路１４及び吐出口１５を形成する。これにより、液体吐出ヘッドが完成する。エッチング保護膜１２の除去には、エッチング保護膜１２の材料にもよるが、例えばキシレン等を用いることができる。流路型材１０の除去には、流路型材１０の材料にもよるが、例えば乳酸メチル等を用いることができる。流路型材１０は、例えば４０℃の乳酸メチルに浸漬し、超音波をかけることで、液体供給口４及び吐出口１５から溶出させて除去することができる。
【００４１】
［第二の実施形態］
第二の実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法を、図５および図６を用いて説明する。図５および図６は、各工程における液体吐出ヘッドの断面図を示す。
【００４２】
図５（ａ）から（ｄ）に示す工程は、第一の実施形態の図３（ａ）から（ｄ）に示される工程と同様に行うことができる。
【００４３】
次に、図５（ｅ）に示すように、溝８の側面及び底面にエッチング保護壁２を形成し、かつ、シリコン基板裏面６上に裏面保護膜３を形成した。エッチング保護壁２及び裏面保護膜３の材料としては、ＳｉＯ2、ＳｉＮ等を用いることができる。これらは一種のみを用いてもよく、二種以上を併用してもよい。エッチング保護壁２及び裏面保護膜３の形成方法としては、特に限定されないが、例えばプラズマＣＶＤを用いることができる。プラズマＣＶＤを用いることで、第一の実施形態のように溝８内にエッチング保護壁２の材料を完全に充填させる方法よりも、容易にエッチング保護壁２及び裏面保護膜３を形成することができる。エッチング保護壁２及び裏面保護膜３の膜厚は、結晶異方性エッチング処理においてエッチングから保護することができる膜厚であれば、特に限定されないが、例えば０．１μｍ以上、５．０μｍ以下とすることができ、１．０μｍ以上、２．０μｍ以下が好ましい。エッチング保護壁２を形成した後の溝８の幅としては、０．１μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましい。なお、本実施形態ではエッチング保護壁２と裏面保護膜３とを同時に形成しているが、エッチング保護壁２と裏面保護膜３とを別々に形成してもよい。
【００４４】
図５（ｆ）から（ｈ）、図６（ａ）に示す工程は、実施例１の図３（ｆ）から（ｈ）、図４（ａ）に示される工程と同様に行うことができる。
【００４５】
次に、図６（ｂ）に示すように、液体供給口４を形成し、エッチング犠牲層１６を除去する。液体供給口４の形成及びエッチング犠牲層１６の除去は、裏面保護膜３をエッチングマスクとして、シリコン基板裏面６に対して結晶異方性エッチング処理を行うことで実施する。結晶異方性エッチング処理は、ＴＭＡＨ等を用いて実施することができる。これにより表面保護膜５の一部及びエッチング保護壁２が露出する。なお、エッチング保護壁２は液体供給口４を形成する際に横方向のエッチングを抑える働きがあるため、エッチング保護壁２の内側のみがエッチングされる。また、本実施形態ではエッチング保護壁２は溝８の側面及び底面に形成されているため、エッチング保護壁２は液体供給口４内にバリのような形で残る。このエッチング保護の役目を終えたエッチング保護壁２は、後の工程で除去を行うことができる。
【００４６】
次に、図６（ｃ）に示すように、前記露出した表面保護膜５の一部と、エッチング保護壁２及び裏面保護膜３を除去する。エッチング保護壁２及び裏面保護層３を最終的に除去することで、これらが薄膜状のゴミとして残存することを避けることができる。これらを除去する方法としては、例えばドライエッチングが挙げられる。ドライエッチングのエッチングガスとしては、例えばＣＦ4とＯ2との混合ガスを用いることができる。これにより、シリコン基板裏面６及びエッチング保護壁跡１３が露出する。
【００４７】
図６（ｄ）に示す工程は、実施例１の図４（ｄ）に示される工程と同様に行うことができる。これにより、液体吐出ヘッドが完成する。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明に係る実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
【００４９】
（実施例１）
実施例１に係る液体吐出ヘッドの製造方法を図３及び図４に示す。
【００５０】
図３（ａ）に示すように、シリコン基板１の表面上にエッチング犠牲層１６、表面保護膜５、エネルギー発生素子（不図示）及びロジック回路（不図示）を配置した。エッチング犠牲層１６の材料にはＡｌを用いた。表面保護膜５の材料にはＳｉＮを用いた。
【００５１】
次に、図３（ｂ）に示すように、シリコン基板裏面６上にレジストマスク７を形成した。レジストマスク７は、ポジ型レジスト（商品名：ＩＰ５７００、東京応化工業（株）製）をシリコン基板裏面６上にスピンコート法により塗布し、選択的に露光、現像を行うことで形成した。
【００５２】
次に、図３（ｃ）に示すように、シリコン基板１に溝８を形成した。具体的には、レジストマスク７をエッチングマスクとして、ドライエッチングにより幅１０μｍ、深さ４１８μｍの溝８をシリコン基板裏面６に対して垂直に形成した。ドライエッチングにはＲＩＥを用いた。エッチングガスにはＳＦ6およびＣＦ4を用いた。溝８の深さ（Ｚ2）は、エッチング犠牲層１６幅（Ｘ1）１００μｍ、液体供給口の裏面開口幅（Ｘ3）５００μｍ、シリコン基板の厚み（Ｚ1）７００μｍから前記式（３）を満たすように求めた。
【００５３】
次に、図３（ｄ）に示すように、レジストマスク７を除去し、シリコン基板裏面６を露出させた。レジストマスク７の除去には、ポジレジスト除去液を用いた。
【００５４】
次に、図３（ｅ）に示すように、溝８内にエッチング保護壁２を形成し、同時にシリコン基板裏面６上に裏面保護膜３を形成した。可溶性ポリイミド系フィラーを含む熱可塑性樹脂材料をシリコン基板裏面６上にスピンコート法により塗布した後、真空状態にすることで、溝８内に該熱可塑性樹脂材料を完全に充填させた。その後、該熱可塑性樹脂材料をオーブンにてベークし硬化させることで、エッチング保護壁２及び裏面保護膜３を形成した。裏面保護膜３の膜厚は１．５μｍであった。なお、エッチング保護壁２及び裏面保護膜３は耐結晶異方性エッチングの膜である。
【００５５】
次に、図３（ｆ）に示すように、裏面保護膜３上にレジストマスク７を形成した。レジストマスク７は、ポジ型レジスト（商品名：ＩＰ５７００、東京応化工業（株）製）を裏面保護膜３上にスピンコート法により塗布し、選択的に露光、現像を行うことで形成した。
【００５６】
次に、図３（ｇ）に示すように、裏面保護膜３の一部を除去し、シリコン基板裏面６の一部を露出させた。具体的には、レジストマスク７をエッチングマスクとして、ドライエッチングにより裏面保護膜３の一部を除去した。
【００５７】
次に、図３（ｈ）に示すように、レジストマスク７を除去した。レジストマスク７の除去には、ポジレジスト除去液を用いた。
【００５８】
次に、図４（ａ）に示すように、シリコン基板１の表面上に流路型材１０、流路形成部材１１及びエッチング保護膜１２を形成した。流路型材１０、流路形成部材１１及びエッチング保護膜１２の形成方法は、便宜上省略する。また、シリコン基板裏面６に２つの先導孔９を形成した。先導孔９はレーザーを用いて形成した。先導孔９の幅は２０μｍ、深さは４８９μｍ、先導孔９間の距離は３００μｍとした。先導孔９間の距離（Ｘ4）、先導孔９の深さ（Ｚ3）は、液体供給口の裏面開口幅（Ｘ3）５００μｍ、シリコン基板の厚み（Ｚ1）７００μｍから前記式（４）を満たすように求めた。
【００５９】
次に、図４（ｂ）に示すように、液体供給口４を形成し、エッチング犠牲層１６を除去した。液体供給口４の形成及びエッチング犠牲層１６の除去は、裏面保護膜３をエッチングマスクとして、ＴＭＡＨを用いて結晶異方性エッチングを行うことで実施した。また、これにより表面保護膜５の一部及びエッチング保護壁２が露出した。なお、エッチング保護壁２は液体供給口４を形成する際に横方向のエッチングを抑える働きがあるため、エッチング保護壁２の内側のみエッチングされた。
【００６０】
次に、図４（ｃ）に示すように、前記露出した表面保護膜５の一部を除去した。表面保護膜５の一部は、ドライエッチングにより除去した。エッチングガスとしてはＣＦ4とＯ2との混合ガスを用いた。
【００６１】
次に、図４（ｄ）に示すように、流路型材１０及びエッチング保護膜１２を除去し、液体流路１４及び吐出口１５を形成した。これにより、液体吐出ヘッドを完成させた。なお、エッチング保護膜１２は、１００％キシレンで除去した。流路型材１０は、４０℃に加熱温調した乳酸メチルに浸漬し、２００ＫＨｚ／２００Ｗ超音波をかけることで、液体供給口４及び吐出口１５から溶出させて除去した。
【００６２】
（実施例２）
実施例２に係る液体吐出ヘッドの製造方法を図５及び図６に示す。
【００６３】
図５（ａ）から（ｄ）に示す工程は、実施例１の図３（ａ）から（ｄ）に示される工程と同様に行った。
【００６４】
次に、図５（ｅ）に示すように、溝８の側面及び底面にエッチング保護壁２を形成し、かつ、シリコン基板裏面６上に裏面保護膜３を形成した。エッチング保護壁２及び裏面保護膜３は、ＳｉＮを、プラズマＣＶＤを用いて１．５μｍの厚さで成膜することで形成した。なお、エッチング保護壁２及び裏面保護膜３は耐結晶異方性エッチングの膜である。
【００６５】
図５（ｆ）から（ｈ）、図６（ａ）に示す工程は、実施例１の図３（ｆ）から（ｈ）、図４（ａ）に示される工程と同様に行った。
【００６６】
次に、図６（ｂ）に示すように、液体供給口４を形成し、エッチング犠牲層１６を除去した。液体供給口４の形成及びエッチング犠牲層１６の除去は、裏面保護膜３をエッチングマスクとして、ＴＭＡＨを用いて結晶異方性エッチングを行うことで実施した。また、これにより表面保護膜５の一部及びエッチング保護壁２が露出した。なお、エッチング保護壁２は液体供給口４を形成する際に横方向のエッチングを抑える働きがあるため、エッチング保護壁２の内側のみエッチングされた。また、エッチング保護壁２は溝８の側面及び底面に形成されていたため、エッチング保護壁２は液体供給口４内にバリのような形で残った。
【００６７】
次に、図６（ｃ）に示すように、前記露出した表面保護膜５の一部と、エッチング保護壁２及び裏面保護膜３を除去した。これらはドライエッチングにより除去した。エッチングガスとしてはＣＦ4とＯ2との混合ガスを用いた。これにより、シリコン基板裏面６及びエッチング保護壁跡１３が露出した。
【００６８】
図６（ｄ）に示す工程は、実施例１の図４（ｄ）に示される工程と同様に行った。これにより、液体吐出ヘッドを完成させた。
【符号の説明】
【００６９】
１    シリコン基板
２    エッチング保護壁
３    裏面保護膜
４    液体供給口
５    表面保護膜
６    シリコン基板裏面
７    レジストマスク
８    溝
９    先導孔
１０  流路型材
１１  流路形成部材
１２  エッチング保護膜
１３  エッチング保護壁跡
１４  液体流路
１５  吐出口
１６  エッチング犠牲層
【図１】
2014083824.tif 000003
【図２】
2014083824.tif 000004
【図３】
2014083824.tif 000005
【図４】
2014083824.tif 000006
【図５】
2014083824.tif 000007
【図６】
2014083824.tif 000008