(57)【要約】【課題】  圧力発生室のような凹部を比較的容易に高精度に形成することができる液体噴射ヘッドの製造方法、及びシリコン基板の製造方法を提供する。【解決手段】  流路形成基板用ウェハの一方面に振動板を介して圧電素子を形成する圧電素子形成工程と、フッ硝酸をエッチング液として流路形成基板用ウェハの他方面側をエッチングするエッチング工程を少なくとも含み流路形成基板用ウェハを所定の薄さに形成する薄板化工程と、流路形成基板用ウェハの少なくとも他方面をオゾン水とフッ酸溶液とを用いて洗浄する洗浄工程と、流路形成基板用ウェハの他方面に所定パターンで保護膜を形成すると共に保護膜を介して流路形成基板用ウェハをウェットエッチングすることにより圧力発生室を形成する圧力室形成工程と、流路形成基板用ウェハと保護基板用ウェハとの接合体を所定の大きさに分割する分割工程とを具備するようにする。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板からなり液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板が複数一体的に形成される流路形成基板用ウェハの一方面に振動板を介して圧電素子を形成する圧電素子形成工程と、フッ硝酸をエッチング液として前記流路形成基板用ウェハの他方面側をエッチングするエッチング工程を少なくとも含み当該流路形成基板用ウェハを所定の薄さに形成する薄板化工程と、前記流路形成基板用ウェハの少なくとも他方面をオゾン水とフッ酸溶液とを用いて洗浄する洗浄工程と、前記流路形成基板用ウェハの他方面に所定パターンで保護膜を形成すると共に該保護膜を介して前記流路形成基板用ウェハをウェットエッチングすることにより前記圧力発生室を形成する圧力室形成工程と、前記流路形成基板用ウェハと前記保護基板用ウェハとの接合体を所定の大きさに分割する分割工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記洗浄工程では、前記オゾン水を用いて前記流路形成基板用ウェハの表面を洗浄する工程と、前記フッ酸溶液を用いて前記流路形成基板用ウェハの表面を洗浄する工程とを交互に行うことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１において、前記洗浄工程では、前記オゾン水と前記フッ酸溶液とを同時に用いて前記流路形成基板用ウェハの表面を洗浄することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項４】
請求項３において、前記洗浄工程では、前記オゾン水と前記フッ酸溶液とを混合した混合液を用いて前記流路形成基板用ウェハの表面を洗浄することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記洗浄工程では、スピン洗浄により前記流路形成基板用ウェハの表面を洗浄することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかにおいて、前記薄板化工程が、前記流路形成基板用ウェハの他方面側を研削する研削工程を含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかにおいて、前記薄板化工程の前に、前記圧電素子を保護するための空間である圧電素子保持部を有する保護基板が複数一体的に形成される保護基板用ウェハを前記流路形成基板用ウェハの前記一方面側に接合する接合工程をさらに具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項８】
請求項７において、前記接合工程では、前記流路形成基板用ウェハと前記保護基板用ウェハとを接着剤によって接合し、且つ前記洗浄工程では、前記オゾン水と前記フッ酸とを用いて、溶液前記流路形成基板用ウェハの他方面を洗浄すると共に前記流路形成基板用ウェハ及び前記保護基板用ウェハの側面にはみ出した前記接着剤を選択的に除去することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項９】
シリコンウェハの一方面をフッ硝酸からなるエッチング液でエッチングして前記シリコンウェハを所定の板厚にする薄板化工程と、前記シリコンウェハの少なくとも一方面をオゾン水とフッ酸溶液とを用いて洗浄する洗浄工程と、前記シリコンウェハの他方面に所定パターンで保護膜を形成すると共に該保護膜を介して前記シリコンウェハをウェットエッチングすることにより凹部を形成する凹部形成工程と、前記シリコンウェハを所定の大きさに分割してシリコン基板にする分割工程とを具備することを特徴とするシリコン基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
シリコン基板の製造方法、及びこの技術を展開させた液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法に関し、特に、液体として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に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッド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が形成される流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接合されて圧電素子を封止する圧電素子保持部を有する封止基板を接合したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなインクジェット式記録ヘッドにおいては、近年、圧電素子を高密度に配列することで印刷品質の向上が図られている。圧電素子を高密度に配列する場合、流路形成基板には圧力発生室を高密度に形成されるため、流路形成基板の厚さを比較的薄くすることで、圧力発生室を区画する隔壁の剛性が確保する必要がある。
【０００４】
また、流路形成基板は、例えば、シリコンウェハによって形成され、流路形成基板の厚さを薄くする方法としては、例えば、特許文献１に記載されているように、流路形成基板の表面を研削、あるいは所定のエッチング液を用いてエッチングする方法等がある。そして、このような方法で流路形成基板の厚さを薄く加工した後は、流路形成基板の表面に保護膜を形成し、この保護膜をマスクとして流路形成基板をエッチングすることにより複数の凹部からなる圧力発生室を形成する。
【０００５】
ここで、流路形成基板の厚さを薄くする際に、フッ硝酸をエッチング液として用いると、流路形成基板（シリコンウェハ）を比較的短時間で良好にエッチングすることができる。しかしながら、フッ硝酸をエッチング液として用いた場合、流路形成基板の表面にフッ素を含有する膜（以下、単に「フッ素膜」と表現する）が形成されてしまい、このような流路形成基板の表面に保護膜を形成すると、洗浄面と保護膜との密着力が低下するとともに、保護膜にピンホールが形成される等の問題が発生してしまう。そして、このような保護膜をマスクとして用いると、圧力発生室を高精度に形成することができないという問題がある。
【０００６】
なお、エッチング等により流路形成基板を所定の厚みにした後には、一般的に、流路形成基板の表面の洗浄工程が実施される。流路形成基板（シリコンウェハ）の洗浄方法としては、例えば、純水とアンモニア水と過酸化水素水とを所定の割合で混合した洗浄液による洗浄（ＳＣ１洗浄）、純水と塩素と過酸化水素水とを所定の割合で混合した洗浄液による洗浄（ＳＣ２洗浄）等を組み合わせたＲＣＡ洗浄等がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
しかしながら、このような従来の洗浄方法では、流路形成基板の表面に付着している異物等は比較的容易に除去できるものの、表面に形成されたフッ素膜は容易に除去することができない。このため、フッ素膜を除去しようとすると洗浄工程にかなりの時間を要してしまい製造効率が著しく低下するという問題がある。
【０００８】
なお、このような問題は、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドだけでなく、他の液滴を吐出する液体噴射ヘッドの製造方法においても同様に存在する。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−８２７２２号公報（第１図、第８図及び第９頁等）
【特許文献２】特開平９−３２１００９号公報（第３〜第４頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑み、圧力発生室となる凹部を比較的容易に高精度に形成することができる液体噴射ヘッドの製造方法、及びシリコン基板の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、シリコン基板からなり液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板が複数一体的に形成される流路形成基板用ウェハの一方面に振動板を介して圧電素子を形成する圧電素子形成工程と、フッ硝酸をエッチング液として前記流路形成基板用ウェハの他方面側をエッチングするエッチング工程を少なくとも含み当該流路形成基板用ウェハを所定の薄さに形成する薄板化工程と、前記流路形成基板用ウェハの少なくとも他方面をオゾン水とフッ酸溶液とを用いて洗浄する洗浄工程と、前記流路形成基板用ウェハの他方面に所定パターンで保護膜を形成すると共に該保護膜を介して前記流路形成基板用ウェハをウェットエッチングすることにより前記圧力発生室を形成する圧力室形成工程と、前記流路形成基板用ウェハと前記保護基板用ウェハとの接合体を所定の大きさに分割する分割工程とを具備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。
かかる第１の態様では、フッ硝酸をエッチング液として流路形成基板用ウェハをエッチングすると、その表面にフッ素膜が形成されてしまうが、その後、上記洗浄工程を実施することで、このフッ素膜を比較的容易に除去することができる。したがって、保護膜を良好に形成することができ、この保護膜をマスクとして流路形成基板用ウェハをエッチングすることで、圧力発生室を高精度に形成することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記洗浄工程では、前記オゾン水を用いて前記流路形成基板用ウェハの表面を洗浄する工程と、前記フッ酸溶液を用いて前記流路形成基板用ウェハの表面を洗浄する工程とを交互に行うことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第２の態様では、流路形成基板用ウェハの表面に形成されているフッ素膜を効率的に除去することができる。
【００１３】
本発明の第３の態様は、第１の態様において、前記洗浄工程では、前記オゾン水と前記フッ酸溶液とを同時に用いて前記流路形成基板用ウェハの表面を洗浄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。
かかる第３の態様では、流路形成基板用ウェハの表面に形成されているフッ素膜を効率的に除去することができる。
【００１４】
本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記洗浄工程では、前記オゾン水と前記フッ酸溶液とを混合した混合液を用いて前記流路形成基板用ウェハの表面を洗浄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。
かかる第４の態様では、流路形成基板用ウェハの表面に形成されているフッ素膜を効率的に除去することができる。
【００１５】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記洗浄工程では、スピン洗浄により前記流路形成基板用ウェハの表面を洗浄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。
かかる第５の態様では、流路形成基板用ウェハの他方面のみを選択的に洗浄することができ、洗浄液が他の部分に付着して悪影響を及ぼすことがない。
【００１６】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記薄板化工程が、前記流路形成基板用ウェハの他方面側を研削する研削工程を含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第６の態様では、流路形成基板用ウェハを効率的に薄板化することができ、且つこの研磨の際に発生する研磨カス等も洗浄工程を実施することで確実に除去される。
【００１７】
本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記薄板化工程の前に、前記圧電素子を保護するための空間である圧電素子保持部を有する保護基板が複数一体的に形成される保護基板用ウェハを前記流路形成基板用ウェハの前記一方面側に接合する接合工程をさらに具備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。
かかる第７の態様では、圧電素子が保護基板によって保護されるため、薄板化工程で流路形成基板用ウェハを加工する際、あるいはその後の洗浄工程等において、圧電素子が破壊されてしまうのを防止できる。
【００１８】
本発明の第８の態様は、第７の態様において、前記接合工程では、前記流路形成基板用ウェハと前記保護基板用ウェハとを接着剤によって接合し、且つ前記洗浄工程では、前記オゾン水と前記フッ酸とを用いて、溶液前記流路形成基板用ウェハの他方面を洗浄すると共に前記流路形成基板用ウェハ及び前記保護基板用ウェハの側面にはみ出した前記接着剤を選択的に除去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。
かかる第８の態様では、流路形成基板用ウェハを洗浄する際に、はみ出した接着剤を比較的容易に除去することができ、製造効率が大幅に向上する。
【００１９】
本発明の第９の態様は、シリコンウェハの一方面をフッ硝酸からなるエッチング液でエッチングして前記シリコンウェハを所定の板厚にする薄板化工程と、前記シリコンウェハの少なくとも一方面をオゾン水とフッ酸溶液とを用いて洗浄する洗浄工程と、前記シリコンウェハの他方面に所定パターンで保護膜を形成すると共に該保護膜を介して前記シリコンウェハをウェットエッチングすることにより凹部を形成する凹部形成工程と、前記シリコンウェハを所定の大きさに分割してシリコン基板にする分割工程とを具備することを特徴とするシリコン基板の製造方法にある。
かかる第９の態様では、フッ硝酸をエッチング液としてシリコンウェハをエッチングすると、その表面にフッ素膜が形成されてしまうが、その後、上記洗浄工程を実施することで、このフッ素膜を比較的容易に除去することができる。したがって、保護膜を良好に形成することができ、この保護膜をマスクとしてシリコンウェハをエッチングすることで、凹部を高精度に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る製造方法によって製造され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の平面図及び断面図である。図示するように、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。
【００２２】
流路形成基板１０には、隔壁１１によって区画された複数の凹部である圧力発生室１２がその幅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の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。連通部１３は、後述する保護基板３０のリザーバ部３２と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００の一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭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。
【００２３】
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、圧力発生室１２を形成する際のマスクとして用いられる保護膜５２を介して、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、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
【００２４】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、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、圧力発生室毎に圧電体能動部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圧電アクチュエータと称する。
【００２５】
また、このような各圧電素子３００の上電極膜８０には、例えば、金（Ａｕ）等の金属層９５からなるリード電極９０がそれぞれ接続され、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ようになっている。
【００２６】
さらに、このような流路形成基板１０の圧電素子３００側の面には、圧電素子３００を保護するための圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接合されている。そして、圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。なお、圧電素子保持部３１は、密封されていてもよいし密封されていなくてもよい。また、このような保護基板３０には、圧電素子保持部３１の外側にリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、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の列毎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、このような保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００２７】
また、保護基板３０上には、所定パターンで形成された接続配線２００が形成され、この接続配線２００上には圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ２１０が実装されている。そして、各圧電素子３００から圧電素子保持部３１の外側まで引き出された各リード電極９０の先端部と、駆動ＩＣ２１０とが駆動配線２２０を介して電気的に接続されている。
【００２８】
さらに、保護基板３０のリザーバ部３２に対応する領域上には、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。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３２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。
【００２９】
このようなインクジェット式記録ヘッドでは、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ＩＣ２１０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、圧電素子３００及び振動板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からインクが吐出する。
【００３０】
以下、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図３〜図７を参照して説明する。なお、図３、図４及び図７は、圧力発生室１２の長手方向の断面図であり、図５及び図６は、洗浄工程を説明する概略図である。まず、図３（ａ）に示すように、シリコンウェハからなり流路形成基板１０が複数一体的に形成される流路形成基板用ウェハ１１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン膜５１を形成する。なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０として、膜厚が約６２５μｍと比較的厚く剛性の高いシリコンウェハを用いている。
【００３１】
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。具体的には、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５１）上に、例えば、スパッタ法等によりジルコニウム（Ｚｒ）層を形成後、このジルコニウム層を、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる絶縁体膜５５を形成する。
【００３２】
次いで、図３（ｃ）に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜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３（ｄ）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、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。
【００３３】
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が、例えば、ＰｂＴｉＯ３（ＰＴ）、ＰｂＺｒＯ３（ＰＺ）、Ｐｂ（ＺｒｘＴｉ１−ｘ）Ｏ３（ＰＺＴ）、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＭＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＺＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＮＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＩＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ１／３Ｔａ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＳＴ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ１／３Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＳＮ−ＰＴ）、ＢｉＳｃＯ３−ＰｂＴｉＯ３（ＢＳ−ＰＴ）、ＢｉＹｂＯ３−ＰｂＴｉＯ３（ＢＹ−ＰＴ）等が挙げられる。
【００３４】
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、金属有機物を触媒に溶解・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。
【００３５】
次に、図４（ａ）に示すように、リード電極９０を形成する。具体的には、まず流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って、例えば、金（Ａｕ）等からなる金属層９５を形成する。そして、この金属層９５上に、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を形成し、このマスクパターンを介して金属層９５を圧電素子３００毎にパターニングすることによりリード電極９０を形成する。
【００３６】
次に、図４（ｂ）に示すように、保護基板３０が複数一体的に形成される保護基板用ウェハ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、保護基板用ウェハ１３０には、リザーバ部３２、圧電素子保持部３１等が予め形成されており、保護基板用ウェハ１３０上には、上述した接続配線２００が予め形成されている。また、保護基板用ウェハ１３０は、例えば、４００μｍ程度の厚さを有するシリコンウェハであり、保護基板用ウェハ１３０を接合することで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。
【００３７】
次いで、図４（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の保護基板用ウェハ１３０側とは反対側を加工して、流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みにする。具体的には、まず、裏面研磨装置（バックグラインダ）等によって流路形成基板用ウェハ１１０をある程度の厚さ、本実施形態では、約１００μｍ程度の厚さとなるまで研削する。その後、更にフッ硝酸からなるエッチング液を用いてウェットエッチングして流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚さに形成する。例えば、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０を回転させながら、流路形成基板用ウェハ１１０の表面にフッ硝酸からなるエッチング液を吹き付ける、いわゆるスピンエッチングを行い、流路形成基板用ウェハ１１０の厚さが約７０μｍとなるようにした。このように、フッ硝酸によって流路形成基板用ウェハ１１０をエッチングすることにより、流路形成基板用ウェハ１１０を比較的短時間で、所定の厚さに高精度に加工することができる。
【００３８】
フッ硝酸によるエッチングによって流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚さに加工した後は、オゾン（Ｏ３）水とフッ酸溶液とを用いて流路形成基板用ウェハ１１０のエッチング面を洗浄する洗浄工程を行う。例えば、本実施形態では、図５に示すように、回転テーブル１６０上に流路形成基板用ウェハ１１０を載置し、この回転テーブル１６０を所定の回転数で回転ながら洗浄を行う、いわゆるスピン洗浄によって流路形成基板用ウェハ１１０の表面を洗浄している。そして、本実施形態では、スピン洗浄を行う際に、流路形成基板用ウェハ１１０上に配置されたオゾン水噴出ノズル１６１及びフッ酸溶液噴出ノズル１６２から、オゾン水とフッ酸溶液とを交互に噴出させて流路形成基板用ウェハ１１０の表面に吹き付けることによって流路形成基板用ウェハ１１０の表面を洗浄している。
【００３９】
具体的には、まず、図５（ａ）に示すように、オゾン水噴射ノズル１６１からオゾン水を噴出させて、流路形成基板用ウェハ１１０の表面にオゾン水を吹き付ける。これにより、流路形成基板用ウェハ１１０の表層部分が酸化されて酸化膜（ＳｉＯ２膜）が形成される。なお、吹き付けるオゾン水の濃度は、特に限定されないが、例えば、２０〜５０ｐｐｍ程度であることが好ましい。
【００４０】
次いで、図５（ｂ）に示すように、フッ酸噴射ノズル１６２からフッ酸溶液を噴出させ、流路形成基板用ウェハ１１０の表面にフッ酸溶液を吹き付ける。これにより、流路形成基板用ウェハ１１０の表面に形成された酸化膜が除去される。なお、フッ酸溶液の濃度は、例えば、１〜１０ｗｔ％程度であればよいが、１〜３ｗｔ％程度と濃度を比較的低くしても、流路形成基板用ウェハ１１０の表面に形成される酸化膜を確実に除去することができる。
【００４１】
そして、このようにオゾン水とフッ酸溶液とを流路形成基板用ウェハ１１０の表面に交互に吹き付ける工程を、数回、好ましく数十回繰り返すことにより、流路形成基板用ウェハの表面が良好に洗浄することができる。
【００４２】
ここで、上述したように、シリコンウェハである流路形成基板用ウェハ１１０を上記濃度のフッ硝酸によってエッチングすると、流路形成基板用ウェハ１１０の表面にはフッ素を含有するフッ素膜が形成されてしまう。そして、本発明のようにオゾン水とフッ素溶液とによって流路形成基板用ウェハ１１０の表面を洗浄することで、このフッ素膜を、比較的短時間で確実に除去することができる。また、流路形成基板用ウェハ１１０を研削する際に生じる研削カス等も同時に除去することができる。
【００４３】
なお、流路形成基板用ウェハにオゾン水とフッ酸溶液とを吹き付ける回数は特に限定されないが、最後の工程では、オゾン水を流路形成基板用ウェハ１１０の表面に吹き付けて表面に薄い酸化膜を形成しておくようにするのが好ましい。洗浄後に流路形成基板用ウェハ１１０の純水リンスを行う際、ウォーターマークの発生等が抑えられるからである。
【００４４】
また、流路形成基板用ウェハ１１０の表面を洗浄する際に、例えば、図６に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０及び保護基板用ウェハ１３０の周縁部にオゾン水とフッ酸溶液とを吹き付けて、これら流路形成基板用ウェハ１１０及び保護基板用ウェハ１３０の側面１１０ａ，１３０ａを洗浄するようにしてもよい。ここで、流路形成基板用ウェハ１１０及び保護基板用ウェハ１３０の側面１１０ａ，１３０ａには、両者を接着する際に、接着剤がはみ出してしまう。このようにはみ出した接着剤は、後述する工程で圧力発生室１２を形成する際に、エッチング液である水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液中に溶解・浮遊してしまい、その影響により圧力発生室を高精度に形成することができないという問題がある。しかしながら、オゾン水とフッ酸溶液とによって流路形成基板用ウェハ１１０及び保護基板用ウェハ１３０の側面１１０ａ，１３０ａを洗浄することで、はみ出している接着剤を容易に除去でき、上記のような問題が生じる虞もなくなる。
【００４５】
なお、洗浄工程を行う際に、保護基板用ウェハ１３０の表面に、例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリパラフェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）等からなる保護フィルムを接着するようにしてもよい。本実施形態では、スピン洗浄によって流路形成基板用ウェハ１１０の表面を洗浄するようにしたので、保護基板用ウェハ１３０側にオゾン水及びフッ酸溶液が流れ込んで、接続配線２００等に悪影響を及す可能性は少ないが、保護フィルムを接着しておくことでこのような問題の発生をより確実に防止することができる。
【００４６】
また、保護フィルムの代わりに保護基板用ウェハ１３０側に純水をながして、オゾン水及びフッ酸溶液の回り込みを防止してもよい。
【００４７】
このように流路形成基板用ウェハ１１０の表面を洗浄した後は、図７（ａ）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）からなる保護膜５２を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図７（ｂ）に示すように、この保護膜５２をマスクと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に凹部からなる圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等を形成する。次いで、図７（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の連通部１３と、封止基板用ウェハのリザーバ部３２との間の弾性膜５０及び絶縁体膜５５を除去して連通部１３とリザーバ部３２とを連通させてリザーバ１００を形成する。
【００４８】
このようにリザーバ１００を形成した後は、図示しないが、保護基板用ウェハ１３０に形成されている接続配線２００上に駆動ＩＣ２１０を実装すると共に、駆動ＩＣ２１０とリード電極９０とを駆動配線２２０によって接続する。その後、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等を図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０等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が製造される。
【００４９】
以上説明したように、本発明では、流路形成基板用ウェハ１１０をフッ硝酸によってエッチングするエッチング工程により流路形成基板用ウェハ１１０を所定厚さに形成した後に、オゾン水とフッ酸溶液とを用いて流路形成基板用ウェハ１１０の表面を洗浄する洗浄工程を行うようにした。これにより、フッ硝酸によるエッチング工程で、流路形成基板用ウェハ１１０の表面に形成されるフッ素膜を、洗浄工程において比較的短時間で確実に除去することができる。そして、このようにフッ素膜を確実に除去することで、流路形成基板用ウェハ１１０に形成される保護膜５２にピンホール等が形成されるのを防止することができ、また保護膜５２の密着性も向上する。したがって、流路形成基板用ウェハ１１０に圧力発生室１２等を極めて高精度に形成することができる。
【００５０】
さらに、本実施形態では、スピン洗浄によって流路形成基板用ウェハ１１０の表面を洗浄するようにしたので、流路形成基板用ウェハ１１０の表面のみを選択的に洗浄することができる。すなわち、洗浄工程を行う際に、オゾン水及びフッ酸溶液が、保護基板用ウェハ１３０の表面側に流れ込むことがなく、保護基板用ウェハ１３０上に形成されている接続配線２００等に悪影響を及ぼすこともない。
【００５１】
なお、本実施形態では、洗浄工程において、オゾン水とフッ酸とを交互に吹き付けるようにしたが、これに限定されず、例えば、図８に示すように、オゾン水噴出ノズル１６１とフッ酸噴出ノズル１６２とから、オゾン水及びフッ酸溶液を同時に流路形成基板用ウェハ１１０の表面に吹き付けるようにしてもよい。さらには、オゾン水とフッ酸とを所定の割合で混合した混合溶液を流路形成基板用ウェハ１１０の表面に吹き付けるようにしてもよい。これらの方法によっても、上述したような作用により、流路形成基板用ウェハ１１０の表面を良好に洗浄することができる。すなわち、フッ硝酸によるエッチング工程を行う際に形成される流路形成基板用ウェハ１１０表面のフッ素膜を比較的容易に確実に除去することができる。
【００５２】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、フッ硝酸によって流路形成基板用ウェハをエッチングして所定の厚さに形成後に、オゾン水とフッ酸溶液とを用いた洗浄工程を行うようにしたが、例えば、流路形成基板用ウェハの表面を研削した後にもこのような洗浄工程を行うようにしてもよい。これにより、研削によって生じる、例えば、研削カス等の異物を良好に除去することができる。したがって、その後の工程で、流路形成基板用ウェハの表面に保護膜をさらに良好に形成することができ、圧力発生室等を高精度に形成することができる。
【００５３】
また、上述した実施形態においては、液体噴射ヘッドの流路形成基板として用いたシリコンウェハの例を挙げて説明したが、これに限定されず一般的なシリコンウェハに凹部を形成するものであれば、上記製造方法を適用することは可能であり、例えばシリコン基板に凹部を形成する圧力センサや加速度センサ等に対しても本製造方法を適用できる。
【００５４】
また、上記実施形態においては、流路形成基板用ウェハ１１０と保護基板用ウェハ１３０の接合体について説明したが、これに限定されず一般的なシリコンウェハのように１枚の状態でも本製造方法を適用できることは言うまでもない。
【００５５】
また、上述した実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般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（面発光ディスプレー）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。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】実施形態１に係る洗浄工程を説明する概略図である。
【図６】実施形態１に係る洗浄工程を説明する概略図である。
【図７】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。
【図８】実施形態１に係る洗浄工程の他の例を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  流路形成基板、  １２  圧力発生室、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、  ３０  保護基板、  ３１  圧電素子保持部、  ３２  リザーバ部、  ３５  接着剤、  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、  ９５  金属層、  １００  リザーバ、  １１０  流路形成基板用ウェハ、  １３０  保護基板用ウェハ、  ２００  接続配線、  ２１０  駆動ＩＣ、  ２２０  駆動配線、  ３００  圧電素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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