(57)【要約】      （修正有）【課題】加工処理と同時に厳密なエッチングレート管理が可能となるシリコン基板の加工方法を提供する。【解決手段】シリコン基板１の裏面にエッチングレートを測定するためのエッチングレート測定用マスク層３８を形成しておき、結晶異方性エッチング処理の際に、エッチングレート測定用マスク層に設けられた開口部３２においてエッチング空間１７を形成する。このエッチング空間からエッチング液の状態を把握し、次ロットにおける結晶異方性エッチングにおける処理条件を調整することができる。【選択図】図１
2011042167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）第１の開口部と第２の開口部とを有するエッチングマスク層を一方の面に備えた第１のシリコン基板を用意する工程と、
（２）前記第１のシリコン基板の前記第１の開口部内の領域に対応する部分に、前記一方の面から反対側の他方の面に向かって凹んだ第１の凹部を形成する工程と、
（３）前記エッチングマスク層をマスクとし、エッチング装置とエッチング液を使用した結晶異方性エッチングにより、前記第１の開口部と前記第２の開口部とから前記一方の面から前記他方の面に向う方向に前記第１のシリコン基板をエッチングして、前記一方の面と前記他方の面との間を貫通する貫通口を前記第１のシリコン基板の前記第１の開口部に対応した位置に、前記一方の面から前記他方の面側に向かって凹んだ第２の凹部を前記第１のシリコン基板の前記第２の開口部に対応した位置に、それぞれ形成する工程と、
（４）前記第２の凹部を利用して前記第１のシリコン基板の前記エッチング液に関するエッチングレートを算出する工程と、
（５）前記第１のシリコン基板の次以降に前記エッチング装置を使用してシリコン基板のエッチングを行う際のエッチングの条件を、前記算出する工程で算出された前記エッチングレートを利用して決定する工程と、
を含むシリコン基板の加工方法。
【請求項２】
前記工程（４）では、前記第２の凹部の底部と前記一方の面との距離と前記第１のシリコン基板をエッチングした時間から前記第１のシリコン基板の厚さ方向に関する前記第１のシリコン基板の前記エッチングレートを算出する請求項１に記載のシリコン基板の加工方法。
【請求項３】
前記第１のシリコン基板をレーザーで加工することにより前記第１の凹部を形成する請求項１又は２に記載のシリコン基板の加工方法。
【請求項４】
前記第１のシリコン基板をドライエッチングで加工することにより前記第１の凹部を形成する請求項１又は２に記載のシリコン基板の加工方法。
【請求項５】
前記工程（５）において、前記エッチングの条件は、エッチングに使用するエッチング液の濃度である請求項１乃至４のいずれかに記載のシリコン基板の加工方法。
【請求項６】
前記工程（５）において、前記エッチングの条件は、エッチングを行う時間である請求項１乃至４のいずれかに記載のシリコン基板の加工方法。
【請求項７】
前記工程（５）は、前記第１のシリコン基板の次以降に前記エッチング装置と前記エッチング液とを使用してシリコン基板のエッチングを行う際のエッチングの条件を、前記算出する工程で算出された前記エッチングレートを利用して決定する工程である請求項１に記載のシリコン基板の加工方法。
【請求項８】
第１の開口部と第２の開口部とを有するエッチングマスク層を一方の面に備え、前記一方の面と反対側の他方の面に液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備えた第１のシリコン基板を用意する工程と
前記第１のシリコン基板の前記第１の開口部内の領域に対応する部分に、前記一方の面から前記他方の面側に向かって凹んだ第１の凹部を形成する工程と、
前記エッチングマスク層をマスクとし、エッチング装置とエッチング液を使用した結晶異方性エッチングにより前記第１の開口部と前記第２の開口部とから前記一方の面から前記他方の面に向かう方向に前記第１のシリコン基板をエッチングして、前記一方の面と前記他方の面との間を貫通する前記エネルギー発生素子に前記液体を供給するための貫通口を前記第１のシリコン基板の前記第１の開口部に対応した位置に、前記一方の面から前記他方の面側に向かって凹んだ第２の凹部を前記第１のシリコン基板の前記第２の開口部に対応した位置に、それぞれ形成する工程と、
前記第２の凹部を利用して前記第１のシリコン基板の前記エッチング液に関するエッチングレートを算出する工程と、
前記第１のシリコン基板の次以降に前記エッチング装置を使用してシリコン基板のエッチングを行う際のエッチングの条件を、前記算出する工程で算出された前記エッチングレートを利用して決定する工程と、
を含む液体吐出ヘッド用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン基板の加工方法、液体を吐出する液体吐出ヘッド用基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を吐出する液体吐出ヘッドは、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられたシリコン基板と、シリコン基板を貫通し液体をエネルギー発生素子に供給するための供給口とを備えている。
【０００３】
液体の供給口をシリコン基板に形成する手法としては、＜１００＞の面方位を有するシリコン基板のアルカリ溶液による異方性エッチングが一般的に用いられている。これは、面方位によるアルカリ溶液に対する溶解速度差を利用したもので、具体的には、溶解速度の極めて遅い＜１１１＞面を残すような形態でエッチングが進行する。
【０００４】
従来のシリコン異方性エッチング方法では、例えば、図５に示すように、厚みＴのシリコン基板５１を貫通させるような加工をする場合、エッチング開始面は幾何学的には少なくとも（２Ｔ／ｔａｎ５４．７゜）の幅が必要である。そのため、チップの小型化やチップの後工程（ダイボンディング工程等）での加工等に支障を来してしまう。
【０００５】
そこで、特許文献１にはこれを解決するために先導孔を用いてエッチング開始面の幅を狭くする方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、シリコン基板への熱処理後に異方性エッチングを実施する製造方法が開示されている。この文献では、シリコン基板の裏面から所望の高さまでは加工幅が広がる方向に＜１１１＞が形成され、所望の高さを超えると加工幅が狭まる方向の＜１１１＞を有する断面形状（以下、この形状を「樽型」とする）を有するインク供給口を形成している。
【０００７】
また、特許文献３にはドライエッチング後に異方性エッチングを実施することにより、樽型形状を有するインク供給口を形成する方法が開示されている。
【０００８】
これらの製法を用いて精度良くインク供給口を形成するためには、結晶異方性エッチングにおける厳密なエッチングレートの管理が必要である。
【０００９】
また、エッチングレートを精度良く管理するためには、従来では専用ダミー基板を使用して製品基板とは別に結晶異方性エッチングを実施し、深さレートを測定する必要があった。そのため、製造工程において大きな負荷と時間の浪費が発生する場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】ＵＳ２００７／０２１２８９０
【特許文献２】ＵＳＰ３４１６４６８
【特許文献３】ＵＳＰ６８０５４３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明の目的は、加工処理と同時に厳密なエッチングレート管理が可能となるシリコン基板の加工方法を提供することにある。またそのシリコン基板の加工方法を用いた生産効率の高い液体吐出ヘッド用基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、
（１）第１の開口部と第２の開口部とを有するエッチングマスク層を一方の面に備えた第１のシリコン基板を用意する工程と、
（２）前記第１のシリコン基板の前記第１の開口部内の領域に対応する部分に、前記一方の面から反対側の他方の面に向かって凹んだ第１の凹部を形成する工程と、
（３）前記エッチングマスク層をマスクとし、エッチング装置とエッチング液を使用した結晶異方性エッチングにより、前記第１の開口部と前記第２の開口部とから前記一方の面から前記他方の面に向う方向に前記第１のシリコン基板をエッチングして、前記一方の面と前記他方の面との間を貫通する貫通口を前記第１のシリコン基板の前記第１の開口部に対応した位置に、前記一方の面から前記他方の面側に向かって凹んだ第２の凹部を前記第１のシリコン基板の前記第２の開口部に対応した位置に、それぞれ形成する工程と、
（４）前記第２の凹部を利用して前記第１のシリコン基板の前記エッチング液に関するエッチングレートを算出する工程と、
（５）前記第１のシリコン基板の次以降に前記エッチング装置を使用してシリコン基板のエッチングを行う際のエッチングの条件を、前記算出する工程で算出された前記エッチングレートを利用して決定する工程と、
を含むシリコン基板の加工方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るシリコン基板の加工方法により、結晶異方性エッチング処理と同時に厳密なエッチングレート管理が可能となり、より安定してシリコン基板に貫通口を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を説明するための工程概略図である。
【図２】本発明における結晶異方性エッチングの進行状況例を示す概略断面図である。
【図３】本発明を用いてインクジェットヘッドを作製する例を示す概略工程図である。
【図４】本発明の実施形態における先導孔を形成する工程（図３（Ｆ））の＜１００＞面が露出した第１の開口部の平面図である。
【図５】従来のインク供給口の例を示す概略断面図である。
【図６】インクジェット記録ヘッドの一部を破断して示す模式的斜視図である。
【図７】本発明の実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図８】エッチングレート測定用マスクパターンの配置例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
一般に、液体吐出ヘッド素子は、吐出エネルギー発生素子が形成されたシリコンウエハー（例えば６インチ）上に流路形成層や吐出口を形成し、一枚のウエハーに複数の液体吐出ヘッド素子を形成する。液体吐出ヘッド素子が製品チップに相当することになる。
【００１６】
本発明は液体吐出ヘッド素子用のシリコン基板（液体吐出ヘッド用基板）からなるウエハーを複数枚加工する方法である。また、本発明では液体吐出ヘッド素子用のシリコン基板からなるウエハーの裏面であって液体吐出ヘッド素子が形成される領域以外の部分にエッチングレートを測定するためのエッチングレート測定用マスク層を形成しておく。そして、後工程における液体吐出口を形成するための結晶異方性エッチング処理の際に、エッチングレート測定用マスク層に設けられた第２の開口部においてエッチング空間を形成する。そして、このエッチング空間からエッチング液の状態を把握し、次以降のロットにおける結晶異方性エッチングにおける処理条件を調整することができる。
【００１７】
例えば、通常、結晶異方性ウェットエッチングに用いるエッチング液は工程歩留まりが所定基準以上であれば、複数ロットにわたって利用されるが、このエッチング液にはシリコンが溶出し、ロット毎でエッチングレートが変化する場合がある。本発明ではエッチングレート測定用の第２の開口部をエッチングマスクに設けておくことで、液体供給口を形成する製品基板の結晶異方性エッチング時に同時にエッチング液の状態を調べることができる。そして、その結果を考慮して次ロットにおける結晶異方性エッチングの処理条件を選択することができる。したがって、結晶異方性エッチングと同時にエッチングレートの管理を行うことができ、より安定して液体供給口を形成することができる。また、エッチングレートを測定するために別途専用ダミー基板を用いる必要がなく、経費の削減、時間短縮を達成することができる。工業的見地からは、通常、複数枚のウエハーを同時に処理するバッチ式が採用されるが、エッチングレート測定用の第２の開口部は、１バッチで処理される全てのウエハーに設けてもよく、また一部のウエハーにのみ設けてもよい。１バッチに処理される枚数やエチング装置の規模などに応じて適宜設定すればよい。
【００１８】
図６にインクジェット記録ヘッドの一例の模式的斜視図を示す。なお、本発明はインクジェット記録ヘッドに限定されるものではない。
【００１９】
このインクジェット記録ヘッドは、吐出エネルギー発生素子３が所定のピッチで２列並んで形成されたシリコン基板１を有している。シリコン基板上には、密着層であるポリエーテルアミド層（不図示）が形成されている。更にシリコン基板１上には、流路壁９と吐出エネルギー発生素子３の上方に開口するインク吐出口１４が被覆感光性樹脂１２により形成されている。被覆感光性樹脂１２は、インク供給口１６から各インク吐出口１４に連通するインク流路を形成している。ＳｉＯ2膜をマスクとしてシリコン基板の裏面からの結晶異方性エッチングによって形成されたインク供給口１６が、吐出エネルギー発生素子３の２つの列の間に開口されている。このインクジェット記録ヘッドは、インク供給口１６を介してインク流路内に充填されたインク（液体）に、吐出エネルギー発生素子３の発生する圧力を加えることによって、インク吐出口１４からインクの液滴を吐出させ、被記録媒体に付着させることにより記録を行う。
【００２０】
このインクジェット記録ヘッドは、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、更には各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に搭載可能である。そして、この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。
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図１を参照して説明する。
【００２２】
なお、以下の説明では、本発明の適用例として、インクジェット記録ヘッド用のシリコン基板を例に挙げて説明を行うが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。また、インクジェットヘッド用基板の他、バイオッチップ作製や電子回路印刷用途の液体吐出ヘッド用のシリコン基板の製造方法にも適用できる。液体吐出ヘッドとしては、インクジェット記録ヘッドの他にも、例えばカラーフィルター製造用ヘッド等も挙げられる。
【００２３】
図１に、本発明のシリコン基板の加工方法について説明するための工程断面図を示す。尚、図１は図６におけるＡ−Ａ線で切断した時の断面図として示されている。
【００２４】
図１（Ａ）において、用意したシリコン基板１（結晶方位＜１００＞）の裏面にはＳｉＯ2膜６とエッチングマスク層８が設けられている。図１（Ａ）においてエッチングマスク層８は、点線３０を境にして左側部分を液体供給口用エッチングマスク層、右側部分をエッチングレート測定用マスク層３８として把握することができる。本発明では、エッチングマスク層８として液体供給口用エッチングマスク層とエッチングレート測定用マスク層を同じ材料から構成することが好ましく、例えばスピンコート法により形成することができる。また、エッチングマスク層には後工程の結晶異方性エッチングのエッチング開始面となる第１の開口部３１が形成されており、エッチングレート測定用マスク層３８には第２の開口部３２が形成されている。第１の開口部３１及び第２の開口部３２もフォトリソグラフィ法などにより同時に形成されることが好ましい。第２の開口部３２は、液体吐出ヘッド素子となる領域以外の部分に形成され、通常、一枚のウエハー上で素子取りのできない領域に少なくとも１つ形成される。また、本発明においては、第１の開口部において結晶異方性エッチングの先導孔として未貫通穴を形成するが、第２の開口部３２をその際のアラインメントマークとして使用することもできる。逆にウエハー上の素子取り可能な位置にアラインメントマークとして第２の開口部３２を形成しても良い。
【００２５】
また、図１（Ａ）において、シリコン基板の表面には吐出エネルギー発生素子３、犠牲層２及びパッシベイション層４が形成されている。なお、シリコン基板の裏面を一方の面と表した場合、シリコン基板の表面は一方の面と反対側の他方の面とも表される。
【００２６】
次に、図１（Ｂ）に示すように、先導孔として凹部である未貫通穴（第１の凹部）２０をシリコン基板の裏面側から第１の開口部に形成する。つまり、シリコン基板の第１の開口部内の領域に対応する部分に、裏面から表面側に向かって凹んだ未貫通穴（第１の凹部）を形成する。例えば、図１（Ｂ）に示すように、先導孔はシリコン基板の断面に対して少なくとも２本形成することが好ましい。第１の開口部における短手方向及び長手方向に対してそれぞれ少なくとも２列に配列し、第１の開口部の中心に対して左右対称に未貫通穴を形成することが好ましい。なお、この未貫通穴を形成しておくことにより、液体供給口の開口幅を狭くすることができる。また、形成される液体供給口の断面は樽型形状となる。
【００２７】
次に、図１（Ｃ）に示すように、シリコン基板の裏面から犠牲層に到達するまで結晶異方性エッチングを行い、インク供給口（液体供給口）１６を形成する。そのとき、第２の開口部３２からも異方性エッチングが進行し、凹部であるエッチング空間（第２の凹部）１７ができる。２８は（１００）面を示す。
【００２８】
このように、本発明では、液体吐出ヘッド素子となる領域以外の部分に第２の開口部３２を有するエッチングレート測定用マスク層を形成しておき、エッチング液を使用して結晶異方性エッチングを行うことにより、第２の開口部３２からエッチングが進行してエッチング空間１７を形成させる。このエッチング空間からエッチングレートを算出し、次ロットのエッチング条件にフィードバックする。例えば、シリコン基板の裏面から空間１７の底部としての底面である（１００）面２８までの距離Ｄを測定し、その距離をエッチング時間で割ると単位時間当たりのエッチング速度が算出される。
【００２９】
次に、図１に示すような先導孔を形成した場合のシリコン基板に対する結晶異方性エッチングの進行状況の例について図２に模式的に示す。なお、以下ではインク供給口を形成する場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３０】
まず、それぞれの先導孔の先端からはシリコン基板表面へ向かうに従い加工幅が狭まる方向に＜１１１＞（２１ａ、ｂ）が形成されると共に、先導孔の内部から厚さ方向に対して垂直な方向にエッチングが進む。また、裏面の第１の開口部においては、表面へ向かうに従い加工幅が広がる方向に＜１１１＞（２２）が形成される。また、第２の開口部においては、表面に向うに従い加工幅が狭まる方向に＜１１１＞面が形成される（図２（Ａ））。
【００３１】
次に、エッチングが進行すると第１の開口部においては、２本の先導孔間においてそれぞれの＜１１１＞（２１ｂ）が接し、この頂点からさらに表面に向かってエッチングが進行する。また、２本の先導孔における外側の＜１１１＞（２１ａ）と裏面開口部から伸びた＜１１１＞（２２）が交差し、厚さ方向に対して垂直な方向へのエッチングが見かけ上進行しなくなる。第２の開口部においては、そのまま加工幅が狭まる方向にエッチングが進行する（図２（Ｂ））。
【００３２】
更にエッチングが進行すると第１の開口部は、２本の先導孔間において＜１００＞（２８）が形成される（図２（Ｃ））。この＜１００＞（２８）がエッチングの進行と共にシリコン基板の表面へ向かい、最終的に犠牲層に到達することにより、結晶異方性エッチングが完了する。この時点で第２の開口部においても＜１００＞面が露出した状態で、結晶異方性エッチングが完了する（図２（Ｄ））。
【００３３】
上述のようなインク供給口の形成方法においては、第一の開口部から形成される＜１１１＞（２２、２１ａ）の形成位置は先導孔により決定される。また、第２の開口部においても、加工幅が狭まる方向の＜１１１＞面の形成位置は、結晶異方性エッチングにより結晶方位＜１００＞面が露出した位置により決定される。
【００３４】
第２の開口部を有するエッチングレート測定用マスク層は、上述のように、液体吐出ヘッド素子が形成される領域以外のシリコン基板裏面に設けられる。第２の開口部の形状は、エッチングレートを測定することができる形状であれば特に制限されない。例えば四角形とすることができ、好ましくは正方形又は長方形である。また、第２の開口部におけるエッチング空間は、結晶異方性エッチングの終了際に、エッチングされてできる空間の上面を形成する面（シリコン基板表面側に形成される面）が＜１００＞面を有する。
【００３５】
また、例えば図８に示すように、製品チップを配置するためには面積が足りないウエハー外周部の余白部分に、エッチングレート測定用マスクパターンを設けることが出来る。そしてこの部分はシリコン基板に貫通口を形成した後、シリコン基板がチップ単位に切断されるとともに、切断により製品チップ領域と分離される。
【００３６】
例えば第２の開口部の形状を長方形とした場合、インク供給口を形成する際に必要な第２の開口部の短手方向の幅Ｙは、結晶異方性エッチング時間Ｓ、エッチングレートＲとすると、以下の式を満たすことが好ましい。
【００３７】
（（Ｓ×Ｒ）／Ｔａｎ５４．７°）×２＜Ｙ
【００３８】
つまり、第２の開口部の幅Ｙが（（Ｓ×Ｒ）／Ｔａｎ５４．７°）×２よりも小さい場合は、シリコン基板の裏面から加工幅が狭まる方向の＜１１１＞面同士が結晶異方性エッチング処理の途中でＶ字型に当ってしまい、エッチングレートを測定することが出来なくなる。したがって第２の開口部の幅が（（Ｓ×Ｒ）／Ｔａｎ５４．７°）×２よりも大きくなれば、エッチングレートを把握することができる。
【００３９】
（実施例１）
以下、本発明の実施形態について、図３（Ａ）〜図３（Ｈ）を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限らず、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。
【００４０】
図３（Ａ）〜（Ｈ）は、図６のＡ−Ａ線における断面図であり、本発明のシリコン基板の加工方法の基本的な製造工程を示すための断面模式図である。
【００４１】
図３（Ａ）に示される基板１上には、発熱抵抗体等の吐出エネルギー発生素子３が複数個配置されている。また、前記基板１の裏面にはＳｉＯ2膜６で全面覆われている。また、シリコン基板の表面にはインク供給口（液体供給口）の表面開口を精度よく形成するために犠牲層２が設けてある。シリコン基板及び犠牲層の上にはパッシベイション層４が形成されている。
【００４２】
犠牲層はシリコン基板のエッチング液（アルカリ溶液）でエッチングが可能であり、例えば、ポリＳｉやエッチング速度の速いアルミ、アルミＳｉ、アルミ銅、アルミＳｉ銅などで形成される。
【００４３】
パッシベイション層４としては、後工程における結晶異方性エッチングで犠牲層がエッチングされた後、エッチング液でのエッチングが進行しない（耐エッチング性を有する）ことが必要である。パッシベイション層としては、例えば、酸化珪素や窒化珪素等を用いることができる。この際、吐出エネルギー発生素子の裏面側に配置させて蓄熱層として用いることができ、また、吐出エネルギー発生素子の上層に配置させて保護膜として用いることもできる。なお、吐出エネルギー発生素子（ヒーター）の配線やそのヒーターを駆動するための半導体素子は図示していない。
【００４４】
次に、図３（Ｂ）に示すように、シリコン基板１の裏面に例えばポリエーテルアミド樹脂を塗布してベーク処理し、エッチングマスク層８を形成する。そして、エッチングマスク層８をパターニングするために、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、エッチングマスク層８をドライエッチング等によりパターニングし、前記ポジ型レジストを剥離する。これにより第１の開口部がエッチングマスク層８に形成される。この第１の開口部は後工程の結晶異方性エッチングにおけるエッチング開始面となる。
【００４５】
また、パッシベイション層の表面に、例えばポリエーテルアミド樹脂を塗布・硬化する。そして、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、ポリエーテルアミド樹脂７をドライエッチング等によりパターニングし、ポジ型レジストを剥離する。
【００４６】
次に、図３（Ｃ）に示すように、基板表面側にポジ型レジストをパターニングして、インク流路（液体流路）となる型材料１０を形成する。
【００４７】
次に、図３（Ｄ）に示すように、型材料１０上に被覆感光性樹脂１２をスピンコート等により形成し、さらにその上に、撥水材１３をドライフィルムのラミネート等により形成する。インク吐出口１４は、被覆感光性樹脂１２を紫外線やＤｅｅｐ  ＵＶ光等による露光、現像を行って形成する。
【００４８】
次に、図３（Ｅ）に示すように、型材料１０及び被覆感光性樹脂１２等が形成されている前記基板１の表面及び側面をスピンコート等による塗布を行い、保護材１５で覆う。
【００４９】
次に、図３（Ｆ）に示すように、第１の開口部に先導孔を形成した後、インク供給口を結晶異方性エッチングにより形成する。この際、まず、エッチングマスク層８をマスクとして、第１の開口部にあるシリコン基板裏面のＳｉＯ2膜６を除去し、その後、シリコン基板１の裏面側からレーザー加工により先導孔として未貫通穴２０を形成する。そして、ＴＭＡＨ液等を異方性エッチング液として用い、シリコン基板の裏面からエッチングを行って、犠牲層にいたるインク供給口を形成する（図３（Ｇ））。このエッチングにおいては、図２で示した過程によりエッチングが進行し、先導孔の先端から形成され、裏面に対して５４．７°で形成される＜１１１＞が犠牲層に至る。犠牲層はエッチング液によって等方エッチングされ、インク供給口はその上端が犠牲層の形状に対応し、＜１１１＞面により断面形状が樽型に形成される。
【００５０】
この時、シリコン基板の裏面に形成されたエッチングレート測定用の第２の開口部からも結晶異方性エッチングが進行する（図２参照）。第２の開口部には第１の開口部のような未貫通孔２０は形成されておらず、シリコン基板の裏面から直接エッチングが開始される。この時、形成されたエッチング空間の深さとエッチング時間の関係からエッチングレートを算出し、次ロットの結晶異方性エッチングの処理時間の算出にフィードバックする。これを繰り返すことで、常に安定してインク供給口を形成することができる。また、結晶異方性エッチングの処理時間を調整するだけでなく、その他にも、エッチング液の組成や濃度を調整してもよい。
【００５１】
例えばレート測定結果がＲ（＜１００＞面方向へのエッチング距離／時間）、次のエッチング対象ウエハーの厚みがＴ、未貫通穴深さをＨとした時、次のウエハーにおいて、未貫通穴の先端からエッチング領域が犠牲層まで到達するのにかかるエッチング時間Ｓは、（Ｔ−Ｈ）／Ｒ＝Ｓとなる。
【００５２】
更に＜１１１＞面を露出させることにより、インク供給口に流れるインク（液体）に対しＳｉ溶出を抑える効果も期待できる。
【００５３】
次に、図３（Ｈ）に示すように、パッシベイション層４の一部をドライエッチングにて除去する。次に、エッチングマスク層８及び保護材１５を除去する。更に、型材料１０を、インク吐出口（液体吐出口）１４及びインク供給口１６から溶出させることにより、インク流路が形成される。
【００５４】
以上の工程により、ノズル部が形成された基板１をダイシングソー等により切断分離、チップ化し、吐出エネルギー発生素子３を駆動させるための電気的接合を行った後、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドを完成させる。
【００５５】
尚、図３においては、厚さ６００μｍの基板を例に示したが、これより薄い、もしくは厚い基板に対しても、本発明を適用することができる。その際には、先導孔の深さおよび開口部寸法を変更することにより、容易に対応可能である。
【００５６】
更に、図７に示すような形状を有するインク供給口を先導孔を形成した後に結晶異方性エッチングすることで形成する場合においても、正確な異方性エッチングレートを管理する上で、エッチングレート測定用マスク層を用いる本発明を組み合わせることが可能である。
【００５７】
以上の説明では、本発明の適用例として、インクジェット記録ヘッドを例に挙げて説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、例えばバイオッチップや電子回路印刷用の液体吐出ヘッドにも適用できる。
【００５８】
また、液体吐出ヘッドは、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、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に搭載可能である。例えば、バイオッチップ作成や電子回路印刷、薬物を噴霧状に吐出するなどの用途にも用いることができる。
【００５９】
そして、この液体吐出ヘッドを用いることによって、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど種々の記録媒体に記録を行うことができる。なお、本明細書内で用いられる「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を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こととする。
【００６０】
さらに、「液体」とは、広く解釈されるべきものであり、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成、記録媒体の加工、或いはインク、または記録媒体の処理に供される液体を言うものとする。ここで、インクまたは記録媒体の処理としては、例えば、記録媒体に付与されるインク中の色材の凝固または不溶化による定着性の向上や、記録品位ないし発色性の向上、画像耐久性の向上などのことを言う。
【符号の説明】
【００６１】
１：シリコン基板（＜１００＞）
２：犠牲層
３：吐出エネルギー発生素子
４：パッシベイション層
６：ＳｉＯ2膜（シリコン基板の酸化膜）
７：ポリエーテルアミド樹脂（表面）
８：エッチングマスク層
９：流路壁
１０：型材料
１２：被覆感光性樹脂
１３：撥水材
１４：吐出口
１５：保護材
１６：インク供給口（液体供給口）
１７：エッチング空間
２０：先導孔
２１ａ、２１ｂ、２２：結晶異方性エッチングにより形成された＜１１１＞面
２８：結晶方位＜１００＞面が露出した開口部
３０：液体吐出ヘッド素子を形成する領域の境界を示す線
３１：第１の開口部
３２：第２の開口部
３６：ＳｉＯ2膜（シリコン基板の酸化膜）
３８：エッチングレート測定用マスク層
【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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