(57)【要約】【課題】Ｓｉ異方性ドライエッチングを用いて精度良くＳｉ基板を加工するＳｉ基板加工方法を提供する。【解決手段】エッチングマスクが形成されたＳｉ基板に、エッチング工程と保護膜を形成する保護膜形成工程とを交互に繰り返すＳｉ異方性ドライエッチング方法により窪みを形成するＳｉ基板加工方法において、前記エッチング工程は、第１エッチング工程と該第１エッチング工程の後に行う第２エッチング工程とを有し、前記第１エッチング工程では、前記保護膜形成工程で窪みの底面に形成された保護膜を除去できるように第１バイアス電力を前記Ｓｉ基板に印加し、前記第２エッチング工程では、前記第１バイアス電力より小さい第２バイアス電力を前記Ｓｉ基板に印加する。【選択図】図６
2011091127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチングマスクが形成されたＳｉ基板に、エッチング工程と保護膜を形成する保護膜形成工程とを交互に繰り返すＳｉ異方性ドライエッチング方法により窪みを形成するＳｉ基板加工方法において、
前記エッチング工程は、第１エッチング工程と該第１エッチング工程の後に行う第２エッチング工程とを有し、
前記第１エッチング工程では、前記保護膜形成工程で窪みの底面に形成された保護膜を除去できるように第１バイアス電力を前記Ｓｉ基板に印加し、
前記第２エッチング工程では、前記第１バイアス電力より小さい第２バイアス電力を前記Ｓｉ基板に印加することを特徴とするＳｉ基板加工方法。
【請求項２】
前記第２バイアス電力は、略ゼロであることを特徴とする請求項１に記載のＳｉ基板加工方法。
【請求項３】
前記エッチングマスクは、ＳｉＯ２膜で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＳｉ基板加工方法。
【請求項４】
前記エッチングマスクは、段差を有していることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のＳｉ基板加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｓｉ基板加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体微細加工技術は、集積回路の作製の他、機械構造の製作や機械構造と電子回路との集積に用いられるようになった。これら機械構造や機械構造と電子回路との集積により構成されるデバイスは、マイクロマシン、あるいはＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる。
【０００３】
上記の半導体微細加工技術の一つとして、シリコン（Ｓｉ）基板上に溝などの構造物、特にトレンチ（深溝若しくは深穴）を高精度に形成することのできるエッチング技術が求められている。
【０００４】
特許文献１においては、トレンチエッチングを目的としたエッチング法が開示されている。このエッチング法は、エッチング工程と重合工程とを交互に繰り返すことによって、深溝若しくは深穴（以下、深溝等という）を形成するものである。エッチング工程は、シリコン基板表面に所望形状のエッチングマスクを形成した後、プラズマ化したＳＦ６とＡｒの混合ガスを用い基板表面をドライエッチングして溝若しくは穴（以下、溝等という）を形成する。重合工程（保護膜形成工程）は、プラズマ化したＣＨＦ３とＡｒの混合ガスを用い、溝等の側壁に保護膜を形成する。エッチング工程及び重合工程において、基板電極に、イオン加速のために基板バイアスを生じるようにしている。
【０００５】
上記のエッチング法により、ドライエッチングによって形成された溝等の壁面がその後保護膜によって被覆され、次のドライエッチングの際にこの保護膜により前記壁面が保護されるため、極端なサイドエッチングやアンダーカットが防止され、見かけ上垂直な壁面を備えた溝等を形成することが記載されている。
【０００６】
特許文献２においては、シリコン基板に常時電力を印加してバイアス電位を与えつつエッチンググランドにおけるドライエッチングを進行させる工程と垂直な構造面に保護膜を形成させる工程とを順次繰り返して行うようにしたエッチング方法が示されている。このエッチング方法にあっては、形成される垂直構造面が十分に平滑で直角度に優れ、且つエッチング速度を速くしたものとなるような混合ガスの最適な混合割合が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表平７−５０３８１５号公報
【特許文献２】特開２００４−２９６４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１及び２において、Ｓｉ基板にエッチング工程と保護膜形成工程とを交互に行うエッチング方法は、Ｓｉ異方性ドライエッチングとも呼ばれ、エッチングに伴いエッチングマスクは薄くなる。
【０００９】
上記のエッチング方法においては、下記の式（１）に示すマスク選択比を考慮してエッチングマスクの当初の厚みを決定することが考えられる。
【００１０】
マスク選択比＝Ｓｉのエッチング量／エッチングマスクのエッチング量      （１）
式（１）のマスク選択比は、Ｓｉ異方性ドライエッチングでもって、同一条件及び同一時間でＳｉ及びエッチングマスクをエッチングした時のそれぞれのエッチング量から求めた比率を示す。マスク選択比は、主にエッチングマスクを形成する材料で決まるが、エッチングにより形成する形状にも依存する。例えば、直径５μｍ程度の微小な穴を形成する場合、穴が深くなるに従ってエッチング速度が小さくなり、これはマイクロローディング効果と呼ばれ、このマイクロローディング効果によりマスク選択比は小さくなる。
【００１１】
Ｓｉ異方性ドライエッチングを用いて、Ｓｉ基板にトレンチ（深溝若しくは深穴）を形成する場合、式（１）から分かるように、エッチングマスクの材料によりマスク選択比の値が定まり、溝等を深くすると、エッチングマスクは厚くする必要がある。更には、マイクロローディング効果により、エッチングマスクをより厚くする場合も生じる。
【００１２】
しかしながら、厚いエッチングマスクを形成する場合、例えばエッチングマスクが備える開口部の側壁面に傾きが生じ、エッチングマスク表面のパターンとＳｉ基板に接している面のパターンとが異なったりして、エッチングマスクの精度が低下し、この結果、Ｓｉ基板の加工精度が低下する。
【００１３】
また、Ｓｉ基板に深さが異なる、例えば段差を有する溝等を形成する際に用いるエッチングマスクには、フォトリソグラフィ処理を複数回行ってその段差に対応する段差を形成する必要がある。２回目以降のフォトリソグラフィ処理を行う際、最初に形成したエッチングマスクのパターンによっては、フォトレジスト膜を均一に形成することが困難となり、エッチングマスクの精度が低下する。この精度の低下はエッチングマスクの厚みが厚くなるに従って大きくなり、この結果、Ｓｉ基板の加工精度が低下する。
【００１４】
特許文献１及び２においては、精度良くトレンチを形成する際のエッチングマスクに関して具体的な記載はない。
【００１５】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、Ｓｉ異方性ドライエッチングを用いて精度良くＳｉ基板を加工するＳｉ基板加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題は、以下の構成により解決される。
【００１７】
１．エッチングマスクが形成されたＳｉ基板に、エッチング工程と保護膜を形成する保護膜形成工程とを交互に繰り返すＳｉ異方性ドライエッチング方法により窪みを形成するＳｉ基板加工方法において、
前記エッチング工程は、第１エッチング工程と該第１エッチング工程の後に行う第２エッチング工程とを有し、
前記第１エッチング工程では、前記保護膜形成工程で窪みの底面に形成された保護膜を除去できるように第１バイアス電力を前記Ｓｉ基板に印加し、
前記第２エッチング工程では、前記第１バイアス電力より小さい第２バイアス電力を前記Ｓｉ基板に印加することを特徴とするＳｉ基板加工方法。
【００１８】
２．前記第２バイアス電力は、略ゼロであることを特徴とする前記１に記載のＳｉ基板加工方法。
【００１９】
３．前記エッチングマスクは、ＳｉＯ２膜で形成されていることを特徴とする前記１又は２に記載のＳｉ基板加工方法。
【００２０】
４．前記エッチングマスクは、段差を有していることを特徴とする前記１から３の何れか一項に記載のＳｉ基板加工方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、Ｓｉ異方性ドライエッチングを行う際のエッチングマスクを薄くすることができるため、精度良くＳｉ基板を加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】インクジェット式記録ヘッドの例を示す図である。
【図２】インクジェット式記録ヘッドの断面図である。
【図３】ノズルプレートに形成されたノズル周辺の断面図である。
【図４】小径部、第１の大径部及び第２の大径部を形成する工程を示す図である。
【図５】バイアス電力と保護膜エッチング速度との関係を示す図である。
【図６】バイアス電力とＳｉエッチング速度及びＳｉＯ２膜エッチング速度との関係を示す図である。
【図７】従来のＳｉ異方性ドライエッチング方法を用いた場合のバイアス電力とマスク選択比との関係を示す図である。
【図８】段差のあるエッチングマスクを形成する工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。本発明は、Ｓｉ基板に、エッチング工程と保護膜形成工程とを交互に繰り返すエッチング方法（Ｓｉ異方性ドライエッチング）により、微小な孔や溝を精度良く形成する方法に関するものであって、インクジェット式記録ヘッドのＳｉ基板を用いて形成するノズルプレートを例にして説明する。
【００２４】
図１は液体吐出ヘッドの例であるインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッド１００と称する。）を構成している、ノズルプレート１、ボディプレート２、圧電素子３を模式的に示している。
【００２５】
ノズルプレート１には、インク吐出のため吐出口（吐出面１２における開口）を有するノズル１１を複数個配列してある。また、ボディプレート２には、ノズルプレート１を貼り合わせることで、圧力室となる圧力室溝２４、インク供給路となるインク供給路溝２３及び共通インク室となる共通インク室溝２２、並びにインク供給口２１等の流路溝が形成されている。
【００２６】
そして、ノズルプレート１のノズル１１とボディプレート２の圧力室溝２４とが一対一で対応するようにノズルプレート１とボディプレート２とを貼り合わせることで流路ユニットＭを形成する。ここで、以後、上記で説明に使用した圧力室溝、供給路溝、共通インク室溝の各符号はそれぞれ圧力室、供給路、共通インク室にも使用する。
【００２７】
図２は、図１に示すノズルプレート１のＹ−Ｙ’、及びボディプレート２のＸ−Ｘ’の位置での断面を模式的に示している。図２が示しているように、流路ユニットＭに圧電素子３をインク吐出用アクチュエータとしてボディプレート２のノズルプレート１を接着する面と反対の各圧力室２４の底部２５の面に接着することで、記録ヘッド１００が完成する。記録ヘッド１００の各圧電素子３に駆動パルス電圧が印加され、圧電素子３から発生する振動が圧力室２４の底部２５に伝えられ、底部２５の振動により圧力室２４内の圧力を変動させることでノズル１１からインク滴を吐出させる。
【００２８】
ノズルプレート１の１つのノズル１１の周辺に着目した図を図３に示す。説明のため、図３においては、図２に示す吐出面１２に設けてある撥液層４５を省略している。ノズル１１は、吐出口を開口とする小径部１３、吐出口から吐出する液体のノズル１１への導入口として圧力室に開口している第１の大径部１５及び小径部１３と第１の大径部１５とを連通する第２の大径部１４から構成されている。
【００２９】
ノズルプレート１を形成している基板Ｃは、小径部１３と第２の大径部１４との間にＳｉよりエッチングレートが遅い層であるエッチング停止層１６を有するＳｉ基板で、例えばＳｉＯ２層を備えたＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板がある。ＳＯＩ基板を用いることで、ＳｉとＳｉＯ２とのエッチングレート差を用いて小径部１３の長さ（ノズル長）を精度良く加工することができる。
【００３０】
エッチング停止層１６を構成する材料としては、ＳｉＯ２の他、例えばＡｌ２Ｏ３などの絶縁材料、Ｎｉ、Ｃｒ等の金属等が挙げられるが、これらに限定されない。また、エッチング停止層１６を有していないＳｉ基板をノズルプレート１の基材としてもよい。尚、本実施形態のエッチング停止層１６であるＳｉＯ２層の厚みは、０．２μｍとしている。
【００３１】
ＳＯＩ基板（基板Ｃ）を用いて、小径部１３、第２の大径部１４及び第１の大径部１５で構成するノズル１１を製造する工程を図４に示す。
【００３２】
図４（ａ）は、両面にエッチングマスク６１ｂ、６２ａが形成されている基板Ｃの断面図を示す。基板Ｃは、エッチング停止層１６、第１の大径部１５及び第２の大径部１４を形成する第１のＳｉ層１７及び小径部１３を形成する第２のＳｉ層１８を備えている。第１のＳｉ層１７の表面には第１の大径部１５及び第２の大径部１４を形成するためのエッチングマスク６１ｂ、第２のＳｉ層１８の表面には小径部１３を形成するためのエッチングマスク６２ａがそれぞれ形成されている。
【００３３】
エッチングマスク６１ｂ、６２ａは、公知のフォトリソグラフィ処理（レジスト塗布、露光、現像）及びエッチング処理により形成することができる。エッチングマスク６１ｂ、６２ａを形成する材料は、基板Ｃの第１のＳｉ層１７及び第２のＳｉ層１８を後述の本発明のＳｉ基板加工方法でエッチングマスクとなるものであれば特に限定されないが、例えばフォトレジストやＳｉＯ２が挙げられ、ＳｉＯ２が好ましい。
【００３４】
ＳｉＯ２がエッチングマスクとして好ましい理由は、微細加工が容易である、熱酸化膜としてＳｉ基板表面に均一な膜を容易に製作できる、装置・Ｓｉ加工面の汚染の心配がない等が挙げられる。本実施の形態のエッチングマスクの材料は、ＳｉＯ２とする。エッチングマスク６１ｂには、図４（ａ）に示すように、基板Ｃの第１のＳｉ層１７に形成する第２の大径部１４及び第１の大径部１５の深さに対応した段差が設けてある。
【００３５】
第２の大径部１４となる穴を所定の深さに、本発明のＳｉ基板加工方法を用いて第１のＳｉ層１７に形成する（図４（ｂ））。本発明のＳｉ基板加工方法を行うエッチング装置は、ＩＣＰ型ＲＩＥ装置が好ましく、例えば、エッチング工程のエッチングガスとして、６フッ化硫黄（ＳＦ６）、保護膜形成（デポジション）工程のデポジションガスとしてフッ化炭素（Ｃ４Ｆ８）を交互に使用する。
【００３６】
ここで、ＩＣＰ型ＲＩＥ装置を使用して本発明のＳｉ基板加工方法によるエッチングを行う場合の従来の条件の例を以下に示す。
（エッチング工程）
ＳＦ６流量：１３０ｓｃｃｍ
圧力：２．６６Ｐａ
高周波電力：６００Ｗ
バイアス電力：２５Ｗ
サイクル時間：１３秒
（保護膜形成工程）
Ｃ４Ｆ８流量：８５ｓｃｃｍ
圧力：２．６６Ｐａ
高周波電力：６００Ｗ
バイアス電力：０Ｗ
サイクル時間：５秒
エッチング工程は、ＳＦ６プラズマ中のＦラジカルとＦイオンによるＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）反応によってＳｉがエッチングされる。保護膜形成工程ではＣ４Ｆ８プラズマ中のＣＦｘラジカル、及びそれらのイオンによる重合反応によってテフロン（登録商標）に近い組成を有するポリマー膜を穴内壁面に堆積し、この膜がエッチング工程で側壁面の保護膜として作用する。
【００３７】
各エッチング工程の初期は、ＲＩＥのエッチング異方性により穴底面の保護膜が側壁面よりも先に除去される。その後、側壁面は、保護膜が残っている間、横方向エッチングから保護され、縦方向のＳｉのエッチングが進む。
【００３８】
上記のエッチング工程の条件で、バイアス電力を変化させた場合のマスク選択比を図７に示し、図７より、マスク選択比は高々４００程度である。
【００３９】
これに対して、本発明に係るＳｉ基板加工方法は、従来のＳｉ異方性ドライエッチングのエッチング工程を、第１エッチング工程と、これに続いて行う第２エッチング工程を有するようにし、それぞれのエッチング条件の具体例を以下に示す。尚、保護膜形成工程の条件は、従来と同じで良く、本実施の形態では上記と同じであるため以下での記載は省略する。
（第１エッチング工程）
ＳＦ６流量：１３０ｓｃｃｍ
圧力：２．６６Ｐａ
高周波電力：６００Ｗ
第１バイアス電力：５０Ｗ
サイクル時間：１．５秒
（第２エッチング工程）
ＳＦ６流量：１３０ｓｃｃｍ
圧力：２．６６Ｐａ
高周波電力：６００Ｗ
第２バイアス電力：０Ｗ
サイクル時間：１１．５秒
第１エッチング工程では、保護膜形成工程で第２の大径部１４となる穴の底面に形成された保護膜を除去できるように基板Ｃにバイアス電力（第１バイアス電力）を印加する。次の第２エッチング工程では、基板Ｃに第１バイアス電力より小さい第２バイアス電力を印加し、第２バイアス電力はより好ましくは略ゼロであり、本実施の形態では、第２バイアス電力はゼロとしている。略ゼロとは、第２バイアス電力の値が、０（ゼロ）から３Ｗ未満である。
【００４０】
ここで、バイアス電力と保護膜エッチング速度との関係を図５に示す。図５より、バイアス電力を大きくすると、これに比例して保護膜のエッチング速度が大きくなることが分かる。
【００４１】
また、バイアス電力とＳｉエッチング速度及びエッチングマスク６１ｂであるＳｉＯ２膜のエッチング速度との関係を図６に示す。図６より、Ｓｉエッチング速度は、バイアス電力に依存する度合いが少なく、バイアス電力を低下させてもエッチング速度は若干低下する程度である。これは、Ｓｉのエッチングが、主にラジカル分子による等方性エッチングであるからと考えられる。一方、ＳｉＯ２膜エッチング速度は、バイアス電力に大きく依存し、バイアス電力を低下させるとＳｉＯ２膜エッチング速度が低下することが分かる。これは、ＳｉＯ２膜のエッチングが、主にイオンによる異方性エッチングであるからと考えられ、このようなバイアス電力を低下に伴うエッチング速度の低下は、エッチングマスク６１ｂとなる材料であればＳｉＯ２膜に限らない。
【００４２】
発明者らは、検討の結果得られた図５、図６より、従来のエッチング工程を第１のエッチング工程と第２のエッチング工程とにすることを創意した。
【００４３】
第１エッチング工程は、従来のエッチング工程の初期に相当するように、穴底面に形成されている保護膜を除去することを目的する。穴底面に形成されている保護膜を除去することにより、底面のＳｉ面を露出させ、底面を掘り下げるＳｉエッチングを容易にできるようにする。この時、図５に示すバイアス電力（第１バイアス電力）を調整することにより保護膜除去時間を調整することができ、バイアス電力を大きくするとより早く保護膜を除去することができる。例えば、バイアス電力を５０Ｗとすると、１サイクル当たり形成される厚み７５Åの保護膜は、１．５秒弱で除去できる。
【００４４】
第２エッチング工程は、第１エッチング工程の後に行う工程であって、穴の底面の掘り下げを目的とする。Ｓｉエッチング速度は、図６より、バイアス電力（第２バイアス電力）に依存する度合いが少なく、バイアス電力をゼロとしても、バイアス電力５０ＷのＳｉエッチング速度と比較して１５％程度の低下に留まる。
【００４５】
一方、ＳｉＯ２膜エッチング速度は、バイアス電力に大きく依存し、図６より、バイアス電力をゼロとすると、バイアス電力５０ＷのＳｉＯ２膜エッチング速度と比較して１０％程度と著しく低下する。
【００４６】
第２エッチング工程においては、基板Ｃに第１バイアス電力より小さい第２バイアス電力を印加することにより、第１エッチング工程の条件と比較してＳｉのエッチング速度の低下に比較して、ＳｉＯ２膜エッチング速度を大幅に低下させることができる。このため、第１バイアス電力の場合と比較してマスク選択比を大きくすることができる。
【００４７】
上記の第１エッチング工程及び第２エッチング工程に示した条件例では、Ｓｉエッチング速度は４．３μｍ／分、ＳｉＯ２膜エッチング速度は３０Å／分となり、マスク選択比は、約１４００となり、従来の４００に比較して大幅に大きくすることができる。
【００４８】
よって、本発明のＳｉ基板加工方法においては、Ｓｉエッチング速度を大きく低下させることなくＳｉＯ２膜エッチング速度を大幅に低下させることができ、エッチングマスク６１ｂは、大幅にエッチング量が抑えられるため、薄くすることができ、精度良く第１のＳｉ層１７を加工することができる。また、同じエッチングマスク材料であってもマスク選択比が大きくなることから、例えばフォトレジストのように従来マスク選択比が小さいとして使用を見合わせていたエッチングマスク材料が選択肢に加わることができる。
【００４９】
更に、第１エッチング工程にて第２の大径部１４となる穴の底面に形成された保護膜を早く除去することができ、又、第２エッチング工程にてＳｉエッチング速度が大きく低下しないため、第１のＳｉ層１７の加工効率は大きく低下することがなく、実用的な範囲内に十分収まる。
【００５０】
次に、図４（ｂ）のエッチングマスク６１ｂの不要なマスク部分Ｂを、例えばＣＨＦ３を用いたドライエッチングにより除去し、エッチングマスク６１ｂを第１の大径部１５を形成するためのエッチングマスク６１ｃとする（図４（ｃ））。この後、上記と同じ本発明のＳｉ基板加工方法により、第１のＳｉ層１７に対して、エッチング停止層１６が露出するまでエッチングを行う。エッチング停止層１６が第２の大径部１４の底面全体に亘って露出した状態でエッチングを停止し、これで第２の大径部１４、第１の大径部１５の形成が完了する（図４（ｄ））。
【００５１】
ここで、段差があるエッチングマスク６１ｂの作製について図８を用いて説明する。基板Ｃの第１のＳｉ層１７の表面に、エッチングマスク６１ｂとなる酸化膜６１（ＳｉＯ２膜）を設け、更に、酸化膜６１上に第１のフォトレジスト膜７１を設ける（図８（ａ））。この後、所望のパターンを露光、現像を行い第１のフォトレジストパターン７１ａを形成する（図８（ｂ））。
【００５２】
第１のフォトレジストパターン７１ａを用いて、酸化膜６１をエッチングすることにより、酸化膜６１ａを形成する（図８（ｃ））。酸化膜６１ａは、第２の大径部１４を形成するためのＳｉ面が露出する開口部を有する。この後、第１のフォトレジストパターン７１ａを除去する。
【００５３】
第１のフォトレジストパターン７１ａが除去された後、開口部を有する酸化膜６１ａ上に第２のフォトレジスト膜７２を設ける（図８（ｄ））。その後、上記と同様に露光、現像を行って第２のフォトレジストパターン７２ａを形成する（図８（ｅ））。
【００５４】
第２のフォトレジストパターン７２ａを用いて、酸化膜６１ａを所定の深さにエッチングすることにより、第１の大径部１５を形成するための段差を有するエッチングマスク６１ｂを形成する（図８（ｆ））。この後、第２のフォトレジストパターン７２ａを除去する（図８（ｇ））。
【００５５】
以上より、第１のＳｉ層に第１の大径部１５及び第２の大径部１４を形成するためのエッチングマスク６１ｂが完成する。
【００５６】
本発明のＳｉ基板加工方法を用いることにより酸化膜６１を従来の方法と比較してより薄くするができるため、精度の良い開口を備えた酸化膜６１ａを形成することができる。
【００５７】
また、図８（ｄ）で示す第２のフォトレジスト膜７２は、酸化膜６１ａが薄いため、開口の影響を受けにくく均一に設けることができ、精度のよい第２のフォトレジストパターン７２ａを形成することができる。よって、酸化膜６１ａに第２のフォトレジストパターン７２ａを用いて形成するエッチングマスク６１ｂは、精度の良いものとすることができる。
【００５８】
酸化膜６１ａ上に設ける第２のフォトレジスト膜７２は、酸化膜６１ａに形成されている穴の大きさにもよるが、酸化膜６１ａの厚みが３μｍを超えると、均一に設けるのが困難となる。このため、薄い酸化膜６１からエッチングマスク６１ｂを形成することができることは、Ｓｉ基板を高精度に加工することができるばかりでなく、段差の段数がより多い複雑な形状を作製する上で非常に優位である。
【００５９】
図４（ｄ）の第２の大径部１４、第１の大径部１５の形成完了後、基板Ｃの第２のＳｉ層１８の面に形成したエッチングマスク６２ａを用いて、エッチング停止層１６が露出するまで第２のＳｉ層１８に本発明に係るＳｉ基板加工方法を用いてエッチングを行い、小径部１３を形成する（図４（ｅ））。この後、基板Ｃを希釈フッ酸溶液に浸漬して、エッチングマスク６１ｃ、６０ａ及びエッチング停止層１６を除去する。エッチング停止層１６の除去により小径部１３と第２の大径部１４、第１の大径部１５とが連通してノズルが形成でき、ノズルプレート１が完成する（図４（ｆ））。
【００６０】
第１のＳｉ層１７及び第２のＳｉ層１８それぞれの厚みが決まっているＳＯＩ基板により、第１の大径部及び第２の大径部の深さ及び小径部の長さ（ノズル長）が精度良く形成されるのは勿論であり、更に、本発明のＳｉ基板加工方法により、第１の大径部、第２の大径部及び小径部１３の形状を所望の形状により忠実に形成することができる。
【００６１】
この後、後述する撥液層４５を、エッチングマスク６２ａを除去した吐出面１２に設けるのが好ましい。
【００６２】
撥液層４５に関して説明する。図１に示すノズルプレート１の吐出孔が存在する吐出面１２に撥液層４５を設けるのが好ましい。撥液層４５を設けることで、吐出孔から液体が吐出面１２に馴染むことによる染み出しや広がりを抑制することができる。具体的には、例えば液体が水性であれば撥水性を有する材料が用いられ、液体が油性であれば撥油性を有する材料が用いられるが、一般に、ＦＥＰ（四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）、フッ素シロキサン、フルオロアルキルシラン、アモルファスパーフルオロ樹脂等のフッ素樹脂等が用いられることが多く、塗布や蒸着等の方法で吐出面１２に成膜されている。膜厚の厚みは、特に限定されるものではないが、概ね０．１μｍから３μｍとするのが好ましい。
【００６３】
尚、撥液層４５は、ノズルプレート１の吐出面１２に直接成膜してもよいし、撥液層４５の密着性を向上させるために中間層を介して成膜することも可能である。
【００６４】
次に図１に示す様なボディプレート２を製造する。例えば、Ｓｉ基板を用いて、公知のフォトリソグラフィ処理（レジスト塗布、露光、現像）及びＳｉ異方性ドライエッチング方法を用いて、ノズル１１にそれぞれ連通する複数の圧力室となる圧力室溝２４、この圧力室にそれぞれ連通する複数のインク供給路となるインク供給溝２３及びこのインク供給に連通する共通インク室となる共通インク室溝２２、並びにインク供給口２１等の流路溝を形成する。このＳｉ異方性ドライエッチング方法を本発明のＳｉ基板加工方法を用いてより精度が良いものとすることができる。この後、用意したノズルプレート１とボディプレート２とを接着剤等を用いて貼り合わせ、更にボディプレート２の各圧力室２４の背面に圧力発生手段である圧電素子３を取り付けて記録ヘッド１００が完成する。
【実施例】
【００６５】
（実施例１）
図４、図８に沿ってノズルプレート１を製造した。本発明のＳｉ基板加工方法は、ＩＣＰ型ＲＩＥ装置を用い、加工条件は、上記の（第１エッチング工程）、（第２エッチング工程）及び（保護膜形成工程）で示した内容と同じとした。
【００６６】
基板Ｃは、ＳＯＩシリコン（Ｓｉ）ウェハ／直径φ１００ｍｍ、厚み３５０μｍであり、詳細は以下に示す。
【００６７】
第１のＳｉ層１７  厚さ：３５０μｍ
エッチング停止層１６（ＳｉＯ２）厚さ：０．２μｍ
第２のＳｉ層１８  厚さ：５μｍ
両面の酸化膜（ＳｉＯ２）６１、６２  厚さ：７０００Å
図８に示したようにフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理によりエッチングマスク６１ｂを得た。エッチングマスクパターンは、第１の大径部１５の直径φ１００μｍ、第２の大径部１４の直径φ６０μｍとなるようにした。
【００６８】
エッチングマスク６１ｂの厚さは、図８（ｇ）及び図４（ａ）中のＡ部は７０００Å、Ｂ部は２５００Åとした。
【００６９】
図４（ｂ）に示すように、本発明のＳｉ基板加工方法を用いて第１のＳｉ層１７を直径φ６０μｍ、深さ１６８μｍエッチングした。エッチングのサイクルは２３０回であった。このエッチング終了時のエッチングマスク６１ｂの厚みは、Ａ部は５６００Å、Ｂ部は１１００Åであった。
【００７０】
図４（ｃ）に示すように、図４（ｂ）に示すＢ部の酸化膜が無くなるまでＣＨＦ３を用いてエッチングした。このエッチング終了時のエッチングマスク６１ｃのＡ部の厚みは４１００Åであった。
【００７１】
図４（ｄ）に示すように、本発明のＳｉ基板加工方法を用いて底面がエッチング停止層１６に達するまでエッチングし直径φ１００μｍの穴を形成する。エッチングのサイクルは３７０回であった。このエッチング終了時のエッチングマスク６１ｃのＡ部の厚みは１８００Åであった。
【００７２】
ここまでの総エッチングサイクルは６００回で所用時間は１８０分である。
【００７３】
図４（ｅ）に示すように、本発明のＳｉ基板加工方法でエッチングマスク６２ａを用いて第１のＳｉ層１７を直径φ５μｍの穴を形成し、底面がエッチング停止層１６に達するまでエッチングし、小径部１３を形成した。
【００７４】
図４（ｅ）に示すように、残ったエッチングマスク６２ａ、６１ｃ及びエッチング停止層１６を希釈フッ酸に浸漬し除去し、ノズルプレート１を得た。
【００７５】
基板Ｃの表面を観察したところ、第１の大径部１５、第２の大径部１４の形状は特に開口端部が広がること無く本来の形状に近い状態であり、エッチングマスク６１ｃのマスキングが十分機能して平坦面はＳｉウェハ本来の滑らかな状態であり、良好な結果が得られた。
（比較例１）
図４、図８に沿ってノズルプレート１を製造した。従来のＳｉ異方性ドライエッチングは、ＩＣＰ型ＲＩＥ装置を用い、加工条件は、上記の（エッチング工程）及び（保護膜形成工程）で示した内容と同じとした。
【００７６】
基板Ｃは、ＳＯＩシリコン（Ｓｉ）ウェハ／直径φ１００ｍｍ、厚み３５０μｍであり、詳細は以下に示す。
【００７７】
第１のＳｉ層１７  厚さ：３５０μｍ
エッチング停止層１６（ＳｉＯ２）厚さ：０．２μｍ
第２のＳｉ層１８  厚さ：５μｍ
両面の酸化膜６１、６２（ＳｉＯ２）  厚さ：１８０００Å
図８に示したようにフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理によりエッチングマスク６１ｂを得た。エッチングマスクパターンは、第１の大径部１５の直径φ１００μｍ、第２の大径部１４の直径φ６０μｍとなるようにした。
【００７８】
エッチングマスク６１ｂの厚さは、図８（ｇ）及び図４（ａ）中のＡ部は１８０００Å、Ｂ部は７５００Åとした。
【００７９】
図４（ｂ）に示すように、従来のＳｉ異方性ドライエッチングを用いて第１のＳｉ層１７を直径φ６０μｍ、深さ１６８μｍエッチングした。エッチングのサイクルは２１０回であった。このエッチング終了時のエッチングマスク６１ｂの厚みは、Ａ部は１１４９０Å、Ｂ部は９９０Åであった。
【００８０】
図４（ｃ）に示すように、図４（ｂ）に示すＢ部の酸化膜が無くなるまでＣＨＦ３を用いてエッチングした。このエッチング終了時のエッチングマスク６１ｃのＡ部の厚みは１００００Åであった。
【００８１】
図４（ｄ）に示すように、従来のＳｉ異方性ドライエッチングを用いて底面がエッチング停止層１６に達するまでエッチングし直径φ１００μｍの穴を形成する。エッチングのサイクルは３１５回であった。このエッチング終了時のエッチングマスク６１ｃのＡ部の厚みは２２５Åであった。
【００８２】
ここまでの総エッチングサイクルは５２５回で所用時間は１５７．５分である。
【００８３】
図４（ｅ）に示すように、従来のＳｉ異方性ドライエッチングでエッチングマスク６２ａを用いて第１のＳｉ層１７を直径φ５μｍの穴を形成し、底面がエッチング停止層１６に達するまでエッチングし、小径部１３を形成した。
【００８４】
図４（ｅ）に示すように、残ったエッチングマスク６２ａ、６１ｃ及びエッチング停止層１６を希釈フッ酸に浸漬し除去し、ノズルプレートを得た。
【００８５】
基板Ｃの表面を観察したところ、第１の大径部１５、第２の大径部１４の形状は開口端部に数μｍ程度の広がりが認められ、また、エッチングマスク６１ｃのマスキングが不十分であったため、平坦面はＳｉウェハ本来の滑らかな状態と異なり細かな凹凸が認められ、良好な結果が得られなかった。
（結果）
当初エッチングマスク６１ｂの厚み（Ａ部）は、実施例１の方が７０００Å、比較例１の方が１８０００Åと、比較例１の方が厚い。しかし、図４（ｄ）の第１のＳｉ層１７のエッチング完了時において、エッチングマスク６１ｃの残りの厚さは、実施例１の方が１８００Å、比較例１の方が２２５Åと逆転し、且つ、大きな差が生じ、製造したノズルプレートの品質においても差が生じた。また、第１の大径部１５及び第２の大径部１４を形成するための所用時間は、実施例１が１８０分、比較例１が１５７．５分で実施例１の方が約１５％長いが十分実用的な範囲内であった。これより、本発明が大きな効果をもたらすことが確認できた。
【符号の説明】
【００８６】
１  ノズルプレート
２  ボディプレート
３  圧電素子
１１  ノズル
１２  吐出面
１３  小径部
１４  第２の大径部
１５  第１の大径部
１６  エッチング停止層
１７  第１のＳｉ層
１８  第２のＳｉ層
２１  インク供給口
２２  共通インク室（溝）
２３  インク供給路（溝）
２４  圧力室（溝）
４５  撥液層
６１、６１ａ  酸化膜
６１ｂ、６１ｃ、６２ａ  エッチングマスク
１００  記録ヘッド
Ｃ  基板
【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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