(57)【要約】      （修正有）【課題】供給路の間隔が狭く、かつ泡抜け性の良好な液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】基板１の第一の面と第一の面と反対側の第二の面とを貫通する供給路８を有する基板１と、基板１の第二の面と接着剤を介して接着した部材と、を備える液体吐出ヘッドであって、供給路８の内壁に、第二の面と略平行な部分９を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の第一の面と該第一の面と反対側の第二の面とを貫通する供給路を有する基板と、該基板の第二の面と接着剤を介して接着した部材と、を備える液体吐出ヘッドであって、
前記供給路の内壁に、前記第二の面と略平行な部分を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記基板が複数の前記供給路を有し、前記供給路同士の間隔が１ｍｍ以下である請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記供給路の内壁に、前記第二の面と略垂直な部分を有し、
前記供給路の前記第二の面と略垂直な部分の開口幅が、前記供給路の前記第二の面における開口幅の１／２以下であり、
前記第二の面と略垂直な部分が、前記第一の面から、基板厚み方向に基板の厚みに対して１／２以下の領域に存在する請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
（ａ）結晶面（１００）のシリコン基板であって、第一の面と該第一の面と反対側の第二の面とを有するシリコン基板に対して、前記第二の面上にエッチングマスク層を形成する工程と、
（ｂ）前記シリコン基板の第二の面側から複数の未貫通孔を形成する工程と、
（ｃ）前記シリコン基板の第二の面側からエッチング液を用いて結晶異方性エッチングを行い、前記未貫通孔同士を連結する工程と、
（ｄ）前記シリコン基板の第二の面上に形成されたＳｉＯ２層の一部を除去する工程と、
（ｅ）前記シリコン基板の第二の面側からエッチング液を用いて結晶異方性エッチングを行い、貫通孔を形成する工程と、
をこの順で含むことを特徴とするシリコン基板の加工方法。
【請求項５】
前記工程（ａ）から（ｅ）により複数の前記貫通孔を形成し、該貫通孔同士の間隔が１ｍｍ以下である請求項４に記載のシリコン基板の加工方法。
【請求項６】
前記工程（ｂ）において、前記未貫通孔を形成する領域の長手方向の中心線に対して対称に２列以上をなすように前記未貫通孔を形成する請求項４または５に記載のシリコン基板の加工方法。
【請求項７】
前記工程（ｂ）において、レーザ光によって前記未貫通孔を形成する請求項４から６のいずれか１項に記載のシリコン基板の加工方法。
【請求項８】
前記工程（ａ）において、前記工程（ｂ）において未貫通孔を形成する領域に形成されたエッチングマスク層に開口部を設ける請求項４から７のいずれか１項に記載のシリコン基板の加工方法。
【請求項９】
前記工程（ｂ）において、前記第一の面から１０μｍ以上、１２５μｍ以下の深さまで前記未貫通孔を形成する請求項４から８のいずれか１項に記載のシリコン基板の加工方法。
【請求項１０】
前記工程（ｂ）において、前記未貫通孔同士の間隔が２５μｍ以上、１１５μｍ以下となるように前記未貫通孔を形成する請求項４から９のいずれか１項に記載のシリコン基板の加工方法。
【請求項１１】
前記工程（ｃ）及び（ｅ）の少なくとも一方において、前記エッチング液が水酸化テトラメチルアンモニウム又は水酸化カリウムを含む請求項４から１０のいずれか１項に記載のシリコン基板の加工方法。
【請求項１２】
前記工程（ｄ）において、ドライエッチング又はウェットエッチングにより前記ＳｉＯ２層の一部を除去する請求項４から１１のいずれか１項に記載のシリコン基板の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッド及びシリコン基板の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体であるインクを吐出するインクジェット記録ヘッドとしては、インク吐出エネルギーを発生させるエネルギー発生素子の上方に向けてインクを吐出するタイプのインクジェット記録ヘッド（以下、サイドシュータ型ヘッドと称する）が知られている。サイドシュータ型ヘッドでは、エネルギー発生素子が形成されたシリコン基板に貫通孔であるインク供給路が設けられ、エネルギー発生素子が形成された表面の裏面側から、インク供給路を介してインクを供給する方式が採られている。この方式において、サイドシュータ型ヘッドの小型化の観点から、インク供給路の間隔を狭めることが求められている。
【０００３】
特許文献１には、液体吐出ヘッド用基板の製造方法において、基板にレーザ光で未貫通孔を形成してから異方性エッチングを行う方法が記載されている。しかしながら、該方法では、中間部が横方向に拡がった断面形状の貫通孔が形成されるため、貫通孔の間隔を狭めることができず、液体吐出ヘッドの幅寸法を小さくするのに限界がある。
【０００４】
一方、インクジェット記録ヘッド基板の搭載方法としては、以下の方法が挙げられる。支持部材へ紫外線・熱硬化併用型接着剤を転写または塗布し、インクジェット記録ヘッド基板を押圧した後、インクジェット記録ヘッド基板の外周部に延出した接着剤に紫外線光を照射して仮固定を行う。この時、接着剤が転写された場所のうちインクジェット記録ヘッド基板と支持部材との間は紫外線光の影部分になるため接着剤は未硬化状態である。そのため、該接着剤を熱硬化工程により完全硬化する。しかしながら、この方法では、押圧時に接着剤が貫通孔である供給路にはみ出し、供給路内部に接着剤が入る場合がある。供給路内部に接着剤が入ると、インク等の液体流通時に泡抜け性が低下する。
【０００５】
はみ出す接着剤の供給路への侵入を防止するインクジェット記録ヘッドとしては、特許文献２及び３に開示される構造及び製造方法が知られている。該構造では、供給路の近傍部に別途接着剤溜め込み領域を配置することで、接着剤の供給路への侵入を防止している。しかしながら、該構造では接着剤の供給路への侵入は完全に抑えられない。インクジェット記録ヘッドには基板の平行度が要求されるため、基板を押圧することが必要とされる。該押圧により、仮に接着剤溜め込み領域が配置されていたとしても、接着剤のはみ出しは十分に抑制されず、接着剤は供給路へはみ出す。
【０００６】
また、エッチング時間の短縮を図るためには、特許文献１に記載のように、シリコン基板の一部を除去して異方性エッチングの時間を短くする方法が有効である。シリコン基板の一部を深く除去するほど、異方性エッチング量を少なくすることができ、供給路の横方向への広がりを抑えられ、インクジェット記録ヘッドの小型化及びエッチング時間の短縮をより有効に図ることができる。しかし、異方性エッチングの各面方位のエッチングレートを制御しないと、異方性エッチングの時間によって供給路の幅が広がってしまうため、シリコンの除去量が多くなってしまい、生産効率が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２３７５１５号公報
【特許文献２】特開平１１−３４８２８２号公報
【特許文献３】特開２００１−１６２８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、液体吐出ヘッドの幅寸法を小さくすることが求められているが、供給路の間隔を狭くすることと、供給路への接着剤のはみ出しを抑えることは困難である。本発明は、供給路の間隔が狭く、かつ泡抜け性の良好な液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る液体吐出ヘッドは、基板の第一の面と該第一の面と反対側の第二の面とを貫通する供給路を有する基板と、該基板の第二の面と接着剤を介して接着した部材と、を備える液体吐出ヘッドであって、前記供給路の内壁に、前記第二の面と略平行な部分を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るシリコン基板の加工方法は、（ａ）結晶面（１００）のシリコン基板であって、第一の面と該第一の面と反対側の第二の面とを有するシリコン基板に対して、前記第二の面上にエッチングマスク層を形成する工程と、（ｂ）前記シリコン基板の第二の面側から複数の未貫通孔を形成する工程と、（ｃ）前記シリコン基板の第二の面側からエッチング液を用いて結晶異方性エッチングを行い、前記未貫通孔同士を連結する工程と、（ｄ）前記シリコン基板の第二の面上に形成されたＳｉＯ２層の一部を除去する工程と、（ｅ）前記シリコン基板の第二の面側からエッチング液を用いて結晶異方性エッチングを行い、貫通孔を形成する工程と、をこの順で含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、供給路の間隔が狭く、かつ泡抜け性の良好な液体吐出ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る液体吐出ヘッドの基板の一例を示す断面図である。
【図２】本発明に係るシリコン基板の加工方法の第一の実施形態（実施例１）を示す断面図である。
【図３】本発明に係るシリコン基板の加工方法の第二の実施形態（実施例２）を示す断面図である。
【図４】比較例１におけるシリコン基板の加工方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［液体吐出ヘッド］
本発明に係る液体吐出ヘッドは、基板の第一の面と該第一の面と反対側の第二の面とを貫通する供給路を有する基板と、該基板の第二の面と接着剤を介して接着した部材と、を備える。前記供給路の内壁には、前記第二の面と略平行な部分が設けられている。前記第二の面と略平行な部分は、接着剤のはみ出しを抑える領域として機能する。そのため、接着剤が基板と部材との接着時に供給路内部に入り込んだ場合にも、該接着剤は前記第二の面と略平行な部分に留まり、該部分からはみ出さず、供給路のさらに奥深くに入り込むことがない。ここで、液体供給時及び吐出時には泡が混入することがあり、供給路内部で液体供給及び吐出を繰り返すと該泡が成長する。該泡は供給路の液体供給側から逃がすことができる。本発明では、前記第二の面と略平行な部分から接着剤がはみ出さないため、該泡を容易に液体供給側から逃がすことができ、液体吐出ヘッドを作製した際に泡抜け性が良好となる。また、当該構成では供給路の間隔を狭くすることができる。以下、本発明に係る液体吐出ヘッドの詳細について説明する。
【００１４】
図１に、本発明に係る液体吐出ヘッドの基板の一例を示す。基板１の第一の面上には複数のエネルギー発生素子３が配置されている。また、基板１の第一の面上にはエッチングストップ層２が設けられている。基板１には、基板１を貫通し、液体を供給する供給路８が複数形成されている。図１に示される供給路８の内壁は５つの面で形成されており、供給路８の内壁には、第二の面と略平行な部分９が設けられている。なお、「略平行」とは基準となる面に対して±５°の範囲内であることを示す。第二の面と略平行な部分９は、基板１の第一の面から、基板厚み方向に基板１の厚みに対して１／２を超える領域に存在することが好ましい。
【００１５】
液体吐出ヘッドの小型化の観点から、供給路８同士の間隔Ｗ３は１ｍｍ以下であることが好ましく、０．９ｍｍ以下であることがより好ましい。なお、供給路８同士の間隔Ｗ３は、供給路８の中心間の距離を示す。また、供給路８同士の間隔Ｗ３は、最も近接する供給路同士の間隔を示す。
【００１６】
図１に示される供給路８の内壁には、第二の面と略垂直な部分１０が設けられている。なお、「略垂直」とは基準となる面に垂直な面に対して±５°の範囲内であることを示す。供給路８の第二の面と略垂直な部分１０の開口幅Ｗ２は、供給路８の第二の面における開口幅Ｗ１の１／２以下であることが好ましく、２／５以下であることがより好ましい。また、第二の面と略垂直な部分１０は、基板１の第一の面から、基板厚み方向に基板１の厚みに対して１／２以下の領域に存在することが好ましく、２／５以下の領域に存在することがより好ましい。すなわち、図１において、Ｔ２／Ｔ１は１／２以下であることが好ましく、２／５以下であることがより好ましい。供給路８の内壁に、これらの要件を満たす第二の面と略垂直な部分１０が設けられていることにより、泡抜け性が改善される。
【００１７】
本発明に係る液体吐出ヘッドは、前記基板と、該基板の第二の面と接着剤を介して接着した部材とを備える。該部材としては支持部材を用いることができる。該接着剤としては、例えばエポキシ樹脂を含有するエポキシ接着剤等を用いることができる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
【００１８】
本発明に係る液体吐出ヘッドの前記基板の第一の面側の構成は公知の構成とすることができる。例えば、基板の第一の面上に、吐出口を有し、液体の流路を形成する流路形成部材を備えることができる。基板の第二の面側から供給路を通じて供給された液体は、エネルギー発生素子によってエネルギーが与えられ、流路形成部材内の流路を通じて吐出口から液滴として吐出される。
【００１９】
本発明に係る液体吐出ヘッドは、インクを記録媒体へ吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッド、カラーフィルター製造用ヘッド等として好適に用いることができる。また、インクジェット記録ヘッド以外にも、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にも適用できる。
【００２０】
［シリコン基板の加工方法］
本発明に係るシリコン基板の加工方法は、以下の工程（ａ）〜（ｅ）をこの順で含む。（ａ）結晶面（１００）のシリコン基板であって、第一の面と該第一の面と反対側の第二の面とを有するシリコン基板に対して、前記第二の面上にエッチングマスク層を形成する工程。（ｂ）前記シリコン基板の第二の面側から複数の未貫通孔を形成する工程。（ｃ）前記シリコン基板の第二の面側からエッチング液を用いて結晶異方性エッチングを行い、前記未貫通孔同士を連結する工程。（ｄ）前記シリコン基板の第二の面上に形成されたＳｉＯ２層の一部を除去する工程。（ｅ）前記シリコン基板の第二の面側からエッチング液を用いて結晶異方性エッチングを行い、貫通孔を形成する工程。
【００２１】
本発明に係るシリコン基板の加工方法によれば、本発明に係る液体吐出ヘッドの基板を好適に製造することができる。なお、本発明に係るシリコン基板の加工方法は、本発明に係る液体吐出ヘッドの基板作製以外にも、シリコン基板を含んで構成される構造体に貫通孔を形成する際に適用することができる。以下、本発明に係るシリコン基板の加工方法の実施形態を示すが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。
【００２２】
（第一の実施形態）
本実施形態では、図２（ａ）〜（ｅ）に示される工程によりシリコン基板を加工する。なお、本実施形態では、ウエハの一部をなすシリコン基板１単体について説明するが、実際にはウエハ単位で同様の加工を行う。
【００２３】
まず、図２（ａ）に示されるように、第一の面上に、エッチングストップ層２、エネルギー発生素子３、及び犠牲層６が形成された結晶面（１００）のシリコン基板１を用意する。シリコン基板１の厚みとしては、７００〜７５０μｍとすることができる。エネルギー発生素子３は、液体を吐出するエネルギーを発生する素子であり、例えばＴａＮやＴａＳｉＮ等からなる電熱変換素子を用いることができる。エネルギー発生素子３には、エネルギー発生素子３を駆動させるための制御信号入力電極（不図示）が電気的に接続されている。エッチングストップ層２はパッシベイション層とも称され、エネルギー発生素子３の保護層として機能し、結晶異方性エッチングに対して耐性を有する材料で形成されている。また、エッチングストップ層２はシリコン基板１の第一の面上にエネルギー発生素子３や流路形成部材等の構造物が形成されている際に隔壁の機能を果たす。犠牲層６の配置は供給路８の形成領域を精度よく画定したい場合に効果的である。犠牲層６と、エッチングストップ層２とは、それぞれを単独で使用する、または併用する場合において、結晶異方性エッチングを行う前の段階で、シリコン基板１上に形成されていればよい。結晶異方性エッチング前の段階において形成する時期や順序は任意であり、公知の方法により形成できる。また、図２（ａ）には示されていないが、シリコン基板１の第一の面上には、液体流路を形成する流路形成部材となる樹脂層等が形成されていてもよい。
【００２４】
シリコン基板１の第二の面上には、ＳｉＯ２層４が形成されている。ＳｉＯ２層４上に、開口部を有するエッチングマスク層５を形成する。該開口部は結晶異方性エッチングの開始領域となる。エッチングマスク層５は、例えばポリエーテルアミド樹脂等のポリアミド樹脂を塗布することで形成することができる。該開口部は、フォトリソグラフィーによりパターニングすることで形成することができる。該開口部の幅は、０．６〜０．９ｍｍであることが好ましい。図２（ａ）に示されるように後述する未貫通孔７を形成する領域に形成されたエッチングマスク層５に予め開口部を設けることにより、後述する図２（ｄ）でのＳｉＯ２層４の除去が容易になる。
【００２５】
次に、図２（ｂ）に示されるように、シリコン基板１の第二の面側から複数の未貫通孔７を形成する。シリコン基板１の第一の面側には流路形成部材等が形成されている場合があるため、未貫通孔７は、シリコン基板１の第二の面側からレーザ光を照射することによって形成されることが好ましい。該レーザ光としては、例えばＹＡＧレーザの基本波（波長：１０６４ｎｍ）、２倍波（波長５３２ｎｍ）、３倍波（波長３５５ｎｍ）等を用いることができる。なお、レーザ光の波長は、シリコン基板１を形成するシリコンに対して孔加工が可能な波長であればよく、特に限定されない。例えば、ＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）を用いる場合、シリコンに対して熱加工で未貫通孔７が形成され、このようなレーザ光を用いて未貫通孔７を形成してもよい。また、未貫通孔７は、レーザ光のアブレーション、いわゆるレーザアブレーション法によって形成されてもよい。また、レーザ光の出力及び周波数は適切な値に設定することができる。
【００２６】
未貫通孔７の直径は５〜１００μｍであることが好ましい。未貫通孔７の直径が５μｍ以上であることにより、後の結晶異方性エッチングの際にエッチング液が未貫通孔７内に進入しやすくなる。また、未貫通孔７の直径が１００μｍ以下であることにより、未貫通孔７を比較的短い時間で形成することができる。
【００２７】
また、未貫通孔７は、シリコン基板１の第一の面から１０μｍ以上、１２５μｍ以下の深さまで形成することが好ましく、３０μｍ以上、１００μｍ以下の深さまで形成することがより好ましい。例えば、厚さ７２５μｍのシリコン基板１を用いる場合、未貫通孔７の深さは６００μｍ以上、７１５μｍ以下とすることが好ましく、６２５μｍ以上、６９５μｍ以下とすることがより好ましい。未貫通孔７を、シリコン基板１の第一の面から１２５μｍ以下の深さまで形成することにより、後の結晶異方性エッチングの時間を短縮することができ、また、貫通孔８（供給路８）の幅をより狭くすることができる。また、未貫通孔７を、シリコン基板１の第一の面から１０μｍ以上の深さまで形成することにより、シリコン基板１の第一の面上に形成された流路形成部材等の構造体にレーザ等の熱が伝わり難くなり、変形等を抑制することができる。
【００２８】
また、第二の面のエッチング時間を短くする観点から、未貫通孔７は、未貫通孔７を形成する領域の長手方向の中心線に対して対称に２列以上をなすように形成されることが好ましく、３列以上をなすように形成されることがより好ましい。本実施形態では、未貫通孔７は、未貫通孔７を形成する領域の長手方向の中心線に対して対称に３列をなすように形成されている。なお、未貫通孔７の列の数が奇数の場合は、中央の列が該中心線上に配置されるように形成されればよい。
【００２９】
また、未貫通孔７同士の間隔が２５μｍ以上、１１５μｍ以下となるように、未貫通孔７を形成することが好ましく、未貫通孔７同士の間隔が４０μｍ以上、８０μｍ以下となるように、未貫通孔７を形成することがより好ましい。ここで、未貫通孔７同士の間隔は、最も近接する未貫通孔７同士の間隔を示す。未貫通孔７同士の間隔が２５μｍ以上、１１５μｍ以下であることにより、未貫通孔７の深さを所望の深さとしやすく、また貫通孔８（供給路８）同士をつながり難くできる。未貫通孔７同士の間隔は、例えば、シリコン基板１の短手方向及び長手方向に対して２５μｍ以上、１１５μｍ以下とすることができる。未貫通孔７は、シリコン基板１の短手方向及び長手方向に対して未貫通孔７同士の間隔が２５〜１１５μｍで、対称に２列以上で形成されることが好ましい。
【００３０】
次に、図２（ｃ）に示されるように、シリコン基板１の第二の面側からエッチング液を用いて結晶異方性エッチングを行い、未貫通孔７同士を連結する。該エッチング液としては、エッチングの容易さの観点から、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）又は水酸化カリウムを含むエッチング液を用いることが好ましい。また、該エッチング液は、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシエチレン誘導体等の添加剤を含むことができる。前記結晶異方性エッチングでは、複数の未貫通孔７の内部の壁面全てからエッチングが始まる。未貫通孔７同士が該結晶異方性エッチングにより繋がった時に該結晶異方性エッチングを止める。なお、複数の未貫通孔７における外周側に位置する未貫通孔７の先端から（１１１）面が形成される。その際、（１１０）面より（１００）面のエッチングレートが速いエッチング液を使用することにより、未貫通孔同士が繋がるまでの時間は長くなるが、未貫通孔７同士を繋げることができる。
【００３１】
次に、図２（ｄ）に示されるように、シリコン基板１の第二の面上に形成されたＳｉＯ２層４の一部を除去する。具体的には、エッチングマスク層５の開口部に形成されたＳｉＯ２層４を除去する。ＳｉＯ２層４の除去は、ドライエッチング又はウェットエッチングにより行われることが量産の観点から好ましい。ドライエッチングとしては、フッ素系ガスを用いたプラズマエッチング等が挙げられる。ウェットエッチングとしては、バッファードフッ酸、フッ酸等を用いたエッチングが挙げられる。
【００３２】
次に、図２（ｅ）に示されるように、シリコン基板１の第二の面側からエッチング液を用いて結晶異方性エッチングを行い、貫通孔８を形成する。該エッチング液としては、前述したエッチング液と同様のエッチング液を用いることができる。該結晶異方性エッチングによって、シリコン基板１の第一の面側にエッチングが進行していく。それと同時に、ＳｉＯ２層４を除去したエッチングマスク層５の開口部においてもエッチングが進行していく。エッチングがシリコン基板１の第一の面に到達することで、エッチングが終了する。なお、図示しないが、シリコン基板１の第一の面における貫通孔８の開口部位に形成されているエッチングストップ層２の一部をドライエッチング等により除去することで、シリコン基板１の第一の面側に貫通孔８を開通させることができる。液体吐出ヘッドの小型化の観点から、貫通孔８同士の間隔は１ｍｍ以下であることが好ましく、０．９ｍｍ以下であることがより好ましい。なお、貫通孔８同士の間隔は、貫通孔８の中心間の距離を示す。また、貫通孔８同士の間隔は、最も近接する貫通孔８同士の間隔を示す。
【００３３】
（第二の実施形態）
本実施形態では、図３（ａ）〜（ｅ）に示される工程によりシリコン基板を加工する。
【００３４】
まず、図３（ａ）に示されるように、第一の実施形態と同様に、第一の面上に、エッチングストップ層２、エネルギー発生素子３、及び犠牲層６が形成された結晶面（１００）のシリコン基板１を用意する。また、開口部を設けない以外は、第一の実施形態と同様に、シリコン基板１の第二の面上のＳｉＯ２層４上にエッチングマスク層５を形成する。
【００３５】
次に、図３（ｂ）に示されるように、第一の実施形態と同様に、シリコン基板１の第二の面側から複数の未貫通孔７を形成する。なお、本実施形態では、未貫通孔７は、未貫通孔７を形成する領域の長手方向の中心線に対して対称に２列をなすように形成されている。
【００３６】
次に、図３（ｃ）に示されるように、第一の実施形態と同様に、シリコン基板１の第二の面側からエッチング液を用いて結晶異方性エッチングを行い、未貫通孔７同士を連結する。
【００３７】
次に、図３（ｄ）に示されるように、エッチングマスク層５に開口部を形成する。該開口部は、例えばフォトリソグラフィーによりパターニングすることで形成することができる。その後、第一の実施形態と同様に、エッチングマスク層５の開口部に形成されたＳｉＯ２層４を除去する。
【００３８】
次に、図３（ｅ）に示されるように、第一の実施形態と同様に、シリコン基板１の第二の面側からエッチング液を用いて結晶異方性エッチングを行い、貫通孔８を形成する。
【００３９】
なお、前記二つの実施形態では、シリコン基板１に貫通孔８（供給路８）を形成する工程について説明した。しかしながら、液体吐出ヘッドを製造する際には、前記実施形態にて行われている工程の前に、シリコン基板１の第一の面上に流路形成部材を形成する工程が行われることが好ましい。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明の具体的な実施形態を、実施例を用いて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
【００４１】
（実施例１）
図２（ａ）〜（ｅ）に示される工程によりシリコン基板を加工し、液体吐出ヘッドを製造した。
【００４２】
まず、図２（ａ）に示されるように、第一の面上に、エッチングストップ層２、エネルギー発生素子３、及び犠牲層６が形成された結晶面（１００）のシリコン基板１を用意した。シリコン基板１の厚みは７２５μｍであった。該シリコン基板１の第二の面上にはＳｉＯ２層４が形成されていた。ＳｉＯ２層４上にポリエーテルアミド樹脂を含む層を形成し、フォトリソグラフィーによりパターニングを行い、開口部を有するエッチングマスク層５を形成した。エッチングマスク層５の開口部の幅は０．７５ｍｍであった。
【００４３】
次に、図２（ｂ）に示されるように、エッチングマスク層５の開口部において、レーザ光により未貫通孔７を形成した。この時、未貫通孔７を形成する領域の長手方向の中心線に対して対称に３列をなすように、未貫通孔７を形成した。未貫通孔７同士の間隔は、長手方向及び短手方向において６０μｍとした。また、未貫通孔７の深さは６５０μｍであった。すなわち、シリコン基板１の第一の面から７５μｍの深さまで未貫通孔７を形成した。未貫通孔７の直径は２０μｍであった。
【００４４】
次に、図２（ｃ）に示されるように、２２質量％ＴＭＡＨ溶液を用いて、シリコン基板１の第二の面から結晶異方性エッチングを行った。これにより、未貫通孔７同士が連結した。
【００４５】
次に、図２（ｄ）に示されるように、シリコン基板１の第二の面上であってエッチングマスク層５の開口部に形成されたＳｉＯ２層４を、バッファードフッ酸にて除去した。
【００４６】
次に、図２（ｅ）に示されるように、２２質量％ＴＭＡＨ溶液を用いて、シリコン基板１の第二の面から結晶異方性エッチングを行った。これにより、シリコン基板１を貫通する複数の貫通孔８（供給路８）が形成された。供給路８の内壁は５つの面で形成されており、第二の面と略平行な部分および第二の面と略垂直な部分を有していた。供給路８の第二の面と略垂直な部分の開口幅は０．３ｍｍであり、供給路８の第二の面における開口幅の１／２以下であった。また、第二の面と略垂直な部分は、シリコン基板１の第一の面から、基板厚み方向に基板の厚みに対して２／５以下の領域に存在していた。また、供給路８同士の間隔は０．８５ｍｍであった。
【００４７】
その後、熱硬化型のエポキシ接着剤を用いて支持部材とシリコン基板１の第二の面との接着を行った。この時、供給路８にはみ出した接着剤は、供給路８の内壁の、第二の面と略平行な部分に留まったため、第二の面と略垂直な部分まで到達しなかった。そのため、液体吐出ヘッドを作製して液体を流通させた際に、泡抜け性は良好であった。
【００４８】
（実施例２）
図３（ａ）〜（ｅ）に示される工程によりシリコン基板を加工し、液体吐出ヘッドを製造した。
【００４９】
まず、図３（ａ）に示されるように、第一の面上に、エッチングストップ層２、エネルギー発生素子３、及び犠牲層６が形成された結晶面（１００）のシリコン基板１を用意した。シリコン基板１の厚みは７２５μｍであった。該シリコン基板１の第二の面上にはＳｉＯ２層４が形成されていた。ＳｉＯ２層４上にポリエーテルアミド樹脂を含むエッチングマスク層５を形成した。
【００５０】
次に、図３（ｂ）に示されるように、エッチングマスク層５の上から、レーザ光により未貫通孔７を形成した。この時、未貫通孔７を形成する領域の長手方向の中心線に対して対称に２列をなすように、未貫通孔７を形成した。未貫通孔７同士の間隔は、長手方向及び短手方向において９０μｍとした。また、未貫通孔７の深さは６８０μｍであった。すなわち、シリコン基板１の第一の面から４５μｍの深さまで未貫通孔７を形成した。未貫通孔７の直径は７５μｍであった。
【００５１】
次に、図３（ｃ）に示されるように、２２質量％ＴＭＡＨ溶液を用いて、シリコン基板１の第二の面から結晶異方性エッチングを行った。これにより、未貫通孔７同士が連結した。
【００５２】
次に、図３（ｄ）に示されるように、フォトリソグラフィーによりパターニングを行い、エッチングマスク層５に開口部を形成した。また、シリコン基板１の第二の面上であってエッチングマスク層５の開口部に形成されたＳｉＯ２層４を、バッファードフッ酸にて除去した。
【００５３】
次に、図３（ｅ）に示されるように、２２質量％ＴＭＡＨ溶液を用いて、シリコン基板１の第二の面から結晶異方性エッチングを行った。これにより、シリコン基板１を貫通する複数の貫通孔８（供給路８）が形成された。供給路８の内壁は５つの面で形成されており、第二の面と略平行な部分および第二の面と略垂直な部分を有していた。供給路８の第二の面と略垂直な部分の開口幅は０．３５ｍｍであり、供給路８の第二の面における開口幅の１／２以下であった。また、第二の面と略垂直な部分は、シリコン基板１の第一の面から、基板厚み方向に基板の厚みに対して１／２以下の領域に存在していた。また、供給路８同士の間隔は０．９ｍｍであった。
【００５４】
その後、熱硬化型のエポキシ接着剤を用いて支持部材とシリコン基板１の第二の面との接着を行った。この時、供給路８にはみ出した接着剤は、供給路８の内壁の、第二の面と略平行な部分に留まったため、第二の面と略垂直な部分まで到達しなかった。そのため、液体吐出ヘッドを作製して液体を流通させた際に、泡抜け性は良好であった。
【００５５】
（比較例１）
図４（ａ）〜（ｄ）に示される工程によりシリコン基板を加工し、液体吐出ヘッドを製造した。なお、図４（ａ）に示される工程については、実施例１の図２（ａ）に示される工程と同様に行った。
【００５６】
図４（ｂ）に示されるように、シリコン基板１の第二の面上であってエッチングマスク層５の開口部に形成されたＳｉＯ２層４を、バッファードフッ酸にて除去した。その後、エッチングマスク層５の開口部において、レーザ光により未貫通孔７を形成した。この時、未貫通孔７を形成する領域の長手方向の中心線に対して対称に３列をなすように、未貫通孔７を形成した。未貫通孔７同士の間隔は、長手方向及び短手方向において６０μｍとした。また、未貫通孔７の深さは６５０μｍであった。すなわち、シリコン基板１の第一の面から７５μｍの深さまで未貫通孔７を形成した。未貫通孔７の直径は２０μｍであった。
【００５７】
次に、図４（ｃ）及び（ｄ）に示されるように、２２質量％ＴＭＡＨ溶液を用いて、シリコン基板１の第二の面から結晶異方性エッチングを行った。これにより、未貫通孔７同士が連結し（図４（ｃ））、その後シリコン基板１を貫通する複数の貫通孔８（供給路８）が形成された（図４（ｄ））。供給路８の内壁は２つの面で形成されており、第二の面と略平行な部分を有していなかった。供給路８同士の間隔は１ｍｍであった。また、供給路８の断面形状は、図４（ｄ）に示されるように中央部が横方向に拡がった形状になった。これは、結晶異方性エッチングの際に、エッチングマスク層５の開口部に形成されたＳｉＯ２層４が除去されていたため、エッチング液と第二の面側のシリコンとの接触時間が長くなり、エッチングにより供給路８の断面形状が大きく横に広がったと考えられる。
【００５８】
その後、熱硬化型のエポキシ接着剤を用いて支持部材とシリコン基板１の第二の面との接着を行った。この時、供給路８にはみ出した接着剤は、供給路８の内部深くまで入り込んだ。そのため、液体吐出ヘッドを作製して液体を流通させた際に、泡抜け性が低かった。
【００５９】
このように、比較例の方法では供給路８の断面形状がシリコン基板１の第二の面側においてエッチングにより広がり易く、接着剤が供給路８の内部にはみ出しやすい形状になった。一方、実施例の方法では、シリコン基板１の第二の面側のシリコンがエッチング液にさらされる時間を短くすることができたため、供給路８の断面形状が広がり難く、供給路８の内壁に、第二の面と略平行な部分を形成することができた。そのため、接着時に接着剤が該第二の面と略平行な部分より広がることができないため、供給路８の間隔が狭くかつ泡抜け性の良好な液体吐出ヘッドを作製することができた。
【符号の説明】
【００６０】
１    シリコン基板（基板）
２    エッチングストップ層
３    エネルギー発生素子
４    ＳｉＯ２層
５    エッチングマスク層
６    犠牲層
７    未貫通孔
８    供給路（貫通孔）
９    第二の面と略平行な部分
１０  第二の面と略垂直な部分
【図１】
2016221688.tif 000003
【図２】
2016221688.tif 000004
【図３】
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【図４】
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